Jahrgangsstufe (2-stündig)

Transkript

1 Blatt 1 Stundenzahl Inhalte Themenauswahl und didaktische Hinweise Basiskonzepte und angestrebte Kompetenzen 25 (+8) Lernbereich 1: Moleküle des Lebens 12 (+3) Monosaccharide Glucose Fructose Disaccharide Polysaccharide (+2) (W) Nachwachsende Rohstoffe 10 Aminosäuren Peptide Kohlenhydrate als Nährstoffe Vorkommen und Eigenschaften von Glucose (SSA) Nachweisreaktionen (Fehling-Probe, Tollens-Probe und GOD-Test) Chiralität und Isomere der Glucose: Enantiomere (offene Form) in Fischer-Projektion Anomere (Ringform) in Haworth-Projektion (UG) (SSA) optische Aktivität der Glucose Arbeiten mit Strukturmodellen (SSA) Vorkommen und Eigenschaften von Fructose (UG) Nachweis von Fructose Saccharose als Haushaltszucker (Herstellung) ((W) Exkursion Zuckerfabrik) Bildung von Disacchariden durch Kondensation, glykosidische Bindung, Hydrolyse (UG) (Bsp.: Maltose, Cellubiose und Lactose) reduzierende und nicht reduzierende Disaccharide Vorkommen, Bedeutung, Struktur und Eigenschaften von Stärke (Amylose, Amylopektin) Untersuchung von Saccharose und hydrolytischer Abbau oder Nachweis von Stärke und hydrolytischer Stärkeabbau Vorkommen, Struktur und Eigenschaften von Cellulose Naturstoffen als nachwachsende Rohstoffe (GA, Gruppenpuzzle oder GFS) Bewerten der Nutzung nachwachsender Rohstoffe (Ökobilanz) Proteine und Aminosäuren als Bausteine des Lebens Struktur, Eigenschaften und Einteilung der L-α-Aminosäuren, essenzielle und biogene Aminosäuren Säure-Base-Eigenschaften der Aminosäuren, (W) isoelektrischer Punkt Bildung von Peptiden aus Aminosäuren, Besonderheiten der Peptidbindung 1 Struktur-Eigenschafts-Konzept die Naturstoffgruppe(n) Kohlenhydrate... an ihrer Molekülstruktur erkennen (Polymere, Monomere) Kohlenhydrate mit einfachen Labormethoden nachweisen (Brennprobe, GOD-Test, Tollens-Probe... ) Die Funktionen von Kohlenhydraten..., in Lebewesen beschreiben (Energieträger, Bausubstanz,... ) Kohlenhydrate oder Proteine charakterisieren (Molekülstruktur und Eigenschaften, sowie Vorkommen und Bedeutung) Die Verknüpfung von Monomeren bei Kohlenhydraten oder Proteinen darstellen die Naturstoffgruppe(n) Proteine... an ihrer Molekülstruktur erkennen (Polymere, Monomere) Die Funktionen von... Proteinen in Lebewesen beschreiben (Bausubstanz,

2 Blatt 2 Proteine Dipeptide, Oligo- und Polypeptide Funktionen der Proteine in der Natur Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen Nachweise von Peptiden und Proteinen (Biuret-, Xanthoprotein- und Ninhydrin- Reaktion) (W) Nachweis von Stickstoff- und Schwefel in Proteinen Denaturierung von Proteinen (+3) (W) Enzyme Enzyme als Biokatalysatoren Wirkungsweise von Enzymen, Substrat- und Wirkungsspezifität 3 Nucleinsäuren Vorkommen und Bedeutung der DNA als Träger der Erbinformation 16 (+4) Lernbereich 2: Kunststoffe 14 (+2) Bedeutung von Kunststoffen in Alltag und Technik Eigenschaften und Aufbau von Kunststoffen Synthese und Verarbeitung von Kunststoffen Aufbau der DNA, Nucleotide, Nucleotidsequenz Proteinbiosynthese Kunststoffe junge und erfolgreiche Werkstoffe Theorie von STAUDINGER, Analogien zu Naturstoffen Eigenschaften der Kunststoffe und Zusammenhang mit der Struktur der Makromoleküle: Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere Eigenschaften und Identifizierung von Kunststoffen (Schülerübung) Polykondensation, Reaktionsverlauf am Beispiel von Polyester und Nylon, Beeinflussung der Produkteigenschaften durch Wahl der Monomere und der Reaktionsbedingungen Polymerisation am Beispiel von Polyethylen oder Polystyrol, Reaktionsmechanismus, Beeinflussung der Produkteigenschaften durch Wahl der Monomere 2 Steuerung... Kohlenhydrate oder Proteine charakterisieren (Molekülstruktur und Eigenschaften, sowie Vorkommen und Bedeutung) Die Verknüpfung von Monomeren bei Kohlenhydraten oder Proteinen darstellen Kohlenhydrate und Proteine mit einfachen Labormethoden nachweisen (... Biuret- oder Ninhydrin-Reaktion) Die... Naturstoffgruppe(n)... und Nucleinsäuren an ihrer Molekülstruktur erkennen (Polymere, Monomere) Die Funktionen von... Nucleinsäuren in Lebewesen beschreiben (... Informationsträger) Struktur-Eigenschafts-Konzept Kunststoffe typisieren (zum Beispiel mechanische, thermische Eigenschaften, Molekülstruktur, Thermoplaste, Duroplaste, Elaste) das Prinzip der Polykondensation und Hydrolyse aus dem Leitthema Moleküle des Lebens auf die Bildung von Kunststoffen übertragen das Prinzip der Polymerisation auf ein geeignetes Beispiel anwenden jeweils ein Experiment zur Herstellung

3 Blatt 3 (+2) (W) Besondere Kunststoffe 2 Kunststoffe als Wertstoffe und der Reaktionsbedingungen Herstellung von Polymerisaten und Polykondensaten ((W) Rohstoffliches Recycling von PMMA und Polymerisation von MMA) Polyaddition am Beispiel von Polyurethanen Verarbeitung von Kunststoffen (Extrudieren, Tiefziehen, Hohlkörperblasen,...) Problematik in der Kunststoffverarbeitung: Weichmacher evtl. Film: Plastic Planet 19 (+12) Lernbereich 3: Chemische Gleichgewichte 14 (+3) Chemisches Gleichgewicht Einstellung und Merkmale Massenwirkungsgesetz Beeinflussung und Störung chemischer Gleichgewichte Prinzip vom kleinsten Zwang Werkstoffe nach Maß: Mögliche Teilthemen: Superabsorber, Chemiefasern, Klebstoffe, Verbundwerkstoffe, PET, ABS, Ionentauscher Verwertung von Kunststoffabfällen (Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling, energetsche Verwertung; Nachhaltigkeit); Nachhaltigkeit beim Einsatz von Kunststoffen zusammenstellen (Abfallvermeidung, PET-Flaschen, biologisch abbaubare Kunststoffe usw.) Gleichgewichte in Natur und Technik Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen und unvollständiger Stoffumsatz Bildung und Hydrolyse von Estern (Schülerpraktikum) Einstellung des chemischen Gleichgewichts, Modellversuch Merkmale des chemischen Gleichgewichts Interpretation von c-t- und v-t-diagrammen Einführung des Massenwirkungsgesetzes, Gleichgewichtskonstante, Lage von Gleichgewichten Berechnungen von Gleichgewichtskonstanten Temperatur- Druck- und Konzentrationsabhängigkeit des chemischen Gleichgewichts Schülerpraktikum: Gleichgewichtsverschiebung (z.b. bei der Bildung von Eisenthiocyanat) 3 eines Polymerisats und eines Polykondensats durchführen zeigen, wie das Wissen um Struktur und Eigenschaften von Monomeren und Polymeren zur Herstellung verschiedener Werkstoffe genutzt wird Vorteile und Nachteile bei der Verwendung von Massenkunststoffen erläutern verschiedene Möglichkeiten der Verwertung von Kunststoffabfällen beschreiben und bewerten (Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling, energetische Verwertung, Nachhaltigkeit) Gleichgewichts-Konzept an Beispielen die Bedingungen für die Einstellung eines chemischen Gleichgewichts erklären (Ester-Gleichgewicht, Ammoniak-Gleichgewicht) das Massenwirkungsgesetz auf homogene Gleichgewichte anwenden das Prinzip von LE CHATELIER auf verschiedene Gleichgewichtsreaktionen übertragen die gesellschaftliche Bedeutung der Ammoniak-Synthese erläutern Faktoren nennen, welche die Gleichgewichtseinstellungen bei der Ammoniak-Synthese beeinflussen und mögli-

4 Blatt 4 Ammoniaksynthese Bedeutung der Synthese von Ammoniak Technische Probleme und Lösungen bei der industriellen Synthese von Ammoniak (W) Biographien von FRITZ HABER, CLARA IMMERWAHR und CARL BOSCH, Nobelpreis für GERHARD ERTL (W) Übertragung auf andere großtechnische Prozesse (Ostwaldverfahren, Kontaktverfahren) (GFS) che technische Problemlösungen kommentieren die Leistungen von HABER und BOSCH präsentieren 5 (+4) Säuren und Basen Theorie nach BRÖNSTED ph-wert wässriger Lösungen Historische Entwicklung des Säure-Base-Konzepts bis Arrhenius (GFS) Übersicht über Säuren und ihre Salze Säuredefinition nach BRÖNSTED, (evtl. Molekül-, Kationen-, Anionensäuren) Basen als Protonenakzeptoren, Säure-Base-Reaktionen als Gleichgewichtsreaktionen, korrespondierende Säure-Base-Paare, Ampholyte Definition des ph-werts Autoprotolyse des Wassers Ionenprodukt des Wassers, ph-wert, poh-wert, ph-wertskala Stärke von Säuren und Basen, Säure- und Basenkonstante, pk S, pk B (W) Berechnung von ph-werten starker und schwacher Säuren und Basen Donator-Akzeptor-Konzept Säuren und Basen nach BRÖNSTED definieren den ph-wert über die Autoprotolyse des Wassers erklären Säure-Base-Reaktionen durchführen und Reaktionsgleichungen für verschiedene Säure-Base-Reaktionen in wässrigen Lösungen angeben (+5) Konzentrationsermittlung durch Säure-Base- Titrationen Grundlagen der Säure-Base-Titration Titration von Salzsäure oder Essigsäurelösung mit Natronlauge Auswertung von Titrationen 18 (+5) Lernbereich 4: Elektrische Energie und Chemie 18 Redoxreaktionen Motivation: z.b: Aluminothermisches Schweißen: Thermitreaktion Redoxreaktionen als Reaktionen mit Elektronenübergang, Teilreaktionen, Oxidationsmittel Reduktionsmittel Oxidationszahlen, Regeln zur Bestimmung von Oxidationszahlen Erstellen von Reaktionsgleichungen für Redoxreaktionen Redoxreihe der Metalle Donator-Akzeptor-Konzept Reaktionsgleichungen für Redoxreaktionen formulieren und den Teilreaktionen die Begriffe Elektronenaufnahme (Reduktion) und Elektronenabgabe (Oxidation) zuordnen 4

5 Blatt 5 Galvanische Reaktionen Elektrolysen erzwungene Redoxreaktionen Batterien Redoxreaktion als Stromquelle Aufbau einer galvanischen Zelle, elektrochemische Doppelschicht, Potenzialbildung in den Halbzellen, Potenzialdifferenz Standard-Wasserstoff-Elektrode, Standardelektrodenpotenzial Messung von Zellspannungen bzw. Potenzialdifferenzen Berechnung von Zellspannungen unter Standardbedingungen Die Autobatterie keine gewöhnliche Batterie? Ladungsvorgang beim Bleiakku eine erzwungene Redoxreaktion Grundlagen der Elektrolyse als Umkehrung der galvanischen Reaktion, Zersetzungsspannung, Überspannungen Redoxreaktionen beschreiben, die der Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie dienen (Galvanische Zellen,... ) Elektrolysen als erzwungene Redoxreaktionen erklären Redoxreaktionen beschreiben, die der Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie dienen (... Brennstoffzellen) die Bedeutung von Brennstoffzellen für die zukünftige Energiebereitstellung erläutern Brennstoffzellen und Solar- Wasserstoff- Konzept (+1) (W) Anwendungen der Elektrolyse (+4) Korrosion und Korrosionsschutz Allgemeines Funktionsprinzip von Brennstoffzellen, Arten von Brennstoffzellen Solar-Wasserstoff-Konzept, Möglichkeiten zur Gewinnung von Wasserstoff als Energieträger Brennstoffzellen als Energiequellen der Zukunft (Pro-und-Kontra-Diskussion) Moderne Akkumulatoren Kupferraffination Bedeutung der elektrochemischen Korrosion Bildung von Lokalelementen, Prozesse beim Rosten von Eisen Verfahren zum Korrosionsschutz (passiver und aktiver Korrosionsschutz) (+4) Abiturvorbereitung wenn ein Schüler/eine Schülerin das Fach Chemie für die Präsentationsprüfung gewählt hat (+4) Wiederholung und Systematisierung Nutzung der entsprechenden Kapitel 1 Denk- und Arbeitsweisen der Chemie und Kapitel 8 Hinweise zur Abiturprüfung im LB, insbesondere Präsentationsprüfung mit anschließendem Prüfungsgespräch 5 Anwenden der Basiskonzepte der Chemie Allgemeine naturwissenschaftliche Methoden (Operatoren entsprechend den Einheitlichen Prüfungsanforderungen im Fach Chemie der Kultusministerkonferenz der Länder i. d. F. vom )

6 Blatt 6 (+6) Nach dem Abitur (+4) (W)Tenside Herstellung, Struktur und Eigenschaften von Seifen (+2) (W) Loslösen der eingefahrenen Konzepte Erklärung des Waschvorgangs Nachteile von Seifen Synthetische, waschaktive Substanzen, Herstellung, Struktur, Eigenschaften Moderne Waschmittel (Bestandteile und ihre Wirkungen) Waschmittel und Umwelt Orbitalmodelle (s- und p-orbitale, Hybridisierung, Molekülorbitaltheorie) Sauerstoff als Diradikal 6