Schulinternes Curriculum Chemie

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1 Schulinternes Curriculum Chemie Lt. Beschluss der Fachkonferenz Chemie vom

2 Schulinternes Curriculum 1 für das Fach Chemie am Heinrich-Böll-Gymnasium Troisdorf für die Oberstufe Jahrgangsstufe 11 Leitthema: Ablauf und Steuerung chemischer Reaktionen in Natur und Technik Themenfeld A Reaktionsfolge aus der organischen Chemie Vom Alkohol zum Aromastoff Themenfeld B Ein technischer Prozess Ammoniaksynthese Themenfeld C Stoffkreislauf in Natur und Umwelt Kohlenstoffdioxid Carbonat Kreislauf Alkohole vielseitige Lösemittel homologe Reihe, systematische Nomenklatur organische Stoffklassen: Alkanole, Alkanale, Alkanone, Alkansäuren Oxidationszahlen Esterherstellung Geschwindigkeit chemischer Reaktionen und deren Beeinflussung durch Temperatur- und Konzentrationsänderung Katalyse Das Chemische Gleichgewicht Massenwirkungsgesetz, Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Konzentration Integrierte Wdh: einfaches Atom- und Bindungsmodell, Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, hydrophil hydrophob, Stoffmengen, molare Masse, Stoffmengenkonzentration, molares Volumen Unterrichtsgegenstände Das Chemische Gleichgewicht Massenwirkungsgesetz, Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Konzentration anorganische Verbindungen: ausgewählte Säure/Basen und deren Salze: Ammoniak, Ammoniumverbindungen, Salpetersäure, Nitrate anorganische Verbindungen: ausgewählte Säure/Basen und deren Salze: Kohlensäure, Carbonate, Hydrogencarbonate Der Kohlenstoffkreislauf Der Treibhauseffekt Kalkkreislauf in Natur und Technik Das Chemische Gleichgewicht 1 gemäß Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II Gymnasium / Gesamtschule in Nordrhein-Westfalen, Chemie, Hrsg: Ministerium für Schule Weiterbildung, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein- Westfalen, Ritterbach Verlag 1999

3 Fachliche Qualifikationen Quantitatives, experimentelles Arbeiten unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften. Z.B. Bestimmung von Reaktionsgeschwindigkeiten und deren Beeinflussung, Verfolgung des Estergleichgewichts: Gleichgewichtseinstellung bei der Veresterung und Esterspaltung Rechnungen mit Größengleichungen, z.b. Berechnung von Durchschnitts- und Momentangeschwindigkeiten, Berechung der Gleichgewichtskontanten Räumliches Vorstellungsvermögen im Bereich des Molkülbaus. Z.B. Isomere der Alkanole usw. Anwenden des Prinzips der Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen Herstellen von Beziehungen zwischen der Unvollständigkeit von Reaktionen, ihrer Beeinflussbarkeit und der möglichen Produktausbeute Selbstständig verfasste Versuchsprotokolle freie mündliche Vorträge Kurzreferate, Referate Möglichkeiten für selbstständiges Arbeiten und fachübergreifenden Unterricht Biologie, Ernährungslehre: Gärung, Atmung, Enzyme Geschichte: Ambivalenz wissenschaftlicher Forschung (Haber Bosch Verfahren) Erdkunde: Atmosphäre und Treibhauseffekt Als Reihenfolge wird verbindlich festgelegt, dass mit Themenfeld A begonnen wird und im zweiten Halbjahr erst das Themenfeld B und anschließend Themenfeld C behandelt wird.

4 Schulinternes Curriculum 2 für das Fach Chemie am Heinrich-Böll-Gymnasium Troisdorf für die Oberstufe Jahrgangsstufe 12 Leitthema: Chemie in Anwendung und Gesellschaft Themenfeld A Gewinnung, Speicherung und Nutzung elektrischer Energie in der Chemie Vom Rost zur Brennstoffzelle Galvanische Zellen: Vorgänge an den Elektroden, Potentialdifferenz Spannungsreihe der Metalle: Additivität der Spannungen, Standardelektrodenpotential Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials: Konzentrationsketten, Nernst-Gleichung Einfache Elektrolysen im Labor und Faraday- Gesetze technische Elektrolysen: Aluminiumherstellung, Galvanotechnik Batterien und Akkumulatoren: Leclanché Element, Autobatterie, Ni/Cd-Akku, Brennstoffzelle Korrosion und Korrosionsschutz: Lokalelement, Säure- und Sauerstoffkorrosion, kathodischer Korrosionsschutz, Schutzüberzüge integrierte Wdh: Ion, Ionengitter, Hydratation, Themenfeld B Reaktionswege zur Herstellung von Stoffen in der organischen Chemie Vom Erdöl zum Plexiglas Unterrichtsgegenstände Grundlagen des Orbitalmodells (nur LK) Verknüpfung von Reaktionen zu Reaktionswegen Reaktionstypen: Substitution, Addition, Eliminierung (Substitution und Addition im GK verbindlich), Polymerisation Aufklärung der nucleophilen Substitution (Mechnismen nur für LK verbindlich) Bindungsenthalpien, Energiediagramme Stoffklassen: Alkane, Alkene, Halogenalkane, Ester, Polymere, systematische Nomenklatur Einfluss der Molekülstruktur auf das Reaktionsverhalten: Funktionelle Gruppen, Nucleophilie, Elektrophilie, I-Effekt, sterischer Effekt Beeinflussung des Reaktionsverhaltens durch äußere Faktoren: z.b. Temperatur, Lösemittel, Konzentration Ein moderens Verfahren zur Aufklärung der Molekülstruktur, z.b. Gaschromato grafie integrierte Wdh: Alkanole, Alkanale, Alkanone, Alkansäuren, Summen- und Strukturformeln, Isomerie Themenfeld C Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung Spurensuche Konzentrationsbestimmungen Protolysen als Gleichgewichtsreaktionen: Säure-Base-Begriff nach Brönsted Autoprotolyse des Wassers, ph-, poh-, pk S - und pk B - Wert Einfache Titrationen mit Endpunktbestimmung Protolyse von Salzen Puffer/ Puffersysteme Titrationskurven (nur Lk) Anwendungen der Nernst-Gleichung: ph- Messung, pk L -Bestimmung, Funktion einer Einstabmesskette, Potentiometrie Leitfähigkeitstitrationen Redoxtitrationen integrierte Wdh: Säure, Base, Titration, MWG 2 gemäß Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II Gymnasium / Gesamtschule in Nordrhein-Westfalen, Chemie, Hrsg: Ministerium für Schule Weiterbildung, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein- Westfalen, Ritterbach Verlag 1999

5 Aufstellen und Interpretieren von Redoxgleichungen und Teilgleichungen Herstellen von Beziehungen zwischen elektrochemischen Reaktionen und energetischen Aspekten Übertragen des Prinzips der Umkehrbarkeit auf elektrochemische Reaktionen Erkennen und anwenden des Donator- Akzeptor-Prinzips Mathematisieren quantitativer Versuchsergebnisse Arbeiten mit Tabellen Umgang mit Messgeräten quantitatives Arbeiten Experimente unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften durchführen Fachliche Qualifikationen Denken in molekularen Strukturen Umgang mit verschiedenen Formeltypen Aufstellen von Diagrammen Verbalisieren von Reaktionsabläufen in der organischen Chemie sachgerechter Umgang mit Glasgeräten in der organischen Chemie Experimente unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften durchführen Erkennen und anwenden des Donator- Akzeptor-Prinzips Umgang mit Tabellen Umgang mit Messgeräten Beherrschung maßanalytischer Untersuchungsmethoden, Titrationen Fehlerbetrachtung und Bewertung von Messergebnissen Erfassung, Darstellung und Auswertung von Messwerten evtl. mit dem Computer Refexion der Problematik von Grenzwertfestlegungen Möglichkeiten für selbstständiges Arbeiten und fachübergreifenden Unterricht Planung, Durchführung und Auswertung quantitativer Experimente Literaturrecherchen/ Referate: z.b. spezielle Batterietypen, technische Elektrolysen, großtechnische Durchführung behandelter Synthesen, technische Bedeutung behandelter Reaktionsprodukte und deren Alltagsbedeutung Technik: Wasserstofftechnologie Geschichte: Geschichte der galvanischen Zelle und der Stromerzeugung Biologie: Auswirkungen des sauren Regens, Gewässerbelastung Erdkunde: Betriebsbesichtigung Reicofil (Reifenhäuser) Als Reihenfolge wird verbindlich festgelegt, dass mit Themenfeld A begonnen wird dann folgt das Themenfeld C und anschließend Themenfeld B.

6 Schulinternes Curriculum 3 für das Fach Chemie am Heinrich-Böll-Gymnasium Troisdorf für die Oberstufe - Jahrgangsstufe 13 Themenfeld: Farbstoffe und Farbigkeit verknüpft mit dem Theoriekonzept Das aromatische System: Modellvorstellung zum Verständnis wichtiger organischer Verbindungen Obligatorische Unterrichtsgegenstände: Strukturen des aromatischen Systems konjugierte Doppelbindungen in zyklischen Systemen mesomere Formeln, Mesomerieenergie Hückel-Regel Mechanismus der elektrophilen Substitution Bildng des Elektrophils, Katalysator π Komplex; σ Komplex, Rückbildung des aromatischen Systems Zweitsubstitution aktivierender und dirigierender Einfluss von Substituenten Spätestens bei der Behandlung der besonderen Bindungsverhältnisse im aromatischen System bietet sich die Einführung des Orbitalmodells an. Eine theoretische Überfrachtung sollte vermieden werden. Deshalb sollte die Erklärung des dirigierenden Einflusses von Erstsubstituenten über die Stabilität der σ Komplexe dem Leistungskurs vorbehalten sein; im Grundkurs genügen die Betrachtungen zu den M- und I- Effekten der Erstsubstituenten. Aufgrund der Vorgaben zum Zentralabitur müssen bei der Behandlung der Farbstoffe die drei Farbstoffklassen Azofarbstoff, Indigofarbstoffe und Triphenylmethanfarbstoffe thematisiert werden. 3 gemäß Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II Gymnasium / Gesamtschule in Nordrhein-Westfalen, Chemie, Hrsg: Ministerium für Schule Weiterbildung, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein- Westfalen, Ritterbach Verlag 1999