inhaltsfeld 4: metalle und metallgewinnung · familie der alkalimetalle, periodische eigenschaften,...

Schulcurriculum Chemie Städtisches Gymnasium Bergkamen

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Inhaltsfeld 4: Metalle und Metallgewinnung

Fachlicher Kontext: Aus Rohstoffen werden Gebrauchsgegenstände

Kontext:

Sequenzen A) Das Beil des Ötzi

1. Ein Kupferbeil gibt Rätsel auf

2. Kupfervorkommen – Reinstoff oder Verbindung

3. Kupfergewinnung und -verwendung – damals und heute

4. Wichtige Gebrauchsmetalle

Zeit-bedarf

Fachliche Schwerpunkte/

angestrebte konzeptbezogene Kompetenzen Experimente/ methodische Hinweise angestrebte zentrale prozessbezogene Kompetenzen

8 h

1. Gebrauchsmetalle, Stoffeigenschaften der Metalle (Eignung

als Gebrauchsmetalle) �M: ...Unterscheiden zwischen Gegenstand und Stoff.

�M: ...Nennen, beschreiben und begründen Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund

ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung: Reinstoffe, Gemische; Elemente (z.B.

Metalle und Nichtmetalle).

�M: ...Bewerten Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften bezüglich ihrer

Verwendungsmöglichkeiten.

2. Element, Reinstoff, Verbindung, Erze �M: ...Nennen, beschreiben und begründen Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund

ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung: Reinstoffe, Gemische; Elemente (z.B.

Metalle und Nichtmetalle), Verbindungen (z.B. Oxide).

3. Chemische Reaktion, Ausgangsstoffe (= Edukte), Reaktionsprodukt,

Nichtmetalloxid, Metalloxid, Oxidation, Reduktion, Redoxreaktion,

exotherme Reaktion, Integrierte Wiederholung vom Gesetz von den

konstanten Massenverhältnissen �CR: ...Beobachten und beschreiben Stoffumwandlungen.

�M: ...Führen Stoffumwandlungen herbei.

�M: ...Deuten Stoffumwandlungen in Verbindungen mit Energieumsätzen als

chemische Reaktion.

�E: ...Benennen konkrete Beispiele von Oxidationen (Reaktionen mit Sauerstoff) und

Reduktionen als wichtige Reaktionen und stellen deren Energiebilanz dar.

�CR: ...Erklären den Erhalt der Masse bei chemischen Reaktionen

durch die konstante Atomzahl.

�CR: ...Beschreiben chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort- und

evtl. Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlenverhältnisses und

erläutern die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomzahlverhältnisse.

1. Ötzi-Einstiegsgeschichte (Text)

�PE: ...erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer

und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind.

2. Aufbau und Funktion eines Rennofens zur Gewinnung von Kupfer als

Gebrauchsmetall (PPT (CD), Text, Internet-Video), Kupferofen (AB), �PK: …beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den

Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von

anderen Medien.

3. Kupfergewinnung durch Reaktion von schwarzem Kupferoxid mit

Kohlenstoff (SV), Kupfergewinnung (Variation der Reaktions-

bedingungen) (SV)

�PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit,

auch als Team.

�PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen

durch und protokollieren diese.


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4. Wichtige Gebrauchsmetalle �M: ...Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren

�M: ...Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften bezüglich ihrer Verwendung-

smöglichkeiten bewerten

4. Gruppenpuzzle „Metalle“ �PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen


�PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit,

auch als Team.

�PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und

Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.

Kontext:

Sequenzen B) Vom Eisen zum Hightechprodukt 1. Stahl – ein Allround – Talent

2. Aluminium ein wichtiges Gebrauchsmetall

3 h

1. Reduktionsvermögen der Metalle, Hochofenprozess,

Thermitverfahren, Roheisen, Rosten, Gebrauchsmetalle �CR: ...Erläutern wichtige technische Umsetzungen chemischer

Reaktionen vom Prinzip her (z. B. Eisenherstellung).

�M: ...Nennen, beschreiben und begründen Ordnungsprinzipien

für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung:

Reinstoffe, Gemische; Elemente (z.B. Metalle und Nichtmetalle).

�E: ...konrete Beispiele von Oxidationen und Reduktionen als wichtige chemische

Reaktionen benennen sowie deren Energiebilanz qualitativ darstellen.

Verhüttung

�CR: ...Nutzen Kenntnisse über Reaktionsabläufe, um die

Gewinnung von Stoffen zu erklären (z.B. Verhüttungsprozess).

1. a Gruppenpuzzle „Hochofenprozess, Thermit und Rost“ �PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit,

auch als Team.

�PE: … analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes

Vergleichen

1. b Reduktionsvermögen der Metalle (SV)

Film (DVD FWU „Eisen- und Stahlerzeugung“)

Thermitversuch (LV)

�PB: …benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung

chemischer Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen

Zusammenhängen an ausgewählten Beispielen.

1. c Sicherung mit Lernquiz auf CD „Wer wird Chemie-Millionär“,

Kategorie Metalle

Kontext:

Sequenzen C) Schrott – Abfall oder Rohstoff? 1. Metallklau hat Hochkonjunktur

2. Autorecycling: „Rückgewinnung“ nicht nur von Kupfer und Eisen

2 h

1. Recycling und Stoffeigenschaften von Metallen �M: ...Wenden Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften

zur Trennung, Identifizierung, Reindarstellung an.

2. Recycling und Stoffeigenschaften von anderen Werkstoffen,

Stoffkreislauf

�M: ...Wenden Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften

zur Trennung, Identifizierung, Reindarstellung an.

1. Auswertung von Zeitungsartikeln: Metallklau (arbeitsteilige GA) �PE: …interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären

diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen.

�PK: …prüfen Darstellungen in Medien hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit.

2. Autorecycling (PA, Text) �PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und

Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.


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Inhaltsfeld 5: Elementfamilien, Atombau und Periodensystem

Fachlicher Kontext: Böden und Gestein – Vielfalt und Ordnung

Kontext:

Sequenzen A) Vom Mineralwasser zum PSE

1. Mineralwassertypen – Was ist drin?

2. Elementfamilien – Wer gehört zu Wem?

3. Ordnung schaffen - aber wie?

Zeit-bedarf



26 h

1. Bestimmung von Ionen in Mineralwässern �M: ...Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren

2. Ionennachweise

�CR: ...chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen

3. Elementfamilien: Alkali- / Erdalkalimetalle sowie Halogene,

Familie der Alkalimetalle, periodische Eigenschaften, Elementsymbole

�M: ...Ordnungsprinzipien für Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften und

Zusammensetzung nennen, beschreiben und begründen.

�CR: ...chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen

(Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe, Wassernachweis).

�CR: ...chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort- und evtl.

Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlverhältnisses beschreiben und

die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern.

4. Atombau: Kern-Hülle-Modell, Elementarteilchen, Schalenmodell

und Besetzungsschema, Atomare Masse, Isotope, Edelgas-konfiguration,

Oktettregel �M: ...Atome als kleinste Teilchen von Stoffen benennen.

1. Vergleich der Etiketten und Inhaltsangaben von verschiedenen

Mineralwässern. Ausarbeiten von Gruppenreferaten. �PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als

Team.

�PK: …beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung

den Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten

und von anderen Medien.

2. Nachweise im Stationenbetrieb, Flammenfärbung (SV),

Fällungsreaktionen: Magnesium und Calcium (SV)

�PE: analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes

Vergleichen.

�PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und

Untersuchungen durch und protokollieren diese.

3. Typisches Reaktionsverhalten und Stoffeigenschaften

Reaktion von Natrium und Lithium mit Wasser (LV / Film (Videocasette)

„Alkalimetalle“),

Halogenidnachweis mit Silbernitrat-Lösung in Mineralwasser (SV)

Filme (Videocasette) zu Alkali-, Erdalkalimetallen und Halogene

�PE: analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes

Vergleichen.

�PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte

unter Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen.

4. Gruppenpuzzle zum Atombau

�PK: …planen, strukturieren, kommuniziere, reflektieren ihre Arbeit, auch als

Team.

�PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte


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�M: ...Atome mithilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells darstellen und Protonen,

Neutronen als Kernbausteine benennen sowie die Unterschiede zwischen Isotopen

erklären.

5. Vertiefung PSE: Haupt- und Nebengruppenelemente - Metalle,

Nichtmetalle

�M: ...Aufbauprinzipien des Periodensystems der Elemente

beschreiben und als Ordnungs- und Klassifizierungsschema

nutzen, Haupt- und Nebengruppen unterscheiden.


�PK: …protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und

Diskussionen in angemessener Form.

�PK: …dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit

sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung

elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder

Diagrammen.

�PB: …nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung

und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge.

Inhaltsfeld 6: Ionenbindung und Ionenkristalle

Fachlicher Kontext: Die Welt der Mineralien

Kontext:

Sequenzen A) Kochsalz – Gewinnung und Eigenschaften 1. Möglichkeiten der Gewinnung von Kochsalz

2. Vom Kristall zum Ionengitter

3. Wichtige Eigenschaften von Ionenverbindungen

Zeit-bedarf



15 - 16 h

1. Salzgewinnung aus unterschiedlichen Quellen, Salzkristalle,

Leitfähigkeit von Salzlösungen, Ionenbildung, Ionengitter �M: ...Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Löslichkeit, Dichte, Verhalten als

Säure bzw. Lauge) bezüglich ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten.

�M: ...Stoffeigenschaften zur Trennung einfacher Stoffgemische nutzen.

�M: ...Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation,

Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer Produktion von

Stoffen nutzen.

�E: ...Energie gezielt einsetzen, um den Übergang von Aggregatzuständen

herbeizuführen (z. B. im Zusammenhang mit der Trennung von Stoffgemischen).

1. Lernzirkel „Rund um das Kochsalz“ (Züchten von Kristallen (SV),

Leitfähigkeit von festem Natriumchlorid, NaCl-Lösung, dest. Wasser und

geschmolzenen Salz (SV), Spalten des Kristalls (SV)), Sicherung mit AB zu

NaCl

Vertiefung: 1) Unterschiedliche Kristallsysteme und Salze kennenlernen

(Datenbank Internet) , 2) Lösungsvorgang von NaCl in Wasser im

Teilchenmodell (Animation „Chemie Interaktiv“) �PE: …recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische

Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch

aus.

�PK: …argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.

�PK: ..planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als

Team.



sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung

elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder

Diagrammen.

�PB : ...nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung


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2. Bau von Metallen/ Metallbindung �M: ...Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften (z.B. Leitfähigkeit) identifizieren.

�M: ...Kräfte zwischen Molekülen und Ionen beschreiben und erklären.

�M: ...Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhält-nissen

(Ionenbindungen, Elektronenpaarbindungen und Metallbindung) erklären.

�M: ...Chemische Bindungen (Ionenbindung, Metallbindung) mithilfe geeigneter

Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-Modells bzw.

Atomrumpfmodell beschreiben.

3. Ionenbildung auf Teilchenebene am Beispiel Natriumchlorid: Aus

Atomen werden Ionen, Unterscheidung Kationen und Anionen,

Elektronenübertragung, Ionenbindung, Ionengitter, �M: ...Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z. B. Farbe, Geruch,

Löslichkeit, elektrische Leitfähigkeit, Aggregatzustände).

�M: ...Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis unterschiedlicher

Kombinationen und Anordnungen von Atomen mithilfe von Bindungsmodellen erklären

(Ionenverbindungen).

�M: ...Kräfte zwischen Ionen beschreiben und erklären.

�CR: ...Chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben.

�E: ...erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit Energieumsätze

verbunden sind.

4. Ermittlung von Verhältnisformeln und Benennung von Ionen-

verbindungen, Chemische Formelschreibweise und Reaktionsgleichungen

�CR: ...Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der Anordnung von

Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären.

�CR: ...Chemische Reaktionen durch Reaktionsschemata in Wort und evtl. in

Symbolformulierungen unter Angabe des Atomanzahlverhältnisses beschreiben und die

Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomanzahlverhältnisse erläutern.

und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammen hänge.

2. Elektrische Leitfähigkeit in Metallen und in Elektrolyten unterscheiden

lernen (Video Peter Lustig und Animation)



�PE: …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und

naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind.

3. Synthese von NaCl aus den Elementen: Reaktion auf Teilchenebene im

Schalenmodell darstellen können anhand von Video (DVD FWU „Metalle

und Salze“) und Animation (Tausch, Uni Wuppertal)

�PE …beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und

unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung.

�PE …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer

und naturwissenschaftlicher Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind.

�PE …analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes

Vergleichen.



4. Ermittlung der Verhältnisformel aus angegebenem Massenverhältnis,

Reaktionsgleichung zur Synthese aus den Elementen (arbeitsteilige GA) �PE …analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes

Vergleichen. �PK …argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.


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Inhaltsfeld 7: Freiwillige und erzwungene Elektronenübertragungen

Fachlicher Kontext: Metalle schützen und veredeln

Kontext:

Sequenzen A) Dem Rost auf der Spur 1. Luxuskarosse oder Plastikbomber – woraus besteht mein Lieblingsauto?

2. Warum rostet unser Auto?

Zeit-bedarf



5 h

1. Verarbeitung von verschiedenen Werkstoffen (Kunststoffe, Metalle,

etc.), Eigenschaften der Werkstoffe (Schwerpunkt Metalle, vgl. Inhaltsfeld

4) und Verwendung

2. Einfluss von Sauerstoff, Wasser und Salzwasser auf den Rostvorgang,

Vergleich langsame (stille)/ schnelle Verbrennung, Oxidation: a) als

Reaktion mit Sauerstoff und b) als Elektronenübertragungsreaktionen

�CR: ...Deuten Redoxreaktionen als Reaktion nach dem

Donator- Akzeptor-Prinzip, bei denen Sauerstoff abgegeben

und vom Rektionspartner aufgenommen wird.

�CR: ...chemische Reaktionen als Umgruppierung von Atomen beschreiben.

�CR: ...Deuten Redoxreaktionen als Reaktion nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip,

bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Rektionspartner aufgenommen wird.

�CR: ...Deuten elektrochemischer Reaktionen nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als

Aufgabe und Abgabe von Elektronen, bei denen Energie umgesetzt wird.

�CR: ...mit Hilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen der PSE

erklären, welche Bindungsarten bei chem. Reaktionen gelöst werden und welche

entstehen.

1. Internet-Recherche: Werkstoffe am/ im Lieblingsauto (HA)

�PE: …recherchieren in unterschiedlichen Quellen und werten die Daten/

Informationen kritisch aus.

�PE: …wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf

Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht.

2. Untersuchung Rostvorgang: Eisenwolle in verschiedenen Milieus (SV),

Verbrennen von Magnesium (Brennerflamme/ in reinem Sauerstoff) (SV/

LV), Animation / Film (DVD FWU „Oxidation und Reduktion“)

�PE: …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und





Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. �PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen


�PE: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter

Verwendung der chem. Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen und

Darstellungen.



Kontext:

Sequenzen Kontext B) Unedel oder Edel? 1.Metalle in Elektrolyten

2. Redoxreihe der Metalle

6 h

1. Reaktionen von Metall mit Salzlösungen

�CR: ...Deuten elektrochemischer Reaktionen (Elektrolyse und elektrochemische

Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip als Aufgabe und Abgabe von

Elektronen, bei denen Energie umgesetzt wird.

1. Versuche zur Reaktion zwischen Metall (Eisenwolle) und Salzlösung

(Kupfersulfat-Lösumg) (SV),

Animation (Chemie interaktiv „Eisen/ Kupfersulfat“)

�PE: …stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente

zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten


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2. Redoxreihe der Metalle, Reaktionen zwischen Metallatomen und

Metallionen

s. oben

durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus.

�PE …beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und


�PB: …binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln

Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an.

2. Ermittlung Redoxreihe der Metalle (SV, AB), Animation (Chemie

interaktiv „Virtuelle Spannungsreihe“)





Kontext:

Sequenzen C) Metallüberzüge: nicht nur Schutz vor Korrosion 1. Gleichmäßig schützen – ein Griff in die elektrochemische Trickkiste

2. Schöner Schutz

4 h

1. Galvanisieren als Beispiel einer einfachen Elektrolyse

�CR: ...Deuten elektrochemischer Reaktionen (Elektrolyse und elektrochemische

Spannungsquellen) nach dem Donator-Akzeptor-Prinizp als Aufgabe und Abgabe von

Elektronen, bei denen Energie umgesetzt wird.

�CR: ...Beschreiben Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch

Variation der Reaktionsbedingungen.

2. Technische Anwendung der Elektrolyse

�CR: ...Beschreiben Möglichkeiten der Steuerung chemischer

Reaktionen durch Variation der Reaktionsbedingungen.

1. Galvanisieren eines Metallgegenstandes (SV),

Animation / Film (DVD FWU „Grundlagen der Elektrochemie) �PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen


2. Internet-Recherche: Technische Elektrolyse


Alltagserscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab. �PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte


�PK: …recherchieren zu chemischen Sachverhalten in unterschiedlichen Quellen und

wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus.

�PB: …nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um

lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen.


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Inhaltsfeld 8: Unpolare und polare Elektronenpaarbindungen Fachlicher Kontext: Wasser – mehr als ein einfaches Lösemittel

Kontext:

Sequenzen A) Wasser und seine besonderen Eigenschaften und Verwendbarkeit

Sequenzen: 1. Wasser – ein Oxid

2. Wasser – Anomalie durch Dipole

3. Nicht nur Wasser ist ein Dipol

4. Wasser als Lösemittel

5. Räumlicher Aufbau verschiedener Moleküle

Zeit-bedarf



16 h

1. Wasser - eine Verbindung aus Sauerstoff und Wasserstoff

Die Atombindung: a) unpolare Elektronenpaarbindung im Wasserstoff-

und im Sauerstoff-Molekül, b) polare Atombindung im Wassermolekül

Wasser als Dipol (bereits in IHF 7)

�CR: ...Stoffumwandlungen beobachten und beschreiben.

�CR: ...Stoff- und Energieumwandlungen als Veränderung in der Anordnung von

Teilchen und als Umbau chemischer Bindungen erklären.

�CR: ...Mithilfe eines angemessenen Atommodells und Kenntnissen des Perioden-

systems erklären, welche Bindungsarten bei chemischen Reaktionen gelöst werden und

entstehen.

�CR: ...Die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bildung und

Zersetzung von Wasser beschreiben.

�M: ...chemische Bindungen (Ionenbindung, Elektronenpaarbindung) mithilfe

geeigneter Modelle erklären und Atome mithilfe eines differenzierteren Kern-Hülle-

Modells beschreiben.

2. Wasserstoffbrückenbindungen, Vergleich: polare und unpolare

Lösungsmittel, Elektronegativität �M: ...Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen.

�M: ...Den Zusammenhang zwischen Stoffeigenschaften und Bindungsverhältnissen

erklären.

�M: ...Kräfte zwischen Molekülen als Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und

Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen.

3. Weitere Dipole: Chlorwasserstoff- und Ammoniak- Moleküle

�M: ...Einfache Modelle zur Beschreibung von Stoffeigenschaften nutzen.

�M: ...Kräfte zwischen Molekülen als Dipol-Dipol-Wechselwirkungen und

Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen.

1. Erarbeitung der polaren und unpolaren Elektronenpaarbindung an

Hand von Modellen und Experimenten

Stationenlernen „Wasser und seine besonderen Eigenschaften“ ,

Synthese von Wasser aus den Elementen (SV),

Animationen/Film (DVD FWU „Chemische Bindung 2 – Moleküle“) �PK: …argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.

�PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter

Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellungen

�PB: …Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung

und Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge.)

�PB: …beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells.

2. Lösungsverhalten polarer und unpolarer Stoffe (SV), Sicherung mit

diversen AB �PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltags-

erscheinungen her und grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab.


Verwendung der Fachsprache und mithilfe geeigneter Modelle und Darstellungen.


sachgerecht, situationsgerecht und adressatengerecht.

3. Lerntempoduett zu Chlorwasserstoff und Ammoniak, Sicherung mit

diversen AB

�PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als

Team.


Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellungen.


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4. Lösen von Salzen, Hydratisierung

�E: ...Vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen.

5. Räumlicher Aufbau von Molekülen

Struktur Methan, Diamant, Graphit, Silikate

�M: ...Mit Hilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von

Molekülen erklären.

4. Lösen von Salzen im Wasser (SV), Erarbeitung des Lösevorgangs

auf der Teilchenebene, Animation Chemie Interaktiv �PK: …beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter

Verwendung der Fachsprache, ggf. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen.



5. Gruppenpuzzle „Kovalente Bindung und Elektronenabstoßungskonzept“



Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe geeigneter Modelle und Darstellungen



�PB: …Nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und

Beurteilung chemischer Fragestellungen und Zusammenhänge.

Evt. Vertiefung und Wiederholung der Bindungstypen: Gruppenpuzzle

„Chemische Bindungen“

Inhaltsfeld 9: Saure und alkalische Lösungen Fachlicher Kontext: Reinigungsmittel, Säuren und Laugen im Alltag

Kontext:

Sequenzen: A) Anwendungen von Säuren und Laugen im Alltag 1. Eigenschaften und makroskopisches Verhalten von Säuren und Laugen

2. Wie viel Säure ist da drin?

3. Erweiterung, Vertiefung, Anwendung

Zeit-bedarf



20 h 1. Natürliche und synthetische Indikatoren für saure und alkalische

Lösungen, Zusammensetzung verschiedener Putz- und Reinigungsmittel

sowie Kosmetika und Pharmazeutika, Gefahrstoffbezeichnungen,

Eigenschaften saurer Lösungen, Ionen in sauren Lösungen, Säuren und

ihre Säurerest-Ionen in Lösung, Neutralisation, pH-Wert �M: ...Stoffe aufgrund von Stoffeigenschaften (z. B. Verhalten als Säure) ezüglich

ihrer Verwendungsmöglichkeiten bewerten.

�CR: ...saure und alkalische Lösungen mit Hilfe von Indikatoren nachweisen.

�M: ...Stoffe aufgrund ihrer Eigenschaften identifizieren (z. B. elektrische

1. Lernfirma „Die Max Sauer AG“ (evt. mit Bewerbungsanschreiben),

Sicherung mit Lernquiz auf CD „Wer wird Chemie-Millionär“, Kategorie

Säure-Base“ sowie mit diversen AB

�PB: ...entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung

fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet.



�PK: …Beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter



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Leitfähigkeit).

�CR: ...Säuren als Stoffe einordnen, deren wässrige Lösungen Wasserstoff-Ionen

enthalten.

�CR: ...Die alkalische Reaktion von Lösungen auf das Vorhandensein von Hydroxid-

Ionen zurückführen.

�M: ...Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hilfe von

Formelschreibweisen darstellen (Summen-/Strukturformeln).

�CR: ...den Austausch von Protonen als Donator-Akzeptor-Prinzip einordnen.

2. Titration, stöchiometrische Berechnungen, Einführung:

Stoffmenge n und Stoffmengenkonzentration c

�CR: ...Stoffe durch Formeln und Reaktionen durch Reaktionsgleichungen

beschreiben und dabei in quantitativen Aussagen die Stoffmenge benutzen und

einfache stöchiometrische Berechnungen durchführen.

3. Säuren und ihre Salze; Schwefelsäure-Herstellung �CR: ...wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip her

erläutern (z.B. Säureherstellung.)

�PB: …nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und




�PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltags-


�PK: ..dokumentieren und präsentieren den Verlauf ihrer Arbeit sachgerecht,

situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in

Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen.

�PK: ...planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als

Team.

�PB: …beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung

der eigenen Gesundheit.


2. Konzentrationsbestimmung saurer Lösungen, Titrationen

unterschiedlicher Säuren gegen Natronlauge (SV, diverse AB) �PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen


�PB: …binden chemische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln

Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an.

3. Vertiefung: Kurzreferate zu Säuren und Laugen in Alltag und Technik

sowie deren Herstellung und Verwendung

Übungsdomino Säuren (Nomenklatur und Struktur) �PK: ..dokumentieren und präsentieren den Verlauf ihrer Arbeit sachgerecht,

situations-gerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in

Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen.

�PB: …nutzen fachtypische und vernetzte Kenntnisse und Fertigkeiten, um

lebenspraktisch bedeutsame Zusammenhänge zu erschließen.


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Inhaltsfeld 10: Energie aus chemischen Reaktionen Fachlicher Kontext: Zukunftssichere Energieversorgung

Kontext:

Sequenzen: A) Mobilität – die Zukunft des Autos 1. Erdöl – Basis unserer Kraftstoffe

2. Was kommt in den Tank?

3 Das Auto – ein sinnvoller Energiewandler?

4.Treibstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

Zeit-bedarf



12 h

1. Organische Chemie, Erdöl, Raffinerie, Alkane als Erdölprodukte,

Nomenklatur, homologe Reihe �M: ...Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung, Identifikation,

Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer Produktion von

Stoffen nutzen.


Formelschreibweisen darstellen (Summen-/Strukturformeln, Isomere).

�M: ...Mit Hilfe eines Elektronenpaarabstoßungsmodells die räumliche Struktur von

Molekülen erklären.

2. Viskosität, Flüchtigkeit, Löslichkeit, Flamm- und Entzündungs-

temperatur der Alkane, Benzin, Oktanzahlen, Ottomotor, Zwischen-

molekulare Kräfte (Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-Waals-

Kräfte)

�E: ...Das Prinzip der Gewinnung nutzbarer Energie durch Verbrennung erläutern.

�M: ...Kräfte zwischen Molekülen als Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-

Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen.

3. Bindungsenergie, Verbrennungsenergie, Energiediagramme,

Energiebilanz des Autos �E: ...Die bei chemischen Reaktionen umgesetzte Energie quantitativ einordnen.

�E: ...Beschreiben, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung

einhergeht mit der Entstehung von Luftschadstoffen und damit verbundenen negativen

Umwelteinflüssen (z. B. Treibhauseffekt, Wintersmog).

1. Kugellager „Entstehung, Förderung und Verarbeitung von Erdöl“

Fraktionierte Destillation von Erdöl (LV). Vertiefung durch Animationen /

Filme (1. DVD FWU „Erdöl“, 2. DVD Sendung mit der Maus „Erdöl /

Kunststoffe“). Transport und Erdölversorgung im Kontext der

weltpolitischen Lage Film (CD) „Ein Barrel geht auf Reisen“.

Nachweis der Elemente Kohlenstoff u. Wasserstoff in Paraffin (SV)

Einsatz Molekülbaukästen / Übungsdomino „ Nomenklaturübungen“ �PK: …argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.



2. Zeitungsberichte über Unfälle mit Benzinkanistern o. Tankfahrzeugen

Lernzirkel „Eigenschaften der Alkane“ (SV)

Arbeitsblätter und Animationen zur Arbeitsweise des Ottomotors �PK: …beschreiben und erklären in strukturierter sprachlicher Darstellung den

Bedeutungsgehalt von fachsprachlichen bzw. alltagssprachlichen Texten und von

anderen Medien.

�PB: …nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten von

Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien, und zum

Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag.

3. Kalorimeter: Verbrennungsenergie von Benzin (LV oder Video)

Abbildungen zu Energieformen und ihrer Umwandlung,

Diagramm zur Energiebilanz des Autos

�PE: …interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und

ziehen geeignete Schlussfolgerungen.

�PK: …vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren

Einwände selbstkritisch.


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4. Biogas, Bioethanol, Biodiesel, Energiebilanzen �E: ...Vergleichende Betrachtungen zum Energieumsatz durchführen.

�E: ...Die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation fossiler

Brennstoffe, elektrochemische Vorgänge, erneuerbare Energien) aufgrund ihrer

jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen.

�PB: …erkennen Fragestellungen, die einen engen Bezug zu anderen nterrichtsfächern

aufweisen und zeigen diese Bezüge auf.

4. Erstellung PPT-Vortrag zu nachwachsenden Rohstoffen als Treibstoff für

Autos (GA, arbeitsteilig)

Diskussion der Vor- und Nachteile der verschiedenen Treibstoffe, fossil

und nachwachsend (Nachhaltigkeits- und Umweltaspekte) �PK: …veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen

oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln.

�PB: ...beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen

kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten.

�PB: …beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen

menschlicher Eingriffe in die Umwelt.

�PB: …diskutieren und bewerten gesellschaftsrelevante Aussagen aus

unterschiedlichen

Perspektiven auch unter dem Aspekt der nachhaltigen Entwicklung.

Kontext:

Sequenzen: B) Neue Treibstoffe – neue Antriebsformen

1. Wasserstoff – DER Energieträger von morgen?

2. Elektroautos- DIE Antriebsform von morgen?

Zeit-bedarf



10 h 1. Wasserstofftechnologie, Photovoltaik-Anlagen �CR: ...Die Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen am Beispiel der Bildung und

Zersetzung von Wasser beschreiben.

�CR: ...Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern.

�E: ...Die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie und umgekehrt

von elektrischer in chemische Energie bei elektrochemischen Phänomenen

beschreiben und erklären.

2. Beispiel einer einfachen Batterie, Brennstoffzelle, Akkumulatoren �CR: ...Prozesse zur Bereitstellung von Energie erläutern.

�E: ...Erläutern, dass Veränderungen von Elektronenzuständen mit

Energieumsätzen verbunden sind.

�E: ...Das Funktionsprinzip verschiedener chemischer Energiequellen mit

angemessenen Modellen beschreiben und erklären (z. B. einfache Batterie,

Brennstoffzelle).

�E: ...Die Nutzung verschiedener Energieträger (Atomenergie, Oxidation

fossiler Brennstoffe, elektrochemischer Vorgänge, erneuerbare Energien)

1. Knallgasreaktion (SV/ LV)

Recherche und Präsentation: Wasserstoff – Wasserstofftechnologie

�PE: …beobachten und beschreiben chemische Phänomene und Vorgänge und


�PB: …entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung

fachwissenschaftlicher Erkenntnisse der Chemie beantwortet werden können.

2. Internetrecherche, Broschüren und CDs der Automobilindustrie

Webquest zu Akkumulatoren und Brennstoffzellen, Film (CD) „Die

Brennstoffzelle“, Abschlussdiskussion „Pro und Contra alternativer

Energiequellen – Wo soll die Entwicklung hingehen?“

Sicherung mit diversen AB

�PE: …recherchieren in unterschiedlichen Quellen (in diesem Fall: dem Internet) und

werten die Daten/ Informationen kritisch aus.


�PB: …stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen chemische Kenntnisse

bedeutsam sind.


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aufgrund ihrer jeweiligen Vor- und Nachteile kritisch beurteilen.

�PB: …nutzen chemisches und naturwissenschaftliches Wissen zum Bewerten von Chancen

und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien, und zum Bewerten und

Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten und im Alltag.

Inhaltsfeld 11: Organische Chemie Fachlicher Kontext: Der Natur abgeschaut

Kontext:

Sequenzen: A) Von der Traube zum Alkohol 1. Wein- und Bierherstellung

2. Eigenschaften und Verwandte des Ethanols

Zeit-bedarf



9 -11 h

1. Alkoholische Gärung, Ethanol, funktionelle Gruppe: Hydroxyl-

Gruppe �CR: ...Chemische Reaktionen zum Nachweis chemischer Stoffe benutzen

(Glimmspanprobe, Knallgasprobe, Kalkwasserprobe, Wassernachweis).

�E: ...Den Einsatz von Katalysatoren in technischen oder biochemischen

Prozessen beschreiben und begründen.



�M: ...Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis untersch.

Kombinationen und Anordnungen von Atomen mit Hilfe von Bindungsmodellen

erklären.

2. Blutalkoholgehalt und Wirkungen von Alkohol, Eigenschaften und

Verwendung einfacher Alkanole, homologe Reihe der Alkanole und

mehrwertige Alkanole, Wasserstoffbrückenbindungen, Van-der-

Waals-Kräfte �M: ...Kräfte zwischen Molekülen als Van-der-Waals-Kräfte, Dipol-Dipol-

Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen bezeichnen.

1. Kugellager „Internetrecherche zur Bier- und Weinherstellung“,

Gärungsansatz (SV), Bestimmung des Alkohol-Gehaltes in der Gärlösung (SV) �PE: …erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe chemischer und




�PE: …stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltags-


�PB: ...entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung


2. Filme zu Alkohol (1. Galileo: Alkohol Mythen, 2. WDR: Alkoholmissbrauch)

Lernzirkel (Buch S. 377): Alkohole, Einsatz von Molekülbaukästen �PK: …protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und

Diskussionen in angemessener Form.

�PB: …beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung

der eigenen Gesundheit.

Kontext:

Sequenzen: B) Vom Alkohol zum Aromastoff 1. Wenn Wein sauer wird…

2. Lösemittel oder Aromastoff: Synthese von Estern

6 h

1. Oxidation der Alkanole, Stoffklasse der Alkansäuren, funktionelle

Gruppe: Carboxyl-Gruppe �M: ...Zusammensetzung und Strukturen verschiedener Stoffe mit Hilfe von


�M: ...Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis untersch.


1. Oxidation von Ethanol mit Kupferblech (SV), Herstellung von Essig (SV),

Gruppenpuzzle zu den Carbonsäuren in der Natur, Mindmap als

Zusammenfassung zu Vorkommen und Verwendung von Alkansäuren �PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team.




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erklären.

�CR: ...Deuten Redoxreaktionen als Reaktion nach dem Donator-Akzeptor-

Prinzip, bei denen Sauerstoff abgegeben und vom Rektionspartner aufgenommen

wird.

�CR: ...Deuten elektrochemischer Reaktionen nach dem Donator-Akzeptor-

Prinzip als Aufgabe und Abgabe von Elektronen, bei denen Energie umgesetzt

wird.

2. Veresterung, Kondensation und Hydrolyse



�CR: ...Das Schema der Veresterung zwischen Alkoholen und Carbonsäuren

vereinfacht erklären.

�PK: …dokumentieren und Präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit

sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer

Medien, in form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen.

2. Darstellung verschiedener Carbonsäureester – Aromastoffe (SV)

Löslichkeitsversuche (SV, Buch S. 400)

Kurzreferate: Ester in der Natur und als Lösemittel in der Technik �PE: …führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen




Kontext:

Sequenzen: C) Moderne Kunststoffe 1. Kunststoffe – die Werkstoffe unserer Zeit

2. Aus klein mach groß – Die Herstellung von Kunststoffen

3. Wohin mit dem Kunststoffmüll – Recycling oder biologischer Abbau?

Zeit-bedarf



10 - 12 h

1. Struktur und Eigenschaften der Kunststoffe, Thermoplaste,

Duroplaste, Elastomere, Verwendung der Kunststoffe �M: ...Die Vielfalt der Stoffe und ihrer Eigenschaften auf der Basis untersch.


erklären.



2. Beispiel eines Makromoleküls (Polyester), Reaktionstyp der

Polykondensation, Monomer – Polymer, bifunktionale Moleküle �CR: ...Wichtige technische Umsetzungen chemischer Reaktionen vom Prinzip

her erläutern (z. B. Kunststoffherstellung).


1. Recherche: Kunststoffe und ihre Verwendung, Erstellen einer Mindmap

Animationen/Film (DVD FWU „Biomoleküle“) �PB: ...benennen und beurteilen Aspekte der Auswirkungen der Anwendung chemischer

Erkenntnisse und Methoden in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen an

ausgewählten Beispielen.

�PK: …planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team.



Untersuchung eines Kunststoffes (Dichte, Brennbarkeit, Schmelztemperatur,

Zersetzungsverhaltens, Säurebeständigkeit) (SV, arbeitsteilige GA) �PE: …analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen.



2. Bildung von Makromolekülen: Herstellung eines Polyesters (SV)



�PB: …nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Bearbeitung, Erklärung und


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Formelschreibweisen darstellen.

3. Kennzeichnung von Kunststoffen, Recycling, Hydrolyse,

Kunststoff-Kreislauf; abbaubare Kunststoffe, Kompostierung

�CR: ...einen Stoffkreislauf als eine Abfolge verschiedener Reaktionen deuten.

�M: ...Kenntnisse über Struktur und Stoffeigenschaften zur Trennung,

Identifikation, Reindarstellung anwenden und zur Beschreibung großtechnischer

Produktion von Stoffen nutzen.


3. Herstellung einer Stärkefolie (SV, Buch S. 411)

Film „Recycling von PET zu Flaschen und Fleece“ (Videocasette) �PE: …zeigen exemplarisch Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und

Erkenntnissen der Chemie auf.

�PB: …entwickeln aktuelle, lebensweltbezogene Fragestellungen, die unter Nutzung


inhaltsfeld 4: metalle und metallgewinnung · familie der alkalimetalle, periodische eigenschaften,...

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