Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke Seite 4/18
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Chemie
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Kern Hülle Modell
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Summenformel
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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.
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Atombindungen besser verstehen
Modelle sind Hilfsmittel zum Verständnis naturwissenschaftlicher Phänomene, also um Beobachtungen mit Vorgängen auf der Teilchenebene zu verknüpfen. In dieser Unterrrichtseinheit beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit verschiedenen Atommodellen, um die chemischen Atombindungen besser zu verstehen. Atommodelle versuchen möglichst genau, das Verhalten und die Eigenschaften von Elektronen zu beschreiben. Zunächst wird die Brauchbarkeit und die Grenzen des Schalenmodells, welches die Lernenden noch aus der Sekundarstufe I kennen sollten, betrachtet, um anschließend zum Orbitalmodell überzuleiten. Dazu werden die Leitgedanken des Orbitalmodells, das Kästchenschema und Visualisierung von Orbitalformen, die „In-Phase-Überlappung“ von Orbitalen zur Ausbildung verschiedener chemischer Atombindungen und die Anwendung des Orbitalmodells auf die Konstruktion von Atombindungen in verschiedenen Molekülen besprochen.
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Das Tripeptid Glutathion
In dieser Unterrichtseinheit betrachten die Schülerinnen und Schüler das Tripeptid Glutathion und seine wichtigen Funktionen im menschlichen Organismus. Es ist aus den Aminosäuren L Glutaminsäure, L-Cystein und Glycin aufgebaut und besitzt damit die Hydrogensufidgruppe, die auch den Namen Thiolgruppe trägt. Das Glutathion kann mit der Bildung seines Dimeren Disulfidbrücken ausbilden und Disulfidbrücken z. B. in größeren Proteinen spalten. Dabei ist das Glutathion das Reduktionsmittel, also das Antioxidants. Nachweisreaktionen zu Glutathion und zu Cystein erfolgen mit verschiedenen Redoxreaktionen, Bestimmungen mit Redoxtitrationen. Die genannten Aminosäuren haben auch in anderen Peptiden eine große Relevanz.
Verwandte Themen
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Klausuren zum Inhaltsfeld Elektrochemie
Das Inhaltsfeld der Elektrochemie ist ein zentraler und wichtiger Bestandteil der Chemie in der Sekundarstufe II und wird häufig in Abiturprüfungen abgefragt. Zur Vorbereitung für Ihre Schülerinnen und Schüler haben wir Ihnen 7 verschiedene Klausuren zu unterschiedlichen Themengebieten der Elektrochemie 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.
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Ionengitter
Alles, was du über Ionengitter wissen musst, erfährst du hier!
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Autoprotolyse
Bei der Autoprotolyse reagiert Wasser mit sich selbst.
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Aromaten II
Aromaten II
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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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Hückel Regel
Die Hückel Regel hilft dir dabei, ein Aromat zu erkennen.
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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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Zeichnen organischer Moleküle
Dieses Unterrichtsmaterial ermöglicht gezielt die individuelle Verbesserung der Kompetenz zum Zeichnen organischer Moleküle. Berücksichtigt werden dabei die Stoffklassen der Alkane, Halogenalkane, Alkene, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Carbonsäuren und Ester. Es werden sowohl Halbstrukturformeln als auch Skelettformeln verwendet. Über eine Eingangsdiagnose ermitteln Ihre Schülerinnen und Schüler, welche Teilkompetenzen ihnen beim Zeichnen organischer Moleküle Schwierigkeiten bereiten, und wählen dann Übungen aus, die diese Teilkompetenzen gezielt stärken.
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MINT Zirkel – Ausgabe 1, März 2023
Ob Pandemien die Rache der Natur sind, wie man fürs Klima experimentieren kann, wie uns Entchen zu den Müllstrudeln der Welt führen und warum das Integrationfach WAT/AWT an seine Grenzen gerät, erfahrt ihr in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Außerdem sind wieder ein paar Zusatzmaterialien für euch dabei. Jetzt reinschauen!
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Citizen Science
Citizen Science – Bürgerwissenschaften haben eine lange Tradition. Sicher kennen Sie die Aktion „Stunde der Gartenvögel“ des NABU. Vielleicht haben Sie schon einmal mit einer Schulklasse an dem Projekt „Plastikpiraten“ teilgenommen und das Plastikvorkommen an Bächen oder Flüssen in Ihrer Umgebung dokumentiert. Die Beteiligung von Schüler:innen in Citizen Science Projekten reicht von der Mitwirkung bei der Datenerhebung über die Analyse bis hin zur (Mit)gestaltung eines Gesamtprojektes. Die Beispiele in diesem Heft wollen zeigen, welche Herausforderungen, aber vor allem welche Chancen die Teilhabe an Citizen Science-Projekten aus Sicht des Chemieunterrichts bietet. Denn es ist Teilhabe an authentischer Forschung möglich – wann gibt es das schon? Bei Citizen Science auf jeden Fall!
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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.
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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.
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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.
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, Dezember 2023
Zum Abschluss des Jahres beschäftigt sich die letzte Ausgabe des MINT Zirkel 2023 mit einer Vielzahl an Themen. Es geht um das Surfen auf Plastik, Windenergie, kosmische Krisen, 3D Drucker und noch einiges mehr. Es gibt auch wieder zu den Themen Zusatzmaterialien für euren Unterricht. Schaut jetzt rein!
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MINT Zirkel – Ausgabe 3, September 2023
In der dritten Ausgabe MINT Zirkel 2023 findet ihr spannende Artikel zu Themen wie Stress, Lesen, der ISS, Astronomie, Upcycling und vieles mehr. Natürlich gibt es auch wieder zu den Themen Zusatzmaterialien die ihr im Unterricht verwenden könnt. Lest jetzt rein!
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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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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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