Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Elektrochemischer Korrosionsschutz
Korrosion ist ein weltweites Problem, welches nicht nur wirtschaftlichen Schaden für die Industrie, sondern auch Schäden für Mensch und Umwelt mit sich bringt. Ohne Korrosionsschutz würden allein in Deutschland Schäden in Millionenhöhe entstehen. Korrosion kann vielleicht aufgehalten oder verzögert werden, gänzlich verhindern lässt sie sich nicht. Sie ist der Entropie geschuldet. Umso wichtiger sind Kenntnisse über die Korrosion, um gezielt Maßnahmen zu ergreifen und die Schäden in Grenzen zu halten. Korrosion muss aber nicht zwangsläufig immer mit negativen Effekten einhergehen. Sie kann unter Umständen auch zur Energiegewinnung genutzt werden oder ist wie beim Eloxieren sogar erwünscht.
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Abiturtraining 4: Säure-Base-Chemie
Dieser vierte Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Säure-Base-Reaktionen in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören die unterschiedlichen Säure- und Basedefinitionen, der Umgang mit Kenngrößen wie dem pH-Wert, dem pOH-Wert, pKS- oder pKB-Werten, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen zur Beschreibung verschiedener Säure- bzw. Basenstärken, das Ionenprodukt des Wassers, Pufferlösungen sowie praktische und theoretische Aspekte im Zusammenhang mit der wichtigen experimentellen Methode der Titration. Bei der Konzeption der differenzierten Aufgaben wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten.
Gesamtwerk
Grüne Energie
Unter Grüner Energie versteht man Strom, der zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen werden kann. Die populärsten Beispiele sind dabei sicherlich Wind- und Wasserkraft oder auch Solaranlagen. Aber auch die Zitronenbatterie gehört zu dieser Art von Energie. In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schülerinnen und Schüler den Aufbau einer Zitronenbatterie kennen und überlegen, inwiefern diese als alternative Energiequelle eingesetzt werden kann.
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Gesamtwerk
Digitale Nutzung von Simulationen
Begleiten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler beim Entdecken von chemischen Phänomenen und erleichtern Sie ihnen den Zugang zu den abstrakten Modellen der Naturwissenschaften. In diesem Beitrag sind Unterrichtsmaterialien zu PhET-Simulationen enthalten. Diese Simulationen können Sie ganz einfach in Ihren Unterricht integrieren. Sei es in Verbindung mit Experimenten, zur Vertiefung oder zur Wiederholung von Inhalten.
Gesamtwerk
Simulationen im Chemie Unterricht
In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schülerinnen und Schüler durch interaktive naturwissenschaftliche Simulationen die digitale Seite der Chemie kennen. Es werden verschiedene Unterrichtsmaterialien zu PhET-Simulationen für die einfache Integration in Ihren Unterricht der Sekundarstufe I vorgestellt. Diese können sowohl zur Wiederholung oder Vertiefung von Inhalten als auch als Begleitmaterial für Versuche verwendet werden. Sie führen Ihre Schülerinnen und Schüler an die Thematik von abstrakten chemischen Modellen heran und schaffen durch deren Visualisierung mehr Verständnis für diese chemischen Phänomene.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Reaktionsgeschwindigkeiten
Schnecken bewegen sich langsam fort, Raketen fliegen schnell. Analog zum Geschwindigkeitsbegriff in der Mechanik kann man langsame Reaktionen wie das Durchrosten eines Metallgegenstandes und den extrem schnellen Reaktionsablauf bei einer Explosion unterscheiden. Diese Unterrichtseinheit führt Schülerinnen und Schüler zu einem Verständnis von Reaktionsgeschwindigkeit und klärt die Parameter, die Einfluss auf die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen haben. Die Anwendung der Stoßtheorie unterstützt sie bei der Entwicklung eines Verständnisses für die Zusammenhänge zwischen den Ursachen und ihren Wirkungen.
Gesamtwerk
Oxidation von Metallen
Fragen Sie Schülerinnen und Schüler im Chemie-Anfangsunterricht, ob Metalle brennen können, so antworten diese meistens mit nein. Diese Antwort entspricht ihren Erfahrungen, z. B. mit einem Grill, einem Kaminofen oder einem Feuerzeug aus Metall. Auch die Vorstellung, dass Verbrennen extrem langsam und ohne Flamme erfolgen kann, wirkt befremdlich auf sie. Ziel dieser Einheit ist es, vorhandene Alltagsvorstellungen zum Thema Verbrennen zu fachlich angemessenen Konzepten weiterzuentwickeln. Durch Experimente gelangen die Lernenden zu der Erkenntnis, dass manche Metalle brennbar sind. Sie lernen, dass bei deren Reaktion mit Sauerstoff Metalloxide entstehen. Sie wenden die gewonnenen Erkenntnisse an, um Methoden zum Löschen von Metallbränden zu beurteilen und die Rolle von Metallen in Feuerwerkskörpern zu verstehen.
Gesamtwerk
Klausuraufgaben Säure-/Base-Reaktionen
Analytik auf der Grundlage von Neutralisationsreaktionen wird in der Oberstufe ausführlich behandelt. Dabei werden nicht nur die Titration mit Endpunktbestimmung, sondern auch die Definition des pH-Wertes und die Leitfähigkeitstitration behandelt. Hier erhalten Sie fünf kontextbezogene Klausuraufgaben mit Lösungen, die jeweils eine Bearbeitungszeit von etwa 70 Minuten haben. Alternativ können die Aufgaben auch als Lernaufgaben eingesetzt werden, um neue Inhalte kontextbasiert zu erarbeiten.
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Die SABATIER-Reaktionen
Die SABATIER-Reaktionen, auch Methanisierungen genannt, beschreiben die Umsetzung von Kohlenstoffmonooxid oder Kohlenstoffdioxid mit Wasserstoff zu Methan und Wasser. Die Bedeutung der Reaktionen, vor allem für die Energiewende und in der Raumfahrttechnik, wird in einer kurzen Hintergrund-Information für die Lehrkräfte umrissen. Es schließen sich Aufgaben für den Unterricht der Kursstufe an, mit einer Schwerpunktsetzung in den Bereichen chemische Energetik und Gleichgewichtsreaktionen. Aus der Mittelstufe werden das stöchiometrische Rechnen sowie der Nachweis von Redoxreaktionen mithilfe von Oxidationszahlen wiederholt. Die Aufgaben können direkt als Übungsaufgaben zur Klausur- und/oder Abiturvorbereitung eingesetzt werden. Sie können aber auch zu einer Klausuraufgabe umgestaltet werden.
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Abiturtraining 3: Chemische Gleichgewichtsreaktionen
Dieser dritte Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der chemischen Gleichgewichtsreaktionen in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören die Merkmale einer chemischen Gleichgewichtsreaktion, das Anwenden des Massenwirkungsgesetzes, das Berechnen von Gleichgewichtskonstanten, das Nutzen des Prinzips von Le Châtelier zur Beschreibung der Beeinflussung der Lage chemischer Gleichgewichtsreaktionen, das Rechnen mit Löslichkeitsprodukten sowie die Auseinandersetzung mit dem Zusammenhang zwischen der Gleichgewichtskonstanten und der freien Reaktionsenthalpie. Bei der Konzeption der differenzierten Aufgaben wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten.
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Säure/Lauge und Indikator im Distanzunterricht
Säuren und Laugen spielen in unserem Alltag eine große Rolle. Das gilt für unsere Nahrungsmittel genauso wie für unsere Haut und die Verdauungsorgane. Auch in unserer Umwelt muss der pH-Wert in Gewässern und Böden stimmen, damit sich die Tier- und Pflanzenwelt wohlfühlt. Diese Einheit zeigt in einfachen Experimenten für zu Hause, wie Säuren und Laugen wirken und sich von neutralen Lösungen unterscheiden lassen.
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Einstieg in die Elektrochemie
Auch vor der Sekundarstufe II macht die aktuelle Situation nicht halt, Lernen auf Distanz und der damit verbundene verstärkte Einsatz moderner Medien und Methoden erfordert neue didaktische Ideen, bietet aber auch die Gelegenheit, Altbewährtes neu zu sehen. Dieser Beitrag bietet daher neue Ideen für Einstiege in die bekannte Obligatorik unter Nutzung von zum Beispiel Internetrecherchen und Versuchen, die sowohl in Präsenz- als auch Distanzlernen funktionieren. Das Besondere daran ist, dass anhand eines Kontextes in mehrere Themenfelder eingestiegen werden kann und gerade für die S II Struktur liefert und Zusammenhänge zwischen Themen der Chemie und Umwelt aufzeigt.
Gesamtwerk
Die Oxidation von Ethanol
In der Oberstufe sind organische Sauerstoffverbindungen fest in den Kerncurricula verankert. Dabei werden u. a. auch Alkanole und Alkanale im Unterricht thematisiert und miteinander durch die Oxidation primärer Alkanole miteinander verknüpft. Dazu gibt es eine Vielzahl geeigneter Experimente. Besonders spannend zeigt sich der Abbau von Ethanol, da oftmals Jugendliche erste Erfahrungen mit Trinkalkohol gemacht haben und sie dadurch ein großes Interesse an dem Thema haben.
Gesamtwerk
Besondere Kohlenstoffverbindungen
Das Element Kohlenstoff, seine Modifikationen und Verbindungen bilden die Grundlagen der organischen Chemie. Sie gestalten den Übergang zwischen den Sekundarstufen und fungieren als wichtige Schnittstelle zwischen Schule, Forschung und Industrie. Diese Unterrichtseinheit führt schwerpunkttechnisch in die wichtigsten Modifikationen des Kohlenstoffs ein und demonstriert deren Besonderheiten für die Zukunft der aktuellen Forschung aus Chemie und Materialwissenschaft. Hierbei bedient er sich aktuellen (digitalen) Methoden des Präsens- und Distanzlernens.
Gesamtwerk
Einführung in die Metalle
Die derzeitige Situation mit Lernen auf Distanz stellt viele Parteien vor große Herausforderungen. Es kann aber auch eine Zeit sein, in der man neue Dinge probiert, um Altbewährtes zu unterrichten. Dieser Beitrag liefert eine Möglichkeit, die Methode der Internetrecherche in Klasse 7 der Sekundarstufe I einzuführen, damit eine solche Recherche nicht überfordert, sondern gute Ergebnisse liefert. Im Anschluss daran wird im jahrgangsstufenübergreifenden Kontext der Wikinger das Themengebiet der Eisengewinnung vom Rohstoff bis zum fertigen Endprodukt behandelt. Hierbei können die Schülerinnen und Schüler sowohl im Präsensunterricht als auch im Lernen auf Distanz ihre Kompetenzen im Bereich der Kommunikation, der Informationsbeschaffung und -verarbeitung verbessern.
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