Unterrichtsmaterialien Teilgebiete der Chemie: Ganze Werke Seite 7/18
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Chemie
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Mit Boden experimentieren
Der Boden stellt ein einzigartiges Ökosystem für zahlreiche Tier-, Pilz- und Pflanzenarten dar. Feldfrüchte sind eine wichtige Ernährungsgrundlage des Menschen. Aufgrund der global steigenden Bevölkerungszahlen werden immer mehr Lebensmittel benötigt. Da die landwirtschaftlich nutzbaren Flächen begrenzt sind, wird versucht, höhere Erträge durch Düngung zu erreichen. Sie sollte aber gezielt erfolgen, weil es leicht zur Überdüngung und so zur Schädigung des Ökosystems kommen kann. Eine Unterdüngung führt zum Rückgang der Bodenfruchtbarkeit. Um zu ermitteln, welche Nährstoffe in welchem Umfang zugeführt werden müssen, ist eine Bodenuntersuchung notwendig.
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
Aminosäuren und Proteine
Aminosäuren und Proteine gehören zu den wichtigsten Bestandteilen, mit denen wir Menschen zu tun haben. Wissenschaftler raten dazu, immer mehr Proteine zu sich zu nehmen. Was sind Proteine überhaupt? Und warum hängen Proteine und Aminosäuren miteinander zusammen? Diese Fragen werden innerhalb dieser Un-terrichtseinheit erklärt und praxisorientiert beschrieben.
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Elektrochemie
Dieser zweite Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Elektrochemie in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören das Aufstellen von Oxidationszahlen, das Formulieren von Redoxreaktionsgleichungen, die sowohl qualitative als auch quantitative Betrachtung von Redoxprozessen bei galvanischen Zellen und Elektrolysen sowie das wirtschaftlich bedeutsame Thema der Korrosion und entsprechender Schutzmaßnahmen. Bei der Konzeption der differenzierten Aufgaben wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten.
Gesamtwerk
Katalysatoren im Alltag
Katalysatoren gibt es nicht nur im Labor oder im Auto, sondern auch in Küche, Arzneischränkchen, ja sogar in Lebewesen. Mit einfachen Versuchen können die Schüler und Schülerinnen sowohl in der Schule als auch zuhause im Distanzunterricht die Eigenschaften von Katalysatoren anhand einiger Beispiele erarbeiten. Falls das Experimentieren zu Hause nicht möglich sein sollte, sind fast alle Ergebnisse auch per Film einzusehen.
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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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Lebensmitteltechnologie
Vom Acker bis zur Ladentheke - das kompakte Lehrbuch und Nachschlagewerk zu den Grundprinzipien der Lebensmittelherstellung! Dieses Buch beschreibt die Lebensmitteltechnologie als Bindeglied zwischen der agrarischen Erzeugung der Biomasse und dem Verzehr eines zubereiteten Lebensmittels durch den Menschen. Hier finden Sie ingenieur- und naturwissenschaftliche Grundlagen dieses interdisziplinären Fachgebiets, nicht zuletzt aber spannende Informationen zu den Strukturen der Rohstoffe sowie deren natürliche oder technisch induzierte biologische und chemische Reaktionen, die zu einer Veredlung führen sollen. Zwei umfangreiche Kapitel behandeln die Verfahrenstechnik der Gewinnung und Herstellung der wichtigsten Lebensmittel und ihre spezifischen Geräte und Anlagen. Die „Lebensmitteltechnologie“ wendet sich an alle Studierende des weiten Bereichs der Lebensmittelwissenschaften, aber auch an aktive Technologen oder Manager, die sich Zusammenhänge erarbeiten wollen.
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Einführung in die Grüne Chemie
Für die Umsetzung von Nachhaltigkeit in der Chemie gibt es verschiedene Ansätze. Einer davon ist die Grüne Chemie (engl. Green Chemistry). Grüne Chemie widmet sich der Erschließung umweltverträglicher, Abfall vermeidender, Material und Energie sparender und sicherer industrieller Prozesse und Produkte. Bisher existieren allerdings erst wenig konkrete Vorschläge zum Thema Grüne Chemie für den Chemieunterricht an Schulen. In dieser Einheit werden Arbeitsmaterialien und Experimente zur Grünen Chemie vorgestellt, die einen ersten Einblick in das Denken der Grünen Chemie geben können.
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Chemistry Classroom Escape
Bei dem Classroom Escape handelt es sich um ein Konzept, welches Fachinhalte mit intelligentem Üben sowie spielerischem und kooperativem Lernen verbindet. Das Konzept greift den aktuellen Trend der Live Escape Games auf und bringt diese Begeisterung in den Klassenraum. Der Beitrag liefert ein erprobtes Praxisbeispiel. Der vorgestellte Classroom Escape kann im Ganzen oder in Teilen in den eigenen Unterricht übernommen werden. Das Beispiel ermutigt interessierte Kolleginnen und Kollegen, selbst Rätsel zu kreieren und im eigenen Unterricht einzubringen.
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Abiturtraining 1
Dieser erste Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Thermodynamik in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören der Systembegriff, die Volumenarbeit, thermodynamische Größen wie die innere Energie, die Enthalpie, die Entropie und die freie Reaktionsenthalpie, der erste und zweite Hauptsatz der Thermodynamik, das experimentelle und theoretische Ermitteln von Reaktionsenthalpien sowie die Beurteilung der Freiwilligkeit einer chemischen Reaktion aus energetischer Perspektive. 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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Chemie handlungsorientiert: Reaktionen und Elemente
Nehmen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler mit auf eine Reise durch die Welt der Chemie - von der Entstehung der Elemente und den ersten chemischen Reaktionen bis zu alltagsnahen Experimenten zu Wunderkerzen oder den Brennstoffen im Gartengrill. So wird Chemie lebendig! Mithilfe der vielfältigen handlungsorientierten Aufgaben und Experimente aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler begreifen und verstehen sie Atombau, Energie in Stoffen und Reaktionsgleichungen. Storys und Rätsel sorgen für zusätzliche Motivation. Die Materialien sind im Unterricht sofort einsetzbar und befähigen Ihre Schülerinnen und Schüler zu einer selbstständigen Auseinandersetzung mit den geforderten Inhalten in Einzel-, Partner- oder Gruppenarbeit. Neben den Kopiervorlagen werden ein Abschlusstest im veränderbaren Word-Format sowie die Lösungen als kostenloses digitales Zusatzmaterial angeboten. Das digitale Zusatzmaterial wird Ihnen direkt nach der Bestellung in Ihrem Kundenkonto zur Verfügung gestellt.
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Chemie im Haushalt
Backen, Abwaschen, reinigen, - ganz normale Tätigkeiten im Haushalt. Dazu werden meist vielfältige Helfer wie Back- und Reinigungsmittel genutzt. Die damit verbundenen chemischen Reaktionen macht man sich nicht immer bewusst. Ab und an fehlt es an der gebotenen Aufmerksamkeit und Vorsicht mit chemischen Produkten. Es kommt hinzu, dass manche Produkte versteckte chemische Substanzen enthalten, die für den Menschen gefährlich sein können.Zusatzmaterial: 10 Arbeitsblätter in Schüler- und Lehrerfassung [PDF]; Glossar [PDF]; 20 Testaufgaben Multiple-Choice in Schüler- und Lehrerfassung [PDF]; Sprechertexte [de, en] [PDF]; Begleitheft (47 S.) [PDF]; Interaktives Arbeitsheft [H5P]; Bilder.
Gesamtwerk
Wasserstoff
Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum. Auf der Erde ist der Wasserstoff größtenteils in Verbindung mit Sauerstoff im Wasser gebunden. Die Gewinnung von reinem Wasserstoff ist bereits seit über 200 Jahren bekannt, auch die Freisetzung von Energie konnte früh beobachtet werden. Gezielt als Treibstoff wird Wasserstoff seit etwa 70 Jahren zunächst vor allem in der Raketentechnologie eingesetzt. Wasserstoff, der bei Verbrennung zu Wasserdampf wird, ein wichtiger Baustein im klimagerechten Umbau der Mobilität. Der Film zeigt Möglichkeiten der Gewinnung und Nutzung von Wasserstoff und geht hierbei auch auf klimafreundliche Methoden zu seiner Gewinnung ein.
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Formeln und Symbole
Chemische Formeln, Reaktionsgleichungen und andere Symboliken sind zentrale Werkzeuge der Kommunikation in der Chemie und ein Unterricht ohne diese Darstellungsweisen ist nur schwer vorstellbar. Nur wer gelernt hat, wofür die Buchstaben, Ziffern und Striche einer chemischen Formel stehen, kann die reine Zeichenfolge entschlüsseln und mit einer Bedeutung versehen. Die Beiträge in diesem Heft reichen von einer Bestandsaufnahme über die Herausforderungen beim Erlernen und Anwenden der chemischen Symbolsprache über die Diskussion verschiedener Einführungswege hin zu zahlreichen methodischen Hilfen, die den Zugang zu den verschiedenen Formel- und Symbolschreibweisen für Schülerinnen und Schüler erleichtern sollen. Aus dem Inhalt: Symbol – Modell – Kontext: Anforderungen und Schwierigkeiten beim Erlernen der chemischen Formelsprache; Wer blickt denn da noch durch? – Darstellungsformen für Kohlenwasserstoffe; Methodische Hilfen für stöchiometrische Berechnungen; Salzformeln digital ermitteln – Übungen zur Ermittlung von Verhältnisformeln; Klein, aber oho – ein vertiefender Blick auf „HzweiO“. Extra: Tod eines Wasserläufers – Mystery zur Oberflächenspannung von Wasser; Modellversuch zur Verätzung des Auges durch saure und alkalische Lösungen;
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Stoffeigenschaften der Cola
Cola. Ein Produkt, um das sich viele Geschichten und Mythen ranken. In praktischen und theoretischen Settings versucht dieses Stationenlernen, mit Blick auf die braune Zuckerbrause, neben chemischen u .a. auch firmenpolitische und gesellschaftliche Aspekte zu thematisieren, mit dem Ziel, den Lernenden eine übergeordnete Betrachtungsweise zu verschaffen. Kompetenzen: Die Stoffeigenschaft Dichte kennen und berechnen; Inhaltsstoffe der Cola durch Experimente identifizieren und bewerten; Fachliches und überfachliches Wissen vernetzen
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Das Einstellen und Beeinflussen von Gleichgewichtsreaktionen nach Le Chatelier
Chemische Reaktionen laufen meistens unvollständig ab, da sich ein Gleichgewicht zwischen Edukten und Produkten einstellt. Durch die Änderung von Reaktionsbedingungen können sie verschoben werden, was in großtechnischen Synthesen wie dem Deacon-Verfahren (Herstellung von Chlor) oder dem Kontaktverfahren (Herstellung von Schwefelsäure) ausgenutzt wird. Chemische Gleichgewichte sind auch in der Natur allgegenwärtig. Beispielsweise kann die Verwitterung und Bildung von Kalkstein beobachtet werden.
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Interdisziplinärer Chemieunterricht
Tauchen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern ein in die spannende Welt der Moleküle. Wer verbindet sich mit wem und warum geht es bei so mancher Trennung „heiß her”? Zeigen Sie, warum Wasser in den meisten Fällen „die Lösung” der Wahl ist. Trainieren Sie die Kompetenzen Ihrer Schülerinnen und Schüler mittels binnendifferenzierter Methoden gleich in zwei Fächern: Chemie und Deutsch. Drei unabhängig voneinander durchzuführende Unterrichtseinheiten sind enthalten.
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Klausuraufgaben organische Chemie
Die Nomenklatur, Stoff-Eigenschafts-Beziehungen und Reaktionen der Alkanole, Alkanale, Alkanone, Alkansäuren und Ester sind wichtige Themen des Chemieunterrichts der Sekundarstufe II. Hier erhalten Sie sechs kontextbezogene Klausuraufgaben mit Lösungen, die jeweils eine Bearbeitungszeit von 45 bis 60 Minuten haben. Alternativ können die Aufgaben auch als Lernaufgaben eingesetzt werden, um neue Inhalte kontextbasiert zu erarbeiten.
Gesamtwerk
Reaktionsschemata und Reaktionsgleichungen aufstellen
„Stelle die Reaktionsgleichung für die Reaktion auf, die im Experiment stattgefunden hat.“ Zu einer solchen Aufgabe melden sich manche Schülerinnen und Schüler sofort mit einem Lösungsvorschlag, während bei anderen die blanke Verzweiflung im Gesicht zu erkennen ist. Der Zugang zum Verständnis für Reaktionsgleichungen ist so heterogen wie bei kaum einem anderen Thema. Es ist jedoch eine zentrale Fähigkeit für die erfolgreiche Teilnahme am Chemieunterricht in allen Klassenstufen. Diese Unterrichtseinheit ist so konzipiert, dass sich die Schülerinnen und Schüler schrittweise die Voraussetzungen für das Verstehen von Reaktionsgleichungen erarbeiten. Dabei stehen die Anschauung und das eigene Handeln im Vordergrund. Hierbei kann ein Modell eine wichtige Hilfe sein.
Gesamtwerk
Polysaccharide
Die Aufgaben aus diesem Beitrag sollen den Schülerinnen und Schülern den Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften von Stoffen am Beispiel der Cellulose veranschaulichen. An Hand des Cellulosemoleküls lassen sich grundlegende Begriffe der Struktur erarbeiten und überprüfen. Gleichzeitig ermöglichen die Aufgaben den Schülerinnen und Schülern das Vergleichen von Nachweismethoden von Stoffen und Führen einer Pro- und Contra-Diskussion zu üben.
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Grundlagenwiederholung VI
Dieser sechste Beitrag der Serie Grundlagenwiederholungen nimmt die für die Sekundarstufe II wichtigen Inhalte der organischen Chemie in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Grundlagen wie das Erkennen und Beschreiben von organischen Stoffklassen mit den entsprechenden Fachtermini, das Beschreiben der Konsequenzen von intermolekularen Wechselwirkungen sowie das Formulieren von Reaktionsgleichungen zu den für die Stoffklassen relevanten Reaktionen wiederholen und vertiefen. Dabei werden in den Aufgaben alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt.
Gesamtwerk
Mikroplastik
Die Thematiken Plastikmüll und Mikroplastik haben eine hohe gesellschaftliche Relevanz, insbesondere für jüngere Generationen. Mikroplastik-Partikel lassen sich heutzutage auch an den entlegensten Orten unserer Erde nachweisen. Einmal in die Umwelt freigesetzt, können diese kleinen Partikel über große Distanzen transportiert werden. Mit der Freisetzung von Mikroplastik gehen weitreichende Risiken für Menschen und Tiere einher, bei deren Erforschung die Wissenschaft im Moment noch weit am Anfang steht. Die Beiträge in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie geben Ihnen Ideen und Anregungen, wie die Mikroplastik-Thematik im Chemieunterricht behandelt werden kann. Aus dem Inhalt: Mikroplastik als Thema im naturwissenschaftlichen Unterricht; Wie gelangt das Mikroplastik auf unseren Teller?; Experimente zum Thema Mikroplastik; Die Plastikpiraten – ein Citizen-Science-Projekt. Extra: Chemieunterricht im Flipped Classroom; Aktuelles zur Sicherheit im Chemieunterricht
Gesamtwerk
Ester
Die Schülerinnen und Schüler lernen die duftende Welt der Ester kennen. Dabei werden die Gleichgewichtsreaktion, Eigenschaften von Ester und Polyester behandelt. Der Beitrag lädt die Schülerinnen und Schüler ein, sich die Inhalte in einem kooperativen und digitalen Lernsetting zu erarbeiten. Diverse Differenzierungsmöglichkeiten helfen Ihnen als Lehrkraft die Inhalte individuell und schülernah zu präsentieren, um einen möglichst hohen Lernerfolg zu gewährleisten
Gesamtwerk
Reinstoffe, Gemische und Gemischarten
Gemische sind Bestandteil unseres Alltags. Mithilfe eines Lernzirkels erarbeiten sich die Schüler den Themenbereich Gemische und Reinstoffe selbstständig. Dabei wird auch das Teilchenmodell mit einbezogen und zur Erklärung der Stoffeigenschaften und Trennmethoden sowie zur Förderung des Verständnisses physikalischer Prozesse genutzt.
Gesamtwerk
Grundlagenwiederholung V
Dieser fünfte Beitrag der Serie „Grundlagenwiederholungen“ nimmt das für die Sekundarstufe II wichtige Thema der Redoxreaktionen in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Grundlagen, wie das Erkennen und Beschreiben von Redoxprozessen mit den entsprechenden Fachtermini, das Aufstellen von Oxidationszahlen sowie das selbständige Formulieren von Redoxreaktionsgleichungen an alltagsnahen Kontexten wiederholen und vertiefen. Dabei werden in den Aufgaben alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt.
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