Unterrichtsmaterialien Katalyse: Ganze Werke Seite 2/2
39 MaterialienIn über 39 Dokumenten und Arbeitsblättern für das Fach Chemie findest du schnell die passenden Inhalte für deine nächste Stunde. Jetzt kostenlos testen und mehr Materialien nach der Anmeldung entdecken!
Chemie
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Lachgas
Lachgas ist eine Stickstoff-Sauerstoffverbindung, die im Gegensatz zu den Stickstoffoxiden aus den Autoabgasen nicht als giftiger Gefahrstoff eingestuft ist. Vielmehr findet Lachgas Verwendung in der Medizin und als Lebensmittelzusatzstoff. Chemisch betrachtet ist diese Stickstoff-Sauerstoffverbindung dem Kohlenstoffdioxid sehr ähnlich, wirkt ebenfalls als Treibhausgas und ist damit klimarelevant. In immer größerem Umfang entsteht es als Folge der Massentierhaltung auf überdüngten Ackerflächen. Diese Stickstoffoxidproduktion aus der Landwirtschaft hat in Deutschland inzwischen einen Anteil von 15 % an den gesamten Stickstoffoxidemissionen.
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Manchmal muss man etwas nachhelfen - Energieumsatz bei chemischen Reaktionen
In diesem Beitrag erforschen die Lernenden anhand von alltagsnahen Schülerversuchen Gesetzmäßigkeiten über den Energieumsatz bei chemischen Reaktionen und wenden sie an Beispielen an. Motivierendes Übungsmaterial sorgt dafür, dass Begriffe wie exotherm, endotherm, Aktivierungsenergie oder Katalysator nachhaltig gelernt werden. Mit Gefährdungsbeurteilungen!
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Klett Abi last minute Chemie - Schnell auffrischen, was wichtig ist
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Manchmal muss man etwas nachhelfen - Chemische Reaktionen unter dem Aspekt Energieumsatz
Im Chemieanfangsunterricht sind chemische Reaktionen ein großes Thema. Anhand von alltagsnahen Schülerversuchen haben Ihre Schüler die Möglichkeit, Gesetzmäßigkeiten über den Energieumsatz bei chemischen Reaktionen selbst zu entdecken und anzuwenden. Motivierendes Übungsmaterial sorgt dafür, dass Begriffe wie exotherm, endotherm, Aktivierungsenergie oder Katalysator nachhaltig gelernt werden.
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Geschwindigkeit chemischer Reaktionen - Stationenlernen und Protokollmappen
Das Unterrichtsvorhaben zeigt eine überwiegend experimentelle Herangehensweise an die Thematik. Verschiedene Einflussfaktoren wie Temperatur, Zerteilungsgrad oder Molekülgröße können hier separat behandelt und inhaltlich betrachtet werden. Die Methoden Stationenlernen und Portfolioarbeit schulen darüber hinaus die Eigenverantwortlichkeit des Lernens in der gymnasialen Oberstufe.
Verwandte Themen
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Pigmente
Kaum ein Alltagsprodukt kommt ohne Pigmente aus – sei es in Autolacken und -reifen, in Wandfarben oder in Zahncreme sowie vielen weiteren kosmetischen Produkten. Im Chemieunterricht ist das Thema Pigmente geeignet, um zentrale chemische Konzepte und Modellvorstellungen vermitteln. In diesem Themenheft wird der Bogen gespannt von bunten Alltagsanwendungen für Pigmente wie Schminken, Künstlerfarben, Lacken, Tattoos und Tuschkastenfarben, die phänomenorientiert auch schon im Anfangsunterricht oder in Projekten durchgeführt werden können, bis hin zu klassischen Verfahren der chemischen Analytik und den Modellvorstellungen, die für die Erklärung der Farbigkeit von Pigmenten wesentlich sind. Der Schwerpunkt der vorgestellten Beispiele liegt im Chemieunterricht der Sek. II liegt. Viele Anwendungsbereiche von Pigmenten können jedoch bereits in der Sek. I thematisiert werden. Aus dem Inhalt: Pigmente – aus fachlicher und chemiedidaktischer Perspektive Woraus bestehen Tuschkastenpigmente? Vielseitiges Titandioxid Pigmente und Kosmetik Tattoos – bunt, hip und gefährlich.
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Chemie am Bau
Soll die Fassadendämmung mit Klinkersteinen versehen werden, oder soll es doch lieber Rauputz sein? Im Bad lieber Fliesen oder einen Bodenbelag aus Natursteinen? Die Anwendungsbereiche der Bauchemie sind vielfältig, vielleicht haben Sie eigene Erfahrungen gesammelt. Warum diese nicht einmal in den Unterricht einbringen und dabei die Chemie, die im Hintergrund agiert, sichtbar machen. Wie das gelingen kann. Welche Themen des Chemieunterrichts Anknüpfungsmöglichkeiten bieten. Dazu sollen Ihnen die Beispiele aus dieser Ausgabe von Unterricht Chemie Anregungen liefern. Aus dem Inhalt: Bauchemie – ein Thema für den Unterricht? Zement, Beton und Leichtbeton – Schulexperimente zum Thema Dämmstoffe – Eigenschaften und Anwendungen im Gebäudebereich Wandfarbe gegen dicke Luft?! „BetonSchönheit“ mit Fehlern
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Modellexperimente
Ein mit Wasser bzw. Eis gefülltes Plastik-Ei kann als Modell genutzt werden, um die Drehbewegungen eines rohen und eines gekochten Eis zu vergleichen. Das bekannte Blue-Bottle-Experiment lässt sich nicht nur als Show-Versuch, sondern auch zur Veranschaulichung, der in einem Redoxsystem ablaufenden Reaktionen, einsetzen. In beiden Fällen handelt es sich um Modellexperimente. Während das erste Experiment dazu dienen soll, eine naturwissenschaftliche Fragestellung zu bearbeiten, soll der Beobachter im zweiten Fall zu Fragen angeregt werden, die schließlich zur Modellierung der gekoppelten Redoxreaktionen führen. Die Nutzung und Entwicklung von Modellen sind von jeher prägend für die Arbeitsweise in den Naturwissenschaften. Der aktive Umgang mit Modellen und Modellvorstellungen wird darüber hinaus von den Bildungsstandards für den Chemieunterricht gefordert. Mit diesem Heft möchten wir Sie anregen, das mit Modellexperimenten verbundene große didaktische Potenzial im Sinne der Kompetenzbereiche Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewerten in Ihrem Unterricht wirksam werden zu lassen. Mit dem Erkennen von Analogien aus ihrem Erfahrungshorizont bei Modellexperimenten erleben Schülerinnen und Schüler den Chemieunterricht in Anwendungszusammenhängen, werden zu Transferleistungen angeleitet und können fachliche Zusammenhänge modellieren. Kurz gesagt, sie lernen Chemie – und was diese Naturwissenschaft ausmacht – besser zu verstehen.
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Einfache Schülerversuche zur Reaktionskinetik mit Bäckerhefe
Die Frage der Geschwindigkeit chemischer Reaktionen ist eines der zentralen Probleme, wenn es z. B. in der Industrie um die Entwicklung neuer Verfahren geht. Sie ist aber auch im Alltag von Bedeutung, wenn Phänomene um die Verlangsamung der Zersetzung von Werkstoffen oder der Verderbnis von Lebensmitteln auf der einen bzw. der Beschleunigung erwünschter Prozesse etwa beim Kochen, Braten und Backen auf der anderen Seite betrachtet werden. Hier werden einfache Schülerversuche vorgestellt, mit denen anhand enzymkatalytischer Reaktionen von Bäckerhefe erste Grundfragen der Reaktionskinetik im alltagsnahen Kontext qualitativ oder halbquantitativ erfahrbar gemacht werden können. Die Versuche eignen sich als Motivation für eine Heranführung an kinetische Fragen in der Sekundarstufe II. Geeignet sind sie aber auch schon für die Mittelstufe, wo normalerweise kinetische Untersuchungen auf quantitativer Ebene kaum vorgenommen, kinetische Phänomene nicht als solche thematisiert werden.
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Chemie verstehen
"Sie verabscheuen Chemie? Das liegt nicht an der Chemie! Das liegt auch nicht an Ihnen! Es liegt vielleicht nur daran, dass Ihnen Chemie bisher noch nicht gut genug erklärt wurde - oder daran, dass Sie dieses Buch noch nicht gelesen haben." Das ist kein Buch für Chemiker, sondern eine Einführung in die Chemie für alle, in deren Ausbildung Chemie eine Rolle spielt. Es werden keine Vorkenntnisse erwartet, alles wird möglichst unkonventionell und anschaulich erklärt. Im Zentrum steht das Verständnis chemischer Grundprinzipien, auf Einzelheiten und Ausnahmen, die das Gebiet für den Einsteiger oft so unübersichtlich machen, wird nicht eingegangen.
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Basiskonzepte aufbauen
Vielleicht werden Sie sich fragen, warum „Basiskonzepte“ als Heftthema? Haben wir nicht – gerade vor einem Jahr – schon die Kompetenzorientierung erörtert? War das nicht schon genug an Reverenz für die neuen Bildungsstandards? In der Tat bedarf es einer Begründung für diese Wahl, und dabei kann es nicht nur darum gehen, äußeren Bedingungen wie neuen Rahmensetzungen Genüge zu tun. Welche Absicht verfolgen Herausgeber und Redaktion also mit einem Thema „Basiskonzepte“? Zunächst einmal, und dies wird im Heft an verschiedenen Stellen ausführlicher thematisiert, sind Basiskonzepte für den Chemieunterricht keineswegs etwas Neues. Erstmals diskutiert in den 70er Jahren während der Auseinandersetzung mit angloamerikanischen Reformansätzen für den naturwissenschaftlichen Unterricht haben sie längst Eingang gefunden in Lehrpläne und Richtlinien, und zuletzt eben auch in die Bildungsstandards. Hier allerdings bilden sie, zusammen mit den zu entwickelnden Kompetenzbereichen, eine der beiden Säulen zum Aufbau einer belastbaren und alltagstauglichen naturwissenschaftlichen Grundbildung. Und genau hier lässt sich auch der mögliche Nutzen wenn nicht erkennen, so doch vielleicht „herausdestillieren“: Basiskonzepte sollen und können den Umgang mit den Inhalten des Faches strukturieren helfen. Das gilt sowohl für Sie als Unterrichtende wie auch für Ihre Schülerinnen und Schüler. Die Basiskonzepte sollen die Herausbildung mentaler Strukturen fördern, etwa in dem Sinn, dass eine Schülerin am Ende der Mittelstufe in der Lage ist, mit Hilfe solcher Strukturen angemessene Instrumente zur Betrachtung und Bearbeitung eines Problems zu finden und schließlich erfolgreiche Strategien zur Lösung des jeweiligen Problems anzuwenden. Was wir Ihnen mit diesem Heft anbieten, sind Beispiele und Vorschläge zur Akzentuierung, und zwar Akzentuierung in dem Sinn, dass an einigen Themen gezeigt wird, wie im jeweiligen Zusammenhang ein Basiskonzept eine besondere Bedeutung gewinnen kann. Nicht dass man die Basiskonzepte im täglichen Unterricht wirklich streng trennen könnte. Aber das Herausstellen des einen oder anderen Konzeptes soll einerseits Ihre Bemühungen um einen konstruktiven Umgang mit den Bildungsstandards unterstützen, zum anderen bei den Lernenden dazu beitragen, die großen Linien bewusst zu machen, um Wissenselemente sinnvoll einordnen zu können.
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Sicher Experimentieren
Egal ob Schülerinnen und Schüler selbst experimentieren oder Sie ihnen ein chemisches Experiment demonstrieren, grundsätzlich gilt es, Gefahren für Leib und Leben der Beteiligten zu vermeiden. Wie die Regeln zur Sicherheit im Unterricht und in der Schule umgesetzt werden können, zeigen die Artikel dieses Heftes: Die Gestaltung der jährlichen Sicherheitsunterweisung sowie eine „spielerische“ Auseinandersetzung im Anfangsunterricht mittels Domino sind Gegenstand unterrichtspraktischer Beiträge. Der Weg von der Einführung in das Thema Gefahrstoffe mit Symbolen und Kennbuchstaben zur Laborschein-Prüfung und Möglichkeiten der kontinuierlichen Sicherheitsschulung im Rahmen verschiedener Themen des Anfangsunterrichtes werden in einem weiteren Beitrag aufgezeigt. Dass der unsachgemäße Umgang mit „Alltagschemikalien“ Gefahren in sich birgt, wird anhand ausgewählter Demonstrationsversuche gezeigt. Viele Chemikalien sind gefährlicher als man allgemein vermutet, der Einsatz im Unterricht sollte deshalb kritisch hinterfragt werden. Die in Teilen dringend gebotene Ersatzstoffprüfung muss keineswegs zwangsläufig zum Wegfall etablierter Experimente führen, in vielen Fällen reicht es, die Versuchsanleitungen zu modifizieren. Nicht nur die Wahl von weniger gefährlichen Chemikalien und die Minimierung von Chemikalienmengen, sondern auch der Einsatz von medizintechnischen Geräten kann das Gefahrenpotential beim Experimentieren deutlich senken. Neben der sachgemäßen Handhabung sind auch die korrekte Art der Aufbewahrung und der Kennzeichnung von Gefahrstoffen Mosaiksteinchen im Sicherheitskonzept. Beim Stöbern in diesem Heft und den angegebenen Internetseiten stoßen Sie sicherlich auf einige auch Ihnen noch unbekannte Aspekte. Viel Spaß dabei und weiterhin unfallfreies Experimentieren!
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Enzyme
Enzyme sind die lebenswichtigen Motoren für Stoffwechselvorgänge, ohne die katabolische und anabolische Vorgänge nicht stattfinden würden. Im Chemieunterricht sind die Enzyme nicht nur auf Grund ihrer Eiweißnatur ein klassisches Thema der Proteinchemie, sondern es ergeben sich durch die Substrat- und Wirkungsspezifität weitere Verknüpfungen zu anderen Themen des Faches Chemie, z. B. zu verschiedenen Substanzklassen oder Reaktionstypen. Aus dieser Vielfalt gilt es auszuwählen: Bei der Konzeption dieses Heftes wurde auf innovative und anwendungsbezogene Beispiele gesetzt, die Anregungen für einen Experimentalunterricht bieten. So werden beispielsweise das Enzym Invertase und der Enzymkomplex Emulsin vorgestellt. Mit den Themen Enzyme in Nahrungs(ergänzungs)-, Arznei- und Waschmitteln eröffnen sich interessante Anwendungsbezüge. Dadurch wird die Leitlinie „Stoff – Struktur – Eigenschaften“ um den Aspekt der Verwendung/Anwendung erweitert. Auch auf die Frage nach Methoden zur Isolierung des aktiven Enzyms lässt sich in diesem Heft eine Antwort finden. Und last but not least wird mit dem Beispiel der Immobilisierung von Enzymen ein hoch aktuelles Forschungsthema für den Chemieunterricht aufbereitet. Dieses Heft vermittelt Ihnen so die wichtigsten Grundlagen für den Fachunterricht und gewährt Ihnen außerdem einen Blick über den Tellerrand.
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Energie bei chemischen Reaktionen
Es ist hinreichend bekannt, dass chemische Umsetzungen immer auch mit energetischen Phänomenen verbunden sind. Häufig werden solche Reaktionen ausschließlich wegen der dabei frei werdenden Wärmeenergie durchgeführt. So dienen in Mittel - und Nordeuropa Verbrennungsprozesse (Oxidation von organischen Brennstoffen) in großem Ausmaß zum Heizen von Wohnungen, Büroräumen und Produktionstsätten sowie zur Aufrechterhaltung des Verkehrs. Auch als Prozesswärme in der Industrie (z.B. in Hochöfen und bei chemischen Umsetzungen) wird Energie benötigt. Es ist deshalb begreiflich, dass nach alternativen Energien gesucht wird, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen weitgehend zu unterbinden. Der Zusammenhang von stofflichen Umsetzungen mit den gleichzeitigen Erscheinungsformen der Energie bereitet erfahrungsgemäß Schwierigkeiten. In diesem Heft werden deshalb sowohl klassische Aspekte der Energie bei chemischen Reaktionen (z.B. in den Basisartikeln), als auch moderne Entwicklungen der Energiespeicherung angesprochen. Gerade der letztgenannte Gesichtspunkt ist Gegenstand der heutigen Forschung. Einige interessante Ergebnisse dieser Entwicklung werden hier im Kontext mit schulgerechten, einfachen Experimenten vorgestellt. Wir wünschen Ihnen viel Spaß und Energie bei der Betrachtung der energetischen Aspekte bei chemischen Reaktionen.
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