10 - Mariengymnasium Jever

Schulinternes Curriculum für den Chemieunterricht im Jahrgang 10 am Mariengymnasium
Jever (Beschlussversion vom 04.05.2009, Fassung vom 14.05.2009)
Der Unterricht findet mit zwei Stunden pro Woche in den Chemieräumen statt. Damit umfasst der Chemieunterricht ca.
80 Unterrichtsstunden.
Die Planung erfolgte auf der Grundlage des „Kerncurriculum für das Gymnasium, Naturwissenschaften,
Schuljahrgänge 5 –10“, 2007 unter Berücksichtigung der dort formulierten Kompetenzen.
Von den von der Fachkonferenz festgelegten Unterrichtseinheiten kann eine einzelne Lehrkraft abweichen, sofern sie
das Erreichen der jahrgangsbezogenen Kompetenzen gewährleistet. In diesem Fall muss die unterrichtliche
Behandlung aller Kompetenzen dokumentiert werden.
Die Unterrichtseinheit „Saure und alkalische Lösungen kann auch in die Unterrichtseinheit „Organische Chemie“ im
Zusammenhang zur Stoffgruppe der Alkansäuren integriert werden.
Ungelöste Probleme:
Soll der Begriff „Base“ eingeführt werden?
Lt. KC sind nur die Stoffklassen der Alkane/Alkanole verbindlich. Sollen wir die Stoffklassen der Alkene und der
Oxidationsprodukte der Alkanole weglassen (diese sind auch im Oberstufen-KC enthalten)? Dann müssten
allerdings die Redoxreaktionen als Elektronenübertragungsreaktionen (verbindlich) an anderer Stelle behandelt
werden. Man könnte die Betrachtung auch auf die Betrachtung der C2-Abkömmlinge Ethen, Ethin, Ethanal und
Ethansäure beschränken.
Man könnte die UE „Saure und alkalische Lösungen auch in die UE „Organische Chemie“ im Zusammenhang mit
den Alkansäuren integrieren.
Formulieren wir mehr als vierbindige Atome in Strukturformeln (z.B. Schwefel im Schwefelsäuremolekül)?
Verbindliche fachliche Inhalte
H + /H3O + -Ionen, OH - -Ionen, pH-Skala, Satz von Avogadro, Nachweis von Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atomen in
Verbindungen, Alkane und Alkanole, Isomerie, Molekülstruktur Alkane und Alkanole, zwischenmolekulare
Wechselwirkungen: Dipol-Dipol, van der Waals, Wasserstoffbrücken, Säure-Base-Reaktion, Redoxreaktionen als
Elektronenübertragungsreaktionen
ständige Unterrichtsprinzipien
Es gelten die in den Ausführungen zum Chemieunterricht im Jahrgang 6 formulierten ständigen Unterrichtsprinzipien.
Weiterhin gilt:
Zwischen Stoff- und Teilchenebene soll sprachlich streng unterschieden werden.
Die Fachsprache soll in Alltagssprache übersetzt werden und umgekehrt.
Der Begriff „Teilchen“ wird nach der Einführung der Begriffe „Atom“, „Ion“ und „Molekül“ am Ende der Klasse 8
bzw. 9 durch diese ersetzt.
Die Schüler protokollieren die Experimente. Dabei wird in jeder Klasse ein einheitliches, am Anfang des
Schuljahres/Halbjahres festgelegtes Schema verwendet.
Die Schüler benutzen die chemische Symbolsprache.
Die Schüler setzen chemische Sachverhalte in Größengleichungen um und umgekehrt.
Die Schüler wenden bei Berechnungen Größengleichungen an.
Unterrichtseinheit: Saure und alkalische Lösungen (Laugen)
Die Stoffeigenschaften verschiedener saurer Lösungen werden untersucht (zum Teil sind diese ja auch aus dem
vorherigen Unterricht bekannt (z.B. Jahrgang 6)): evtl. saurer Geschmack (z.B. Ascorbinsäure für den Verzehr), pH-
Wert kleiner 7, ätzende Wirkung auf verschiedene Metalle, Wasserstofffreisetzung bei Reaktion mit Metallen,
elektrische Leitfähigkeit. Dabei stellt sich heraus, dass bestimmte Metalle von allen untersuchten Säuren aufgelöst
werden, allerdings mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, andere Metalle von keiner Säure aufgelöst werden. Die
Untersuchung der Stoffeigenschaft „elektrische Leitfähigkeit“ wird auf reine Säuren ausgedehnt (z.B.
Essigsäure/Citronensäureschmelze). Als Schlussfolgerung aus den Versuchen wird zwischen Säuren und sauren
Lösungen unterschieden. Die Beobachtungen werden durch das Modell der Protolysereaktion als
Protonenübertragungsreaktion erklärt (sollen grundsätzlich Oxonium-Ionen entstehen oder wollen wir vereinfachend
Wasserstoff-Kationen entstehen lassen?). Die Säure-Theorie nach Arrhenius wird eingeführt. Oxonium-Ionen werden
als für saure Lösungen charakteristische Ionen herausgestellt. Der Begriff der Stoffmengenkonzentration wird
eingeführt und der Zusammenhang zwischen pH-Wert und Konzentration an Oxonium-Ionen wird z.B. anhand
unterschiedlich konzentrierter Salzsäuren hergestellt. Eine Übersicht über die wichtigsten Säuren (Chlorwasserstoff,
Salpetersäure, Essigsäure, Schwefelsäure...?), deren Summenformeln und die zugehörigen Säurerest-Anionen wird
den Schülern gegeben.
Die Wasserstoffentstehung bei einer Reaktion zwischen saurer Lösung und Metall wird erklärt. Die Reaktion zwischen
Metalloxid und saurer Lösung wird untersucht (klappt gut mit Kupferoxid und Salzsäure) und erklärt (?).
Alkalische Lösungen und deren Eigenschaften (pH-Wert größer 7) haben die Schüler bei der Untersuchung der
Alkalimetalle im 9. Jahrgang und im 6. Jahrgang kennen gelernt. Natriumhydroxid wird als Ionenverbindung durch
Untersuchung der Leitfähigkeit einer Natriumhydroxidschmelze identifiziert. Die Erkenntnisse werden auf
Kaliumhydroxid und Lithiumhydroxid übertragen. Das Hydroxid-Anion wird als charakteristisches Ion in einer
alkalischen Lösung herausgestellt. Der Begriff „Base“ wird eingeführt. Die Base-Theorie nach Arrhenius wird
eingeführt. Der Zusammenhang zwischen pH-Wert und Konzentration an Hydroxid-Ionen wird z.B. anhand

unterschiedlich konzentrierter Natronlaugen hergestellt. Dabei wird der Begriff der Stoffmengenkonzentration
verwendet.
Salzsäure und Natronlauge werden unter Beobachtung des pH-Werts und der Temperatur zusammengegeben. Die
Beobachtungen werden durch das Modell der exothermen Neutralisationsreaktion als Protonenübertragungsreaktion
erklärt.
Das Verfahren der Titration wird zur Bestimmung der Konzentration von sauren bzw. alkalischen Lösungen
unbekannter Konzentration eingeführt und geübt. Eine Fehleranalyse ist obligatorisch.
Unterrichtseinheit: Organische Chemie
Der Begriff „Organische Chemie“ wird definiert. Die große Anzahl an organischen Verbindungen wird durch die
Besonderheit im Aufbau und der Bindungsbildung von Kohlenstoff-Atomen erklärt.
Alkane
Methan (Erdgas) wird als Energieträger untersucht und durch qualitativen Nachweis der von Kohlenstoff- und
Wasserstoff-Atomen als Bestandteil z.B. der Methan-Moleküle identifiziert, indem z. B. Methan verbrannt wird.
Kohlenstoffdioxid (Kalkwasserprobe) und Wasser (Kondensation, Probe mit Kobaltchloridpapier) werden
nachgewiesen.
Anhand von Informationen über das verbrannte Methanvolumen, die Dichte von Methan und die Massen an
entstehendem Kohlenstoffdioxid und Wasser wird die Summenformel von Methan bestimmt (quantitative Analyse).
Das Verfahren wird an weiteren Kohlenwasserstoffen geübt. Zur Bestimmung der molaren Masse wird der Satz von
Avogadro eingeführt und angewendet.
Anhand der Summelformel wird die Lewis-Formel eines Methan-Moleküls aufgestellt. Der Bau eines Methan-Moleküls
wird mit Hilfe des Elektronenpaarabstoßungsmodells bestimmt. Die homologe Reihe der Alkane wird eingeführt:
Summenformeln bis Dodecan, Namen, allgemeine Summenformel, Molekülbau. Das Phänomen der Isomerie wird
besprochen.
Die Stoffeigenschaften der Alkane (Schmelz-, Siedetemperatur, Löslichkeit) werden betrachtet/untersucht und auf
Teilchenebene durch die unpolaren Moleküle und das Modell der van-der-Waals-Bindungen erklärt. Dabei wird das
Begriffspaar „hydrophob/hydrohil“ auf Stoffebene und das Paar „unpolar/polar“ auf Teilchenebene angewendet.
Die chemische Eigenschaft der Brennbarkeit und damit die Bedeutung der Stoffe aus der Stoffgruppe der Alkane im
Alltag als Energieträger wird herausgestellt: Methan als Bestandteil von Erdgas und Biogas, Ethan, Propan und Butan
dienen als Brennstoffe zum Heizen, Kochen und in Feuerzeugen. Die Reaktionsgleichungen der
Verbrennungsreaktionen werden formuliert und verallgemeinert.
Die chemische Eigenschaft der Reaktion der Alkane mit Halogenen unter Lichteinfluss wird untersucht und durch den
Reaktionstyp der radikalischen Substitution inklusive des Reaktionsmechanismus erklärt. Die Verwendungen der bei
der Reaktion entstehenden Halogenalkane und die Stoffeigenschaft der ozonschädigenden Wirkung werden erarbeitet
und erklärt. In diesem Zusammenhang wird die Funktion des Ozons in der hohen Atmosphäre erklärt.
Alkene
Die homologe Reihe der Alkene wird eingeführt: Summenformeln, Namen, allgemeine Summenformel, Molekülbau.
Die chemische Eigenschaft der Reaktion der Alkene (Hexen ist in der Sammlung vorhanden) mit Halogenen ohne
Lichteinfluss wird untersucht und durch den Reaktionstyp der (elektrophilen) Addition ohne Betrachtung des
Reaktionsmechanismus erklärt.
Alkanole/Alkanale/Alkanone/Alkansäuren
Die homologe Reihe der Alkanole wird eingeführt: Summenformeln, Namen, allgemeine Summenformel, Molekülbau.
Ethanol wird durch alkoholische Gärung hergestellt und durch Destillation als Reinstoff gewonnen. Die Wikungsweise
von Ethanol auf den menschlichen Körper und die Folgen eines langfristigen Ethanolmissbrauchs werden erörtert. Der
Blutalkoholgehalt wird in Abhängigkeit von getrunkenem Volumen, Ethanolgehalt und Körpermasse berechnet. Die
Zeit zum Abbau des Blutalkoholgehalts wird berechnet. Die Regelungen der StVO bezüglich der Thematik „Fahren
unter Alkoholeinfluss“ werden den Schülern vorgestellt. Die Löslichkeit von Alkanolen in hydrophilen und hydrophoben
Lösungsmitteln wird untersucht und erklärt (verschiedene Formen der zwischenmolekularen Wechselwirkung).
Die chemische Eigenschaft der Oxidierbarkeit primärer und sekundärer Alkanole wird praktisch untersucht und erklärt.
Dazu wird der erweiterte Begriff der Redoxreaktion als Elektronenübertragungsreaktionen, evtl. zunächt an einem
einfachen Beispiel aus der anorganischen Chemie (z.B. Reaktion von Magnesium und Brom), eingeführt und
angewendet. Der Unterschied zwischen dem in der 8.Klasse benutzten Begriff der Redoxreaktion als
Sauerstoffübertragungsreaktion und dem in der 9. Klasse benutzten Begriff wird verdeutlicht. Die Begriffe
„Elektronendonator“ und „Elektronenakzeptor“ werden ebenso wie die Oxidationszahlen eingeführt und angewendet.
Die Stoffgruppen der Alkanale/Alkanone/Alkansäuren werden als Oxidationsprodukte der Alkanole eingeführt:
Summenformeln, Namen, allgemeine Summenformel, Molekülbau.