Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke Seite 10/39
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MINT Zirkel – Ausgabe 2, Mai 2023
Sind Wind, Wasserstoff und Wärme die Lösung für eine grüne Zukunft? Was ist "The Blue Marble"? Kann man aus Lichtschaltern einen Computer bauen? Was gibt es für Angriffe im All? Wie kann man mit Experimenten den Klimawandel erklären? Diese und noch mehr Fragen klärt die zweite Ausgabe des MINT Zirkel 2023. Natürlich gibt es auch wieder neue Zusatzmaterialien für deinen Unterricht. Schaut jetzt mal rein!
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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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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.
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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.
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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.
Verwandte Themen
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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.
Gesamtwerk
Adventskalender zum Periodensystem
Dieser Adventskalender zum Thema „Periodensystem der Elemente“ soll Ihren Schülerinnen und Schülern auf spielerische Weise dabei helfen ihr Fachwissen rund um das Thema zu vertiefen, zu wiederholen oder zu üben. Hinter jedem der 24 Türchen versteckt sich ein anderes Element aus den Hauptgruppen. Um das richtige Element zu finden, müssen die Lernenden beispielsweise Steckbriefe interpretieren oder sich mithilfe einer Wegbeschreibung auf den Weg über das Periodensystem machen. Alternativ können die Rätsel von Ihren Schülerinnen und Schüler auch innerhalb einer Doppelstunde selbstständig in einem Quiz bearbeitet werden.
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Ein Mystery zu unedlen Metallen
Diese kurze Einheit dient dem Wiederholen und Festigen von Inhalten der Themen „Metalle“ und „Redoxreaktionen“. Ihre Schülerinnen und Schüler schlüpfen in die Rolle eines Detektivs und gehen in einem schüleraktivierenden Mystery der Rätselfrage „Helfen rostige Nägel im Apfel gegen Eisenmangel?“ nach. Diese Methode fördert das vernetzte Denken sowie die Kommunikation der Lernenden. Gleichzeitig erlaubt die Methode Mystery unterschiedliche Lösungswege und ist daher auch für heterogene Lerngruppen bestens geeignet.
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Carbonsäuren
In dieser Einheit zur Stoffklasse der Carbonsäuren, erarbeiten Ihre Schülerinnen und Schüler in Gruppenarbeit die Eigenschaften verschiedener Carbonsäuren. Während sich eine Schülergruppe mit der funktionellen Carboxylgruppe und damit der Strukturformel von Carbonsäuren beschäftigt, schaut sich eine weitere Gruppe deren Aggregatzustand sowie Geruch an. Im Anschluss sollen Zusammenhänge zwischen der Länge der Kohlenstoffkette und der untersuchten Eigenschaft geschlossen werden. Dieses Ergebnis stellen die Gruppen sich gegenseitig durch Präsentationen oder einen Gallery Walk vor. Als Lernerfolgskontrolle dient ein Klausurvorschlag.
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Feuer und Verbrennungen
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Periodensystem und Atommodelle
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Gase
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Wasser
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Salze
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Metalle
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Strom durch Chemie
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Säuren und Basen
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Kohlenwasserstoffe und Alkohole
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Kunststoffe
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Erfindung des Periodensystems
Mitte des 19. Jahrhunderts ist die Natur der Elemente eine noch weitgehend unbekannte Welt. 1869 entwickelt der russische Chemiker Dimitri Mendelejew das Periodensystem, das mit leichten Anpassungen bis heute gültig ist.
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Mauvein: Die Erfindung des ersten synthetischen Farbstoffs
Mitte des 19. Jahrhunderts sucht der Chemieassistent Henry Perkin nach einem künstlichen Ersatz für ein Malaria-Mittel. Doch statt Chinin stellt er den ersten synthetischen Farbstoff her: Mauvein. Ein Zufallsprodukt!
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Grüne kosmetische Chemie
Die Grüne Chemie (engl.: Green Chemistry) ist ein vergleichsweise neues Teilgebiet der Chemie. Sie widmet sich der Erschließung umweltverträglicher, Abfall vermeidender, Material und Energie sparender sowie sicherer industrieller Prozesse und Produkte. Da die Grüne Chemie erst in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen hat, existieren bisher erst wenig konkrete Vorschläge zu diesem Thema für den Chemieunterricht an Schulen. In dieser Unterrichtseinheit werden Arbeitsmaterialien und Experimente zur Grünen Chemie für die Sekundarstufe I vorgestellt, die einen ersten Einblick in das Denken der Grünen Chemie geben können.
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Adventskalender zur Säure-Base-Chemie
Mithilfe dieses Adventskalenders überprüfen Ihre Schülerinnen und Schüler auf spielerische Weise ihr Fachwissen zur Säure-Base-Chemie. In 24 Rätselfragen rund um Brønsted-Säuren und -Basen, Ampholyte und pH-Werte wiederholen die Lernenden Türchen für Türchen die wichtigsten Begriffe und Formeln zur Vorbereitung auf ihr Abitur. Alternativ können die Rätsel von Ihren Schülerinnen und Schüler auch innerhalb einer Doppelstunde selbstständig in einem Quiz bearbeitet werden.
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Komplexometrische Bestimmungen von Magnesiumionen in Bittersalzlösungen
Magnesiumsulfat ist das gängige Beispiel für ein in Wasser leicht lösliches Sulfat eines Erdalkalimetalls und daher im Chemieunterricht nahezu aller Jahrgangsstufen präsent. Mit der Bindung von Kristallwasser wird aus Magnesiumsulfat das Bittersalz Epsomit. Magnesiumsulfat hat als Düngemittel, Nahrungsergänzungsmittel und pharmazeutischer Wirkstoff einen breiten Anwendungsbereich. Die Neigung der Magnesiumionen zur Bildung von Ionenaggregaten zeigt sich schon mit der Ausbildung der Hydrathüllen der Ionen. Sie ist die Grundlage für die Bildung stabiler Chelatkomplexe und einer komplexometrischen Bestimmung.
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Nature of Science
Männer in weißen Kitteln, Frauen mit Brille und strenger Frisur, die alle Fragen beantworten können. Naturwissenschaftliche Experimente liefern eindeutige Ergebnisse und die Naturwissenschaften gelten noch immer als über alle Zweifel erhabene Fächer - wichtig, aber auch unverständlich. Dieses Bild entspricht jedoch nicht dem Wesen der Naturwissenschaften. Der Weg zu neuem Wissen ist oft schwierig und mit vielen Unsicherheiten und Konflikten verknüpft. Und mehr Wissen bedeutet nicht zwangsläufig auch mehr Sicherheit. Was also motiviert Wissenschaftler:innen zu forschen? Zu welchen Zwecken forschen sie? Wie gelangen sie von Beobachtungen zu Erklärungen? Welche Fragen stehen hinter berühmt gewordenen Experimenten, wie zum Beispiel dem Rutherford'schen Streuversuch? Was kennzeichnet eine Theorie? Und wo liegen die Grenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung? Chemieunterricht wird für Schüler:innen interessant, wenn sie nicht nur chemisches Fachwissen erwerben, sondern auch etwas darüber erfahren, wie es zu diesem Wissen gekommen ist. Denn das ist es, was das Wesen der Chemie ausmacht.
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