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Laborübungen in Chemie

Vorbemerkungen

 

Bildungsplanübersicht

Schuljahr Bildungsplaneinheiten Zeitricht-wert Gesamt-stunden
Klasse 9 Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) 10
1 Arbeiten im Labor
7
2 Stoffe und ihre Eigenschaften
10
3 Chemische Reaktionen
6
4 Salze und Ionenbindung
2 35
Zeit für Leistungsfeststellung 5
40
Klasse 10 Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP) 10
5 Nachweis von Molekülen und Ionen
5
6 Chemisches Rechnen
6
7 Säuren und Basen
6
8 Organische Chemie
8 35
Zeit für Leistungsfeststellung 5
40

Klasse 9

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

10

Vertiefung

Individualisiertes Lernen

Projektunterricht

z. B.
Übungen
Anwendungen
Wiederholungen
z. B.
Selbstorganisiertes Lernen
Lernvereinbarungen
Binnendifferenzierung
z. B.
Bestimmung des Fett- und Zuckergehaltes von Schokolade
Soxhlet-Extraktion: Fettgehalt von Chips
Kalorimetrie

BPE 1

Arbeiten im Labor

7

Die Schülerinnen und Schüler verinnerlichen die auf den Arbeitsschutzrichtlinien basierenden vorgeschriebenen Verhaltensregeln in naturwissenschaftlichen Fachräumen und wenden alle Schutzmaßnahmen sicher an.
Dadurch erlangen sie Sicherheit für das Arbeiten im laborpraktischen Unterricht sowie für den Umgang mit Gefahrstoffen, Laborgeräten und Versuchsaufbauten.
Die Dokumentation und Auswertung von selbst durchgeführten Versuchen verfestigt dabei die naturwissenschaftliche Arbeitsweise.

BPE 1.1

Die Schülerinnen und Schüler wenden allgemeine Regeln für die Arbeit im chemischen Labor und Sicherheitsregeln begründet an. Sie übertragen ihr Wissen auf potentiell mögliche Notfallsituationen.

Persönliche Schutzausrüstung

Sicherheitsausstattung
Löschdecke, Feuerlöscher, Absorptionsgranulat, Fluchtwege, Notaus-Knopf, Augen- und Notdusche
Notruf
Erste-Hilfe-Maßnahmen

Maßnahmen zum Brandschutz
Modellexperiment zur Brandbekämpfung

BPE 1.2

Die Schülerinnen und Schüler übertragen die Bedeutung von Gefahrstoffpiktogrammen und Gefährdungshinweisen auf die korrekte Handhabung von Stoffen und die zugehörigen Versuchsaufbauten. Sie erläutern Regeln zur Vermeidung von Chemikalienabfällen und zur sachgerechten Entsorgung von Chemikalien und wenden diese an.

Gefahrstoffpiktogramme

Vorgaben zum Umgang mit Gefahrstoffen
Abzug
Vermeidung von Chemikalienabfällen

Chemikalienentsorgung

BPE 1.3

Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente durch und dokumentieren Versuchsdurchführungen und Ergebnisse.

Umgang mit Laborgeräten in der Durchführung und der Nachbereitung von einfachen Experimenten
Erhitzen von Stoffen (z. B. Wasser, Kerzenwachs, Glas)
Reinigung von Glasgeräten
Mess- und Vollpipette, Messzylinder
Gefährdungsbeurteilung, Tabellen, Diagramme
Bunsenbrenner
Waagen
Volumenmessgeräte

Protokollführung
vgl. Textverarbeitung

BPE 2

Stoffe und ihre Eigenschaften

10

Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene naturwissenschaftlich-technische Methoden kennen und erlangen Übung im Umgang mit Geräten und Chemikalien.

BPE 2.1

Die Schülerinnen und Schüler bestimmen experimentell Stoffeigenschaften und dokumentieren Versuchsdurchführungen und Ergebnisse.

Stoffeigenschaften:

Dichte regelmäßiger und unregelmäßiger Körper

Löslichkeit und Sättigungsgrad von Lösungen
Löslichkeit-Temperatur-Diagramm: NaCl, KNO3
Schmelztemperatur
Ermittlung von Schmelztemperatur durch Temperatur-Zeit-Diagramm (z. B. Stearinsäure)
Elektrische Leitfähigkeit
vgl. Physik

BPE 2.2

Die Schülerinnen und Schüler führen Experimente durch, bei denen verschiedene Trennverfahren zum Einsatz kommen und dokumentieren Durchführungen und Ergebnisse.

Dekantieren, Sedimentieren, Filtrieren, Zentrifugieren
Trennung eines heterogenen Fest-Flüssig-Gemischs
Extrahieren
z. B. Orangenöl aus Orangenschalen, Kokosfett aus Kokosraspeln
Destillieren
Rotwein
Chromatografieren
Blattfarbstoffe

BPE 3

Chemische Reaktionen

6

Die Schülerinnen und Schüler erleben anhand von einfachen Versuchen typische Phänomene stofflicher und energetischer Veränderungen. Die Dokumentation und Auswertung der Experimente liefert dabei die Grundlage zum Verständnis dieser Phänomene.

BPE 3.1

Die Schülerinnen und Schüler führen Versuche mit typischen Reaktionen von unedlen Metallen durch.

Metalle mit Sauerstoff und Schwefel
Herstellung und Abbrennen einer Wunderkerze

BPE 3.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben energetische Veränderungen anhand geeigneter Reaktionen. Sie dokumentieren die Ergebnisse ihrer Versuche und werten sie aus.

Exotherme Reaktion
Taschenwärmer
Endotherme Reaktion
Getränke schnell kühlen
Kälte-Sofort-Kompresse
Katalysierte Reaktion
Wasserstoffperoxidzerfall
Hydrolyse von Stärke (Amylase)

BPE 4

Salze und Ionenbindung

2

Die Schülerinnen und Schüler lernen Kristallisationsprozesse hin zur Bildung eines großen Kristalls kennen und steuern. Sie erleben, dass sorgfältiges Einhalten der Durchführungsbedingungen für den Erfolg eines Experiments entscheidend ist.

BPE 4.1

Die Schülerinnen und Schüler führen ein Experiment zur Kristallzüchtung durch und vergleichen die entstandenen Formen mit weiteren Salzen.

Züchten von Kristallen
Kupfersulfat, Alaun
Vergleich von Kristallformen
Adamantan, Natriumchlorid, Urotropin, Flussspat

Klasse 10

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

10

Vertiefung

Individualisiertes Lernen

Projektunterricht

z. B.
Übungen
Anwendungen
Wiederholungen
z. B.
Selbstorganisiertes Lernen
Lernvereinbarungen
Binnendifferenzierung
z. B.
Gewässeruntersuchung
Bestimmung des Zucker- und Säuregehaltes von Cola
Kerzenherstellung
Seifensiedung

BPE 5

Nachweis von Molekülen und Ionen

5

Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen der qualitativen chemischen Analyse als Basis für die Arbeitsweisen in verschiedenen technisch-naturwissenschaftlichen Berufsfeldern kennen.

BPE 5.1

Die Schülerinnen und Schüler führen typische und einfache Versuche zum Nachweis von Stoffen durch.

Flammenfärbung
Alkali- und Erdalkalimetalle
Glimmspan- und Knallgasprobe
Sauerstoff und Wasserstoff
Tüpfeltest
Ionen: Chlorid, Calcium, Eisen
Fällungs- und Farbreaktionen

BPE 6

Chemisches Rechnen

6

Die Schülerinnen und Schüler lernen die Grundlagen des quantitativen chemischen Arbeitens anhand von einfachen Versuchen kennen.

BPE 6.1

Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente zur Herstellung von Lösungen bestimmter Gehaltsgrößen durch, wobei ein besonderes Augenmerk auf Berechnung und Überprüfung der entstandenen Lösung gelegt wird.

Lösungen bestimmter Gehaltsgrößen
Massenkonzentration, Massenanteil, Volumenkonzentration
Konzentrationsprüfung
z. B. Farborgel, Teststreifen

BPE 7

Säuren und Basen

6

Die Schülerinnen und Schüler erleben, dass typische Eigenschaften von Säuren und Basen des Alltags messbar sind und durch chemische Methoden sichtbar gemacht werden können.

BPE 7.1

Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente durch, die die typischen Eigenschaften von sauren und alkalischen Lösungen zeigen.

Eigenschaften von sauren und alkalischen Lösungen

Ätzend
Saurer Geschmack
Reaktion mit unedlen Metallen
Reaktion mit Carbonaten

BPE 7.2

Die Schülerinnen und Schüler ermitteln den pH-Wert verschiedener Lösungen und Alltagschemikalien anhand geeigneter Methoden.

pH-Indikatoren
z. B. Rotkohlsaft, Universalindikator, Phenolphthalein
pH-Meter

pH-Veränderung
Verdünnungsreihe einer Säure und einer Base mit Universalindikator

BPE 8

Organische Chemie

8

Die Schülerinnen und Schüler erleben anhand von geeigneten Experimenten, dass die Eigenschaften organischer Stoffe vor allem von den funktionellen Gruppen und der Kettenlänge der ausgewählten unverzweigten organischen Moleküle abhängen.

BPE 8.1

Die Schülerinnen und Schüler bestimmen experimentell die typischen Eigenschaften von Alkanen.

Alkane

Löslichkeit

Ausgewählte weitere Eigenschaften
Brennbarkeit: Nachweis von CO2, H2O
Viskosität

BPE 8.2

Anhand von einfachen Experimenten bestimmen die Schülerinnen und Schüler die typischen Eigenschaften von Alkanolen. Sie führen mit der alkoholischen Gärung ein grundlegendes Verfahren der biotechnologischen Produktion durch.

Alkanole
evtl. weitere Eigenschaften
Löslichkeit

Alkoholische Gärung mit Fruchtsaft und Destillation
Alkoholgehalt des Destillats mithilfe Dichte, Brennbarkeit

BPE 8.3

Anhand von einfachen Experimenten bestimmen die Schülerinnen und Schüler die typischen Eigenschaften von Alkansäuren.

Alkansäuren
evtl. weitere Eigenschaften
Löslichkeit
elektrische Leitfähigkeit
Reaktionen von Alkansäuren
Säurenachweis
Reaktion mit Metallen und Carbonaten
Reaktionen mit Alkoholen

Operatorenliste

In den Zielformulierungen der Bildungsplaneinheiten werden Operatoren (= handlungsleitende Verben) verwendet. Diese Zielformulierungen (Standards) legen fest, welche Anforderungen die Schülerinnen und Schüler in der Regel erfüllen. Zusammen mit der Zuordnung zu einem der drei Anforderungsbereiche (AFB) dienen Operatoren einer Präzisierung. Dies sichert das Erreichen des vorgesehenen Niveaus und die angemessene Interpretation der Standards.

Anforderungsbereiche
Anforderungsbereich I umfasst die Wiedergabe von Sachverhalten aus einem abgegrenzten Gebiet im gelernten Zusammenhang sowie die Beschreibung und Verwendung gelernter und geübter Arbeitstechniken und Verfahrensweisen in einem begrenzten Gebiet und in einem wiederholenden Zusammenhang.
Anforderungsbereich II umfasst selbstständiges Auswählen, Anordnen und Darstellen bekannter Sachverhalte untervorgegebenen Gesichtspunkten in einem durch Übung bekannten Zusammenhang sowie selbstständiges Übertragen des Gelernten auf vergleichbare neue Situationen, wobei es entweder um veränderte Fragestellungen oder um veränderte Sachzusammenhänge oder um abgewandelte Verfahrensweisen geht.
Anforderungsbereich III umfasst planmäßiges und kreatives Bearbeiten komplexerer Problemstellungen mit dem Ziel, selbstständig zu Lösungen, Deutungen, Wertungen und Folgerungen zu gelangen sowie bewusstes und selbstständiges Auswählen und Anpassen geeigneter gelernter Methoden und Verfahren in neuartigen Situationen.
Operator Erläuterung Zuordnung
AFB
analysieren, untersuchen
unter einer gegebenen Fragestellung wichtige Bestandteile oder Eigenschaften herausarbeiten, Untersuchen beinhaltet unter Umständen zusätzlich praktische Anteile
II
anwenden, übertragen
einen bekannten Sachverhalt oder eine bekannte Methode auf etwas Neues beziehen.
II, III
auswerten
Daten, Einzelergebnisse oder sonstige Sachverhalte in einen Zusammenhang stellen oder gegebenenfalls zu einer abschließenden Gesamtaussage zusammenführen
II, III
begründen
Sachverhalte auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge zurückführen
II
berechnen, bestimmen
mittels Größengleichungen eine chemische oder physikalische Größe bestimmen
I, II
beschreiben
Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge wiedergeben
I, II
bestätigen
die Gültigkeit einer Aussage, z. B. einer Hypothese oder einer Modellvorstellung, durch ein Experiment verifizieren
II, III
beurteilen
zu einem Sachverhalt eine selbstständige Einschätzung unter Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden begründet formulieren
II, III
bewerten,
Stellung nehmen
eine eigene Position nach ausgewiesenen Kriterien vertreten
III
darstellen
Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden und Bezüge in angemessenen Kommunikationsformen strukturiert wiedergeben
I, II
diskutieren
in Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen oder Thesen unterschiedliche Positionen bzw. Pro- und Contra-Argumente einander gegenüberstellen und abwägen
II, III
dokumentieren
alle notwendigen Erklärungen, Herleitungen und Skizzen darstellen
I, II
durchführen (Experimente)
eine vorgegebene oder eigene Experimentieranleitung umsetzen
I, II
entwickeln, aufstellen
Sachverhalte und Methoden zielgerichtet miteinander verknüpfen. Eine Hypothese, eine Skizze, ein Experiment oder ein Modell schrittweise weiterführen und ausbauen
II, III
erklären
einen Sachverhalt nachvollziehbar und verständlich zum Ausdruck bringen
I, II
erläutern
einen Sachverhalt durch zusätzliche Informationen (chemische Formeln und Gleichungen) veranschaulichen und verständlich machen
II
ermitteln
einen Zusammenhang oder eine Lösung finden und das Ergebnis formulieren
II
interpretieren, deuten
kausale Zusammenhänge in Hinblick auf Erklärungsmöglichkeiten untersuchen und abwägend herausstellen
II, III
nennen, angeben
Elemente, Sachverhalte, Begriffe, Daten ohne nähere Erläuterungen aufzählen
I
planen (Experimente)
zu einem vorgegebenen Problem eine Experimentieranleitung erstellen
II
skizzieren
Sachverhalte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche reduzieren und diese grafisch oder als Fließtext übersichtlich darstellen
II
strukturieren, ordnen
vorliegende Objekte oder Sachverhalte kategorisieren und hierarchisieren
II
überprüfen, prüfen
Sachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und eventuelle Widersprüche aufdecken
II
verallgemeinern
aus einem erkannten Sachverhalt eine erweiterte Aussage formulieren
II
vergleichen
Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln
II
zeichnen
eine anschauliche und hinreichend exakte grafische Darstellung beobachtbarer oder gegebenen Strukturen anfertigen
I, II

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