Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Stereochemie von Naturstoffen
Wurde Baron von Pilz vorsätzlich mit synthetisch hergestelltem Fliegenpilzgift (Muscarin), einem optisch inaktiven Racemat, vergiftet? Oder hat er sich doch unabsichtlich mit Fliegenpilzen, die optisch aktives L-Muscarin enthalten, vergiftet? Diesen Fragen gehen Ihre Schülerinnen und Schüler mit dieser Unterrichtseinheit zur Stereochemie auf den Grund. Als Rahmenhandlung dient ein Kriminalfall, bei dem die Lehrkraft den Ausgang frei bestimmen kann. Die Lernenden erwerben unter anderem neue Kenntnisse über die D-/L-Nomenklatur, Enantiomere in der Natur und über Polarimetrie, die sie dann dann in den noch folgenden Unterrichtsreihen über Kohlenhydrate oder Proteine anwenden können.
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Egg-Races
Egg-Races sind eine experimentelle Möglichkeit des selbstständigen Erkenntnisgewinns. Sie sind seit den 2000er-Jahren im deutschen Chemieunterricht angekommen. Aufgrund von Zeitmangel wird die motivierende Methode mit Wettbewerbscharakter allerdings nur selten angewendet. Im Folgenden werden einige zum Lehrplan passende Egg-Races vorgestellt, die in den normalen Unterrichtsalltag eingebracht werden können.
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Kohlenstoffdioxid und der Klimawandel
Kohlenstoffdioxid (CO₂) ist ein bekanntes Gas, das aktuell eine zentrale Rolle im Kontext des Klimawandels spielt. Die CO₂-Problematik ist eng mit der Erderwärmung verbunden, da der Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre wesentlich zur globalen Temperaturerhöhung beiträgt. Diese Problematik hat in den letzten Jahren verstärkt Aufmerksamkeit erregt, da die negativen Auswirkungen des Klimawandels immer deutlicher werden. In dieser Einheit werden verschiedene Übungen im Bezug zu dieser Problematik vorgestellt. Diese beinhalten stöchiometrische Rechnungen, Aufgaben zur chemischen Energetik sowie zur Kinetik.
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Chemische Analytik am Beispiel "Doping"
Doping im Sport ist heute weit verbreitet und betrifft sowohl den Leistungs- als auch den Breitensport. Der zunehmende Leistungsdruck führt dazu, dass immer mehr Sportler zu Dopingmitteln greifen, was eine große Herausforderung für die chemische Analytik darstellt. In diesem Beitrag werden verschiedene analytische Methoden der Chemie aufgezeigt, die in der Dopinganalytik genutzt werden. Dabei werden insbesondere verschiedene chromatografische und spektroskopische Analysemethoden behandelt.
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Das Teilchenmodell mit Schülerexperimenten anwenden und verstehen
Mit dem Teilchenmodell werden abstrakte Phänomene wie Aggregatzustandsänderungen oder Diffusion anschaulich und erklärbar. Mit diesem Material können sich Ihre Lernenden schrittweise, durch ausgewählte Schülerexperimente und einen Demonstrationsversuch, ein Verständnis zu diesem Modell ausgehend von Beobachtungen und Schlussfolgerungen erschließen. Außerdem werden sie aufgrund von experimentellen Beobachtungen erkennen, dass mit bestimmten Modellen nicht alles erklärt werden kann und diese modifiziert werden müssen.
Verwandte Themen
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Medienkompetenzen im Umgang mit Desinformationen fördern (2) –
Das Internet stellt die bedeutsamste Informationsquelle für Jugendliche dar. Dennoch trauen sich Jugendliche kaum zu, Desinformationen im Internet zu erkennen. Die Förderung von Kompetenzen zur Recherche und Identifikation von glaubwürdigen Informationen stellt eine zentrale Aufgabe der Schule dar – sowohl als Querschnittsthema aller Unterrichtsfächer mit den Stichworten ""Medienbildung"" und ""Demokratiebildung"" als auch als spezielles Thema des Chemieunterrichts. In der vorgestellten Unterrichtseinheit werden Strategien professioneller Faktenchecker zur Recherche glaubwürdiger Informationen im Internet anhand des Kontextes ""Kunststoffrecycling"" vermittelt.
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Organische Säuren in Natur und Alltag
""Organische Säuren nehmen eine zentrale Rolle in unserer Lebenswelt ein und sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Bei der Betrachtung verschiedener organischer Säuren wird das Augenmerk auf ihren chemischen Aufbau, ihre Eigenschaften sowie ihr Vorkommen und ihre Verwendung gelegt. Es wird die Kompetenz der Kommunikation gefördert, indem die Lernenden Wissen bezüglich einer Carbonsäure aus dem Alltag zunächst selbst erarbeiten und dann in Form einer Gruppenarbeit weitergeben.""
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Kunststoffe im Laufschuh
Die vorliegende Klausuraufgabe wurde konzipiert für das Leistungsfach Chemie und ist für 90 Minuten ausgelegt. Am Thema Aufbau eines Laufschuhs werden verschiedene Kunststoffe, ihre Herstellung, ihre Eigenschaften und die Möglichkeiten zum Recycling thematisiert. Es ist möglich, die Aufgabe als Ganzes einzusetzen oder es können einzelne Teilaufgaben daraus verwendet werden. Zudem kann sie auch als Grundlage für einen Einsatz im mündlichen Abitur des Basisfachs Chemie oder für die mündliche Zusatzprüfung im Leistungsfach Chemie dienen. Einzelne Teilaufgaben können übernommen oder abgewandelt werden.
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Aufgaben rund um das Thema Thermodynamik
In diesen Materialien erhalten Sie verschiedenen differenzierte Aufgaben, die sich mit dem Themengebiet der Thermodynamik auseinandersetzen. Dabei wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten. Es werden die wesentlichen Inhalte des Themenfelds, wie die Volumenarbeit, die innere Energie, die Enthalpie, die Entropie und die freie Reaktionsenthalpie, wiederholt und vertieft. Außerdem werden der erste und zweite Hauptsatz der Thermodynamik, das experimentelle und theoretische Ermitteln von Reaktionsenthalpien sowie die Beurteilung der Freiwilligkeit einer chemischen Reaktion aus energetischer Perspektive genauer betrachtet.
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Kontextorientierte Abituraufgaben
Diese Materialien enthalten zwei Klausuraufgaben mit dem Fokus auf der Aminosäure L Cystein. Beide Aufgaben orientieren sich an den Vorgaben für den Grundkurs zum Zentralabitur in NRW und wurde nach den einheitlichen Prüfungsanforderungen für das Fach Chemie erstellt. Während sich die erste kontextorientierte Klausuraufgaben mit der Verwendung von L-Cystein als Backhilfsmittel beschäftigt, geht es in der zweiten Aufgabe um die Verwendung der Aminosäure als Batterie. Im Zusammenhang mit Säure-Base-Titrationen werden Aufnahme, Darstellung und Interpretation von Messkurven erwartet. Die Vorgänge an den Elektroden galvanischer Zellen und Potentialdifferenzen unter Standard- und anderen Bedingungen sind ebenfalls zu erwarten.
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Grundlagen der organischen Chemie: Übungsaufgabensammlung
Diese Einheit stellt eine umfassende Aufgabensammlung zum Thema „Grundlagen der organischen Chemie“ für die Sekundarstufe II dar. Die Übungsaufgaben zielen darauf ab, das Basiswissen organischer Verbindungen auszubauen sowie zu festigen. Der inhaltliche Fokus der Aufgaben liegt bei den Themen „Alkane, Alkene und Alkine“. Es werden Aufgaben auf drei Komplexitätsniveaus angeboten, welche mittels drei Differenzierungssymbolen gekennzeichnet sind. So ist eine gezielte und einfache Einsatzweise der Aufgaben möglich. Der Einsatz der Aufgaben dient zu Zwecken der Lernstoffüberprüfung, der Übung oder als Zusatzmaterial zum Selbststudium.
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Die Chemie des Lachgases
In den letzten Jahren gewinnt Lachgas als Freizeitdroge auch in Deutschland zunehmend an Bedeutung (Berliner Morgenpost, 18.08.23). Musste Lachgas bis vor Kurzem noch aufwendig aus Sahnekapseln konsumiert werden, sind Lachgaskartuschen mittlerweile beispielsweise in den Berliner Spätis angekommen. In dieser Unterrichtseinheit werden die chemischen Eigenschaften, Anwendungsgebiete und Gewinnungsverfahren von Lachgas chemisch beleuchtet. Zusätzlich wird der Kontext zum Anlass genommen, die Gefahren des Lachgaskonsums zu reflektieren. Damit können zentrale Kompetenzen aus dem Kompetenzbereich „Bewerten“ im Chemieunterricht gefördert werden.
Gesamtwerk
Polystyrol
Das Kapitel „Kunststoffe“ ist eines der großen Themen im Abitur aller Bundesländer. Die vorliegenden Materialien wurden mit dem Ziel erstellt, den Schülerinnen und Schülern eine Möglichkeit zu geben, die Inhalte dieses Themenblocks selbstständig neu zu erarbeiten oder vor der abschließenden Prüfung eigenständig zu wiederholen. Ausgehend von einem wissenschaftlichen Artikel ermöglichen die hier zusammengestellten Aufgaben, am Beispiel von Polystyrol, die meisten Inhalte des Bildungsplans für das Leistungsfach zu behandeln, die sich auf Kunststoffe beziehen, die durch radikalische Polymerisation hergestellt werden können. Ein Einsatz der Materialien im Basisfach ist ebenso möglich und wurde bereits erprobt. Eine Fortsetzung des Beitrags zur Erarbeitung der weiteren Bildungsplaninhalte (Polykondensation, Polyaddition, Duromere, Elastomere) ist ebenso in Planung wie eine passende Klausuraufgabe zur Thematik.
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Das Gewürz Muskat als Fettlieferant
Das Thema „Fette“ spielt nicht nur im Lehrplan eine Rolle, sondern begegnet uns auch in unserem Alltag. Beispielhaft sind hier Themen wie „der Fettgehalt von Lebensmitteln“, „fettreduzierte Produkte“ oder „fettarme Ernährung“. Im Unterricht findet man das Thema „Fette“ meist unter der Überschrift „Nährstoffe“ oder „biologisch wichtige organische Verbindungen“. Zusammen mit Kohlenhydraten, Eiweiß und Aminosäuren bildet es eine thematische Einheit. Die Eigenschaften von Fetten (sowohl chemisch als auch biologisch) sowie die Verwendung von Fetten (und Ölen) bei der Produktion von Seifen und anderen Reinigungsmitteln werden ebenfalls erarbeitet. Als Fettlieferant dient in diesem Lernzirkel die Muskatnuss. Dieses Gewürz weist einen hohen Fettanteil auf. Das Fett Trimyristin lässt sich relativ leicht aus der Muskatnuss isolieren und für alle Experimente einsetzen.
Gesamtwerk
Milchsäure
Die vielen als Inhaltsstoff von Joghurt bekannte Milchsäure entsteht aus dem in der Milch enthaltenen Milchzucker. In dieser Unterrichtseinheit werden am Beispiel der Michsäure die Säure-Base-Titration und die Herstellung der Pufferlösungen zusammen mit deren Auswertungen im Donator-Akzeptor-Konzept und im Gleichgewichtskonzept betrachtet. Die Wirkung der Milchsäure ist ein Anwendungsbeispiel für das Struktur-Eigenschafts-Konzept, die optische Isomerie für das Stoff-Teilchen-Konzept. Bei dem Reaktionsverhalten der funktionellen Gruppen in der Milchsäure mit der Bildung von Estern und Polyestern steht das Struktur-Eigenschafts-Konzept im Vordergrund.
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