Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke Seite 8/39
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Chemie
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Zucker
Im 13. Jh. war Zucker noch ein teures Luxusgut, das in Apotheken in kleinen Mengen verkauft wurde. Seit dem Bau der ersten Zuckerfabriken 1802 und der Züchtung von ertragreichen Zuckerrüben in Deutschland, die das teurere Zuckerrohr aus Lateinamerika ersetzen konnten, wurde Zucker jedoch immer billiger. Dementsprechend wurde der Honig als traditionelles Süßungsmittel verdrängt und der Zuckerkonsum stieg immer mehr an. Nun, nach gut 200 Jahren, erkennt man die gesundheitlichen Folgen des hohen Zuckerkonsums immer deutlicher. In diesem Beitrag soll zum einen der chemische Aufbau verschiedener Zucker experimentell in Schülerversuchen erkundet werden und zum anderen über die gesundheitlichen Risiken hohen Zuckerkonsums informiert werden.
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Kinetik
Diese Unterrichtsmaterialien zeigen eine überwiegend experimentelle Herangehensweise an die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen. Die verschiedenen Einflussfaktoren Temperatur, Zerteilungsgrad oder Molekülgröße können separat behandelt und inhaltlich betrachtet werden. Die Methoden Stationenlernen und Portfolioarbeit schulen dabei die Eigenverantwortlichkeit des Lernens in der gymnasialen Oberstufe und leisten einen wesentlichen Beitrag zum wissenschaftspropädeutischen Arbeiten.
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Differenzieren
Tom ist beim Schreiben der Versuchsauswertung schneller als Lisa, obwohl sie eigentlich klüger ist. So wirklich fesselt sie das Experiment aber nicht, im Gegensatz zu Anna. Doch Anna ist schnell abgelenkt, gerade wenn sie mit Tarek in einer Gruppe arbeitet und er ständig Späße macht, weil ihm eigentlich alles zu langsam geht. Sie kennen solche Situationen sicherlich aus Ihrem eigenen Chemieunterricht. Die Schüler:innen einer Klasse unterscheiden sich hinsichtlich Vorwissen, Motivation, Leistungsbereitschaft, Lerntempo, Alter, Geschlecht, Interesse, ethnischer, kultureller und sozialer Herkunft, Verhalten, Sozialkompetenz und/oder Entwicklungsstand. Einigkeit besteht hingegen darin, dass alle Schüler:innen, egal welche Voraussetzungen sie mitbringen, das gleiche Anrecht auf eine optimale Unterstützung im Lernprozess haben. Die praktische Umsetzung jedoch ist anspruchsvoll. Die Vielfalt, die Schüler:innen in den Unterricht mitbringen, ist eine Bereicherung. Diese Erkenntnis ist grundlegend für einen differenzierenden Unterricht. Indem Sie Ihre Unterrichtsplanung anpassen und unterschiedliche Lernvoraussetzungen durch differenzierende Methoden berücksichtigen, können Sie individuelle Bedürfnisse und Stärken einzelner Schüler:innen besser beachten. Dies fördert nicht nur das Verständnis und die Lernmotivation, sondern trägt auch zur Entwicklung von sozialen Kompetenzen bei. Es ist eine Herausforderung, die sich lohnt!
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Ionen-Nachweis in Sportgetränken
Eines der 17 Ziele für eine nachhaltige Entwicklung ist es, ein gesundes Leben für alle Menschen jeden Alters zu gewährleisten und ihr Wohlergehen zu fördern. In dieser Unterrichtseinheit lernen die Bedeutung verschiedener Ionen für den menschlichen Körper kennen. Ihre Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit dem Thema Ionen und Mineralstoffe und dem Inhalt von Sportgetränken. Steigern diese wirklich das Leistungsvermögen und man wird schneller oder springt höher? Oder reichen doch Leitungswasser nach dem Sport?
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Das Kern-Hüllen-Modell
Atommodelle und der Aufbau der Materie sind feste Themen in den Lehrplänen der Sekundarstufe I. In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit dem Kern-Hülle-Modell nach Ernst Rutherford. Dabei wird der Rutherford’sche Streuversuch selbstständig durch den Nachbau in einem Modell praktisch durchgeführt. Im Anschluss sollen die Lernenden das Kern-Hülle-Modell aus dem durchgeführten Experiment ableiten.
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Aufgaben zu Reaktionsgleichungen
In dieser Unterrichtseinheit lösen Ihre Schülerinnen und Schüler verschiedene Aufgaben zum Thema Reaktionsgleichungen. Die Aufgaben können dabei zu verschiedenen Zeitpunkten bzw. nach verschiedenen Themen in der Sekundarstufe I eingesetzt werden: Nach der grundlegenden Vorstellung zu Atomen und Molekülen, nach der Einführung des Schalenmodells sowie der Kenntnis von Elektronegativitätswerten zur Lösung von Redoxgleichungen. Neben digitalen Aufgaben als LearningApp werden hier auch Aufgaben in verschiedenen Niveaus vorgeschlagen.
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Wortgleichungen in der organischen Chemie
In dieser Unterrichtseinheit finden Sie ein Kartenspiel zu Wortgleichungen und Reaktionstypen der organischen Chemie als Kopiervorlage zum Nachbau. Spiele erleichtern das Lernen. Da man nicht das Gefühl hat, dass man was lernen muss, geht man mit einer ganz anderen Motivation daran. Dies erhöht die Aufnahmebereitschaft und man lernt sozusagen nebenbei, denn die eigentliche Konzentration gehört dem Spiel.
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Chemie im Kontext
Chemie ist überall, sie prägt – für viele unbewusst und unentdeckt – Natur, Alltag und Gesellschaft. Das Lernen von Chemie in verschiedenen Kontexten, ist seit vielen Jahren Teil verschiedener Konzepte und Verfahren für den Chemieunterricht. Doch wie sehr trägt dieser Ansatz in der aktuellen Zeit? Hat eine „Chemie im Kontext“ in Zeiten von wenig Unterrichtszeit, heterogenen Schülerschaften und Zentralabitur überhaupt noch eine Chance? Oder kommt ihr umgekehrt in Zeiten von Diskussionen um Erkenntnisse und Fake News, von Fridays for Future und Fachkräftemangel und auch von wachsenden Lernangeboten an außerschulischen Lernorten sogar eine neue Bedeutung zu? Die aktuelle Ausgabe von Unterricht Chemie zeigt Chancen auf für einen kontextorientierten Unterricht. Sie finden darin neue interessante Kontexte, Anregungen für die Entwicklung kontextorientierter Aufgaben und Unterrichtsvorhaben und als spannendes Extra: einen Comic zur Erarbeitung des Massenwirkungsgesetzes.
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Milcharten
Das Lernen mit und über Lebensmittel soll im Schulunterricht keinesfalls zu kurz kommen. Der Chemieunterricht eignet sich hierfür besonders, da Lebensmittel nicht nur besprochen, sondern gezielt untersucht und die Bestandteile der Ernährung sichtbar gemacht werden können. Das vorliegende Unterrichtsmaterial bietet Ihrer Klasse die Möglichkeit, Ernährungslehre im Bereich der Chemie zu erleben. Anhand der Aufarbeitung des Themas „Unterscheidung verschiedener Milcharten“ bekommen die Lernenden Einblicke in die Subdisziplinen Lebensmittelchemie sowie Analytische Chemie. Durch die didaktische Methode des Forschenden Lernens sind die Schülerinnen und Schüler völlig frei in der Planung und Durchführung ihres Lernprozesses. Dies fordert bereits vorhandene Kompetenzen auf sozialer, fachlicher, persönlicher und methodischer Ebene, weshalb die Unterrichtsplanung unbedingt der Sekundarstufe II zuzuordnen ist.
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Recycling von Kunststoffen
Immer deutlicher wird den Menschen bewusst, dass die Ressourcen der Erde endlich sind und dass wir nicht mehr so weitermachen können wie bisher. Viel zu oft und viel zu lange haben wir einfach nur Waren produziert, ohne uns über eventuell entstehende gefährliche Nebenprodukte oder über den entstehenden Müll Gedanken zu machen. Es ist endlich an der Zeit, umzudenken und eine echte Kreislaufwirtschaft in Gang zu bringen. Wie weit dies im Bereich der Kunststoffe bereits möglich ist, soll diese Einheit mit Texten und Schülerversuchen zeigen.
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Die Struktur von Benzol
Die chemische Bedeutung des Wortes Aromaten hat heute nicht mehr nur mit „Wohlgeruch“ bestimmter Stoffe zu tun. Der Begriff Aromat bezieht sich auf die strukturelle Verwandtschaft von Benzol mit ähnlichen Stoffen. Aromaten unterscheiden sich in ihrem chemischen Verhalten deutlich von aliphatischen Stoffen. In dieser Unterrichtseinheit wird über das Molekül Benzol und seine Struktur in die Welt der Aromaten eingeführt.
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Der Geburtstag von Justus Liebig
In dieser Unterrichtseinheit wird die Geschichte von dem Treffen einiger bekannter Personen aus der Naturwissenschaft im Liebig-Museum erzählt. Um herauszufinden, welche Personen das sind, bedarf es der Lösung mehrerer Rätsel. Zwei ebenfalls zu findende Zahlen-Kombinationen öffnen schließlich die Tür zum Auditorium. Dort nimmt die Geschichte eine überraschende Wendung.
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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.
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Wissenschaftliches Schreiben in den MINT-Fächern
Dies ist der erste Schreibratgeber für MINT-Fächer, der Wissen von über 40 Expert:innen aus den Bereichen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik sowie der Schreibdidaktik vereint. Der erste Teil enthält Informationen zu allen Phasen des Schreibprozesses, von vorbereitenden Maßnahmen über die Literaturarbeit bis zur abschließenden Überarbeitung. Im zweiten Teil gibt es ausführliche und zielgruppengenaue Erklärungen zu fachspezifischen Textsorten. Tipps, Beispiele, Übungen und Checklisten sorgen für eine rasche Orientierung und ermöglichen eine schnelle Umsetzung und eigenständige Überprüfung von Texten.
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Gärungsprozess bei der Weinherstellung
Bei der Ernte wird die ganze Traube abgeschnitten und im Kelterhaus verarbeitet. Die Früchte werden zunächst zu Saft gepresst. Bei der Gärung des Mosts wird Zucker in Alkohol umgewandelt. Doch erst Hefe macht diesen Prozess überhaupt möglich.
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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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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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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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Verhältnisformel von Salzen
Mit diesem Brettspiel soll den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit gegeben werden, die Bildung von Salzen (Ionenverbindungen aus Metall- und Nichtmetall-Atomen) spielerisch einzuüben. Die Schülerinnen und Schüler würfeln dabei zwei mögliche Kombinationen von Metall- und Nichtmetall-Atomen, bilden daraus zwei korrekte mögliche Verhältnisformel und dürfen dann entsprechen der Gesamtanzahl enthaltener Atome auf dem Spielbrett vorangehen.
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Zuckerersatzstoffe
Immer deutlicher werden uns die gesundheitlichen Folgen von beständig zu hohem Zuckerkonsum bewusst. Viele Menschen versuchen der kalorienreichen süßen Verführung durch Zuckeraustauschstoffe und Süßstoffe, die ursprünglich als preisgünstige Alternative zu Zucker entwickelt wurden, zu entkommen. Doch ist das wirklich gesünder? In diesem Beitrag sollen der chemische Aufbau experimentell in Schülerversuchen und die gesundheitlichen Aspekte von Süßstoffen und Zuckeraustauschstoffen im Überblick über Infotexte erkundet werden.
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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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Ein Internetforum zu Vitaminen und deren Präparate
Sind Nahrungsmittel, die Vitamine enthalten, auch automatisch gesund für den menschlichen Körper? Benötigen wir noch zusätzliche Vitamine durch Tabletten? Mit diesen Fragestellungen beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit. Dafür beschäftigen sie sich gemeinsam mit einem Internetforum, in welchen solche Fragestellung meist breit diskutiert werden. Die Schülerinnen und Schüler sollen die verschiedenen Meinungen im Forum kritisch hinterfragen, denn nicht jede Meinung muss zwangsläufig auf wissenschaftlich richtigen Fakten basieren.
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Funktionelle Gruppen
In dieser Unterrichtseinheit geht es darum eine Übersicht der organischen sauerstoffhaltigen Stoffklassen mit ihren funktionellen Gruppen sowie deren Nachweisen und Eigenschaften zu erstellen. Die Schülerinnen und Schüler sollen dies möglichst eigenständig tun und arbeiten daher bei den Schülerversuchen in Gruppen bzw. bei Aufgaben mit dem Molekülbaukasten in Zweierteams zusammen. Mit Hilfe von Videos, einem digitalen Molekülbauprogramm und mehrerer LearningApps, können sie zudem ihre Ergebnisse und eigenen Lernfortschritte eigenständig überprüfen.
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Wie wirken Adhäsions- und Kohäsionskräfte bei Schwämmen?
Schwämme und Lappen bestehen aus Fasern. In den Fasern sind viele kleine Kapillaren, also enge Röhrchen. Darin steigt die Flüssigkeit nach oben. Ob das gelingt, hängt vor allem von zwei Kräften ab, die auf die Flüssigkeit wirken.
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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.
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