Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Chemie
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Mathematisieren
In diesem Themenheft wollen wir auf der Basis einer Zusammenschau bereits bekannter und neuerer Untersuchungen neue Konzepte vorstellen, wie Sie Ihren Schülerinnen und Schülern die Bedeutung der Mathematik für das tiefgreifende Verständnis von Chemie näher bringen können. Dabei werden auch Unterrichtsvorschläge vorgestellt, die die neuen Möglichkeiten digitaler Technologien nutzen.
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Kalk und Wasserhärte
Es gibt unterschiedlich hartes Wasser in Deutschland. Der Film erklärt, woran dies liegt: Das Wasser, das Kohlenstoffdioxid gebunden hat, nimmt auf dem Weg durch den Boden Kalk auf. Dieser wird beim Erhitzen wieder frei und setzt sich ab oder reagiert mit Seife. Wasserenthärter binden die Kalziumionen.
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Teilchenmodell
Damit die Anordnung der Teilchen leichter vorstellbar ist, wurde das Teilchenmodell entwickelt. Der Film zeigt, wie sich laut dieses Modells die Teilchen je nach Aggregatzustand ihres Stoffes anders verhalten. Dabei werden die Brownsche Bewegung, also die Eigenbewegung der Teilchen, und die Diffusion erklärt.
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MINT Zirkel - Ausgabe 01, Januar/Februar 2013
MINT Zirkel - Ausgabe 01, Januar/Februar 2013
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Herstellung von Eisen
Da Eisen in der Natur nur als mineralisches Eisenerz vorkommt, muss es erst zu Eisen oder Stahl verarbeitet werden. Im Film wird erklärt, wie Hochöfen aufgebaut sind und welche chemischen Prozesse in ihrem Inneren ablaufen, ehe am Ende Stahl oder unter Beimischung anderer Metalle Legierungen entstehen.
Verwandte Themen
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Stickstoffkreislauf
Stickstoff gelangt aus der Atmosphäre in den Boden. Bakterien reduzieren ihn durch Nitrifikation. Pflanzen nehmen die Stoffe auf. Durch verrottende Pflanzen und Exkremente gelangen sie wieder in den Boden, wo eine Denitrifikation stattfindet. Der frei werdende Stickstoff entweicht wieder in die Atmosphäre.
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Chemischer Katalysator
Katalysatoren lösen chemische Reaktionen aus, die ohne sie nicht oder nur sehr langsam ablaufen würden. Dabei reagieren sie selbst nicht mit, sondern setzen nur die benötigte Aktivierungsenergie herunter. Der Film veranschaulicht diesen Ablauf an einem Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch, dem Platin hinzugefügt wird.
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Brandbekämpfung
Verbrennungsvorgänge benötigen immer einen Brennstoff, Sauerstoff und eine genügend große Aktivierungsenergie. Der Film zeigt, wie bei der Brandbekämpfung eine dieser drei Voraussetzungen ausgeschaltet werden kann. Auch die besten Löschvorgänge bei unterschiedlichen Brennstoffen werden erklärt.
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Kristalle
Kristalle kommen überall vor. Der Film erklärt, wie sie in der Natur durch geologische Prozesse über Jahrmillionen natürlich wachsen und im Labor schneller hergestellt werden können: Nicht mehr lösbares Salz aus übersättigten Lösungen kristallisiert aus. Auch das Gesetz der Winkelkonstanz wird erklärt.
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Treibhauseffekt
Der natürliche Treibhauseffekt macht die Erde erst für höhere Lebensformen bewohnbar. Der Film erklärt, wie er zustande kommt, und stellt ihn dem anthropogenen Treibhauseffekt gegenüber. Die Gründe für die Verstärkung werden ebenso genannt wie die Auswirkungen einer Fortsetzung des industriellen Verhaltens.
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Redoxreaktion
Wenn Oxidation und Reduktion gleichzeitig ablaufen, spricht man von Redoxreaktionen. Diese sind, wie der Film zeigt, besonders wichtig für die Gewinnung von Metallen aus Metalloxid. Es wird erklärt, was Oxidationsmittel und Reduktionsmittel sind und warum edle Metalle nicht leicht mit Sauerstoff reagieren.
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Fette - Aufbau und Eigenschaften
Zu den Lipiden gehören Fette und Öle. Der Film zeigt ihre Eigenschaften: Sie sind hydrophob, nicht wasserlöslich, haben einen hohen Siedepunkt und eignen sich durch gute Brennbarkeit zum Heizen. Der Unterschied von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren und die Auswirkungen auf den Körper werden erklärt.
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Polyreaktionen - Herstellung von Kunststoffen
Die Polyreaktion ist die Grundlage für die Herstellung von Kunststoffen. Im Film wird gezeigt, wie sich aus einzelnen instabilen Monomeren durch Verknüpfung lange Polymere bilden. Dies ist die Polymerisation. Zu den vielseitig einsetzbaren wichtigen Kunststoffen gehören Polysterol, Nylon und Polyurethan.
Gesamtwerk
Chemisches Gleichgewicht
Umkehrbare chemische Reaktionen können in geschlossenen Systemen gleichzeitig ablaufen. Der Film zeigt dies anhand von erhitztem Ammoniumchlorid bzw. Ammoniak und Chlorwasserstoff. Es wird erläutert, wie ein chemisches Gleichgewicht dabei zustande kommt und dass es sich nicht um ein statisches handelt.
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Kunststoffe aus Erdöl und Erdgas
Synthetische Fasern werden aus Erdöl und Erdgas gewonnen. Der Film zeigt den Unterschied der organischen und künstlichen Molekülketten, den Polymeren aus Monomeren. Es wird erklärt, was Thermoplaste und Duroplaste sind, und die Geschichte der synthetischen Fasern wie Nylon wird kurz angerissen.
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