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Home » Lehrplan (Pflicht-/Wahlpflichtfächer) » III Jahrgangsstufen-Lehrplan » Jahrgangsstufe 9 » Chemie (NTG)
9 Chemie (NTG 2 + Profil)

Ausgehend vom Experiment erweitern die Schüler ihre Kenntnisse vom Aufbau der stofflichen Welt und dem Ablauf chemischer Reaktionen, wobei ihnen Basiskonzepte als Orientierungshilfe dienen. Das Donator-Akzeptor-Konzept, dem die Schüler am Beispiel von Säure-Base- und Redoxreaktionen begegnen, erleichtert ihnen aber nicht nur die Systematisierung chemischer Vorgänge, sondern führt auch zu einem tieferen Verständnis zahlreicher Reaktionen. Mit dem Struktur-Eigenschafts-Konzept werden viele physikalische Eigenschaften anorganischer und organischer Stoffe als Folge zwischenmolekularer Kräfte verständlich und vorhersagbar. Anhand einfacher Experimente setzen sich die Schüler mit grundsätzlichen quantitativen stofflichen und energetischen Gesetzmäßigkeiten chemischer Reaktionen auseinander. Die Durchführung qualitativer Nachweisreaktionen, der Umgang mit sauren und basischen Lösungen und die Begegnung mit Oxidations- und Reduktionsmitteln erweitern die Stoffkenntnisse der Schüler und schärfen ihr Bild von der Lebensbedeutsamkeit der Chemie.

Die Schüler haben die Möglichkeit, sich im Profilbereich mit weitergehenden Inhalten aus der Vorschlagsliste in CNTG 9.6 vertraut zu machen, und vertiefen damit ihre Fachkenntnisse und experimentellen Fertigkeiten.

In der Jahrgangsstufe 9 erwerben die Schüler folgendes Grundwissen:
  • Die Schüler können einfache Nachweisverfahren durchführen.
  • Sie beherrschen einfache Berechnungen zum Stoff- und Energieumsatz.
  • Sie sind in der Lage, den räumlichen Bau einfacher Moleküle zu beschreiben, daraus die zwischen den Molekülen herrschenden Kräfte abzuleiten und auf  wesentliche Eigenschaften der betreffenden Stoffe zu schließen.
  • Sie können das Donator-Akzeptor-Konzept auf Säure-Base- und Redoxreaktionen anwenden.
  • Sie können Säure-Base-Titrationen durchführen und auswerten.
  • Sie kennen Anwendungsbeispiele für Redoxreaktionen in Alltag und Technik.
  • Sie können einfache Experimente in Teilaspekten selbständig planen.

 

CNTG 9.1 Qualitative Analysemethoden (ca. 6 Std.)

Bei der Beschäftigung mit chemischen Nachweisreaktionen wiederholen die Schüler ihre Kenntnisse über Salze, Metalle und molekular gebaute Stoffe aus der vorherigen Jahrgangsstufe. An ausgewählten Beispielen erhalten sie einen Einblick in die Methodik der analytischen Chemie.

  • ­ Ionennachweise; Prinzip der Blindprobe
  • ­ Flammenfärbung, Spektralanalyse [→ Ph 9.2 Atome, Ph 9.4 Analytische Methoden]
  • ­ Nachweis molekular gebauter Stoffe

CNTG 9.2 Quantitative Aspekte chemischer Reaktionen (ca. 10 Std.)

Mit der Stoffmenge lernen die Schüler eine neue Größe kennen, welche die Beziehung zwischen Stoff- und Teilchenebene quantitativ zugänglich macht. An praxisnahen Beispielen wenden die Schüler die Stoffmenge und die daraus abgeleiteten Größen zur Erfassung chemischer Reaktionen an und erfahren die Chemie als exakte Naturwissenschaft.

  • Prinzip der Massenspektrometrie: Atommasse, atomare Masseneinheit
  • Stoffmenge, Avogadro-Konstante, molare Masse und molares Volumen
  • einfache Berechnungen unter Verwendung von Größengleichungen; Beispiele mit Bezug zur Lebenswelt
  • ­Abhängigkeit der Reaktionsenergie von der umgesetzten Stoffmenge
  • ­Energiebilanz der Salzbildung, Gitterenergie

CNTG 9.3 Molekülstruktur und Stoffeigenschaften (ca. 12 Std.)

Durch eine stark vereinfachte bildhafte Darstellung lernen die Schüler das Orbital als Aufenthaltsraum von Elektronen kennen und leiten mithilfe des Elektronenpaarabstoßungsmodells den räumlichen Bau von Molekülen ab. Der Begriff der Elektronegativität erleichtert den Schülern das Verständnis der polaren Atombindung und der davon ausgehenden Kräfte. Durch Vergleich von Dipol-Dipol-Kräften, Wasserstoffbrücken und Van-der-Waals-Kräften erfassen die Schüler den Zusammenhang zwischen dem Molekülbau und den spezifischen Eigenschaften eines Stoffes. Sie untersuchen die Auswirkungen zwischenmolekularer Kräfte auf die Mischbarkeit von Stoffen in Haushalt, Technik und Umwelt. Dabei erkennen sie die überragende Bedeutung des Wassers für das Leben auf der Erde. ­

  • Orbital als Aufenthaltsraum der Elektronen
  • ­räumlicher Bau von Molekülen: Elektronenpaarabstoßungsmodell
  • polare Atombindung, Elektronegativität, Dipolmolekül
  • zwischenmolekulare Kräfte: Dipol-Dipol- und Dipol-Ionen-Kräfte, Wasserstoffbrücken, Van-der-Waals-Kräfte
  • Einfluss zwischenmolekularer Kräfte auf Siedetemperatur und Löslichkeit, auch am Beispiel einfacher organischer Moleküle
  • Eigenschaften und Bedeutung des Wassers: Wasser als Lösungsmittel (Hydratation, Energiebeteiligung); Dichteanomalie

CNTG 9.4 Protonenübergänge (ca. 14 Std.)

Saure und basische Lösungen sind den Schülern aus ihrer Lebenswelt bekannt. Die Definition des Säure-Base-Begriffs nach Brönsted führt zu einer Klärung der Alltagsbegriffe und verhilft den Schülern im weiteren Verlauf des Unterrichts dazu, viele Reaktionen auf ein gemeinsames Prinzip zurückzuführen. Sie vertiefen ihre erworbenen Kenntnisse durch Betrachtung ausgewählter Säuren und Basen. Anhand der Durchführung und Auswertung von Säure-Base-Titrationen lernen sie einen quantitativen Aspekt des Donator-Akzeptor-Konzepts kennen. Dabei werden Grundfertigkeiten in der Berechnung des Stoffumsatzes wiederholt.

  • saure und basische Lösungen; Indikatoren, pH-Skala
  • ­Säure als Protonendonator, Base als Protonenakzeptor, Ampholyt
  • ­Säure-Base-Reaktionen als Protonenübergänge
  • ­Neutralisation, Säure-Base-Titration, Stoffmengenkonzentration
  • ­wichtige Säuren und Basen in Natur und Technik

CNTG 9.5 Elektronenübergänge (ca. 14 Std.)

Die Übertragung des Donator-Akzeptor-Konzepts auf Redoxreaktionen zeigt den Schülern die Analogie zu Säure-Base-Reaktionen und verdeutlicht, dass Oxidation und Reduktion stets miteinander gekoppelt sind. Das Konzept der Oxidationszahl erleichtert den Schülern das Erkennen und Formulieren von Redoxreaktionen. Die große Bedeutung von Redoxvorgängen wird an einigen Beispielen aus Alltag und Technik verdeutlicht. Dabei lernen die Schüler auch das Prinzip der Umkehrbarkeit chemischer Reaktionen kennen.

  • Oxidation als Elektronenabgabe, Reduktion als Elektronenaufnahme
  • ­Redoxreaktionen als Elektronenübergänge, Oxidationszahl
  • ­wichtige Reduktions- und Oxidationsmittel
  • ­wechselseitige Umwandlung chemischer in elektrische Energie bei Redoxvorgängen: Batterie oder Akkumulator, Brennstoffzelle [→ Ph 9.4 Energietechnik]; Elektrolyse

CNTG 9.6 Profilbereich am NTG

An ausgewählten Themen können die Schüler im Profilbereich die in CNTG 9.1 bis 9.5 beschriebenen Inhalte vertiefen. Die Auswahl orientiert sich an den Interessen der Schüler und bietet damit viele Anknüpfungspunkte an persönliche Erfahrungen. Die Vielfalt der experimentellen Untersuchungen fordert ihre Kreativität und verdeutlicht ihnen die zentrale Stellung des Experiments bei der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung. An unterschiedlichen Beispielen erfahren die Schüler die für die Technik charakteristische problemorientierte Vorgehensweise und können diese in einfacher Weise nachvollziehen. Die Erkundung von Betrieben unter geeigneten Aspekten kann den Schülern einen Einblick in die technische Umsetzung chemischer Vorgänge geben.

In Schülerexperimenten, im arbeitsteiligen Gruppenunterricht oder im Projektunterricht arbeiten die Schüler in hohem Maß selbständig und selbstverantwortlich. Das fördert nicht nur die Weiterentwicklung naturwissenschaftlicher Kompetenzen, sondern auch allgemeine Arbeitstechniken wie den Umgang mit Information, die Zusammenarbeit im Team und das Präsentieren der gewonnenen Ergebnisse. Bei der Arbeit im Schülerlabor erweitern die Jugendlichen ihre Erfahrungen im sachgerechten Umgang mit Chemikalien und Geräten. Dabei sind die Richtlinien zur Sicherheit im Unterricht zu beachten.

Themenvorschläge

Die aufgeführten Inhalte sind als Anregungen zu verstehen.

Dieser Lehrplanpunkt besitzt Wahlpflichtcharakter. Es handelt sich um einen Vorschlagskanon, aus dem die Lehrkraft auswählen kann. Die Auswahl orientiert sich an den Interessen der Schüler und dient der Vertiefung von Inhalten aus CNTG 9.1 - CNTG 9.5.

  • qualitative Analytik [→ Ph 9.4 analytische Methoden]:
    Spektralanalyse bei Flammenfärbungen, Fällungs- und Farbreaktionen; Untersuchung von Düngemitteln oder Stoffen aus dem Haushalt; Spurenanalyse in der Kriminalistik
  • quantitative Analytik:
    Untersuchung von Wasser, Luft, Boden oder Lebensmitteln durch Titration oder Photometrie [→ CNTG 8.4 Photometer] experimentelle Bestimmung einer molaren Masse
  • Wasser – eine besondere Chemikalie:
    Wasser als Lebensgrundlage, Wasserkreislauf, Wasseranalytik, Wasser als Wirtschaftsgut
  • großtechnische Chemie:
    technische Gewinnung von Schwefel- oder Salpetersäure; Düngemittelproduktion; vom Sand zum Chip; vom Erz zum Metall; Metalle als Werkstoffe
  • Chemie und Energietechnik [→ Ph 9.4 Energietechnik]:
    kalorimetrische Experimente, Bestimmung von Brennwerten verschiedener Energieträger, Bildung und Elektrolyse von Zinkiodid, elektrochemische Energiequellen, Solarwasserstofftechnik, Bedeutung regenerativer Energiequellen, Nachhaltigkeit
  • historische Aspekte:
    Bestimmung der Atommasse, Ölfleckversuch [→ Ph 9.2 Atome], Wasserstoff als Füllgas von Ballons und Luftschiffen, Färben mit Naturfarbstoffen, Anfänge der Elektrochemie [→ G 8.5 Entwicklung der Naturwissenschaften]
  • Säuren und Basen in Alltag und Technik:
    Untersuchung saurer und basischer Lösungen des Alltags z. B. durch Titration, Ätzen und Laugen als Oberflächenbehandlung, Bedeutung der Neutralisation bei der Behandlung von Abwässern, Indikatoren aus Pflanzeninhaltsstoffen
  • Redoxvorgänge in Natur und Technik:
    Redoxvorgänge in biologischen Systemen; Brandschutz und Brandbekämpfung; Pyrotechnik (z. B. Wunderkerzen, Bengalisches Feuer); Eisen (Hochofenprozess, Thermitschweißen, Korrosion)
  • Chemie von Schülern für Schüler:
    Konzeption eines Experimentierkastens, Lernen durch Lehren, Chemievorführung für Schüler und Eltern
  • Chemie und Computer:
    Messwerterfassung und Darstellung von Versuchsergebnissen; Visualisierungstechniken z. B. für Molekülmodelle
  • Chemie vor Ort:
    Kohlekraftwerk, Müllheizkraftwerk, Wasserwerk, Kläranlage, Feuerwehr
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