Unterrichtsmaterialien Ester: Ganze Werke Seite 2/2
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Chemie
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Gesamtwerk
Strukturen nach Maß
Mit einer gewissen Selbstverständlichkeit nutzen nicht nur Schülerinnen und Schüler Hightechprodukte des täglichen Bedarfs, wie Kunststoffe, Smartphones oder antibakterielle Sportbekleidung. Die ganz speziellen Einsatzgebiete dieser Alltagsprodukte erfordern maßgeschneiderte Eigenschaften, z. B. eine besonders hohe Kratzfestigkeit der Kunststoffe, reflexionsarme Displays bei Smartphones bis hin zu geruchshemmender Sportbekleidung, die diese Eigenschaft nach einem Waschvorgang nicht einbüßt. Wie die Funktionalisierung zum Thema im Chemieunterricht gemacht werden kann, zeigen die Beispiele in diesem Themenheft. Aus dem Inhalt: Strukturen nach Maß – Von der chemischen Forschungsidee zu Erkenntnissen und Produkten; Vom Spinnennetz zum modernen Laufschuh; Kunststoffe und 3D-Druck; Silber einmal anders; Wertstoffe aus Müll
Gesamtwerk
Der Estermechanismus - ein individualisierter Einstieg in die Struktur-Eigenschaftsbeziehungen
Der Estermechanismus - Klassiker der organischen Chemie und für viele Schüler ein nicht sofort verständliches Thema. Der Schlüssel zur Klärung von Reaktionsmechanismen ist die Übertragung des Donor-Akzeptor-Prinzips auf Elektronenpaare in organischen Molekülen. Ihre Schüler werden in dieser Reihe Schritt für Schritt in ihnen angepassten Schwierigkeitsstufen an die erforderten Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und schließlich an den Mechanismus herangeführt.
Gesamtwerk
Klett Abi last minute Chemie - Schnell auffrischen, was wichtig ist
Klett Abi last minute Chemie - Schnell auffrischen, was wichtig ist
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Gesamtwerk
Projektorientiertes Arbeiten - Expertenvorträge zum Thema Duft- und Aromastoffe
Motivieren Sie Ihre Schüler durch diese projektorientierte Arbeit zu einem selbstentdeckenden und selbstorganisierten Lernen. In Gruppen recherchieren und erarbeiten Ihre Schüler das alltagsorientierte Thema "Duft- und Aromastoffe". Die offene Unterrichtsform ermöglicht eine gute Differenzierung.
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Plastik aus CO2
Plastik aus CO2
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Nachwachsende Rohstoffe
Nachwachsende Rohstoffe sind im Alltag an vielen Stellen gegenwärtig: von Cremes über Waschmittel bis hin zu Möbeln und Gegenständen aus Holz. Aus chemisch fachlicher Sicht repräsentieren sie wichtige Stoffklassen, an denen die zentralen Basiskonzepte der Chemie verifiziert werden können. Ihr pflanzlicher Ursprung bedeutet aber auch, dass Nutzungskonflikte vorprogrammiert sind. Der Zugang zur Chemie der „Nachwachsenden Rohstoffe“ erfolgt fast immer über lebensweltliche Erfahrungen. Das eingebaute Konfliktpotential macht sie zu einem Feld für den Austausch von Erfahrungen und Auseinandersetzungen übergeordneter Art. Schülerinnen und Schüler können hier ihre Bewertungskompetenz schulen und proben. Aus dem Inhalt: Nachwachsende Rohstoffe – ein vielgestaltiges Thema in Schule und Gesellschaft Bioenergy – Nachwachsende Rohstoffe als bilinguales Unterrichtsmodul Nachwachsende Rohstoffe – immer nachhaltig? – Nutzungskonflikt am Beispiel von Palmöl und Palmkernöl Biokunsstoffe – eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen? Fühlen, sehen, selbermachen – Handlungsorientierte Lernangebote zur Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen
Gesamtwerk
Von der Muskatnuss zur Seife – ein Lernzirkel zum Thema „Fette“
Von der Muskatnuss zur Seife – ein Lernzirkel zum Thema „Fette“
Gesamtwerk
Ein Bummel über den Weihnachtsmarkt – organische Chemie an Stationen
Weihnachten ist neben der Zeit der Besinnung und der Geschenke auch die Zeit der Gerüche, der Lichter und der Leckereien. In diesem Beitrag geht es darum, den Lernenden die chemischen Hintergründe der auf einem Weihnachtsmarkt auftretenden Sinneseindrücke zu vermitteln. Noch viel zu häufig werden chemische Themengebiete im Unterricht losgelöst von alltagsrelevanten Kontexten unterrichtet. Mit diesem Beitrag soll versucht werden, einen Zusammenhang zwischen der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler und der sie ständig umgebenden Chemie auf eine anschauliche Art herzustellen.
Inhaltlich werden die Grundlagenthemen der organischen Chemie behandelt, die am Ende einer 10. Klasse bei den Lernenden vorhanden sein sollten. Der Beitrag Chemie auf dem Weihnachtsmarkt eignet sich daher auch wunderbar zur Wiederholung und Festigung, der im Unterricht bereits erarbeiteten Themen.
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Chemie erleben
Haben Sie Chemie bisher immer als eine Form von (schwarzer) Magie wahrgenommen? Zu unrecht! Jedes Mal, wenn Sie photographieren, wenn Sie etwas waschen, kleben oder streichen, betreiben Sie Chemie - und Kochen ist ohnehin angewandte Biochemie. Das Buch behandelt die spezielle Chemie auf eine neue Art: Im anorganischen Teil werden die Struktur der Orbitale und das Periodensystem erklärt sowie die einzelnen Elemente besprochen, wobei der Schwerpunkt auf Verständnis und Zusammenhänge gelegt wird. Eine Vielzahl an Beispielen und Anwendungen aus dem Alltag sorgen für Anschaulichkeit (Spurenelemente und Ernährung, Ozon, Treibhauseffekt usw.). Der organische Abschnitt behandelt die Theorie der Reaktionsmechanismen, Isomerien, Nomenklatur u.ä. Darauf baut die spezielle organische Chemie auf. Im analytischen Teil werden Methoden vorgestellt, wobei nur die Grundprinzipien erklärt werden.
Gesamtwerk
Nature of Science
Männer in weißen Kitteln, Wissenschaft, die alle Fragen beantworten kann, Chemie als wichtiges aber unverständliches Fach – solche Vorstellungen behindern das Lernen! Welche Möglichkeiten es gibt, ein angemessenes Bild von den Naturwissenschaften und im Besonderen der Chemie zu unterstützen und was überhaupt angemessen im Zusammenhang mit schulischer Bildung bedeutet, dazu sind in diesem Heft 19 Beiträge versammelt, die versuchen, sowohl gesellschaftliche, historische wie auch innerfachliche und das Lernen betreffende Aspekte auszuleuchten. Mit Absicht stehen zwei Beiträge von Experten auf diesem Gebiet am Anfang, gefolgt von Beispielen für und aus der Praxis. Lassen Sie sich ein auf diese Reise, die gewiss auch Ihnen neue Blickwinkel anbieten kann – mit dem Ziel, den heutigen Schülerinnen und Schüler, den künftigen Bürgerinnen und Bürgern eine Sicht zu vermitteln, die Naturwissenschaft als das zwar mächtige, zugleich aber beschränkte Werkzeug erscheinen zu lassen, das es ist.
Gesamtwerk
Fette, Öle, Derivate
Fette und Öle sind seit jeher ein klassisches Thema im Chemieunterricht. Das betrifft sowohl die Zuordnung der Fette und Öle zur Stoffklasse der Ester als auch ihre stoffliche Zusammensetzung und ihre typischen Eigenschaften. Aus dieser strukturchemischen Blickrichtung ist das Thema bereits vollständig für den Unterricht erschlossen. Welche neuen Anregungen kann ein Heft zu diesem Thema dann liefern? Die Artikel des Heftes sollen deutlich machen, dass ein klassisches Thema für den Unterricht so aufbereitet werden kann, wie es die Kompetenzbereiche der Bildungsstandards verlangen. Palmöl beispielsweise ist eines der am häufigsten in Lebensmitteln eingesetzten Öle. Es wird aus den Früchten der Ölpalme gewonnen. Das Hauptanbaugebiet liegt im Tropengürtel. Der steigende Bedarf geht zu Lasten der Natur. Es lohnt sich also, Palmöl auch von Seiten der Gewinnung und wirtschaftlichen Bedeutung her zu thematisierten. Dafür sind Kommunikations- und Bewertungskompetenz erforderlich. Beide Kompetenzbereiche werden auch beim Thema Cholesterin angesprochen. Aus dem Alltag ist dieser Stoff als Blutfett bekannt. Der Begriff suggeriert bereits, dass es sich um einen Stoff handelt, der – wie andere Fette auch – der Stoffklasse der Ester zuzurechnen ist. Erst durch die inhaltliche Auseinandersetzung wird deutlich, dass zwar jegliche strukturchemische Verbindung fehlt, aber die Zuordnung zu den Lipiden berechtigt ist. Im vorliegenden Heft wird ein jahrgangsübergreifendes Projekt zum Thema vorgestellt. Die experimentellen Zugänge zum Thema „Fette, Öle, Derivate“ liefern darüber hinaus Möglichkeiten für die Umsetzung der Anforderungen im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung.
Gesamtwerk
Rund um die Benzoesäure – eine Übungssammlung zur Abiturvorbereitung
In diesem Beitrag wird eine Sammlung von Aufgaben vorgestellt, die zur Wiederholung oder zum Üben immer wieder in den Unterricht einfließen können. Vor allem sollen diese Aufgaben als Vorbereitung auf die schriftliche Abiturprüfung dienen. Doch handelt es sich hier um Übungsaufgaben und nicht um Beispielaufgaben, da vom Umfang jeweils eine Aufgabe etwa ein Drittel einer schriftlichen Abiturprüfung ausmachen würde. Dabei gibt es in den verschiedenen Bundesländern allerdings große Variationen.
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Chemische Reaktionen - hin und zurück
Die Tatsache, dass chemische Reaktionen umkehrbar sind, ist für uns von großer Bedeutung, denken wir etwa an die verschiedenen lebenswichtigen Pufferreaktionen, die eine konstante Funktion bedeutsamer Systeme wie lebenden Organismen oder den Ozeanen sicherstellen. Andere umkehrbare Reaktionen führen dagegen zu unerwünschten Folgen – denken wir an die Korrosion der aufwändig gewonnenen Metalle – oder stellen eine große Herausforderung für die technische Synthese von Substanzen dar, hier sei als Beispiel die gut bekannte Ammoniaksynthese genannt. Im Chemieunterricht wird der Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen unterschiedliche Bedeutung zugemessen: Im Anfangsunterricht wird sie oftmals nicht explizit als Merkmal chemischer Reaktionen thematisiert; die einfache Umkehrbarkeit von Prozessen wird z. T. sogar als (missverständliche) Unterscheidung von physikalischen und chemischen Prozessen benannt. Im weiteren Verlauf des Chemieunterrichts werden Reaktionen dann zunehmend anhand ihrer Umkehrbarkeit charakterisiert; als Beispiele seien hier Redoxreaktionen, Säure-Base-Reaktionen und natürlich das Konzept des chemischen Gleichgewichts genannt. Wir haben in diesem Themenheft eine Reihe von bekannten, in Natur und Technik bedeutsamen, umkehrbaren Reaktionen zusammengestellt, die in der Schule als Experimente durchgeführt werden können. Die ausgewählten Beispiele zeigen, wie das Prinzip der Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen kontinuierlich in den Chemieunterricht eingebunden werden kann, und geben Einblicke in dabei möglicherweise auftretende Lernschwierigkeiten von Schülerinnen und Schülern.
Gesamtwerk
Organische Chemie
Die organische Chemie ist – bezogen auf den Chemieunterricht – sicherlich der abwechslungsreichste Teilbereich der Chemie. Sie ist besonders geeignet, Chemie im Alltag sichtbar zu machen, vor allem durch das Experimentieren mit Haushaltschemikalien, Lebensmitteln und Werkstoffen. Mit den Umstrukturierungen der allgemeinbildenden Schulen sowie der Einführung von Kerncurricula stehen die Fachkollegien nun vor einer großen Herausforderung: Der Umsetzung der neuen, offeneren Vorgaben in neu zu formulierende, schulinterne Lehrpläne. Damit ist die große Chance verbunden, die Inhalte der organischen Chemie zu überdenken: Welche Themen sind für ein grundlegendes Verständnis der organischen Chemie wichtig und gleichzeitig so alltagsnah, dass sie motivierend wirken? Wie kann man die für die Jugendlichen spannenden Themen so einbinden, dass sie nicht erst am Schuljahresende behandelt werden? Gerade die organische Chemie bietet eine Vielzahl möglicher Zugänge, alternativ zu den Themen „Alkane“ oder „Destillation von Erdöl“; welcher Zugang ist für unser schulisches Umfeld besonders geeignet? Mit den neuen Curricula ist also die Chance verknüpft, die organische Chemie der Sekundarstufe I zu überdenken und neu zu strukturieren. Dieses Themenheft möchte Ihnen Anregungen für eine neu gedachte organische Chemie geben und die Bandbreite an inhaltlichen und methodischen Möglichkeiten aufzeigen, die im Unterricht umgesetzt werden können.
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"Riecht beerenstark!" -ein Lernzirkel über Duschgels und ihre Inhaltsstoffe
Nach dem Sport werden sie oft als „Statussymbol“ präsentiert: Prestigeträchtige Duschgels stehen bei Mädchen und Jungen hoch im Kurs. Für die Schülerinnen und Schüler können sie eine hohe persönliche Bedeutung haben. Der Lernzirkel „Duschgels“ greift diesen lebensnahen und alltagsorientierten Kontext auf und nimmt Bezug auf wesentliche Inhalte des Chemieunterrichts der Sekundarstufe I. Der Lernzirkel befasst sich mit zwei Gruppen von Inhaltsstoffen: Den Tensiden, denn sie sind für die Deutung der Waschwirkung unerlässlich. Den Duftstoffen, denn der Duft eines Duschgels ist ein wichtiges Kriterium für die Kaufentscheidung. Zentrales Thema des Lernzirkels ist die Schulung des Struktur-Wirkungs-Denkens. So können bereits vorhandene grundlegende Kenntnisse in der Organischen Chemie bei der Deutung der Waschwirkung mit dem Streichholzmodell angewendet werden. Die Theorie zur Schmutzablösung erschließen die Schülerinnen und Schüler dabei auf verschiedenen individuellen „Eingangskanälen“, beispielsweise durch Versuche,
Arbeitsblätter und Animationen. Auch bei der Erarbeitung des Riechvorgangs wird das Struktur-Wirkungs-Prinzip berücksichtigt: Beim didaktisch stark reduzierten „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ passen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Schlüssel (Duftmoleküle) in entsprechende Schlösser (Rezeptoren) ein. Dies entspricht üblichen Deutungsmustern für eine biologische Funktion aus dem Biologieunterricht, ergänzt diesen Aspekt aber um einen direkten Bezug zur Molekülstruktur.
Gesamtwerk
Industrie und Schule
Seit einigen Jahren sind eine Reihe von Initiativen aus Industrie und Wirtschaft zu verzeichnen, welche für die Schulentwicklung wichtige Anstöße liefern. Ihr Ziel ist es, sowohl gesellschaftlichen Veränderungen in unserem Land gerecht zu werden als auch in der Schule die Bereitschaft zur Neuorientierung zu verankern. Diesen Herausforderungen vermag eine Kooperation zwischen Chemischer Industrie und Schule, besonders im Chemieunterricht, zu begegnen. Der Chemischen Industrie als einer Schlüsselindustrie geht es einmal um die Einheit von Kommunikation, Vertrauen und Akzeptanz, zum anderen kann sie die in der Wirtschaft erprobten Verfahrensweisen einbringen. Sie kann damit die Schulen ideell und materiell unterstützen. Die sich entwickelnden Partnerschaften werden stets vorangetrieben von engagierten Personen, tätig auf ganz verschiedenen Ebenen. Es sind Schüler, Lehrer,Verantwortliche in Industrie und Hochschule, wie auch weitsichtige Repräsentanten der Schulleitung und Schulaufsicht. Deren Engagement spiegelt sich u. a. wider in konkreten beispielhaft und modellhaft entwickelten Bausteinen für einen zeitgemäßen Chemieunterricht (best-practice- Beispiele). Deren Funktion ist es, katalytisch zu wirken, um ein nachhaltig wirkendes Potential für den Chemieunterricht wirksam werden zu lassen. Die investierte Mühe und Inspiration verdient Anerkennung. In diesem Heft werden solche Partnerschaften und deren Ergebnisse vorgestellt. Ihnen, liebe Leserinnen und Leser, möchten wir Anregungen geben, welche in der Schule, speziell im Chemieunterricht, Orientierung ermöglichen.
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