Inhaltsfelder

Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen

Inhaltliche Schwerpunkte

• Verbrennung
• Oxidation
• Stoffumwandlung

Schwerpunkte der Kompetenzerwartungen

Schülerinnen und Schüler können

• chemische Objekte und Vorgänge nach vorgegebenen Kriterien ordnen. (UF3)
• Phänomene nach vorgegebenen Kriterien beobachten und zwischen der Beschreibung und der Deutung einer Beobachtung unterscheiden. (E2 )
• Untersuchungsmaterialien nach Vorgaben zusammenstellen und unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten nutzen. (E5 )
• Beobachtungen und Messdaten mit Bezug auf eine Fragestellung schriftlich festhalten, daraus Schlussfolgerungen ableiten und Ergebnisse verallgemeinern. (E6)

Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung

neben schriftlichen Überprüfungen sollen auch in die Bewertung einfließen:

• selbstständiges Recherchieren zu verschiedenen Fragestellungen
• Einhalten von Verhaltensregeln und Kenntnisse des Brandschutzes allgemein und des Brandschutzkonzeptes der Schule
• Saubere Heftführung nach den Kriterien des Projekttages Heft- und Mappenführung
• Erstellen von Plakaten zur Brandbekämpfung im Chemieraum

Verbindung zu den Basiskonzepten

Basiskonzept Chemische Reaktion

• Gesetz von der Erhaltung der Masse, Umgruppierung von Teilchen

Basiskonzept Struktur der Materie

• Element, Verbindung, einfaches Teilchenmodell

• Chemische Energie, Aktivierungsenergie, exotherme und endotherme Reaktion

Vernetzung innerhalb des Fachs und mit anderen Fächern

• Biologie: Sonne, Klima, Leben, Fotosynthese, Gesundheitsbewusstes Leben, Atmung, Ökosysteme und ihre Veränderung, Treibhauseffekt, Klimawandel
• Physik: Wetter, Lichtquellen, Licht und Wärme als Energieformen, Aggregatzustände
• Geschichte: Frühe Kulturen, antike Lebenswelten >Biologie: Sonne, Klima, Leben, Fotosynthese, Gesundheitsbewusstes Leben, Atmung, Ökosysteme und ihre Veränderung, Treibhauseffekt, Klimawandel
• Physik: Wetter, Lichtquellen, Licht und Wärme als Energieformen, Aggregatzustände
• Geschichte: Frühe Kulturen, antike Lebenswelten Biologie: Sonne, Klima, Leben, Fotosynthese, Gesundheitsbewusstes Leben, Atmung, Ökosysteme und ihre Veränderung, Treibhauseffekt, Klimawandel
• Physik: Wetter, Lichtquellen, Licht und Wärme als Energieformen, Aggregatzustände
• Geschichte: Frühe Kulturen, antike Lebenswelten

Umgang mit Fachwissen

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• die Bedingungen für einen Verbrennungsvorgang beschreiben und auf dieser Basis Brandschutzmaßnahmen erläutern. (UF1)
• chemische Reaktionen, bei denen Sauerstoff aufgenommen wird, als Oxidation einordnen. (UF3)
• Reinstoffe aufgrund ihrer Zusammensetzung in Elemente und Verbindungen einteilen und Beispiele dafür nennen. (UF3)
• die Bedeutung der Aktivierungsenergie zum Auslösen einer chemischen Reaktion erläutern. (UF1)
• ein einfaches Atommodell (Dalton) beschreiben und zur Veranschaulichung nutzen. (UF1)
• an Beispielen die Bedeutung des Gesetzes von der Erhaltung der Masse durch die konstante Atomanzahl erklären. (UF1)
• Stoffumwandlungen als chemische Reaktionen von physikalischen Veränderungen abgrenzen. (UF2, UF3)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Bedingungen des Brennens: brennbarer Stoff, nur Gase brennen, Zerteilungsgrad, Entzündungstemperatur, Luft (Sauerstoff), Funktion des Dochtes, Kohlenstoffdioxid erstickt die Flamme
• Entstehung von neuen Stoffen mit neuen Eigenschaften
• Unterscheidung Element und Verbindung, Atom und Molekül, historische Entwicklung, alchemistische und moderne Formelschreibweise
• Entzündung von Stoffen
• Atommodell nach Dalton, Aggregatszustände
• Flüchtigkeit von Reaktionsprodukten
• Schmelzen, Erstarren, Verbrennen von Wachs, Vorübergehende und bleibende Veränderung von Stoffeigenschaften, Verbrennung als chemische Reaktion

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• z.B.: „Wandernde Dämpfe“ (Gefahr im Umgang mit leicht entzündlichen Stoffen), „Gefährliche Stäube“ (Gefahr von Staubexplosionen), das Branddreieck, das Brandschutzkonzept in der Schule und den naturwissenschaftlichen Räumen
• Experimentelle Beispiele, Historische Entwicklung (Faraday)
• Exkurs zur Einführung von Symbolen und der Formelschreibweise
• Experimentelle Beispiele
• Verbrennung von Streichhölzern im Dalton-Modell
• Verbrennung von Streichhölzern im geschlossenen System, evtl. die Masse der Luft im Unterrichtsraum messen / berechnen
• Beobachtungen in Küche, Haushalt und Alltag, Kochen, Braten, Backen, Karamellbonbons selber machen, einfache Experimente mit Kerzen

Erkenntnisgewinnung

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• Glut- oder Flammenerscheinungen nach vorgegebenen Kriterien beobachten und beschreiben, als Oxidationsreaktionen interpretieren und mögliche Edukte und Produkte benennen. (E2, E6)
• Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid experimentell nachweisen und die Nachweisreaktion beschreiben. (E4, E5)
• für die Oxidation bekannter Stoffe ein Reaktionsschema in Worten formulieren. (E8)
• mit einem einfachen Atommodell (Dalton) den Aufbau von Stoffen anschaulich erklären. (E8)
• bei Oxidationsreaktionen Massenänderungen von Reaktionspartnern vorhersagen und mit der Umgruppierung von Teilchen erklären. (E3, E8)
• Grundgedanken der Phlogistontheorie als überholte Erklärungsmöglichkeit für das Phänomen Feuer erläutern und mit heutigen Vorstellungen vergleichen. (E9)
• konkrete Vorschläge über verschiedene Möglichkeiten der Brandlöschung machen und diese mit dem Branddreieck begründen. (E3)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Beobachtungen an der Kerzen- und Brennerflamme, Sauerstoff und Kohlenstoff als Edukte identifizieren und Kohlenstoffdioxid als Produkt
• Kalkwasser und Glimmspanprobe
• Erste Wortgleichungen aufstellen, Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte vergleichen
• Einführung eines einfachen Atommodells
• Massenänderung mit einfachen Modellen darstellen
• Vergleich früherer Vorstellungen (Phlogistontheorie) mit heutigen Erklärungsmöglichkeiten
• Branddreieck

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Experimentelle Beispiele um die Bedingungen des Brennens zu erfahren, Verschiedene Brennstoffe verwenden: Stroh, Papier, Holzspäne usw.
• Historische Experimente und Entwicklungen, Versuch „Schwimmende Kerze“
• Exkurs zur Einführung von Symbolen und der Formelschreibweise
• Übungsphase mit verschiedenen Beispielen
• Massenänderung mit experimentellen Beispielen belegen (Eisenwolle)
• Geschichte des Feuers und die Bedeutung für die Entwicklung des Menschen
• Fett- oder Ölbrand im Modellversuch

Kommunikation

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• aufgrund eines Energiediagramms eine chemische Reaktion begründet als exotherme oder endotherme Reaktion einordnen. (K2)
• Verfahren des Feuerlöschens in Modellversuchen demonstrieren. (K7)
• Gefahrstoffsymbole und Gefahrstoffhinweise erläutern und Verhaltensweisen im Umgang mit entsprechenden Stoffen beschreiben. (K6)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Vergleich von Energiediagrammen
• Sauerstoffentzug und Herabsetzung der Entzündungstemperatur
• Gefahrensymbole erkennen und Gefahrstoffhinweise zuordnen

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Beispiele für endotherme und exotherme Reaktionen
• Experiment zum Feuerlöscher, Brandgefahren und Brandbekämpfung, Jugendfeuerwehr
• Verhaltensregeln im Brandfall entwickeln und begründen, Stoffe mit unterschiedlichen Gefahrstoffsymbolen zuordnen können

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• die Brennbarkeit von Stoffen bewerten und Sicherheitsregeln im Umgang mit brennbaren Stoffen und offenem Feuer begründen. (B1, B3)
• fossile und regenerative Brennstoffe unterscheiden und deren Nutzung unter den Aspekten Ökologie und Nachhaltigkeit beurteilen. (B2)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Brandklassen, Falsche Verhaltensweisen analysieren
• Vor- und Nachteile analysieren, alternative Möglichkeiten, Umweltbelastungen

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Verhaltensregeln im Falle eines Brandes in der Schule
• Arbeit mit Buch und Internet