Vorklasse
Chemie
In der Vorklasse befasst man sich im Wesentlichen mit den Grundlagen der Chemie und der
anorganischen Chemie (der Chemie ohne Kohlenwasserstoffe).
Es werden die Grundbegriffe für die folgenden Jahrgangsstufen gelegt und aufgefrischt, die für die folgenden Jahrgangsstufen wichtig sind. Der Besuch der Vorklasse ist jedoch nicht Voraussetzung zum erfolgreichen Bestehen der 12. Klasse ’Chemie’. Er empfiehlt sich jedoch sehr, wenn wenig chemische Kenntnisse vorhanden sind oder der ‚Chemieunterricht’ bereits sehr lange zurückliegt.
Die beispielhaft genannten Lerninhalte sind oft mit denen der 12. Klasse identisch. Sie werden in den beiden Jahrgangsstufen jedoch unterschiedlich tiefgründig unterrichtet. So liegt in der Vorklasse das Hauptaugenmerk auf der soliden Vermittlung von Grundlagen, während in der 12. Klasse einige Vorkenntnisse vorausgesetzt werden und eher alltäglichen Fragen und Phänomenen auf den Grund gegangen wird.
Die Lerninhalte folgen jeweils mit einigen Alltagsbeispielen und Beispielen zu Fragestellungen: Hier wird nicht exakt der Inhalt des Lehrplans wiedergegeben, sondern das, womit sich die Schulchemie unter Bezug auf die Lehrpläne befasst.
• Fachabgrenzung ‚Chemie’ und Auswirkungen der Chemie auf unsere Welt
– Wodurch unterscheiden sich die 3 Naturwissenschaften Chemie, Physik und Biologie?
– Welche Auswirkungen und welchen Bezug hat die Chemie – für unseren Alltag?
– Wo verwenden wir Chemie alltäglich, ohne dass wir uns bewusst sind?
– Welche volkswirtschaftliche Größe ist die Chemie und chemische Industrie? (die dritt größte)
• Stoffeinteilungen, Stofftrennungen und Eigenschaften der Stoffe
– Was ist ein Reinstoff, ein homogenes oder heterogenes Gemisch?
– Welche Gemischtypen sind Wein, Bier, Regen, Nebel, etc.
– Was ist der Unterschied zwischen Element und Verbindung?
– Wie lassen sich Stoffe chemisch und physikalisch unterscheiden?
– Wie trennt man Gemische? – Anwendungen in der Technik, Wirtschaft
– Was sind Kenngrößen und welche verwendet man zur Stofftrennung?
• Modellvorstellungen – Modell und Experiment unabdingbar verknüpft
– Wie entstanden sie, wie wird die Welt damit erklärt? Welche Schwächen u. Grenzen besitzen sie?
– Warum benötigt die Chemie Modelle, um die Welt zu beschreiben?
– Welche Modelle gibt es in der Chemie?
– Wie werden Modelle entwickelt? – Erkenntnisgewinn in der Naturwissenschaft Chemie.
• Formales, chemische Symbolik und quantitative Aussagen chem. Gleichungen
– Bedeutung und Aussagen von chem. Formeln, Reaktionsgleichungen und Begriffsdefinitionen
(z.B. Element, Isotop, Verbindung, chem. Reaktionen)
– Einfache Berechnungen zu Mengen (Mol, Atommasse, Konzentration, …)
z.B.: Wie viel Gramm Wasser (H2O) entstehen bei der Verbrennung von 10 g Zucker (C6H12O6)
– Benennen von chem. Formeln (z.B. H2SO4 = Schwefelsäure)
• Atombau und Periodensystem der Elemente
– Wie sind Atome – nach heutigem Kenntnisstand – aufgebaut?
– Wie ist das Periodensystem der Elemente aufgebaut, welche Tendenzen sind erkennbar?
– Worin besteht der Zusammenhang zwischen Periodensystem der Elemente und Atombau?
– Welche Eigenschaften besitzen die einzelnen Stoffklassen (z.B. Metalle, Halbleiter)?
– Warum ist Diamant ein Isolator, Graphit hingegen ein Stromleiter, obwohl beide aus reinem
Kohlenstoff bestehen? Wieso leitet Diamant unter UV-Licht Strom?
• Reaktionen und Eigenschaften der Stoffklassen (Atombindung, Ionenbindung, Metallbindung)
– Schreibweisen/ Darstellung der Bindungstypen. – Die Bedeutung/Aussagekraft von chem. Formeln
– Was sind Legierungen, Salze und Moleküle und wo werden sie im Alltag verwendet?
– Bedeutung und Charakteristika der verschiedenen Bindungstypen für die Stoffeigenschaften und
deren Auswirkungen auf unseren Alltag:
– Warum sind Salze spröde, Metalle biegbar? (Stein und Rost sind chem. betrachtet Salze)
– Warum senkt Salz den Gefrierpunkt von Wasser oder erhöht dessen Siedepunkt?
– Warum ist Kupfer bei Raumtemperatur schmiedbar, Eisen hingegen erst bei ca. 1000 ° C?
– Wieso ist Kohlendioxid (CO2) gasförmig und für den Treibhauseffekt verantwortlich?
• Polare und unpolare Atombindung, Dipol und räumlicher Bau, sowie Nebenvalenzbindungen
– Wieso löst sich Öl nicht in Wasser?
– Wieso besitzt Wasser so einen hohen Schmelz- bzw. Siedepunkt?
• Energiebeteiligungen bei chemischen Reaktionen
– Welche Bedingungen müssen herrschen, damit Stoffe eine chemische Reaktion eingehen?
– Wieso können sich Stoffe spontan selbst entzünden?
– Wieso setzen manche chemische Reaktionen Energie frei, wieso benötigen manche chem.
Reaktionen Energie? (exotherme und endotherme Reaktionen)
– Wieso reagieren Stoffe mit Katalysatoren besser?
• Reaktionsprinzipien in der Chemie
Acceptor-Donor-Prinzipien (Säure-Basentheorie, Redoxchemie)
– Was passiert beim Rosten? Was ist eigentlich Korrosion?
– Was sind Säuren, Laugen und Puffer? Wie reagieren sie? Was bedeutet Neutralisation?
– Warum verfärbt sich schwarzer Tee, wenn man Zitrone hinzu gibt?
– Wieso kann man mit einem Apfel Strom erzeugen?
– Wie funktioniert eine Batterie oder ein Akkumulator und welcher Temperatureinfluss besteht?