Unterrichtsmaterialien Chemische Reaktion: Ganze Werke Seite 4/17
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Das Tripeptid Glutathion
In dieser Unterrichtseinheit betrachten die Schülerinnen und Schüler das Tripeptid Glutathion und seine wichtigen Funktionen im menschlichen Organismus. Es ist aus den Aminosäuren L Glutaminsäure, L-Cystein und Glycin aufgebaut und besitzt damit die Hydrogensufidgruppe, die auch den Namen Thiolgruppe trägt. Das Glutathion kann mit der Bildung seines Dimeren Disulfidbrücken ausbilden und Disulfidbrücken z. B. in größeren Proteinen spalten. Dabei ist das Glutathion das Reduktionsmittel, also das Antioxidants. Nachweisreaktionen zu Glutathion und zu Cystein erfolgen mit verschiedenen Redoxreaktionen, Bestimmungen mit Redoxtitrationen. Die genannten Aminosäuren haben auch in anderen Peptiden eine große Relevanz.
Gesamtwerk
Klausuren zum Inhaltsfeld Elektrochemie
Das Inhaltsfeld der Elektrochemie ist ein zentraler und wichtiger Bestandteil der Chemie in der Sekundarstufe II und wird häufig in Abiturprüfungen abgefragt. Zur Vorbereitung für Ihre Schülerinnen und Schüler haben wir Ihnen 7 verschiedene Klausuren zu unterschiedlichen Themengebieten der Elektrochemie zusammengestellt. Die Klausuren sind für eine Bearbeitungszeit von 90 Minuten vorgesehen. Die verschiedenen Aufgaben der Klausuren können auch untereinander kombiniert werden, um möglichst verschiedene Basiskonzepte abzufragen.
Gesamtwerk
Leitfaden zu Redoxreaktionen Teil II
Im zweiten Leitfaden zu den Redoxreaktionen beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler neben dem Elektronenausgleich auch mit dem Ladungs- und Stoffausgleich. Da die Grundlagen im ersten Teil bereits ausführlich durchgearbeitet worden sind, sollen die Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag ihr (neu) angeeignetes Wissen erweitern und direkt anwenden. Dazu werden verschiedene digitale Elemente, wie ein Kahoot!-Quiz zur Lernerfolgskontrolle sowie verschiedene Lernvideos, eingesetzt.
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Gesamtwerk
Reaktionsmechanismen
Was passiert im Verlauf einer chemischen Reaktion? Welche Vorgänge laufen zwischen dem sichtbaren Ausgangs- und Endzustand ab? Die Aufklärung von Mechanismen in der Chemie ist wichtig, um den prozesshaften Verlauf chemischer Umwandlungen zu verstehen. Eine zentrale Rolle in dieser Ausgabe von Unterricht Chemie nimmt die experimentelle Untersuchung von Reaktionsprozessen direkt im Chemieunterricht ein. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Nutzung digitaler Medien zur Veranschaulichung der nicht sichtbaren Vorgänge auf Teilchenebene während der chemischen Reaktionen.
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CO2 speichern und so das Klima schützen?
In dieser Unterrichtseinheit beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit dem CCS, dem Carbon Capture and Storage. Auf anspruchsvollem Niveau sollen sie wissenschaftlich über die verschiedenen Möglichkeiten zur Speicherung von Kohlenstoffdioxid diskutieren und diese im Anschluss bewerten. Es werden die Thematiken rund um Makromoleküle und Kohlenstoffdioxid angewendet, indem die Herstellung von Weichmachern und recycelbaren Kunststoffen näher betrachtet wird. Ebenso werden die Stoffklassen Ester und Polymere mit der Thematik verknüpft und so ebenfalls wiederholt. In einem Schülerversuch stellen Ihre Schülerinnen und Schüler Biodiesel durch eine Umesterung von Fetten und Ölen selbstständig her.
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Stöchiometrie wiederholen
Bei diesem Spiel wird nach Art der bekannten TV-Quizshow „Wer wird Millionär?“ das Fachwissen rund um die Einheit „Stöchiometrie“ abgerundet und verfestigt. Dabei wird die Seite Learningapps.org und das dort vorzufindende Format „Millionenspiel“ verwendet. Zusätzlich werden den Schülerinnen und Schülern verschiedene Hilfekarten und Joker zur Verfügung gestellt. Mit einer zweiten LearningApp können sich Ihre Lernenden vor dem eigentlichen „Wer wird Molionär?“ auf die Fragen vorbereiten.
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Trinkwassergewinnung in Mumbai betrachten
In dieser Unterrichtseinheit zum Thema Trennverfahren beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit der Trinkwassergewinnung. Dazu wird die Problematik des Trinkwassermangels der Stadt Mumbai in Indien mithilfe einer Portfolioarbeit genauer betrachtet und die Lage in den Slums der Stadt analysiert. Die Schülerinnen und Schüler erhalten zu Beginn der Einheit eine verschmutzte Wasserprobe, die mit den nacheinander erarbeiteten Trennverfahren gereinigt werden soll. Dies geschieht anhand selbst gesteuerter und kooperativer Lernformen.
Gesamtwerk
Citizen Science
Citizen Science – Bürgerwissenschaften haben eine lange Tradition. Sicher kennen Sie die Aktion „Stunde der Gartenvögel“ des NABU. Vielleicht haben Sie schon einmal mit einer Schulklasse an dem Projekt „Plastikpiraten“ teilgenommen und das Plastikvorkommen an Bächen oder Flüssen in Ihrer Umgebung dokumentiert. Die Beteiligung von Schüler:innen in Citizen Science Projekten reicht von der Mitwirkung bei der Datenerhebung über die Analyse bis hin zur (Mit)gestaltung eines Gesamtprojektes. Die Beispiele in diesem Heft wollen zeigen, welche Herausforderungen, aber vor allem welche Chancen die Teilhabe an Citizen Science-Projekten aus Sicht des Chemieunterrichts bietet. Denn es ist Teilhabe an authentischer Forschung möglich – wann gibt es das schon? Bei Citizen Science auf jeden Fall!
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Leitfaden zu Redoxreaktionen Teil I
Redoxreaktionen sind für viele Schülerinnen und Schüler eine Herausforderung. Dieser Leitfaden beginnt mit den einfachsten Oxidations- und Reduktionsreaktionen, ohne dabei auf die richtige fachliche Terminologie zu verzichten. Dadurch sollen die Lernenden schrittweise mit der Thematik vertraut gemacht werden und einen sicheren Umgang mit den Fachbegriffen erlernen. Dazu werden verschiedene digitale Möglichkeiten, wie Lernvideos oder Kahoot, als Alternativen vorgeschlagen. Nach Abschluss des Leitfadens liegt eine solide Basis für den Übergang zu anspruchsvolleren Aufgaben vor.
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Stationenlernen zu Säuren und Basen
Aufgrund der starken Präsenz im Alltag, ist es von Wichtigkeit, die Thematik „Säuren und Basen“ im Chemieunterricht theoretisch sowie praktisch zu erarbeiten. Schülerinnen und Schüler sollen hierbei nicht nur mit der fachlichen Theorie des Säure-Basen-Reaktionsprinzips vertraut gemacht werden, sondern aktiv mit chemischen Substanzen arbeiten und einen bewussten Umgang mit sauren und basischen Lösungen erlernen. Eine überwiegende selbst- und eigenständige Erarbeitung des Unterrichtsthemas „Säuren und Basen“ im Zuge eines offenen Stationenlernens wird im folgenden Beitrag dargelegt.
Gesamtwerk
Eine Frage des Gleichgewichts: Löslichkeitsprodukt und Fällungstitration
Das Löslichkeitsprodukt eines Stoffes ist nur in einem bestimmten Lösungsmittel und bei einer bestimmten Temperatur ein konstanter Wert. Es gibt demnach verschiedene Möglichkeiten, um die Löslichkeit eines Salzes zu beeinflussen. Solche herbeigeführten Veränderungen der Löslichkeit ionischer Verbindungen kommen beispielsweise in der analogen Fotografie, bei Putzmitteln oder beim Fällen von Schwermetallen bei der Abwasserreinigung zur Anwendung. Erarbeiten Sie mit Ihrer Klasse diese Einflussfaktoren sowie die fraktionierte Fällung und die theoretischen Grundlagen von Fällungstitrationen. Im Fokus stehen hierbei die Grundlagen für die experimentellen Anwendungen und das Anwenden mathematischer Verfahren auf chemische Sachverhalte.
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Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
Escape-Rooms, auch Escape-Games oder Breakouts genannt, liegen im Trend – ob live in einem echten Raum, auf Papier in Form von Brettspielen und Rätselbüchern oder virtuell am Computer. Bei diesem Spielprinzip gilt es, allein oder als Gruppe eine Reihe von Rätseln zu lösen, um in einer vorgegebenen Zeit aus einem verschlossenen Raum zu entkommen. Auch in die Schule hat das Thema mit den sogenannten EduBreakouts bereits Einzug gehalten: Sie bieten Abwechslung vom Lernalltag, fordern heraus, schweißen zusammen und machen Spaß! Im vorliegenden E-Book finden Sie zehn fertig vorbereitete Escape-Games zu wichtigen Lehrplanthemen wie etwa Wasser, Salze, Säuren und Basen oder Metalle. Lassen Sie Ihre Klasse das Geheimnis der unsichtbaren Botschaften lüften, die Bergdörfer vor dem hungrigen Drachen retten oder den Goldschatz in der magischen Höhle finden. Mit diesen packenden Rätselspielen fördern Sie logisches Denken, Teamwork und Problemlösefähigkeiten.
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Eine Frage des Gleichgewichts: Löslichkeitsgleichgewicht und Fällungsreaktion
Die unterschiedliche Wasserlöslichkeit von ionischen Verbindungen spielt in der Natur und in der Technik eine große Rolle. So entstehen beispielsweise Kalkablagerungen nicht nur in Hausgeräten, sondern auch in den Geweben verstorbener Tiere in natronhaltigen Seen durch Umsalzungsreaktionen und anschließendes Fällen schwerlöslichen Kalks. Mithilfe sogenannter Fällungsmittel sind die Phosphatelimination sowie das Entfernen von Schwermetallen aus dem Abwasser möglich, womit der Eintrag unerwünschter Düngemittel und giftiger Schwermetallionen in die Ökosysteme erfolgreich eigendämmt werden kann. Solche technischen Verfahren beruhen auf Chemiewissen bezüglich der Löslichkeit und des Löslichkeitsgleichgewichts. Diese materialgestützte Lernaufgabe im Sinne des Unterrichtsansatzes Chemie im Kontext schafft die theoretischen und praktischen Grundlagen zur Anwendung des Löslichkeitsgleichgewichts.
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Grundlagenthemen der organischen Chemie: Nächste Station, Weihnachtsmarkt!
Die kalte Jahreszeit naht und damit auch die Weihnachtsmärkte mit all ihren Lichtern, wunderabaren Düften und Leckereien, ein wahres Fest für die Sinne. Nutzen Sie den Weihnachtsmarkt als alltagsrelevanten Kontext in Ihrem Unterricht und nehmen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler auf eine spannenden Entdeckungsreise der organischen Chemie mit. Lassen Sie die Lernenden in vier spannenden Stationen die chemischen Hintergründe ihrer Sinneseindrücke praktisch und theoretisch entdecken und schließen Sie die Entdeckungsreise spielerisch mit einem Rennen zum Weihnachtsmann ab. Eine tolle Gelegenheit, die Grundlagenthemen der organischen Chemie mit Ihrer 10. Klasse zu wiederholen und zu festigen.
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Ein Mystery zu unedlen Metallen
Diese kurze Einheit dient dem Wiederholen und Festigen von Inhalten der Themen „Metalle“ und „Redoxreaktionen“. Ihre Schülerinnen und Schüler schlüpfen in die Rolle eines Detektivs und gehen in einem schüleraktivierenden Mystery der Rätselfrage „Helfen rostige Nägel im Apfel gegen Eisenmangel?“ nach. Diese Methode fördert das vernetzte Denken sowie die Kommunikation der Lernenden. Gleichzeitig erlaubt die Methode Mystery unterschiedliche Lösungswege und ist daher auch für heterogene Lerngruppen bestens geeignet.
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Feuer und Verbrennungen
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Gase
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Metalle
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Säuren und Basen
Escape-Rooms und Breakouts: Chemie
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Grüne kosmetische Chemie
Die Grüne Chemie (engl.: Green Chemistry) ist ein vergleichsweise neues Teilgebiet der Chemie. Sie widmet sich der Erschließung umweltverträglicher, Abfall vermeidender, Material und Energie sparender sowie sicherer industrieller Prozesse und Produkte. Da die Grüne Chemie erst in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen hat, existieren bisher erst wenig konkrete Vorschläge zu diesem Thema für den Chemieunterricht an Schulen. In dieser Unterrichtseinheit werden Arbeitsmaterialien und Experimente zur Grünen Chemie für die Sekundarstufe I vorgestellt, die einen ersten Einblick in das Denken der Grünen Chemie geben können.
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Adventskalender zur Säure-Base-Chemie
Mithilfe dieses Adventskalenders überprüfen Ihre Schülerinnen und Schüler auf spielerische Weise ihr Fachwissen zur Säure-Base-Chemie. In 24 Rätselfragen rund um Brønsted-Säuren und -Basen, Ampholyte und pH-Werte wiederholen die Lernenden Türchen für Türchen die wichtigsten Begriffe und Formeln zur Vorbereitung auf ihr Abitur. Alternativ können die Rätsel von Ihren Schülerinnen und Schüler auch innerhalb einer Doppelstunde selbstständig in einem Quiz bearbeitet werden.
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Nature of Science
Männer in weißen Kitteln, Frauen mit Brille und strenger Frisur, die alle Fragen beantworten können. Naturwissenschaftliche Experimente liefern eindeutige Ergebnisse und die Naturwissenschaften gelten noch immer als über alle Zweifel erhabene Fächer - wichtig, aber auch unverständlich. Dieses Bild entspricht jedoch nicht dem Wesen der Naturwissenschaften. Der Weg zu neuem Wissen ist oft schwierig und mit vielen Unsicherheiten und Konflikten verknüpft. Und mehr Wissen bedeutet nicht zwangsläufig auch mehr Sicherheit. Was also motiviert Wissenschaftler:innen zu forschen? Zu welchen Zwecken forschen sie? Wie gelangen sie von Beobachtungen zu Erklärungen? Welche Fragen stehen hinter berühmt gewordenen Experimenten, wie zum Beispiel dem Rutherford'schen Streuversuch? Was kennzeichnet eine Theorie? Und wo liegen die Grenzen naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung? Chemieunterricht wird für Schüler:innen interessant, wenn sie nicht nur chemisches Fachwissen erwerben, sondern auch etwas darüber erfahren, wie es zu diesem Wissen gekommen ist. Denn das ist es, was das Wesen der Chemie ausmacht.
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Chemiedidaktik in Übersichten
Kompaktes Basiswissen für den Chemieunterricht: Fachdidaktisches Grundlagenwissen ist essentiell – für die Vorbereitung, Durchführung und Reflexion eines lernwirksamen Chemieunterrichts. In kompakter Form stellt Chemiedidaktik in Übersichten grundlegende Begriffe und Konzepte der Chemiedidaktik vor und verzahnt dabei Theorie und Praxis. Anhand von unterrichtspraktischen Beispielen können Sie sich schnell und gezielt über den aktuellen Stand informieren. Das „Lehren und Lernen von Chemie“ greift fünf zentrale Fragestellungen auf: Welche Ziele werden gewählt? (Bildungsziele, Kompetenzen, Lehrziele); Welcher Inhalt, welches Thema soll bearbeitet werden? (Basiskonzepte, Erkenntnisgewinnung, Didaktische Reduktion, Leitlinien, Didaktische Prinzipien); Was ist bei Schülerinnen und Schülern zu beachten? (Lernpsychologische Grundlagen, Fachsprache, Schülervorstellungen); Wie soll Chemieunterricht gestaltet werden? (Unterrichtskonzeptionen, Artikulation von Unterricht); Womit können Inhalte im Unterricht transformiert werden? (Experimente, Modelle, Medien); Aufgebaut ist der Band nach einem klar strukturierten Doppelseiten-Prinzip. Auf der linken Seite wird der Sachverhalt kurz und verständlich beschrieben. Auf der rechten Seite wird der Sachverhalt an einem Beispiel aus dem Chemieunterricht veranschaulicht bzw. vertieft. Die graphische Darstellung erlaubt einen schnelleren Zugang und verspricht Lebendigkeit. Die Beispiele greifen typische Herausforderungen und Stolpersteine des Chemieunterrichts auf, um sie sichtbar zu machen und zu „entschärfen“. Der Band richtet sich primär an Studierende, Referendare und Quereinsteiger, die sich entweder einen ersten Überblick über die Fachdisziplin und die Grundlagen für die Gestaltung eines qualifizierten Chemieunterrichts verschaffen möchten oder sich auf eine Prüfung in Chemiedidaktik vorbereiten wollen. Aber auch für fachfremd Unterrichtende ist er äußerst hilfreich.
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Redoxreaktionen: Übungsaufgabensammlung
Diese Unterrichtsmaterialien bieten eine umfassende Aufgabensammlung mit Basisaufgaben und komplexen Anwendungsbeispielen zum Thema „Redoxreaktionen“ für die Sekundarstufe II. Die Aufgaben liegen auf drei verschiedenen Schwierigkeitsniveaus vor. Der Einsatz der Aufgaben kann sowohl zu Zwecken der Lernstoffüberprüfung, der Übung im Unterricht sowie der Vorbereitung auf Klausuren und das Abitur eingesetzt werden.
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Chemische Analytik: qualitative und quantitative Nachweismethoden
Die Analytische Chemie ist ein wichtiges Teilgebiet der Chemie, welche sich mit der qualitativen und quantitativen Analyse von verschiedenen chemischen Substanzen beschäftigt. In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler verschiedene solcher Nachweismethoden kennen und führen diese in Schülerversuchen selbstständig durch. Neben dem Nachweis verschiedener Ionen, wie Halogenid- oder Ammonium-Ionen, wird auch der Nachweis von Wasserstoff anhand verschiedener Aufgaben zum Schülerversuch erarbeitet. Als eine Möglichkeit zur quantitativen Analyse wird die Analysemethode der Gravimetrie näher besprochen.
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