Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Chemie
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Chemie & Energie
Welche energetischen Zusammenhänge verbergen sich hinter dem Klimawandel? Wie lassen sich alternative Treibstoffe anhand energetischer Kennwerte beurteilen? Wie lässt sich ein steigender Energieverbrauch mit grundlegenden Einsichten zur Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen erklären? Energetische Betrachtungen sind für die Teilhabe an gesellschaftlichen Entscheidungsprozessen von großer Bedeutung. Sie sind das Fundament, auf dem nahezu alle naturwissenschaftlichen Erklärungen aufbauen. Im Chemieunterricht spielen sie eine Schlüsselrolle für ein Verständnis darüber, warum Teilchen bestimmte Strukturen aufweisen oder chemische Reaktionen in bestimmter Weise verlaufen – also für das, was „die Welt im Innersten zusammenhält“. Zwei grundlegende Triebkräfte sind für Strukturbildungen und chemische Reaktionen leitend: die Tendenz zur Energieminimierung und zur Entropiemaximierung eines Systems. Doch so einfach wie dies scheint, ist es nicht: Der Begriff Energie ist kaum fassbar, Energie zeigt sich nur anhand ihrer Auswirkungen! Kein Wunder also, dass das Lernen über Energie für Schüler:innen häufig mit großen Problemen verbunden ist. Genau an dieser Stelle setzt diese Ausgabe von Unterricht Chemie an: Der Basisartikel rollt das Problemfeld des Energiebegriffs auf. Die Praxisbeiträge geben Anregungen, wie der Chemieunterricht in der Sekundarstufe I gestaltet werden kann, damit Lernende ein tragfähiges Energiekonzept mit Blick auf die Sekundarstufe II entwickeln. Aus dem Inhalt: Energie – kaum fassbarer Begriff oder zentraler Erklärungsansatz für die Chemie?; Was treibt chemische Reaktionen an?; Ein Funktionsmodell zur Veranschaulichung der Startenergie einer chemischen Reaktion; Standardreaktionsenthalpien anschaulich machen; Wärme für Grönland – ein kontext- und problemorientierter Zugang zur Kalorimetrie; Was ist Entropie?
Gesamtwerk
Polykondensate und Polyaddukte mit ihren Eigenschaften und Synthesen
Der Themenschwerpunkt „Kunststoffe“ ist bundesweit Bestandteil aller Lehrpläne für das Abitur. Der Schwerpunkt des Materials liegt auf der Erarbeitung der Polykondensation und Polyaddition als typische Herstellungsverfahren sowie Polyester, Polyamide und Polyurethane als typische Kunststoffklassen. Als Einstieg in die Thematik dient ein aktueller Zeitungsartikel zu den sogenannten „Plastikfressern“, die in den Küstensalzwiesen von Dafeng gefunden und beschrieben wurden. Ausgehend von verschiedenen Materialien bekommen die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, die Inhalte dieses Themenblocks neu zu erarbeiten oder vor der abschließenden Prüfung eigenständig zu wiederholen.
Gesamtwerk
Fette, Proteine, Kohlenhydrate
Welche Nährstoffe und wie viele Kalorien sind z.B. in Nudeln, Yoghurt oder Brot enthalten? Dies können Sie mittels App ermitteln, indem Sie den Barcode der Lebensmittelverpackung scannen und die Masse des gewählten Lebensmittels eingeben. Die App berechnet dann, wie viel Gramm Fett, Kohlenhydrate und Eiweiß eine bestimmte Lebensmittelportion beinhaltet. Diese drei Hauptnährstoffe stecken in nahezu allen Nahrungsmitteln. Sie versorgen uns mit der lebensnotwendigen Energie und ermöglichen den Aufbau körpereigener Strukturen. Kenntnisse über Struktur und Eigenschaften der drei Hauptnährstoffe gehören zum organisch-chemischen Grundwissen. Von Nachweisreaktionen über die Untersuchung von Stoffeigenschaften und die experimentelle Ermittlung des Energiegehalts von Lebensmittelproben bis hin zur Diskussion über eine nachhaltige Ernährung, bieten die Beitrage in der aktuellen Ausgabe von Unterricht Chemie viele neue Ideen für die Behandlung des Themas "Nährstoffe" im Chemieunterricht.
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Gesamtwerk
Das Element Zinn im Kontext Elektrochemie und chemische Energetik
In dieser Einheit werden verschiedene Aufgaben, die sich mit dem Element Zinn beschäftigen, vorgestellt. Die Aufgaben wurden dabei zu abiturrelevanten Themen, wie Elektrochemie, chemischer Energetik sowie zu Atombau und Arbeitssicherheit, konzipiert. In den Aufgaben beschäftigen sich die Lernenden u. a. mit dem Gefahrenpotenzial von Blei/Zinn-Legierungen, berechnen Standardreaktionsenthalpien bzw. Standardreaktionsentropien sowie die Zellspannung eines galvanischen Elements. Die Einheit kann als Übung im Unterricht, als schülerzentrierte, eigenständige Übungseinheit oder als Klausurvorbereitung eingesetzt werden.
Gesamtwerk
Schmelztemperaturen wässriger Lösungen
Das Gefrieren des Wassers bei frostigen Temperaturen führt in vielen Bereichen des Alltags zu großen Problemen. Dem Wasser zugesetzte Frostschutzmittel verhindern die Eisbildung auf Straßen und Gehwegen und schützen geschlossene Rohrleitungssysteme. Die zugrunde liegende Gesetzmäßigkeit ist die im Vergleich zum reinen Lösungsmittel niedrigere Schmelztemperatur der Lösung. Da diese Gefrierpunktserniedrigung von der Menge, aber nicht von der Art des gelösten Stoffes abhängig ist, lassen sich mit einfachen Versuchen molare Massen, Osmolaritäten und Schmelzenthalpien bestimmen.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Kontextorientierte Abituraufgaben
Diese Materialien enthalten zwei Klausuraufgaben mit dem Fokus auf der Aminosäure L Cystein. Beide Aufgaben orientieren sich an den Vorgaben für den Grundkurs zum Zentralabitur in NRW und wurde nach den einheitlichen Prüfungsanforderungen für das Fach Chemie erstellt. Während sich die erste kontextorientierte Klausuraufgaben mit der Verwendung von L-Cystein als Backhilfsmittel beschäftigt, geht es in der zweiten Aufgabe um die Verwendung der Aminosäure als Batterie. Im Zusammenhang mit Säure-Base-Titrationen werden Aufnahme, Darstellung und Interpretation von Messkurven erwartet. Die Vorgänge an den Elektroden galvanischer Zellen und Potentialdifferenzen unter Standard- und anderen Bedingungen sind ebenfalls zu erwarten.
Gesamtwerk
Grundlagen der organischen Chemie: Übungsaufgabensammlung
Diese Einheit stellt eine umfassende Aufgabensammlung zum Thema „Grundlagen der organischen Chemie“ für die Sekundarstufe II dar. Die Übungsaufgaben zielen darauf ab, das Basiswissen organischer Verbindungen auszubauen sowie zu festigen. Der inhaltliche Fokus der Aufgaben liegt bei den Themen „Alkane, Alkene und Alkine“. Es werden Aufgaben auf drei Komplexitätsniveaus angeboten, welche mittels drei Differenzierungssymbolen gekennzeichnet sind. So ist eine gezielte und einfache Einsatzweise der Aufgaben möglich. Der Einsatz der Aufgaben dient zu Zwecken der Lernstoffüberprüfung, der Übung oder als Zusatzmaterial zum Selbststudium.
Gesamtwerk
Welche Farbe hatte die New Yorker Freiheitsstatue ursprünglich?
Seit ungefähr 100 Jahren ist Lady Liberty blau-grün. Doch Frankreich schenkte sie den USA 1885 in glänzendem Kupfer. Wie konnte sich die Farbe so stark verändern?
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MINT Zirkel – Ausgabe 1, März 2024
Zum Anfang des Jahres beschäftigt sich die erste Ausgabe des MINT Zirkel 2023 mit einer Vielzahl an Themen. Es geht um das den Testflug der Mission Artemis 2, Flugverkehr von Wasserstoffdrohnen,Kraftstoffe der Zukunft,Schattenskulpturen und Molekülaufbau, Eugenik, modulare Systeme, Nachhaltigkeit und noch einiges mehr. Zu den Themen findet ihr auch Zusatzmaterialien für euren Unterricht. Schaut jetzt rein!
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Bewertungskompetenz
Täglich treffen Sie eine Vielzahl an Entscheidungen: Aus welchen Quellen beziehen Sie Ihre Informationen? Lesen Sie die Tageszeitung oder eine Wochenzeitung wie den Spiegel oder die Zeit? Oder beziehen Sie Ihre Informationen lieber aus dem Fernsehen oder den sozialen Medien? Welche Produkte des täglichen Bedarfs kaufen Sie? Greifen Sie bei Textilien eher zu Kleidungsstücken aus Baumwolle oder aus Polyester? Kaufen Sie lieber Butter oder doch besser Margarine? Welche Technologien nutzen Sie im Alltag? Fahren Sie ein E-Auto oder ein Auto mit Verbrennungsmotor? Oder nutzen Sie zur Fortbewegung vor allem den ÖPNV oder das Fahrrad? Viele dieser Entscheidungen treffen wir nicht auf Basis von Fakten, sondern intuitiv. Für wichtige Entscheidungen sollten Bewertungs- und Entscheidungsstrategien bekannt sein. Anhand solcher Strategien können Handlungsoptionen entwickelt, die finanziellen und ökologischen Auswirkungen des Handelns erkannt und auch verantwortliche Entscheidungen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung getroffen werden. Vermitteln Sie Ihren Schüler:innen deshalb Fähigkeiten, mit denen sie anhand von (Wert-)Urteilen begründet Entscheidungen treffen, Entscheidungsprozesse reflektieren und den Gehalt und die Glaubwürdigkeit von Informationen beurteilen und bewerten können. Die Beiträge in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie geben Ihnen Impulse und bieten Hilfen für die Umsetzung im Unterricht.
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Korrespondierende Säure-Base-Paare
Korrespondierende Säure-Base-Paare - Säure-Base-Reaktionen
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Polystyrol
Das Kapitel „Kunststoffe“ ist eines der großen Themen im Abitur aller Bundesländer. Die vorliegenden Materialien wurden mit dem Ziel erstellt, den Schülerinnen und Schülern eine Möglichkeit zu geben, die Inhalte dieses Themenblocks selbstständig neu zu erarbeiten oder vor der abschließenden Prüfung eigenständig zu wiederholen. Ausgehend von einem wissenschaftlichen Artikel ermöglichen die hier zusammengestellten Aufgaben, am Beispiel von Polystyrol, die meisten Inhalte des Bildungsplans für das Leistungsfach zu behandeln, die sich auf Kunststoffe beziehen, die durch radikalische Polymerisation hergestellt werden können. Ein Einsatz der Materialien im Basisfach ist ebenso möglich und wurde bereits erprobt. Eine Fortsetzung des Beitrags zur Erarbeitung der weiteren Bildungsplaninhalte (Polykondensation, Polyaddition, Duromere, Elastomere) ist ebenso in Planung wie eine passende Klausuraufgabe zur Thematik.
Gesamtwerk
Zwitterion
Zwitterion - Funktionelle Gruppen
Gesamtwerk
Das Gewürz Muskat als Fettlieferant
Das Thema „Fette“ spielt nicht nur im Lehrplan eine Rolle, sondern begegnet uns auch in unserem Alltag. Beispielhaft sind hier Themen wie „der Fettgehalt von Lebensmitteln“, „fettreduzierte Produkte“ oder „fettarme Ernährung“. Im Unterricht findet man das Thema „Fette“ meist unter der Überschrift „Nährstoffe“ oder „biologisch wichtige organische Verbindungen“. Zusammen mit Kohlenhydraten, Eiweiß und Aminosäuren bildet es eine thematische Einheit. Die Eigenschaften von Fetten (sowohl chemisch als auch biologisch) sowie die Verwendung von Fetten (und Ölen) bei der Produktion von Seifen und anderen Reinigungsmitteln werden ebenfalls erarbeitet. Als Fettlieferant dient in diesem Lernzirkel die Muskatnuss. Dieses Gewürz weist einen hohen Fettanteil auf. Das Fett Trimyristin lässt sich relativ leicht aus der Muskatnuss isolieren und für alle Experimente einsetzen.
Gesamtwerk
Milchsäure
Die vielen als Inhaltsstoff von Joghurt bekannte Milchsäure entsteht aus dem in der Milch enthaltenen Milchzucker. In dieser Unterrichtseinheit werden am Beispiel der Michsäure die Säure-Base-Titration und die Herstellung der Pufferlösungen zusammen mit deren Auswertungen im Donator-Akzeptor-Konzept und im Gleichgewichtskonzept betrachtet. Die Wirkung der Milchsäure ist ein Anwendungsbeispiel für das Struktur-Eigenschafts-Konzept, die optische Isomerie für das Stoff-Teilchen-Konzept. Bei dem Reaktionsverhalten der funktionellen Gruppen in der Milchsäure mit der Bildung von Estern und Polyestern steht das Struktur-Eigenschafts-Konzept im Vordergrund.
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