Inhaltsfelder

• Stoffe als Energieträger

Inhaltliche Schwerpunkte

• Alkane
• Alkanole
• Fossile Energieträger

Schwerpunkte der Kompetenzerwartungen

Schülerinnen und Schüler können

• chemische Konzepte und Analogien für Problemlösungen begründet auswählen und dabei zwischen wesentlichen und unwesentlichen Aspekten unterscheiden. (UF2)
• Prinzipien zur Strukturierung und zur Verallgemeinerung chemischer Sachverhalte entwickeln und anwenden. (UF3)
• zu untersuchende Variablen identifizieren und diese in Experimenten systematisch verändern bzw. konstant halten. (E4)
• in Situationen mit mehreren Entscheidungsmöglichkeiten kriteriengeleitet Argumente abwägen, einen Standpunkt beziehen und diesen gegenüber anderen Positionen begründet vertreten. (B2)
• Konfliktsituationen erkennen und bei Entscheidungen ethische Maßstäbe sowie Auswirkungen eigenen und fremden Handelns auf Natur, Gesellschaft und Gesundheit berücksichtigen. (B3)

Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung

neben schriftlichen Überprüfungen sollen auch in die Bewertung einfließen:

• Nutzung von Computerprogrammen wie Word und Excel oder Bildbearbeitungsprogramm (nach Vorgabe des Informatikunterrichts 5/6)
• Power Point Präsentationen
• Eigenständige Entwicklung von Experimenten z. B. zur Weinherstellung und deren Präsentation im Plenum
• Qualität der Gruppenarbeit, mündlicher Austausch der Ergebnisse in der Gruppe und im Plenum

Verbindung zu den Basiskonzepten

Basiskonzept Chemische Reaktion

• alkoholische Gärung

Basiskonzept Struktur der Materie

• Kohlenwasserstoffmoleküle, Strukturformeln, funktionelle Gruppe, Unpolare Elektronenpaarbindung, Van-der-Waals-Kräfte

Basiskonzept Energie

• Katalysator, Treibhauseffekt, Energiebilanzen

Vernetzung innerhalb des Fachs und mit anderen Fächern

• Physik: Zukunftssichere Energieversorgung, fossile und regenerative Energieträger
• Biologie: Gesundheitsbewusstes Leben, Gefahren durch Süchte
• Erdkunde: Wasser, Lebensräume
• Technik: Ressourcen, Energieversorgung, Technische Innovationen, Motoren

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• Beispiele für fossile und regenerative Energierohstoffe nennen und die Entstehung und das Vorkommen von Alkanen in der Natur beschreiben. (UF1)
• den grundlegenden Aufbau von Alkanen und Alkanolen als Kohlenwasserstoffmoleküle erläutern und dazu Strukturformeln benutzen. (UF2, UF3)
• die Molekülstruktur von Alkanen mit Hilfe der Elektronenpaarbindung erklären. (UF2)
• typische Stoffeigenschaften von Alkanen mit Hilfe der zwischenmolekularen Kräfte auf der Basis der unpolaren und polaren Elektronenpaarbindung erklären. (UF3, UF2)
• die Fraktionierung des Erdöls erläutern. (UF1)
• an einfachen Beispielen Isomerie erklären und Nomenklaturregeln anwenden. (UF2, UF3)
• die Eigenschaften der Hydroxyl-Gruppe als funktionelle Gruppe beschreiben. (UF1)
• die Erzeugung von Alkohol und Biodiesel als regenerative Energierohstoffe beschreiben (UF4)
• die Bedeutung von Katalysatoren beim Einsatz von Benzinmotoren beschreiben. (UF2, UF4)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Erdöl, Erdgas, Nordsee, Arabische Wüste, Moore, schlagende Wetter
• Homologe Reihe der Alkane und Alkanole inkl. Namen und Strukturformeln
• Homologe Reihe der Alkane und Alkanole inkl. Namen und Strukturformeln
• Vergleich von Stoffeigenschaften, u.a. der Schmelz- und Siedetemperaturen
• Kettenlängen, Auswirkungen auf die Stoffeigenschaften, u.a. unterschiedliche Siedebereiche
• verzweigte und unverzweigte Alkane im Vergleich
• Vergleich der Eigenschaften von Alkanen und Alkanolen
• Alkoholische Gärung, Biokraftstoffe aus Getreide, Zucker oder Ölpflanzen
• Aufbau und Wirkungsweise von Katalysatoren

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Film: Quarks und Co, Schulbücher, Kooperation mit Erdkunde, Präsentationen erstellen, Handouts
• Schriftliche Übung zur IUPAC - Nomenklatur einfacher und verzweigter Alkane und Alkanole
• Einsatz der Molekülbaukästen
• Folienmappe
• Folienmappe
• Schriftliche Übung zur IUPAC - Nomenklatur einfacher und verzweigter Alkane
• Ethan - Ethanol
• Schülerexperimente, , Recherche im Internet, u.a. zu „Energiepflanzen“, „Regenerative Energierohstoffe“
• Folienvorlage

Erkenntnisgewinnung

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• Kohlenstoff und Wasserstoff in einer organischen Verbindung nachweisen. (E5, E6)
• für die Verbrennung von Alkanen eine Reaktionsgleichung in Worten und in Formeln aufstellen. (E8)
• bei Alkanen die Abhängigkeit der Siede- und Schmelztemperaturen von der Kettenlänge beschreiben und damit die fraktionierte Destillation von Erdöl erläutern. (E7)
• naturwissenschaftliche Fragestellungen im Zusammenhang mit der Diskussion um die Nutzung unterschiedlicher Energierohstoffe erläutern. (E1)
• bei Verbrennungsvorgängen fossiler Energierohstoffe Energiebilanzen vergleichen. (E6)
• aus natürlichen Rohstoffen durch alkoholische Gärung Alkohol herstellen. (E1, E4, K7)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• indirekte Nachweise (CO2 Nachweis mit Kalkwasser, H2O Nachweis mit Kupfersulfat oder Watesmo-Papier)
• Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Methan zu Wasser und Kohlenstoffdioxid
• Vorgang der Destillation, Trennung in Fraktionen , Vergleich der Schmelz- und Siedetemperaturen, unterschiedliche Siedebereiche
• Nachhaltigkeit der Biodiesel-Produktion
• Energiebilanzen
• Alkoholische Gärung und gegebenenfalls Destillation

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Verbrennungsprodukte verschiedener organischer Brennstoffe untersuchen (Holz, Papier, Spiritus, Erdgas, Kerzenwachs)
• Wortgleichung, Symbolgleichung an weiteren Alkanen üben
• Schema einer Destillationsanlage
• Mind Map
• Recherche, Tabellenvergleiche
• Wein aus verschiedenen Rohstoffen herstellen mit anschl. Destillation, beides protokollieren und präsentieren

Kommunikation

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• die Begriffe hydrophil und lipophil anhand von einfachen Skizzen oder Strukturmodellen und mit einfachen Experimenten anschaulich erläutern. (K7)
• anhand von Sicherheitsdatenblättern mit eigenen Worten den sicheren Umgang mit brennbaren Flüssigkeiten und weiteren Gefahrstoffen beschreiben. (K6)
• die Zuverlässigkeit von Informationsquellen (u. a. zur Entstehung und zu Auswirkungen des natürlichen und an-thropogenen Treibhauseffektes) kriteriengeleitet einschätzen. (K5)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Homologe Reihen der Alkohole, Gleiches löst sich in Gleichem, Stabmodelle
• Sicherheit im Umgang mit brennbaren Flüssigkeiten, Brennbare Flüssigkeiten im Alltag: Benzin, Ethanol, Terpentin usw.
• Abgase von Autos, Haushalten, Industrie, FCKW und Ozonschicht usw., politische, ökonomische und ökologische Perspektive trennen

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• die Löslichkeit in polaren bzw. unpolaren Lösungsmitteln in Versuchen ermitteln und mit Strukturmodellen erklären
• Sicherheitsdatenblätter zu Brennstoffen im Alltag auswerten, Unterschiede bei den verschiedensten Flüssigkeiten ermitteln, Regeln zum Umgang entwickeln, Ursachen schwerer Unfälle recherchieren
• Internetrecherche „Energiepflanzen“, „Regenerative Energierohstoffe“, globale Erwärmung“, „anthropogener Treibhauseffekt“, Kriterienkatalog für Kurzvorträge und Handouts

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• Vor- und Nachteile der Nutzung fossiler und regenerativer Energierohstoffe unter ökologischen, ökonomischen und ethischen Aspekten abwägen. (B2, B3)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• politische, ökonomische und ökologische Perspektive trennen

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• aktuelle Diskussionen in unterschiedlichen Medien verfolgen, Verteuerung der Grundnahrungsmittel, Vernichtung von Regenwäldern, Diskussionsrunde im Anschluss an die Kurzvorträge