Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke
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Chemie
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Weißes Pulver: Identifikation von Zuckern in einem kriminalistischen Kontext
Dieser Beitrag nimmt das Thema der experimentellen Identifikation verschiedener Kohlenhydrate in den Blick. Als Kontext dient der Einsatz von Zuckern als Streckmittel für Drogen und die damit verbundenen Laboruntersuchungen des kriminaltechnischen Instituts des Bundeskriminalamtes, um durch beschlagnahmte Proben der verwendeten Streckmittel auf bestimmte Drogenbanden und Drogenlabore zu schließen. Vielfältige Materialien und dazugehörige Aufgabenstellungen eröffnen der Lehrkraft bezüglich des zeitlichen Umfangs sowie abhängig von den unterrichtlichen Voraussetzungen flexible Differenzierungsmöglichkeiten. Im Rahmen dieses Unterrichtskonzeptes erhalten die Lernenden zwei ihnen unbekannte Zuckerlösun-gen, die durch mehrere Nachweisreaktionen identifiziert werden sollen. Der Schwerpunkt der Kompetenzförderung liegt damit auf der Planung, Durchführung und Auswertung eines Untersuchungsdesigns. Darüber hinaus werden bei den Aufgabenstellungen ebenfalls die Kompetenzbereiche „Kommunikation“
Gesamtwerk
Fliegen
Dieses Heft beleuchtet das Thema Fliegen aus verschiedensten Blickwinkeln, z.B. wird die Bedeutung des Wetters für die Luftfahrt unter Berücksichtigung von Luftdruck, Corioliskraft und Wetterfronten erläutert. Aber auch Englisch als Sprache der Luftfahrt und verschiedene Umweltaspekte wie beispielsweise CO2-Emissionen oder Lärm werden behandelt. Diese Handreichung unterstützt den Unterricht in der Oberstufe und vermittelt Lehrkräften als Stoffsammlung die wesentlichen Grundlagen im Umfeld des Fliegens, um ein Projekt oder Projekttage zu organisieren – etwa zur Aerodynamik. Aber nicht nur für das Fach Physik werden Sie viele Anregungen für den Unterricht finden, sondern auch für die Fächer Biologie, Geographie, Englisch, Wirtschaftskunde, Technik oder Chemie. Das Besondere an diesen Materialien ist der fächerübergreifende Aspekt.
Gesamtwerk
Berechnung von pH-Werten
Saure, basische bzw. alkalische Lösungen spielen eine wichtige Rolle in unserem Alltag. Sie werden für die Herstellung und Konservierung von Lebensmitteln benötigt sowie als Reinigungsmittel eingesetzt. In Obst sind Fruchtsäuren enthalten. Eine verdünnte Salzsäure (Magensäure) aktiviert Verdauungsenzyme, konzentrierte Chlorwasserstoffsäure wirkt hingegen stark ätzend. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften sowie das Gefahrenpotenzial saurer oder basischer Lösungen sind von deren Konzentration abhängig. Auch bestimmt sie den pH-Wert. Es ist wichtig den exakten pH-Wert einer wässrigen Lösung zu kennen, da er beispielsweise die Löslichkeit, die Lage von Redoxpotentialen und Reaktionsgleichgewichten beeinflusst. Der pH-Wert kann berechnet werden.
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Gesamtwerk
Industrielle Prozesse
Industrielle Prozesse wie die Ammoniaksynthese, der Hochofenprozess zur Gewinnung von Eisen, das Crackverfahren, die Chloralkali-Elektrolyse u.v.a.m. gelten als Meilensteine der Chemie. Die Beiträge in diesem Heft zeigen auf, welche Bedeutung diese Prozesse heute noch haben, wie sie immer weiter optimiert werden und inwieweit Nachhaltigkeitsaspekte berücksichtigt werden. Neben der Vermittlung von Fachwissen können insbesondere auch Kompetenzen in den Bereichen Kommunikation und Bewertung gefördert werden. Aus dem Inhalt: Industrielle Prozesse im Chemieunterricht; Vom Reagenzglas zum Reaktor; Ammoniaksynthese in Industrie und Schule; Silicone versus Kunststoffe; Klimafreundliche Stahlproduktion im 21. Jahrhundert. Extra: Drachenaugen herstellen – Stöchiometrisches Rechnen mit der Escape Box.
Gesamtwerk
Low Cost Experimente
Die eigenständige Durchführung von Experimenten im Chemieunterricht ist für Schülerinnen und Schüler besonders motivierend. Typische Low-Cost-Experimente werden mit preiswerten, leicht erhältlichen Geräten aus dem Alltag durchgeführt, wie zum Beispiel Teelichthülsen, Blisterpackungen oder Kunststoffspritzen. Durch den Einsatz solcher Materialien schonen Sie nicht nur die Fachetats Ihrer Schule, sondern produzieren weniger Chemikalienabfälle und minimieren auch das Gefährdungspotenzial Ihrer Schülerinnen und Schüler. In diesem Heft werden verschiedene Low-Cost-Experimente zu klassischen Unterrichtsthemen in der Sek. I und II vorgestellt. Sie können Ihre Schülerinnen und Schüler zusätzlich motivieren, indem Sie sie die Low-Cost-Apparaturen selbst bauen oder entwerfen lassen.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
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
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.
Gesamtwerk
Biochemie
Biochemie kurz gefasst. Das Basiswissen der Biochemie verständlich und kompakt zusammengefasst: Kompartimentierung von Zellen und selektiver Transport über biologische Membranen - Funktionsweise und Einteilung der Enzyme - Assimilation von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel - Zusammensetzung und Eigenschaften von Kohlenhydraten, Lipiden und Proteinen - Genetischer Code und Genexpression. utb basics - Lehrbücher mit einem klaren Konzept: Definitionen, Beispiele und Zusammenfassungen erleichtern den Überblick; Testfragen fordern das Verständnis; Tabellen und zahlreiche Farbabbildungen machen Fakten deutlich; ideal für die Prüfungsvorbereitung.
Gesamtwerk
55 Methoden Chemie
Methoden für den Chemieunterricht: Es ist für jeden Lehrer unerlässlich, ein reichhaltiges Repertoire an Methoden zur Verfügung zu haben. Mit diesem Band erhalten Sie 55 praxiserprobte Methoden für den Chemieunterricht in der Sekundarstufe. Mit ihrer Hilfe können Sie Ihren Unterricht im Fach Chemie ohne Probleme abwechslungsreich gestalten. Neue und altbekannte Methoden: Die 55 Methoden für das Fach Chemie, die Sie in diesem Band finden, sind nicht allesamt neu. Sie werden auch einige alte Bekannte entdecken, auf welche Sie vielleicht lange nicht zurückgegriffen haben. In jedem Fall sind die Methoden für den Chemieunterricht ein hilfreicher Begleiter für jede Lehrkraft im Fach Chemie. Kompetenzorientierung im Chemieunterricht: Die im Band enthaltenen Methoden sind ihren jeweiligen Lern- und Kompetenzbereichen zugeordnet. Weiterhin erhalten Sie übersichtliche Angaben zu Dauer, Jahrgangsstufe, Durchführung und benötigtem Material sowie ein konkretes Beispiel. Dies erleichtert die Anwendung der Methoden im Chemieunterricht. Inhaltliche Schwerpunkte: Methoden; Methodenvielfalt; Methoden anwenden.
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Textilien
Textilien - Unterricht Chemie Nr. 184/2021
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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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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
Schülerprojekte
Schülerprojekte Mit Blick auf die großen gesellschaftsrelevanten Fragestellungen Klima, Recycling, Energie und Biokunststoffen ist es für Schülerinnen und Schüler aktuell wichtiger denn je, Einblicke in naturwissenschaftliche Forschungsprozesse zu gewinnen, um diese letztlich verstehen und hinterfragen zu können. Dieses Themenheft widmet sich Schülerforschungsprojekten, die überwiegend in direkter Zusammenarbeit zwischen Schule und Universität entstanden sind. Die Arbeiten wurden dabei in unterschiedlichen Kooperationsrahmen durchgeführt: Vom klassischen Jugend forscht Projekt, über Citizen Science Ansätze bis hin zu mehreren Projekten aus der Förderlinie „Our Common Future“. Schülerinnen und Schüler haben in fast allen Beiträgen zum Thema Nachhaltigkeit geforscht. Aus dem Inhalt: Naturwissenschaftliche Forschungsprojekte in der Schule: Beispiele und Unterstützungsangebote; Schülerinnen und Schüler betreuen Citizen Science Projekte; nachhaltige Recycling-Methoden für Seltenerdelemente aus Alltagsgegenständen; Schülerforschungsprojekte im Kontext Jugend forscht; Science Outreach auf drei Kontinenten – Wissenschaft in der Öffentlichkeit bewusst machen. Extra: Versuchskartei: LED-Leuchtstoff YAG:Ce aus der Mikrowelle.
Gesamtwerk
Escape Rooms
Escape Rooms sind nicht nur ein spannendes Freizeitvergnügen, sondern sie bieten auch ein hohes Potenzial für die Initiierung von fachspezifischem Lernen. Sie lassen sich zu jedem Thema und für alle Altersgruppen entwickeln. Sie sind dazu geeignet, neues Wissen spannend und anschaulich zu vermitteln, aber auch bereits vorhandenes Wissen in neuen Kontexten anzuwenden und zu vertiefen. Die Beiträge in diesem Heft sollen Sie dazu anregen, die Methode in Ihrem Chemieunterricht auszuprobieren. Neben fertigen Unterrichtsbeispielen für verschiedene Jahrgangsstufen finden Sie dazu auch Tipps zur eigenen Konzeption von Escape Games. Aus dem Inhalt: Professor X und die vergessenen Aufzeichnungen – ein Escape Game zum Atombau; Auf Schatzsuche in der verschütteten Mine – ein Escape Buch zu Sauerstoffübertragungsreaktionen; Dystopia – Ein digitales Escape Game zum Lösen von Salzen in Wasser; Acid Base Global – ein experimenteller Escape Room zur Säure-Base-Chemie; Escape Rooms gemeinsam mit Lernenden gestalten. Extra: Aufgabe: Die Aluminium-Luft-Batterie als Alternative in Elektroautos?; Methodenkartei: Bau eines Modells zur Elektronenpaarbindung.
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