Inhaltsfelder

• Metalle und Metallgewinnung

Inhaltliche Schwerpunkte

• Metallgewinnung und Recycling
• Gebrauchsmetalle
• Korrosion und Korrosionsschutz

Schwerpunkte der Kompetenzerwartungen

Schülerinnen und Schüler können

• Phänomene und Vorgänge mit einfachen chemischen Konzepten beschreiben und erläutern. (UF1)
• vorgegebene Versuche begründen und einfache Versuche selbst entwickeln. (E4)
• altersgemäße Texte mit chemischen Inhalten Sinn entnehmend lesen und sinnvoll zusammenfas­sen. (K1)
• Informationen zu vorgegebenen chemischen Begriffen in ausgewählten Quellen finden und zusammenfassen. (K5)
• chemische Sachverhalte, Handlungen und Handlungsergebnisse für andere nachvollziehbar be­schreiben und begründen. (K7)

Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung

neben schriftlichen Überprüfungen sollen auch in die Bewertung einfließen:

• Qualität von Mindmaps (Kriterien des Projekttages „Mindmapping“)
• Aktives Einbringen in Schulprojekte
• Referate nach vorgegebenen Kriterien wie Übersichtlichkeit, Inhaltsverzeichnis, geeignete Bilder, für Schüler verständliche Sprache, eigene Formulierungen, Angabe der Quellen usw.
• Handouts für Mitschüler
• Erstellung eines eigenen Portfolios

Verbindung zu den Basiskonzepten

Basiskonzept Chemische Reaktion

• Oxidation, Reduktion, Redoxreaktion

Basiskonzept Struktur der Materie

• Edle und unedle Metalle, Legierungen

Basiskonzept Energie

• Energiebilanzen, endotherme und exotherme Redoxreaktionen

Vernetzung innerhalb des Fachs und mit anderen Fächern

• Geschichte: frühe Kulturen, antike Lebenswelten, Steinzeit, Bronzezeit, Eisenzeit
• Chemie: Metalle oxidieren und verändern ihre Stoffeigenschaften, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle
• Erdkunde: Arbeit mit dem Atlas, Ruhrgebiet als Wirtschaftsraum
• Mathematik. Informationen entnehmen, Daten darstellen, Diagramme auswerten
• Technik: Ressourcen, Energieversorgung

Umgang mit Fachwissen

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• den Weg der Metallgewinnung vom Erz zum Roheisen und Stahl beschreiben. (UF1)
• chemische Reaktionen, bei denen Sauerstoff abgegeben wird, als Reduktion einordnen. (UF3)
• chemische Reaktionen, bei denen es zu einer Sauerstoffübertragung kommt, als Redoxreaktion einord­nen. (UF3)
• An einfachen Beispielen die Gesetzmäßigkeit der konstanten Atomzahlenverhältnisse deuten (UF1)
• wichtige Gebrauchsmetalle und Legierungen benen­nen, deren typische Eigen­schaften beschreiben und Metalle von Nichtmetallen unterscheiden. (UF1)
• Korrosion als Oxidation von Metallen erklären und ein­fache Maßnahmen zum Korrosionsschutz erläutern. (UF4)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Hochofenprozess, Stahlherstellung
• Redoxreaktion als Kombination von Teilreaktionen am Beispiel des mehrschrittigen Hochofenprozesses
• Redoxreaktion als Kombination von Teilreaktionen am Beispiel des mehrschrittigen Hochofenprozesses
• Eisen, Schwefel, Kupfer, Sauerstoff usw.
• Eisen, Kupfer, Bronze, Messing, Aluminium, Silber, Gold, Edelstahl, Spezialstahl usw.
• Eisennagel unter verschiedenen Bedingungen der Korro­sion aussetzen, Schutz durch Lackierung, verzinkte Nägel

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Besuch Hochofen, Walzstrasse usw.
• Einsatz der Unterrichtsmaterialen (Ordner Metallgewinnung)
• Einsatz der Unterrichtsmaterialen (Ordner Metallgewinnung)
• Verdeutlichung mit Teilchenmodell
• Internet-Recherche bei der Stahlindustrie, Gruppenpuzzle zu verschiedenen Legierungen
• Mehrtägiger Reagenzglasversuch, Rosten von Eisen, Feuerverzinkung, Korrosionsschutz in der Autoindustrie

Erkenntnisgewinnung

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• Versuche zur Reduktion von ausgewählten Me­talloxiden selbständig planen und dafür sinn­volle Reduktionsmittel benennen. (E4)
• für eine Redoxreaktion ein Reaktionsschema als Wortgleichung und als Reaktionsgleichung formulieren und dabei die Oxidations- und Reduktionsvorgänge kennzeichnen. (E8)
• auf der Basis von Versuchsergebnissen unedle und edle Metalle an­ordnen und diese Anordnung zur Vorhersage von Redoxreaktionen nutzen. (E6, E3)
• zur Klärung chemischer Fragestellungen (u.a. zu den Ursachen des Rostens) unterschiedliche Versuchsbedingungen schaffen und systematisch verändern. (E5)
• darstellen, warum Metalle Zeitaltern ihren Namen gegeben, den technischen Fortschritt beeinflusst, sowie neue Berufe geschaffen haben. (E9)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Vergleich der Herstellung von Kupfer und Eisen im Schullabor
• Wortschema verschiedener Redoxreaktionen mit Pfeilen für Teilreaktionen beschriften
• Redoxreihe der Metalle
• Feuchtigkeit, Salzgehalt und Wärme als Faktoren bestimmen
• Bronzezeit: Kupfer leichter als Eisen zu reduzieren, Eisenzeit: Rennofenaufbau und Effizienz

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Thematisierung der historischen Entwicklung von der Bronze- zur Eisenzeit. Motivation dazu aus gescheitertem Reagenzglasver­such zur Eisenoxidreduktion herleiten. (Video-Material)
• Schema der Kupferoxidreaktion, Übertragung auf weitere, zumindest für Eisendarstellung im Hochofen, (Alle Teilgleichungen für nc-Kurs)
• Experimente, Reihenfolge der Metalle festlegen
• Reagenzglasversuch, Streusalz im Winter, Karosserieschäden an Autos, Auspuffanlagen (Salz, Feuchtigkeit, Sauerstoff, Wärme)
• Aufwand betrachten, Aufgabe der Luftzufuhr, Bildbeispiele aus Geschichtsbuch

Kommunikation

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• einen Sachtext über die Gewinnung eines Metalls aus seinen Erzen unter Verwendung der relevan­ten Fachbegriffe erstellen (K1)
• Möglichkeiten der Nutzung und Gewinnung von Me­tallen und ihren Legierungen in verschiedenen Quellen recherchieren und Abläufe folgerichtig unter Verwendung relevanter Fachbegriffe darstellen. (K5, K1, K7)
• Experimente in einer Weise protokollieren, die eine nachträgliche Reproduktion der Ergebnisse ermöglicht. (K3)
• in einem kurzen, zusam­menhängenden Vortrag chemische Zusammenhänge (z.B. im Bereich Metallgewinnung) anschaulich darstellen. (K7)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Informationen zur Erzgewinnung in anderen Ländern zusammenstellen, Transportwege erkunden und dokumentieren, Beschriftungen der Hochofengrafik in einen Text wandeln
• Sauerstoffaufblasverfahren, Elektrostahlverfahren. Stahlveredelung durch Legierung mit anderen Metallen
• Oxidation, Galvanisieren
• Hochofenprozess und Rennofen

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Kopiervorlage, Hochofengrafik mit Beschriftungen versehen
• Internetrecherche bei der Stahlindustrie, Literaturrecherche im Fachbuch
• Gruppenarbeit, Versuche zum Rosten, Eisennagel verkupfern
• Film einsetzen

Kompetenzerwartungen des Lehrplans

Die Schülerinnen und Schüler können …

• die Bedeutung des Metallrecyclings im Zu­sammenhang mit Ressourcenschonung und Energieeinsparung darstellen und auf dieser Basis das eigene Konsum- und Entsorgungsverhalten beurteilen. (B3)

Verbindliche Absprachen zu Inhalten

• Schrottverwertung, Aluminiumrecycling, sortenreine Trennung, Computer- und Handyrecycling usw.

Verbindliche Absprachen zum Unterricht

• Fundorte und Wiederaufarbeitung, Besuch des Recyclinghofes