Fachlehrplan Chemie Berufsmaturität Natur, Landschaft und Lebensmittel

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1 Fachlehrplan Chemie Berufsmaturität Natur, Landschaft und Lebensmittel 1. Allgemeine Bildungsziele Der naturwissenschaftliche Unterricht beinhaltet Biologie, Chemie und Physik und hat zum Ziel, die Neugier für alltägliche Phänomene zu wecken. Er schärft das Beobachten, Analysieren, Abstrahieren, Interpretieren und das logische Denken und befähigt die Lernenden zu deduktiven Gedankengängen. Der Unterricht orientiert sich an den drei Hauptbereichen Natur, Wissenschaft und Mensch: Natur: Die Lernenden werden mit den natürlichen Prozessen vertraut. Sie verfeinern ihre ganzheitliche Sicht dieser Prozesse und werden zu einem umweltbewussten Verhalten ermutigt. Wissenschaft: Die Lernenden werden an die stringente und exakte Denkweise der Wissenschaft sowie an die Methoden wissenschaftlichen Arbeitens herangeführt, wobei Experiment, Modellierung und Anwendung miteinander verbunden werden. Sie eignen sich das nötige Grundwissen an, um eigene Überlegungen zum Technologie und Umwelt anzustellen, mit Sicht auf eine nachhaltige Entwicklung. Mensch: Die Lernenden erkennen sich im Umgang mit den Naturwissenschaften selbst und erhalten Anhaltspunkte für die Gesunderhaltung des Menschen und seiner Umwelt. Der Chemieunterricht vermittelt grundlegende Einsichten in den Aufbau, die Eigenschaften und die Umwandlung von Stoffen und erweitert so die naturwissenschaftlichen Kenntnisse und das Weltbild der Lernenden. Besonders in der Beschäftigung mit dem Atom- und Molekülmodell lassen sich alltägliche Erscheinungen auf exemplarische Weise verstehen, darstellen und erklären. Der Chemieunterricht führt zur Einsicht in die wesentliche Bedeutung chemischer Produkte und chemischer Verfahren für die menschliche Existenz und unseren Lebensstandard. Der Chemieunterricht zeigt auf, in welcher Weise menschliche Tätigkeit in stoffliche Kreisläufe und Gleichgewichte der Natur eingebunden ist und sie beeinflusst. Er macht deutlich, wie sich Produktion und Verbrauch von Gütern auf die Umwelt auswirkt und zeigt die Notwendigkeit mit den Ressourcen verantwortungsvoll umzugehen. Gesamthaft vermittelt der Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern den Lernenden die Grundlagen der Wissenschaftskultur und lässt das Verständnis für die Wichtigkeit und für die Bedeutung der Naturwissenschaften in ihren Beziehungen zu Gesellschaft, Technik, Umwelt, Wirtschaft und Politik reifen. Die Lernenden erwerben die notwendigen konzeptionellen Werkzeuge, um sich mit Ihresgleichen über Themen mit Wissenschaftsbezug auszutauschen und werden dadurch in gesellschaftlich bedeutsame Debatten eingeführt. Generell stehen die Naturwissenschaften im Zentrum technologischer Entwicklungen und ihrer Realisierung (Produktion, Nutzung, Entsorgung). Sie bieten eine vorzügliche Gelegenheit, auf interdisziplinäre Weise an Fragen der nachhaltigen Entwicklung heranzutreten. 2. Überfachliche Kompetenzen Die Lernenden werden in den folgenden überfachlichen Kompetenzen besonders gefördert: Reflexive Fähigkeiten: Phänomene untersuchen, verknüpfen und ganzheitlich betrachten; sich eine Meinung zu einem aktuellen bilden; ethische Fragen zum Verhältnis von Experimentalwissenschaften, Mensch und Umwelt diskutieren; kritische Auseinandersetzung mit den in den Medien verbreiteten Informationen Version: Seite 1/7 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

2 Sozialkompetenz: Aufgaben im Team erarbeiten Sprachkompetenz: Naturwissenschaftliche Fachbegriffe klar verstehen und präzise verwenden; einfache wissenschaftliche Texte verstehen und zusammenfassen; sich in verschiedenen Fachsprachen ausdrücken und diskutieren Interessen: Interesse und Neugier gegenüber wissenschaftlichen Fragen entwickeln; für Fragen zur Umwelt, Technologie, nachhaltigen Entwicklung und Gesundheit zugänglich sein Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT-Kompetenzen): Informationen zu wissenschaftlichen und insbesondere naturwissenschaftlichen Themen gezielt recherchieren 3. Empfohlene Lehrmittel Elemente Chemie, Klett, Chemie für die Berufsmaturität, Compendio, Fachgruppeninternes Skript 4. Lerngebiete, Teilgebiete und fachliche Kompetenzen Im Bereich Naturwissenschaften werden folgende fachlichen Grundkompetenzen entwickelt: das internationale Einheitssystem (SI) in physikalischen Berechnungen anwenden und die erforderlichen Umwandlungen von Einheiten durchführen. die Grössenordnung von Ergebnissen voraussehen und deren Relevanz abschätzen natürliche Phänomene mit Hilfe wissenschaftlicher Konzepte beschreiben. die in grafischen Darstellungen enthaltenen Informationen qualitativ interpretieren, insbesondere die Begriffe «Steigung» und «Integral». wissenschaftliche Modelle innerhalb ihres Anwendungsbereichs anwenden. eine naturwissenschaftliche Beobachtung selbstständig beschreiben Experimente selbstständig durchführen, auswerten und in einem Bericht darstellen technische Geräte mit Bezug zu den Unterrichtsfächern benutzen Im Bereich Chemie werden insbesondere folgende Fertigkeiten entwickelt: chemische Aspekte bei naturwissenschaftlichen Fragestellungen erkennen chemische Vorgänge beobachten, beschreiben und berechnen Arbeitshypothesen formulieren und überprüfen arbeit aufgrund einer Vorschrift selbständig ausführen und Sicherheitsvorschriften anwenden Beobachtung und Interpretation unterscheiden Methoden und Resultate kritisch auswerten Verfassen von Versuchsprotokollen (sprachlich und graphisch) Korrektes und verantwortungsvolles Anwenden von material Erfahrungen aus Beruf und Alltag und experimentelle Ergebnisse mit theoretischem Wissen verknüpfen Version: Seite 2/7 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

3 BM2 Vollzeit 1. Semester 60 Arbeitssicherheit 1 Arbeitssicherheit Sicherheitsregeln Gefahrenkategorien (Sicherheitspiktogramme GHS, massgebliche physikalische Eigenschaften) Entziffern eines Sicherheitsdatenblattes Prävention und Intervention bei einem Chemieunfall erklären Aufbau von Stoffen 1 35 Gemische und Trennungsverfahren (+ 4) Stoffeigenschaften (Aggregatzustand, Dichte, Farbe, Ge- ) Allgemeines Teilchenmodell und Interpretierung der Stoffeigenschaften (Aggregatzustände, Wärmebewegung, Teilchenanziehung, Diffusion, Schmelztemperatur, Siedetemperatur, Verdunsten) Reinstoffe und Gemische (Emulsion, Suspension, Gemenge, Lösung, Rauch, Schaum, Nebel, Legierung, homogen, heterogen, Element, Verbindung) Trennverfahren (Destillation, Extraktion, Filtration, Chromatografie) Stoffeigenschaften Trennmethoden Atome und Elemente Typen, Anordnung und Eigenschaften von Elementarteilchen (Grösse, Masse) Aufbau von Atomen (Anzahl Elementarteilchen, elektrische Ladung, Atommasse) Isotope, mittlere Atommasse Stoffmenge, molare Masse, Avogadrokonstante Konzentrationsberechnungen (Mol- und Massenkonzentrationen) die Bildung von Ionen aus Atomen, Ionenschreibweise, Ionisierungsenergie Atommodelle (das Kern-Hülle-Modell als Ergebnis von Rutherfords Streuversuch, Bohr'sches Atommodell, Kugelwolkenmodell als Arbeitsmodell) Aufbau und Informationen des Periodensystems der Elemente (Hauptgruppennummer, Anzahl Valenzelektronen, Metalle/Nichtmetalle, Elektronegativität, Metallcharakter) Eigenschaften der Hauptgruppenelemente Radioaktivität (Strahlungsarten, Zerfallsreihe, Halbwertszeit) Prinzip der Kernspaltung und -fusion Version: Seite 3/7 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

4 Chemische Bindungen Merkmale der Elektronenpaar-, Ionen- und Metallbindung Herstellung, Eigenschaften und Nomenklatur von Mole-, Salzen und Metallen Verhältnisformeln für Salze Summen- und Lewis-Formel für einfache anorganische und organischen Moleküle polare und unpolare Bindungen (Dipol-Dipol-Kräfte, Wasserst, Van der Waals-Kräfte) i- genschaften der Molekülverbindungen (Unterschiede von Siedetemperaturen, Löslichkeit) Eigenschaften der Salze (Schmelz- und Siedetemperaturen, Sprödigkeit, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit) Eigenschaften der Metalle (Schmelz- und Siedetemperaturen, elektrische Leitfähigkeit, Duktilität, Härte, Legierungen) Sonderstellung des Kohlenstoffes; Diamant und Graphit Identifikation verschiedener Stoffe Löslichkeiten Organische Chemie 8 8 Teil 1 Grundlagen Anorganische von organischen Molekülen unterscheiden Bestimmung der räumlichen Struktur einfacher organischer Stoffe mithilfe des EPA-Modells Zeichnen von isomeren Strukturformeln anhand der Summenformel von organischen Molekülen Kohlenwasserstoffe Herkunft und Einsatz der Kohlenwasserstoffe gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe IUPAC-Nomenklatur der Kohlenwasserstoffe Version: Seite 4/7 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

5 Chemische Reaktionen Teil () Grundlagen überfachlicher Kompetenzen üfk chemische Reaktion als Umwandlung von Ausgangsstoff(en) in Produkt(e) Gesetz der Massenerhaltung Darstellung einfacher chemischer Reaktionen mit Hilfe einer Reaktionsgleichung Verbrennungsgleichungen von Kohlenwasserstoffen und Alkoholen Berechnungen: Massen und Volumen von Edukten und Produkten Energieumsetzungen bei chemischen Reaktionen (endotherm, exotherm, Aktivierungsenergie) Enthalpie und Entropie Geschwindigkeit chemischer Reaktionen und deren Beeinflussung Funktionsweise eines Katalysators Chemisches Gleichgewicht (Beispiele, Einflussgrössen nach Le Chatelier, Massenwirkungsgesetz) Nachweis scher (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 5/7 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

6 BM2 Vollzeit 2. Semester 60 Chemische Reaktionen Teil 2 Säure-Base- Reaktionen 2 20 (+ 4) Base-Reaktionen aus dem Alltag ; Ampholyte -Base-Reaktionen in Wasser mit einer Reaktionsgleichung das allgemeine Prinzip der Neutralisationsreaktion wichtige Salze Unterscheidung starker und schwacher Säuren - und Anwendung der Säure-Base-Reihe ph-wert (Skala, Definition und Berechnung bei starken Säuren und Basen) Messung des ph-wertes mit Hilfe von Indikatoren Typische Säure-Base-Reaktionen aus folgenden Bereichen: - Saurer Regen - Entkalker Eigenschaften von Säuren und Basen ph-indikatoren Analyse des ph-werts alltäglicher Lösungen Titration Redoxreaktionen Redox-Reaktionen aus dem Alltag Definition von Oxidation und Reduktion Oxidationszahlen Bestimmung von Oxidations- und Reduktionsmittel Formulieren von Redoxgleichungen mit Teilgleichungen für Oxidation und Reduktion Anwendung der elektrochemischen Spannungsreihe Typische Redoxreaktionen aus folgenden Bereichen: - Verbrennung - Metallgewinnung - Elektrolyse - Galvanisieren - Galvanisches Element (inkl. Spannungsberechnung) - Korrosion und Korrosionsschutz - Wirkungsweisen von Batterien und Akkumulatoren - Brennstoffzelle Version: Seite 6/7 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

7 Redoxreaktionen 2 Verbrennungen Galvanisches Element Galvanisieren Organische Chemie Teil Chemische Verbin Beschreibung, Darstellung und IUPAC-Nomenklatur wichtiger Stoffklassen (Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Carbonsäure-Ester, Ether, Amine, Amide) Substitutions- und Additionsreaktionen Oxidation von Alkoholen zu Aldehyden, Ketonen und Carbonsäuren Chemische Reaktionen der Kunststoffsynthesen Nachweisreaktionen Wichtige Stoffgruppen Beschreibung und Darstellung von Fetten, Kohlenhydraten und Proteinen Seifen Nachweisreaktionen Enzymatische Spaltungen Umweltchemie 9 14 Umweltchemie Vorgänge in der Atmosphäre und ihre Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit - Ozon - Treibhausgase (nur chemische Zusammenhänge; Auswirkungen werden im Fach Biologie behandelt) - Luftschadstoffe - Smog - saurer Regen - Versauerung der Meer Abfall und Recycling Version: Seite 7/7 BERUFSMATURITÄTSSCHULE