Klassen 11 und 12, 2
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Kern- und Schulcurriculum Chemie (2-stündig) Klasse 11/12 Stand Schuljahr 2011/12 Kern- und Schulcurriculum Chemie (2st.) Klasse 11/12 Hinweis: Von den 110 Schulstunden in Chemie (2st.) werden 30 Stunden für den Wahlbereich, 15 Stunden für die Leistungskontrolle angesetzt. Kompetenzen und Inhalte des Bildungsplans Unterrichtsinhalte/ Schulcurriculum Hinweise/ Vorschläge Anmerkung: Es ist nur eine der aufgeführten Untereinheiten (a-c) verpflichtend. 1. MOLEKÜLE DES LEBENS (ca. 15 Stunden) 1.a. Kohlenhydrate Die Schülerinnen und Schüler können… die drei Naturstoffgruppen Kohlenhydrate, Proteine und Nukleinsäuren an ihrer Molekülstruktur erkennen (Polymere, Monomere); die Funktionen von Kohlenhydraten, Proteinen und Nukleinsäuren (Energieträger, Informationsträger, Bausubstanz), beschreiben; Kohlenhydrate und Proteine mit einfachen Labormethoden nachweisen (Brennprobe, GODTest, TOLLENS-Probe); Kohlenhydrate oder Proteine charakterisieren (Molekülstruktur und Eigenschaften, sowie Vorkommen und Bedeutung); die Verknüpfung von Monomeren bei Kohlenhydraten oder Proteinen darstellen. Monosaccharide Chiralität und räumlichen Bau von Molekülen erkennen; Fischer-Strukturformeln und Haworth-Formeln darstellen; D-Glucose, D-Fructose Asymmetrische C-Atome D- und L-Isomere, α- und β-Anomere,Pyranosen, Furanosen Weitere Monosaccharide Optische Aktivität Weitere Nachweise Vorkommen, Verwendung und Eigenschaften der Zucker Nachweisreaktionen: Fehling-Probe; Tollens-Probe; GOD-Test; Seliwanoff-Reaktion Disaccharide Maltose, Cellobiose, Saccharose Reduzierende und nichtreduzierende Zucker Polysaccharide Stärke, Cellulose Verknüpfung der Monomere zu Makromolekülen Nachweis von Stärke Unterschiedliche Eigenschaften der Polysaccharide Vorkommen und Verwendung Weitere Disaccharide Amylose als Helix, Cellulose als Fibrille Stabilisierung durch Wasserstoffbrücken 1 Kern- und Schulcurriculum Chemie (2st.) Klasse 11/12 1.b. Proteine Proteine an ihrer Molekülstruktur erkennen (Polymere, Monomere); L-α-Aminosäuren als Bausteine Einfache Aminosäuren Peptidbindung Eigenschaften von Aminosäuren Aminosäuren als Zwitterionen Kondensationsreaktion Primärstruktur, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur α-Helix, Faltblatt, Stabilisierende Kräfte Sequenz Proteine mit einfachen Labormethoden nachweisen; Nachweis mit Biuret- und Xanthoprotein-Reaktion Biologische Funktionen Proteine im Stoffwechsel Enzyme Wirkungsweise als Schlüssel-SchlossPrinzip Hydrolyse eines Peptids Nachweis der AS-Bausteine durch Dünnschichtchromatografie Denaturierung und deren Bedeutung erklären 1.c. Nucleinsäuren Nukleinsäuren an ihrer Molekülstruktur erkennen (Polymere, Monomere); RNA und DNA Nucleotide, Nucleobasen Bausteine der Nucleinsäuren Biologische Funktionen 2 Kern- und Schulcurriculum Chemie (2st.) Klasse 11/12 2. CHEMISCHE GLEICHGEWICHTE (ca. 15 Stunden) Die Schülerinnen und Schüler können… an Beispielen die Bedingungen für die Einstellung eines chemischen Gleichgewichts erklären (Ester-Gleichgewicht, Ammoniak-Gleichgewicht); das Massenwirkungsgesetz auf homogene Gleichgewichte anwenden; CHEMISCHE GLEICHGEWICHTE Umkehrbare Reaktionen Aufgreifen bekannter Beispiele aus dem Alltag und aus dem Unterricht Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen bei gleichen Bedingungen: Chemisches Gleichgewicht Veresterung und Esterhydrolyse Dynamisches Gleichgewicht im Modell das Prinzip von LE CHATELIER auf verschiedene Gleichgewichtsreaktionen übertragen; die gesellschaftliche Bedeutung der AmmoniakSynthese erläutern; Faktoren nennen, welche die Gleichgewichtseinstellungen bei der Ammoniak-Synthese beeinflussen und mögliche technische Problemlösungen kommentieren; die Leistungen von HABER und BOSCH präsentieren; Geschwindigkeit chemischer Reaktionen Messwerterfassung Wirkung von Katalysatoren Simultane Erfassung der Veresterung und der Hydrolyse durch jeweilige Messung der Leitfähigkeit Das Massenwirkungsgesetz MWG Anwendung des MWG Rechnen mit dem MWG Beeinflussung von Gleichgewichten Gleichgewichtsbeeinflussung durch Temperatur, Druck und Konzentration Anwendung des Prinzips von LE CHATELIER zur AusbeuteSteigerung Rolle eines Katalysators Die Ammoniaksynthese Großtechnische Nutzung eines chemischen Gleichgewichts Optimierung eines großtechnischen Verfahrens Weitere großtechnisch genutzte Gleichgewichtsreaktionen und die Optimierung ihrer Produktausbeute z. B. Schwefelsäure-Herstellung 3 Kern- und Schulcurriculum Chemie (2st.) Klasse 11/12 Säure-Base-Gleichgewichte Die Schülerinnen und Schüler können… Säure-Base-Reaktionen durchführen und Reaktionsgleichungen für verschiedene SäureBase-Gleichgewichte in wässrigen Lösungen angeben; Reaktion von Säuren und Basen mit Wasser Protolyse als Protonenübergang BRØNSTED – Theorie für Säuren und Basen Gleichgewichtslehre auf Säure-BaseReaktionen mit Wasser anwenden Säuren und Basen nach BRØNSTED definieren; den pH-Wert über die Autoprotolyse des Wassers erklären. Autoprotolyse des Wassers Der pH-Wert Säure- und Basenstärke KS- und KB-Werte Puffersysteme Wirkungsweise eines Puffers Anwendung von Pufferlösungen Säure-Base-Titrationen Konzentrationsbestimmung durch Titration Berechnung der Stoffmengenkonzentration pH-Werte einprotoniger starker Säuren und von Hydroxid-Lösungen berechnen Indikatoren Farben verschiedener Indikatoren Indikatoren als Säuren bzw. Basen Protolyse als Wirkungsweise der Indikatoren Puffersysteme und deren Bedeutung an Beispielen erklären; Puffersysteme in der Industrie und in der Natur pH-Werte von Salzlösungen Aufnahme und Auswertung potenziometrischer oder vorzugsweise konduktometrischer Titrationskurven durch Messwerterfassung 4 Kern- und Schulcurriculum Chemie (2st.) Klasse 11/12 3. KUNSTSTOFFE KUNSTSTOFFE (ca. 12 Stunden) Die Schülerinnen und Schüler können… Kunststoffe typisieren (zum Beispiel mechanische, thermische Eigenschaften, Molekülstruktur, Thermoplaste, Duroplaste, Elaste); Einteilung der Kunststoffe bezüglich ihrer Eigenschaften Thermoplaste, Duroplaste, Elaste: Eigenschaften und Molekülstruktur Unterschiedliche Verarbeitungsprinzipien Einsatzgebiete der Kunststoffarten im Alltag und in der Technik Plaste als duroplastische Polykondensate: Phenoplast, Aminoplast das Prinzip der Polykondensation und Hydrolyse aus dem Leitthema Moleküle des Lebens auf die Bildung von Kunststoffen übertragen; zeigen, wie das Wissen um Struktur und Eigenschaften von Monomeren und Polymeren zur Herstellung verschiedener Werkstoffe genutzt wird; das Prinzip der Polymerisation auf ein geeignetes Beispiel anwenden; Polyaddition Mechanismus der radikalischen Polymerisation Herstellung eines Polymerisats, eines Polykondensats und eines Polyaddukts Beispiele kennen: Polyethen, Polystyrol, PVC, ein Polyester, ein Polyamid, ein Polyurethan jeweils ein Experiment zur Herstellung eines Polymerisats und eines Polykondensats durchführen; Polymerisation Vorteile und Nachteile bei der Verwendung von Massenkunststoffen erläutern; Einsatz verschiedener Kunststoffe im Alltag PET-Flaschen, Fahrzeugteile verschiedene Möglichkeiten der Verwertung von Kunststoffabfällen beschreiben und bewerten (Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling, energetische Verwertung; Nachhaltigkeit). Weitere Einsatzmöglichkeiten Kunststoffe nach Maß Kunstfasern Kautschuk und Gummi Silicone Polykondensation Kunststoff-Recycling Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling, energetische Verwertung Vergleich der Nachhaltigkeit 5 Kern- und Schulcurriculum Chemie (2st.) 4. ELEKTRISCHE ENERGIE UND CHEMIE (ca. 13 Stunden) Klasse 11/12 ELEKTROCHEMIE Die Schülerinnen und Schüler können… Reaktionsgleichungen für Redoxreaktionen formulieren und den Teilreaktionen die Begriffe Elektronenaufnahme (Reduktion) und Elektronenabgabe (Oxidation) zuordnen; Elektrolysen als erzwungene Redoxreaktionen erklären; Historische Entwicklung des RedoxBegriffes Redoxreaktionen Reduktion und Oxidation Elektronenübergänge Reduktions- und Oxidationsmittel Redoxgleichungen Formale Elektronenübergänge Oxidationszahlen Elektronenbilanzen Galvanische Zellen Redoxreaktionen beschreiben, die der Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie dienen (Galvanische Zellen, Brennstoffzelle); Messen von Potenzialdifferenzen als Zellspannungen Aufbau galvanischer Zellen durch Kombination zweier Halbzellen Messen von Zellspannungen zwischen verschiedenen Halbzellen Redoxprozesse in der galvanischen Zelle Ladungstransport durch Ionen Redoxreihe der Metalle Vorhersage von Redoxreaktionen Standard-Wasserstoff-Halbzelle Aufbau einer Standard-Wasserstoff-Halbzelle Vorgänge in der Standard-Wasserstoff-Halbzelle Standardpotenziale Zellspannungen Anwenden der Spannungsreihe Berechnen von Zellspannungen 6 Kern- und Schulcurriculum Chemie (2st.) die Bedeutung einer Brennstoffzelle für die zukünftige Energiebereitstellung erläutern. Klasse 11/12 Elektrochemische Stromquellen: Batterien Akkumulatoren Brennstoffzellen Aufbau galvanischer Zellen als brauchbare elektrochemische Energiequellen Umkehrbarkeit der Elektrodenreaktionen Bleiakkumulator Aufbau einer Brennstoffzelle Knallgaszelle Großtechnische Elektrolysen: AI-Herstellung Chloralkalielektrolyse Weitere elektrochemische Energiequellen: Moderne Batterien Weitere Brennstoffzellen Korrosion Wahlthemen (30 Stunden) und deren Zuordnung zum Pflichtbereich 1a 1b 1b 1b 1c W W W W W Vorgänge beim Backen (4 Std.) Optische Aktivität (3 Std.) Industrielle Gewinnung von Saccharose aus Zuckerrüben (2 Std.) Nachwachsende Rohstoffe (6 Std.) DNA-Vervielfachung (3 Std.) 2 W Benzol und weitere Aromaten (8 Std.) 3 3 3 W Kautschuk und Gummi (3 Std.) W Kunststoffe in der Medizin (2 Std.) W Kunststoffe in Speichermedien (2 Std.) 4 4 4 4 W W W W Säurestärken (4 Std.) Wirkungsweise eines Puffersystems (3 Std.) Indikatoren (3 Std.) Arbeitsmethoden im Chemielabor (4 Std.) 5 5 5 5 5 5 W W W W W W Standardpotenziale (2 Std.) Bleiakkumulator (2 Std.) Neuere Batterien und Akkumulatoren (4 Std.) Korrosion (4 Std.) Elektrolyse von Wasser (2 Std.) Großtechnische Aluminiumgewinnung (4 Std.) 6 W Waschmittel (10 Std.) 7
