Lehrplan Chemie
Vorwort
Der Lehrplan soll die Schüler auf die Anforderungen der
Oberstufe/ Grundkurs Chemie vorbereiten.
Bis Klasse 10 sollen die nach den KMK Beschlüssen erforderlichen Kenntnisse im Fach Chemie für die Sekundarstufe I vermittelt werden. Um diese beiden Forderungen zu erfüllen, muß eine Anlehnung an entsprechende deutsche Lehrpläne für Gymnasien erfolgen.
Da die brasilianischen Lehrpläne anderen Anforderungen gerecht werden müssen - insbesondere dem Vestibular - unterscheiden sich die Lehrpläne grundlegend in ihrer Systematik. Eine Abstimmung ist daher nur bedingt möglich und muß sich darauf beschränken, daß die jeweiligen Fachlehrer auf die Vorkenntnisse, die die Schüler bereits erworben haben, zurückgreifen, im Unterrricht ansprechen und vertiefen.
Im vorliegenden Lehrplanentwurf wird daher nur in Kursivschrift unter der Spalte Unterrichtshinweise auf die entsprechenden Lehrplaneinheiten im brasilianischen Lehrplan hingewiesen.
Die Stundenansätze sind als Richtlinien anzusehen, die auch in Abhängigkeit von der Leistungsfähigkeit und dem Interesse der Schüler flexibel zu handhaben sind.
Dem Umweltschutz muß im Chemieunterricht ganz besonders Rechnung getragen werden. In einer Stadt wie São Paulo werden die Schüler mit den negativen Seiten der Zivilisation besonders hart konfrontiert. Die Möglichkeiten des Umweltschutzes durch die chemische Technologie, aber auch Gefahren durch Chemikalien, die z. B. unseren Alltag teilweise erleichtern und unsere Ernährung sichern , müssen in allen Klassenstufen aufgezeigt und bewußt gemacht werden.
Entsprechend den in Deutschland - insbesondere Baden Würtemberg - an Gymnasien eingeführten Lehrwerken wird für die Mittelstufe das Chemiebuch "Elemente Chemie 1" , für die Oberstufe "Elemente Chemie 2" ( Klett Verlag, Stuttgart) vorgeschlagen.
Lehrplaneinheit 1: Stoffe und Reaktionen Stunden: 16
Bei der Untersuchung von Stoffen erkennen die Schülerinnen und Schüler, daß zur Identifizierung mehrere Eigenschaften herangezogen werden müssen. Sie erfahren erstmals Grundbegriffe und Arbeitsweisen der Chemie. Bei der Durchführung einfacher chemischer Reaktionen werden als deren Merkmale die Entstehung anderer Stoffe und Energieumsätze erkannt. Dabei wird Neugierde geweckt, Aufmerksamkeit und sorgfältiges Beobachten von Phänomenen werden geschult, Teamarbeit wird gefördert. Die Zusammenarbeit mit dem Fach Physik zeigt den Schülerinnen und Schülern den ganzheitlichen Charakter naturwissenschaftlicher Betrachtungsweise.
Lerninhalte Anmerkungen/Bezug bras. Lehrplan
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Untersuchung von
Reinstoffen
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Eigenschaftskombinationen
zur Kennzeichnung von Stoffen Schülerübungen |
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Gemische |
Kenntnis der Anwendung der Trennungsmethoden technologisch, z.B. Müllsortierung | ||
Einfache Trennmethoden zur
Gewinnung von Reinstoffen
Anwendung des Teilchenmodells |
Schülerübungen
Absprache und Zusammenarbeit mit Physik |
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Chemische Reaktionen | |||
Synthese und Analyse |
Anwendung der Begriffe
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Element und Verbindung | |||
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Schülerübungen | ||
Exotherme und endotherme
Reaktionen Aktivierungsenergie |
9 / Kapitel 1 und 2
außer 2 c und d,
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Lehrplaneinheit 2: Luft, Sauerstoff, Oxide Stunden 8
Die Schülerinnen und Schüler erkennen den Sauerstoff als Bestandteil der Luft und als wichtigen Reaktionspartner. Die Vielfalt der Erscheinungen und Vorgänge, an denen Sauerstoff beteiligt ist, überrascht und regt zum Staunen an. Durch die Behandlung von Verbrennungsvorgängen lernen die Schülerinnen und Schüler, Gefahrenmomente zu erkennen und verschiedene Arten der Brandbekämpfung zu verstehen. Zusammenhänge werden systematisch im Lehrplan, Kapitel 1 und 3 der Klasse 10 dargestellt.
Lerninhalt Anmerkungen/brasiliansicher Lehrplan
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Die Luft als Gasgemisch und
ihre Zusammen- setzung |
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Eigenschaften von Sauerstoff | Lavoisier (1743 - 1794) | ||
Oxidation als Reaktion mit
Sauerstoff |
Scheele (1742 - 1786) Die Begriffe werden in 9/ 5f im Zusammenhang mit den chem. Bindungsarten erläutert. |
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Reduktion als Umkehrung der Oxidation | Reduktion eines Metalloxids | ||
Redoxreaktion | Schülerübungen | ||
Brandverhütung, Brandbekämpfung | Handhabung eines
Feuerlöschers, Erste Hilfe --> Biologie Besuch bei der Feuerwehr |
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Lehrplaneinheit 3: Wasser,
Wasserstoff Stunden: 6
Die Schülerinnen und Schüler begreifen, welche überragende Bedeutung dem Wasser in der Natur zukommt. Sie lernen saure und alkalische Lösungen als Reaktionsprodukte von Oxiden mit Wasser kennen. Die Entdeckung, daß sich die Flüssigkeit Wasser in die Gase Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen läßt, erweitert ihre durch den Alltag geprägten Vorstellungen. Es werden teilweise Inhalte aus 10/1 und 3 angesprochen. Es werden zur Thematik hauptsächlich Berechnungen durchgeführt, die in dt. Lehrplänen lediglich exemplarisch behandelt werden.
Lerninhalte Anmerkungen/ Bezug brasilianischer Lehrplan
Eigenschaften und Bedeutung des Wassers | Löslichkeit von Sauerstoff im Hinblick auf das Leben im Wasser | ||
Saure, neutrale und alkalische Lösungen | Möglichkeiten der
Behandlung saurer und alkalischer Abwässer |
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Schülerübungen in Kap. 10/7 werden hauptsächlich Berechnungen durchgeführt |
Zerlegung und Synthese von
Wasser |
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Eigenschaften und Bedeutung von Wasserstoff | Gefahren im Umgang mit
Wasserstoff und anderen brennbaren Gasen |
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Lehrplaneinheit 4:
Quantitative Beziehungen Stunden: 6Anhand quantitativer Untersuchungen chemischer Reaktionen werden Gesetzmäßigkeiten hergeleitet bzw. bestätigt. Die Daltonsche Atomvorstellung und die Formelsprache fördern das modellmäßige Betrachten. So wird die theoretische Durchdringung der Chemie möglich. Das quantitative Arbeiten stärkt die Ausdauer, fördert die Selbständigkeit und erzieht zur Exaktheit. Die Schülerinnen und Schüler lernen, Experimente objektiv zu bewerten.
Den Schülern sind einige Begriffe aus dem bras. Unterricht bekannt: 9/2c und d, in 10/ 1 bis 3 werden noch einmal die Begriffe eingeführt und umfangreiche Beispielaufgaben berechnet.
Unterrichtsinhalt Anmerkungen/Bezug brasilianischer
Lehrplan
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Gesetz von der Erhaltung der
Masse und Gesetz der konstanten Massenverhältnisse |
Größengleichungen
10/1-3 Lomonossow (1711 - 1765) Schülerübungen |
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Atomhypothese von Dalton | Dalton (1766 - 1844) 9/2c,d | ||
Chemische Formel | Berzelius (1779 - 1848) | ||
Atom und Molekül, atomare
Masseneinheit, Atom- und Molekülmasse, Avogadro-Konstante |
Avogadro (1776 - 1856)
10/4 Loschmidt (1821 - 1895) |
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Stoffmenge und ihre Einheit
Mol, molare Masse, molares Volumen
Satz von Avogadro |
Loschmidtsche Zahl Die Fachbegriffe werden in 10/ 2 und 10/4 eingeführt und zahlreiche Rechenbeispiele durchgeführt (Schwerpunkt!) |
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Reaktionsgleichung als quantitative Beschreibung einer Reaktion | Quantitative Beziehungen können an geeigneten Beispielen der folgenden Lehrplaneinheiten angewandt werden. | ||
Lehrplaneinheit 5:
Alkalimetalle und Calcium Stunden: 8Die wichtigen Alkalimetalle Lithium, Natrium und Kalium und das Erdalkalimetall Calcium mit ihren für Metalle zum Teil ungewöhnlichen Eigenschaften werden vorgestellt. An der Reihe der Alkalimetalle wird das Ordnungsprinzip der Elementgruppe entwickelt. Mit ihm lernen die Schülerinnen und Schüler, vielschichtige Zusammenhänge zu durchschauen, zu ordnen und darzustellen. Mit den Hydroxiden dieser Metalle lernen sie wichtige Grundprodukte der chemischen Industrie kennen.
Lerninhalte Anmerkungen/Bezug brasilianischer Lehrplan
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Eigenschaften von Lithium, Natrium, Kalium | |
Alkalimetalle, Elementgruppe | |
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Schönbein (1799 -
1868) 9/6 b |
Calcium, Calciumhydroxid und
seine wäßrige Lösung |
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Flammenfärbung mit
Alkalimetall- und Erdalkalimetallverbindungen |
Bunsen (1811 - 1899) Schülerübungen |
Lehrplaneinheit 6:
Halogene Stunden: 6Bei der Beschäftigung mit Elementen aus der Gruppe der
Halogene und mit wichtigen Halogenverbindungen wiederholen die
Schülerinnen und Schüler das Ordnungsprinzip der Elementgruppe
und erkennen die Bedeutung dieser Stoffe für den Menschen.
Zugleich werden auch Einsichten in Umwelt- und
Sicherheitsprobleme sowie sachgerechtes Verhalten im Umgang mit
Gefahrstoffen vermittelt.
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Halogene als
Elementgruppe
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Bei der Behandlung der Halogene kann auf die gesundheitlichen Aspekte von Halogeniden eingegangen werden: |
Reaktionen mit Metallen und Wasserstoff | iodiertes Kochsalz, Fluoride. | ||
Salzlagerstätten,
Salzgewinnung durch Meerwasser Exkursion |
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Eigenschaften von
Chlorwasserstoff Bildung von Salzsäure |
9/ 6a und c | ||
Lehrplaneinheit 1: Periodensystem und Atombau 8 Stunden
Bei der Behandlung von Atombau und Periodensystem der Elemente sollen die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung von Modellvorstellungen für das Verständnis komplexer Zusammenhänge kennenlernen. Auf die Kenntnisse aus Klasse 9 des brasiliansichen Lehrplanes sollte zurückgegriffen werden.
Lerninhalt Anmerkung/brasilianischer Lehrplan
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Periodensystem als
Ordnungsprinzip und Informationsschema |
Es genügt die Behandlung
der Hauptgruppen. Meyer (1830 - 1895), Mendelejew (1834 - 1907) |
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Kern - Hülle - Modell
Schalenmodell |
Das eingeführte Atommodell
soll Grundlage für die Bindungslehre sein. Fächern ein geeignetes Atommodell verwendet werden. |
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Zusammenhang zwischen Atombau und Stellung im Periodensystem | Klasse 9, Lehrplaneinheit 3 | ||
Lehrplaneinheit 2: Salze
und Ionenbindung, molekulare Stoffe und Atombindung Stunden:
30
Auf der Grundlage des eingeführten Atommodells wird die Ionenbindung erklärt. Beim Erschließen der Zusammenhänge zwischen Struktur und Eigenschaften von Ionenverbindungen lernen die Schülerinnen und Schüler eine spezifisch chemische Denkweise kennen. Sie schulen dabei ihr räumliches Vorstellungsvermögen und üben, Erkenntnisse nachzuvollziehen. Als weitere Bindungen werden die unpolare und die polare Atombindung vorgestellt. Dadurch verstehen sie den dipolaren Bau des Wassermoleküls als Ursache für die erstaunlichen Eigenschaften des Wassers. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse lassen sich auf das Ammoniakmolekül und dessen Verhalten bei Protonenübergangsreaktionen übertragen. Die chemischen Bindungen wurden bereits systematisch in Klasse 9, Lehrplaneinheit 5 besprochen.
Lerninhalte Anmerkungen/ brasilianischer Lehrplan
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Salzbildung durch Reaktion
von Metall mit Nichtmetall
Elektronenübergangsreaktion
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Schülerübungen
Der Ionenbegriff kann auf experimenteller Grundlage auch im Anschluß an die Behandlung der Halogene eingeführt werden. |
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Eigenschaften und Bau von Ionenverbindungen | |||
Verhältnisformel | |||
Elektrolyse | Absprache mit Physik Klasse 9 Unterrichtseinheit 5 a bis g |
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und 6 d | |||
Typische Eigenschaften
molekularer Stoffe,
Moleküle |
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Pauling (geb. 1901) | ||
Elektronenpaaren (Lewis-Schreibweise)
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Schülerübungen | ||
Polare Atombindung | |||
Wassermolekül als Dipol, Wasserstoffbrücken |
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Schülerübungen | ||
Ammoniak und Ammoniumsalze | Klasse 9
Lehrplaneinheiten 3 , 4 und 7
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Protonenübergangsreaktionen
Stoffmengenkonzentration |
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Lehrplaneinheit 3
: Einfache organische Verbindungen Stunden: 22Die Behandlung des Erdöls zeigt die große Bedeutung dieses Rohstoffs für die Energieversorgung und die chemische und pharmazeutische Industrie. Aus der Erkenntnis, daß dieser Rohstoff nur in begrenztem Umfang zur Verfügung steht, sollen die Schülerinnen und Schüler die Verpflichtung zum sorgfältigen und sinnvollen Umgang mit den Schätzen der Natur ableiten. Auf die Bedeutung der brasilianischen Ölvorkommen ist hinzuweisen, ebenso auf die Bedeutung von Methanol als Kraftstoff in nationalen Autos.
Bei der Behandlung organischer Stoffe erfahren sie die erstaunliche Tatsache, daß mit wenigen Atomsorten und Verknüpfungsarten eine Vielzahl von Molekülen hervorgebracht wird. Die sich daraus ergebende Vielzahl von Stoffen läßt sich aufgrund funktioneller Gruppen in Stoffklassen mit typischen Eigenschaften einteilen. Gesundheitliche Belange sollen bei der Behandlung ausgewählter Stoffe zur Sprache gebracht werden.
Die Grundlagen der organischen Chemie werden in 11/7. 1-4 gelegt, die funktionellen Gruppen der Kohlenwasserstoffe bis Ketone werden in 11/8.1 bis 8.7 besprochen.
Lerninhalt Anmerkungen/ brasilianischer Lehrplan
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Erdöl Bedeutung |
Ölschiefer,
Schülerübungen Der Zusammenhang zwischen Ökologie und Ökonomie kann hier aufgezeigt werden. |
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Alkane | Sicherheitserziehung: 11/8.1 Umgang mit leicht entflammbaren Stoffen |
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van-der-Waals-Kräfte Strukturisomerie und Nomenklatur |
11/6.4 Einfache Beispiele |
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Alkene | |||
Halogenierung von Alkanen als Substitution und von Alkenen als Addition (ohne Mechanismus) | Je ein Beispiel Ökologische Bedeutung von halogenierten Kohlenwasserstoffen |
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Alkohole | Gärung: Bedeutung als
lebensmittelchemi- scher Prozeß |
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Wasserstoffbrücken |
Alkohole als
Treibstoff Gefahren des Alkoholmißbrauchs Verkehrserziehung |
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11/8.3 | |||
Oxidationsprodukte von
Alkoholen
Eigenschaften und Struktur an je einem Beispiel |
Biologie---> Stoffe der
Atmungskette 11/8.6 und 8.7
Gesundheitliche Aspekte Wöhler (1800 - 1882 |
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Mit den Carbonsäuren lernen die Schülerinnen und Schüler eine weitere Stoffklasse der organischen Chemie kennen. Sie finden einige Vertreter als natürliche Bestandteile in Lebensmitteln und erfahren auch ihre Verwendung als Konservierungsstoffe. Am Beispiel der Essigsäure kann die heutige und kulturhistorische Bedeutung eines alltäglichen Stoffes aufgezeigt werden. Im Zusammenhang mit dem Syntheseprinzip der Veresterung lernen sie ausgewählte Ester und Fette kennen. Praktisches Arbeiten bietet den Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, Experimente allein oder in der Gruppe zu planen, durchzuführen und auszuwerten. Einfache chemische Untersuchungsmethoden motivieren auch zu experimentellen Hausaufgaben.
Lerninhalte Anmerkungen/brasilianischer Lehrplan
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Alkansäuren als weitere
Oxidationsprodukte von Alkoholen Essig |
Herstellung eines Obst- oder Weinessigs |
Organische Säuren als
natürliche Bestandteile von Lebensmitteln Schülerübungen |
Milchsäure, Weinsäure,
Oxalsäure, Zitronensäure Fällungen, pH-Messungen, Bestimmung des Gesamtsäuregehalts in Milchprodukten und Säften durch Titration |
Organische Säuren als
Lebensmittelzusatzstoffe und Medikamente |
E-Nummern, Besuch einer Chemie-Fabrik z.B.Bayer do Brasil, Henkel, Höchst |
[ Sorbinsäure, Benzoesäure, Ascorbinsäure , Salycilsäure] | Bedeutung als Medikament |
Ester, Veresterung |
Aromastoffe, Parfümstoffe |
Herstellung einer Creme aus
Grundstoffen, Besuch einer Kosmetikfabik z.B. Avon
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Fette pflanzlicher und tierischer Fette
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Physiologische
Bedeutung
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Überblick: nachwachsende organische Rohstoffe | Zuckerrohr als Energielieferant, Kautschuk, Fasern |
Lehrplaneinheit 2: Anorganische
Kohlenstoffverbindungen und Kohlenstoffkreislauf
Stunden:10
Die Behandlung der Oxide des Kohlenstoffs, der Kohlensäure und ihrer Salze schafft die Grundlage für das Verständnis des Kohlenstoffkreislaufs. Anhand dieses globalen Kreislaufs gewinnen die Schülerinnen und Schüler einen Einblick in die vielfältig miteinander verzahnten Vorgänge unter stofflichen und energetischen Gesichtspunkten. Durch die experimentellen Arbeiten an einem Fluß und dem Trinkwasserreservoir von SÃO PAULO
verstehen die Schüler die Zusammenhänge von organischen Stoffeinträgen und Umweltbelastungen. Eine Zusammenarbeit im Fach Biologie ist eine wichtige Ergänzung.
Lerninhalte Anmerkungen/brasilianischer Lehrplan
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Oxide des Kohlenstoffs
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Vulkanismus 9/6 d |
Kohlensäure und ihre
Salze |
Schülerübungen technische Bedeutung Backtreibmittel |
Geochemischer Kohlenstoffkreislauf | exemplarisch:
Kohlenstoffkreislauf in einem Ge-wässer: Bestimmung der
Sauerstoffzehrung oder des BSB im Rio Tiete
(Fließgewässer) und der Represa (Stausee) Biologie---> biologische Gewässergütebestimmung |