Chemie zweistündig
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Kern- und Schulcurriculum Chemie Chemie Kursstufe (2-stündig) VORBEMERKUNG Die Chemie untersucht und beschreibt die stoffliche Welt. Sie liefert Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten über die Eigenschaften, den Aufbau und die Umwandlungen von Stoffen. Der Chemieunterricht soll Einblicke in die Arbeitsweisen und Denkweisen der Chemie geben und darüber hinaus Grundkenntnisse vermitteln, die für das Verständnis von chemischen Prozessen in Natur, Umwelt, Technik und Alltag unabdingbar sind. Im 2-stündigen Chemiekurs wird logisches Denken und Transferdenken erworben und gefördert. Auf dem anspruchsvollen Weg hin zur fachspezifisch korrekten Erklärung der stofflichen Welt werden Geduld, Genauigkeit, Sorgfalt und Ausdauer weiterentwickelt. Die Schülerinnen und Schüler suchen und realisieren verschiedene experimentelle Untersuchungswege. Mit der Dokumentation und gemeinsamen Interpretation der dabei gewonnenen Untersuchungsergebnisse lernen sie Fachprobleme vorurteilsfrei zu bewerten und zu diskutieren. Kerncurriculum Kompetenzen und Inhalte des Bildungsplans 1 Chemisches Gleichgewicht Die Schülerinnen und Schüler können an Beispielen umkehrbare Reaktionen und die Einstellung eines chemischen Gleichgewichtes beschreiben (Ammoniak-Gleichgewicht und EsterGleichgewicht); das Massenwirkungsgesetz an homogenen Gleichgewichten anwenden; das Prinzip von LE CHATELIER zur Beeinflussung von Gleichgewichten anwenden (Änderungen von Konzentrationen, Druck und Temperatur); und auf verschiedene Reaktionen übertragen Unterrichtsinhalte mit Hinweisen zur möglichen Vertiefung und Querverweisen Chemisches Gleichgewicht Gesetze und Prinzipien für Reaktionen • • umkehrbare chemische Reaktionen Chemisches Gleichgewicht • • Massenwirkungsgesetz und Gleichgewichtskonstante KC Berechnungen zum Massenwirkungsgesetz • Prinzip von LE CHATELIER und BRAUN Massenwirkungsgesetz und wichtige chemischtechnische Prozesse Kern- und Schulcurriculum Chemie die gesellschaftliche Bedeutung der AmmoniakSynthese erläutern; Faktoren nennen, welche die Gleichgewichtseinstellung bei der AmmoniakSynthese beeinflussen und mögliche technische Problemlösungen kommentieren • Haber-Bosch-Verfahren und seine Das Geschichte • technische Ammoniak-Synthese heute • • Säure-Base-Definition nach BRØNSTED Können Salze sauer sein? • Gleichgewichte bei Säure-Base-Reaktionen • Ionenprodukt des Wassers und pH-Wert • • starke Säuren, schwache Säuren pKS- und pKb-Wert pH-unempfindlich - Puffersysteme die Leistungen von HABER und BOSCH präsentieren; Säuren und Basen nach BRØNSTED definieren Säure-Base-Reaktionen durchführen und Reaktionsgleichungen für verschiedene Säure-BaseGleichgewichte in wässrigen Lösungen angeben; den pH-Wert über die Autoprotolyse des Wassers erklären Kern- und Schulcurriculum Chemie Kerncurriculum Kompetenzen und Inhalte des Bildungsplans 2. Moleküle des Lebens 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 in Lebewesen beschreiben (Energieträger, Bausubstanz, Informationsträger) Unterrichtsinhalte mit Hinweisen zur möglichen Vertiefung und Querverweisen z. B. Naturstoffe in unserer Ernährung Kohlenhydrate, Traubenzucker, Stärke und Verwandte evt. Chiralität und räumlicher Bau von Molekülen Monosaccharide Kette und Ring, intramolekulare Halbacetale und intermolekulare Glycoside Saccharose und andere Disaccharide Stärke ein Polysaccharid aus α-Glucose Cellulose ein Polysaccharid aus β-Glucose evt. Modifizierte Cellulose für Textilien und andere Alltagsprodukte Kohlenhydrate und Proteine mit einfachen Labormethoden nachweisen (GOD-Test, TOLLENS-Probe, Biuret- oder Ninhydrin- Ökobilanzen Reaktion) Kohlenhydrate oder Proteine charakterisieren (Molekülstruktur und Eigenschaften, sowie Vorkommen und Bedeutung) die Verknüpfung von Monomeren bei Kohlenhydraten oder Proteinen darstellen Aminosäuren – Bausteine der Eiweiße Peptide – Kondensationsprodukte der Aminosäuren Sekundär- und Tertiärstruktur von Proteinen, Quartärstruktur von Proteinen und Proteiden Desoxyribonucleinsäure DNA Kern- und Schulcurriculum Chemie Kerncurriculum Kompetenzen und Inhalte des Bildungsplans 3. Kunststoffe Die Schülerinnen und Schüler können Unterrichtsinhalte mit Hinweisen zur möglichen Vertiefung und Querverweisen Kunststoffe – Moleküle für Alltagsprodukte und Hightech-Materialien Thermoplaste, Duroplaste, Elaste evt. Praktikum mit Kunststoffproben Kunststoffe typisieren (zum Beispiel mechanische, thermische Eigenschaften, Molekülstruktur, Thermoplaste, Duroplaste, Elaste) Struktur und Eigenschaften von Polymeren Polyethen PE, Polypropen PP, Polyvinylchlorid PVC & Co das Prinzip der Polykondensation und Hydrolyse aus dem Leitthema „Moleküle des Lebens“ auf die Bildung von Kunststoffen übertragen Vom Monomer zum Polymer radikalische Polymerisation Polyamide und Polyester durch Polykondensation zeigen, wie das Wissen um Struktur und Eigenschaften von Monomeren und Polymeren zur Verarbeitung von Kunststoffen Herstellung verschiedener Werkstoffe genutzt wird; das Prinzip der Polymerisation auf ein geeignetes Beispiel anwenden; Verwertung von Kunststoffabfällen aus alt mach neu jeweils ein Experiment zur Herstellung eines Polymerisats und eines Polykondensats durchführen; Vorteile und Nachteile bei der Verwendung von Massenkunststoffen erläutern; Ökonomie und Ökologie verschiedene Möglichkeiten der Verwertung von Kunststoffabfällen beschreiben und bewerten (Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling, energetische Verwertung, Nachhaltigkeit) Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit beim Einsatz von Kunststoffen evt. Online-Recherchen – Kunststoffe und Markennamen z.B. von der Zahnfüllung bis zur Babywindel z.B. elektrisch leitfähige Kunststoffe – Von der Leuchtdiode bis zur Solarzelle Kern- und Schulcurriculum Chemie Kerncurriculum Kompetenzen und Inhalte des Bildungsplans Unterrichtsinhalte mit Hinweisen zur möglichen Vertiefung und Querverweisen 4. Elektrische Energie und Chemie Die Schülerinnen und Schüler können Salzlösungen unter Strom Elektrolysen – erzwungene Elektronenübertragungen Reaktionsgleichungen für Redoxreaktionen formulieren und den Teilreaktionen die Begriffe Elektronenaufnahme (Reduktion) und Elektronenabgabe (Oxidation) zuordnen; das Donator-Akzeptor-Prinzip bei Redoxreaktionen Elektrolysen als erzwungene Redoxreaktionen erklären; Metalle – unterschiedlich gut oxidierbar Korrespondierende Redoxpaare Strom aus Redoxreaktionen – Galvanische-Zellen Redoxreaktionen beschreiben, die der Umwandlung Potenzialdifferenzen bei galvanischen Zellen von chemischer Energie in elektrische Energie dienen (Galvanische Zellen, Brennstoffzelle); Batterien und Akkumulatoren, der Bleiakkumulator die Bedeutung einer Brennstoffzelle für die zukünftige Energiebereitstellung zur Nutzung gezähmt – die Knallgasreaktion Brennstoffzellen evt. Moderne Batterien, Weiterentwicklung der Akkumulatorentechnik, evt. aus Licht wird Strom – photogalvanische Zellen evt. Korrosion und Korrosionsschutz
