Thema: Stoffe besitzen viele verschiedene Eigenschaften Jahrgang 6 Schuljahr Lerngruppe Lehrer/-in Schuljahr Lerngruppe Lehrer/-in 2008/09 Bezug zu den Themenfeldern - Wasser als Lösungsmittel - Wasser und seine Aggregatzustände - Wasser als Lebensgrundlage auf der Erde Ziel der Einheit Stoffeigenschaften, Trennung von Stoffen Grober Verlauf 1. Sicherheitsregeln/Gefahrstoffe 2. Chemische Geräte 3. Der Umgang mit dem Gasbrenner/Gasbearbeitung 4. Stoffeigenschaften Versuchsprotokolle erstellen, Übungsbeispiele Stoffe - Materialien und Körper Mit Sinnesorganen unterscheidbare Eigenschaften (Farbe, Glanz,..) Aggregatzustände am Beispiel von Wasser, Alkohol, Wachs.. Löslichkeit in Wasser/Benzin Steckbriefe Brennbarkeit von Stoffen (Wasser Benzin) Saure und alkalische Lösungen (Wasser, Seife, Zitrone ) 5. Mischen und Trennen Reinstoffe und Gemische (homogene/heterogene) Trennverfahren (Gemische trennen, Filtrieren, Destillieren, Chromotographie); auch in der Technik Kompetenzbereich Fachwissen BK Stoff-Teilchen Stoffe besitzen typische Eigenschaften (ST 1) unterscheiden Stoffe und Körper (ST 1.1) unterscheiden Stoffe anhand ihrer mit den Sinnen erfahrbaren Eigenschaften (ST 1.2) unterscheiden Stoffe anhand ausgewählter messbarer Eigenschaften (ST 1.3) Stoffeigenschaften bestimmen ihre Verwendung (ST 2) schließen aus den Eigenschaften ausgewählter Stoffe auf ihre Eigenschaften (ST 2.1) Stoffeigenschaften lassen sich nutzen (ST 3) erklären Trennverfahren mit Hilfe ihrer Kenntnisse über Stoffeigenschaften (ST 3.1) BK Struktur-Eigenschaft --- BK Chemische Reaktion --- BK Energie Stoffe kommen in verschiedenen Aggregatzuständen vor (EN 1) beschreiben, dass der Aggregatzustand eines Stoffes von der Temperatur abhängt (EN 1.1) Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung Chemische Fragestellungen erkennen, entwickeln und experimentell untersuchen (BK: ST) (ST EG 1) experimentieren sachgerecht nach Anleitung (ST EG 1.1) beachten Sicherheitsaspekte (ST EG 1.2) beobachten und beschreiben sorgfältig (ST EG 1.3)... erkennen und entwickeln einfache Fragestellungen, die mit Hilfe der Chemie bearbeitet werden können (ST EG 1.4) planen einfache Experimente zur Hypothesenüberprüfung ( ST EG 1.5) entwickeln Strategien zur Trennung von Stoffgemischen (ST EG 1.6) Chemische Fragestellungen erkennen (BK E) (EG EN 1) führen geeignete Experimente zu den Aggregatzustandsänderungen durch (EN EG 1.10) Kompetenzbereich Kommunikation Chemische Sachverhalte fachgerecht formulieren (BK ST) (ST KO 1) protokollieren einfache Experimente (ST KO 1.1) stellen Ergebnisse vor (ST KO 1.2) Chemische Sachverhalte korrekt formulieren BK E) (EN KO 1) protokollieren einfache Versuche (EN KO 1.1) stellen Ergebnisse vor (EN KO 1.2)
Kompetenzbereich Bewertung Chemische Sachverhalte in der Lebenswelt erkennen (BK ST) (ST BW 1) beschreiben, dass Chemie sie in ihrer Lebenswelt umgibt (ST BW 1.1) Stoffeigenschaften bewerten (BK ST) (ST BW 2) unterscheiden förderliche von hinderlichen Eigenschaften für die bestimmte Verwendung eines Stoffes (ST BW 2.1) Chemische Sachverhalte in der Lebenswelt erkennen (BK E) (EN BW 4) erkennen Aggregatzustandsänderungen in ihrer Umgebung (EN BW 4.2) Fachübergreifende Bezüge Physik (Aggregatzustände), Biologie (Bedeutung des Wassers für alle Lebewesen, Ökologie, Wassergehalt von Lebensmitteln) Anregungen für Lehr- bzw. Lernmethoden - Experimente in Gruppen, Steckbriefe, Mindmap, Lernplakate erstellen - Computereinsatz zur Recherche von Stoffeigenschaften und zum Erstellen von Versuchsprotokollen Materialien und Fundstellen Schulbücher und Arbeitsblätter aus Schroedel Verlag/ Internet Ungefährer Stundenbedarf ca. 20 Stunden Möglichkeiten zur Leistungsbewertung Klassenarbeit, Tests, Schülerexperimente, exakte Versuchsprotokolle, Steckbriefe, Lernplakate in Gruppenarbeit, Kurzreferate
Thema: Einführung Chemische Reaktion am Beispiel Schwefel Jahrgang 7/8 Bezug zu den Themenfeldern Stoffe und Stoffeigenschaften, Änderung der Stoffeigenschaften, Stoffgemische Ziel der Einheit Chemische Reaktion als Wortgleichung Energiediagramme Grober Verlauf Übergang: Stoffgemische Trennen eines Eisen/Schwefel-Gemisches Erhitzen eines Eisen/Schwefel-Gemisches (Untersuchung von Eisen, Schwefel und Eisensulfid) Begriffe Stoffneubildung, Stoffvernichtung, Chemische Reaktion, Aufstellen einer Reaktionsgleichung (Wortgleichung), Sulfide Zink/Schwefel und Kupfer/Schwefel-Gemische im Vergleich zu Eisen/Schwefel Chemische Reaktion und Energie, exotherm, Energiediagramme von exothermen Reaktionen, Aktivierungsenergie, Reaktionsenergie, Vergleich der Diagramme Zerlegen von Silbersulfid Umkehrreaktion, endotherme Reaktion, Verbindung/Element (Problem: Bei Durchführung der Reaktion wird S zu SO 2 oxidiert, für Schüler nicht sichtbar Anknüpfung Oxidation) Energiediagramm endothermer Reaktionen Zusammenfassung: Kennzeichen chemischer Reaktionen 1. Stoffumsatz, 2. Energieumsatz, 3. Umkehrbarkeit Stammbaum der Stoffe Abgrenzung Gemisch Verbindung Chemische Reaktion im Teilchenmodell Chemische Reaktionen im Alltag weiter: Oxidationen als Beispiele chemischer Reaktionen Anknüpfen z. B. an die Frage: Wo ist der Schwefel geblieben bei der Zerlegung von Silbersulfid Kompetenzbereich Fachwissen BK Stoff-Teilchen... erkennen, dass die Teilchen bei einer chemischen Reaktion erhalten bleiben und neue Teilchenverbände gebildet werden... wenden das Teilchenmodell an und skizzieren eine chemische Reaktion als Umgruppierung von Teilchen (Bildung neuer Teilchenverbände)... unterscheiden zwischen Element (Teilchen einer Sorte) und Verbindung (verschiedene Teilchensorten) BK Struktur-Eigenschaft... wenden das Teilchenmodell an und erkennen die veränderte Teilchenanordnung als Ursache für neue Eigenschaften... beschreiben das Vorhandensein identischer und für einen Stoff charakteristischer Teilchen/Baugruppen als wesentliches Merkmal für die Eigenschaften des Stoffes BK Chemische... beschreiben, dass bei einer chemischen Reaktion Edukte nicht mehr vorliegen und Reaktion neue Stoffe (Produkte) entstehen... beschreiben, dass chemische Reaktionen immer mit Energieumsatz verbunden sind... beschreiben, dass chemischen Reaktionen grundsätzlich umkehrbar sind... unterscheiden zwischen Gemisch und Verbindung BK Energie... erkennen eine chemische Reaktion am Kennzeichen Energieumsatz... unterscheiden exotherme und endotherme Reaktionen... Begriff Aktivierungsenergie... zeichnen Energiediagramme für exotherme und endotherme Reaktionen Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung... planen selbstständig Experimente und wenden Nachweisexperimente an (ST EG 2)... formulieren Vorstellungen zu Edukten und Produkten (CR EG 2)... erkennen die Bedeutung der Protokollführung für den Erkenntnisprozess (CR EG 2)... entwickeln und vergleichen Verbesserungsvorschläge von Versuchsdurchführungen (CR EG 2)... entwickeln auf der Basis von Experimenten Modelle (CR EG 2)... deuten chemische Reaktionen auf Atomebene (CR EG 2)... erkennen die Bedeutung der chemischen Reaktion und zeigen Beispiele für chemische Reaktionen aus der Lebenswelt (CR EG 2)... erstellen Energiediagramme (EN EG 2)... deuten Prozesse der Energieübertragung mit dem einfachen Teilchenmodell (EN EG 2)... führen experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung einer Energieübertragung zwischen System und Umgebung durch (EN EG 2)
Kompetenzbereich Kommunikation... erklären chemische Sachverhalte unter Anwendung der Fachsprache (z. B. Edukt, Produkt, Reaktionsenergie, Aktivierungsenergie, Element, Verbindung...) (ST KO 2.1... protokollieren selbstständig den Verlauf und Ergebnisse in angemessener Form (ST KO 2.1... stellen die gewonnenen Daten in Energiediagrammen dar (ST KO 2.1)... beschreiben, veranschaulichen oder erklären die chemische Reaktion mit dem Teilchenmodell unter Anwendung der Fachsprache (ST KO 2.2)... unterscheiden Fachsprache von Alltagssprache beim Beschreiben chemischer Reaktionen (CR KO 2.1)... argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig über Versuche (CR KO 2.1)... diskutieren Einwände selbstkritisch (CR KO 2.1)... beachten in der Kommunikation die Trennung von Stoff- und Teilchenebene (CR KO 2.2)... diskutieren die erarbeiteten Modelle (CR KO 2.2)... kommunizieren fachsprachlich unter Anwendung energetischer Begriffe (EN KO 2) Kompetenzbereich Bewertung... zeigen die Bedeutung der Teilchenvorstellung für die Entwicklung der Naturwissenschaften auf (ST BW)... erkennen, dass chemische Reaktionen in der Alltagswelt stattfinden... erkennen die Bedeutung chemischer Reaktionen für Natur und Technik Fachübergreifende Bezüge Physik (Aggregatzustände, innere Energie, Wärmeenergie, Lichtenergie, weitere Energieformen) Anregungen für Lehr- bzw. Lernmethoden Experimente in Gruppen, selbstständige Informationsbeschaffung z. B. Internet zu Stoffeigenschaften (Steckbrief von Eisen, Schwefel, Eisensulfid, Kupfer, Kupfersulfid, Silbersulfid...) Mindmap zu chemischer Reaktion erstellen Computereinsatz zur Recherche und zum Erstellen von Protokollen Materialien und Fundstellen Schulbücher, Arbeitsblätter, Internet, Ungefährer Stundenbedarf 10 Stunden Möglichkeiten zur Leistungsbewertung Klassenarbeit, Test, Versuchsprotokoll, Kurzreferat
Oxidation von Metallen und Nichtmetallen Jahrgang 7 Bezug zu den Themenfeldern Chemie des Feuers, Umweltbelastung und Umweltschutz Ziel der Einheit Oxidation als Reaktion von Metallen und Nichtmetallen mit Sauerstoff Grober Verlauf Oxidation von Metallen qualitativ und quantitativ durchführen SV: Erhitzen von Metallen in der Brennerflamme S entwickeln Fragen und Experimente zur Ermittlung der Ursachen für die Veränderungen Untersuchung der Zusammensetzung der Luft (als Verursacher der Veränderung bei der Verbrennung der Metalle) LV: quantitative Analyse der Luft Recherche zur genauen Zusammensetzung der Luft Bedeutung der einzelnen Luftbestandteile CO 2 - und O 2 -Kreislauf Luftverflüssigung, Aufbewahrung von Gasen, Linde-Verfahren zur O 2 -Gewinnung SV: Nachweisreaktionen von Sauerstoff und Kohlendioxid Oxidation der Metalle in reinem Sauerstoff LV: Cu, Mg, Fe in reinem Sauerstoff verbrennen Formulierung der Wortgleichungen Oxidation von Nichtmetallen LV: Verbrennung von S, C, P in Luft und reinem Sauerstoff Formulierung der Wortgleichungen Bedeutung der Nichtmetalloxide, Umweltaspekte Schüler recherchieren zu den Begriffen Emisson, Immission, Smog Energieumsatz bei der Oxidation Wärmeentwicklung feststellen, exotherme Reaktion, Unterschied der Begriffe Wärme u. Temp. (Bewegungsgrad der Teilchen) Kompetenzbereich Fachwissen BK Stoff-Teilchen ST 4.2; ST 6.1.; ST 6.2 BK Struktur-Eigenschaft SE 1.1; BK Chemische CR 1.1; CR 1.2; CR 4 Reaktion BK Energie EN 2.1; EN 2.2; EN 2.3 Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ST EG 1.7; ST EG 2.3; SE EG 2.11; CR EG 1.7, CR EG 1.2/1.5, CR EG 1.8; CR EG 1.9; EN EG 2.17 Kompetenzbereich Kommunikation ST KO 2.1; ST KO 2.2; ST KO 2.3; ST KO 3.1; CR KO 1.3; CR KO 1.4, 3.10; CR KO 1.5, 3.9; CR KO 1.6, CR KO 3.14; EN KO 3.16 Kompetenzbereich Bewertung ST BW 3.3; SE BW 3.11; CR BW 3.3; CR BW 3.6, CR BW 3.11; EN BW 3.3; EN BW 3.14 Fachübergreifende Bezüge Biologie: Photosynthese-Dissimilation, Kohlenstoff-Kreislauf, Wirkung von Schadstoffen auf Tiere (Menschen),Pflanzen, Gebäude Geographie/ Biologie: Treibhauseffekt
Anregungen für Lehr- bzw. Lernmethoden - Arbeitsteilige Schülerversuche - Stationenlernen (Versuche zur Ursache des Oxidationsvorgangs) - Recherche (Internet, Presse, Schulbuch) zur Umweltrelevanz von Nichtmetalloxiden - Präsentation von Kurzreferaten Materialien und Fundstellen - Für das Stationenlernen: verschiedene Metalle als Bleche und in Drahtform, Stahlwolle, Trafo - Für die Nachweisreaktionen: CO 2 - und O 2 -Flasche, Glimmspäne, Mineralwasser in Flaschen - Chemiebibliothek für die Recherche, Schulbuch Ungefährer Stundenbedarf 10 12 Stunden Möglichkeiten zur Leistungsbewertung - Versuchsprotokolle - Kurzreferate (evtl. in Gruppen) Folgende Unterrichtseinheiten: Brand- und Brandbekämpfung Oxide in Wasser Säuren, Laugen
Reduktion und Redoxreaktionen Jahrgang 7/8 Bezug zu den Themenfeldern Chemie des Feuers, Rohstoffe und Energieträger, Werkstoffe, Umweltschutz, Ernährung und Gesundheit Ziel der Einheit Reduktion als Umkehrung der Oxidation, Verknüpfung von Oxidation und Reduktion Grober Verlauf Reduktion von Metalloxiden LV: Reduktion von Quecksilberoxid mit Nachweis des freiwerdenden Sauerstoffs (Achtung: Quecksilber, evtl. Ausweichen auf theoret. Darstellung). S entwickeln die Umkehrung der Oxidationsgleichung und übertragen die Reaktion auf andere Reduktionen. Energieumsatz bei der Reduktion Feststellung der notwendigen Wärmezufuhr bei der Reduktion, endotherme Reaktion, Entwicklung des Energiediagramms Toxische Eigenschaften des Quecksilbers und anderer Metalle Recherchen zu giftigen Metallen (z.b. Hg, Pb, Cr) und ihren Verbindungen, Vorkommen, Vorsichtsmaßnahmen im Umgang mit den entsprechenden Stoffen. Redoxreaktionen SV: Umsetzung von CuO und C, Fe und CuO, Zn und CuO LV. Thermitversuch, Reduktion von Metalloxiden mit Wasserstoff, Reduktion von Wasser mit Metallen (Fe, Mg, Zn) Wortgleichungen entwickeln, Reduktion und Oxidation, Begriffe: Oxidations- und Reduktionsmittel Eigenschaften des Wasserstoffs SV: Versuche zu Eigenschaften und Nachweis des Wasserstoffs Redoxreihe der Metalle (Einfügung ausgewählter Nichtmetalle, z.b. C, H 2 ) SV: Durchführung der Redoxreaktionen Zn + CuO bzw.versuch: ZnO + CuO (Rückreaktion) Unterscheidung der Metalle in edel, halbedel und unedel, Einordnung der wichtigsten Nichtmetalle, Konsequenzen für die Durchführung von Redoxreaktionen Aufgabe von Katalysatoren LV: Entzündung von Wasserstoff an Platindraht SV: Braunstein als Katalysator bei der Zersetzung von H 2 O 2, Verbrennung von Zucker mit Zigarettenasche Recherche zu Abgaskatalysator, Enzymen Bedeutung von Redoxvorgängen in Industrie und Technik, Hochofenprozess Recherche zu den Begriffen Eisenerz, Roheisen, Eisenverhüttung, Hochofen und Stahl Kennenlernen des Hochofenprozesses Verwendung von Eisen und Stahl im Alltag Kompetenzbereich Fachwissen BK Stoff-Teilchen ST 4.2 BK Struktur-Eigenschaft BK Chemische CR 1.1, CR 1.2, CR 1.3 Reaktion BK Energie EN 2.2, EN 2.3, EN 2.4 Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung BK Stoff-Teilchen: ST EG 1.7, ST EG 6.1. ST EG 6.2 BK Chem. Reaktion: CR EG 1.7, CR EG 1.2.1.5, CR EG 6.3, CR EG 1.8. CR EG 1.9, CR EG 9.1 BK Energie: EN EG 2.17 Kompetenzbereich Kommunikation BK Stoff-Teilchen: ST KO 2.1, ST KO 2.2, ST KO 2.3, ST KO 2.4 BK Chem. Reaktion: CR KO 1.3, CR KO 1.4, 3.10, CR KO 1.5, 3.9, CR KO 1.6, CR KO 3.14 BK Energie: EN KO 3.16 Kompetenzbereich Bewertung BK Stoff-Teilchen: ST BW 3.1, ST BW 3.4 BK Struktur-Eigenschaft: SE BW 3.4 BK Chem. Reaktion: CR BW 3.6 BK Energie: EN BW 3.3
Fachübergreifende Bezüge Biologie: Wirkungsweise von Enzymen Technik (Erdkunde): Bau von Hochöfen, Standorte stahlproduzierender und stahlverarbeitender Industrie Anregungen für Lehr- bzw. Lernmethoden -Recherche (Internet, Presse, Bücher usw.) zu Umweltschäden durch Schwermetalle und zum Hochofenprozess - Arbeitsteilige Schülerversuche (Redoxreaktionen, Katalyse) - Besuch eines Hochofenstandorts (Stahlwerks) - Präsentation von Plakaten, Power-Point-Vorträgen, Overhead-Folien Materialien und Fundstellen Wasserstoff- und CO 2 -Flasche, Metalle und Metalloxide in Pulver-, Blech- und Drahtform, H 2 O 2, Braunstein, Pt- Draht, Zucker, Zigarettenasche, Abgaskatalysator, Folien, Thermitgemisch, Reaktionsrohre, Waschflaschen, Ordner mit Versuchsanleitungen (Versuche Nr. 29, 30, (31), 32, 33, 44 Ungefährer Stundenbedarf Ca. 12 Stunden Möglichkeiten zur Leistungsbewertung -Versuchsprotokolle - Kurzreferate - Test, Klassenarbeit Folgende Unterrichtseinheit: Ausweitung des Begriffs der chemischen Reaktion auf Sulfidbildung und spaltung und weitere einfache Reaktionen.
Thema: Dichte und Teilchenmodell Jahrgang 7/8 Bezug zu den Themenfeldern Stoffeigenschaften von Stoffen in der Lebenswelt Ziel der Einheit Dichte als weitere messbare Stoffeigenschaft Stoffe sind aus Teilchen aufgebaut Grober Verlauf Mischbarkeit zwischen Flüssigkeiten als neue Stoffeigenschaft (Öl/Wasser, Öl/Alkohol, Wasser/Alkohol) Stoffe sind ölähnlich, wasserähnlich oder öl- und wasserähnlich Dichte: Welche Phase ist oben bei Öl/Wasser-Gemischen? Teilchenmodell: Volumenkontraktion beim Mischen von Alkohol und Wasser Modellflüssigkeiten Senfkörner und Erbsen Anwendungen des Teilchenmodells: 1. Erklärung von Schmelz- und Siedetemperaturkurven: Zusammenhang Energie/Temperatur (Teilchenbewegung) und Energie/Aggregatzustandsänderung (Teilchenverbände werden getrennt) 2. Sublimation 3. Auflösen von Salzkristallen Kompetenzbereich Fachwissen BK Stoff-Teilchen... beschreiben anhand des Teilchenmodells den submikroskopischen Bau von Stoffen BK Struktur-Eigenschaft... beschreiben die Aggregatzustände auf Teilchenebene (SE) BK Chemische Reaktion -- BK Energie... beschreiben den prinzipiellen Zusammenhang zwischen Bewegungsenergie der Teilchen und Temperatur (EN 2.1)... beschreiben den prinzipiellen Zusammenhang zwischen Energie und Aggregatzustandsänderung... beschreiben, dass sich Stoffe in ihrem Energiegehalt unterscheiden (EN 2.2) Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung...planen selbständig Experimente (ST EG 1.7)... unterscheiden zwischen Stoff- und Teilchenebene (ST EG 2.1)... erkennen den Nutzen eines Teilchenmodells (ST EG 2.2)... wenden ein einfaches Atommodell an (ST EG 2.3)... gehen mit Modellen kritisch um (ST EG 2.4)... deuten Prozesse der Energieübertragung mit dem einfachen Teilchenmodell (EN EG 2.18)... führen experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung einer Energieübertragung zwischen System und Umgebung durch (EN EG 2.19) Kompetenzbereich Kommunikation... nutzen verschiedene Informationsquellen (ST KO 2.1)... erklären chemische Sachverhalte unter Anwendung der Fachsprache (ST KO 2.2)... protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen in angemessener Form (ST KO 2.3)... Stellen gewonnene Daten in Diagrammen dar (ST KO 2.4)... beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte mit den passenden Modellen unter Anwendung der Fachsprache (SE KO 3.1)... kommunizieren fachsprachlich unter Anwendung energetischer Begriffe (EN KO 3.16) Kompetenzbereich Bewertung... stellen Bezüge zur Mathematik her (proportionale Zuordnungen wie Dichte)... stellen Bezüge zur Physik her (Dichte, Wärme, innere Energie, Temperatur, Aggregatzustände)... zeigen an einem Beispiel die Bedeutung der Teilchenvorstellung für die Entwicklung der Naturwissenschaften auf (ST BW 3.5)... nutzen Kenntnisse um lebensweltliche Zusammenhänge zu erschließen (Salatsoße)
Fachübergreifende Bezüge Physik: Dichte, Schmelz- und Siedetemperaturkurven, innere Energie, Wärme und Temperatur Anregungen für Lehr- bzw. Lernmethoden Experimente in Gruppen, selbstständige Informationsbeschaffung Computereinsatz zur Recherche, für Protokolle und zum Erstellen von Diagrammen Materialien und Fundstellen Schulbücher, Arbeitsblätter, Internet, Ungefährer Stundenbedarf 15 Möglichkeiten zur Leistungsbewertung Klassenarbeit, Test, Versuchsprotokoll, Kurzreferat