Enseignement secondaire technique Régime technique Division technique générale Section technique générale CHIMI : Chimie rogramme 12GE Langue véhiculaire : allemand Nombre minimal de devoirs par trimestre : 2 Remarque préliminaire L enseignement de la chimie en 12 e GE comprend à la fois une partie pratique et une partie théorique. Les deux étant étroitement liées, il est conseillé de ne confier cet enseignement qu à un seul titulaire. Bemerkung: Im Laufe des Jahres sollen Formeln, Gleichungen, Ionengleichungen sowie stöchiometrische Berechnungen ständig wiederholt werden, deshalb soll, bei allen Verbindungen die bekannt sind oder aus bekannten Bestandteilen zusammengesetzt sind, bewusst auf die Angabe von Formeln verzichtet werden. Aus dem gleichen Grund sollen benötigte Gleichungen, immer wenn es möglich ist, als Wortgleichungen angegeben werden. Eine Liste mit den Mindestkenntnissen wird zur Verfügung gestellt. I. COURS THEORIQUE A. REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT Ziel: Dem Schüler soll bewusst werden, dass die Geschwindigkeit den Ablauf chemischer Reaktionen entscheidend beeinflusst, und eine Bedeutung bei der Steuerung chemischer rozesse hat 3.1.Die Geschwindigkeit von Reaktionen 68,69 - Anhand von Versuchen aufstellen, definieren und graphisch bearbeiten S.69 bis Abschnitt 2 3.2.raktikum: Geschwindigkeit von 70,71 1 bis 2 Versuche auswählen Reaktionen 3.3.Konzentration und Reaktionsgeschwindigkeit 72,73,74 - Den Einfluss dieser Faktoren mittels geeigneter Versuche, Modelle, Graphiken veranschaulichen S.72-74 Aus experimentellen Daten das Geschwindigkeitsgesetz aufstellen Fichier: CHIMI_12GE_ROG age 1 de 6
3.4.Reaktionsgeschwindigkeit und 75 Zerteilungsgrad 3.5.Reaktionsgeschwindigkeit und 76,77 Temperatur 3.6.Katalyse 78,79,80,81 B. CHEMISCHES GLEICHGEWICHT Ziel: Der Schüler soll erkennen, dass viele chemische Reaktionen umkehrbar sind und dass einander entgegengerichtete Vorgänge zu einem stabilen Gleichgewichtszustand führen. Auf die Wichtigkeit der chemischen Gleichgewichte in Natur und Technik soll hingewiesen werden. 4.1. Umkehrbare Reaktionen 86 - anhand von Versuchen erläutern - Darstellung anhand von Modellen, Vergleichen und Graphiken - anhand von Versuchen und Modelldarstellungen die Einflüsse verdeutlichen 4.2. raktikum: Einstellung des 87 chemischen Gleichgewichts 4.3.Das Massenwirkungsgesetz 88,89 - Einführung über die einfache 4 UE Gleichung: - A + B C + D - zur allgemeinen Gleichung : aa + bb cc + dd - Rechenaufgaben 4.4. Beeinflussung des chemischen 90, 91, 6 UE Gleichgewichts 92, 93 94 - Flieβgleichgewicht weglassen 4.5. raktikum: Löslichkeit und 95 Löslichkeitsgleichgewicht 4.6. Lösungsgleichgewichte von 96,97 - (s) ; (aq) in die Gleichung 3 UE Salzen einsetzen 4.7. Die Ammoniaksynthese 98,99 - Bedeutung des Ammoniaks hervorstreichen - Schemen des Stickstoffkreislaufes und der technischen Ammoniakherstellung behandeln Fichier: CHIMI_12GE_ROG age 2 de 6
C. ENERGIE UND CHEMISCHE REAKTION Der Schüler soll erkennen, dass die chemischen Abläufe von energetischen Einflüssen abhängig sind (Vorhersage des Reaktionsablaufs) 5.1. Chemische Reaktion und Wärme 106, 107 - Rechenbeispiele an bekannten Reaktionen (raktikum ) 5.2. Innere Energie und Enthalpie 108, 109 5.3. Enthalpie und Aggregatzustände 110 5.4. Verbrennungsenthalpien 111 5.5. Bildungsenthalpien und Reaktionsenthalpien 112, 113, 114, 115, 116, 117 - Aus Beispielen den Satz von Hess ableiten. Fichier: CHIMI_12GE_ROG age 3 de 6 6 UE 5.6. raktikum: Reaktionsenthalpien 118, 119 1 bis 2 Versuche auswählen 5.7. Die Richtung spontaner Vorgänge 120, 121 5.8. Entropie 123 - Änderung der Entropie bei spontanen Vorgängen 124-125 - Änderung der Entropie durch Wärmezufuhr (1. Abschnitt weglassen) - Entropie über den Begriff der Unordnung einführen. ΔS für eine Reaktionsgleichung bestimmen können - nur Aufgabe A1 5.9. Exkurs: Freie Enthalpie 126, 127 - Durch Berechnung von Enthalpie- und Entropieveränderungen den Reaktionsablauf vorhersagen - ΔG = ΔH T. ΔS einführen - + Berechnungen D. ATOMBAU UND CHEMISCHE BINDUNG Das dem Schüler geläufige Kern-Hülle- Modell soll anhand weiterer Erkenntnisse über Energievorgänge im Atom (Licht, Elektronen) verfeinert werden; ein neues Modell ( das Orbitalmodell ) wird auf dieser experimentellen Basis entwickelt. Ausgehend vom Orbitalmodell sollen die Bindungsverhältnisse in Molekülen und Kristallgittern erklärt werden. A. Kurze Einführung - durch Animationen und Begleittext - Experimentelle Ausarbeitung mit Hilfe von Flammenlichtemissionen
B. Orbitalmodell (Kurzfassung) Orbitaldarstellung, Quantenzahlen, Elektronenkonfiguration und Kästchenschreibweise C. eriodensystem auf Basis der Elektronenkonfiguration : Hauptgruppenelemente Übergangselemente D. Überlappung, - Orbital, Elektronenpaarbindung E. Mehratomige Moleküle Hybridisierung : sp 3, sp 2, sp Einfach- und Mehrfachbindungen verschiedener Elemente (einfache Flammenspektrometer) - zusätzlicher Text im Anhang zum Buch 62 - Aufbau der Elektronenhülle 65,66 - anhand der AO-Modelle veranschaulichen (ohne Wellenfunktion) - An folgenden Beispielen erklären : CH 4, NH 3, H 2 O, C 2 H 4, C 2 H 2 - zeichnerisch vereinfacht darstellen ; - Bindungstypen erkennen F. Atomgitter und Metallgitter 50,51,54,5 5 Der weitere Verlauf dieses Kapitels, d.h. polare Atombindung, Kräfte zwischen Molekülen, Ionenbindung und - Verbindungen wurden in der 10. bzw. 11. Klasse behandelt E. Einführung in die organische Chemie Der Schüler soll einen ersten Überblick über die organische Chemie erhalten. 4 UE 3 UE Die Alkane - wichtige Vertreter und 1,5 UE das System der homologen Reihe - Eigenschaften - Struktur Die Alkene - wichtige Vertreter und 1,5 UE das System der homologen Reihe - Eigenschaften - Struktur Alkohole, Ketone, Aldehyde - sehr knapper Überblick F. Zur Auswahl 12.3. Chemische Reaktionen in der Atmosphäre 246-249 Fichier: CHIMI_12GE_ROG age 4 de 6
12.4. Luftschadstoffe 250, 251 12.5. Verminderung von Emissionen 252-255 Schäden durch Immissionen 256, 257 Trinkwasser 258, 259 Abwasserreinigung 260, 261 II. COURS RATIQUE Gewichtung Hauptkurs / raktikum: 75% / 25% Es gibt verschiedene Arten die Benotung der raktika vorzunehmen. Hier eine Auswahl, wobei es jedoch zu beachten gilt, dass jedem Lehrer freigestellt ist diese oder jene Methode, oder eine Kombination verschiedener Methoden, zu benutzen. - während des raktikums beobachtet und benotet der Lehrer verschiedene Verhalten und Vorgehensweisen der Schüler ( Ordnung, Aufbau, Teamwork, Organisationsvermögen, Informationsbeschaffung, exaktes Arbeiten... ) und verrechnet diese praktische Note z.b. mit jener des Arbeitsberichtes. - Integration der raktika in die rüfung ( Experimentbeschreibung, graphische und rechnerische Auswertungen von Messergebnissen, Diskussion von Resultaten, Verständnisfragen zum Experiment...) - Durchführung einer praktischen rüfung: im Trimester abgehaltene raktika werden in gleicher oder leicht veränderter Form durchgeführt. (Benotung: - praktisches Arbeiten - Fertigkeiten der Schüler - Versuchsbeobachtungen - Versuchsergebnisse - Auswertung - Schlussfolgerungen,...) - usw. Klassenaufteilung Aus Sicherheitsgründen (zu große Schülerzahl, Raumgröße, Materialmangel,...) und um die handlungsorientierte Arbeitsweise zu gewährleisten, ist es wichtig die Schülerzahl auf maximal 12 zu beschränken. Hierzu wird empfohlen das raktikum alle 14 Tage während 2 Stunden abwechselnd mit der hysik stattfinden zu lassen, wobei dann die Klasse in zwei Gruppen aufgeteilt wird. Dauer: 15 Doppelstunden (DS) ZIEL EXERIMENTELLE SCHÜLERÜBUNGEN ZEIT Energetik Bestimmung einer Verbrennungswärme 1 DS Reaktionskinetik Zeitlicher Verlauf, mittlere und momentane Geschwindigkeit 3 DS Einfluß verschiedener Faktoren (T, c, Oberfläche, artner, Katalysator...) Geschwindigkeitsgesetz Chemisches Gleichgewicht z.b. Bildung und Hydrolyse eines Esters : - 3 DS Gleichgewichtseinstellung zeitlich verfolgen eventuell T und c-einfluß Qualitative anorganische Anionen, Kationen 3 DS Analyse Kationentrennungsgang Lichtemission und - absorption Beobachten der Linienspektren von Ionen in der Flamme mit Hilfe des Spektroskops 1 DS Fichier: CHIMI_12GE_ROG age 5 de 6
Computerunterstützte Schülerübungen Kolorimetrische Bestimmungen von gelösten Ionen mit Hilfe des Kolorimeters, Spektrophotometers Einsatzmöglichkeiten des Interface's All Chem Misst (UAK Analytik) bei den oben erwähnten Schülerübungen : siehe Begleitbuch zum rogramm Unimess : Versuche zur Thermometrie G01,G02, G05,G09, G15 Qualitative anorganische Analyse :B02, B03, B04, B05, B06 hotometrie : I01, I02, I03, 4 DS Fichier: CHIMI_12GE_ROG age 6 de 6