Einführung in die Chemie

Bedeutung der Chemie Lehre von den Stoffen und Stoffveränderungen Umgang mit dem Gasbrenner und Einrichtungen der Gasversorgung Umgang mit Chemikalien, insbesondere Gefahrstoffen – Regeln für Schülerübungen Gefahrensymbole, allgemeine Betriebsanweisungen, Entsorgung

Stoffe und Stoffeigenschaften

Stoffeigenschaften, u.a.: Aggregatzustände, Farbe, Glanz, Transparenz, Geruch, elektrische Leitfähigkeit Schmelz- und Siedetemperaturen Löslichkeit Brennbarkeit Teilchenmodell, Aggregatzustände und Übergänge Lösungsvorgang mit dem Teilchenmodell Eigenschaften der Metalle (Glanz, elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit)

Stoffgemische und Reinstoffe

Arten von Stoffgemischen: Rauch, Nebel, Legierung und Gestein, Lösung, Emulsion, Suspension Trennung von Stoffgemischen: Sedimentieren und Dekantieren, Sieben, Filtration, Destillation, Eindampfen, Chromatographie Reinstoffe als Stoffe, die aus nur einer Teilchensorte aufgebaut sind.

Chemische Reaktion

Chemische Reaktion: Bei chemischen Reaktionen entstehen neue Stoffe mit anderen Stoffeigenschaften Erarbeitung der Begriffe Element – Verbindung (Reinstoff), Atom – Molekül Aufstellen von Wortgleichungen

Luft und Verbrennung

Zusammensetzung der Luft Eigenschaften der Luftbestandteile in Bezug auf Brennbarkeit und Unterhaltung einer Verbrennung Verbrennung als Oxidation (Chemische Reaktion mit Sauerstoff) Bildung von Metalloxiden (Oxide als Verbindung eines Elementes mit Sauerstoff) Nichtmetalloxide (Bildung von CO, CO2, SO2, saurer Regen, Luftreinhaltung) Chemische Reaktionen erzeugen Wärme (Energieversorgung) Feuer/Gefahren/Brandbekämpfung

Wasser und Wasserstoff

Elektrolyse von Wasser, Wasser als Oxid des Wasserstoffs (H2O) Eigenschaften von Wasserstoff, Synthese von Wasser Wasserstoff als möglicher Energieträger Erarbeitung der Begriffe Analyse und Synthese Eigenschaften von Wasser: • Schmelz- und Siedetemperaturen • Aggregatzustände und deren Vorkommen in der Natur • Ausdehnung beim Erstarren • Lösungsmittel für viele Stoffe Bedeutung des Wassers für Lebewesen und Klima, Wasserkreislauf

Vom Eisenerz zum Stahl

Eisenerze als Sauerstoffverbindungen des Eisens Reduktion von Eisenerz bzw. -oxid mit Kohlenstoff Roheisengewinnung im Hochofen Stahlherstellung Recycling von Eisenschrott Rost und Rostschutz Gemeinsame Merkmale von Metallen

Atom- und Elementbegriff

Elementbegriff, Symbole, Größen und Massen, wichtige Elemente, Metalle und Nichtmetalle Periodensystem als Verzeichnis der Elemente Kern-Hülle-Modell (Rutherford) Radioaktivität: Herkunft der Strahlung, Strahlungsarten, Wirkung

Aus Atomen werden Ionen

Entstehung von Ionen beim Elektronenübergang von Metallen zu Nichtmetallen (Halogenide) Leitfähigkeit von Salzlösungen, Elektrolyse als Entladung von Ionen am Beispiel geeigneter wässriger Halogenidlösungen (z.B. Kupferchlorid, Zinkbromid) Anwendung der Schmelzflusselektrolyse bei der technischen Aluminiumherstellung aus Bauxit

Laugen und Säuren

Eigenschaften von und Umgang mit Laugen (Natronlauge, Ammoniakwasser, Calciumhydroxidlösung) Indikatoren und pH-Wert Stoffgruppe der Säuren: Gemeinsame Eigenschaften, sachgerechter Umgang Wichtige Mineralsäuren, Reaktion mit unedlen Metallen Säuren als Verbindungen aus Säurewasserstoff und Säurerest Entstehung des sauren Regens Neutralisation: Säure- und Laugeeigenschaften heben sich gegenseitig auf

Salze

Leichtlösliche Salze: Kochsalz (Vorkommen, Gewinnung, Verwendung) Schwerlösliche Salze: Kalk in Natur und Technik (Karsterscheinung, Wasserhärte, Kalk als Baustoff) Silicate: Mineralien und Gesteine, Boden, Glas, Porzellan, Keramik, Zement

Entstehung von Biomasse

Kohlenstoff als Grundbestandteil pflanzlicher und tierischer Substanz Aufbau pflanzlicher Substanz durch Fotosynthese Bedeutung der Düngesalze für das Pflanzenwachstum (Gesetz vom Minimum) Zucker, Stärke, Cellulose als Beispiele für Molekülverbindungen

Abbau organischer Substanz

Atmung als Umkehrung der Fotosynthese Bildung fossiler Brennstoffe Suche und Förderung von Erdöl und Erdgas Fraktionierte Destillation Alkane: Abhängigkeit der Eigenschaften vom Molekülbau

Verwendung der Erdölfraktionen

Kraftstoffe (Benzin, Kerosin, Diesel, Heizöl) Verbrennungsmotor, Luftverschmutzung, Abgaskatalysator Treibhauseffekt durch Kohlenstoffdioxid Kunststoffe – Werkstoffe nach Maß: Aufbau aus Makromolekülen, Verwendung, Recycling, Entsorgung

Weitere Naturstoffe

Kohlenhydrate Vom Zucker zum Ethanol Physiologische Auswirkung von Ethanol Oxidation von Ethanol zu Essigsäure Eiweiße: Bausteine des Lebens Fette, Öle, Fettsäuren

Einführung/Wiederholung von Grundlagen

Umgang mit Chemikalien, insbesondere Gefahrstoffen – Regeln für Schülerübungen Gefahrensymbole, allgemeine Betriebsanweisungen, Entsorgung Teilchenmodell, Aggregatzustände und Übergänge Chemische Reaktion (Synthese, Analyse, Atom, Molekül, Element, Verbindung) Kern-Hülle-Modell (Rutherford) Vom Atom zum Ion Vom Ion zum Atom: Elektrolyse

Boden, Dünger und Pflanzenwachstum

Zusammensetzung von Erdboden (Wassergehalt, organische Substanz und mineralische Bestandteile, insbesondere Silicate und Carbonate) Freisetzung von Ionen durch Verwitterung des Gesteins Fotosynthese Förderung des Pflanzenwachstums durch Düngung Gesetz des Minimums (Organischer Dünger, Mineraldünger) Herstellung von Mineraldünger Gewässerbelastung / Kläranlage

Ernährung

Kohlenhydrate; Einfach- und Mehrfachzucker Löslichkeit in Wasser Nachweisreaktionen Eiweiße (Aufbau aus Aminosäuren) Nachweisreaktionen Fette und Öle (gesättigte, ungesättigte und mehrfach ungesättigte Fettsäuren) Gewinnung von tierischen und pflanzlichen Fetten, Unterschied zu Mineralöl Löslichkeit, Emulsionen

Waschen, Reinigen, Körperpflege

Aufbau und Wirkungsweise von Tensiden („wasserfreundlich – wasserfeindlich“) Waschvorgang im Modell, Oberflächenspannung des Wassers Emulsionen und Emulgatoren Aufbau und Zusammensetzung einer Creme

Werkstoffe im Vergleich

Wichtige Gebrauchsmetalle Eisen, Kupfer, Aluminium – Gewinnung, Verwendung, Veredlung; Korrosion und Korrosionsschutz Naturstoffe Holz und Baumwolle als Makromoleküle pflanzlicher Herkunft (Mehrfachzucker) Wolle und Seide als Makromoleküle tierischen Ursprungs (Faserproteine) Kunststoffe Thermoplaste, Duroplaste, Elastomere Unterschiedlicher Aufbau führt zu unterschiedlichen Eigenschaften Kunststoffverarbeitung Vergleich: Biologischer Abbau von Natur- und Kunststoffen Recycling von Werkstoffen

Abschlussprofil Jahrgangsstufe 9 — Fähigkeiten und Fertigkeiten

Einfache Experimente sachgerecht nach Anweisung durchführen Sicherheitsvorschriften beim Umgang mit Chemikalien und Geräten beachten Versuchsabläufe beobachten und beschreiben Ein Versuchsprotokoll anfertigen Einfache Problemstellungen erfassen und nach Lösungswegen suchen Stoffliche Vorgänge im Rahmen einfacher Modellvorstellungen beschreiben Informationen aus geeigneten Quellen beschaffen können

Abschlussprofil Jahrgangsstufe 9 — Kenntnisse

Gefahrensymbole kennen und sachgerecht handeln Einrichtungen der Gasversorgung sicherheitsbewusst bedienen Chemie als die Lehre von Stoffen und Stoffveränderungen beschreiben Wichtige Stoffeigenschaften nennen und Stoffe anhand dieser Eigenschaften beschreiben können Metalle von Nichtmetallen unterscheiden können Unterschied zwischen Reinstoffen und Stoffgemischen erklären Trennverfahren für Stoffgemische beschreiben Bei chemischen Reaktionen entstehen neue Stoffe mit neuen Eigenschaften Chemische Elemente als nicht weiter zerlegbare Stoffe aus einer Atomart beschreiben Unterschied zwischen chemischen Elementen und chemischen Verbindungen kennen Unterschied zwischen Atomen und Molekülen kennen Die vier Hauptbestandteile der Luft kennen Verbrennungsvorgänge als chemische Reaktionen mit Sauerstoff deuten können Sauerstoffentzug als eine Maßnahme der Brandbekämpfung nennen Wasser als Oxid des Wasserstoffs kennen Analyse und Synthese als grundlegende chemische Verfahren kennen Eigenschaften und Bedeutung des Wassers kennen Eisenerz und Kohle als Rohstoffe zur Roheisenherstellung kennen Stähle als Legierungen des Eisens kennen Recycling am Beispiel von Eisenschrott erklären Rostschutzmaßnahmen kennen Den prinzipiellen Aufbau aller Atome aus positivem Kern und negativer Hülle kennen Chemische Reaktionen als Vorgänge der Elektronenhülle kennen Symbole als Abkürzungen für die Namen chemischer Elemente kennen Um die Gefährlichkeit radioaktiver Strahlung wissen und räumliche Distanz als beste Schutzmöglichkeit kennen

Abschlussprofil Jahrgangsstufe 10 — Fähigkeiten und Fertigkeiten

Einfache Experimente sachgerecht nach Anweisung durchführen Sicherheitsvorschriften beim Umgang mit Chemikalien und Geräten beachten Versuchsabläufe beobachten und beschreiben Ein Versuchsprotokoll anfertigen Einfache Problemstellungen erfassen und nach Lösungswegen suchen Stoffliche Vorgänge im Rahmen einfacher Modellvorstellungen beschreiben Informationen aus geeigneten Quellen beschaffen können

Abschlussprofil Jahrgangsstufe 10 — Kenntnisse

Gefahrensymbole kennen und sachgerecht handeln Aggregatzustände mit Hilfe des Teilchenmodells erklären können Chemische Elemente als nicht weiter zerlegbare Stoffe aus einer Atomart beschreiben können Unterschied zwischen chemischen Elementen und chemischen Verbindungen kennen Unterschied zwischen Atomen und Molekülen kennen Analyse und Synthese als grundlegende chemische Verfahren kennen Den prinzipiellen Aufbau aller Atome aus positivem Kern und negativer Hülle kennen Chemische Reaktionen als Vorgänge der Elektronenhülle kennen Ionen als positiv und negativ geladene Teilchen kennen Aus Ionen aufgebaute Stoffe lassen sich mit Hilfe des elektrischen Stromes zerlegen, die wässrigen Lösungen leiten den Strom Kalk und Silicate als Hauptbestandteil der Erdkruste nennen können In Worten die Fotosynthese beschreiben können Pflanzen nehmen Nährsalze aus dem Boden auf Durch Verwitterung von Gestein werden Nährsalze freigesetzt Durch Mineraldüngung lässt sich der Nährsalzvorrat des Bodens ergänzen Unterschied zwischen Einfach- und Mehrfachzuckern benennen können Traubenzucker, Rübenzucker, Stärke und Cellulose als Beispiele für Einfach- und Mehrfachzucker nennen können Eiweiße sind aus Aminosäuren aufgebaute Makromoleküle Den Aufbau der Fette aus Glycerin und drei Fettsäuren beschreiben können Ein Tensid besteht aus einem wasserfreundlichen und einem wasserfeindlichen Molekülabschnitt Den Waschvorgang mit der Wirkungsweise von Tensiden erklären können Die Wirkungsweise eines Emulgators beschreiben können Eisenerz und Kohle als Rohstoffe zur Roheisenherstellung kennen Stähle als Legierungen des Eisens kennen Recycling am Beispiel von Eisenschrott erklären können Rostschutzmaßnahmen kennen