Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Molekülstruktur organischer Verbindungen
Wieso sind einige organische Moleküle eigentlich farbig andere aber nicht? Mit dieser Frage befassen sich Ihre Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit zur Farbigkeit organischer Moleküle. Dabei sollen sie sich den Zusammenhang zwischen der Farbe und der Molekülstruktur mithilfe der 2-4-Alle-Methode in verschiedenen Gruppengrößen selbstständig erschließen. Als Lernerfolgskontrolle sollen die Lernenden im Anschluss an die Unterrichtseinheit verschiedenen Molekülen ihre Farbe zuordnen.
Gesamtwerk
Eine Frage des Gleichgewichts: Löslichkeitsprodukt und Fällungstitration
Das Löslichkeitsprodukt eines Stoffes ist nur in einem bestimmten Lösungsmittel und bei einer bestimmten Temperatur ein konstanter Wert. Es gibt demnach verschiedene Möglichkeiten, um die Löslichkeit eines Salzes zu beeinflussen. Solche herbeigeführten Veränderungen der Löslichkeit ionischer Verbindungen kommen beispielsweise in der analogen Fotografie, bei Putzmitteln oder beim Fällen von Schwermetallen bei der Abwasserreinigung zur Anwendung. Erarbeiten Sie mit Ihrer Klasse diese Einflussfaktoren sowie die fraktionierte Fällung und die theoretischen Grundlagen von Fällungstitrationen. Im Fokus stehen hierbei die Grundlagen für die experimentellen Anwendungen und das Anwenden mathematischer Verfahren auf chemische Sachverhalte.
Gesamtwerk
Die Radioaktivität mit Lernbausteinen grundlegend entdecken
Radioaktivität ist die Eigenschaft eines Stoffes, ionisierende Strahlung abzugeben. Doch neben dieser wissenschaftlichen Definition verbinden viele mit Radioaktivität oft etwas Unheimliches und Bedrohendes. Aber ohne Radioaktivität gäbe es heute zum Beispiel keine Röntgenstrahlung zur Diagnose oder Strahlentherapie zur Heilung von Krebs. Gehen Sie mit Ihrer Klasse auf eine spannende Entdeckungsreise der Radioaktivität. Lassen Sie die Lernenden in einem Gruppenpuzzle die Entdeckung der Radioaktivität erarbeiten. Die Ergebnisse des Rutherford’schen Streuversuchs in einem Placemat entschlüsseln. Ihr Wissen in einer Stationenarbeit zum Atombau, zu den Strahlungsarten und zum Einsatz von Radioaktivität vertiefen. Nutzen Sie hierbei auch eine Auswahl an interaktiven Lernbausteinen, um Ihrer Klasse einen Einstieg in dieses bedeutsame Thema zu geben.
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Gesamtwerk
Benennung organischer Moleküle
Dieses Unterrichtsmaterial ermöglicht gezielt die individuelle Verbesserung der Kompetenzen zum Benennen organischer Moleküle. Berücksichtigt werden dabei die Stoffklassen der Alkane, Halogenalkane, Alkene, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und Ester. Es werden Halbstrukturformeln und Skelettformeln verwendet. Über eine Eingangsdiagnose ermitteln die Schülerinnen und Schüler, welche Teilkompetenzen ihnen beim Benennen organischer Moleküle Schwierigkeiten bereiten und wählen dann Übungen aus, die diese Teilkompetenzen gezielt stärken.
Gesamtwerk
Eine Frage des Gleichgewichts: Löslichkeitsgleichgewicht und Fällungsreaktion
Die unterschiedliche Wasserlöslichkeit von ionischen Verbindungen spielt in der Natur und in der Technik eine große Rolle. So entstehen beispielsweise Kalkablagerungen nicht nur in Hausgeräten, sondern auch in den Geweben verstorbener Tiere in natronhaltigen Seen durch Umsalzungsreaktionen und anschließendes Fällen schwerlöslichen Kalks. Mithilfe sogenannter Fällungsmittel sind die Phosphatelimination sowie das Entfernen von Schwermetallen aus dem Abwasser möglich, womit der Eintrag unerwünschter Düngemittel und giftiger Schwermetallionen in die Ökosysteme erfolgreich eigendämmt werden kann. Solche technischen Verfahren beruhen auf Chemiewissen bezüglich der Löslichkeit und des Löslichkeitsgleichgewichts. Diese materialgestützte Lernaufgabe im Sinne des Unterrichtsansatzes Chemie im Kontext schafft die theoretischen und praktischen Grundlagen zur Anwendung des Löslichkeitsgleichgewichts.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Elektrochemie: Übungsaufgabensammlung
Dieser Beitrag stellt eine umfassende Aufgabensammlung zum Thema „Elektrochemie“ für eine Sekundarstufe II dar. Der Beitrag verfügt über grundlegende Basisaufgaben sowie komplexere Anwendungsbeispiele und bietet Lernenden und Lehrenden eine Auswahl an Übungen unterschiedlicher Schwierigkeitsgrade. Der Einsatz der Aufgaben dient zu Zwecken der Lernstoffüberprüfung, einer gezielten Übung oder als Zusatzmaterial zum Selbststudium.
Gesamtwerk
Grundlagenthemen der organischen Chemie: Nächste Station, Weihnachtsmarkt!
Die kalte Jahreszeit naht und damit auch die Weihnachtsmärkte mit all ihren Lichtern, wunderabaren Düften und Leckereien, ein wahres Fest für die Sinne. Nutzen Sie den Weihnachtsmarkt als alltagsrelevanten Kontext in Ihrem Unterricht und nehmen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler auf eine spannenden Entdeckungsreise der organischen Chemie mit. Lassen Sie die Lernenden in vier spannenden Stationen die chemischen Hintergründe ihrer Sinneseindrücke praktisch und theoretisch entdecken und schließen Sie die Entdeckungsreise spielerisch mit einem Rennen zum Weihnachtsmann ab. Eine tolle Gelegenheit, die Grundlagenthemen der organischen Chemie mit Ihrer 10. Klasse zu wiederholen und zu festigen.
Gesamtwerk
Carbonsäuren im Alltag mit Schülerexperimenten und Infotexten begreifen
Carbonsäuren begleiten uns durch unseren Alltag. Sie werden in der Küche als Säuerungsmittel und zum Konservieren genauso genutzt wie beim Reinigen. Auch in der Industrie gibt es die verschiedensten Anwendungen. In dieser Unterrichtseinheit werden einige der bekanntesten Carbonsäuren des Alltags durch Informationstexte und Schülerversuche, auch für zu Hause, näher betrachtet.
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Molekül-Ionen
Nach der Einführung von Säure-Base-Reaktionen können die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen zu den wichtigsten Säuren und Basen wie Schwefelsäure, Salpetersäure, Kohlensäure, Phosphorsäure sowie Ammoniak festigen. Sie lernen die dazugehörigen korrespondierenden Säuren bzw. Basen als Molekül-Ionen kennen und üben anhand dieser Molekül-Ionen die Erstellung von Salzformeln sowie Fällungsreaktionen.
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Fracking mit Think-Pair-Share verstehen
Erdgas wird immer knapper in Europa. Besonders schwierig wird die Gasversorgung, wenn kein Gas aus Russland mehr bezogen werden kann oder soll. Daher rückt die Frage, ob nicht doch auch in Deutschland Fracking betrieben werden soll, immer mehr in den Vordergrund. Das Gas, das im Schiefergestein lagert, könnte sicherlich eine Möglichkeit sein, Engpässe in der Gasversorgung die nächsten Jahre gut zu überbrücken, bis die erneuerbaren Energien weiter ausgebaut sind. Aber was genau ist überhaupt Fracking und welchen Preis müssten unsere Umwelt und wir Menschen für unseren Energiehunger zahlen? Das soll in diesem Beitrag mithilfe von Filmen, Texten und entsprechenden Arbeitsaufträgen von den Schülerinnen und Schülern herausgefunden werden.
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Chemische Analytik
Um Erkenntnisse über die Konzentration gelöster Stoffe, Atomradien und die Struktur organischer Verbindungen zu erlangen, wird in der analytischen Chemie das Refraktometer verwendet. Hierbei misst das Refraktometer die Veränderung der Geschwindigkeit von Lichtstrahlen beim Durchdringen transparenter Stoffe und somit die optische Dichte, auch Brechungsindex genannt. Rückschlüsse auf den Aufbau der Materie gibt die Veränderung der wieder austretenden Strahlung und ist die Grundlage aller spektroskopischen Methoden. In dieser Einheit bestimmen Sie mit Ihren Lernenden die Konzentration gelöster Stoffe sowie Atomradien.
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Der Kohlenstoffkreislauf
Kohlenstoffkreislauf und Klimaschutz stehen in enger Beziehung zueinander. Der Beitrag soll für die Schülerinnen und Schüler die Grundlage schaffen, im Alltag mitreden zu können. Sie sollen sich eine eigene Meinung zur Verwendung von fossilen und erneuerbaren Rohstoffen bilden und diese auch mit Argumenten unterstützen können. Daher werden neben dem reinen Kohlenstoffkreislauf auch der Treibhauseffekt und die Beschaffungsschwierigkeiten erneuerbarer Rohstoffe diskutiert.
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Carbonsäuren
Essig ist schon seit über 8000 Jahren bekannt und hat in der menschlichen Geschichte eine bedeutende Rolle gespielt. Der Beitrag bietet viele fächerübergreifende Aspekte, die als Motivation und zur Gestaltung einer lehrerzentrierten Einstiegsstunde in das Thema Carbonsäuren genutzt werden können. Es werden Querverweise zu den Fächern Geschichte, Musik, Latein, Religion und Biologie aufgezeigt. Alternativ können die Materialien auch im schülerzentrierten Unterricht eingesetzt werden: Zum Einstieg in die Unterrichtseinheit Carbonsäuren wird die Essigsäure mit der Carboxylgruppe als funktioneller Gruppe und die Entstehung durch Oxidation einer primären Hydroxylgruppe erarbeitet. In den weiteren Materialien werden an Alltagsbeispielen (Essig und Mineralwasser) verschiedene Themen der vorigen Klassen vertieft. So werden die beiden zentralen Reaktionstypen (Redox- und Säure-Base-Reaktion) wiederholt und vergleichend gegenübergestellt und das stöchiometrische Rechnen im Sachzusammenhang geübt
Gesamtwerk
Das Konzept des Latentwärmespeichers
Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Funktionsweise eines Taschenwärmers, der vielen Schülerinnen und Schülern aus ihrem Alltag bekannt ist. Nach einer ersten Hypothesenbildung werden mithilfe eines Schülerversuchs die tatsächlichen Abläufe erarbeitet und auf Teilchenebene gedeutet. Die Begriffe Schmelz- und Erstarrungsenthalpie werden zugeordnet. Zur Vertiefung werden weitere PCM (Phase-Change-Material) anhand von Beispielen aus dem Bereich Funktionskleidung sowie Gebäudetechnik vorgestellt und ihre Einsatzmöglichkeiten abgewogen.
Gesamtwerk
Das chemische Gleichgewicht
Das Thema Chemisches Gleichgewicht setzt Kenntnisse in einigen Themenbereichen des Chemieunterrichts voraus. Grundlagen zum Thema Reaktionsgeschwindigkeit werden zu Beginn der Einheit nur knapp reaktiviert. Das Verständnis von chemischen Gleichgewichten findet Anwendung bei den Themen pH-Wert und Säure-Base-Reaktionen ebenso wie für das Verstehen von Fließgleichgewichten als chemi-sche Grundlage von Leben. Auch bei diesen beiden Themengebieten sollten zumindest elementare Grundkenntnisse vorhanden sein. Das Thema Chemisches Gleichgewicht enthält ein paar Stolperfallen für die Entwicklung eines fachlich angemessenen Verständnisses bei Lernenden. In den Materialien dieses Beitrags werden mögliche Missverständnisse bewusst thematisiert, sodass sich die Schülerinnen und Schüler damit aktiv auseinandersetzen können.
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