Klasse 7. Eingeführtes Lehrbuch: Chemie heute SI (Schroedel Verlag) Inhaltsfeld 1: Stoffe und Stoffänderungen

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1 Klasse 7 Eingeführtes Lehrbuch: Chemie heute SI (Schroedel Verlag) Inhaltsfeld 1: Stoffe und Stoffänderungen Speisen und Getränke Alles Chemie? Verwendete Kontexte: - Was ist drin? Wir untersuchen Lebensmittel, Getränke und ihre Bestandteile. - Wir gewinnen Stoffe aus Lebensmitteln. - Wir verändern Lebensmittel durch Kochen und Backen. Möglicher Unterrichtsgang und methodisch-didaktische Hinweise Sicherheit im Chemieunterricht Sicherheitsbelehrung, Fachraumsituation Umgang mit dem Brenner, Brennerführerschein Was ist drin? Wir untersuchen Lebensmittel, Getränke und ihre Bestandteile z. B. Bilder zu unterschiedlichem Frühstücksverhalten, Berichte der Schüler zu ihrem Frühstück sammeln, Verwendete konzeptorientierte Kompetenzen Mögliche prozessbezogene Kompetenzen Fachbegriffe/ Lernzielkontrolle Gasbrenner Lernzielkontrollen: - Brennerführerschein - Laborführerschein 1

2 Schülerfragebogen zum Thema Frühstück, Ess- und Trinkprotokolle anfertigen lassen Ernährungspyramide, gesundes Frühstück Ernährungspyramide Lebensmitteleinteilung nach Nährstoffen Untersuchung von Lebensmitteln M I. 1.a Zwischen Gegenstand und Stoff unter scheiden Nährstoffe Gegenstand, Stoff Stationenlernen: Untersuchung der Eigenschaften von Lebensmitteln Bestimmung der Dichte bei Cola und Cola light Löslichkeit von Stoffen Aggregatzustände Bestimmung der Siedetemperatur von Wasser Bestimmung der Schmelztemperatur eines Stoffes Aggregatzustandsänderungen M I.2.a Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.b. Farbe, Geruch, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustände, Brennbarkeit) E I. 2.b Siede- und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben. Stoffeigenschaften Nachweis von Stoffeigenschaften Dichte Lösung, Löslichkeit, gesättigte Lösung Aggregatzustände Schmelz- und Siedetemperatur schmelzen, erstarren, sieden, kondensieren, sublimieren, resublimieren Identifikation von sechs verschiedenen Stoffen (Zucker, Mehl, Zitronensäure, feines Salz, grobes Salz und Backpulver) anhand der Stoffeigenschaften 2

3 Steckbriefe von Stoffen Einteilung von unbekannten Stoffen M I. 3.a Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Löslichkeit, Dichte, Verhalten als Säure bzw. Lauge) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten. M I. 1.b Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen: Reinstoffe, Gemische; Elemente (z. B. Metalle, Nichtmetalle), Verbindungen (z. B. Oxide, Salze, organische Stoffe). Reinstoff Gemisch Metall, Nichtmetall zucker-, salz-, fett- bzw. eiweißähnliche Stoffe saure bzw. alkalische Stoffe Teilchenmodell, Umgang mit Modellen Aggregatzustände im Teilchenmodell Teilchenmodell und Stoffeigenschaften M I. 5 die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der Anziehung von Teilchen deuten. M I. 6.b Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen. M I. 7.b Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. einfache Teilchenvorstellung kleinste Teilchen Teilchenbewegung Diffusion 3

4 Wir gewinnen Stoffe aus Lebensmitteln (Lebensmittel alles gut gemischt) Lebensmittel sind Gemische Einteilung von Gemischen Inhaltsstoffe von Lebensmitteln: z.b. Inhaltsstoffe von Speiseeis, Herstellung von Speiseeis Auftrennung von Lebensmitteln Herstellung von Branntwein Salzgewinnung Chromatografie von Farbstoffen Lebensmittelüberwachung, Lebensmittelzusätze Wir verändern Lebensmittel durch Kochen und Backen Kochen, Backen, Braten Erhitzen von Zucker M I. 3.b Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen. E I.2a Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen (z. B. im Zusammenhang mit der Trennung von Stoffgemischen). CR I. 1.a Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben. CR I. 2 a Stoffumwandlungen herbeiführen. CR I. 1.b homogene und heterogene Gemische Gemenge, Suspension, Emulsion, Rauch, Nebel, Aerosol, Schaum, Legierung, Lösung Stofftrennverfahren: Sieben, Aussortieren Extrahieren, Sedimentieren, Dekantieren, Filtrieren, Eindampfen Destillation Chromatografie Erstellung von Plakaten auf denen die verschiedenen Stoffeigenschaften anhand von Beispielen erläuternd dargestellt werden. Kennzeichen chemischer Reaktionen Veränderung von Stoffeigenschaften, chemische Reaktion 4

5 Lebensmittel verändern sich Chemische Reaktionen im Labor Bildung von weißem und blauem Kupfersulfat-Hydrat Chemische Reaktionen im Alltag Nahrung und Energie chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften erkennen, und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Gemischen unterscheiden. C I. 1.c chemische Reaktionen von Aggregatzustandsänderungen abgrenzen. E I. 1 chemische Reaktionen energetisch differenziert beschreiben, z.b. mit Hilfe eines Energiediagramms. E I..3 erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird. Prozessbezogene Kompetenzen: PE: 1, 2, 3, 4, 10 PK: 1, 4, 9 PB: 4 Reaktionsschema in Worten chemische Energie exotherme, endotherme Reaktion, Aktivierungsenergie Energiegehalt, Grundumsatz, Leistungsumsatz Durchführung eines Schnelltests: Chemie in der Küche 5

6 Inhaltsfeld 2: Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen Brände und Brandbekämpfung Verwendete Kontexte: - Feuer und Flamme - Brände und Brennbarkeit - Die Kunst des Feuerlöschens - Verbrannt ist nicht vernichtet Möglicher Unterrichtsgang und methodisch-didaktische Hinweise Feuer und Flamme Folie mit Feuerbildern Sammlung von Fragen zum Thema Feuer und Flamme Geschichte des Feuermachens Wissenschaftliche Betrachtung einer Grillparty Verbrennungsdreieck Entzünden eines Lagerfeuers, Zerteilungsgrad Brennbare Stoffe im Alltag Untersuchung der Kerzenflamme Verbrennung eine Reaktion mit Sauerstoff Verwendete konzeptorientierte Kompetenzen Mögliche prozessbezogene Kompetenzen CR 1.1.a Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben. CR 1.2.b Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als chemische Reaktion deuten. CR I.7. a Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird. Fachbegriffe/ Lernzielkontrollen Zündquelle, Brennstoffe Luft, Zündtemperatur, Verbrennungsdreieck Qualm, Glut, Flamme, Asche Zerteilungsgrad chemische Reaktion, Oxidation, exotherm, Aktivierungsenergie Oxid 6

7 Herleiten der Wortgleichung Nachweis von Sauerstoff Nachweis von Kohlenstoffdioxid Verbrennung von Kohlenstoff bzw. Kohlenstoffverbindungen Weitere Reaktionen mit Sauerstoff: z.b. Verbrennung verschiedener Metalle Feuer bekämpft und genutzt Brandentstehung und Brandbekämpfung Voraussetzungen für einen Brand, Verbrennungsdreieck Brandbekämpfung: Möglichkeiten der Brandbekämpfung Die Kunst des Feuerlöschens Schutzeinrichtungen Löschmöglichkeiten im Chemieraum CR 1.5 chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Worten beschreiben CR I.4 chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben. CR I/II.6 Chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Kalkwasserprobe). CR Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren. Reaktionsschema in Worten Glimmspanprobe Kalkwasserprobe Treibhauseffekt Elemente und Verbindungen Durchführung eines Schnelltests: Feuer und Flamme Brandentstehung Brennstoff, Zündtemperatur Brandbekämpfung Brandschutz Feuermelder, Sirenen, Rauchmelder, Feuerschutztüren, Fluchtwege, Notausgang Warnschilder 7

8 Feuerlöscher: Brandklassen, Typen und deren Einsatz Verschiedene Brände und deren Bekämpfung Brennstoffe liefern Energie Brennstoffe liefern Energie Energieträger Verbrannt ist nicht vernichtet Müllverbrennung Massenvergleich bei der Oxidation von Eisenwolle Anwendungsbeispiele Verbrennung von Kohlenstoff in einer geschlossenen Apparatur Gesetz von der Erhaltung der Masse Zerlegung von Silberoxid/Quecksilberoxid Analyse, Reduktion Weitere Beispiele aus dem Alltag Atommodell von Dalton E I.4 Energetische Erscheinungen bei exothermen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten Energie in Wärmeenergie zurückführen, bei endothermen Reaktionen den umgekehrten Vorgang erkennen. E I.7 b vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen E I. 5 konkrete Beispiele von Oxidationen und Reduktionen als wichtige chemische Reaktionen benennen sowie deren Energiebilanz qualitativ darstellen. M I.2 c Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen. M I. 4 die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlen- Feuerlöscher, Löschdecke, Löschsand Brandklassen chemische Energie Brennwert Sicherung des Erlernten mithilfe eines Memory- Spiels Massenverhältnisse Gesetz von der Erhaltung der Masse Verbindung, Element Analyse, Synthese, endotherme Reaktion Atommodell von Dalton 8

9 Besuch außerschulischer Lernorte: z.b. - Schülerlabor: Brände- und Brandbekämpfung - Besuch der Feuerwehr stoffdioxid, Metalle, Oxide) Erste Ansätze zur Erlangung dieser Kompetenz Prozessbezogene Kompetenzen: PE: 1, 3, 4, 7, 9 PK: 1, 3, 4, 5, 9 PB: 2, 3, 4, 7, 12 Inhaltsfeld 3: Luft und Wasser Verwendeter Kontext/Kontexte: - Luft - ein lebenswichtiges Gasgemisch - Treibhauseffekt durch menschliche Eingriffe Möglicher Unterrichtsgang Luft - ein lebenswichtiges Gasgemisch Bestandteile der Luft: Stickstoff, Sauerstoff, Edelgase, Kohlenstoffdioxid Lernzirkel: Luft ein lebenswichtiges Gasgemisch: u. a. Entstehung der heutigen Luft, Lufthülle, Eigenschaften und Bedeutung der Luft, Stoffkreisläufe von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid, Gewinnung der Luftbestandteile, Nachweisreaktionen, Schadstoffe in der Luft, Verwendete konzeptorientierte Kompetenzen Mögliche prozessbezogene Kompetenzen E 1.8 beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstoffen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (z. B. Treibhauseffekt, Wintersmog). E 1.7a Das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Ver- Fachbegriffe/ Lernzielkontrollen Luftzusammensetzung Lufthülle, Stoffkreisläufe, Luftverschmutzung Treibhauseffekt saurer Regen 9

10 saurer Regen, Treibhauseffekt Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser Wasser ist Leben? Wo und wie begegnet uns Wasser? Experimentelle Untersuchung von Wasserproben: Geruch, Sichtprobe, Eindampfen Wasser als Lösemittel (für Feststoffe, Flüssigkeiten, Gase; Wasserhärte, Temperatureinfluss) Gehaltsangaben bei Lösungen Verbrennungen erläutern. CR I/II. 6 chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe, Wassernachweis) CR I.10 Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren. CR I 1.7 Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird. M I.4 Die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid). CR I.9 Saure (und alkalische) Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nachweisen. M I. 7.b Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. Indikatoren saure und alkalische Lösungen Nachweisreaktionen Lösen von Rätseln Salz-, Süßwasser, Trinkwasser, Grundwasser, Wasserkreislauf Aggregatzustände und ihre Übergänge Lösemittel Lösungen und Gehaltsangaben Konzentrationsangaben in Massen- bzw. Volumenkonzentration 10

11 Saure und alkalische Lösungen Wassernutzung Trinkwasser: Gewinnung, Verteilung, Verbrauch und Aufbereitung Kläranlagen reinigen Wasser Analyse und Synthese des Wassers Wasser ein Oxid Nachweis von Wasser Knallgasprobe als Nachweis von Wasserstoff Formulierung von Wortgleichungen CR I.9 Saure (und alkalische) Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nachweisen. M I. 3.b Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen. CR I/II. 8 die Umkehrbarkeit chemischer Trennverfahren (Filtration, Sedimentation) Abwasser und Wiederaufbereitung Elektrolyse von Wasser Synthese von Wasser Glimmspanprobe und Knallgasprobe Wasser als Oxid (Analyse und Synthese) M I. 4 Die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid). CR I/II. 6 chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe, Wassernachweis). CR I/II. 8 die Umkehrbarkeit chemischer Trennverfahren (Filtration, Sedimentation) Abwasser und Wiederaufbereitung Elektrolyse von Wasser / Synthese von Wasser Glimmspanprobe und Knallgasprobe Wasser als Oxid (Analyse und Synthese) saure und alkalische Lösungen ph-wert Abwasser und Wiederaufarbeitung Elektrolyse von Wasser Synthese von Wasser Wasser als Oxid Wasserstoff Glimmspanprobe und Knallgasprobe Nachweis von Wasser Reaktionsgleichung Lösen von Rätseln 11

12 Gewässer als Lebensräume Sauerstoffgehalt von Gewässern Einfluss einer Temperaturerhöhung auf die Wasserqualität Beurteilung der Gewässergüte Eine Zusammenarbeit mit dem Biologieunterricht ist hier möglich. Gewässergüte Prozessbezogene Kompetenzen: PE: 1, 2, 3, 4, 6, 8, 11 PK: 1, 2, 5, 7 PB: 9, 10 Erläuterungen zu den Abkürzungen: Schülerinnen und Schüler PErkenntnisgewinnung 1 beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. PE 2 erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. PE 3 analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. PE 4 führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. PE 6 wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. PE 7 stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. PE 8 interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. PE 9 stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. 12

13 PE 10 beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellungen. PE 11 zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf. PKommunikation 1 argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. PK 2 vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch. PK 3 planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. PK 4 beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. PK 5 dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen. PK 7 beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. PK 9 protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form. (hier werden erste Grundlagen der Protokollführung gelegt) PBeurteilung 2 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind. PB 3 nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien, und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag. PB 4 beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. PB 7 nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge. PB 9 beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. PB 10 erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf. PB 12 entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können. 13