Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Chemie
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Gesamtwerk
Das chemische Gleichgewicht
In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit kennen, chemische Reaktionen durch Variation der Reaktionsbedingungen zu steuern. Ziel dieser Einheit ist es, das theoretische Thema „chemisches Gleichgewicht“ experimentell zu veranschaulichen. Die Schülerinnen und Schüler erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mithilfe chemischer Kenntnisse und Untersuchungen, insbesondere durch chemische Experimente, beantwortet werden. Sie planen selbstständig geeignete Experimente zur Überprüfung ihrer Vermutungen und Hypothesen und beobachten, beschreiben, protokollieren und werten diese Experimente aus.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
Elektronegativität
Die Elektronegativität ist ein wichtiges Denkmodell für das Verständnis der Unterscheidung von polaren und unpolaren Elektronenpaarbindungen. Besonders für die Erklärung von Phänomenen in der Organischen Chemie ist das Verständnis der Elektronegativität unabdingbar. Begleiten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler beim Entdecken der Elektronegativität und deren Einfluss auf die Bindungsart sowie die Eigenschaften von Stoffen. Der Beitrag lädt die Schülerinnen und Schüler ein, sich die Inhalte in einem kooperativen und digitalen Lernsetting zu erarbeiten. Ein individueller Lernerfolg wird durch diverse Differenzierungsmöglichkeiten angestrebt.
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Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
Phosphat
Ursache für Badeverbote an Seen und Stränden an heißen Sommertagen ist oft das großflächige Auftreten von Blaualgen. Das Algenwachstum wird durch die starke Sonneneinstrahlung begünstigt und vor allem durch die Nährstoffe Phosphat und Nitrat in hohen Konzentrationen. Phosphate und Nitrate sind grundsätzlich wichtige und notwendige Nährstoffe für Pflanzen und werden in der Landwirtschaft als mineralischer Dünger im großen Umfang eingesetzt. Mit dem Ausbau der chemischen Abwasserklärung soll die Phosphat-Belastung der Gewässer eingedämmt werden. Die natürlichen Ressourcen an Phosphat, die ohnehin in den nächsten Jahrzehnten zur Neige gehen, werden so geschützt.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Biokatalyse
Jede Zelle stellt eine größere Anzahl verschiedener Stoffe her als große chemische Fabriken. Die Geschwindigkeiten der meisten Reaktionen sind an den jeweiligen Bedarf angepasst. Ein wesentlicher Grund dafür ist die Konzentration reaktionsspezifischer Katalysatoren, der Enzyme. Ihre Wirkungsweise bei der Herabsetzung der Aktivierungsenergie, ihre Typen und der Einfluss des pH-Werts und der Temperatur sowie unterschiedlicher Hemmstoffe sind Gegenstand dieser Unterrichtseinheit. Dabei werden Grundlagen zum Thema Reaktionsgeschwindigkeit und Katalyse reaktiviert und um biogen relevante Aspekte erweitert. Methodisch halten sich Schülerexperimente und Materialien zur selbstständigen Erarbeitung von Inhalten die Waage.
Gesamtwerk
Das Geheimnis der geladenen Atome
Der Beitrag „Das Geheimnis der geladenen Atome“ verspricht viel Spannung beim Lösen von digitalen Rätseln rund um den Atombau, das Periodensystem der Elemente sowie Ionen. Auf dem Weg nach einer vorgegebenen Zeit den Ausgang zu finden, müssen Rätsel richtig und schnell gelöst werden. Die bereitgestellten LearningApps haben einen hohen Anforderungsgehalt und das bereitgestellte Differenzierungsmaterial stellt sicher, dass jeder Rätselnde das Ziel erreichen kann.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
Abiturtraining 7: Kohlenhydrate
Dieser siebte Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Kohlenhydrate in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören die Definition der Stoffklasse der Kohlenhydrate, Klassifizierung von Kohlenhydraten nach verschiedenen Kriterien, die Stereochemie der Kohlenhydrate, die Struktur der Glukose inklusive der Ringbildung, die glykosidische Bindung als Verknüpfungseinheit zwischen Monosacchariden zum Aufbau von Di- und Polysacchariden, typische Nachweisreaktionen dieser Stoffklasse, das Erklären von Eigenschaften der Kohlenhydrate mithilfe des Struktur-Eigenschaft-Basiskonzepts und die Berechnung des Brennwerts von Kohlenhydraten. Bei der Konzeption der differenzierten Aufgaben wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten.
Gesamtwerk
Bioethischer Diskurs: Grüne Gentechnik vs. Integrierter Pflanzenschutz
Das natürliche RNAi-System zur Regulation der Genexpression kann gentechnisch zum Schutz der Kartoffelpflanze vor dem Kartoffelkäfer nachgeahmt werden. Kartoffelkäfer und ihre Larven sterben, nachdem sie Blätter der „Transplastomia“-Kartoffelpflanze gefressen haben. Die Besonderheit: das Chloroplastengenom, und nicht das Zellkerngenom, liegt gentechnisch modifiziert vor. Die durch RNA-Silencing veränderte Pflanze, GVP, führt nach Aufnahme ihrer Biomasse in den Verdauungstrakt des parasitierenden Käfers zur Stilllegung des lebenswichtigen Aktin-Gens. Die Wirtspflanze selbst wird damit zum Insektizid. Ist die Grüne Gentechnik daher den Methoden des Integrierten Pflanzenschutzes überlegen? Das „Pyramidenmodell für das bioethische Lernen“ gibt der bioethischen Debatte die Struktur: Soll man eine durch RNA-Silencing, Grüne Gentechnik modifizierte Kartoffelpflanze, die „Transplastomia“, als Lebensmittel anbauen? Die Lernaufgabe betrifft die In-haltsfelder Genetik, Ökologie sowie Evolution un
Gesamtwerk
Abiturtraining 6: Kunststoffe
Dieser sechste Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Kunststoffe in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören die Definition dieser Stoffklasse, die Klassifizierung der Kunststoffe mittels ihrer Eigenschaften oder über die Herstellungsart, die verschiedenen Herstellungsarten und die dahinter liegenden Reaktionsmechanismen, spezielle Nachweisreaktionen sowie die verschiedenen Verwertungsmöglichkeiten von Kunststoffen. Bei der Konzeption der differenzierten Aufgaben wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten.
Gesamtwerk
Abgasreinigung bei Verbrennungsmotoren: Aufgaben zu Redoxgleichungen
Dieser Beitrag ist für Übungsstunden nach bereits erfolgter Einführung von Redoxreaktionen und Oxidationszahlen gedacht. Die Schülerinnen und Schüler sollen motiviert werden, ihr bereits erworbenes Wissen an einem aktuellen Umweltthema zu festigen.
Gesamtwerk
Weißes Pulver: Identifikation von Zuckern in einem kriminalistischen Kontext
Dieser Beitrag nimmt das Thema der experimentellen Identifikation verschiedener Kohlenhydrate in den Blick. Als Kontext dient der Einsatz von Zuckern als Streckmittel für Drogen und die damit verbundenen Laboruntersuchungen des kriminaltechnischen Instituts des Bundeskriminalamtes, um durch beschlagnahmte Proben der verwendeten Streckmittel auf bestimmte Drogenbanden und Drogenlabore zu schließen. Vielfältige Materialien und dazugehörige Aufgabenstellungen eröffnen der Lehrkraft bezüglich des zeitlichen Umfangs sowie abhängig von den unterrichtlichen Voraussetzungen flexible Differenzierungsmöglichkeiten. Im Rahmen dieses Unterrichtskonzeptes erhalten die Lernenden zwei ihnen unbekannte Zuckerlösun-gen, die durch mehrere Nachweisreaktionen identifiziert werden sollen. Der Schwerpunkt der Kompetenzförderung liegt damit auf der Planung, Durchführung und Auswertung eines Untersuchungsdesigns. Darüber hinaus werden bei den Aufgabenstellungen ebenfalls die Kompetenzbereiche „Kommunikation“
Gesamtwerk
Die Grundlagen der organischen Chemie auf dem Weihnachtsmarkt wiederholen
In dieser Unterrichtseinheit betrachten Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern den jährlichen Besuch auf dem Weihnachtsmarkt aus einer anderen Perspektive. Was haben Glühweinstand und Co. mit Chemie zu tun und woraus genau bestehen eigentlich Kerzen? In verschiedenen Stationen, die jeweils einen Stand auf dem Weihnachtsmarkt behandeln, wiederholen sie die grundlegenden Themen der organischen Chemie, wie beispielsweise den Vorgang der Destillation oder das Herstellen verschiedener Aromastoffe.
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