Kantonsschule Ausserschwyz Chemie Kantonsschule Ausserschwyz 27
Bildungsziele Für das Grundlagenfach Der Chemieunterricht soll zusammen mit den andern Naturwissenschaften die Freude an den wahrnehmbaren Naturphänomenen erwecken, die Einsicht in sie bieten und damit den Respekt vor der Schöpfung fördern. Der Chemieunterricht vermittelt mit Hilfe von Experimenten und Modellen die grundlegenden Kenntnisse über die Beschaffenheit, die Eigenschaften und die Umwandlungen der Stoffe in der belebten und unbelebten Natur. Dabei wird besonderes Gewicht darauf gelegt, die beobachtbaren Erscheinungen und Abläufe auf der Ebene von molekularen und atomaren Teilchenvorstellungen zu deuten und zu formulieren. Der Chemieunterricht fördert das Bewusstsein für einen verantwortungsvollen Umgang mit den natürlichen Ressourcen. Der Chemieunterricht fördert das kritische Hinterfragen von Aussagen in den Medien über Natur und Naturwissenschaften. Für das Schwerpunkt- und das Ergänzungsfach Der Chemieunterricht zeigt auf, in welcher Weise menschliche Tätigkeit in stoffliche Kreisläufe und Gleichgewichte der Natur eingebunden ist und in sie eingreift. Er macht bewusst, welche Bedeutung die Anwendung chemischer Kenntnisse und Verfahren für die Menschheit hat, z.b. bei der Gewinnung und Verarbeitung von Nahrungsmitteln, mineralischen und organischen Rohstoffen, bei der Herstellung von Arzneimitteln, Werkstoffen, Farbstoffen, Papier und Textilien. Das selbstständige Experimentieren im Labor fördert die manuelle Geschicklichkeit, das systematische Vorgehen, die Zusammenarbeit sowie das sicherheitsgerechte und umweltbewusste Verhalten. Die Schülerinnen und Schüler haben vertiefte Kenntnisse in ausgewählten Themenbereichen der Biologie und der Chemie; haben vertiefte Einsicht in die chemischen und biologischen Zusammenhänge von Ökosystemen; kennen die Bedeutung von Biologie und Chemie zur Erklärung ökologischer, medizinischer und technischer Phänomene; erfassen die Bedeutung von Biologie und Chemie als wichtige Disziplinen in der Grundlagenforschung und deren Anwendungen, speziell im Bereich der Bio- und Gentechnologie, der Lebensmittelchemie, der Chemischen Technologie, der Medizin und der Werkstoffe; kennen praktische und instrumentelle Methoden und können diese anwenden. 28 Kantonsschule Ausserschwyz
Grundlagenfach (1. Klasse) 2 Lektionen Lernziele Grundlegendes Verständnis der stofflichen Eigenschaften und deren Veränderungen. Die Vielfalt der Stoffe durch ihren Aufbau erklären. Die Kenntnis von Symbolen und Formeln für Elemente bzw. Verbindungen, welche häufig vorkommen. Es sollen auch einfachere Reaktionen in der Formelsprache dargestellt und ihre Bedeutung erklärt werden können. Lernthemen und -bereiche Stoffe Einführung: Merkmale chemischer Reaktionen Stoffumwandlung und Energieumsatz (experimentell und nur beschreibend, ohne Formelsprache) Gemisch, Reinstoff, Verbindung, Element Teilchenmodell, Aggregatzustände, Trennverfahren Atome und Bindungen Atommodelle Modellbegriff, Coulomb-Gesetz, Elementarteilchen, Kern-Hülle-Modell, Strukturiertes Modell der Elektronenhülle, Nukleonen- und Ordnungszahl, Isotope, Atommasse, Avogadrozahl (= N A) und Mol-Begriff (ohne Reaktionsgleichungen), Verhältnisformel, Lewis-Symbolik, Periodensystem Chemische Bindung und Stoffklassen Einführung Kovalente Bindung und molekular aufgebaute Stoffe Lewis-Formeln und räumliche Gestalt von Molekülen Avogadro-Satz und Gastheorie ( Physik) Elektronegativität, polare Bindung, Dipolmoleküle, Zwischenmolekulare Kräfte Polarität von Elektronenpaarbindungen und Dipolcharakter von Molekülen beurteilen Van der Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-Kräfte und Wasserstoffbrücken zwischen Molekülen erkennen und ihre Stärke vergleichen Siedetemperaturen von Stoffen als Folge der Kräfte zwischen den Teilchen interpretieren ( Physik) Löslichkeit bzw. Mischbarkeit verschiedener Stoffe beurteilen ( Physik) Die Bedeutung der Wasserstoffbrücken am Beispiel von Wasser und von biologisch wichtigen Molekülen illustrieren ( Biologie) Schlüsselkompetenzen Objektives Beobachten und Beschreiben von experimentellen Phänomenen Grafische Darstellungen selber erstellen Kantonsschule Ausserschwyz 29
Interdisziplinarität (Themenauswahl) Biologie Mathematik Physik Wasser, Trinkwasser Mengenberechnungen, Stöchiometrie Atommodelle, Elektrolyse, Elektrostatik Projekte Fossile Energieträger und Rohstoffe Luft und Atmosphäre Wasser Exkursionen zu öffentlichen Institutionen wie auch interne Simulationen, Studienwochen und Workshops ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen nahen Praxisbezug. Teamteaching Interdisziplinärer Unterricht in den Naturwissenschaften 30 Kantonsschule Ausserschwyz
Grundlagenfach (2. Klasse) 2 Lektionen Lernziele Grundlegendes Verständnis der stofflichen Eigenschaften und deren Veränderungen. Die Vielfalt der Stoffe durch ihren Aufbau erklären. Die Kenntnis von Symbolen und Formeln für Elemente bzw. Verbindungen, welche häufig vorkommen. Es sollen auch einfachere Reaktionen in der Formelsprache dargestellt und ihre Bedeutung erklärt werden können. Lernthemen und -bereiche Einführung in die Organische Chemie Vielfalt der Kohlenwasserstoffverbindungen, IUPAC-Nomenklatur für Alkane, Strukturisomerie, cis-trans-isomerie Funktionelle Gruppen und durch sie charakterisierte Stoffklassen (ohne Reaktionen) Ionenbindung und Ionenverbindungen ( Salze ) Aufbau und Eigenschaften von Salzen und ihre Bedeutung in Natur und Technik Energetischer Verlauf der Bildung von Salzen aus den Elementen Bedeutende mehratomige Ionen ( Molekülionen oder Komplexionen ) und ihre Verbindungen Kristallwasserhaltige und wasserfreie Salze und ihre Verwendung Kristallformen, Gitterstrukturen Lösungs- und Fällungsreaktionen Vorgänge beim Lösen und Kristallisieren von Stoffen auf der Teilchenebene Löslichkeit von Stoffen an ausgewählten Beispielen erläutern Ionen durch Fällungsreaktionen nachweisen. Metallische Bindung und Metalle Aufbau und Eigenschaften von Metallen Reine Metalle und Legierungen Reaktionen Reaktionsverlauf (Teil I) Reaktionsgleichung, Stöchiometrie, Stoffmengenkonzentration Qualitative Betrachtung von Reaktionsenergie, Reaktionsgeschwindigkeit, Aktivierungsenergie, Katalysator Kantonsschule Ausserschwyz 31
Schlüsselkompetenzen Objektives Beobachten und Beschreiben von experimentellen Phänomenen Grafische Darstellungen selber erstellen Bildhaftes Vorstellungsvermögen auf der atomaren Teilchenebene Interdisziplinarität (Themenauswahl) Biologie Geographie Mathematik Wasser, Trinkwasser, Fette, Kohlenhydrate, Proteine Fossile Energieträger und Rohstoffe, Luft Mengenberechnungen, Stöchiometrie Projekte Fossile Energieträger und Rohstoffe Luft und Atmosphäre Wasser Exkursionen zu öffentlichen Institutionen wie auch interne Simulationen, Studienwochen und Workshops ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen nahen Praxisbezug. Teamteaching Interdisziplinärer Unterricht in den Naturwissenschaften 32 Kantonsschule Ausserschwyz
Grundlagenfach (3. Klasse) 2 Lektionen Lernziele Grundlegendes Verständnis der stofflichen Eigenschaften und deren Veränderungen. Die Vielfalt der Stoffe durch ihren Aufbau erklären. Die Kenntnis von Symbolen und Formeln für Elemente bzw. Verbindungen, welche häufig vorkommen. Es sollen auch einfachere Reaktionen in der Formelsprache dargestellt und ihre Bedeutung erklärt werden können. Lernthemen und -bereiche Reaktionsverlauf (Teil II) Dynamisches Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante Enthalpie, Entropie, Gibbs-Helmholtz-Beziehung Prinzip von Le Châtelier Reaktionstypen Säure-Base-Reaktionen Säuren und Basen nach Brønsted definieren, Autoprotolyse von Wasser, Ionenprodukt Starke und schwache Säuren und Basen, Säure-Base-Paare, Säure-Base-Reihe Ausgehend von der allgemeinen Gleichgewichtskonstante K C aus dem Massenwirkungsgesetz sollen die folgenden Begriffe abgeleitet werden: Säure-Konstante K S bzw. pk S, Basen- Konstante K B bzw. pk B, Ionenprodukt von Wasser K W, ph-wert, Pufferwirkung und Puffergleichung. Reduktions- und Oxidationsreaktionen ( RedOx ) Reduktion, Oxidation, Reduktionsmittel, Oxidationsmittel Oxidationszahl RedOx-Reihe qualitativ Galvanische Zelle, Standardpotenzial, Batterien, Akkumulatoren, Elektrolyse Schlüsselkompetenzen Stoffliche Phänomene genau beobachten und nach qualitativen und quantitativen Aspekten exakt beschreiben Grafische Darstellungen selber erstellen Bildhaftes Vorstellungsvermögen auf der atomaren Teilchenebene Kantonsschule Ausserschwyz 33
Interdisziplinarität (Themenauswahl) Biologie Geographie Mathematik Physik Wasser, Trinkwasser, Fette, Kohlenhydrate, Proteine Fossile Energieträger und Rohstoffe, Luft Mengenberechnungen, Stöchiometrie Elektrolyse, Galvanische Zelle, Elektrochemie Projekte Fossile Energieträger und Rohstoffe Luft und Atmosphäre Wasser Exkursionen zu öffentlichen Institutionen wie auch interne Simulationen, Studienwochen und Workshops ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen nahen Praxisbezug. Teamteaching Interdisziplinärer Unterricht in den Naturwissenschaften 34 Kantonsschule Ausserschwyz
Grundlagenfach (4. Klasse) 2 Lektionen Lernziele Grundlegendes Verständnis der stofflichen Eigenschaften und deren Veränderungen. Die Vielfalt der Stoffe durch ihren Aufbau erklären. Die Kenntnis von Symbolen und Formeln für Elemente bzw. Verbindungen, welche häufig vorkommen. Es sollen auch einfachere Reaktionen in der Formelsprache dargestellt und ihre Bedeutung erklärt werden können. Lernthemen und -bereiche Organische Chemie und Biochemie Vorausgesetzte Kenntnisse aus dem Grundlagenfach Vielfalt der Kohlenwasserstoffverbindungen, Strukturisomerie IUPAC-Nomenklatur für Alkene, Alkine und organische Sauerstoffverbindungen Funktionelle Gruppen und durch sie charakterisierte Stoffklassen (mit dazugehörenden Reaktionen) Reaktionstypen Substitution, Addition, Elimination Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation Technische Makromoleküle Kunststoffe Spektroskopische Methoden (IR - UV - VIS Spektren) Naturstoffe und Derivate Kohlenhydrate, Mono-, Di- und Polysaccharide ( Biologie) Fette, Fettsäuren ( Biologie), Seife, Tenside Proteine, Aminosäuren, Peptide ( Biologie) Nukleinsäuren, Vitamine, u.a. ( Biologie) Gifte ( Biologie) Stoffkreisläufe, Umwelt Fossile Energieträger und Rohstoffe Wasser Luft und Atmosphäre C- und N- Kreisläufe Kantonsschule Ausserschwyz 35
Schlüsselkompetenzen Objektives Beobachten und Beschreiben von experimentellen Phänomenen Grafische Darstellungen selber erstellen Bildhaftes Vorstellungsvermögen auf der atomaren Teilchenebene Alltägliche chemische Phänomene als solche erkennen und prinzipiell erklären können Interdisziplinarität (Themenauswahl) Biologie Geographie Mathematik Physik Wasser, Trinkwasser, Fette, Kohlenhydrate, Proteine Fossile Energieträger und Rohstoffe, Luft Mengenberechnungen, Stöchiometrie Spektroskopie Projekte Fossile Energieträger und Rohstoffe Luft und Atmosphäre Wasser Exkursionen zu öffentlichen Institutionen wie auch interne Simulationen, Studienwochen und Workshops ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen nahen Praxisbezug. Teamteaching Interdisziplinärer Unterricht in den Naturwissenschaften 36 Kantonsschule Ausserschwyz
Schwerpunktfach (2. Klasse) 2 Lektionen Lernziele - Grundfertigkeiten im Umgang mit Chemikalien, Laborgeräten und Messmethoden erlernen - Sauber und exakt arbeiten - Genau beobachten, präzise und sprachlich korrekt protokollieren - Einsatzmöglichkeiten von Software zur Auswertung und Darstellung von experimentellen Daten kennen lernen - Die Fertigkeit in stöchiometrischen Berechnungen vertiefen und in der Praxis anwenden - Methoden zur Untersuchung von Gewässern kennen lernen - Die Chemie der Zuckervergärung und ihre biotechnologische Anwendungsmöglichkeiten kennen lernen - Einfache Versuche im Rahmen von Einzel- oder Gruppenarbeiten gemäss Anleitung planen, durchführen und auswerten Lernthemen und -bereiche Experimentelles Arbeiten Sicherheit im Labor, Abwägen, Volumenmessungen, Pipettieren, Titrieren, Bestimmung und Berechnung von Dichten und Konzentrationen, Trennmethoden. Umgang mit Daten Rohdatenerfassung, X/Y-Diagramme: Erstellen einer Eichgerade, Programmsyntax: Verwendung von Formeln Stöchiometrie Gesetzmässigkeiten bei Gasen: Diffusionsgeschwindigkeit, Gasgesetze, Zustandsgleichung für ideale Gase, Molmassenbestimmung, Wertigkeit. Messung Messung biologischer, chemischer und physikalischer Parameter Einführung in Kohlenhydratchemie, Einfache Analytik Schlüsselkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler können ihre Kenntnisse in einen Zusammenhang bringen und mit anderen Wissenschaften vernetzen führen Feld- und Laborarbeiten aus, welche naturwissenschaftliche Methoden beinhalten planen selbstständig - einzeln oder im Team - längerfristige Projekte, führen diese durch und werten sie aus (unter Einbezug moderner Hilfsmittel) arbeiten selbstständig mit Fachtexten (auch in den Schulfremdsprachen) dokumentieren und präsentieren eigene Arbeiten Kantonsschule Ausserschwyz 37
Interdisziplinarität (Themenauswahl) Biologie Mathematik Physik Kohlenhydrate Mengenberechnungen, Stöchiometrie Gastheorie Projekte Fossile Energieträger und Rohstoffe Luft und Atmosphäre Wasser Es besteht auch die Möglichkeit zur Arbeit an fächerübergreifenden und fachspezifischen Projekten, z. B. Mineralien und Edelsteine, medizinische Diagnosen, Ernährung und Gesundheit u.a. Einige Themen werden sich aus der aktuellen Forschung anbieten und daher von Jahr zu Jahr und von Lehrperson zu Lehrperson verschieden sein. Externe Referenten aus der Gesellschaft sowie Exkursionen zu öffentlichen Institutionen wie auch interne Simulationen und Workshops ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen nahen Praxisbezug. 38 Kantonsschule Ausserschwyz
Schwerpunktfach (3. Klasse) 2 Lektionen Lernziele - Mit Modellvorstellungen anspruchsvollere theoretische Konzepte und deren Anwendungen erarbeiten und begreifen - Das Verhalten chemischer Reaktionssysteme unter Anwendung mathematischer und physikalischer Methoden analysieren und interpretieren - Kenntnisse zum Einsatz von Software zur Auswertung und Darstellung von experimentellen Daten vertiefen - Vertieftes Verständnis der dreidimensionalen Struktur organischer Moleküle - Einblick in die Bedeutung organischer Reaktionen und die Funktion von Biomolekülen gewinnen - nach struktureller Änderung kennen lernen - nach Art der Reagenzien bzw. Reaktionspartner kennen lernen - Die vielfältigen Auswirkungen menschlicher Tätigkeit auf die Umwelt lokal und global erkennen und sich damit auseinandersetzen (Auswahl) - Sich in ausgewählten Bereichen der Chemie vertiefen (Auswahl) Lernthemen und -bereiche Modelle Fortgeschrittene Modelle in der Bindungslehre, Koordinative Bindung und Komplexe Spektrophotometrie Reaktionslehre Reaktionsgeschwindigkeit, Geschwindigkeitsgesetz, Massenwirkungsgesetz / Chemisches Gleichgewicht, Löslichkeitsprodukt, Energetik: Enthalpie und Entropie Protolysen, ph-berechnungen, Puffer Datendarstellung / Visualisierung Sekundärachsen, Glättung, Ausreisser Programmsyntax: Verwendung von fortgeschrittenen Funktionen in Formeln Layoutmöglichkeiten Erzeugen von 3D-Molekülen, Betrachten und Analyse mit Software Visualisierung von Reaktionsmechanismen mithilfe von Software Darstellung nicht linearer Abhängigkeiten: Radioaktive Zerfallsreihen, 14 C-Methode Biomoleküle (Auswahl) Nukleinsäuren, DNA, Mutagene Aminosäuren und Peptide Bau und Funktion von Proteinen Kantonsschule Ausserschwyz 39
Reaktionsmechanismen Substitution, Eliminierung, Fragmentierung, Addition, Umlagerungen Nukleophile und elektrophile Reagenzien, Oxidationsmittel und Reduktionsmittel am Beispiel der Aromatischen Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ether, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester, Lipide Kursiv gedruckte Themen sind nicht zwingend vorgesehen: Umweltchemie Vertiefung in RedOxchemie: Kohlenhydrate Mineralienbestimmung mit chemischen Methoden, Kristallzüchten Farbstoffe und Färben Quantenchemie Chemie ausgewählter Naturstoffe Kinetik spezifischer Reaktionen Kunststoffe Spezifische Analysenverfahren Medikamente, Drogen, Toxikologie Schlüsselkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler - können ihre Kenntnisse in einen Zusammenhang bringen und mit anderen Wissenschaften vernetzen - führen Feld- und Laborarbeiten aus, welche naturwissenschaftliche Methoden beinhalten - planen selbstständig - einzeln oder im Team - längerfristige Projekte, führen diese durch und werten sie aus (unter Einbezug moderner Hilfsmittel) - arbeiten selbständig mit Fachtexten (auch in den Schulfremdsprachen) - dokumentieren und präsentieren eigene Arbeiten Interdisziplinarität (Themenauswahl) Biologie Geographie Philosophie, Religion Physik Ursprung des Lebens, Genetik, Hormone, Fotosynthese Erdgeschichte / Geologie Schöpfungstheorien Wellenlehre 40 Kantonsschule Ausserschwyz
Projekte Fossile Energieträger und Rohstoffe Luft und Atmosphäre Wasser Es besteht auch die Möglichkeit zur Arbeit an fächerübergreifenden und fachspezifischen Projekten, z. B. Mineralien und Edelsteine, medizinische Diagnosen, Ernährung und Gesundheit u.a. Einige Themen werden sich aus der aktuellen Forschung anbieten und daher von Jahr zu Jahr und von Lehrperson zu Lehrperson verschieden sein. Externe Referenten aus der Gesellschaft sowie Exkursionen zu öffentlichen Institutionen wie auch interne Simulationen und Workshops ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen nahen Praxisbezug. Kantonsschule Ausserschwyz 41
Schwerpunktfach (4. Klasse) 3 Lektionen Lernziele - Mit Modellvorstellungen anspruchsvollere theoretische Konzepte und deren Anwendungen erarbeiten und begreifen - Das Verhalten chemischer Reaktionssysteme unter Anwendung mathematischer und physikalischer Methoden analysieren und interpretieren - Kenntnisse zum Einsatz von Software zur Auswertung und Darstellung von experimentellen Daten vertiefen - Vertieftes Verständnis der dreidimensionalen Struktur organischer Moleküle - Einblick in die Bedeutung organischer Reaktionen und die Funktion von Biomolekülen gewinnen - nach struktureller Änderung kennen lernen - nach Art der Reagenzien bzw. Reaktionspartner kennen lernen - Die vielfältigen Auswirkungen menschlicher Tätigkeit auf die Umwelt lokal und global erkennen und sich damit auseinandersetzen (Auswahl) - Sich in ausgewählten Bereichen der Chemie vertiefen (Auswahl) Lernthemen und -bereiche Modelle Fortgeschrittene Modelle in der Bindungslehre, Koordinative Bindung und Komplexe Spektrophotometrie Reaktionslehre Reaktionsgeschwindigkeit, Geschwindigkeitsgesetz, Massenwirkungsgesetz / Chemisches Gleichgewicht, Löslichkeitsprodukt, Energetik: Enthalpie und Entropie Protolysen, ph-berechnungen, Puffer Datendarstellung / Visualisierung Sekundärachsen, Glättung, Ausreisser Programmsyntax: Verwendung von fortgeschrittenen Funktionen in Formeln Layoutmöglichkeiten Erzeugen von 3D-Molekülen, Betrachten und Analyse mit Software Visualisierung von Reaktionsmechanismen mithilfe von Software Darstellung nicht linearer Abhängigkeiten: Radioaktive Zerfallsreihen, 14 C-Methode Biomoleküle (Auswahl) Nukleinsäuren, DNA, Mutagene Aminosäuren und Peptide Bau und Funktion von Proteinen 42 Kantonsschule Ausserschwyz
Reaktionsmechanismen Substitution, Eliminierung, Fragmentierung, Addition, Umlagerungen Nukleophile und elektrophile Reagenzien, Oxidationsmittel und Reduktionsmittel am Beispiel der Aromatischen Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ether, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren, Ester, Lipide Kursiv gedruckte Themen sind nicht zwingend vorgesehen: Umweltchemie Vertiefung in RedOxchemie: Kohlenhydrate Mineralienbestimmung mit chemischen Methoden, Kristallzüchten Farbstoffe und Färben Quantenchemie Chemie ausgewählter Naturstoffe Kinetik spezifischer Reaktionen Kunststoffe Spezifische Analysenverfahren Medikamente, Drogen, Toxikologie Schlüsselkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler - können ihre Kenntnisse in einen Zusammenhang bringen und mit anderen Wissenschaften vernetzen - führen Feld- und Laborarbeiten aus, welche naturwissenschaftliche Methoden beinhalten - planen selbstständig - einzeln oder im Team - längerfristige Projekte, führen diese durch und werten sie aus (unter Einbezug moderner Hilfsmittel) - arbeiten selbstständig mit Fachtexten (auch in den Schulfremdsprachen) - dokumentieren und präsentieren eigene Arbeiten Interdisziplinarität (Themenauswahl) Biologie Geographie Philosophie, Religion Physik Ursprung des Lebens, Genetik, Hormone, Fotosynthese Erdgeschichte / Geologie Schöpfungstheorien Wellenlehre Kantonsschule Ausserschwyz 43
Projekte Fossile Energieträger und Rohstoffe Luft und Atmosphäre Wasser Es besteht auch die Möglichkeit zur Arbeit an fächerübergreifenden und fachspezifischen Projekten, z. B. Mineralien und Edelsteine, medizinische Diagnosen, Ernährung und Gesundheit u.a. Einige Themen werden sich aus der aktuellen Forschung anbieten und daher von Jahr zu Jahr und von Lehrperson zu Lehrperson verschieden sein. Externe Referenten aus der Gesellschaft sowie Exkursionen zu öffentlichen Institutionen wie auch interne Simulationen und Workshops ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen nahen Praxisbezug. 44 Kantonsschule Ausserschwyz
Ergänzungsfach (3.-4. Klasse) 2/2 Lektionen Lernziele Vertiefung der Kenntnisse aus dem Grundlagenfach. Das qualitative Verständnis der chemischen Vorgänge soll auch quantitativ erweitert werden. Im integrierten Praktikum wird auch ein sachgerechter Umgang mit Chemikalien und Geräten eingeübt. - Mit Modellvorstellungen anspruchsvollere theoretische Konzepte und deren Anwendungen erarbeiten und begreifen - Das Verhalten chemischer Reaktionssysteme unter Anwendung mathematischer und physikalischer Methoden analysieren und interpretieren - Kenntnisse zum Einsatz von Software zur Auswertung und Darstellung von experimentellen Daten vertiefen - Vertieftes Verständnis der dreidimensionalen Struktur organischer Moleküle - Einblick in die Bedeutung organischer Reaktionen und die Funktion von Biomolekülen gewinnen - nach struktureller Änderung kennen lernen - nach Art der Reagenzien bzw. Reaktionspartner kennen lernen - Die vielfältigen Auswirkungen menschlicher Tätigkeit auf die Umwelt lokal und global erkennen und sich damit auseinandersetzen (Auswahl) - Sich in ausgewählten Bereichen der Chemie vertiefen (Auswahl) Lernthemen und -bereiche Das Ergänzungsfach wird mit den nachstehenden Modulen unterrichtet. Organische Chemie und Biochemie Vielfalt der Kohlenwasserstoffverbindungen, Strukturisomerie IUPAC-Nomenklatur Funktionelle Gruppen und durch sie charakterisierte Stoffklassen Reaktionstypen Substitution, Addition, Elimination Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation Technische Makromoleküle, Kunststoffe Spektroskopische Methoden (IR UV VIS Spektren) Naturstoffe und Derivate Kohlenhydrate, Mono-, Di- und Polysaccharide ( Biologie) Fette, Fettsäuren ( Biologie), Seife, Tenside Proteine, Aminosäuren, Peptide ( Biologie) Nukleinsäuren, Vitamine, u.a. ( Biologie) Kantonsschule Ausserschwyz 45
Reaktionen Reaktionsverlauf Vertiefung in der Reaktionslehre und mathematische Betrachtung des Reaktionsverlaufs Kinetik, Massenwirkungsgesetz, Enthalpie, Entropie Allgemeine Reaktionstypen Lösungs- und Fällungsreaktionen Mathematische Erfassung der Löslichkeit, Löslichkeitsgleichgewicht, Löslichkeitsprodukt Beeinflussung der Löslichkeit nach dem Prinzip von LE CHÂTELIER Fällungsreaktionen: Nachweis von Ionen, Entfernung giftiger Ionen aus Lösungen (z. B. in Kläranlagen), Chemische Sedimente in der Natur Komplex-Reaktionen Ion-Dipol-Wechselwirkung, Aquakomplex, ausgewählte Metallkomplexe und Ligandenaustausch-Reaktionen, Maskierung von Ionen als Methode, schwerlösliche Salze in Lösung zu bringen (nach dem Prinzip von LE CHÂTELIER) Säure-Base-Reaktionen Vertiefung und Erweiterung der Lerngebiete aus dem Grundlagenfach, insbesondere durch die quantitative Erfassung der qualitativ bekannten Begriffe und Vorgänge Ausgehend von der allgemeinen Gleichgewichtskonstanten K C aus dem Massenwirkungsgesetz sollen die folgenden Begriffe abgeleitet werden: Säure-Konstante K S bzw. pk S Basen-Konstante K B bzw. pk B, Ionenprodukt von Wasser K W, ph-wert, Puffergleichung Puffersysteme, Pufferkurven, Wasserhärte, Titration, Titrationskurven, ph-indikatoren Reduktions- und Oxidationsreaktionen (RedOx) Vertiefung und Erweiterung der Lerngebiete aus dem Grundlagenfach, insbesondere durch die quantitative Erfassung der qualitativ bekannten Begriffe und Vorgänge Galvanische Zelle, Standardpotenzial, RedOx-Reihe, Batterien, Akkumulatoren NERNST-Gleichung, Elektrolyse und Galvanisieren, FARADAY-Gesetze ( Physik) Schlüsselkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler - können ihre Kenntnisse in einen Zusammenhang bringen und mit anderen Wissenschaften vernetzen - führen Feld- und Laborarbeiten aus, welche naturwissenschaftliche Methoden beinhalten - planen selbstständig - einzeln oder im Team - längerfristige Projekte, führen diese durch und werten sie aus (unter Einbezug moderner Hilfsmittel) - arbeiten selbstständig mit Fachtexten (auch in den Schulfremdsprachen) - dokumentieren und präsentieren eigene Arbeiten 46 Kantonsschule Ausserschwyz
Interdisziplinarität (Themenauswahl) Biologie Geographie Mathematik Physik Wasser, Trinkwasser, Fette, Kohlenhydrate, Proteine Fossile Energieträger und Rohstoffe, Luft Mengenberechnungen, Stöchiometrie Elektrolyse, Galvanische Zelle, Elektrochemie Projekte Fossile Energieträger und Rohstoffe Luft und Atmosphäre Wasser Es besteht auch die Möglichkeit zur Arbeit an fächerübergreifenden und fachspezifischen Projekten, z.b. Mineralien und Edelsteine, medizinische Diagnosen, Ernährung und Gesundheit u.a. Einige Themen werden sich aus der aktuellen Forschung anbieten und daher von Jahr zu Jahr und von Lehrperson zu Lehrperson verschieden sein. Externe Referenten aus der Gesellschaft sowie Exkursionen zu öffentlichen Institutionen wie auch interne Simulationen und Workshops ermöglichen den Schülerinnen und Schülern einen nahen Praxisbezug. Kantonsschule Ausserschwyz 47
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