Fachliche Kontexte Leitthema: Ablauf und Steuerung chemischer Reaktionen in Natur und Technik. Kompetenzen

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1 Schulinterner Lehrplan Chemie S II Christian-Rohlfs-Gymnasium Stand: 12/2010 Einführungsphase Seite 1 Leitthema: Ablauf und Steuerung chemischer Reaktionen in Natur und Technik Schulung und Übung experimenteller Arbeitsweisen auch in komplexen Zusammenhängen Reaktionsfolge aus der organischen Chemie (Themenfeld A) Herstellung und Isolierung von Ethanol Eigenschaften und Reaktionen von Ethanol Oxidationszahlen Organische Stoffklassen: Alkane, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren Homologe Reihe, IUPAC-Nomenklatur Esterbildung und praktische Bedeutung der Ester Reaktionsgeschwindigkeit Katalyse Einführung in das chemische Gleichgewicht Berechnung des MWG an einem Beispiel Integrierte Wiederholung: Atom- und Bindungsmodell, Stoffmenge n und molare Masse M, Konzentration c Experimentelles Arbeiten unter Berücksichtigung der Sicherheitsvorschriften Schulung des räumlichen Vorstellungsvermögens mit Hilfe der Moleküle der organischen Stoffklassen Struktur-Eigenschaftsbeziehungen Rechnungen mit Größengleichungen Vom Alkohol zum Aromastoff Alkoholische Gärung Destillation von Alkoholen Löslichkeit der Alkohole in Wasser Alkohole als organischer Brüder des Wassers Oxidation von Alkoholen zu Aldehyden und Ketonen Nachweisreaktionen für Aldehyde und Ketone Oxidation der Aldehyde zu Carbonsäuren Organische Säuren Esterreaktion

2 Schulinterner Lehrplan Chemie S II Christian-Rohlfs-Gymnasium Stand: 12/2010 Einführungsphase Seite 2 Ein technischer Prozess (Themenfeld B) Ammoniaksynthese (Haber-Boch-Verfahren) Anwendung des Massenwirkungsgesetzes Prinzip von Le Chatelier technische Realisierung Bedeutung der Ammoniaksynthese Düngerproblematik Beeinflussung von Reaktionen zur Maximierung der Produktausbeute Prinzip der Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen Stoffkreislauf in Natur und Umwelt Anorganische Kohlenstoffverbindungen und ihre Anwendungen in der Technik Biologischer Kohlenstoffkreislauf CO 2 und Klima Chemische Reaktionen im Alltag und ihre Bedeutung Umweltaspekt Kohlenstoffkreislauf (evtl. auch Stickstoffkreislauf)

3 Schulinterner Lehrplan Chemie S II Christian-Rohlfs-Gymnasium Stand: 12/2010 Qualifikationsphase 1 Seite 3 Leitthema: Chemie Anwendung und Gesellschaft Schulung und Übung quantitativer Arbeitsmethoden und mathematischer Berechnungen Gewinnung, Speicherung und Nutzung elektrischer Energie in der Chemie (Themenfeld A) Batterien und Akkumulatoren: Grundprinzip der Funktionsweise galvanische Zellen, Elektrodenvorgänge, Potentialdifferenz Spannungsreihe der Metalle: Additivität der Spannungen Standardelektrodenpotential Konzentrationsabhängigkeit Nernst-Gleichung (quantitative Behandlung) Redoxgleichungen und deren Teilgleichungen Beziehung: Chemische Reaktion und Energie Mathematisierung elektrochemischer Vorgänge Vom Rost zur Brennstoffzelle Elektrochemische Energiegewinnung im Grundkurs: nur Wasserstoffhalbzelle und System Metall/Metallion,

4 Schulinterner Lehrplan Chemie S II Christian-Rohlfs-Gymnasium Stand: 12/2010 Qualifikationsphase 1 Seite 4 (Fortsetzung Themenfeld A) Vom Rost zur Brennstoffzelle einfache Elektrolysevorgänge Wasserelektrolyse Brennstoffzelle technische Elektrolysen Faraday-Gesetze (nur Leistungskurs) Umkehrbarkeit elektrochemischer Reaktionen Berücksichtigung von Sicherheitsaspekten beim Umgang mit Elektrizität Elektrolyse Kupferraffination, Galvanotechnik Lokalelement Säurekorrosion Sauerstoffkorrosion Schutzüberzüge, kathodischer Korrosionsschutz Alltagsbezug der Chemie Metallveredlung mit Hilfe des elektrischen Stroms Korrosion und Korrosionsschutz

5 Schulinterner Lehrplan Chemie S II Christian-Rohlfs-Gymnasium Stand: 12/2010 Qualifikationsphase 1 Seite 5 Reaktionswege zur Herstellung von Stoffen in der organischen Chemie (Themenfeld B) Vom fossilen Rohstoff zum Kunststoff Stoffklassen: Alkane, Alkene, Halogenalkane, Ester Eliminierungsreaktion: Gewinnung von Ethen aus Ethanol Radikalische Substitution (Halogenalkane; Mechanismus) Nukleophile Substitution Addition von Halogenen an Alkene Polymerisation, technische Verarbeitung Aufklärung eines Reaktionsmechanismus: nukleophile Substitution (nur Leistungskurs) Verknüpfung von Reaktionen zu Reaktionswegen Einfluss der Molekülstrukturen auf das Reaktionsverhalten Reaktionswege beschreiben Gewinnung von Ethen aus Ethanol Herstellung von Polymeren Recycling von Kunststoffen Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung (Themenfeld C) Protolysen als Gleichgewichtsreaktionen: Säure-Base-Begriff nach Brönsted Autoprotolyse des Wassers ph-wert und pks-wert Titrationen und Indikatoren Potentiometrie/Leitfähigkeitstitrationen Titrationskurven (nur Leistungskurs) (Protolyse von Salzen, Pufferung) eine Redoxtitration (nur Leistungskurs) Donator-Akzeptor-Prinzip Maßanalytische Untersuchungsmethoden Umgang mit Messgeräten Spurensuche ph-bestimmung in Gewässern/Lebensmitteln einfache Titrationen mit Endpunktbestimmungen

6 Schulinterner Lehrplan Chemie S II Christian-Rohlfs-Gymnasium Stand: 12/2010 Qualifikationsphase 2 Seite 6 Leitthema: Chemische Forschung Erkenntnisse, Entwicklungen und Produkte Theoriekonzept: Das aromatische System Mögliche Themenfelder: Farbstoffe und Farbigkeit (Azofarbstoffe, Indigofarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe) [Laut Vorgaben zum Zentralabitur auch möglich: oder Pharmaka und Drogen (Aspirin, Sulfonamide und ihre Wirkungsweisen) Theoriekonzept: Makromoleküle Mögliche Themenfelder: Natürliche und synthetische Werkstoffe (Polyester, Polyamide, Proteine; Polymerisate (nur Leistungskurs) Naturstoffe und ihre Bedeutung (Proteine und Polysaccharide) ] Das aromatische System Strukturen des aromatischen Systems konjugierte Doppelbindungen mesomere Formeln Hückel-Regel Mechanismus der elektrophilen Substitution Bildung des Elektrophils Katalysator Pi- und Sigma-Komplex Zweitsubstitution Einfluss von Substituenten Schulung und Übung abstrakter theoretischer Modellvorstellung, Theoriebildung als wissenschaftliches Konzept Farbstoffe und Farbigkeit (Azofarbstoffe, Indigofarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe) Vom Blattgrün zum Farbmonitor

7 Absprachen zum fachübergreifenden und fächerverbindenden Unterricht in der SII Einführungsphase Qualifikationsphase 1 Qualifikationsphase 2 Inhalt / Bereich Katalyse: Enzymatische Katalyse in der Biologie Analytik: Analyse von Umweltfaktoren, Ökologie in der Biologie (Kooperations-/ Exkursionsmöglichkeiten: Chemisches Untersuchungsamt der Stadt Hagen, Untere Wasserbehörde, Umweltamt) Pharmaka und Drogen: Neurophysiologie in der Biologie Besonderheiten In der Einführungsphase kann der /die FachlehrerIn in Absprache mit den SchülerInnen Änderungen in der Abfolge der Themenfelder und in der Wahl der Unterrichtsreihen vornehmen. Die Festlegung der Reihenfolge der Themenfelder für die Qualifikationsphase 1 ist in Absprachen mit der Biologie zu treffen. In der Qualifikationsphase 2 ist die Bearbeitung mindestens eines Theoriekonzeptes integriert in mindestens einem Themenfeld verbindlich. Die angegebene Auswahl stellt keine verbindliche Verpflichtung dar. Festlegungen zu Klausuren SII Einführungsphase Qualifikationsphase 1 Qualifikationsphase 2 Halbjahr Anzahl der Arbeiten Dauer der Arbeiten Art der Arbeiten I 1 je 2 U.-Stunden Klausuren II 1 I 2 Klausuren je 2 U.-Stunden II 2 erste Klausur des II. Halbjahrs auch als Facharbeit möglich I 2 je 3 U.-Stunden Klausuren II 1 (nur im Abiturfach) 3 Zeitstunden Regelungen zur Facharbeit in der SII Facharbeiten sollen in der Regel als experimentelle Arbeiten am schulischen Arbeitsplatz oder an außerschulischen Lernorten durchgeführt werden. Im Weiteren gelten die allgemeinen schulischen Regelungen.