Schulinternes Curriculum (SI) für das Fach Chemie am Theodor-Heuss-Gymnasium in Dinslaken (Stand November 2012)

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1 Schulinternes Curriculum (SI) für das Fach Chemie am Theodor-Heuss-Gymnasium in Dinslaken (Stand November 2012) Allgemeiner Hinweis: Neben der generellen Sicherheitseinweisung, die obligatorisch zu Beginn jedes Schulhalbjahres erfolgt und vom Fachlehrer in altersangemessener Weise didaktisch aufbereitet wird, wird im Anfangsunterricht Chemie der Umgang mit Geräten, Chemikalien und Sicherheitsregeln beim Experimentieren ausführlich und sich im Komplexitätsaspekt steigernd behandelt. Die konsequente Beachtung der Hinweise in den Gefährdungsbeurteilungen ist in jedem der nachfolgenden Experimente in den hier beschriebenen Unterrichtsgängen zu allen elf Inhaltsfeldern zu berücksichtigen. Anmerkungen: Themenfeld 1-3: Jahrgangsstufe 7 Themenfeld 4-7: Jahrgangsstufe 8 Themenfeld 8 11: Jahrgangsstufe 9. Die prozessbezogenen Kompetenzen beobachten und beschreiben chem. Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung, führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese sowie argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig werden in der Jahrgangsstufe 9 nicht mehr gesondert ausgewiesen. Die Ausformulierung der Themenfelder 10 und 11 stellt die Umsetzung für die NW-Klassen dar, für die in dem Schulhalbjahr 9.2 drei Wochenstunden Chemie erteilt werden. Die in den sprachlichen Klassen unterrichtenden Lehrer/Innen können in diesen Themenfeldern entsprechende Kürzungen vornehmen (etwa 15 Stunden). Hier fehlen immer noch konkrete Erfahrungswerte, da gerade in den NW-Klassen bisher aus verschiedenen Gründen häufiger Chemiestunden ausgefallen sind, sodass sich die Gesamtstundenzahl zwischen den beiden Klassentypen kaum unterschieden hat.

2 Inhaltsfeld 1: Stoffe und Stoffveränderungen Fachlicher Kontext: Dinge in deiner Welt alles Chemie? Kontext: A) Was ist drin? Wir untersuchen Lebensmittel / Getränke / andere Dinge aus deiner Umwelt und ihre Bestandteile Zeitbedarf ca. 14 h Untersuchung von Lebensmitteln und anderen Alltagsstoffen - 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). - Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.b. Farbe, Geruch, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Aggregatzustände, Brennbarkeit). Unterscheidung verschiedener Lebensmittel und anderer Stoffe, z.b.: Essig, Öl, Wasser, Mehl, Zucker, Salz, Zitronensäure, Backpulver, etc. - Was ist ein Stoff? - Wie kann man die Stoffe unterscheiden (Beschreibung), ordnen, eindeutig über einen Steckbrief identifizieren? - Diskussion, Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten zur Untersuchung und Identifizierung von Stoffen - Beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. - Analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese - Protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form. (Hier werden die ersten Versuchsprotokolle angefertigt.) - Beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. (Hier werden erste Erfahrungen beim Umgang mit Gefahrstoffen gesammelt.) Wasser als ganz besonderer Stoff: - Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.b. Schmelzund Siedetemperatur, Aggregat-zustände, ggf. Löslichkeit). - Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen. - Experimente zur Ermittlung der Siedetemperatur von Wasser und Schmelztemperatur Stearinsäure - dabei: Funktionsweise eines Brenners, Zonen der Brennerflamme - Erläuterung von Aggregatzuständen und Übergängen zwischen Aggregatzuständen - Grafische Darstellung der Experimente zur Fixpunkt-Bestimmung und deren Seite 2 / 28

3 - Siede- und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben. Auswertung (Erhitzungskurve eines Stoffes) - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. - Veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und)bildlichen Gestaltungsmitteln Die Welt der Teilchen: - Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. - Die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der Anziehung von Teilchen deuten. - Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen. - Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen. - Siede- und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben. Kugelteilchen erklären Beobachtungen: - Modellversuch zur Teilchengröße (Alkohol/Wasser, Erbsen/Senfkörner) - Einführung des Kugelteilchenmodells - Erklärung der Aggregatzustände und Zustandsänderungen sowie der Löslichkeit mithilfe des Kugelteilchenmodells - Festigung von Teilchenvorstellungen durch anschauliche Arbeitsblätter und Einsatz von Münzen /Chips/ Knetmasse o.ä. - Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. - Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. Dichte eine weitere Stoffeigenschaft: - Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren. - Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen. - Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. Kontext: B) Wir gewinnen Stoffe aus Lebensmitteln und anderen Alltagsstoffen ca. 8h Wir gewinnen Stoffe aus Lebensmitteln: - 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). - Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren. - Einführung der Stoffeigenschaft Dichte unter Einbeziehung des Stoffteilchenmodells - Experimentelle Bestimmung der Dichte unterschiedlicher Feststoffe, Flüssigkeiten (Wasser, Spiritus) und Lösungen (Zuckerlösungen) - Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. - Veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und)bildlichen Gestaltungsmitteln. Inhaltliche Schwerpunkte / Experimente/ methodische Hinweise -Herstellung und Untersuchung von Stoffgemischen aus Zweierkombinationen von Wasser, Lehm, Spiritus, Öl, Milch, Essig, Kupfersulfatlösung - Was ist ein Stoffgemisch? - Woran erkennt man Stoffgemische? - Wie kann man Stoffgemische unterscheiden (Beschreibung) und ordnen? Seite 3 / 28

4 - Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen. - Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen. - Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. -Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen. - Experimente zu den Trennverfahren: Dekantieren, Filtrieren, Eindampfen, Destillation von Rotwein und einer Salzlösung - Stoffgemische und deren Trennung anhand des Stoffteilchenmodells erklären. - Durchführung der Trennung eines Stoffgemisches aus drei Stoffen, Anfertigen eines Prozessverlaufsschemas - 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. - Planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. Kontext: C) Wir verändern Stoffe durch Erhitzen ca. 6 h Wir verändern Stoffe durch Erhitzen oder Vermischen: - Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben. - Chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften erkennen, und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Gemischen unterscheiden. - Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen. - Einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen. - Chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben. - Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen. - Chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wortformulierungen beschreiben. - Veränderungen beim Erhitzen von Zinkoxid, Zucker und Kochsalz - Untersuchung von Brausepulver und der Veränderungen durch Zugabe von Wasser - Versuch der Trennung eines Eisen-Schwefel-Gemisches durch Erhitzen. - Reaktion von Kupfer mit Schwefel - Vergleich der Stoffeigenschaften und der Art der Veränderung - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. - Nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen. - Beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. - Führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. - Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. Seite 4 / 28

5 Inhaltsfeld 2: Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen Fachlicher Kontext: Kontext: Brände und Brandbekämpfung A) Feuer und Flamme Ca. 4 h Feuer und Flamme Die Kerzenflamme und ihre Besonderheiten - Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben. - Stoffumwandlungen herbeiführen. - Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsetzungen als chemische Reaktionen deuten. - Chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen. - Chemische Reaktionen energetisch differenziert beschreiben. - Erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird. - Energetische Erscheinungen bei exothermen chemischen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten Energie in Wärmeenergie zurückführen, bei endothermen Reaktionen den umgekehrten Vorgang erkennen. - Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren. Film zum Fettbrand zeigen und auswerten, Strukturierung möglicher Schülerfragen : - Welche Stoffe brennen? - Woraus bestehen Flammen? - Voraussetzungen für Verbrennungen? - Möglichkeiten der Brandbekämpfung? - Wieso löscht Wasser Fettbrände nicht? Experimentelle Untersuchung der Kerzenflamme - Was brennt bei Kerzenflamme? (Nur Gase /Dämpfe brennen.) - Funktion des Dochtes - Nachweis von Kohlenstoffdioxid als Verbrennungsprodukt, - Möglichkeiten des Löschen der Kerzenflamme - Untersuchung der Eigenschaften von Kohlenstoffdioxid - Verbrennung von Kerzenwachs als Stoffumwandlung unter Energiefreisetzung - Beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. - Führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. - Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. Kontext: D) Verbrannt ist nicht vernichtet. Seite 5 / 28

6 Ca. 10 h Verbrannt ist nicht vernichtet - Den Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen durch die konstante Atomanzahl erklären. - Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen. - die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid, Metalle, Oxide). - einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen. - chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben. - Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen. - vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen. - Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen. Metalle können brennen: - Experimente zur Synthese von Metalloxiden - Verbrennung von Kupfer-, Eisen- und Magnesium-Pulver - Verbrennen von Eisenwolle und Berücksichtigung quantitativer Effekte (Verbrennung von Eisenwolle an der Balkenwaage) - Experiment: Kupferbriefchen - Vergleich unedler Metalle mit edlen Metallen (z.b. Vergleich von Magnesium und Kupfer) bei der Verbrennung, unterschiedliche Aktivierungsenergie - Rolle des Zerteilungsgrades bei Verbrennungen - Wortgleichung, Vertiefung des Kugelteilchenmodells und Transfer auf chemische Reaktionen - Experiment: Zerlegung eines Metalloxids (experimentell) oder als Gedankenexperiment mittels Arbeitsblatt) Methodische Festlegung: Veranschaulichung der eingesetzten Modelle zur chemischen Reaktion durch Computeranimationen oder z.b. der Nutzung von Legosteinen Kontext: C) Brände und Brennbarkeit - Analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - 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. - Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. - Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge. Ca. 2 h Sequenzen /angestrebte konzeptbezogene Kompetenzen Brände und Brennbarkeit - Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird. - Erläutern, dass zur Auslösung einer chemischen Reaktion Aktivierungsenergie nötig ist, und die Funktion eines Katalysators deuten. Chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wortformulierungen schreiben. Experimentelle Erarbeitung der Bedingungen für Verbrennungen, z.b.: - Brennbarkeit des Stoffes - Zündtemperatur - Zerteilungsgrad - Zufuhr von Luft (genauer: Sauerstoff) - Sauerstoff als Reaktionspartner Seite 6 / 28

7 - Erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird. - konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff) und Reduktionen als wichtige chemische Reaktionen benennen sowie deren Energiebilanz darstellen. - Erläutern, dass zur Auslösung einiger chemischer Reaktionen Aktivierungsenergie nötig. Kontext: C) Die Kunst des Feuerlöschens Ca. 2 h Die Kunst des Feuerlöschens - Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. - Protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form. - Entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können.. Voraussetzungen für Brandbekämpfungen (Rückgriff auf Ergebnisse des Kerzenexperimentes: - Unterdrückung der brandfördernden Faktoren, z.b. Sauerstoffentzug, Absenkung der Temperaturen, Wasserbenetzung usw. - Berücksichtigung Brandquelle und Löschverfahren - Transfer der Erkenntnisse auf Brandschutzvorschriften und Maßnahmen an der Schule - Planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. - 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. - Stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind. - 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. - Beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. Seite 7 / 28

8 Inhaltsfeld 3: Luft und Wasser Kontext: A) Luft zum Atmen Ca.4 h Luft zum Atmen - Bestandteile der Luft: Stickstoff, Sauerstoff, Edelgase, zusätzlich Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid - Experimentelle Bestimmung des Sauerstoffgehalts in der Luft; - grafische Darstellung der Luftzusammensetzung - Nachweis von Sauerstoff und Stickstoff (SV) Kontext: B) Treibhauseffekt durch menschliche Eingriffe - Analysieren Ähnlichkeiten und Unter-schiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. Ca.4 h Treibhauseffekt durch menschliche Eingriffe - Beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstoffen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (z. B. Treibhauseffekt, Wintersmog). - Das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbrennungen erläutern. - Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren. - Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird. - Vereinfachter Kohlenstoffkreislauf zur Erklärung der Entstehung fossiler Brennstoffe - Experimentelle Simulation (LV) und Untersuchung (SV) des sauren Regens durch Herstellung von Schwefeloxiden und deren Kontakt mit Wasser. - Auswirkung des sauren Regens auf Pflanzen (Schulbuchauswertung) und Gebäude (Modellversuch) - Gegenmaßnahmen, z.b. zum Schutz der Wälder - Analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. - Zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf. - Vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch. - beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeu- Seite 8 / 28

9 tungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. - Beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. Kontext: Ca. 8 h C) Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser; Gewässer als Lebensräume, Transportwege und Freizeitstätten Bedeutung des Wassers als Trink und Nutzwasser - Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben. - Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen. - Die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid). - Chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe, Wassernachweis). - Die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben. - Chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wortformulierungen beschreiben. - Was ist Wasser? Wo und wie begegnet uns Wasser? - Experimentelle Untersuchung von Wasserproben (Geruch, Sicht-probe, Mineralien), Trinkwasser: Gewinnung, Verteilung, Verbrauch und Aufbereitung - wenn möglich: Besuch einer Kläranlage - Analyse und Synthese von Wasser (auch quantitativ / Eigenschaften des Wasserstoffs, Knallgasprobe) - Beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. - Führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. - Zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf. - Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. - Beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. Themenfelder 1-3: ca. 64 h Seite 9 / 28

10 Curriculum Jahrgangsstufe 8 Inhaltsfeld 4: Metalle und Metallgewinnung Fachlicher Kontext: Kontext: Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände A) Das Beil des Ötzi Ca. 6h Das Beil des Ötzi - Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen: Reinstoffe, Gemische; Elemente, z.b. Metalle, Nichtmetalle, Verbindungen, z.b. Oxide, Salze und organische Verbindungen - Chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort- und evtl. in Symbolformulierungen unter Angabe des Atomzahlenverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomzahlverhältnisse erläutern - Redoxreaktionen nach dem Donator-Akzeptor Prinzip als Reaktion deuten, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Reaktionspartner aufgenommen wird. - Konkrete Beispiele von [Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff) und] Reduktionen als wichtige chemische Reaktionen benennen [sowie deren Energiebilanz qualitativ darstellen] - Vergleichende Betrachtung zum Energieumsatz durchführen. - Vorstellen von Malachit als Vorstufe zu Kupferoxid, - Experiment Reaktion von Kupferoxid mit Kohlenstoff - Nachweis von Kohlenstoffdioxid als Reaktionsprodukt - Variation der Reaktionsbedingungen d.h. der Mengen der eingesetzten E- dukte um zum bestmöglichen Ergebnis zu kommen, Gesetz der konstanten Massenverhältnisse. durch Auswertung parallel durchgeführter Schülerversuche mit variierten Ausgangsbedingungen mittels graphischer Methoden (linearer Zusammenhang). Alternativ kann dieser Aspekt auf der Basis des Schülerexperimentes auch nur über eine vorgegebene Datenreihe ausgewertet werden. - Herausarbeitung des Prinzips der Redox-Reaktion - Analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. - Interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. - Veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln - Beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells Kontext: B) Vom Eisen zum Hightechprodukt Stahl Sequenzen Ca. 4h Vom Eisen zum Hightechprodukt Stahl - Experiment zum Thermitverfahren im Freien oder zur Reaktion von Eisen Seite 10 / 28

11 - wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her erläutern (z. B. Eisenherstellung ) - Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften [zur Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und] zur Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen. und Kupferoxid (SV) und Untersuchung der Reaktionsprodukte - Modell zum Hochofen und Erarbeitung der wichtigsten Schritte des Hochofenprozesses Kontext: C) Eine Welt voller Metalle, verbaut, verbraucht = Abfall oder Rohstoff? Sequenzen Ca. 4h Eine Welt voller Metalle, verbaut verbraucht = Abfall und Schrott? - 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). - einen Stoffkreislauf als eine Abfolge verschiedener Reaktionen deuten. - Die beim Thema Metallgewinnung selbst hergestellten bzw. kennen gelernten Metalle werden in ihren Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten verglichen. - Zusammenfassende experimentelle Betrachtung der metallischen Eigenschaften. - Elektroschrottrecycling - Wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fach-begriffen ab. - Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. - Stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind. - Diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven auch unter dem Aspekt der nach-haltigen Entwicklung. Seite 11 / 28

12 Inhaltsfeld 5: Elementfamilien, Atombau und Periodensystem Fachlicher Kontext: Kontext: Böden und Gestein Vielfalt und Ordnung A) Aus tiefen Quellen oder natürliche Baustoffe Ca. 15 h Aus tiefen Quellen -Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente beschreiben und als Ordnungs- und Klassifikationsschema nutzen, Haupt- und Nebengruppen unterscheiden. - Atome mithilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells darstellen und Protonen, Neutronen als Kernbausteine benennen sowie die Unterschiede zwischen Isotopen erklären. - Mit Hilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten bei chemischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen. - Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente beschreiben und als Ordnungs- und Klassifikationsschema nutzen, Hauptund Nebengruppen unterscheiden. - Chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben. - Untersuchung von Mineralwasserflaschen und ihrer Etikettierung mit ca. sechs Ionen, Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+, F -, Cl - ) Hinweis: Ionenbegriff wird hier noch nicht eingeführt. - Inhaltsstoffe auflisten, sammeln, ordnen Bildung von Familien - Elementbegriff als Atomsorte - Elementnamen, Symbole, Herkunft - Historischer Rückblick: Entdeckung und Aufbau des PSE; Zuordnung und - - Benennung der vier Hauptruppen Alkali-, Erdalkalimetalle, Halogene und Edelgase - Die Elemente Natrium und Kalium als Metalle - Demonstration des Experiments Natrium Kalium in Wasser (LV). - Lehrer / Schülerexperiment Lithium in Wasser. - Vergleich der Eigenschaften von Lithium, Kalium und Natrium, unterschiedlicher Aufbau der Atome - Erweiterung des Dalton-Modells (eingeführt in Inhaltsfeld 2) zum differenzierten Atommodell - Rutherfordscher Streuversuch: Kern-Hülle-Modell, Ionisierungsversuch am Beispiel des Neon-Atoms - Kern-Hülle Modell und Elementarteilchen, Isotope - Schülerexperiment: Flammenfärbung von Natrium, Kalium und Lithium Steckbrief der Alkalimetalle (Andere Hauptgruppen können vom Fachlehrer kompetenzenanalog behandelt werden.) - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. - Analysieren Ähnlichkeiten und Unter-schiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. Seite 12 / 28

13 - Führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. - Interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. - Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellungen. - Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. - Planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. - Benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung chemischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen. - Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge. Kontext: B) Streusalz und Dünger wie viel verträgt der Boden? Ca. 4 h Streusalz und Dünger wie viel verträgt der Boden - Internet- Literaturrecherche zum Thema Dünger - Umschreibung / Definition des Begriffes Düngung - Auswirkungen des Zuviel oder Zuwenig auf das Pflanzenwachstum. - Einführung einer Vorstellung vom Begriff der Konzentration als Teilchenanzahl pro Volumeneinheit - Unterscheidung von Düngerarten in natürlich (Gülle, Mist, Gründünger) und künstlich (z.b. Kalisalze) - Abbau von Düngemitteln in natürlichem Kreislauf (vereinfacht) Erarbeitung der Gefahren der Überdüngung auf Böden / Grundwasser - Wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fach-begriffen ab. - Binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. - entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können. Seite 13 / 28

14 Inhaltsfeld 6: Ionenbindung und Ionenkristalle Fachlicher Kontext: Kontext: Die Welt der Mineralien A) Salze und Gesundheit Zeitbedarf Ca. 16 h Salze und Gesundheit: - Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären (Ionenverbindungen). - Schweiß - Verlust von Salz - Leitfähigkeit verschiedener Lösungen: Leitungswasser, demineralisiertes Wasser, isotonisches Getränk, Mineralwasser, Zuckerwasser (Experimentelle Untersuchung der Leitfähigkeit von Lösungen) - Literaturrecherche und Präsentation: Versorgung des Körpers mit Mineralstoffen - Führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. - Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. - Planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. - Aufbau von Atomen und Ionen: - Stoff- und Energieumwandlung als Veränderung in der Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären. - Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen /Strukturformeln, Isomere). - Mit Hilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten bei chemischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen. - Ionenbildung bei Natrium durch Abgabe von Elektronen (Auflösung der Fragen zur Mineralwasserflaschen-Untersuchung) - Veranschaulichung von Atomen und Ionen durch Modelle - Reaktion von Natrium und Chlor (Video Telekolleg-Chemie) - Aufbau des Kochsalzkristalls - Entwicklung der Reaktionsgleichung und Einübung der Formelschreibweise Seite 14 / 28

15 Kontext: B) Salzbergwerke Ca. 4 h Salzbergwerke - Chemische Bindungen (Ionenbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern- Hülle-Modells beschreiben. - Chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort- und evtl. Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßigkeit der konstanten A- tomanzahlverhältnisse erläutern. - Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichungen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berechnungen durchführen. - Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung) erklären. - Entstehung von Salzlagerstätten Löslichkeit von Salzen Sättigung (Experiment (Schülerversuche) zum Ausfällung von Salzen in einer gesättigten Lösung - Aufbau, Bestandteile und Namen von Salzen - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. - Analysieren Ähnlichkeiten und Unter-schiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. - Planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. - Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. - 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. - Beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. - Nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen. Seite 15 / 28

16 Inhaltsfeld 7: Fachlicher Kontext: Kontext: Freiwillige und erzwungene Elektronenübertragungen Metalle schützen und veredeln A) Dem Rost auf der Spur Ca.5 h Dem Rost auf der Spur - Erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen verbunden sind. Unedel dennoch stabil: - Elektrochemische Reaktionen Elektrolyse und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptorprinzip als Aufnahme und Abgabe von Elektronen deuten, bei denen Energie Einstieg: Konfrontation mit rostigen Gegenständen oder Bilder von diesen: Mögliche Fragestellungen: - Warum rosten Gegenstände? - Welche Bedingungen fördern das Rosten? - Aufstellen von Hypothesen - Experiment: Untersuchung des Rostens von Eisenwolle unter unterschiedlichen Bedingungen (unbehandelte trockene Eisenwolle, mit Wasser befeuchtete Eisenwolle, mit Salzwasser befeuchtete Eisenwolle). Vergleich mit den Hypothesen, Aufstellen der Reaktionsgleichung, Rosten als exotherme Reaktion - Formel des Eisenoxids - Oxidation als Abgabe von Elektronen - 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. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. - Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. - Binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an. - Aufstellen einer einfachen Redoxreihe, z.b. Zink, Kupfer, Eisen und Silber sowie die entsprechenden Salzlösungen - Redoxbegriff (Elektronenübergänge) (Experiment mit Eintauchversuchen der Metalle in verschiedene Metallionen- Lösungen Elektronenübergänge) Seite 16 / 28

17 umgesetzt wird. Kontext: B) Unedel dennoch stabil Ca. 4h Strom und chemische Prozesse - Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern - Erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen verbunden sind. - Die Umwandlung von chemischer in elektrischer Energie und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei elektrochemischen Phänomenen beschreiben und erklären. - Elektrochemische Reaktionen (Elektrolyse und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptorprinzip als Aufnahme und Abgabe von Elektronen deuten, bei denen Energie umgesetzt wird. - Beispiel eines einfachen galvanischen Elementes ( Galvanische Elemente werden in Petrischalen /kleinen Bechergläsern konstruiert.) - Bau/Untersuchung einer einfachen Batterie - Von der freiwilligen zur erzwungenen Reaktion: Beispiel einer einfachen Elektrolyse (Salzlösung) - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. - Analysieren Ähnlichkeiten und Unter-schiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese. - Interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. - Argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. - Protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form. Kontext: C) Metallüberzüge: nicht nur Schutz vor Korrosion Ca. 3 h Metallüberzüge - nicht nur Schutz vor Korrosion - Erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen verbunden sind. - Die Umwandlung von chemischer in elektrischer Energie und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei elektrochemischen Phänomenen beschreiben und erklären. - Schutz durch Metallüberzüge (Auswahl durch den Fachlehrer z.b. Zink und Zinn, Aluminiumoxid, Farbe/ Lacke) - Recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus. - Beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. - Stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind. Seite 17 / 28

18 Entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können. Themenfelder 4-7: Ca. 65 h Inhaltsfeld 8: Fachlicher Kontext: Kontext: Unpolare und polare Elektronenpaarbindungen Wasser mehr als ein einfaches Lösemittel A) Wasser und seine besonderen Eigenschaften und Verwendbarkeit Ca. 5h Wasser mehr als ein einfaches Lösemittel - Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung und Metallbindung) erklären - Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären - Kräfte zwischen Molekülen als Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkung und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen - Chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben - Erläutern, dass Veränderungen Energieumsätzen verbunden sind und angeben, dass das Erreichen energiearmer Zustände die Triebkraft chemischer Reaktionen darstellt. - Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären. Hier: Wasser und das Verhalten im elektr. Feld. - Mithilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären. - Wasser als Lösemittel Experimentelle Klärung von Struktur- und Eigenschaftsbeziehungen unter Berücksichtigung von Bindungsmodellen: - Chemie in der Salatschüssel (Wasser, Öl, Essig) - Löslichkeit von Ionen in unterschiedlichen Lösemitteln - Mischbarkeit verschiedener Stoffe mit Wasser bzw. Heptan - Ablenkung Wasserstrahl im elektrischen Feld eines Hartgummistabs (Blindprobe mit Heptan) - Wassermolekül als Dipol, Elektronenpaarabstoßungsmodell -Chlorwasserstoff als Dipol, räumlicher Aufbau des Ammoniak und Methanmoleküls als weitere Anwendungsbeispiele des Elektronenpaarabstoßungsmodells - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind - Planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. - Protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form. - Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge. Seite 18 / 28

19 Kontext: B) Wasser als Reaktionspartner Ca. 8h Ohne die besonderen Eigenschaften von Wasser wäre kein Leben möglich - Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären. Hier: Wasser und seine Eigenschaften Oberflächenspannung, Dichteanomalie, Siedetemperatur. - Kräfte zwischen Molekülen als Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkung und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen - Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Elektronenpaarbindung) erklären. - Mithilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären. Lösevorgänge genauer betrachtet - Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären. Hier: Salze und ihre Löseverhalten in Wasser. - Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären - Kräfte zwischen Molekülen als Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Wechselwirkung und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen. - Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnisse ( Elektronenpaarbindung) erklären Wasser als Reaktionspartner - Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären - Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung und Metallbindung) erklären - Chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) - Siede- und Schmelzpunkt von Wasser im Vergleich zu Chlorwasserstoff und Ammoniak - Experimente zur Oberflächenspannung - Wasserstoffbrückenbindung - Experimente zum Lösungsverhalten verschiedener Salze, auch unter energetischem Aspekt - Hydratation - Analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Lösen von Chlorwasserstoff bzw. Ammoniak in Wasser, Betrachtung der ablaufenden Vorgänge - Nachweis von Wasserstoff- und Hydroxid-Ionen - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. Seite 19 / 28

20 mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben - Mithilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären - Mit Hilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten bei chemischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen. Anmerkung: Dieser inhaltliche Schwerpunkt kann alternativ auch im Themenfeld 9 behandelt werden. Seite 20 / 28

21 Inhaltsfeld 9: Saure und alkalische Lösungen Fachlicher Kontext: Kontext: Reinigungsmittel, Säuren und Laugen im Alltag A) Anwendungen von Säuren im Alltag und Beruf Ca. 8h Strukturmerkmale, Eigenschaften und Reaktionsweisen von Säure - Saure und basische Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nachweisen. - Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.b. elektrische Leitfähigkeit). - Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoffionen enthalten. - Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z.b. Verhalten als Säure) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten. - Einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen. - einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen. - Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären - Chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Knallgasprobe, Kalkwasserprobe). - Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichungen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen (und einfache stöchiometrische Berechnungen durch Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch Variation von Reaktionsbedingungen beschreiben. - Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen-/ Strukturformeln) - - Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären. - Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung, Elektronpaarbindung) erklären - Einstieg über Magenschleimhautentzündung Magengeschwüre (Text/Fotos) - Experimentelle Untersuchungen zur Klärung der aufgeworfenen Fragen (Indikatoren, ph-wert, Salzsäure als Magensäure) - Experiment zur Leitfähigkeitsmessung bei sauren Lösungen, die durch Protolyse entstehen, z.b. HCl mit H 2 O - Phenolphthalein und Universalindikator sind als Standardindikatoren einzuführen. - Oxoniumionen als Ursache der sauren Eigenschaften - Reaktion von Salzsäure mit ausgewählten Stoffen, u.a. mit Metallen, Kalk - Nachweis von Wasserstoff bzw. Kohlenstoffdioxid - Vergleich der Reaktionen mit Essigsäure, und Schwefelsäure, Kohlensäure (als zweiprotonige Säuren) - Definition des ph-wertes als Maß für die H + -Ionen-Konzentration -Protolysegleichungen zu den eingeführten Säuren, Begriff der Brönsted- Säure - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfechemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. - Analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. - Zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf. - Beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen - Erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf. - Entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fach-wissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können. Seite 21 / 28

22 Kontext: B) Bullrichsalz und Sodbrennen Ca. 8h Bullrichsalz ein einfachen aber wirksames Mittel bei Sodbrennen - Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als chemische Reaktionen deuten. - Die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhandensein von Hydroxidionen zurückführen. - Den Austausch von Protonen als Donator-Akzeptor-Prinzip einordnen. - Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen. - Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z.b. Verhalten als Lauge) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten. - Chemische Reaktionen energetisch differenziert beschreiben. - Erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird. - Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichungen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berechnungen durchführen. - Das Phänomen des Sodbrennens und die Wirkungsweise von Antazida (Bullrichsalz) als Übergang zu den Basen - Untersuchung der Beipackzettel von Antiazida - Experimentelle Untersuchung verschiedener Hydroxide und Vergleich - Experimentelle Herleitung der Eigenschaften der Basen, z.b. Ammoniak - Basen als Protonenakzeptoren, Hydroxid-Ionen als Ursache der Eigenschaften von alkalischen Lösungen - Neutralisationsreaktion und Neutralisationswärme - Säure-Base-Titration in Verbindung mit den Antiazida - Einführung der Begriffe molare Masse, Stoffmenge und Stoffmengenkonzentration - Quantitative Auswertung der Titrationen mit der Titrationsgleichung - Erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. - Analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. - Zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf. - Beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von anderen Medien. - Beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. - Binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrate-gien und wenden diese nach Möglichkeit an. - Erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf. - Entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fach-wissenschaftlicher Erkenntnis-se der Chemie beantwortet werden können. Seite 22 / 28

23 Inhaltsfeld 10: Fachlicher Kontext: Kontext: Energie aus chemischen Reaktionen Zukunftssichere Energieversorgung A) Mobilität die Zukunft des Autos Ca. 8h Mobilität - die Zukunft des Autos und nachwachsende Rohstoffe - Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen. - Den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder biochemischen Prozessen beschreiben und begründen. - Fossile und nachwachsende Rohstoffe: - Erdöl als Stoffgemisch - Vom Stoffgemisch zu Erdölprodukten (Textvorlagen, Abbildungen) - Fraktionierte Destillation des Stoffgemisches, Raffination - Siedebereiche der Fraktionen -Struktur, Systematik, Strukturisomerie und Nomenklatur der Alkane - katalytisches Crack-Verfahren (theoretisch) - Interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. - Zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf. - Erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf. - Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellungen. - Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge. Kontext: B) Nachwachsende Rohstoffe Ca. 8h Kraftstoffe und ihre Verbrennung - Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären ( polare unpolare Stoffe, - Erdölprodukte und ihre Anwendung: Schweröle, Diesel und Benzin. Begründete Zuordnung der Produkteigenschaft aufgrund der Struktur; Eigenschaftsvergleich im Gedanken-Experiment. - Aufstellen der Reaktionsgleichung zur Verbrennung eines Alkans und Be- Seite 23 / 28

24 Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe). - Die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie quantitativ einordnen. - Vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen. - Die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen. rechnung der Verbrennungsenergie mit Hilfe einer Übersicht über Bindungsenergien. Biodiesel als Energieträger ( Vergleich der Kohlenstoffdioxid-Bilanz Nachhaltigkeit, Klima-Problem, Transportprobleme, Verfügbarkeit) - Kritische Beurteilung der Vor- und Nachteile von fossilen und nachwachsenden Rohstoffen (Diese Sequenz wird nur theoretisch abgehandelt.) - Analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen. - Interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen. - Vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch. - Veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln. - Beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Ein-griffe in die Umwelt. - Erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf. - Diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven auch unter dem Aspekt der nach-haltigen Entwicklung. Kontext: C) Strom ohne Steckdose Ca. 6h Strom ohne Steckdose Mobilität durch Brennstoffzellen - Das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellenmit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z. B. einfache Batterie, Brennstoffzelle). - Die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben. - die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen. - Experiment zur Wasserstoffbrennzelle als spezielle Batterie und Alternative zum Verbrennungsmotor anhand der in der Schule vorhandenen Modellanlage - Reaktionsgleichung zur Elektrolyse und galvanischen Zelle - Aktuelle Situation in der Entwicklung und Alltagstauglichkeit von mit Brennstoffzellen betriebenen Automobilen (Textvorlage/Recherche) - Wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. - Stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. Seite 24 / 28