Unterrichtsmaterialien Chemische Reaktion: Ganze Werke
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Chemie
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Chemiedidaktik in Übersichten
Kompaktes Basiswissen für den Chemieunterricht: Fachdidaktisches Grundlagenwissen ist essentiell – für die Vorbereitung, Durchführung und Reflexion eines lernwirksamen Chemieunterrichts. In kompakter Form stellt Chemiedidaktik in Übersichten grundlegende Begriffe und Konzepte der Chemiedidaktik vor und verzahnt dabei Theorie und Praxis. Anhand von unterrichtspraktischen Beispielen können Sie sich schnell und gezielt über den aktuellen Stand informieren. Das „Lehren und Lernen von Chemie“ greift fünf zentrale Fragestellungen auf: Welche Ziele werden gewählt? (Bildungsziele, Kompetenzen, Lehrziele); Welcher Inhalt, welches Thema soll bearbeitet werden? (Basiskonzepte, Erkenntnisgewinnung, Didaktische Reduktion, Leitlinien, Didaktische Prinzipien); Was ist bei Schülerinnen und Schülern zu beachten? (Lernpsychologische Grundlagen, Fachsprache, Schülervorstellungen); Wie soll Chemieunterricht gestaltet werden? (Unterrichtskonzeptionen, Artikulation von Unterricht); Womit können Inhalte im Unterricht transformiert werden? (Experimente, Modelle, Medien); Aufgebaut ist der Band nach einem klar strukturierten Doppelseiten-Prinzip. Auf der linken Seite wird der Sachverhalt kurz und verständlich beschrieben. Auf der rechten Seite wird der Sachverhalt an einem Beispiel aus dem Chemieunterricht veranschaulicht bzw. vertieft. Die graphische Darstellung erlaubt einen schnelleren Zugang und verspricht Lebendigkeit. Die Beispiele greifen typische Herausforderungen und Stolpersteine des Chemieunterrichts auf, um sie sichtbar zu machen und zu „entschärfen“. Der Band richtet sich primär an Studierende, Referendare und Quereinsteiger, die sich entweder einen ersten Überblick über die Fachdisziplin und die Grundlagen für die Gestaltung eines qualifizierten Chemieunterrichts verschaffen möchten oder sich auf eine Prüfung in Chemiedidaktik vorbereiten wollen. Aber auch für fachfremd Unterrichtende ist er äußerst hilfreich.
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Chemische Analytik: qualitative und quantitative Nachweismethoden
Die Analytische Chemie ist ein wichtiges Teilgebiet der Chemie, welche sich mit der qualitativen und quantitativen Analyse von verschiedenen chemischen Substanzen beschäftigt. In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler verschiedene solcher Nachweismethoden kennen und führen diese in Schülerversuchen selbstständig durch. Neben dem Nachweis verschiedener Ionen, wie Halogenid- oder Ammonium-Ionen, wird auch der Nachweis von Wasserstoff anhand verschiedener Aufgaben zum Schülerversuch erarbeitet. Als eine Möglichkeit zur quantitativen Analyse wird die Analysemethode der Gravimetrie näher besprochen.
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Redoxreaktionen: Übungsaufgabensammlung
Diese Unterrichtsmaterialien bieten eine umfassende Aufgabensammlung mit Basisaufgaben und komplexen Anwendungsbeispielen zum Thema „Redoxreaktionen“ für die Sekundarstufe II. Die Aufgaben liegen auf drei verschiedenen Schwierigkeitsniveaus vor. Der Einsatz der Aufgaben kann sowohl zu Zwecken der Lernstoffüberprüfung, der Übung im Unterricht sowie der Vorbereitung auf Klausuren und das Abitur eingesetzt werden.
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Gesamtwerk
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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Chemische Reaktionen
Das Verständnis von chemischen Reaktionen ist einer der wesentlichen Inhalte des Chemieunterrichts. Schülerinnen und Schüler erwerben Kompetenzen im Basiskonzept Chemische Reaktion von den ersten Anfängen im Sachunterricht an der Grundschule bis hin zum vertieften Verständnis des chemischen Gleichgewichts und der Kinetik chemischer Reaktionen in der Oberstufe. Die Artikel in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie zeigen neue Wege zum Basiskonzept Chemische Reaktionen auf. Aus dem Inhalt: Neue Zugänge zu chemischen Reaktionen; Einführung der Chemischen Reaktion in einem inklusiven Chemieunterricht; Experimentelle Untersuchung von Zigarettenfiltern; Warum explodiert der Akku? - Modellexperiment zu unerwünschten chemischen Reaktionen im Akku; Neutralisationsreaktion unter dem Mikroskop. Versuchskartei: Das oszillierende Platinherz mit E-Liquids.
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Chemische Versuche mit einer Wärmebildkamera
Durch die KMK wurden die Lehrpläne hinsichtlich des Einsatzes von digitalen Elementen im Unterricht angepasst. Ein Beispiel dafür ist Augmented Reality: Unsichtbares sichtbar machen. Wärme ist für das menschliche Auge unsichtbar. Die Wärmebildkamera macht die temperaturabhängige Wärmeabstrahlung eines Versuches eindrucksvoll sichtbar, und zwar in der Fläche und im zeitlichen Verlauf. In dieser Unterrichtseinheit werden verschiedene Versuche vorgestellt, in denen das Wärmebild exotherme und endotherme Vorgänge räumlich und zeitlich sichtbar machen kann.
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Halogenalkane
Halogenalkane sind leider immer noch im Einsatz, obwohl die meisten von ihnen krebserregend und sehr umweltschädlich sind. Trotzdem wird die Verwendung in der Gesellschaft kaum thematisiert. Mit dieser Einheit sollen Ihre Schülerinnen und Schüler zum einen auf das Problem auf-merksam gemacht werden und zum anderen chemisches Fachwissen über einen typischen chemischen Herstellungsprozess erwerben. Durch den Einsatz von Filmmaterial, einfach gehaltenen Texten und der Substitutionsreaktion mit viel Hilfestellung kann die Einheit auch komplett als Aufgabe im Distanzunterricht eingesetzt werden.
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Reaktionsgleichungen
Den Lernfortschritten in der Sekundarstufe I folgend, bietet diese Einheit variantenreiche Aufgaben zum Üben, die nach dem Erreichen bestimmter Milestones eingesetzt werden können. Die erste Stufe ist erreicht, wenn die Lernenden über grundlegende Vorstellungen zu Atomen und Molekülen verfügen. Bindungsmöglichkeiten werden in dieser Stufe postuliert, aber nicht erklärt. Nachdem das Schalenmodell behandelt ist und einige anorganische Stoffgruppen bekannt sind, können komplexere Gleichungen aufgestellt und eingerichtet werden. In der dritten Stufe können unter Berücksichtigung von Elektronegativitätswerten Redoxreaktionen der organischen Chemie adäquat bearbeitet werden.
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Oxidationen
Verbrennungen haben die Menschwerdung begleitet. Nicht umsonst gilt der Gebrauch des Feuers als eine der ersten bewussten Handlungen eines vernunftbegabten Lebewesens. Auch heute sind Verbrennungsreaktionen (Oxidationen) unverzichtbare Bestandteile unseres täglichen Lebens. Ohne Verbrennungen keine Energie, keine Fortbewegung (Verbrennungsmotor), keine moderne Küche (backen, grillen, braten). Keine Maschinen, keine Metalle (Hochofen). Selbst die heutigen Raketenantriebe kommen noch nicht ohne Verbrennungen aus.
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Reaktionsgeschwindigkeiten
Schnecken bewegen sich langsam fort, Raketen fliegen schnell. Analog zum Geschwindigkeitsbegriff in der Mechanik kann man langsame Reaktionen wie das Durchrosten eines Metallgegenstandes und den extrem schnellen Reaktionsablauf bei einer Explosion unterscheiden. Diese Unterrichtseinheit führt Schülerinnen und Schüler zu einem Verständnis von Reaktionsgeschwindigkeit und klärt die Parameter, die Einfluss auf die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen haben. Die Anwendung der Stoßtheorie unterstützt sie bei der Entwicklung eines Verständnisses für die Zusammenhänge zwischen den Ursachen und ihren Wirkungen.
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Oxidation von Metallen
Fragen Sie Schülerinnen und Schüler im Chemie-Anfangsunterricht, ob Metalle brennen können, so antworten diese meistens mit nein. Diese Antwort entspricht ihren Erfahrungen, z. B. mit einem Grill, einem Kaminofen oder einem Feuerzeug aus Metall. Auch die Vorstellung, dass Verbrennen extrem langsam und ohne Flamme erfolgen kann, wirkt befremdlich auf sie. Ziel dieser Einheit ist es, vorhandene Alltagsvorstellungen zum Thema Verbrennen zu fachlich angemessenen Konzepten weiterzuentwickeln. Durch Experimente gelangen die Lernenden zu der Erkenntnis, dass manche Metalle brennbar sind. Sie lernen, dass bei deren Reaktion mit Sauerstoff Metalloxide entstehen. Sie wenden die gewonnenen Erkenntnisse an, um Methoden zum Löschen von Metallbränden zu beurteilen und die Rolle von Metallen in Feuerwerkskörpern zu verstehen.
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Biochemie
Biochemie kurz gefasst. Das Basiswissen der Biochemie verständlich und kompakt zusammengefasst: Kompartimentierung von Zellen und selektiver Transport über biologische Membranen - Funktionsweise und Einteilung der Enzyme - Assimilation von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel - Zusammensetzung und Eigenschaften von Kohlenhydraten, Lipiden und Proteinen - Genetischer Code und Genexpression. utb basics - Lehrbücher mit einem klaren Konzept: Definitionen, Beispiele und Zusammenfassungen erleichtern den Überblick; Testfragen fordern das Verständnis; Tabellen und zahlreiche Farbabbildungen machen Fakten deutlich; ideal für die Prüfungsvorbereitung.
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Textilien
Textilien - Unterricht Chemie Nr. 184/2021
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Die Oxidation von Ethanol
In der Oberstufe sind organische Sauerstoffverbindungen fest in den Kerncurricula verankert. Dabei werden u. a. auch Alkanole und Alkanale im Unterricht thematisiert und miteinander durch die Oxidation primärer Alkanole miteinander verknüpft. Dazu gibt es eine Vielzahl geeigneter Experimente. Besonders spannend zeigt sich der Abbau von Ethanol, da oftmals Jugendliche erste Erfahrungen mit Trinkalkohol gemacht haben und sie dadurch ein großes Interesse an dem Thema haben.
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Schülerprojekte
Schülerprojekte Mit Blick auf die großen gesellschaftsrelevanten Fragestellungen Klima, Recycling, Energie und Biokunststoffen ist es für Schülerinnen und Schüler aktuell wichtiger denn je, Einblicke in naturwissenschaftliche Forschungsprozesse zu gewinnen, um diese letztlich verstehen und hinterfragen zu können. Dieses Themenheft widmet sich Schülerforschungsprojekten, die überwiegend in direkter Zusammenarbeit zwischen Schule und Universität entstanden sind. Die Arbeiten wurden dabei in unterschiedlichen Kooperationsrahmen durchgeführt: Vom klassischen Jugend forscht Projekt, über Citizen Science Ansätze bis hin zu mehreren Projekten aus der Förderlinie „Our Common Future“. Schülerinnen und Schüler haben in fast allen Beiträgen zum Thema Nachhaltigkeit geforscht. Aus dem Inhalt: Naturwissenschaftliche Forschungsprojekte in der Schule: Beispiele und Unterstützungsangebote; Schülerinnen und Schüler betreuen Citizen Science Projekte; nachhaltige Recycling-Methoden für Seltenerdelemente aus Alltagsgegenständen; Schülerforschungsprojekte im Kontext Jugend forscht; Science Outreach auf drei Kontinenten – Wissenschaft in der Öffentlichkeit bewusst machen. Extra: Versuchskartei: LED-Leuchtstoff YAG:Ce aus der Mikrowelle.
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