Einführung in das experimentelle Arbeiten Was ist Chemie? · Nutzung fachwissenschaftlicher...

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Inhaltsfelder Fachliche Kontexte

Konzeptbezogene Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der chemischen Reaktion/ zur Struktur der Materie/ der Energie so weit entwickelt, dass sie ...

Prozessbezogene Kompetenzen Schülerinnen und Schüler …

Hinweise zur Umsetzung des Kern-lehrplans am Pestalozzi-Gymnasium in Herne

Zeitbedarf

Einführung in das experimentelle Arbeiten – Was ist Chemie?

Richtlinien zur Sicher-heit im Unterricht an allgemeinbildenden Schulen in Nordrhein-Westfalen (RISU-NRW)

allgemeine Verhal-tensweisen und Me-thoden im Chemieun-terricht (Umgang mit Chemikalien, Sicher-heit (allgemein), Ent-sorgung nach Schüler-experimenten

nutzen chemisches und naturwis-senschaftliches Wissen zum Bewer-ten und Anwenden von Sicher-heitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag

Grundregeln für das sachgerechte Verhalten und Experimentieren im Chemieunterricht

Kennzeichnung von Gefahr-stoffen

Der Umgang mit dem Gas-brenner (Der Gasbrennerfüh-rerschein)

fakultativ: Der Laborschein

ca. 3 Stunden

Stoffe und Stoffveränderungen Speisen und Getränke - alles Chemie?

Stoffeigenschaften Wir untersuchen Le-bensmittel, Getränke und ihre Bestandteile

zwischen Gegenstand und Stoff unterscheiden (St M)

Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften (z.B. Farbe, Geruch Löslichkeit, el. Leitfähigkeit, Schmelz- und Siede-temperatur, Aggregatzustände, Brennbarkeit) identifizieren (St M)

Siede- und Schmelzvorgänge ener-getisch beschreiben (E)

beobachten und beschreiben Phä-nomene und Vorgänge und unter-scheiden dabei Beobachtung und Erklärung. (E)

argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. (K)

dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ih-rer Arbeit sachge-recht,situationsgerecht und

Eröffnung des Kontextes durch die Betrachtung, experimentelle Unter-suchung und Veränderung geeigne-ter Lebensmittel (Methode: Stationenlernen zu Stoffeigen-schaften)

Schriftliche Fixierung von Versuchs-beobachtungen und Ergebnissen ( Methode: Protokollieren von Ex-perimenten)

Ca. 24 Stunden

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einfache Teilchenvor-stellungen

Gemische und Reinstoffe

Was ist drin ? Wir untersuchen Le-

Stoffe aufgrund ihrer Zusammen-setzung und Teilchenstruktur ord-nen (St M)

einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen (St M)

Die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der Anziehung von Teilchen deuten (St M)

Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teil-chenvorstellung beschreiben (St M)

Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen (St M)

Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen

adressatenbezogen in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Ta-bellen oder Diagrammen. (K)

veranschaulichen Daten angemes-sen mit sprachlichen, mathemati-schen oder (und) bildlichen Gestal-tungsmitteln. (K)

(hier: Aufnahme, Darstellung einer Schmelz-, Erstarrungs- oder Siede-kurve)

stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemi-sche und naturwissenschaftliche Kenntnisse bedeutsam sind. (B)

beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische und naturwissenschaftliche Sachverhal-

te unter Verwendung der Modelle und

Darstellungen. (K)

nutzen Modelle und Modellvorstel-lungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Frage-stellungen und Zusammenhänge. (B)

planen, strukturieren, kommunizie-ren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. (K)

dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ih-

Berufsfelder (Lebensmittelzuberei-tung, Lebensmittelkonservierung) und Fragen der eigenen Gesundheit werden in den Kontext „Speisen und Getränke“ integriert, die Kenntnisse aus der Biologie werden aufgenom-men. (Methode: Kurzreferat)

Die Teilchenvorstellung soll als Modellvorstellung verdeutlicht wer-den: Teilcheneigenschaften sind nicht identisch mit Stoffeigenschaf-ten, z.B. haben Stoffe eine Schmelz- und Siedetemperatur, aber nicht einzelne Teilchen (Methode: Mo-dellbau Veranschaulichung durch bildliche Darstellungen)

Eröffnung des Kontextes mit Bei-spielen aus Alltag und Umwelt: Reinstoff und Stoffgemisch - Unter-schied zwischen Trinkwasser und destilliertem/demineralisiertem Was-

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bensmittel, Getränke und ihre Bestandteile

Stofftrennverfahren Wir gewinnen Stoffe aus Lebensmitteln

Kennzeichen chemi-scher Reaktionen

Wir verändern Lebens-mittel durch Kochen und Backen

herbeizuführen (E)

Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben (CR)

Stoffumwandlungen herbeiführen (CR)

chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neu-en Eigenschaften erkennen und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Stoffgemischen unterscheiden (CR) chemische Reaktionen von Aggregatzustandsänderungen abgrenzen (CR)

rer Arbeit sachgerecht, situationsge-recht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medi-en, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Dia-grammen. (K)

nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen. (B) hier: Erschließen, dass es sich bei den stofflichen Veränderungen in der Umwelt um chemische Reaktionen handelt

ser

Trennverfahren: Filtrieren, Dekantie-ren, Destillieren, Papierchromatog-raphie (Methode: Experimentelle Untersuchung: Vom Steinsalz zum Kochsalz -Trinkwasser aus Salzwasser -

Stofftrennung durch Chromatog-raphie (Filzstiftbetrug)

Einführung der chemischen Reakti-on an lebensweltlichen Kontexten - Neue Stoffe entstehen (Methode: Experimentelle Herstel-lung von Karamellbonbons oder einer Brause)

Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen Brände und Brandbekämpfung

Oxidationen siehe auch Reduktion / Redoxreaktion Thema 4 Feuer und Flam-me/Brände und Brenn-barkeit


Stoffumwandlungen herbeiführen (CR)

Verbrennungen als Reaktion mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird. (CR)

planen, strukturieren, kommunizie-ren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. (K)

beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachspra-che, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen (K)

Eröffnung des Kontextes

mit Beispielen aus Lebenswelt, Alltag und Umwelt (Brände, Kerzenflamme, Lager-feuer) (Methode: Experimentelle Schülerübungen zu folgenden Aspekten:

Luft und Verbrennung

Erhitzen von Metallen an der Luft (Untersuchung: Eisen, Kupfer)

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Elemente und Verbin-dungen

Analyse und Synthese

Reaktionsschemata (Worte)

Exo-und endotherme Reaktionen

Aktivierungsenergie

Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als chemische Reaktion deuten. (CR)

chemische Reaktionen zum Nach-weischemischer Stoffe benutzen (hier: Glimmspanprobe, Kalkwas-serprobe)(CR)

Chemische Reaktionen als Um-gruppierung von Atomen beschrei-ben (CR)

erläutern, dass bei einer chemi-schen Reaktion immer Energie auf-genommen oder abgegeben wird (E)

vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen (E)

erläutern, dass zur Auslösung (eini-ger) chemischer Reaktionen Akti-vierungsenergie nötig ist (E)

das Prinzip der Gewinnung nutzba-rer Energie durch Verbrennung er-läutern (E)

energetische Erscheinungen bei exothermen chemischen Reaktio-nen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespeicherten Energie in Wärmeenergie zurück-führen, bei endothermen Reaktio-nen den umgekehrten Vorgang er-kennen (E)

stellen Zusammenhänge zwischen chemischen bzw. naturwissen-schaftlichen Sachverhalten und All-tagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. (E)

stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. (E)

Verbrennung von Metallen (Mag-nesium)

Metalle reagieren mit Sauerstoff

Einführung des Reaktionsschemas

Übertragen und Anwenden der Kenntnis-se zur chem. Reaktion auf einen neuen Sachverhalt (Methode: Lehrerversuch)

Nichtmetalle (Kohlenstoff) reagieren mit Sauerstoff – Glimmspanprobe, Kalkwas-serprobe (Methode: Schülerexpriment - Spritzen-koffer)

Betrachtung der folgenden Beispiele: Reaktion von weißem Kupfersulfat mit Wasser als exotherme Reaktionen; Zerlegung von blauem Kupfersulfat als endotherme Reaktion (Methode: Experimentelle Schüler-übung)

Chemische Reaktionen werden durch Energiezufuhr ausgelöst, z.B. Verbren-nung von Magnesium (Methode: Lehrerversuch)

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Gesetz von der Erhal-tung der Masse

Möglichkeiten der Steuerung che-mischer Reaktionen durch Variation von Reaktionsbedingungen be-schreiben (CR)

den Erhalt der Masse bei chemi-schen Reaktionen durch die konstante Atomanzahl erklären (CR)

Atome als kleinste Teilchen von Stoffen

benennen (St M)

einfache Atommodelle zur Be-schreibung chemischer Reaktionen nutzen (St M)

chemische Reaktionen als Um-gruppierung von Atomen beschrei-ben (CR)

den Erhalt der Masse bei chemi-schen Reaktionen durch die kon-stante Atomanzahl erklären (CR)

stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbe-zug auf die Hypothesen aus. (E)

beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells. (B)

Einführung der Atomvorstellung nach Dalton Deutung der chemischen Reaktion auf der Teilchenebene als Atomumgruppierung Beispiel der Bildung und/oder Zerlegung eines Metallsulfides oder Metalloxides (Methode: Einsatz eines An-schauungsmodells, z.B. Watte- oder Knetkugeln)

Inhaltsfelder Fachliche Kontexte

Konzeptbezogene Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der chemischen Reaktion/ zur Struktur der Materie/ der Energie so weit entwickelt, dass sie ...

Prozessbezogene Kompetenzen

Schülerinnen und Schüler …

Hinweise zur Umsetzung des Kernlehr-plans

am Pestalozzi-Gymnasium in Herne

Zeitbedarf

Luft und Wasser Nachhaltiger Umgang mit Ressourcen

Luft zum Atmen Luftzusammensetzung


Chemische Reaktionen als Umgruppie-rung von Atomen beschreiben (CR)

Chemische Reaktionen identifizieren (neue Stoffe mit neuen Eigenschaften) und von der Herstellung/ Trennung von Stoffgemischen unterscheiden (CR)

erkennen und entwickeln Fragestellun-gen, die mit Hilfe chemischer und natur-wissenschaftlicher Kenntnisse und Un-tersuchungen zu beantworten sind (E) (hier: Fragen zur Luftverschmutzung, Luftzusammensetzung, Aufgriff der Ver-brennung)

veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln (K)

Kontextzugang über lebensnahe Bezü-ge: frische Luft – schlechte Luft, Luftrein-haltung, Luft zum Leben, Sauerstoffvor-räte auf der Erde, Sauerstoffverbrauch

Basisinhalte: Bestandteile der Luft: Untersuchung ausgewählter Stoffeigenschaften von Gasen, Experimentelle Ermittlung des Sauer-stoffanteils in der Luft,

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Treibhauseffekt – Lebensnotwendig und ge-fährlich? Luftverschmutzung, saurer Regen

Bedeutung des Wassers als Trink- und Nutzwasser

Gewässer als Lebensräu-me, Lösungen und Gehaltsan-

Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoff-dioxid identifizieren und dessen Ver-bleib in der Natur diskutieren

Das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbrennung Erläutern (E)

Beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung ein-hergeht mit der Entstehung von Luftver-schmutzung und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (z.B. Treibhauseffekt, Wintersmog) (E)

Stoffeigenschaften zur Trennung einfa-cher Stoffgemische nutzen (M)

Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvor-stellung beschreiben (CR)

recherchieren in unterschiedlichen Quel-len (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungs-methoden und Informationen kritisch aus (E)

wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbei-ten diese adressaten- und situationsge-recht (E)

stellen Zusammenhänge zwischen che-mischen Sachverhalten und Alltagser-scheinungen her und grenzen Alltags-begriffe von Fachbegriffen ab (E)

beurteilen und bewerten an ausgewähl-ten Beispielen Informationen kritisch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragwei-ten (B)

vertreten ihre Standpunkte zu chemi-schen und naturwissenschaftlichen Sachverhalten und reflektieren Einwän-de selbstkritisch (K)

recherchieren zu chemischen Sachver-halten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und aussage-kräftige Informationen aus (K)

stellen Anwendungsbereiche und Be-rufsfelder dar, in denen chemische und naturwissenschaftliche Kenntnisse be-deutsam sind (B)

recherchieren zu chemischen Sachver-halten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und aussage-kräftige Informationen aus (K)

beschreiben, veranschaulichen oder

Bestandteile der Luft: Auswertung und (oder) Erstellung einer Grafik zur Luftzu-sammensetzung

Basisinhalte:

Der natürliche Treibhauseffekt und Ursa-chen für dessen Verstärkung, Kohlenstoffdioxid und der Treibhausef-fekt Eigenschaften und Wirkung von Luft-schadstoffen Möglichkeiten der Luftreinhaltung, saurer Regen, Luftverschmutzung durch Verbrennungsprodukte

Fakultativ: Funktion des Autoabgaskatalysators, Umwelterziehung

Kontextzugang: Bedeutung und Gefähr-dung des Wassers

Basisinhalte: Trinkwassergewinnung und Abwasser-reinigung, Gewässer als Lebensraum (Gewässer-güte von Fließgewässern)

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gaben, Abwasser und Wiederaufbe-reitung Nachweisreaktionen Wasser als Oxid

Chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (hier: Knallgasprobe, Wassernachweis) (CR)

Erläutern, dass bei chemischen Reakti-onen immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird (E)

Die Teilchenstruktur ausgewählter Stof-fe/ Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Koh-lenstoffdioxid, Metalle, Oxide (M)

Die Umkehrbarkeit chemischer Reakti-onen am Beispiel der Bildung und Zer-legung von Wasser beschreiben (CR)

erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellun-gen (K)

protokollieren den Verlauf und die Er-gebnisse von Untersuchungen und Dis-kussionen in angemessener Form (K)

stellen Hypothesen auf, planen geeigne-te Experimente zur Untersuchung und führen sie unter Beachtung von Sicher-heits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hy-pothesen aus (E)

Eigenschaften des Wassers (Anomalie des Wassers) Gehaltsangaben für Wasserinhaltsstoffe

Fakultativ: Experimentelle Wasseruntersuchung, Exkursion zu einer Kläranlage oder Wasserwerk

Basisinhalte Chemische Zusammensetzung des Reinstoffs Wasser, Wasserstoff (Vorkommen, Eigenschaf-ten, Darstellung, Verwendung und Nachweis/ Knallgasprobe) Wasser als Oxid: Bildung von Wasser als exotherme Reaktion/ Zerlegung als endotherme Reaktion Einführung der Moleküle

Metalle und Metallgewinnung Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände

Gebrauchsmetalle Das Beil des Ötzi

Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.B. Geruch, Farbe, elekt-rische Leitfähigkeit, Löslichkeit, Aggre-gatszustand, Schmelz- und Siedetem-peratur, Brennbarkeit) (M)

Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammenset-zung nennen, beschreiben und begrün-den: Reinstoffe, Stoffgemische, Element

recherchieren zu chemischen Sachver-halten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und aussage-kräftige Informationen aus (hier: Eigen-schaften der Metalle) (K)

analysieren Ähnlichkeiten und Unter-schiede durch Kriteriengeleitetes Ver-gleichen (E)

führen qualitative und einfache quantita-

Kontextzugang Lebensweltbezug durch Alltag, Umwelt, Geschichte (Geschichte der Metallge-winnung, Bronze, Ötzis Kupferbeil)

Basisinhalte: Stoffklasse Metalle, Charakterisierung einer Auswahl an Metallen, experimentelle Untersuchung von Me-talleigenschaften (Wärmeleitfähigkeit,

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Reduktion/ Redoxreaktion

Gesetz der konstanten Massenverhältnisse

(Metalle, Nichtmetalle), Verbundung (Oxide, Salze, Organsiche Stoffe) (M)

Zwischen Gegenstand und Stoff unter-scheiden (M)

Chemische Reaktionen als Umgruppie-rung von Atomen beschreiben (CR)

Redoxreaktionen nach dem Donator- Akzeptor- Prinzip als Reaktionen deu-ten, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Reaktionspartner aufgenom-men wird (CR)

Konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff) und Reduk-tionen als wichtige chemische Reaktio-nen benennen sowie deren Energiebi-lanz qualitativ darstellen (E)

Chemische Reaktionen durch Reakti-onsschemata in Wort- und evtl. in Sym-bolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßigkeit der konstan-ten Atomanzahlverhältnisse erläutern (CR)

tive Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese (E)

protokollieren den Verlauf und die Er-gebnisse von Untersuchungen (und Dis-kussionen) in angemessener Form (K)

zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Erkenntnis-sen der Chemie auf (E)

benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung chemi-scher Erkenntnisse und Methoden in his-torischen und gesellschaftlichen Zu-sammenhängen an ausgewählten Bei-spielen (B)

beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellun-gen (K)

beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unter-scheiden dabei Beobachtung und Erklä-rung (E)

argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig (K)

beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle oder Darstel-lungen (K)

interpretieren Daten, Trends Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen (E)

elektrische Leitfähigkeit, Duktilität)

Basisinhalte Einführung der Reduktion und Redox-reaktion, Reduktion von Metalloxiden (experimen-telle Untersuchungen),

Basisinhalte Vergleich der Massen bei chemischen Reaktionen (Konstante Massenverhält-nisse der Elemente in einer Verbindung am Beispiel der Reaktion von Kupfer mit Schwefel/ Eisen mit Schwefel oder der Reduktion von Kupferoxid mit Wasser-stoff)

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Schrott – Abfall oder Rohstoff?

Vom Eisen zum Hightech-Produkt Stahl

Recycling

Kenntnisse über Reaktionsverläufe nutzen, um die Gewinnung von Stoffen zu erklären (z.B. Verhüttungsprozesse) (CR)

stellen Anwendungsbereiche und Be-rufsfelder dar, in denen chemische und naturwissenschaftliche Kenntnisse be-deutsam sind (B)

binden chemische Sachverhalte in Prob-lemzusammenhänge ein, entwickeln Lö-sungsstrategien und wenden sie nach Mögllichkeit an (B)

argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig (K)

beschreiben und erklären in strukturier-ter sprachlicher Darstellung den Bedeu-tungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von an-deren Medien (K)

erkennen und bewerten Aspekte der Auswirkungen der Anwendung chemi-scher Erkenntnisse und Methoden in his-torischen und gesellschaftlichen Zu-sammenhängen an ausgewählten Bei-spielen (B)

Basisinhalte Stahl und Stahlerzeugung, Recycling von Schrott – Von Eisen und Schrott zum Stahl, Kennzeichen technischer Prozesse, Der Hochofenprozess – Herstellung von Roheisen im Hochofen (Aufbau und chemische Reaktionen),

Inhaltsfeld 5: Elementfamilien, Atombau und Periodensystem

Fachlicher Kontext: Böden und Gestein – Vielfalt und Ordnung

Kontext: A) Aus tiefen Quellen

Sequenzen 1. Lebensmittel im Warentest: Mineralwasser

2. „We are a family“

3. Ordnung schaffen – aber wie? 4. Natrium und Chlor unter der Lupe

1. Vorkommen, Gesteinsschichten, Konzentrationsangaben 2. Periodensystem, Alkalimetalle, Nachweisreaktionen,

Familie der Alkalimetalle, periodische Eigenschaften/

1. Vergleich der Etiketten und Inhaltsangaben von verschiedenen Mineralwäs-

sern

2. Reaktion von Natrium mit Wasser (LV)

Reaktion von Lithium mit Wasser (LV)

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14-16 h

Atombau, Halogene

�CR: ...chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer

Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe,

Wassernachweis).

3. Haupt- und Nebengruppen/ Metalle, Nichtmetalle �M: ...Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente

beschreiben und als Ordnungs- und Klassifizierungsschema

nutzen, Haupt- und Nebengruppen unterscheiden.

4. Atomsymbole, Element, Metall, Nichtmetall, Salz �CR: ...chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in

Wort- und evtl. Symbolformulierungen unter Angabe des

Atomanzahlverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßigkeit

der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern.

Kern-Hülle-Modell, Elementarteilchen, Schalenmodell

und Besetzungsschema, Atomare Masse, Isotope

�M: ...Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen.

�M: ...Atome mithilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells darstellen

und Protonen, Neutronen als Kernbausteine benennen

sowie die Unterschiede zwischen Isotopen erklären.

Flammenfärbung (SV)

Halogenidnachweis mit Silbernitrat-Lösung in Mineralwasser (SV, arbeitstei-

lig)

Gruppen-Referate zu den Halogenen

�PE: …analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes

Vergleichen

3. Spiel zum Aufbau des PSE, Animationen

�PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte

unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und

Darstellungen.

4. Ableitung der Atomsymbole durch Übersetzung historischer Versuchsan-leitungen/ Rezepturen (Textarbeit, UG)

Gruppenpuzzle* zum Atombau

�PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit,

auch als Team.


unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen.

�PB: …nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung

und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge.

Inhaltsfeld 6: Ionenbindung und Ionenkristalle

Fachlicher Kontext: Die Welt der Mineralien

Kontext: A) Salzbergwerke

Sequenzen 1. … Salze und Gesundheit …

2. … Wie viel Metall aus einem Erz? 3. … Düngemittel - was braucht der Boden .

Zeit-bedarf

Fachliche Schwerpunkte/ angestrebte konzeptbezogene Kompetenzen

Experimente/ methodische Hinweise angestrebte zentrale prozessbezogene Kompetenzen

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15-17 h

1. Entstehung von Salzlagerstätten, Salzgewinnung und Verwendung, Salz als historisches Handelsgut �M: ...Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Löslichkeit,

Dichte, Verhalten als Säure bzw. Lauge) bezüglich ihrer Verwendungs-

möglichkeiten

bewerten.

�M: ...Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische

nutzen.

�M: ...Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung,

Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung

großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen.

�E: ...Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzustän-

den

herbeizuführen (z. B. im Zusammenhang mit der Trennung

von Stoffgemischen).

2. Leitfähigkeit von Salzlösungen, Ionenbildung, Edelgaskon-figuration,

Oktettregel Ionenbindung, Ionengitter, Gitterenergie, Verhältnisformel, Formeleinheit, Salzkristalle

�M: ...Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z. B. Farbe,

Geruch, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- und Siedetempe-

ratur,

Aggregatzustände, Brennbarkeit).

�M: ...Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis un-

terschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen

mithilfe von Bindungsmodellen erklären (z. B. Ionenverbindungen,

anorganische Molekülverbindungen, polare – unpolare Stoffe,

Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe).

�M: ...Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären.

�M: ...Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungs-

verhältnissen

1. Bad Reichenhall: Alpensalz aus Natursole Mindmap*

Kurzreferate (arbeitsteilige GA)

eingebunden zwischen Präsentationen: ausgewählte Filmsequenzen Bewegungsspiel* (Entstehung von Salzlagerstätten)

Löslichkeit von Natriumchlorid bei verschiedenen Temperaturen

(SV)

Züchten von Kristallen (SV) �PE: …recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische

Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und

Informationen kritisch aus.

�PE: …wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen,

prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten-

und situationsgerecht.

�PK: …argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.


auch als Team.

�PK: …prüfen Darstellungen in Medien hinsichtlich ihrer fachlichen

Richtigkeit.

2. Leitfähigkeit von festem Natriumchlorid, NaCl-Lösung, dest.

Wasser (SV)

Synthese von NaCl aus den Elementen (LV), Animation

Lernzirkel* Natriumchlorid: mikroskopische Untersuchung von Kristallen,

Atom- und Ionendurchmesser, Ionengitter (Koordinationszahl), Einsatz von Modellen, Animation

�PB : ...nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung


�PE …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer

und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu

beantworten sind.

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(Ionenbildung, Elektronenpaarbindung und

Metallbindung) erklären

�M: ...Chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung)

mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines

differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben.

�CR: ...Chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen be-

schreiben

3. Massenverhältnis (atomare Masse/ Masse), Verhältnis-formel, Molekülformel/ Formeleinheit Chemische Formelschreibweise und Reaktionsgleichungen

�CR: ...Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der

Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen

erklären.

�CR: ...Chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wortund

evtl. in Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlverhältnisses

beschreiben und die Gesetzmäßigkeit der konstanten

Atomanzahlverhältnisse erläutern.

�CR: ...Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichun-

gen

beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die

Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berechnungen

durchführen

3. Ermittlung der Verhältnisformel von Kupfersulfid: Synthese aus

den Elementen (SV)

“Entdeckung“ verschiedener Salze: Ermittlung der Verhältnisformel aus angegebenem Massenverhältnis, Reaktionsgleichung zur Synthese

aus den Elementen (arbeitsteilige GA)

�PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und

Untersuchungen durch und protokollieren diese.

Kontext: B) Salze und Gesundheit

Sequenzen 1. Pflanzen brauchen Dünger – was brauchen wir?

2. Das Salz in der Suppe – womit können wir unseren Nährsalzbedarf wirklich decken?

1. Mineralstoffe, Salze, Elektrolyte, Bedeutung von Mineral-stoffen für den menschlichen Körper

1. Brainstorming* : Düngemittel (IHF 5),

Funktion von Mineralstoffen für den menschlichen Körper und/

im Vergleich für Pflanzen (Wdh., IHF 5) (u.a. AB, arbeitsteilige,

binnendifferenzierte GA) �PE: …wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen,

prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten-

und situationsgerecht.�PK: ...vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten

13

5 h

2. Mineralstoffverluste, Mineralstoffversorgung durch Le-bensmittel, gesunde Ernährung �M: ...Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung,

Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung

großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen

und

reflektieren ihre Arbeit, auch als Team.

�PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische

Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von

Modellen und Darstellungen.

�PK: …recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen

Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus.

Nachweise von Mineralstoffen in pflanzlicher Asche, Jodsalz, Mineralwasser, Leitungswasser, Isodrinks, u. a. (SV)

Literaturrecherche: „Mein gesunder – mineralstoffhaltiger - Speiseplan“

(HA in EA, Vorstellen und Diskussion im Plenum) �PE: …stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen

und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von

Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug

auf die Hypothesen aus.

�PB: …beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen

zur Erhaltung der eigenen Gesundheit.

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Inhaltsfeld 7: Freiwillige und erzwungene Elektronenübertragungen

Fachlicher Kontext: Metalle schützen und veredeln

Kontext: A) Dem Rost auf der Spur Sequenzen 1. … Metalle - hart aber schutzbedürftig 2. … Metallüberzüge - nicht nur Schutz vor Korrosion… 3. … Salzlösungen und elektrischer Strom.

Zeit-bedarf



5 h

1. Verarbeitung von verschiedenen Werkstoffen (Kunststof-fe, Metalle, etc.), Eigenschaften der Werkstoffe (Schwerpunkt Metalle, vgl. Inhaltsfeld 4) und Verwendung 2. Bau von Metallen/ Metallbindung �M: ...Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften (z.B. Leitfähigkeit)

identifizieren.

�M: ...Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und

erklären.

�M: ...Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und

Bindungsverhältnissen (Ionenbindungen, Elektronenpaarbindungen

und Metallbindung) erklären.

3. Einfluss von Sauerstoff, Wasser und Salzwasser auf den

Rostvorgang, Vergleich langsame (stille)/ schnelle Verbren-nung,

Oxidationen als Elektronenübertragungsreaktionen

�CR: ...Deuten Redoxreaktionen als Reaktion nach dem

Donator- Akzeptor-Prinzip, bei denen Sauerstoff abgegeben

und vom Rektionspartner aufgenommen wird.

1. Internet-Recherche: Werkstoffe am/ im Lieblingsauto (HA) �PE: …recherchieren in unterschiedlichen Quellen (in diesem Fall: dem Internet)

und werten die Daten/ Informationen kritisch aus.

�PE: …wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen

sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situations-gerecht.

2. Elektrische Leitfähigkeit von Metallen (SV), Animation

�PE: …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer

und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten

sind.

3. Untersuchung des Rostvorgangs: Eisenwolle in verschiedenen Milieus

(SV)

Verbrennen von Magnesium (in der Brennerflamme/ in reinem Sauerstoff)

(SV/ LV)

�PE: …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer


sind.

�PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen

durch und protokollieren diese.

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�PE: …stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente

zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheitsund

Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen

aus.

�PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und

Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen

ab.

Kontext: B) Unedel – dennoch stabil

Sequenzen:. 1. guter Werkstoff – schneller Roster 2. edle Haut für schnelle Rostero.

6 h

1. Reaktion unedler Metalle als Nachteil bei Verwendung, Rost als wirtschaftlicher Schaden, Möglichkeiten des Rost-schutzes

(Metallüberzug, Lack, Kunststoffüberzug, etc.) 2. Reaktionen von Metallen mit Salzlösungen, Redoxreihe der Metalle, Reaktionen zwischen Metallatomen und

Metallionen

�CR: ...Deuten elektrochemischer Reaktionen (Elektrolyse

und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem

Donator-Akzeptor-Prinzip als Aufgabe und Abgabe von

Elektronen, bei denen Energie umgesetzt wird.

1. Recherche (Textvorgabe): Verwendung von Metallen, „Rostvorkommen“,

volkswirtschaftlicher Schaden (Graphiken), gängige Schutzmaßnahmen (arbeitsteilige GA)

�PE: …interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären

diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen.


auch als Team.

�PB: ...beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen

kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten.

�PB: entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter

Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden

können

2. Versuche zur Reaktion zwischen Metallen und Salzlösungen (SV),

Animation �PE: …stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente

zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheitsund

Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen

aus.

�PB: …binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein,

entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an.

Kontext: C) Metallüberzüge: nicht nur Schutz vor Korrosion Sequenzen: 1. Gleichmäßig schützen – ein Griff in die elektrochemische Trickkiste

2. Schöner Schutz

16

4 h

1. Beispiel einer einfachen Elektrolyse, Galvanisieren �CR: ...Deuten elektrochemischer Reaktionen (Elektrolyse

und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem

Donator-Akzeptor-Prinizp als Aufgabe und Abgabe von

Elektronen, bei denen Energie umgesetzt wird.

�CR: ...Beschreiben Möglichkeiten der Steuerung chemischer

Reaktionen durch Variation der Reaktionsbedingungen.

2. Technische Anwendung der Elektrolyse �CR: ...Beschreiben Möglichkeiten der Steuerung chemischer

Reaktionen durch Variation der Reaktionsbedingungen.

Galvanisieren eines Metallgegenstandes (SV), Animation

�PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen

durch und protokollieren diese.

2. Internet-Recherche: Technische Elektrolyse



ab. �PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte


Darstellungen.


Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen

aus.

�PB: …nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um

lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen.

17

Inhaltsfeld 8: Unpolare und polare Elektronenpaarbindungen

Fachlicher Kontext: Wasser – mehr als ein einfaches Lösemittel

Kontext: A) Wasser und seine besonderen Eigenschaften und Verwendbarkeit Sequenzen: 1. Wasser – ein Oxid

2. Wasser – Anomalie durch Dipole

3. Nicht nur Wasser ist ein Dipol

4. Wasser als Lösemittel

Zeit-bedarf



10 h

1. Wasser - eine Verbindung aus Sauerstoff und Wasser-stoff, die Atombindung:

§ unpolare Elektronenpaarbindung im Wasserstoffund

im Sauerstoff-Molekül

§ polare Atombindung im Wassermolekül, Wasser als

Dipol (bereits in IHF 3)

�CR: ...Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben.

�CR: ...Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in

der Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer

Bindungen erklären.

�CR: ...Mithilfe eines angemessenen Atommodells und

Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten

bei chemischen Reaktionen gelöst werden und

entstehen.

�CR: ...Die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel

der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben.

�M: ...chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung)

mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome

mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben.

2. Wasserstoffbrückenbindungen, Vergleich: polare und unpolare Lösungsmittel

1. Synthese von Wasser aus den Elementen (LV)

Analyse von Wasser (LV)

Wasser – ein polares Lösungsmittel (SV)

Erarbeitung der polaren und unpolaren Elektronenpaarbindung an Hand von Modellen und Experimenten �PK: …argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.


unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle

und Darstellungen

�PB: …Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung

und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge.)

�PB: …beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells.

2. exp. Stationenlernen* zu den Stoffeigenschaften von Wasser


18

�M: ...Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften

nutzen.

�M: ...Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und

Bindungsverhältnissen erklären.

�M: ...Kräfte zwischen Molekülen als Dipol-Dipol-Wechselwirkungen

und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen.

3. weitere Dipole: Chlorwasserstoff- und Ammoniak-

Moleküle �M: ...Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften

nutzen.

�M: ...Kräfte zwischen Molekülen als Dipol-Dipol-

Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen.

4. Lösen von Salzen, Hydratisierung

�E: ...Vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz

durchführen.


ab.


unter Verwendung der Fachsprache und mithilfe geeigneter Modelle und

Darstellungen.

�PK: …dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer

Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatengerecht.

3. Lerntempoduett* zu Chlorwasserstoff und Ammoniak


auch als Team.


unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle

und Darstellungen.

4. Lösen von Salzen im Wasser (SV), Erarbeitung des Lösevorgangs

auf der Teilchenebene, Animation �PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte


Darstellungen.


Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen

aus.

19

Inhaltsfeld 9: Saure und alkalische Lösungen

Fachlicher Kontext: Reinigungsmittel, Säuren und Laugen im Alltag

Kontext: A) Anwendungen von Säuren im Alltag und Beruf Sequenzen 1. Säuren in Küche und Bad 2. Das Geheimnis saurer Lösungen 3. Echt „ätzend“?! - Natronlauge und Co. …

Zeit-bedarf



10 h

1. Zusammensetzung verschiedener Putz- und Reinigungs-mittel, Gefahrstoffbezeichnungen, Indikatoren für saure und alkalische Lösungen M: ...Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Verhalten

als Säure) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten.

CR: ...saure und alkalische Lösungen mit Hilfe von Indikatoren

nachweisen.

2. Eigenschaften saurer Lösungen, Ionen in sauren Lösun-

gen, Säuren und ihre Säurerest-Ionen in Lösung M: ...Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z. B.

elektrische Leitfähigkeit).

CR: ...Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen

Wasserstoff-Ionen enthalten.

M: ...Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe

mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen-/

Strukturformeln).

3. Ionen in alkalischen Lösungen (Laugen), Wirkung von Ab-

flussreiniger

1. Übersicht: Zusammensetzung verschiedener Putz- und Reinigungsmittel (anhand „Warenkorb“ oder vorbereitende HA)

Reinigungsmittel im Test (Wirkung säurehaltiger Reinigungsmittel auf Kreide, Marmor, Eierschale, Eiklar) (SV) PE: …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer


sind.

PB: ...entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter

Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet.

2. elektrische Leitfähigkeit saurer Lösungen (SV)

Nichtleitfähigkeit wasserfreier Säuren (LV), Elektrolyse saurer Lösun-gen (SV), Animation Reaktion saurer Lösungen mit Magnesium, Knallgasprobe (einfacher

Gasentwickler) (SV) PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchun-

gen durch und protokollieren diese.

PK: …Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte


Darstellungen.

PB: …nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung


3. Untersuchung alkalischer Reinigungsmittel (SV) Wirkung von Abflussreiniger auf Haare, Fleisch, ... (LV)

20

CR: ...Die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhan-

densein von Hydroxid-Ionen zurückführen. Ammoniakspringbrunnen-Versuch (LV)

PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und

Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.

PB: …beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung

der eigenen Gesundheit.

Kontext: B) Haut und Haar, alles im neutralen Bereich Sequenzen 1. „pH-neutral“ – nur ein Werbeslogan?

2. Wie viel Säure ist da drin?

3. Erweiterung, Vertiefung, Anwendung

10 h

1. pH-Wert, Neutralisation, Protonenaufnahme und -abgabe

an einfachen Beispielen CR: ...den Austausch von Protonen als Donator-Akzeptor-

Prinzip einordnen.

2. Titration, stöchiometrische Berechnungen, Einführung: Stoffmenge n und Stoffmengenkonzentration c CR: ...Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktions-

gleichungen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen

die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berech-

nungen durchführen.

3. Säuren und ihre Salze; Antiazida; Schwefelsäure, Batte-

riesäure CR: ...wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen

vom Prinzip her erläutern (z.B. Säureherstellung.)

1. pH-Wert und Neutralisierung von Seifen-Lösung und Natronlauge im Vergleich (SV) Untersuchung verschiedener „pH-neutraler“ Körperpflegemittel (SV) PE: …analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes

Vergleichen.

PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und

Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.

PK: …prüfen Darstellungen in Medien hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit.

1. Konzentrationsbestimmung saurer Lösungen

Titration von Salzsäure mit Natronlauge (SV) Untersuchung weiterer saurer Lösungen (z. B. Entkalker, Salatsauce, …) (SV)

PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchun-

gen durch und protokollieren diese. PB: …binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein,

entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an.

3. Übersicht: Säuren und ihre Salze, Vorkommen und Verwendung…

Sodbrennen und Antiazida: Wirkung eines Antiazidums (SV) Kurzreferate: Säuren in Alltag und Technik, Verwendung, Herstellung, …

Concept-maps*: Säuren und Laugen in Alltag und Technik PK: ..dokumentieren und präsentieren den Verlauf ihrer Arbeit sachgerecht,

situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer

Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen.

PB: …nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebens-

21

praktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen

22

Inhaltsfeld 10: Energie aus chemischen Reaktionen

Fachlicher Kontext: Zukunftssichere Energieversorgung

Kontext: A) Mobilität – die Zukunft des Autos Sequenzen 1. Erdöl – Basis unserer Kraftstoffe

2. Was kommt in den Tank?

3 Das Auto – ein sinnvoller Energiewandler?

4.Treibstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

Zeit-bedarf



12 h

1. Organische Chemie, Erdöl, Raffinerie, Alkane als Erdöl-

produkte,

Nomenklatur, homologe Reihe M: ...Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur

Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur

Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen.


mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen-/

Strukturformeln, Isomere).

M: ...Mit Hilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die

räumliche Struktur von Molekülen erklären.

2. Flamm-, Brenn- und Entzündungstemperatur der Alkane, Benzin, Oktanzahlen, Ottomotor E: ...Das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch

Verbrennung erläutern.

1. Fraktionierte Destillation von Erdöl (LV)

Nachweis der Elemente Kohlenstoff u. Wasserstoff in Paraffin (SV)

Gruppenpuzzle* „Erdöl“: Weltweite Fördermengen, Umweltprobleme durch Förderung, Transport und Nutzung, Erdölversorgung und weltpoli-tische Lage Einsatz der Molekülbaukästen

Stille Post*: Nomenklaturübungen PK: …argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.

PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte

unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellun-

gen.

2. Zeitungsberichte über Unfälle mit Benzinkanistern oder Tankfahrzeugen

Flamm- und Brenntemperatur von Heptan; Brennbarkeit von Diesel; Kriechende Dämpfe (LVe)

Arbeitsblätter und Videoanimationen zur Arbeitsweise des Ottomotors PK: …beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung

den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten

und von anderen Medien.

PB: …nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten

von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien,

und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen

bei Experimenten und im Alltag.

23

3. Bindungsenergie, Verbrennungsenergie, Energiedia-gramme, Energiebilanz des Autos E: ...Die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie

quantitativ einordnen.

E: ...Beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur

Energiegewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luft-

schadstoffen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüs-

sen (z. B. Treibhauseffekt, Wintersmog).

4. Biogas, Bioethanol, Biodiesel, Energiebilanzen E: ...Vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz

durchführen.

E: ...Die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie,

Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge,

erneuerbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und

Nachteile kritisch beurteilen.

3. Kalorimeter: Verbrennungsenergie von Benzin (LV)

Abbildungen zu Energieformen und ihrer Umwandlung, Diagramm zur Energiebilanz des Autos

PE: …interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären

diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen.

PK: …vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren

Einwände selbstkritisch.

PB: …erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichts-

fächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf.

4. Kurzreferate und Plakaterstellung zu nachwachsenden Rohstoffen als Treibstoff für Autos (GA, arbeitsteilig)

Diskussion der Vor- und Nachteile der verschiedenen Treibstoffe, fossil und nachwachsend (Nachhaltigkeits- und Umweltaspekte) PK: …veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen

oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln.

PB: ...beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen

kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten.

PB: …beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen

menschlicher Eingriffe in die Umwelt.

PB: …diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschied-

lichen Perspektiven auch unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung

Kontext: B) Neue Treibstoffe – neue Antriebsformen Sequenzen: 1. Wasserstoff – DER Energieträger von morgen?

2. Elektroautos- DIE Antriebsform von morgen?

10 h

1. Wasserstofftechnologie, Photovoltaik-Anlagen CR: ...Die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel

der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben.

CR: ...Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern.

E: ...Die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie

und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei

elektrochemischen Phänomenen beschreiben und erklären.

1. Elektrolyse von Wasser (LV) Knallgasreaktion (SV/ LV) Wasserstoff-Springbrunnen (LV) Recherche: Wasserstoff – Wasserstofftechnologie PE: …beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge

und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung.

PB: …entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter

Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden

können.

24

2. Beispiel einer einfachen Batterie, Brennstoffzelle,

Akkumulatoren CR: ...Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern.

E: ...Erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen

mit Energieumsätzen verbunden sind.

E: ...Das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energie-

quellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären

(z. B. einfache Batterie, Brennstoffzelle).

E: ...Die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie,

Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemischer Vorgänge, Nachteile kritisch beurteilen.

2. Internetrecherche, Broschüren und CDs der Automobilindustrie evtl.: webquest* zu Akkumulatoren und Brennstoffzellen

Zink-Iod-Zelle (Modellversuch zum Akkumulator) (SV)

Abschlussdiskussion:

Amerikanische Debatte* oder Podiumsdiskussion* „Pro und Contra alternati-

ver Energiequellen – Wo soll die Entwicklung hingehen?“ PE: …recherchieren in unterschiedlichen Quellen (in diesem Fall: dem Internet)

und werten die Daten/ Informationen kritisch aus.

PK: …argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.

PB: …stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind.

PB: …nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten

von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien,

und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten

und im Alltag.

25

Inhaltsfeld 11: Organische Chemie

Fachlicher Kontext: Der Natur abgeschaut

Kontext: A) Vom Traubenzucker zum Alkohol Sequenzen 1. Kohlenhydrate in unseren Nahrungsmitteln

2. Von der Traube zum Wein

3. Wenn Wein sauer wird…

Zeit-bedarf



12 h

1. Einfach-, Zweifach- und Mehrfachzucker; Glucose, Saccharose, Stärke; Ketten- und Ringstruktur typische Eigenschaften org. Verbindungen,

Struktur-Eigenschaftsbeziehungen

M: ...Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen-/

Strukturformeln, Isomere).

2. alkoholische Gärung, Ethanol,

funktionelle Gruppe: Hydroxyl-Gruppe CR: ...Chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer

Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasser-

probe, Wassernachweis).

E: ...Den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder bio-

chemischen Prozessen beschreiben und begründen.

3. Oxidation der Alkanole, Alkansäuren,

funktionelle Gruppe: Carboxyl-Gruppe

1. Untersuchung verschiedener Nahrungsmittel oder deren Bestandteile:

Nachweis von Kohlenstoff und Wasser beim Verbrennen von

Kohlenhydraten (z.B.: Brot, Zucker)(LV/ SV)

Löslichkeit von Glucose und Fructose in Wasser und Heptan (SV) Fehling-Probe (SV) Untersuchungen von Saccharose (Fehling-Probe vor und nach Hydroly-

se…) (SV)

Nachweis von Stärke und Stärkeabbau im Modellexperiment (SV) PE: …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer


sind.

PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchun-

gen durch und protokollieren diese.

2. Gärungsansatz (LV/ SV)

Bestimmung des Alkohol-Gehaltes in der Gärlösung (SV) PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagser-

scheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.

PB: ...entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter


3. Gruppenpuzzle*: Der Weg vom Alkanol zur Säure

Herstellung von Essig

Vorkommen und Verwendung weiterer Alkansäuren

Gemeinsame Erstellung von Plakaten oder Mindmaps

26

PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit,

auch als Team.

PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte


Darstellungen.

PK: …dokumentieren und Präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer

Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter

Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen,

Tabellen oder Diagrammen.

PB: ...erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfä-

chern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf.

PB: …stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische

Kenntnisse bedeutsam sind.

Kontext: B) Moderne Kunststoffe Sequenzen 1. Kunststoffe – die Werkstoffe unserer Zeit

2. Aus klein mach groß – Die Herstellung von Kunststoffen

3. Wohin mit dem Kunststoffmüll – Recycling oder biologischer Abbau?

10-12 h

1. Struktur und Eigenschaften der Kunststoffe, Thermoplas-

te,Duroplaste, Elastomere, Verwendung der Kunststoffe M: ...Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der

Basis untersch. Kombinationen und Anordnungen von Atomen

mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären.

2. Beispiel eines Makromoleküls (Polymilchsäure), Reakti-

1. Recherche: Kunststoffe und ihre Verwendung

Erstellen einer Mindmap (arbeitsteilige GA) PB: ...benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung

chemischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen

Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen.

PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit,

auch als Team.

PK: …recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen

Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus.

Untersuchung eines Kunststoffes (Dichte, Brennbarkeit, Schmelztempera-tur, Zersetzungsverhaltens, Säurebeständigkeit) (SV, arbeitsteilige GA) PE: …analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch Kriterien geleitetes

Vergleichen.

PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersu-

chungen durch und protokollieren diese.

2. Bildung von Makromolekülen

Modell-Einsatz: „Puzzle“ mit mono-, bi- und trifunktionellen Teilen zur

27

onstyp der Polykondensation, Monomer – Polymer, bifunktionelle Moleküle, Katalysatoren

CR: ...Wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen

vom Prinzip her erläutern (z. B. Kunststoffherstellung).

E: ...Den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder bio-

chemischen Prozessen beschreiben und begründen.


mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen.

3. Kennzeichnung von Kunststoffen, Recycling, Flotation, Pyrolyse, Hydrolyse, Kunststoff-Kreislauf; abbaubare Kunststoffe, Kompostierung CR: ...einen Stoffkreislauf als eine Abfolge verschiedener Reak-

tionen deuten.

M: ...Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur

Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur

Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen

Veranschaulichung der Polymerbildung, Funktion eines Katalysators Herstellung von Polymilchsäure (SV)

Internet-Recherche und Kurzvorträge zu Eigenschaften und Verwendung

der Polymilchsäure PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte


Darstellungen.

PB: …nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung


2. Trennung eines Gemisches aus Kunststoffgranulat durch Flotation (SV), Herstellung einer Stärkefolie (SV) PE: …zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen

Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf.

PB: …entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter


28

Konzeptbezogene Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der Stoffumwandlung zum Konzept der chemischen Reaktion so weit ent-wickelt, dass sie…

Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben.

chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften erkennen, und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Gemischen unterscheiden.

chemische Reaktionen von Aggregatzustandsänderungen abgrenzen.

Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der Anordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären.

Stoffumwandlungen herbeiführen.

Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als chemische Reaktion deuten.

mithilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten bei che-mischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen.

den Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen durch die konstante Atomanzahl erklären.

chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben.

Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch Variation von Reaktionsbedingungen beschreiben und ggf. expe-rimentell umsetzen.

chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort- und evtl. in Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlenverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern.

Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichungen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berechnungen durchführen.

chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe Wassernachweis).

Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deuten, bei denen Energie freigesetzt wird.

Redoxreaktionen nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Reaktionen deuten, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Reaktionspartner aufgenommen wird.

elektrochemische Reaktionen (Elektrolyse und elektrochemische Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Aufnahme und Abgabe von Elektronen deuten, bei denen Energie umgesetzt wird.

die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bildung und Zersetzung von Wasser beschreiben.

29

saure und alkalische Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nachweisen.

Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoff-Ionen enthalten.

die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhandensein von Hydroxid-Ionen zurückführen.

den Austausch von Wasserstoff-Ionen als Donator-Akzeptor-Prinzip einordnen.

Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren.

einen Stoffkreislauf als eine Abfolge verschiedener Reaktionen deuten.

Kenntnisse über Reaktionsabläufe nutzen, um die Gewinnung von Stoffen zu erklären (z. B. Verhüttungsprozesse).

wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her erläutern (z. B. Eisenherstellung, Säureherstel-lung, Kunststoffproduktion).

Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern.

das Schema einer Veresterung zwischen Alkoholen und Carbonsäuren vereinfacht erklären.

Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept zur Struktur der Materie so weit entwickelt, dass sie …

Zwischen Gegenstand und Stoff unterscheiden.

Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen: Reinstoffe, Gemische; Elemente (z. B. Metalle, Nichtmetalle), Verbindungen (z. B. Oxide, Salze, organische Stoffe).

Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente beschreiben und als Ordnungs- und Klassifikationsschema nutzen, Haupt- und Nebengruppen unterscheiden.

Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.B. Farbe, Geruch, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- und Siedetemperatur, Aggregatzustände, Brennbarkeit).

Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen.

Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen.

die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären (z. B. Ionenverbindungen, anorganische Molekülverbindungen, polare – unpolare Stoffe, Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe).

Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Löslichkeit, Dichte, Verhalten als Säure bzw. Lauge) bezüglich ihrer Verwen-dungsmöglichkeiten bewerten.

Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen.

Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschrei-bung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen.

30

die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe einfacher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoff-dioxid, Metalle, Oxide).

Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hilfe von Formelschreibweisen darstellen (Summen –/Struk-turformeln, Isomere).

die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der Anziehung von Teilchen deuten.

Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären.

Kräfte zwischen Molekülen als Van-der-Waals-Kräfte Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen be-zeichnen.

Einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktionen nutzen.

Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen.

den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung und Metallbindung) erklären.

Atome mithilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells darstellen und Protonen, Neutronen als Kernbausteine benennen sowie die Unterschiede zwischen Isotopen erklären.

Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorstellung beschreiben.

chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben.

mithilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären.

Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der Energie so weit entwickelt, dass sie …

chemischen Reaktionen energetisch differenziert beschreiben, z. B. mit Hilfe eines Energiediagramms.

die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie quantitativ erfassen.

Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen herbeizuführen (z. B. im Zusammenhang mit der Tren-nung von Stoffgemischen).

Siede- und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben.

erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird.

erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen verbunden sind.

Energetische Erscheinungen bei exothermen chemischen Reaktionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespei-cherten Energie in Wärmeenergie zurückführen, bei endothermen Reaktionen den umgekehrten Vorgang erkennen.

konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff) und Reduktionen als wichtige chemische Reaktionen be-nennen sowie deren Energiebilanz darstellen.

31

die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei elektro-chemischen Phänomenen beschreiben und erklären.

erläutern, dass zur Auslösung einiger chemischer Reaktionen Aktivierungsenergie nötig ist, und die Funktion eines Katalysa-tors deuten.

den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder biochemischen Prozessen beschreiben und begründen.

das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbrennung erläutern.

vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen.

das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z. B. Batterie, Brennstoffzelle).

beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstof-fen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (z. B. Treibhauseffekt, Wintersmog).

die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneu-erbare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen.

Prozessbezogene Kompetenzen Kompetenzbereich: Erkenntnisgewinnung (PE) Schülerinnen und Schüler …

beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung.

erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersu-chungen zu beantworten sind.

analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen.

führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch und protokollieren diese.

recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmetho-den und Informationen kritisch aus.

wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten die-se adressaten- und situationsgerecht.

stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus.

32

interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen.

stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.

zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf.

Kompetenzbereich: Kommunikation (PK) Schülerinnen und Schüler …

argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.

vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch.

planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team.

beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen.

dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen.

veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln.

beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. all-tagssprachlichen Texten und von anderen Medien.

prüfen Darstellungen in Medien hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit.

protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen in angemessener Form.

recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräfti-ge Informationen aus.

Kompetenzbereich: Bewertung (PB) Schülerinnen und Schüler …

beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten.

stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind.

nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Bei-spielen moderner Technologien, und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag.

33

beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit.

benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung chemischer Erkenntnisse und Methoden in histori-schen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen.

binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an.

nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zu-sammenhänge.

beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells.

beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt.

erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf.

nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu er-schließen.

entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Che-mie beantwortet werden können.

diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven auch unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung.

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Inhaltsfelder

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Kompetenzbereich: Erkenntnisgewinnung (PE) Schülerinnen und Schüler …

beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vor-gänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung.

erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemi-scher und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchun-gen zu beantworten sind.

analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen.

führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Un-tersuchungen durch und protokollieren diese.

recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektroni-

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sche Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus.

wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht.

stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus.

interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklä-ren diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen.

stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.

zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie auf.

Kompetenzbereich: Kommunikation (PK) Schülerinnen und Schüler …

argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig. vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände selbstkritisch.

planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team.

beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sach-verhalte unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen.

dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Dia-grammen.

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veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathe-matischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln.

beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstel-lung den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltags-sprachlichen Texten und von anderen Medien.

prüfen Darstellungen in Medien hinsichtlich ihrer fachlichen Rich-tigkeit.

protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchun-gen und Diskussionen in angemessener Form.

recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen Quellen und wählen themenbezogene und aussagekräftige In-formationen aus.

Kompetenzbereich: Bewertung (PB) Schülerinnen und Schüler …

beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informatio-nen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten.

stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse bedeutsam sind.

nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien, und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag.

beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit.

benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwen-dung chemischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an ausgewählten Beispie-len.

binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglich-keit an.

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nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklä-rung und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusam-menhänge.

beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells. beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt.

erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen Unterrichtsfächern aufweisen und zeigen diese Bezüge auf.

nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschlie-ßen.

entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können.

diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven auch unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung.

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Inhaltsfelder

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Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der Stoff-umwandlung zum Konzept der chemischen Reaktion so weit entwickelt, dass sie…

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Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben. chemische Reaktionen an der Bildung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften erkennen, und diese von der Herstellung bzw. Trennung von Gemischen unterscheiden.

chemische Reaktionen von Aggregatzustandsänderungen ab-grenzen.

Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der An-ordnung von Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären.

Stoffumwandlungen herbeiführen. Stoffumwandlungen in Verbindung mit Energieumsätzen als

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chemische Reaktion deuten.

mithilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Periodensystems erklären, welche Bindungsarten bei che-mischen Reaktionen gelöst werden und welche entstehen.

den Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen durch die konstante Atomanzahl erklären.

chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen be-schreiben.

Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch Va-riation von Reaktionsbedingungen beschreiben und ggf. expe-rimentell umsetzen.

chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort- und evtl. in Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlenverhältnisses beschreiben und die Gesetzmäßig-keit der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern.

Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichun-gen beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und einfache stöchiometrische Berech-nungen durchführen.

chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benut-zen (Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe Was-sernachweis).

Verbrennungen als Reaktionen mit Sauerstoff (Oxidation) deu-ten, bei denen Energie freigesetzt wird.

Redoxreaktionen nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Reak-tionen deuten, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Reaktionspartner aufgenommen wird.

elektrochemische Reaktionen (Elektrolyse und elektrochemi-sche Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Aufnahme und Abgabe von Elektronen deuten, bei denen Energie umgesetzt wird.

die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bil-dung und Zersetzung von Wasser beschreiben.

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saure und alkalische Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nach-weisen.

Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Was-serstoff-Ionen enthalten.

die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhandensein von Hydroxid-Ionen zurückführen.

den Austausch von Wasserstoff-Ionen als Donator-Akzeptor-Prinzip einordnen.

Das Verbrennungsprodukt Kohlenstoffdioxid identifizieren und dessen Verbleib in der Natur diskutieren.

einen Stoffkreislauf als eine Abfolge verschiedener Reaktionen deuten.

Kenntnisse über Reaktionsabläufe nutzen, um die Gewinnung von Stoffen zu erklären (z. B. Verhüttungsprozesse).

wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her erläutern (z. B. Eisenherstellung, Säureherstellung, Kunststoffproduktion).

Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern. das Schema einer Veresterung zwischen Alkoholen und Carbonsäuren vereinfacht erklären.

Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept zur Struktur der Materie so weit entwickelt, dass sie …

Zwischen Gegenstand und Stoff unterscheiden. Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen: Reinstoffe, Gemische; Elemente (z. B. Metalle, Nichtmetalle), Verbindungen (z. B. Oxide, Salze, organische Stoffe).

Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente beschrei-ben und als Ordnungs- und Klassifikationsschema nutzen, Haupt- und Nebengruppen unterscheiden.

Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z.B. Farbe,

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Geruch, Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- und Sie-detemperatur, Aggregatzustände, Brennbarkeit).

Stoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung und Teilchenstruktur ordnen.

Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen. die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis un-terschiedlicher Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen erklären (z. B. Ionenverbindun-gen, anorganische Molekülverbindungen, polare – unpolare Stoffe, Hydroxylgruppe als funktionelle Gruppe).

Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Löslichkeit, Dichte, Verhalten als Säure bzw. Lauge) bezüglich ihrer Verwendungs-möglichkeiten bewerten.

Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nut-zen.

Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer Produktion von Stoffen nutzen.

die Teilchenstruktur ausgewählter Stoffe/Aggregate mithilfe ein-facher Modelle beschreiben (Wasser, Sauerstoff, Kohlenstoffdi-oxid, Metalle, Oxide).

Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hil-fe von Formelschreibweisen darstellen (Summen –/Struk-turformeln, Isomere).

die Aggregatzustandsänderungen unter Hinzuziehung der An-ziehung von Teilchen deuten.

Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären. Kräfte zwischen Molekülen als Van-der-Waals-Kräfte Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen.

Einfache Atommodelle zur Beschreibung chemischer Reaktio-nen nutzen.

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Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nut-zen.

den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bin-dungsverhältnissen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung und Metallbindung) erklären.

Atome mithilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells darstellen und Protonen, Neutronen als Kernbausteine benennen sowie die Unterschiede zwischen Isotopen erklären.

Lösevorgänge und Stoffgemische auf der Ebene einer einfa-chen Teilchenvorstellung beschreiben.

chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells beschreiben.

mithilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von Molekülen erklären.

Die Schülerinnen und Schüler haben das Konzept der Energie so weit entwickelt, dass sie …

chemischen Reaktionen energetisch differenziert beschreiben, z. B. mit Hilfe eines Energiediagramms.

die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie quantitativ erfassen.

Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzu-ständen herbeizuführen (z. B. im Zusammenhang mit der Tren-nung von Stoffgemischen).

Siede- und Schmelzvorgänge energetisch beschreiben. erläutern, dass bei einer chemischen Reaktion immer Energie aufgenommen oder abgegeben wird.

erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätzen verbunden sind.

Energetische Erscheinungen bei exothermen chemischen Reak-tionen auf die Umwandlung eines Teils der in Stoffen gespei-cherten Energie in Wärmeenergie zurückführen, bei endother-

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men Reaktionen den umgekehrten Vorgang erkennen.

konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff) und Reduktionen als wichtige chemische Reaktionen benen-nen sowie deren Energiebilanz darstellen.

die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie und umgekehrt von elektrischer in chemische Energie bei elektro-chemischen Phänomenen beschreiben und erklären.

erläutern, dass zur Auslösung einiger chemischer Reaktionen Aktivierungsenergie nötig ist, und die Funktion eines Katalysa-tors deuten.

den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder biochemi-schen Prozessen beschreiben und begründen.

das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbren-nung erläutern.

vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen. das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z. B. Batterie, Brennstoffzelle).

beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energie-gewinnung einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstoffen und damit verbundenen negativen Umwelteinflüssen (z. B. Treibhauseffekt, Wintersmog).

die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxida-tion fossiler Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuer-bare Energien) aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kri-tisch beurteilen.

Einführung in das experimentelle Arbeiten Was ist Chemie? · Nutzung fachwissenschaftlicher...

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