Chemie Kursstufe

Grundlegende energetische Betrachtungen bei chemischen Reaktionen erläutern

offene, geschlossene und isolierte Systeme definieren

Literaturarbeit, Umsetzung von Vorwissen der Fächer Physik/Chemie Klassen 8 -10

Chemische Reaktionen unter stofflichen und energetischen Aspekten erläutern

exotherme und endotherme Reaktionen,

Unterscheidung zwischen Heizwert und Brennwert

Erläuterung an geeigneten Beispielen

Berechnungen zu Heizwerten und Brennwerten an geeigneten Beispielen

Kalorimetrische Messung planen, durchführen und auswerten

Bestimmung der Wärmekapizität eines Kalorimeters,

Bestimmung der Reaktionsenthalpie

Praktikum: Planung, Durchführung und Auswertung einer kalorimetrischen Messung, einfache Fehlerbetrachtung

Satz von der Erhaltung der Energie anwenden

Satz von Hess, innere Energie und Enthalpie, Bildungsenthalpien und Reaktionsenthalpien

Rechenübungen zu Bildungs- und Reaktionsenthalpien (auch Standard- Reaktionsenthalpien)

Entropiebegriff beschreiben

Entropiebegriff als Maß für die Wahrscheinlichkeit eines Zustandes beschreiben, Reaktionsentropien berechnen, Richtung spontaner Vorgänge, Änderung der Entropie bei chemischen Reaktionen abschätzen

Abschätzung einer Größe aus einfachen Überlegungen als wissenschaftliche Methode, vielfältige Rechenübungen

Kenntnisse über den Entropiebegriff aus dem Bildungsplan Physik der Klasse 10 nutzen

Gibbs-Helmholtz-Gleichung anwenden

Bedeutung der Gibbs-Helmholtz-Gleichung und ihre Anwendung, freie Reaktionsenthalpie, Grenzen der energetischen Betrachtungsweise (metastabiler Zustand)

Rechenübungen, Diskussion über „Energieverluste“

Zusammenarbeit mit dem Fach Biologie (metastabiler Zustand bei komplexen organischen Molekülen/Energiegewinnung in der Zelle)

umkehrbare Reaktionen beschreiben

umkehrbare Reaktionen an geeigneten Beispielen beschreiben, z.B. Bildung und Zerlegung von Ammoniumchlorid, gebrannten Kalk löschen/ gelöschten Kalk brennen, Veresterung und Ester - Hydrolyse

Modellversuch zur Einstellung eines chemischen Gleichgewichts, Schülerübungen möglich

Wiederholung der Säure-Base - Reaktionen

Massenwirkungsgesetz anwenden

Massenwirkungsgesetz zur quantitativen Beschreibung von homogenen Gleichgewichtsreaktionen; Hin-und Rückreaktion; dynamisches Gleichgewicht

EC: Massenwirkungsgesetz für Gasreaktionen

Rechenübungen, Bestimmung von K_c, Bestimmung von Konzentrationen im Gleichgewicht

Bestimmung von K_P

Prinzip von Le Chatelier

anwenden

Beeinflussung von Gleichgewichten durch Änderung von Konzentration, Druck und Temperatur, Rolle des Katalysators für Gleichgewichte erläutern

experimentelle und theoretische Untersuchung geeigneter Gleichgewichte

Ammoniaksynthese kommentieren und erläutern

Leistungen von Haber und Bosch präsentieren, Faktoren, die die Gleichgewichtseinstellung beeinflussen, nennen; technische Probleme kommentieren; gesellschaftliche Bedeutung der Synthese erläutern

Internetrecherche, Schülervorträge, auch als GFS denkbar

Säure-Base-Gleichgewichte mithilfe der Theorie von

Brønsted beschreiben

das Arrhenius - und das Brønsted - Konzept erläutern und Unterschiede beschreiben; Gleichgewichtslehre auf Säure-Base-Reaktionen mit Wasser anwenden; das Donator-Akzeptor-Prinzip anwenden

Gleichgewichtslehre auf wässrige Lösungen anwenden

Autoprotolyse des Wassers; Ampholyte; Berechnung von pH-Werten starker und schwacher Säuren bzw. Hydroxid-Lösungen; Säuren und Basen mithilfe der pK_S- bzw. pK_B-Werte klassifizieren

vielfältige Rechenübungen, experimentelle pH-Wertuntersuchungen

Bedeutung von Indikatoren erläutern

Indikatoren als Säuren und Basen; verschiedene Indikatoren und ihre Umschlagbereiche kennen; Bedeutung von Indikatoren z.B. bei quantitativen Neutralisationen kennen

Chromatographie

Säure-Base-Titrationen planen und experimentell durchführen

Säure-Base-Titrationen zur Konzentrations- , Stoffmengen- und Massebestimmung

Praktikum zur quantitativen Neutralisation planen, durchführen und auswerten

Puffersysteme und deren Bedeutung erklären

Bedeutung und Wirkungsweise eines Puffersystems (z.B. Acetat-Puffer, Kohlensäure-Puffer im Blut), Titrationskurven zu Puffersystemen erläutern

grundlegende Kenntnisse über Kohlenhydrate anwenden

Einteilung der Kohlenhydrate, Struktur, Chiralität, asymmetrisches Kohlenstoffatom, Enantiomere, optische Aktivität und funktionelle Gruppen

Wiederholung von Isomeriearten (Struktur-und Stellungsisomerie) aus dem Bildungsplan Chemie Klasse10

Vorkommen, Verwendung, Eigenschaften und Darstellung von Monosacchariden angeben, beschreiben und erläutern

Vorkommen, Eigenschaften und Verwendung von Monosacchariden beschreiben (Fructose, Glucose), Strukturformeln in der Fischer-Projektion und in der Darstellung nach Haworth, Isomerie der Monosaccharide, Reduktion und Oxidation von Monosacchariden (Ringschluss), Nachweis von Fructose und Glucose (Seliwanow - Reaktion, GOD-Test, Tollens - Probe), Fructose als Ketose

EC: Assimilations- und Dissimilationsprozesse in der Natur, Kohlenstoffkreislauf

Molekülbaukasten und Visualisierungsprogramme nutzen (z.B. ChemSketch)

Vorkommen, Verwendung, Eigenschaften und Darstellung von Monosacchariden angeben, beschreiben und erläutern

Vorkommen, Eigenschaften, Bildung und Verwendung von Disacchariden beschreiben (Saccharose, Maltose, Cellobiose) Strukturformeln in der Fischer– Projektion und in der Darstellung nach Haworth, glykosidische Bindung, Isomerie

EC: Technische Herstellung von Saccharose

Molekülbaukasten und Visualisierungsprogramme nutzen (z.B. ChemSketch)

Vorkommen, Verwendung, Eigenschaften von Polysacchariden angeben, beschreiben und erläutern

Amylose und Amylopektin als Bestandteile von Stärke, Eigenschaften und Nachweis der Stärkekomponenten; Vorkommen, Eigenschaften, Nachweis und Verwendung von Cellulose

EC: biologisch wichtige Zucker (Ribose, Lactose), Glycokalyx, Antigene des Blutes

Molekülbaukasten und Visualisierungsprogramme nutzen (z.B. ChemSketch)

Praktikum: Nachweis und Identifizierung von Kohlenhydraten

Grundlegende Kenntnisse über Peptide und Proteine kennen und anwenden

Einteilung von Aminosäuren, Struktur von Aminosäuren, funktionelle Gruppen der Aminosäuren; Säure-Base-Konzept der Aminosäuren, Primärstruktur eines Peptids aus vorgegebenen Aminosäuren darstellen, Kondensation-Bildung von Peptidbindungen; Hydrolyse von Peptiden Struktur von Proteinen (Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur); Eigenschaften der Proteine-Denaturierung; Nachweis von Proteinen (Xanthoproteinreaktion, Biuret- oder Ninhydrin- Reaktion)

Vorkommen und Bedeutung der DNA, Aufbau der DNA (Phosphorsäureester, Desoxyribose, Basenpaarung durch Wasserstoffbrücken)

EC: Biotechnologische Prozesse z.B. Insulinherstellung, Käseproduktion

Molekülbaukasten, Modelle, Visualisierungsprogramme

Praktikum: Nachweis von Aminosäuren

Modelle der DNA nutzen

Internetrecherche, Referate

Kenntnisse über Carbonsäuren aus dem Bildungsplan Chemie Klasse 10 nutzen

Kenntnisse über Ester und Wasserstoffbrücken aus dem Bildungsplan Chemie Klasse 10 nutzen

Kenntnisse über den Stoff Benzol erläutern und anwenden

Eigenschaften, Vorkommen und Verwendung von Benzol; mögliche Gesundheitsproblematik des Benzols; MAK (Maximale Arbeitsplatzkonzentration) und TRK (Technische Richtkonzentration) an geeigneten Beispielen erläutern; Molekülstruktur des Benzols: delokalisiertes - Elektronensystem, Mesomerie, Grenzen von Bindungsmodellen angeben; Eigenschaften aus besonderer Molekülstruktur erklären; Klassifizierung von Aromaten: Hückel-Regel

Visualisierungsprogramme nutzen

Kenntnisse über cyclische Kohlenwasserstoffe aus dem Bildungsplan Chemie Klasse 10 nutzen

weitere Aromaten kennen

Bedeutung, Eigenschaften Verwendung und Struktur weiterer Aromaten (Phenol, Toluol, Anilin, Benzaldehyd, Benzoesäure, Styrol, Phenylalanin); chemische Reaktionen der Aromaten: Salzbildung, Veresterung (z.B. mit Salicylsäure)

EC: elektrophile Substitution am Benzolring, Zweitsubstitution an Aromaten

Internetrecherche, Referate, auch als GFS denkbar

als GFS denkbar

Zusammenhang zwischen Eigenschaften und Molekülstruktur erläutern

Bedeutung von Kunststoffen in Alltag und Technik (ev. geschichtlicher Rückblick auf die Entwicklung der Kunststoffe);

Untersuchung von Kunststoffen-Einteilung der Kunststoffe nach ihren Eigenschaften (Verhalten beim Erwärmen) in Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere

Praktikum: Untersuchen von Kunststoffen (z.B. Haushaltsverpackungen)

Kunststoffsynthesen erläutern

Erläuterung der Begriffe Monomer und Polymer; Prinzip der Polymerisation: Teilschritte einer radikalischen Polymerisationsreaktion mit Strukturformeln und Reaktionsgleichungen erläutern können (Startreaktion, Kettenwachstum, Abbruchreaktion), Polykondensation und Polyaddition an geeigneten Beispielen erläutern und auf geeigneten Beispiele anwenden (Polyethen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyester, Polyurethan)

Erläuterung an geeigneten Beispielen, Reaktionsgleichungen mit Strukturformeln erarbeiten

Praktikum: Herstellung von Polymerisaten, Polykondensaten und Untersuchung auf deren Eigenschaften

Verarbeitung von Kunststoffen darstellen

Geeignete Verfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen in Abhängigkeit ihrer Eigenschaften erläutern (z.B. Extrudieren, Spritzgießen, Spinnverfahren)

Referate möglich

Lösungsstrategien zur Verwertung von Kunststoffabfällen darstellen

Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling, energetische Verwertung und der damit verbundenen Umweltproblematik;

Aspekte der Nachhaltigkeit beim Einsatz von Kunststoffen zusammenstellen (PET- Flaschen, Kraftfahrzeugteile)

Donator-Akzeptor-Prinzip anwenden

Donator-Akzeptor-Prinzip auf Reaktionen mit Elektronenübergang anwenden; Erläuterung der Begriffe Oxidation, Reduktion, Vorgänge an den Elektroden mithilfe von Teilgleichungen beschreiben, Angabe von Redoxpaaren

vielfältiges Aufstellen von Reaktionsgleichungen

Nutzung der Kenntnisse über Redoxreaktionen aus dem Bildungsplan Chemie der Klasse 8

Oxidationszahlen anwenden

mithilfe von Oxidationszahlen Redoxreaktionen identifizieren

Standard-Wasserstoff-Halbzelle erläutern

Aufbau und Funktion der Standard-Wasserstoff- Halbzelle erläutern; Tabelle der Standardpotentiale zur Vorhersage von elektrochemischen Reaktionen anwenden

Galvanische Zellen beschreiben

Aufbau einer galvanischen Zelle beschreiben; wesentliche Prozesse bei galvanischen Zellen nennen und beschreiben; Zusammenhang zwischen Ionen-Konzentration und messbarer Potenzialdifferenz in galvanischen Zellen erläutern; die Elektrolyse als erzwungene Redoxreaktion erläutern und beschreiben; Akkumulatoren als Anwendungsbeispiele für galvanische Zellen kennen, Möglichkeiten zur elektrochemischen Speicherung von Energie beschreiben

Referate möglich

Praktikum: elektrochemische Experimente durchführen und auswerten

Wirtschaftliche Bedeutung von elektrochemischer Speicherung von Energie beschreiben

herkömmliche Stromquellen mit aktuellen und zukunftsweisenden Entwicklungen vergleichen (Brennstoffzelle)

Referate möglich; auch als GFS denkbar

grundlegende Kenntnisse über Kohlenhydrate anwenden

Einteilung der Kohlenhydrate, Struktur, funktionelle Gruppen

Wiederholung von Isomeriearten, Bildungsplan Chemie Kl.10

Vorkommen, Verwendung, Eigenschaften und Darstellung von Monosacchariden angeben, beschreiben und erläutern

Vorkommen, Eigenschaften und Verwendung von Monosacchariden beschreiben(Fructose,Glucose), Strukturformeln in der Fischer– Projektion und in der Darstellung nach Haworth, Nachweis von Fructose und Glucose (Seliwanow - Reaktion, GOD – Test,Tollens - Probe),

EC: Assimilations- und Dissimilationsprozesse in der Natur, Kohlenstoffkreislauf

Molekülbaukasten und Visualisierungsprogramme nutzen (z.B. ChemSketch)

Vorkommen, Verwendung, Eigenschaften und Darstellung von Disacchariden angeben, beschreiben und erläutern

Vorkommen, Eigenschaften, Bildung und Verwendung von Disacchariden beschreiben(Saccharose, Maltose)

Strukturformeln in verschiedenen Projektionen

EC: Technische Herstellung von Saccharose

Molekülbaukasten und Visualisierungsprogramme nutzen (z.B. ChemSketch)

Vorkommen, Verwendung, Eigenschaften von Polysacchariden angeben, beschreiben und erläutern

Amylose und Amylopektin als Bestandteile von Stärke, Eigenschaften und Nachweis der Stärkekomponenten; Vorkommen, Eigenschaften, Nachweis und Verwendung von Cellulose; Bau von Stärke und Cellulose; glycosidische Verknüpfung

EC: biologisch wichtige Zucker (Ribose, Lactose)

Molekülbaukasten und Visualisierungsprogramme nutzen (z.B. ChemSketch)

Praktikum: Nachweis und Identifizierung von Kohlenhydraten

Grundlegende Kenntnisse über Peptide und Proteine kennen und anwenden

Grundlegende Kenntnisse über Nukleinsäuren kennen

Proteine und Aminosäuren an ihrer Struktur erkennen, Nachweis von Proteinen; besondere Strukturmerkmale und Eigenschaften

Vorkommen und Bedeutung der DNA, Aufbau der DNA(Phosphorsäureester, Desoxyribose, Basenpaarung durch Wasserstoffbrücken)

EC: Biotechnologische Prozesse z.B. Insulinherstellung, Käseproduktion

Molekülbaukasten, Modelle, Visualisierungsprogramme

Praktikum: Nachweis von Aminosäuren oder Proteinen

Modelle der DNA nutzen

Internetrecherche, Referate

Kenntnisse über Carbonsäuren aus dem Bildungsplan Chemie Klasse 10 nutzen

Kenntnisse über Ester und Wasserstoffbrücken aus dem Bildungsplan Chemie Klasse 10 nutzen

Zusammenhang zwischen Eigenschaften und Molekülstruktur erläutern

Bedeutung von Kunststoffen in Alltag und Technik (ev. geschichtlicher Rückblick auf die Entwicklung der Kunststoffe);

Untersuchung von Kunststoffen - Einteilung der Kunststoffe nach ihren Eigenschaften (Verhalten beim Erwärmen) in Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere

Praktikum: Untersuchen von Kunststoffen (z.B. Haushaltsverpackungen)

Kunststoffsynthesen erläutern

Erläuterung der Begriffe Monomer und Polymer; Prinzip der Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition an geeigneten Beispielen erläutern und auf geeigneten Beispiele anwenden (Polyethen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyester, Polyurethan)

Erläuterung an geeigneten Beispielen, Reaktionsgleichungen mit Strukturformeln erarbeiten

Praktikum: Herstellung von Polymerisaten, Polykondensaten und Untersuchung auf deren Eigenschaften

Verarbeitung von Kunststoffen darstellen

Geeignete Verfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen in Abhängigkeit ihrer Eigenschaften erläutern (z.B. Extrudieren, Spritzgießen, Spinnverfahren)

Referate möglich

Lösungsstrategien zur Verwertung von Kunststoffabfällen darstellen

Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling, energetische Verwertung und der damit verbundenen Umweltproblematik;

Aspekte der Nachhaltigkeit beim Einsatz von Kunststoffen zusammenstellen (PET- Flaschen, Kraftfahrzeugteile)

Einstellung des chemischen Gleichgewichts erklären

umkehrbare Reaktionen an geeigneten Beispielen beschreiben, z.B. Bildung und Zerlegung von Ammoniumchlorid, gebrannten Kalk löschen/ gelöschten Kalk brennen; Veresterung und Ester – Hydrolyse

Modellversuch zur Einstellung eines chemischen Gleichgewichts, Schülerübungen möglich

Wiederholung der Säure – Base - Reaktionen

Massenwirkungsgesetz anwenden

Massenwirkungsgesetz zur quantitativen Beschreibung von homogenen Gleichgewichtsreaktionen; Hin – und Rückreaktion; dynamisches Gleichgewicht

Rechenübungen, Bestimmung von K_c, Bestimmung von Konzentrationen im Gleichgewicht

Prinzip von Le Chatelier

anwenden

Beeinflussung von Gleichgewichten durch Änderung von Konzentration, Druck und Temperatur, Rolle des Katalysators für Gleichgewichte erläutern

experimentelle und theoretische Untersuchung geeigneter Gleichgewichte

Ammoniaksynthese kommentieren und erläutern

Leistungen von Haberund Bosch präsentieren, Faktoren, die die Gleichgewichtseinstellung beeinflussen, nennen; technische Probleme kommentieren; gesellschaftliche Bedeutung der Synthese erläutern

EC: weitere gesellschaftlich wichtige Synthesen

Internetrecherche, Schülervorträge, auch als GFS denkbar

Säure – Base – Gleichgewichte mithilfe der Theorie von

Brønstedbeschreiben

das Brønsted - Konzept erläutern;

Gleichgewichtslehre auf Säure – Base – Reaktionen mit Wasser anwenden; das Donator – Akzeptor – Prinzip anwenden

Praktikum: Säure – Base - Reaktionen

Gleichgewichtslehre auf wässrige Lösungen anwenden

Autoprotolyse des Wassers; Ampholyte;

EC: pK_S- und pK_B – Werte; Berechnung von pH – Werten

Reaktionsgleichungen für Redoxreaktionen formulieren und Oxidationszahlen anwenden

Erläuterung der Begriffe Oxidation, Reduktion; Angabe von Redoxpaaren;

mithilfe von Oxidationszahlen Redoxreaktionen identifizieren;

Vorgänge an den Elektroden mithilfe von Teilgleichungen beschreiben,

vielfältiges Aufstellen von Reaktionsgleichungen

Nutzung der Kenntnisse über Redoxreaktionen aus dem Bildungsplan Chemie der Klasse 8

Redoxreaktionen beschreiben

Aufbau einer galvanischen Zelle beschreiben; wesentliche Prozesse bei galvanischen Zellen nennen und beschreiben;

die Elektrolyse als erzwungene Redoxreaktion erläutern und beschreiben; Akkumulatoren und Brennstoffzelle als Anwendungsbeispiele für galvanische Zellen kennen, Möglichkeiten zur elektrochemischen Speicherung von Energie beschreiben

Referate möglich

Praktikum: elektrochemische Experimente durchführen und auswerten

Bedeutung der Brennstoffzelle für zukünftige Energiebereitstellung erklären

herkömmliche Stromquellen mit aktuellen und zukunftsweisenden Entwicklungen vergleichen(Brennstoffzelle)

Referate möglich; auch als GFS denkbar