Fachschaft Chemie. Schuleigenes Curriculum für die Jahrgangsstufen 1 und 2 4-stündig

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1 Schuleigenes Curriculum für die Jahrgangsstufen 1 und 2 4-stündig

2 Die kursiv gedruckten Inhalte (Schulcurriculum) ergänzen die Pflichtinhalte des Kerncurriculums. Die Kompetenzen und Inhalte werden wie bisher auch mithilfe der sechs Leitlinien: Stoffe und ihre Eigenschaften, Stoffe und ihre Teilchen, chemische Reaktionen, Ordnungsprinzipien, Arbeitsweisen und Umwelt und Gesellschaft erschlossen. Pflichtinhalte Std. Kompetenzen Fachspezifische Methoden Mögliche Erweiterungen + Anbindungen 1. Chemische Energetik Chemische Energetik 15 Grundlagen Chemische Reaktionen (exotherm und endotherm), Aktivierungsenergie, Katalysator - Definition offener, geschlossener, und isolierter Systeme - Erläuterung chemischer Reaktionen unter stofflichen und energetischen Aspekten, Energieerhaltungssatz Bezug Biologie Energieumwandlung und Energieerzeugung im menschlichen Organismus Reaktionsenthalpien - Enthalpieänderungen bei chemischen Reaktionen, Standardbedingungen, Verbrennungsenthalpien, Bildungsenthalpien Praktikum: Kalorimetrische Messung planen, durchführen und auswerten (Reaktionsenthalpie) Brennwerte, Heizwerte Praktikum Bestimmung der Reaktionswärme (Nahrungsmittel, Brennstoffe)

3 rechnerische Ermittlung von Reaktionsenthalpien Richtung spontaner Prozesse Entropie, Entropieänderungen Freie Enthalpie - Satz von der Erhaltung der Energie auf chem. Reaktionen anwenden, Reaktionsenthalpien aus den Bildungsenthalpien berechnen - Entropie als Maß für die Wahrscheinlichkeit eines Zustandes beschreiben - Abschätzen der Entropieänderungen bei chemischen Reaktionen - Anwendung der GIBBS- HELMHOLTZ-Gleichung auf geeignete Beispiele - An Beispielen Grenzen der energetischen Betrachtungsanweise aufzeigen (metastabiler Zustand und unvollständig ablaufende Reaktionen) - 2. Chemische Gleichgewichte Chemische Gleichgewichte 15 Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Reaktionen - Definition Reaktionsgeschwindigkeit, Aktivierungsenergie, Einfluss von Katalysatoren auf Reaktionsgeschwindigkeit Anwendungsbeispiele Bezug Biologie und technische Verfahren; Faktoren zur Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit in Natur und Alltag (Biokatalysatoren)

4 Chemische Reaktion und Gleichgewichtseinstellung - Beschreibung umkehrbarer Reaktionen und Einstellung eines chemischen Gleichgewichts (Veresterung und Ester-Hydrolyse) Modellexperiment, Praktikumsversuch Massenwirkungsgesetz - Anwendung des Massenwirkungsgesetzes zur quantitativen Beschreibung von homogenen Gleichgewichtsreaktionen Berechnungen zum MWG Beeinflussung und Störung chemischer Gleichgewichte - Anwendung des Prinzips von Le Chatelier zur Beeinflussung von Gleichgewichten: Änderungen von Konzentrationen, Druck und Temperatur) Gruppenpuzzle, Experimente zu verschiedenen Einflüssen Chemisches Gleichgewicht und Katalysator - Beschreibung der Rolle eines Katalysators für die Gleichgewichtseinstellung - Gesellschaftliche Bedeutung der Ammoniaksynthese erläutern, Ammoniaksynthese - Faktoren nennen, welche die Gleichgewichtseinstellung bei der Ammoniaksynthese beeinflussen und mögliche technische Problemlösungen kommentieren Recherche Biographie Fritz Haber Anwendung chemischer Gleichgewichtsreaktionen auf andere technische Prozesse - Die Leistungen von HABER und BOSCH präsentieren

5 3. Säure-Base-Gleichgewichte Säure-Base-Gleichgewichte 22 - Die Gleichgewichtslehre auf Säure-Base-Reaktionen mit Wasser anwenden Säure-Base-Theorie nach BRÖNSTED - Säure-Base Reaktionen mithilfe der Theorie von BRÖNSTED beschreiben - Das Donator-Akzeptor-Prinzip auf Säure-Base-Reaktionen übertragen Entwicklung des Säure-Base- Begriffs Säuren und Basen im Alltag, Bedeutung in Organismus Autoprotolyse von Wasser und ph-wert - Die Autoprotolyse des Wassers erläutern und den ph-wert definieren Säure- und Basenstärke - Säuren und Basen mithilfe der pk S - und pk B -Werte klassifizieren ph-werte von wässrigen Lösungen - ph-werte von Lösungen einprotoniger, starker Säuren und von Hydroxid-Lösungen berechnen - im Näherungsverfahren ph-werte für Lösungen schwacher Säuren und Basen berechnen Protolyse von Salzen; Abschätzen des ph-werts einer Salzlösung Säure-Base-Titration - Säure-Base-Titrationen zur Konzentrationsbestimmung Titration Praktikum Säuren und Basen in Alltagsprodukten

6 Indikatoren planen und experimentell durchführen - Säure-Base-Theorie auf Indikatoren anwenden Titration Puffersysteme - Puffersysteme und deren Bedeutung an Beispielen erklären Puffer in Organismus und Technik 4. Naturstoffe Naturstoffe 30 Chiralität - Chiralität am räumlichen Bau von Molekülen erkennen - Darstellung verschiedener Isomeren und Isomerieformen - Optische Aktivität Strukturmodelle verschiedener organischer Stoffe erstellen; Bedeutung chiraler Moleküle in der Medizin (Auswirkungen auf Gesundheit und Gesellschaft) Kohlenhydrate Monosaccharide, Disaccharide - Vorkommen, Verwendung und Eigenschaften von Monosacchariden und Disacchariden beschreiben - Die Monomere biologisch wichtiger Makromoleküle nennen und deren Strukturformeln in der FISCHER-und HAWORTH- Projektion angeben - Disaccharide in FISCHER- und HAWORTH-Projektion angeben Strukturmodelle erstellen Nachweisreaktionen (GOD-Test, Tollens-Probe) Bezug Biologie Photosynthese Kohlenhydrate als Baustoffe und Energiestoffe Praktikum: Eigenschaften verschiedener Monomere und Polymere (Löslichkeit in verschiedenen Lösungsmitteln Erklärung mithilfe des Struktur- Eigenschafts-Konzepts;

7 - Glykosidische Bindung erläutern - Prinzip der Kondensationsreaktion anwenden, Vielfalt der entstehenden Moleküle begründen Gewinnung von Rübenzucker optische Aktivität) Bezug Biologie: Gefahren (Karies) Versuche zur Strukturermittlung organischer Stoffe Stärke und Cellulose Polysaccharide - Aufbau von Stärke und Cellulose - Funktion biologisch wichtiger Stoffe aus dem räumlichen Bau ihrer Moleküle begründen - Nutzung als nachwachsende Rohstoffe; Bedeutung erklären - Ökobilanzen erstellen Gruppenpuzzle Praktikum : Hydrolyse einer Stärkelösung Praktikum: Papierherstellung Literaturrecherche zu aktuellen Themen Konkurrenz nachwachsende Rohstoffe und Nahrungsmittelerzeugung Diskussion und Lösungsmöglichkeiten suchen Bezug Biologie Zuckerersatzstoffe (Süßstoffe) Wirkungsweise, Bau, Eigenschaften, Gefahren Chitin (Bau, Abwandlung der Struktur und Verwendung) Strukturen der Aminosäuren - Die Monomere nennen und deren Strukturformeln in der FISCHER- Projektion angeben - Eigenschaftender einzelnen Aminosäuren mit Struktur und Anordnung der Teilchen erklären Praktikum: Trennung von Aminosäuren

8 Peptide und Proteine Bedeutung und Struktur - Die Primärstruktur eines Peptids aus vorgegebenen Aminosäuren darstellen - Das Prinzip der Kondensationsreaktion anwenden und die Vielfalt als Ergebnis der Wiederholung einfacher Prozesse begründen - Die Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen erläutern - Denaturierungsvorgänge und deren Bedeutung erklären - Funktion biologisch wichtiger Proteine aus dem räumlichen Aufbau ihrer Moleküle begründen Nachweisreaktionen (Biuret-, Ninhydrin-Reaktion) Experimente zur Denaturierung Versuche zur Strukturermittlung Bezug Biologie: Funktion der Proteine in der Natur Strukturveränderungen Bsp.BSE Bedeutung von Hormonen und Enzymen Denaturierungsvorgänge im Alltag Fasern Beispiel für die Nutzung nachwachsender Rohstoffe - Enzyme: Die Funktion biologisch wichtiger Stoffe aus dem räumlichen Aufbau ihrer Moleküle begründen Versuche zur Wirkungsweise von Enzymen, Substrat- und Wirkungsspezifität Nucleinsäuren - Vorkommen und Bedeutung der DNA erklären - mithilfe von Modellen den Aufbau der DNA erklären und darstellen - Die Funktion biologisch wichtiger Stoffe aus dem räumlichen Aufbau ihrer Moleküle begründen Praktikum: Isolation von DNA Bezug Biologie: Replikation DNA Proteinbiosynthese

9 5. Aromaten Aromaten 6 Benzol Benzolderivate - Eigenschaften, Vorkommen und Verwendung von Benzol beschreiben - Grenzen bislang erarbeiteter Bindungsmodelle angeben und unerwartete Eigenschaften aus der besonderen Molekülstruktur erklären (Mesomerie, delokalisierte Elektronen) - Bedeutung und Verwendung weiterer wichtiger Aromaten in Natur, Alltag und Technik beschreiben Gesundheitsproblematik erläutern können (MAK, TRK) Reaktionsmechnanismen bei der Halogenierung von Aromaten ASS Arzneimittel (Struktur, Synthese und Abwandlungen, Wirkungen Aromaten in Naturstoffen 6. Kunststoffe Kunststoffe 18

10 Eigenschaften und Struktur der Kunststoffe Kunststoffsynthesen - Den Zusammenhang zwischen den Eigenschaften und der Molekülstruktur von Kunststoffen erläutern können - das Prinzip von Kunststoffsynthesen erläutern können und auf geeignete Beispiele anwenden können a) Polymerisationsreaktionen b) Polykondensationsreaktionen c) Polyadditionsreaktionen mit Strukturformeln und Reaktionsgleichungen beschreiben können - Copolymere Bedeutung und Verwendung von Kunststoffen im Alltag kennen Praktikum: Herstellung von Kunststoffen ( Polymerisate und Polykondensate) - Eigenschaften verschiedener Kunststoffe untersuchen und die jeweiligen Kunststoffe identifizieren - Biografie Hermann Staudingers und seine Theorie der Makromoleküle würdigen - Verwendung und Synthese von Spezialkunststoffen recherchieren - Einsatz und Synthese von Biokunststoffen (Unterscheidung biologisch synthetisiert bzw. biologisch abbaubar) Verarbeitung von Kunststoffen - Verarbeitungsmöglichkeiten aufgrund der Kenntnis von Struktur und Eigenschaften von Monomeren und Polymeren aufzeigen und nutzen Nach Möglichkeit Betriebsbesichtigung Verwertung von Kunststoffabfall - Verwertungsmöglichkeiten von Kunststoffabfall kennen - Lösungsstrategien zur Verwertung von Kunststoffabfällen darstellen Nach Möglichkeit Betriebsbesichtigung - Aspekte der Nachhaltigkeit beim Einsatz von Kunststoffen

11 zusammenstellen 7. Redoxreaktionen und Elektrochemie Elektrochemie 24 Oxidation und Reduktion - Das Donator-Akzeptor-Prinzip auf Reaktionen mit Elektronenübergang anwenden - Redoxreaktionen mithilfe von Oxidationszahlen identifizieren - Wiederholung Donator- Akzeptor-Prinzip und Vergleich mit Säure- Base-Reaktionen - Den Aufbau einer galvanischen Zelle beschreiben Galvanische Elemente Elektrolysen in wässrigen Lösungen - Die wesentlichen Prozesse bei Elektrolysen und galvanischen Zellen nennen und beschreiben - Den Aufbau und die Funktion der Standard-Wasserstoff-Halbzelle erläutern - Elektrochemische Experimente durchführen und auswerten Die elektrochemische Spannungsreihe Nernstsche Gleichung - Zusammenhang zwischen Ionen- Konzentration und messbarer Potentialdifferenz in galvanischen Zellen erläutern - Elektrochemische Experimente durchführen und auswerten - Durchführung einer Redoxtitration - Quantitative Betrachtung der Elektrolyse

12 - Die Tabelle der Standardpotenziale zur Vorhersage von elektrochemischen Reaktionen anwenden Elektrochemische Stromerzeugung - Herkömmliche Stromquellen mit aktuellen und zukunftsweisenden Entwicklungen bei elektrochemischen Stromquellen (Brennstoffzellen) vergleichen - Elektrochemische Experimente durchführen und auswerten - Praktikum Spannungsquellen - Korrosion und Korrosionsschutz - Praktikumsversuche zu Korrosion und Korrosionsschutz durchführen 8. Fette und Tenside Tenside und Waschmittel - Verseifung von Fetten erklären und ihre Bedeutung darstellen - Amphiphile Eigenschaften von Seifen kennen - Nachteile von Seifen erklären - Tenside als waschaktive Substanzen identifizieren - Inhaltsstoffe von Waschmitteln und ihre Bedeutung für den Waschvorgang kennen - Praktikum: Darstellung von Seifen - Praktikum: Nachweis der verschiedenen Inhaltsstoffe - Tenside als Umweltproblem einschätzen - Verwendung nachw. Rohstoffen - Wirkung von Tenside auf Organismen erklären - Bestimmung der biologischen Abbaubarkeit - OECD-Tests - Recherche der chemischen Prozesse, die beim vollständigen Abbau eines anionischen Tensids ablaufen

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