Unterrichtsmaterialien Chemische Stoffe: Ganze Werke Seite 3/13
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Aromaten und Kunststoffe
Die Aromatische und Kunststoffchemie sind ein zentraler und wichtiger Bestandteil der Chemie in der Sekundarstufe II und werden häufig in den Abiturprüfungen abgefragt. Zur Vorbereitung für Ihre Schülerinnen und Schüler haben wir Ihnen zu beiden Themengebieten vier bzw. drei verschiedene Klausuren zusammengestellt. Die Klausuren sind für eine Bearbeitungszeit von 90 Minuten vorgesehen. Die verschiedenen Aufgaben der Klausuren können auch untereinander kombiniert werden, um möglichst verschiedene Basiskonzepte abzufragen.
Gesamtwerk
Kunststoffe
Seit mehr als 30 Jahren bestimmen Kunststoffe unseren Alltag und sind ein Indikator für den zunehmenden Lebensstandard. Die Struktur der Kunststoffmoleküle bestimmt ihre besonderen Eigenschaften. Dies erkennen Schüler:innen, indem sie eigene Modelle von Thermoplasten und Duroplasten anfertigen. Aufgrund der Langlebigkeit von Kunststoffen sind mit ihrer Verwendung auch zahlreiche ökologische Probleme verbunden. Sogenannte Biokunststoffe gelten als biologisch abbaubar und ersetzen herkömmliche Kunststoffe bereits in vielen Bereichen, wie z.B. als Verpackungsmaterialien, in der Textilherstellung oder in medizinischen Produkten. Die Beiträge in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie thematisieren die genannten Aspekte, zeigen am Beispiel von 3D-Druck, Zahn-Compositen und Leiterpolymerisaten aber auch neue Zugänge zum Verständnis von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und dem Mechanismus der Polymerisation auf. In der abschließenden Klausuraufgabe sollen die Schüler:innen ihr Wissen zur Bewertung des Einsatzes von Kunststoffen anwenden. Erforschen Sie gemeinsam mit Ihren Schüler:innen die faszinierende Welt der Kunststoffe und fördern Sie ein Verständnis für Eigenschaften, Nutzung und ökologischen Herausforderungen dieser vielseitigen Materialien.
Gesamtwerk
Stoffgemische erkennen
Das vorliegende Material ist eine einfache Einführung in das Thema „Stoffgemische“ durch LearningApps. Via App erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler grundlegende Kenntnisse zur Einteilung von Stoffgemischen. Sie verfestigen und vertiefen ihr erworbenes Wissen durch weitere online-Übungen. Eine offline-Version mit Infotext und Schülerversuch ist im Material ebenfalls enthalten.
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Chemische Begriffe im Kartenspiel wiederholen
Spiele erleichtern das Lernen. Beim Wiederholen chemischer Begriffe durch ein Kartenspiel wird die Aufnahmebereitschaft erhöht und man lernt sozusagen nebenbei, denn die eigentliche Konzentration gehört dem Spiel. Das in dieser Unterrichtseinheit vorgestellte Spiel „Der verrückte Professor“ ist eine chemische Variante des Kartenspiel-Klassikers „Schwarzer Peter“. Verschiedene Themenbereiche der Chemie, wie Laborgeräte und Sicherheit, chemische Reaktion oder Atombau, können mit den vorgegebenen Karten besprochen werden. Dabei können auch mehrere Themen kombiniert werden.
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Die Dichte als Stoffeigenschaft
Berlin, Dresden, Manching – Einbruch ins Museum. Doch was ist, wenn augenscheinlich gar nichts gestohlen wurde, aber ein Austausch der Ausstellungsstücke naheliegt? Wie lässt sich beispielsweise die Fälschung eines Diadems aus reinem Gold beweisen? Lassen Sie die Lernenden motiviert durch die Rahmung einer Detektivgeschichte die Dichte als neue Stoffeigenschaft kennenlernen. Versuche, ein Selbst-Test und eine Tandem-Übung bieten methodische Abwechslung und festigen das Erlernte.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Reaktionsmechanismen
Was passiert im Verlauf einer chemischen Reaktion? Welche Vorgänge laufen zwischen dem sichtbaren Ausgangs- und Endzustand ab? Die Aufklärung von Mechanismen in der Chemie ist wichtig, um den prozesshaften Verlauf chemischer Umwandlungen zu verstehen. Eine zentrale Rolle in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie nimmt die experimentelle Untersuchung von Reaktionsprozessen direkt im Chemieunterricht ein. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Nutzung digitaler Medien zur Veranschaulichung der nicht sichtbaren Vorgänge auf Teilchenebene während der chemischen Reaktionen.
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CO2 speichern und so das Klima schützen?
In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit dem CCS, dem Carbon Capture and Storage. Auf anspruchsvollem Niveau sollen sie wissenschaftlich über die verschiedenen Möglichkeiten zur Speicherung von Kohlenstoffdioxid diskutieren und diese im Anschluss bewerten. Es werden die Thematiken rund um Makromoleküle und Kohlenstoffdioxid angewendet, indem die Herstellung von Weichmachern und recycelbaren Kunststoffen näher betrachtet wird. Ebenso werden die Stoffklassen Ester und Polymere mit der Thematik verknüpft und so ebenfalls wiederholt. In einem Schülerversuch stellen Ihre Schülerinnen und Schüler Biodiesel durch eine Umesterung von Fetten und Ölen selbstständig her.
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Trinkwassergewinnung in Mumbai betrachten
In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Trennverfahren beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit der Trinkwassergewinnung. Dazu wird die Problematik des Trinkwassermangels der Stadt Mumbai in Indien mithilfe einer Portfolioarbeit genauer betrachtet und die Lage in den Slums der Stadt analysiert. Die Schülerinnen und Schüler erhalten zu Beginn der Einheit eine verschmutzte Wasserprobe, die mit den nacheinander erarbeiteten Trennverfahren gereinigt werden soll. Dies geschieht anhand selbst gesteuerter und kooperativer Lernformen.
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Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
Escape-Rooms, auch Escape-Games oder Breakouts genannt, liegen im Trend – ob live in einem echten Raum, auf Papier in Form von Brettspielen und Rätselbüchern oder virtuell am Computer. Bei diesem Spielprinzip gilt es, allein oder als Gruppe eine Reihe von Rätseln zu lösen, um in einer vorgegebenen Zeit aus einem verschlossenen Raum zu entkommen. Auch in die Schule hat das Thema mit den sogenannten EduBreakouts bereits Einzug gehalten: Sie bieten Abwechslung vom Lernalltag, fordern heraus, schweißen zusammen und machen Spaß! Im vorliegenden E-Book finden Sie zehn fertig vorbereitete Escape-Games zu wichtigen Lehrplanthemen wie etwa Wasser, Salze, Säuren und Basen oder Metalle. Lassen Sie Ihre Klasse das Geheimnis der unsichtbaren Botschaften lüften, die Bergdörfer vor dem hungrigen Drachen retten oder den Goldschatz in der magischen Höhle finden. Mit diesen packenden Rätselspielen fördern Sie logisches Denken, Teamwork und Problemlösefähigkeiten.
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Ernährungstrends
Ernähren Sie sich vegetarisch oder vegan und machen Sie sich dabei Gedanken um das Wohl der Tiere? Schauen Sie in Food-Blogs nach Low-Carb-Rezepten? Nutzen Sie vornehmlich regionale und saisonale Lebensmittel und tragen so dazu bei, Emissionen von Kohlenstoffdioxid zu verringern? Wenn ja, dann folgen Sie einem der zahlreichen Ernährungstrends, die vor allem bei Jugendlichen hoch im Kurs stehen. Aber wie nachhaltig und wie gesund sind bestimmte Ernährungstrends: Sind die neuen Superfoods wirklich super? Sind Haferdrinks besser als Kuhmilch? Und wie nachhaltig ist die Herstellung von Seitan? Schülerinnen und Schüler untersuchen den Aufbau und die Eigenschaften der Inhaltsstoffe von pflanzlichen und tierischen Lebensmitteln. Sie betrachten den gesamten Zyklus eines Produktes von den Ausgangsstoffen über das Produkt bis hin zu dessen Entsorgung. Über die chemischen Aspekte hinaus sind Fragen der Nachhaltigkeit und des Tierwohls interessant. Dabei geht es letztlich immer um die Frage nach einem ökologisch und ethisch vertretbaren Anteil tierischer Produkte an unserer Ernährung.
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Ein Heizungsquartett
In diesem Beitrag bewerten Ihre Schülerinnen und Schüler spielerisch durch ein Quartettspiel verschiedene Typen von Heizungen untereinander. In verschiedenen Kategorien, wie Anschaffungskosten, Umweltbelastung und Platzbedarf, vergleichen sie Heizungstypen und diskutieren ihre Vor- und Nachteile. Anschließend werden verschiedene Merksätze zum Thema auf ihre Richtigkeit überprüft und ein eigener Merksatz aufgestellt.
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Kunststoffe
Escape-Rooms und Breakouts: 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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Harry Potter geht die Luft aus
Harry Potter ist gefangen in der Kammer des Schreckens. Langsam geht ihm die Luft aus. Alles, was ihm bleibt, sind die Rätselumschläge seiner Freunde. Gelingt es den Schülerinnen und Schülern die Rätsel rund um die „Zusammensetzung der Luft“ zu lösen und den rettenden Spruch zu sprechen? Die Lernenden setzen sich in diesem Escape-Room mit den Themen Luft, ihren Bestandteilen, Gaseigenschaften und der Luftqualität auseinander. In Kleingruppen geht es um Teamarbeit, denn es gilt, die eigene, kleine „Luftkrise“ zu lösen und das rettende Lösungswort zu bilden!
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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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Das Polysaccharid Stärke
Das Kennenlernen der Organischen Chemie gilt als Grundlage des Chemieunterrichts der Sekundarstufe I. Die Thematik Ernährung spielt dabei nicht nur im naturwissenschaftlichen Unterricht eine bedeutsame Rolle, sondern begleitet die Schülerinnen und Schüler täglich. Eine bedachte Lebensweise setzt Grundlagenkenntnisse der existenten Nährstoffgruppen sowie einer bewussten Betrachtung von Lebensmitteln voraus. Wie diese im Chemieunterricht gelehrt und gelernt werden können, wird im folgenden Beitrag im Zuge einer differenzierten Unterrichtsgestaltung anhand der Thematik „Stärke“ dargelegt.
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Lichtmessung mittels DIY-Fotometrie
In dieser Unterrichtseinheit werden die Grundlagen der Fotometrie gelegt und mithilfe von im schuleigenen Maker Space produzierten DIY-Fotometern eine Konzentrationsmessung des Farbstoffs Orange II durchgeführt und die Konzentration von Koffein in Energy Drinks fotometrisch ermittelt. Anhand der iodometrischen Titration als Vergleichsverfahren werden Inhalte zurückliegender Unterrichtseinheiten wiederholt.
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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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Lösung und Lösungsvorgang
Schülerinnen und Schülern fällt es oftmals sehr schwer zu glauben, dass auch unsichtbare Teilchen vorhanden sind, denn alles, was man nicht sieht, ist auch nicht existent. Gerade beim Lösen von Stoffen tritt dieses Problem auf. Mit diesem Beitrag sollen die Jugendlichen erkennen, dass die Teilchen nur im Lösungsmittel verteilt sind. Dazu werden einfache Schülerversuche, die zum Großteil auch zu Hause durchführbar sind, angeboten, die mit den Sinnen oder einfachen Messungen zeigen, dass die Teilchen noch vorhanden sind. Zudem geht es um den Vorgang des Lösens.
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MINT Zirkel – Ausgabe 3, September 2022
Was es mit Tiefseeastronomie auf sich hat, wie uns der Klimawandel in Bewegung setzt, wie man die Wolfspopulation in Deutschland mathematisch untersuchen kann und vieles mehr erwarten euch in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Außerdem sind wieder tolle Zusatzmaterialien für den Unterricht dabei. Jetzt reinschauen!
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Abiturtraining 8: Farbstoffe
Dieser achte Beitrag der Reihe“Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Farbstoffe in den Blick. Die hier enthaltenen Übungsaufgaben bieten eine gezielte Vorbereitung auf das Abitur. Ziel des Materials ist es, den Schülerinnen und Schülern Aufgaben unterschiedlicher Schwierigkeitsgrade und Kompetenzbereiche im Sinne eines Aufgabenpools anzubieten. Diese Aufgabensammlung kann sowohl von der Lehrperson als diagnostisches Instrument eingesetzt werden, um Informationen über den Wissensstand einer Lerngruppe zu erheben, als auch den Schülerinnen und Schülern als bewertungsfreien Lernraum zum selbstständigen Auffrischen, Anwenden und Vertiefen von Unterrichtsinhalten zur Verfügung gestellt werden.
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Unterrichtseinstiege
„Und jedem Anfang wohnt ein Zauber inne“ lautet ein berühmtes Zitat der deutschen Literaturgeschichte. Der Anfang einer Unterrichsstunde soll Schülerinnen und Schüler neugierig machen, Interesse wecken, eine Fragehaltung hervorrufen oder aber auch das Vorwissen aktivieren. Häufig entscheiden bereits die ersten zehn Minuten über die Motivation der Schülerinnen und Schüler, sich mit dem Stundenthema auseinanderzusetzen. Wie also kann ein motivierender Unterrichtsbeginn aussehen? Das Heft will Ideen und Anregungen vermitteln, wie Einstiege im Fach Chemie möglichst vielfältig und bunt gestaltet werden können. Aus dem Inhalt: Neugierig auf das, was kommt? – Einstiege in Unterrichtsvorhaben nach Chemie im Kontext gestalten; Kunst und Kommerz – Kreative Unterrichtseinstiege in die Themen Trennverfahren und Dichte; Brennender Geldschein & Co – Mit Experimenten in den Unterricht einsteigen; Wie nachhaltig ist unser Handeln im Alltag? – Mit einem szenischen Spiel starten. Extra: Sicher experimentieren – Neue Substitutionsexperimente im Microscale-Format.
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Kohlenstoffbindungen
In der Chemie gibt es ein Teilgebiet, welches sich hauptsächlich mit chemischen Verbindungen beschäftigt, die auf Kohlenstoff basieren: die organische Chemie. Aber was ist an Kohlenstoffbindungen so besonders, dass sich ein großer Teil Chemiker und Chemikerinnen allein mit ihnen beschäftigt? In dieser Unterrichtseinheit werden Ihre Schülerinnen und Schüler spielerisch in die faszinierende Welt der organischen Chemie eingeführt. Die Grundlagen, wie beispielsweise funktionelle Gruppen oder die Verbrennung organischer Moleküle, werden besprochen, sodass Begriffe, wie Alkane, Alkohole und organische Säuren keine Fragezeichen im Gesicht Ihrer Schülerinnen und Schüler hervorrufen.
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Bioabbaubare Kunststoffe
Die Sensibilität gegenüber der Umweltverschmutzung durch Plastikmüll ist in den vergangenen Jahren merklich gestiegen. Neben Verboten (bspw. Plastiktüten) wird in Deutschland maßgeblich auf das Recycling von Plastikmüll (bspw. PET-Flaschen) gesetzt. Trotz dieser Einschränkungen im Konsumverhalten werden Kunststoffe weiterhin in großen Mengen produziert und genutzt, da sie viele Vorteile bieten. Aufgrund dieser Vorteile ist der vermeintliche Alleskönner „Plastik“ zumindest aktuell nicht aus dem Alltag wegzudenken. Auf der anderen Seite haben die „Fridays-for-future“-Proteste gezeigt, mit welcher Emotionalität sich die Jugend weltweit für die Umwelt einsetzt. Als ein möglicher Lösungsansatz für die Umweltproblematik von Kunststoffen wird aktuell vermehrt für den Einsatz von Biokunststoffen geworben. Damit eignet sich das Thema „Bioabbaubare Kunststoffe“ für eine materialgestützte Lernaufgabe im Sinne des Unterrichtsansatzes Chemie im Kontext.
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Ethan, Ethen und Ethanol
Ethan, Ethanol und Ethen – dreimal der gleiche Wortstamm, dreimal die gleiche Kohlenstoffanzahl. Damit enden aber die Gemeinsamkeiten der Moleküle auch schon fast. In dieser Einheit sollen die Schülerinnen und Schüler den Molekülbau, die Umwandlung der Moleküle ineinander und die Stoffeigenschaften selbstständig mithilfe von Modellen, Infotexten und Schülerversuchen erfassen und mit digitalen Hilfsmitteln überprüfen.
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