Unterrichtsmaterialien Chemie: Ganze Werke Seite 2/24
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Ethanol im menschlichen Körper
Im Bereich der ambulanten Suchtbehandlung ist der Missbrauch von Alkohol im Jahre 2021 die häufigste Ursache für eine Aufnahme gewesen. Da der Zugang zu diesem Suchtmittel zum Teil bereits für Jugendliche recht einfach ist, sollten ein verantwortungsbewusster Umgang thematisiert und die Schülerinnen und Schüler für mögliche Folgen von Alkoholkonsum sensibilisiert werden. Mit diesem Material erhält Ihre Klasse einen Einblick in die Stoffgruppe der Alkanole. Dabei wird zunächst auf die strukturellen und chemischen Eigenschaften eingegangen. Der Fokus liegt dann auf der Herstellung sowie Wirkung von Ethanol auf den menschlichen Körper. Hierfür werden der Weg des Alkohols und der oxidative Abbau detailliert besprochen.
Gesamtwerk
Chemische Bindungen
Stoffe bestehen aus Atomen. Die Bindungen zwischen diesen Atomen unterscheiden sich abhängig von der Stoffart. So bestehen flüchtige Stoffe beispielsweise aus Molekülen, die durch die Ausbildung von Elektronenpaarbindungen zwischen Atomen entstehen. Die Lernenden beschäftigen sich in dieser Unterrichtseinheit damit, wie verschiedene Bindungen zustande kommen und wie diese sich unter anderem über die Elektronegativitätswerte bestimmen lassen. Über verschiedene Aufgabentypen und einen Schülerversuch festigen die Schülerinnen und Schüler das Gelernte.
Gesamtwerk
Vom Redoxpaar zum Korrosionsschutz
Diese Unterrichtseinheit führt systematisch in Redoxgleichgewichte der Oberstufe ein und verbindet Grundlagen mit praxistauglichen Experimenten. Nach einer kompakten Wiederholung zu Oxidation/Reduktion, Oxidationszahlen und Spannungsreihe werden Redoxpaare, Halbzellen und das Daniell-Element genutzt, um den Begriff des Redoxgleichgewichts sowie Gleichgewichtsverschiebungen anschaulich zu entwickeln. Darauf aufbauend wird die Nernst-Gleichung plausibel hergeleitet und in Konzentrationsketten angewendet. Die Versuche sind bewusst mit einfachsten Mitteln realisierbar und werden durch klare Arbeitsaufträge, Übungsaufgaben und ausführliche Lösungen zur Selbstkontrolle ergänzt. So bereitet das Material zielgerichtet auf Kursklausuren und das Abitur vor.
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Gesamtwerk
Wirkungsweise und Bedeutung von Puffersystemen
Schon kleine Schwankungen im pH-Wert des Bluts können schwerwiegende Folgen haben. Verantwortlich für die Stabilität dieses empfindlichen Systems sind verschiedene Puffersysteme, die den physiologischen pH-Bereich zuverlässig sichern. In dieser Unterrichtseinheit steht die Säure-Base-Chemie im Zentrum: Die chemischen Grundlagen der Pufferwirkung werden erläutert und mit Beispielen aus dem menschlichen Organismus verknüpft. Dabei rücken auch Krankheitsbilder wie Azidose und Alkalose in den Blick, die zeigen, welche dramatischen Konsequenzen eine Störung des Gleichgewichts haben kann. Blut erfüllt lebenswichtige Aufgaben – es versorgt den Körper mit Sauerstoff und Nährstoffen und transportiert Abfallstoffe wie Kohlendioxid ab. Seine Bedeutung tritt jedoch oft erst dann ins Bewusstsein, wenn gesundheitliche Probleme oder Verletzungen auftreten.
Gesamtwerk
Aktivierungsenergie und Katalysatoren
Die Aktivierungsenergie ist ein wichtiger Begriff in der Chemie. Dieser soll hier mit Leben gefüllt werden, indem über einfache, aber eindrucksvolle Schülerversuche die verschiedenen Formen und die für bestimmte Reaktionen nötige Menge der Aktivierungsenergien miteinander verglichen werden. Auch die Veränderbarkeit der Höhe der nötigen Aktivierungsenergie über Katalysatoren ist ein Thema, das per Schülerversuch ermittelt wird.
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Gesamtwerk
Vom Erz zum Metall
Bringen Sie Ihren Lernenden mit dieser Einheit die Grundlagen von Redoxreaktionen näher und stärken Sie gleichzeitig ihre Fähigkeit zur Selbstorganisation und Reflexion mithilfe eines E-Portfolios. Ihre Klasse erstellt dabei eigenständig ein digitales Lerntagebuch rund um das Thema "Kupfergewinnung aus Malachit". Die Lernenden planen selbstgewählte Experimente und führen sie durch, um die Bestandteile des Kupfererzes zu analysieren und daraus elementares Kupfer zu gewinnen.
Gesamtwerk
Oxidationszahlen einmal anders
Oxidationszahlen mit ihren Regeln sind eigentlich ein trockenes Thema. Aber verpackt in ein Spiel, sind die Bestimmungen der Oxidationszahlen organischer Moleküle schnell erlernt. Vor allem, wenn es für das schnelle Erfassen und Anwenden eine kleine Belohnung gibt, nachdem das Schloss geknackt wurde.
Gesamtwerk
Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoffdioxid
Die Verringerung der Treibhausgasemissionen ist eine zentrale Aufgabe des 21. Jahrhunderts. Die Abscheidung und Speicherung von Kohlenstoffdioxid können hierbei einen wichtigen Beitrag leisten und gewinnen auch in Deutschland immer mehr an Bedeutung. Mit diesem Material erhält Ihre Klasse einen Einblick in die Welt der Funktionsmaterialien. Hierfür wird zunächst auf die Modifikationen des Kohlenstoffs eingegangen und später werden verschiedene Nanomaterialien beleuchtet, die für viele verschiedene Zwecke eingesetzt werden können. Dabei wird im Detail auf die neuartigen kovalenten organischen Netzwerke eingegangen, die sich für die Speicherung von Kohlenstoffdioxid eignen. Zur Recherche und Bearbeitung der Aufgaben wird das Internet genutzt und dadurch die Medienkompetenz geschult.
Gesamtwerk
Atommodelle von der Antike bis zur Quantenmechanik
Die Unterrichtseinheit ist speziell für den Chemieunterricht der Oberstufe konzipiert und bietet einen fundierten Zugang zur Entwicklung moderner Atommodelle. Ihre Schülerinnen und Schüler vertiefen das Verständnis der Elektronenverteilung in der Atomhülle und bearbeiten damit ein zentrales Thema für das Verständnis von Periodensystem, Bindungsverhalten und Molekülstruktur. Die Einheit folgt dem historischen Erkenntnisweg von der klassischen Teilchenvorstellung bis zur quantenmechanischen Beschreibung der Atomhülle. Im Fokus steht das Wasserstoffatom als einfachstes, aber besonders gut geeignetes Beispiel zur Veranschaulichung zentraler Konzepte wie Energieniveaus, Elektronenwellen, Orbitale und Aufenthaltswahrscheinlichkeiten.
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Naturstoffe
Naturstoffe sind in der Erfahrungswelt der Schülerinnen und Schüler in den verschiedensten Lebensbereichen allgegenwärtig. Sie sind wesentliche Bestandteile des eigenen Körpers und der täglichen Nahrung und können Treibstoff im Verkehrsmittel mit Verbrennungsmotor sein oder den Körper in Form eines Baumwollpullovers wärmen. Mithilfe dieser Unterrichtseinheit erschließen sich die Schülerinnen und Schüler weitgehend selbstständig die Grundlagen für eine vergleichende Betrachtung der Stoffgruppen Fette, Kohlenhydrate, Proteine und Nukleinsäuren. Sie blicken auf die Struktur, die chemischen Eigenschaften und die Bedeutung dieser Naturstoffe in der Ernährung und als Rohstoffquelle.
Gesamtwerk
Salznamen spielerisch ermitteln
Die Lernenden haben mit dieser Unterrichtseinheit die Möglichkeit spielerisch die Bildung von Salzen (Ionenverbindungen aus Metall- und Nichtmetall-Atomen) einzuüben. Durch würfeln kombinieren die Lernenden zwei mögliche Kombinationen von Metall- und Nichtmetall-Atomen, bilden daraus zwei korrekte mögliche Verhältnisformel und dürfen dann entsprechend der Gesamtanzahl enthaltener Atome auf dem Spielbrett vorangehen.
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Oxalsäure
In dieser Unterrichtseinheit für den chemischen Oberstufenunterricht beschäftigen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit der Chemie der Oxalsäure. Die Oxalsäure ist ein Inhaltsstoff vieler Pflanzen, auch solcher, die als Gemüse Verwendung finden. Die Redoxreaktion mit Kaliumpermanganat wird für die Bestimmung der Oxalsäure auch in Pflanzenmaterialien genutzt. In einem Gemisch aus Oxalsäure und Ethanol entsteht ohne weiteren Zusatz eines Katalysators der Oxalsäurediethylester. Oxalat-Anionen treten als Liganden in komplexen Verbindungen auf. Ein bestimmter Eisen-Oxalat-Komplex zerfällt bei Einwirkung von Licht. Diese photochemische Reaktion ist die Basis zur Erstellung von Blaupausen. Wegen der Vielfalt der Reaktionen ist Oxalsäure in besonderem Maße für den projektorientierten Unterricht geeignet.
Gesamtwerk
Kooperative Erarbeitung chemischer Hintergründe von Feuer
Die Lernenden entdecken kooperativ und spielerisch, aber sicher den Umgang mit Feuer. Anhand von motivierenden Themen aus der Lebenswelt der Lernenden, wie zum Beispiel ein Lagerfeuer am Strand oder ein Grillfest in der Schule, finden die Lernenden einen niedrigschwelligen Zugang zu den chemischen Hintergründen von Feuer. Schüleraktivierende Methoden, wie die szenische Darstellung, ein Egg Race und ein Mystery, sorgen für eine hohe Lernerautonomie und nachhaltiges Lernen.
Gesamtwerk
Lebendiger Boden
Ein Stoffkreislauf im Boden – und niemand kann ihn sehen. Was passiert dort und wer ist daran beteiligt? Jeder hat seine Aufgabe und ein Schritt folgt auf den anderen. Ihre Schülerinnen und Schüler finden es selbst heraus: Durch die Erstellung von Steckbriefen und mithilfe von Clusterkarten entwickeln sie in einer Gruppenarbeit den Stickstoffkreislauf und verinnerlichen so die Zusammenhänge. Vertiefend setzen die Lernenden aktuelle Umweltprobleme in Bezug und bewerten diese. Ein Rätsel dient zum Abschluss der Einheit als Lernerfolgskontrolle und festigt das Wissen.
Gesamtwerk
Übungsaufgaben rund ums Aluminium
Die vorliegenden Aufgaben sind als umfangreiche Übungs-, Vertiefungs- oder Wiederholungsaufgaben zum Abschluss des Themas Elektrochemie in der Sekundarstufe II gedacht. Redoxreaktionen, Elektrolyse oder auch Recycling des Metalls Aluminium werden genauer beleuchtet und anhand von aktuellen Anwendungen beleuchtet. Alternativ können die Übungsaufgaben als materialgebundene Klausuraufgaben eingesetzt werden, um den Lernenden in Vorbereitung auf das Abitur die Möglichkeit zu bieten, Texte und andere Vorgaben auszuwerten und fragenbezogen aufzubereiten.
Gesamtwerk
Eine Einführung in die Nanochemie
In dieser Unterrichtseinheit wird gezeigt, wie groß die Wirkung im Nanobereich ist. Ob durch Lotos-Effekt, als Nanopartikel in Sonnencreme oder in antibakteriellen Textilien, Nanochemie ist auch in unserem Alltag stark vertreten. Anhand verschiedener Methoden, wie beispielsweise Rollenspiele oder forschungsnahen Arbeitsaufträgen, setzen sich die Lernenden mit den Eigenschaften nanostrukturierter Materialien, dem Tyndall-Effekt, superhydrophoben Oberflächen, sowie den Chancen und Risiken der Nanotechnologie auseinander.
Gesamtwerk
Eine Lerntheke zu Bodenuntersuchungen
In dieser Unterrichtseinheit bestimmen Ihre Lernenden bei einer selbstentnommenen Bodenprobe beispielsweise die Nitrat-, Phosphat- und Eisen-Konzentration und den pH-Wert. Dazu sollen sie Experimente zur Bodenuntersuchung selbstständig durchführen und lernen die fachlichen Hintergründe dazu kennen. Außerdem beschäftigen sie sich mit den Auswirkungen von Über- und Unterdüngung auf das Ökosystem Boden.
Gesamtwerk
Escape-Room zu Säuren und Laugen im Alltag
Beim Zubereiten eines Zaubertranks ist Harry ein großer Fehler passiert. Professor Snape ist sauer und sperrt ihn mit Magie im Labor ein. Alles, was ihm für seinen rettenden Ausweg bleibt, sind die verzauberten Rätselumschläge seiner Freunde. Die Lernenden setzen sich in diesem Escape-Room mit den Eigenschaften, Verwendung und Formeln der Säuren und Basen sowie der Neutralisation auseinander. In Kleingruppen geht es in Teamarbeit die Rätsel rund um die Säure-Base-Theorie nach Arrhenius zu entzaubern und die rettenden Lösungswörter zu bilden.
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Oxidationszahlen einmal anders
Oxidationszahlen mit ihren Regeln sind eigentlich ein trockenes Thema. Aber verpackt in ein Spiel, sind die Bestimmungen der Oxidationszahlen organischer Moleküle schnell erlernt. Vor allem, wenn es für das schnelle Erfassen und Anwenden eine kleine Belohnung gibt, nachdem das Schloss geknackt wurde.
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Kohlenstoffdioxid und Kohlensäure
Sprudelwasserbereiter werden in vielen Haushalten genutzt, um sich aus Leitungswasser jederzeit prickelnd-frisches Sprudelwasser zuzubereiten und sich dadurch das lästige Schleppen von Mineralwasserflaschen zu ersparen. „Sprudel“ ist mittels Sprudelbereiter recht einfach, schnell und kostengünstig auf Knopfdruck herzustellen. Doch was befindet sich in der Kartusche eines Sprudelbereiters? Und was läuft im Sprudelbereiter ab? Was entsteht, wenn der Stoff aus der Gaspatrone in Wasser geleitet wird? Diese und weitere spannende alltagsnahe Fragen werden im hier vorgestellten handlungs-, problem- und schülerorientierten Chemieunterricht experimentell angegangen und lern- und bildungswirksam thematisiert. Ein zentrales Ziel der Lehr-Lern-Einheit ist es, dass die Schülerinnen und Schüler ausgewählte Alltagsphänomene zunehmend besser mit chemischen Augen sehen und verstehen.
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Mündliche Abiturprüfung
Quantitative Analyseverfahren vorrangig in Form einer Titration sind fester Bestandteil in den Abiturprüfungen auf Grund- und Leistungskursniveau im Fach Chemie. Basierend auf den chemisch-physikalischen Größen Stoffmenge, Masse, molare Masse und Dichte können Konzentrationen in Form der Stoffmenge aber auch der Masse abgeleitet und berechnet werden. Die Notwendigkeit dieser Messmethode im alltäglichen Kontext ist dabei besonders darzustellen. In der Pharmazie, Lebensmittelindustrie, aber auch Wasseranalytik spielt dieses Messverfahren eine entscheidende Rolle. In diesem Kontext sollen auch die nachfolgenden Aufgaben unter Verwendung der gängigen Operatoren bearbeitet werden und von den Lernenden eine entsprechende Übertragung auf reale Probleme fordern.
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Die Grundpfeiler unserer Ernährung
Jugendliche werden heutzutage in ihrer Lebens- und Erfahrungswelt verstärkt mit dem Thema Ernährung konfrontiert – durch einschlägige Magazine beziehungsweise Berichterstattungen, verbunden mit der Vielzahl an Ernährungstipps, die immer wieder medial proklamiert werden. Doch was steckt überhaupt in unserer Nahrung? Was bedeutet „gesunde Ernährung“? Diese und viele weitere Aspekte werden in dieser Unterrichtseinheit behandelt und Nährstoffe von Ihren Schülerinnen und Schülern in theoretischen und experimentellen Phasen unter die chemische Lupe genommen.
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Strukturermittlung am Medikament Aspirin
Aspirin gilt als das erste gezielt hergestellte Medikament. Bereits die Vorstufe, Salicylsäure, war das erste gezielt extrahierte, industriell hergestellte und abgepackte Heilmittel. Aufgrund der relativ einfachen Struktur eignet sich Acetylsalicylsäure besonders gut, um daran die Methoden der instrumentellen Analytik, die über die klassischen Nachweisreaktionen hinausgehen, zu erarbeiten. Die Methoden Infrarot-Spektroskopie, Massenspektroskopie und 1H-NMR-Spektroskopie werden in dieser Einheit eingeführt und zur Identifizierung der Stoffe in der Aspirinsynthese angewendet.
Gesamtwerk
Medienkompetenz fördern – Desinformation: Chemtrails
Das Internet stellt die zentrale Informationsquelle für Jugendliche dar. Dennoch trauen sich Jugendliche kaum zu, Desinformationen im Internet zu erkennen. Die Förderung von Kompetenzen zur Recherche und Identifikation von glaubwürdigen Informationen stellt eine zentrale Aufgabe der Schule dar – sowohl als Querschnittsthema aller Unterrichtsfächer unter den Stichworten „Demokratiebildung“ und „Medienbildung“ als auch als spezielles Thema des Chemieunterrichts. In der vorgestellten Unterrichtseinheit werden Strategien zur Forschungsleugnung vermittelt. Auf diese Weise sollen Schülerinnen und Schüler befähigt werden, unglaubwürdige Informationen im Internet leichter zu erkennen.
Gesamtwerk
Rund um den Kalk
In diesen Materialien werden grundlegende Unterrichtsthemen wie qualitative und quantitative Analyse, Kinetik, Energetik, chemisches Gleichgewicht und angewandte Chemie unter dem übergeordneten Thema Kalk behandelt. Die Schülerinnen und Schüler werden hier mit der Komplexität chemischer Vorgänge konfrontiert. Sie sollen dabei auch lernen, alltägliche Vorgänge und Produkte aus chemischer Sicht zu beurteilen und zu bewerten.
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