Masterarbeit - uni-oldenburg.deoops.uni-oldenburg.de/1090/1/Masterarbeit_.pdf · -4- 1. Einleitung...

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Carl von Ossietzky

Universität Oldenburg

Master of Education (GYM)

Chemie / Biologie

Masterarbeit

Titel: Eine Analyse von Chemie-Schulbüchern zum

Kompetenzbereich Kommunikation

Vorgelegt von: Anja Kizil

Betreuende Gutachterin: Dr. Julia Michaelis

Zweite Gutachterin: Prof. Dr. Ilka Parchmann

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Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung und Fragestellung …………………………………………… 4

2. Was ist Kommunikation ………………………………………………... 6

2.1 Kommunikationsmodelle ……………………………………… 6

2.2 Kommunikationskompetenz …………………………………. 12

3. Kommunikation im Unterricht ………………………………………... 14

3.1 Zum Verhältnis von Kommunikation und naturwissenschaftlichem Unterricht ………………………………... 14

3.2 Kommunikation und Wissenserwerb ………………………… 15

3.3 Zwei Wege der Kommunikation ……………………………... 16

3.3.1 Zum Schulbuch …………………………………….. 17

4. Kommunikation im Chemieunterricht ………………………………… 19

4.1 Befunde zur Kommunikation im naturwissenschaftlichen Unterricht ……………………………………………………... 19

4.2 Bildungsstandards und Kompetenzen ……………………….. 21

4.3 Die Bildungsstandards für das Fach Chemie ………………… 23

4.3.1 Kommunikationskompetenz im Chemieunterricht … 25

4.3.2 Der Kompetenzbereich Kommunikation in den Aufgabenbeispielen der Bildungsstandards ………... 30

4.3.3 Kommunikationskompetenz im Niedersächsischen Kerncurriculum …………………………………….. 38

4.4 Aufgaben zum Kompetenzbereich Kommunikation ………… 40

5. Schulbuchanalyse von Chemie-Schulbüchern ………………………… 43

5.1 Ziel und Fragestellung der Untersuchung ……………………. 43

5.2 Methodisches Vorgehen ……………………………………… 44

5.3 Auswertung …………………………………………………... 49

5.4 Ergebnisse ……………………………………………………. 50

5.4.1 Chemie heute ……………………………………….. 50

5.4.2 Elemente Chemie (Ausgabe 2004) …………………. 65

5.4.3 Elemente Chemie 7/8 + 9/10 (aktuelle Ausgabe) ….. 76

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5.4.4 Fokus Chemie ………………………………………. 91

5.5 Zusammenfassung der Ergebnisse ………………………….. 105

5.6 Fazit …………………………………………………………. 108

6. Aufgabenbeispiele zur Förderung kommunikativer Kompetenzen ….. 108

7. Zusammenfassung und Ausblick …………………………………….. 116

Literaturverzeichnis …………………………………………………….. 118

Anhang ………………………………………………………………….. 122

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1. Einleitung und Fragestellung

Die politische Reaktion auf die Ergebnisse internationaler Vergleichsstudien

wie PISA, TIMSS und IGLU führte zu einem Wandel des deutschen

Schulsystems und einer Neuorientierung der Bildungsziele. Es ist von einem

Paradigmenwechsel in der Bildungspolitik im Sinne von Outcome-

Orientierung die Rede. Dieser Wechsel soll in einem ersten Schritt durch die

von der Kultusministerkonferenz beschlossene Einführung von

Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss erreicht werden.

Für das Fach Chemie hat die Kultusministerkonferenz im Jahr 2004

Bildungsstandards formuliert und sie in die Kompetenzbereiche

Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung

eingeteilt. Mit der Einführung dieser Bildungsstandards erfährt der

Chemieunterricht eine verstärkte Ausrichtung auf den Erwerb der

fachspezifischen Kompetenzen. In diesem Kontext kommt dem Chemie-

Schulbuch eine große Bedeutung zu. Es ist noch immer ein wichtiges

Unterrichtsmedium und sollte zum Erwerb der Kompetenzen beitragen.

Besonders Aufgaben eignen sich zur Förderung von Kompetenzen, denn sie

konfrontieren die Schüler mit konkreten Anforderungen. Hier setzt die

vorliegende Arbeit an. Sie ist im Kompetenzbereich Kommunikation

angesiedelt und untersucht, inwiefern dieser Kompetenzbereich in aktuellen

Chemie-Schulbüchern umgesetzt ist.

Dazu wird in Kapitel 2 geklärt, was Kommunikation im Allgemeinen

bedeutet. In Kapitel 3 werden die Bedeutung von Kommunikation für den

Unterricht und die unterschiedlichen Wege, wie Kommunikation im

Unterricht vonstattengehen kann, erläutert. Das Kapitel 4 bildet den

umfangreichsten Abschnitt des Theorieteils. Hier werden zunächst Befunde

zur Kommunikation im naturwissenschaftlichen Unterricht vorgestellt,

bevor die Bildungsstandards für das Fach Chemie unter besonderer

Berücksichtigung des Kompetenzbereichs Kommunikation erläutert werden.

Den praktischen Teil der Arbeit bildet die Analyse von Chemie-

Schulbüchern. Dazu wird im Kapitel 5.2 das methodische Vorgehen

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vorgestellt und im Kapitel 5.4 folgt die ausführliche Darstellung der

Ergebnisse. Diese werden dann im Abschnitt 5.5 zusammengefasst.

Zusätzlich werden im Kapitel 6 einige Aufgabenbeispiele zur Förderung

von kommunikativen Kompetenzen dargestellt. Abschließend werden die

wesentlichen Aussagen des theoretischen und praktischen Teils

zusammengefasst und ein Ausblick gegeben.

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2. Was ist Kommunikation?

2.1 Kommunikationsmodelle

Kommunikation ist ein sowohl in der Alltagssprache als auch in der

Wissenschaft häufig verwendeter Begriff. Merten hat 1977 160

verschiedene Definitionen dieses Begriffs aufgelistet, die sich zum Teil

gravierend unterscheiden. Es kann davon ausgegangen werden, dass seitdem

noch weitere dazugekommen sind (vgl. Kulgemeyer u. Schecker 2009).

Watzlawick beschreibt menschliche Kommunikation als Verhalten, als

Interaktion zwischen zwei oder mehreren Personen. Dabei sind das

„Material“ jeglicher Kommunikation nicht nur Worte, sondern auch alle

paralinguistischen Phänomene (wie z. B. Tonfall, Schnelligkeit der Sprache,

Lachen und Seufzen), Körperhaltung, Körpersprache usw. – kurz, Verhalten

jeder Art. Menschliche Kommunikation ist ein Verhalten, das kein

Gegenteil hat. Watzlawick beschreibt diese Tatsache anschaulich mit den

Worten „Man kann nicht nicht kommunizieren“ (Watzlawick et al. 2003).

Handeln oder Nichthandeln, Worte oder Schweigen haben alle

Mitteilungscharakter: sie beeinflussen andere, und diese anderen können

ihrerseits nicht nicht auf diese Kommunikation reagieren und

kommunizieren damit selbst. Egal, wie man sich verhält, das Verhalten ist

also immer ein Signal, das von anderen empfangen und gedeutet wird (vgl.

Watzlawick et al. 2003).

Allgemein kann man Kommunikation mit dem einfachen Sender-

Empfänger-Modell beschreiben:

Abbildung 1: Sender-Empfänger-Modell

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Es beruht auf den drei Elementen Sender, Signal (Botschaft) und

Empfänger, ohne die Kommunikation nicht vonstattengehen kann. Der

Sender verschickt dabei Botschaften in Richtung des Empfängers. Mit

diesem einfachen Modell kann allerdings nicht erläutert werden, was Sender

und Empfänger leisten müssen, wie eine Botschaft beschaffen ist und was

genau im Zusammenspiel der drei Elemente dann dazu führt, dass

Kommunikationsprozesse glücken und Verstehen zustande kommt. Im

Folgenden werden daher die Kommunikationsmodelle von Bühler und

dessen Weiterentwicklung von Schulz von Thun vorgestellt, die die drei

Elemente Sender, Botschaft und Empfänger und ihr Zusammenspiel genauer

differenzieren.

Bühlers Modell verdeutlicht, dass eine erfolgreiche sprachliche

Kommunikation das Ergebnis einer Sprechtätigkeit und einer

Verstehenstätigkeit ist.

Abbildung 2: Bühlers Organon-Modell

Die Botschaft wird hier weiter differenziert in ein Zeichen und in

Gegenstände bzw. Sachverhalte der Welt, auf die das Zeichen referiert.

Diese Differenzierung ist wichtig, gleichzeitig macht sie eine Schwierigkeit

von erfolgreicher Kommunikation deutlich. Denn Gemeintes ist nicht gleich

Verstandenes. Für die Gegenstände und Sachverhalte in der Welt existieren

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Stellvertreter, die Zeichen (Wörter). Diese sind per Konvention mit

bestimmten Bedeutungen versehen. Aber selbst wenn Sender und

Empfänger über die Grundbedeutung eines Begriffs verfügen, ist es nicht

sicher, dass im konkreten Kommunikationsfall beide dem benutzen Zeichen

genau die gleiche Bedeutung zuschreiben. Der Sender spricht zum

Empfänger und bedient sich dabei sprachlicher Zeichen (symbolisiert durch

das Dreieck) und besetzt diese Zeichen mit der von ihm gemeinten

Bedeutung. Der Empfänger hört zunächst ein Schallphänomen (symbolisiert

durch den Kreis), muss darin die Zeichen erkennen, interpretieren und ihre

Bedeutung konstruieren. Welches Bild er so letztendlich dank der Zeichen

über die angesprochenen Gegenstände und Sachverhalte der Welt erhält,

hängt maßgeblich von seiner Person und seinem Vorwissen ab. Dass das

Gemeinte und das Verstandene nicht zwangsläufig gleich sein müssen,

veranschaulicht das Modell, indem die Linien vom Zeichen zu den

Gegenständen und Sachverhalten nur gestrichelt dargestellt sind (vgl. Heuer

2009). Im Chemieunterricht kann dies der Fall sein, wenn Lehrer und

Schüler einem chemischen Fachbegriff unterschiedliche Bedeutung

zuweisen. Hier sind insbesondere Begriffe problematisch, die bereits in der

Alltagssprache Verwendung finden und damit mit einer bestimmten

Bedeutung verbunden sind oder Begriffe, von denen es historisch bedingte

unterschiedliche Definitionen gibt.

Nach Bühler funktioniert Kommunikation also mithilfe von sprachlichen

Zeichen. Sein Modell verdeutlicht, dass eine Sprech- und eine

Verstehenstätigkeit zum Verstehen notwendig sind. Jedoch wird das

Zeichen selbst, das die zentrale Rolle als Mittler dabei einnimmt, nicht

weiter differenziert. Eine wichtige Weiterentwicklung in diese Richtung

stammt von Schulz von Thun und ist in seinem Modell „Die vier Seiten

einer Nachricht“ zusammengefasst:

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Abbildung 3: Die vier Seiten einer Nachricht

Dieses Modell erinnert an das eingangs vorgestellte einfache

Kommunikationsmodell. Es weist jedoch entscheidende Erweiterungen auf,

die teils durch Bühler und Watzlawick angeregt worden sind, teils neu

hinzugekommen sind. Bevor Sender- und Empfängerseite betrachtet

werden, soll zunächst die ausdifferenzierte Botschaft, hier Nachricht, im

Vordergrund stehen.

Ein und dieselbe Nachricht enthält stets viele Botschaften gleichzeitig.

Insgesamt gehören zu jeder Nachricht vier Seiten:

1. Sachinhalt (oder: Worüber ich informiere):

Zunächst enthält eine Nachricht eine Sachinformation. Immer wenn es um

die Sache geht, steht diese Seite der Nachricht im Vordergrund.

2. Selbstoffenbarung (oder: Was ich von mir selbst kundgebe):

Eine Nachricht enthält auch immer Informationen über den Sender selbst.

Dies kann sowohl in Form von Selbstdarstellung als auch Selbstenthüllung

auftreten. Verbal, insbesondere wenn Meinungen geäußert werden, aber

auch durch die Körpersprache oder die Wortwahl werden Informationen

über den Charakter, die Einstellungen oder auch das Befinden des Senders

deutlich.

3. Beziehung (oder: Was ich von dir halte und wie wir zueinander stehen):

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Aus einer Nachricht geht hervor, wie der Sender zum Empfänger steht und

was er von ihm hält. Oft zeigt sich dies in der gewählten Formulierung, im

Tonfall und anderen nichtsprachlichen Begleitsignalen.

4. Appell (oder: Wozu ich dich veranlassen möchte):

Viele Nachrichten haben die Funktion, auf den Empfänger Einfluss zu

nehmen. Die Nachricht dient also dazu, den Empfänger zu veranlassen,

bestimmte Dinge zu tun oder zu unterlassen, zu denken oder zu fühlen.

Eine Nachricht enthält also viele Botschaften gleichzeitig. Diese können

sprachlich, aber auch nichtsprachlich, explizit oder implizit sein. Weiterhin

können die Nachrichten des Senders sowohl kongruent als auch inkongruent

sein. Kongruenz tritt immer dann auf, wenn alle Botschaften in die gleiche

Richtung weisen. So passt ein wütender Blick und eine laute Stimme zu

dem Satz „Ich will dich nicht mehr sehen, du Schuft“. Bei inkongruenten

Nachrichten passen die sprachlichen und nichtsprachlichen Botschaften

nicht zueinander, sie widersprechen sich. So mag jemand auf die Frage „Ist

irgendwas los mit Ihnen?“ antworten „Es ist alles in Ordnung“, aber durch

Tonfall und Mimik deutlich ausdrücken, dass doch etwas nicht in Ordnung

ist (vgl. Schulz von Thun 1996).

Ob erfolgreiche Kommunikation, also Verstehen, zustande kommt, hängt

maßgeblich vom Empfänger ab. Analog zu den vier Seiten einer Nachricht

braucht der Empfänger vier Ohren:

Abbildung 4: Die vier Ohren des Empfängers

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Die ankommende Nachricht ist also immer ein „Machwerk des

Empfängers“ (Schulz von Thun 1996). Er hat die freie Wahl, mit welchem

Ohr er eine Nachricht vorwiegend auffassen will bzw. ob er mit mehreren

Ohren hört. Diese freie Auswahl des Empfängers führt zu manchen

Kommunikationsstörungen, etwa dann, wenn der Empfänger auf eine

Botschaft Bezug nimmt, auf die der Sender das Gewicht nicht legen wollte

(vgl. Schulz von Thun 1996).

Ob ein Verstehen zustande gekommen ist oder nicht, wird dann deutlich,

wenn der Sender vom Empfänger ein Feedback erhält. Kommunikation ist

also immer auch Interaktion (vgl. Schulz von Thun 1996). Ein vollständiges

Modell der Kommunikation zeigt die folgende Abbildung:

Abbildung 5: Der Kommunikationsprozess

Die Abbildung fasst zusammen, dass jede Nachricht vier Seiten haben kann,

dass die gesendete Nachricht nicht mit der empfangenen Nachricht

übereinstimmen muss und dass ein vollständiger Kommunikationsprozess

erst dann zustande kommt, wenn es in Form des Feedbacks vom Empfänger

zu einer Interaktion kommt.

Gemessen an all diesen Faktoren ist es also nicht selbstverständlich, dass

wir erfolgreich miteinander kommunizieren können. Betrachtet man das

Zusammenspiel von Sender und Empfänger, wird deutlich, wie wichtig das

Vorwissen und die Persönlichkeit von Sender und Empfänger sind. Diese

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Tatsache ist für den Chemieunterricht von besonderer Bedeutung. So kann

es beispielsweise sein, dass das Begriffsverständnis von Lehrer und

Schülern weit auseinander liegt, weil sie Fachbegriffen unterschiedliche

Bedeutungen zuweisen. Dies kann vom Lehrer unbemerkt bleiben, wenn

sein Redeanteil im Unterricht überwiegt und die Gelegenheiten zum eigenen

Sprechen für die Schüler gering sind und nur kurze Einzelbeiträge

vorherrschen.

In diesem Zusammenhang gilt: Je vergleichbarer das Wissen der Akteure

über das besprochene Thema ist und je ähnlicher oder vertrauter sich die

beiden sind, desto wahrscheinlicher wird es, dass ausgehende und

ankommende Botschaft annähernd gleich sind..

Zahlreiche Disziplinen widmen sich dem Forschungsgegenstand der

Kommunikation und insbesondere der Kommunikationskompetenz. Im

Folgenden wird eine Definition dieses Begriffs aus der

Kommunikationspsychologie vorgestellt.

2.2 Kommunikationskompetenz

In der Literatur liegen neben abstrakten Definitionen der

Kommunikationskompetenz – wie etwa ihre Umschreibung als

„angemessene Verwendung sozialen Wissens und sozialer Fähigkeiten im

Kontext einer Beziehung“ - nur wenige Definitionen vor, die explizit auf

einzelne Bestimmungselemente des Gegenstandes hinweisen. Unten wird

im Kasten 1 ein Beispiel für eine umfassendere Definition aufgezeigt. Dabei

handelt es sich um eine pragmatische Definition, aus der einige Merkmale

und Kriterien von Kommunikationskompetenz hervorgehen, die in ähnlicher

Weise auch in anderen Definitionen und/oder Konzepten enthalten sind:

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Kommunikationskompetenz – ein Definitionsbeispiel von Hartung

„Kommunikative Kompetenz wird … verstanden als ein Komplex erlernter

Fähigkeiten des (Sich)-Mitteilens und Verstehens, mit dem eine Person in

einer interpersonalen Interaktion ihre Anliegen zielgerichtet, in einer der

Situation und den beteiligten Personen angemessenen und hinreichend

flexiblen Weise erfolgreich verfolgt. Dazu übersetzt sie eigene Motive, Ziele

und Pläne unter Berücksichtigung des von ihr wahrgenommenen und

interpretierten Verhaltens ihres Kommunikationspartners in konkretes

Handeln. Die Rückmeldung aus dem Verhalten ihres

Kommunikationspartners nutzt sie kontinuierlich zu einem Ist-Soll-

Vergleich und modifiziert gegebenenfalls ihr Verhalten oder ihre Ziele.

Dabei müssen die verfolgten Motive, Ziele und Pläne der Person nicht in

jeder Phase des Kommunikationsprozesses explizit im Bewusstsein präsent

sein, sondern können auch intuitiv umgesetzt werden.“ (Hartung, 2000)

Kasten 1: Kommunikationskompetenz nach Hartung (Six et al. 2007)

Nach dieser Definition von Hartung setzt sich Kommunikationskompetenz

aus einem ganzen „Komplex“ verschiedener Fähigkeiten zusammen.

Allerdings geht sie neben Fähigkeiten nicht explizit auch auf

Wissensbestände als wesentliche Voraussetzungen für kompetentes

Kommunizieren ein. Der zitierten Definition liegt eine funktionalistische

Sichtweise zugrunde: Bei einem kompetenten Individuum werden „Motive,

Ziele und Pläne“ für sein Kommunikationsverhalten und –handeln

vorausgesetzt, die es „zielgerichtet“ und mit kontinuierlichem „Ist-Soll-

Vergleich“ verfolgt. Als weiteres Merkmal wird von Hartung die

Zielerreichung bzw. Effektivität genannt. Weiter enthält die Definition das

Kriterium der situativen und sozialen Angemessenheit der

Kommunikationsweise. Effektivität und Angemessenheit setzen nach

Hartung flexibles Vorgehen voraus, das eine gegebenenfalls notwendige

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Änderung von Plänen und Strategien oder sogar der zugrunde liegenden

Ziele erlaubt (vgl. Six et al. 2007).

Bei der zitierten Definition fällt auf, dass sie kaum auf Kompetenz im Sinne

einer Voraussetzung für kompetentes Kommunikationsverhalten als

vielmehr auf das Verhalten selbst eingeht. Damit lässt sie sich in die

Kategorie der prozess- und ergebnisorientierten Konzepte einordnen, die

neben den bereits in der Definition von Hartung enthaltenen Kriterien

weitere Kriterien postulieren.

Im Gegensatz zu den prozess- und ergebnisorientierten Konzepten von

Kommunikationskompetenz richten sich ressourcenorientierte Konzepte

stärker, wenn nicht ausschließlich, auf die Voraussetzungen kompetenten

Verhaltens: auf Wissen, Fähigkeiten und Eigenschaften sowie teilweise

auch auf motivationale Faktoren (vgl. Six et al 2007).

3. Kommunikation im Unterricht

3.1 Zum Verhältnis von Kommunikation und naturwissenschaftlichem

Unterricht

Sprachwissenschaften und Naturwissenschaften werden weithin als

Gegensatz verstanden (vgl. Merzyn 1998). Bei genauerer Betrachtung wird

jedoch deutlich, dass Sprache und Naturwissenschaften existenziell

miteinander verbunden sind. Denn das Wissen eines jeden Fachgebietes

muss gesammelt, ausgetauscht und diskutiert sowie vermittelt und gelehrt

werden. Das ist nur über das Medium Sprache möglich. Selbst das Denken

ist im weitesten Sinne „gedachtes Sprechen“ (vgl. Hallpap et al. 2002).

Im naturwissenschaftlichen Unterricht ist die Sprache in zweifacher

Hinsicht zentral. Zum Einen findet ein großer Teil des Unterrichts auf

sprachlicher Ebene statt. Egal welche Unterrichtsform gewählt wird, egal ob

ein Schüler Beobachtungen beschreibt, Fragen stellt, Ergebnisse

protokolliert, Unterrichtsinhalte zu Hause wiederholt, immer wird Sprache

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als Medium benutzt. Zweitens ist das Lernen im Fach untrennbar verknüpft

mit dem Erlernen seiner Fachsprache. Das immer bessere Verstehen von

Begriffen wie beispielsweise chemische Bindung macht einen wesentlichen

Teil des Unterrichtsstoffes aus (vgl. Merzyn 1998).

Demnach sind Naturwissenschaften ohne Sprache und der Chemieunterricht

ohne die Kommunikation zwischen den Lehrern und Schülern oder den

Schülern untereinander undenkbar. Sprache und Kommunikation prägen

also Denk-, Lehr- und Lernprozesse und sind somit zentrales

Unterrichtsmedium.

3.2 Kommunikation und Wissenserwerb

Es ist heute unbestritten, dass ein enger Zusammenhang zwischen Sprache

und Denken besteht (vgl. Heitzmann 2010). Bereits Humboldt bezeichnete

1949 die Sprache als das „bildende Organ der Gedanken“.

Studien zu Lehr-Lern-Prozessen belegen, dass die Kommunikation im

Unterricht einen entscheidenden Einfluss auf kognitive Prozesse hat und die

Wissensgenerierung unterstützt (vgl. Stäudel und Franke-Braun 2006).

„Verbalisierungen fördern den Wissenserwerb, indem sie kognitive

Prozesse herausfordern. Sie sind einerseits für den Sprecher hilfreich, um

durch Fragen, Vermutungen oder eigene Schlussfolgerungen Verstehen und

Klarheit über das eigene Denken zu entwickeln.“ In der Schule können

andererseits „Mitlernende von diesen Verbalisierungen profitieren, da sie

durch anders gewählte Formulierungen oder einfach durch Wiederholungen

von Zusammenhängen ihr eigenes Wissen überprüfen und gegebenenfalls

neu strukturieren können“ (Stäudel et al. 2008).

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3.3 Zwei Wege der Kommunikation

Die Kommunikation im Unterricht findet auf zwei Wegen statt. Einerseits

erfolgt sie durch das (verbale) Unterrichtsgespräch und ist im Sinne des

Kommunikationsmodells von Schulz von Thun als Interaktion zwischen

dem Lehrer und den Schülern zu verstehen. Im Unterrichtsgespräch

tauschen sich Lehrer und Schüler über den jeweiligen

Unterrichtsgegenstand aus.

Lehrer Schüler.

Unterrichtsgespräch

Abbildung 6: Kommunikation durch das Unterrichtsgespräch

Andererseits kann die Kommunikation zwischen dem Lehrer und den

Schülern auch anhand von Arbeitsmaterialien erfolgen. Hier kommt in der

Regel das Schulbuch zum Einsatz. Der Lehrer entscheidet, wann das

Schulbuch im Unterricht eingesetzt wird. In Anlehnung an die vier Seiten

einer Nachricht nach Schulz von Thun vermittelt es zum einen durch die

Sachtexte unterrichtsrelevante Sachinhalte an die Schüler. Zum andern

veranlasst es anhand der Aufgaben die Schüler dazu, sich mit den

Sachinhalten auseinanderzusetzen (Appell).

Lehrer � Schüler.

Schulbuch

Abbildung 7: Kommunikation durch das Schulbuch

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3.3.1 Zum Schulbuch

Im Sinne des Erlasses zur Genehmigung, Einführung und Benutzung von

Schulbüchern in den allgemein bildenden und berufsbildenden Schulen

Niedersachsens sind Schulbücher „zu Unterrichtszwecken bestimmte

Druckwerke für die Hand der Schülerin oder des Schülers, die im Unterricht

für einen längeren Zeitraum als Hauptarbeitsmittel benutzt werden“

(Schulbuchverzeichnis 2010/2011). Bamberger beschreibt das Schulbuch

wie folgt: „Das Schulbuch ist gekennzeichnet durch den Schülerbezug in

der inhaltlichen Anpassung an die kognitiven Voraussetzungen des Schülers

und durch die methodische Aufbereitung der Texte, welche die Aufnahme

des Inhalts erleichtern und bestmögliche Wirkung erzielen soll“ (Bamberger

1995).

Schulbücher enthalten im Wesentlichen Informationen, die von den Autoren

und dem Verlag vor dem Hintergrund der gültigen Kerncurricula

ausgewählt und vorstrukturiert sind. Sie haben Lehr-, Lern- oder

Arbeitsbuchcharakter und sind an die Anforderungen verschiedener

Schulstufen und –typen angepasst. Zudem durchlaufen sie ein staatliches

Genehmigungsverfahren, durch das sichergestellt werden soll, dass die

Bildungs- und Erziehungsziele der geltenden Richtlinien beachtet werden.

Genehmigte Schulbücher werden anschließend in das Schulbuchverzeichnis

aufgenommen. Wagner und Keusch nennen Qualitätskriterien, die ein gutes

Schulbuch erfüllen sollte. Demnach muss es auf das Kerncurriculum des

zutreffenden Bundeslandes abgestimmt, fachlich und sachlich richtig,

adressatengerecht sowie ansprechend und logisch gestaltet sein. Zudem

sollte eine umfassende didaktische Konzeption erkennbar bleiben (vgl.

Wagner und Keusch 2002).

Die fachdidaktischen und pädagogischen Funktionen des Schulbuchs

werden in seinen verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten deutlich:

- Lesen und Interpretieren von Texten und Analyse von Abbildungen,

Diagrammen oder Tabellen im Klassenunterricht;

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- Erarbeitung von Inhalten oder Lösung von Aufgaben während des

Unterrichts in verschiedenen Sozialformen;

- Vorbereiten von Referaten, Versuchen oder Demonstrationen durch

Einzelne oder Schülergruppen;

- Bearbeiten von Hausaufgaben zur Wiederholung und Festigung

erworbener Kenntnisse;

- Nacharbeiten durch Lernende;

- Freies Lesen und Betrachten der Bilder;

- Nachschlagewerk für die Lernenden;

- Hilfe für die Lehrperson zur Strukturierung von Unterrichtsinhalten

(Gropengießer et al. 2010).

Derzeit kommt dem gegenwärtigen Chemie-Schulbuch im und auch

außerhalb des Chemieunterrichts nach wie vor eine große Bedeutung zu. Es

ist immer noch das grundlegende Medium – auch wenn es heute durch die

neuen Informations- und Kommunikationsmedien wie Computersoftware

und Internet nicht mehr in dem Maße wie in der Vergangenheit die einzige

Quelle chemischer Erkenntnis ist. Im aktuellen Niedersächsischen

Schulbuchverzeichnis sind die folgenden Chemie-Schulbücher für die

Sekundarstufe I und II des Gymnasiums aufgeführt:

Gymnasium Sek. I Gymnasium Sek. II

Chemie 2000+, Buchners Chemie 2000+, Buchners

Stoff – Formel – Umwelt, Buchners Stoff – Formel – Umwelt, Buchners

Fokus Chemie, Cornelsen Chemie im Kontext, Cornelsen

Chemie, Duden Paetec Chemie Oberstufe, Cornelsen

Elemente Chemie, Klett Chemie Gymnasiale Oberstufe, Duden

Paetec

Chemie heute, Schroedel Elemente Chemie II, Klett

Allgemeine Chemie, Schroedel

Chemie heute Sek II, Schroedel

Organische Chemie, Schroedel

Tabelle 1: genehmigte Chemie-Schulbücher für das Gymnasium

(Niedersächsisches Schulbuchverzeichnis 2010/2011)

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4. Kommunikation im Chemieunterricht

4.1 Befunde zur Kommunikation im naturwissenschaftlichen

Unterricht

Betrachtet man untersuchte Stunden mit naturwissenschaftlichem

Unterricht, so erscheint die Kommunikation im Unterricht in zweifacher

Weise defizitär. Dies betrifft zum einen den Austausch zwischen der

Lehrkraft und den Schülern und zum anderen die Kommunikation zwischen

den Schülern selbst.

Leisen formuliert die aus dem Physikunterricht bekannte Situation wie

folgt: „Der Lehrer macht Experimente, stellt Phänomene vor und erarbeitet

im fragend-entwickelnden Stil die Inhalte. Am Ende eines langen und

mühsamen, aus Schülersicht oft quälend-öden Unterrichtsgesprächs gibt

endlich ein Schüler dem Lehrer die lang ersehnten Stichworte, um ruckzuck

eine Definition oder einen Merksatz an die Tafel zu bringen.“ Es scheint, als

diene dieser Unterricht mehr der Abarbeitung von Lehrplänen als dem

Lernen auf Seiten der Schüler (vgl. Stäudel et al. 2008) Die

Unterrichtskommunikation ist hier häufig ein „asymmetrisches

Scheingespräch“, in dem es kein chancengleiches Fragen und Antworten

gibt. Der Lehrer hat stattdessen aufgrund seines Informationsvorsprungs die

Leiterrolle, er bestimmt den Informationsaustausch und die

Gesprächsinhalte, hat das Frage- und Bewertungsrecht und kontrolliert die

Entwicklung der Gespräche (vgl. Wuttke 2005).

Zu diesem asymmetrischen Scheingespräch zwischen der Lehrkraft und den

Schülern kommt eine wenig entwickelte sachbezogene Kommunikation

zwischen den Schülern hinzu. „Zu selten werden Aufgaben für die

gemeinsame Bearbeitung gestellt, bei denen sich die Schüler mit den

eigenen Vorstellungen zu einer Fragestellung und denen eines Partners

auseinandersetzen können, und zu selten sind solche Situationen so

strukturiert, dass sie alle Beteiligten zu intensiver kognitiver Arbeit und zu

einer gleichberechtigten Kommunikation führen“ (Stäudel et al. 2008).

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Diese Befunde wurden auch von der bekannten Video-Studie des IPN

bestätigt. Der Anteil von fragend-entwickelndem Unterricht lag hier bei 70

%. Er dominierte in allen Unterrichtsphasen, in allen Unterrichtsstunden und

bei allen untersuchten Themenstellungen. Gleichzeitig belegten die

Analysen, dass die Gespräche zumeist eng geführt waren und wenig Raum

ließen, um tiefer gehende Denkprozesse zu initiieren und strukturierend zu

begleiten. Auf Lehrer-Stimuli folgten kurze Schülerantworten, selten ganze

Sätze (vgl. Seidel et al. 2006).

Mehan beschrieb diese Art Kommunikation 1979 mit sogenannten IRF-

Sequenzen: Invitation by the teacher, Response by the pupil, Feedback by

the teacher. Die Schüler reagieren auf Aufforderungen und Fragen der

Lehrkraft (Invitation) oft mit fragmentarischen, grammatikalisch nicht

korrekten und auf einen engen Bedeutungsumfang beschränkten Antworten

(Response). Häufig kommt es auch zu Ratesequenzen, wenn Schüler auf die

einleitende Frage der Lehrkraft mit einem ganz bestimmten Fachbegriff

antworten sollen, die Antwort zwar inhaltlich richtig geben, den exakten

Begriff aber nicht nennen. Das kann darauf zurückzuführen sein, dass sie

ihn nicht kennen, oder dass sie die erwünschte Antwort aus der Frage nicht

erschließen können. Oft wiederholt die Lehrkraft dann die Frage in leicht

abgewandelter Terminologie, bis schließlich ein Schüler errät, welchen

Begriff die Lehrkraft hören wollte. Gelingt das nicht, wird er letztendlich

von der Lehrkraft genannt. Im dritten Sequenzteil, dem Feedback der

Lehrkraft, wird die Schülerantwort dann oft noch einmal rekapituliert,

strukturiert und eventuell ergänzt oder korrigiert. Dadurch lenkt die

Lehrkraft den Blick auf die aus ihrer Sicht relevanten Inhalte und stellt die

Schülerantwort in einen größeren, allgemeingültigen Zusammenhang.

Solche Sequenzen führen dazu, dass Schüleräußerungen reaktiv und

außerdem selten sind, da der „Ball“ nach jeder Schüleräußerung wieder der

Lehrkraft zugespielt wird (vgl. Wuttke 2005).

Für den Chemieunterricht haben u. a. Sumfleth & Pitton gezeigt, dass in der

Regel die Lehrkraft das Unterrichtsgeschehen dominiert (60-85 %). Sogar

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die Kommunikation zwischen den Schülern wurde meistens von den

Lehrkräften gesteuert. Die geringe Sprachaktivität der Schüler war zudem

gepaart mit sehr kurzen „Sätzen“, genauer Einwort- bzw.

Zweiwortantworten. Schließlich verhielten sich die Kommunikationsanteile

von Lehrkraft und Schülern quantitativ umgekehrt proportional (vgl.

Sumfleth u. Pitton 1998).

4.2 Bildungsstandards und Kompetenzen

Im Jahre 2003 und 2004 wurden „zur Entwicklung und Vergleichbarkeit der

Qualität schulischer Bildung im föderalen Wettbewerb der Länder“ von der

Kultusministerkonferenz (KMK) bundesweit geltende Bildungsstandards für

den Mittleren Schulabschluss beschlossen. Die KMK reagierte damit auf die

Ergebnisse von TIMMS, PISA und IGLU, die deutlich zeigten, dass die bis

dahin in deutschen Schulen herrschende Inputsteuerung nicht zu den

erwünschten Erfolgen führte. Die zentralen Inhalte und Ziele der von der

KMK vorgelegten Bildungsstandards (KMK 2005) sind die folgenden:

- „Sie greifen die Grundprinzipien des jeweiligen Unterrichtsfaches

auf,

- sie beschreiben die fachbezogenen Kompetenzen einschließlich

zugrunde liegender Wissensbestände, die Schüler bis zu einem

bestimmten Zeitpunkt ihres Bildungsganges erreicht haben sollen,

- sie zielen auf systematisches und vernetztes Lernen und folgen so

dem Prinzip des kumulativen Kompetenzerwerbs,

- sie beschreiben erwartete Leistungen im Rahmen von

Anforderungsbereichen,

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- sie beziehen sich auf den Kernbereich des jeweiligen Faches und

geben den Schulen Gestaltungsräume für ihre pädagogische Arbeit,

- sie weisen ein mittleres Anforderungsniveau (Regelstandards) aus,

- sie werden durch Aufgabenbeispiele veranschaulicht.“

Die Bildungsstandards konkretisieren sich in Kompetenzen, über die

Schüler bis zu einem bestimmten Zeitpunkt ihrer Schullaufbahn verfügen

sollen. Dabei „beschreiben Kompetenzen Dispositionen zur Bewältigung

bestimmter Anforderungen“ (KMK 2005) und sind fachspezifisch.

Grundlage für den Kompetenzbegriff ist in diesem Zusammenhang die

Definition von Weinert. Er beschrieb Kompetenzen als „die bei Individuen

verfügbaren oder von ihnen erlernbaren kognitiven Fähigkeiten und

Fertigkeiten, bestimmte Probleme zu lösen, sowie die damit verbundenen,

motivationalen, volitionalen und sozialen Bereitschaften und Fähigkeiten,

die Problemlösungen in variablen Situationen erfolgreich und

verantwortungsvoll nutzen zu können“ (Weinert 2001). Somit umfasst eine

Kompetenz mehr als die kognitive Dimension, es treten auch die

Handlungsdimension sowie affektive Aspekte hinzu.

Mit dem Erlass der Bildungsstandards und der damit verbundenen

Fokussierung von Kompetenzen erfolgte ein bildungspolitischer

Paradigmenwechsel von einer Input- zu einer Outputsteuerung.

„Die Orientierung an Kompetenzen hat zur Folge, dass

- der Blick auf die Lernergebnisse von Schülern gelenkt,

- das Lernen auf die Bewältigung von Anforderungen und nicht nur

auf den Aufbau von zunächst ungenutztem Wissen ausgerichtet und

- das Lernen als kumulativer Prozess organisiert wird“ (KMK 2005).

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Zur Überprüfung und Weiterentwicklung der Bildungsstandards wurde 2004

das Institut für Qualitätsentwicklung im Bildungswesen (IQB) an der

Humboldt-Universität zu Berlin gegründet. Seine zentrale Aufgabe besteht

darin, Aufgaben und Testinstrumente zur Überprüfung der Standards zu

entwickeln und damit ein nationales Bildungsmonitoring durchzuführen.

Nach Klieme et al. sind bei der Beschäftigung mit Bildungsstandards die

Aufgaben für die Zukunft vor allem die fachdidaktische Vertiefung in

Kompetenzmodellen, die Festlegung von Mindeststandards, die

Entwicklung von Aufgabenpools und Testverfahren sowie die

Implementation an den Schulen (vgl. Klieme et al. 2004).

4.3 Die Bildungsstandards für das Fach Chemie

Die KMK hat 2004 die Standards für die naturwissenschaftlichen Fächer

Biologie, Chemie und Physik formuliert und sie für diese drei Fächer in

dieselben Kompetenzbereiche unterteilt: Fachwissen, Erkenntnisgewinnung,

Kommunikation und Bewertung. Dabei wird deutlich, dass sich die

Einteilung in diese vier Kompetenzbereiche an der Definition von scientific

literacy (naturwissenschaftliche Grundbildung) orientiert:

„Naturwissenschaftliche Grundbildung ist die Fähigkeit,

naturwissenschaftliches Wissen anzuwenden, naturwissenschaftliche Fragen

zu erkennen und aus Belegen Schlussfolgerungen zu ziehen, um

Entscheidungen zu verstehen und zu treffen, die die natürliche Welt und die

durch menschliches Handeln an ihr vorgenommenen Veränderungen

betreffen“ (Deutsches PISA-Konsortium 2001).

Trotz dieser gemeinsamen Grundlage der naturwissenschaftlichen Fächer

berücksichtigen die Standards der einzelnen Naturwissenschaft deren

jeweilige fachspezifische Besonderheiten, so dass die Eigenständigkeit des

Faches erhalten bleibt. Im Fach Chemie „besteht der Beitrag im

Wesentlichen in der experimentellen und gedanklichen Auseinandersetzung

-24-

mit der stofflichen Welt“ (Niedersächsisches Kultusministerium 2007).

Dabei „versetzt der Chemieunterricht die Schüler in die Lage, Phänomene

der Lebenswelt auf der Grundlage ihrer Kenntnisse über Stoffe und

chemische Reaktionen zu erklären, zu bewerten, Entscheidungen zu treffen,

Urteile zu fällen und dabei adressatengerecht zu kommunizieren“ (KMK

2004). Die vier Kompetenzbereiche im Fach Chemie und ihre spezifischen

Bedeutungen sind der folgenden Tabelle 2 zu entnehmen:

Fachwissen chemische Phänomene, Begriffe,

Gesetzmäßigkeiten kennen und

Basiskonzepten zuordnen

Erkenntnisgewinnung experimentelle und andere

Untersuchungsmethoden sowie

Modelle nutzen

Kommunikation Informationen sach- und

fachbezogen erschließen und

austauschen

Bewertung chemische Sachverhalte in

verschiedenen Kontexten erkennen

und bewerten

Tabelle 2: Kompetenzbereiche des Faches Chemie

Der traditionell immer schon bedeutenden inhaltlichen Dimension

(Fachwissen) werden also drei prozessbezogene Dimensionen

gleichberechtigt an die Seite gestellt. Diese beziehen sich auf

experimentelles und theoretisches Arbeiten, auf Kommunikation und auf die

Anwendung und Bewertung chemischer Sachverhalte in fachlichen und

gesellschaftlichen Zusammenhängen.

Im Bereich Fachwissen werden auf der Grundlage folgender vier

Basiskonzepte chemische Inhalte erarbeitet: 1. Stoff-Teilchen-Beziehungen,

-25-

2. Struktur-Eigenschafts-Beziehungen, 3. chemische Reaktion und 4.

energetische Betrachtungen bei Stoffumwandlungen. Die vier

Basiskonzepte „bilden für die Lernenden die Grundlage eines

systematischen Wissensaufbaus unter fachlicher und gleichzeitig

lebensweltlicher Perspektive und dienen damit der vertikalen Vernetzung

des im Unterricht situiert erworbenen Wissens. Gleichzeitig sind sie eine

Basis für die horizontale Vernetzung von Wissen, indem sie für die

Lernenden in anderen naturwissenschaftlichen Fächern

Erklärungsgrundlagen bereitstellen“ (KMK 2004).

Im Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung geht es um die Fähigkeit zur

Durchführung charakteristischer chemischer Untersuchungen und die eigene

Planung und Auswertung von Untersuchungen. Nur mit diesen Fähigkeiten

kann ein grundlegendes Verständnis der Besonderheiten und

Vorgehensweisen der Chemie einsichtig werden.

Der Kompetenzbereich Bewertung schlägt eine Brücke zwischen dem Fach

Chemie und der gesellschaftlichen Bedeutung der Chemie. Die Schüler

sollen grundlegend in der Lage sein, bedeutsame Fragestellungen zu

erkennen und einzuschätzen, aber auch ihre eigene Rolle und ihre eigenen

Entscheidungen einzuordnen.

Der Kompetenzbereich Kommunikation wird im Folgenden ausführlicher

dargestellt, da in diesem Bereich die vorliegende Untersuchung angesiedelt

ist.

4.3.1 Kommunikationskompetenz im Chemieunterricht

Der Kompetenzbereich Kommunikation umfasst im Wesentlichen die drei

Aspekte der fachbezogenen Informationsrecherche und –auswertung, der

Adressaten bezogenen Präsentation sowie der Verknüpfung von Alltags-

und Fachsprache. Auch die Fähigkeit, eine Problemstellung im Team zu

-26-

erschließen und Ergebnisse zu präsentieren, wird hier aufgegriffen. In den

Standards finden sich dazu folgende Erläuterungen:

„Im Bereich Kommunikation werden Kompetenzen beschrieben, die für

einen fachbezogenen Informationsaustausch auf der Basis einer

sachgemäßen Verknüpfung von Alltags- und Fachsprache erforderlich sind.

In ihrer Lebenswelt begegnen den Schülerinnen und Schülern Phänomene,

die sie sich und anderen mit Hilfe der Chemiekenntnisse unter Nutzung der

Fachsprache erklären können. In der anzustrebenden Auseinandersetzung

erkennen sie Zusammenhänge, suchen Informationen und werten diese aus.

Dazu ist es notwendig, dass sie die chemische Fachsprache auf

grundlegendem Niveau verstehen und korrekt anwenden können.

Ergebnisse bzw. erarbeitete Teillösungen werden anderen mitgeteilt. Der

Informationsaustausch mit den jeweiligen Gesprächspartnern verlangt von

den Schülerinnen und Schülern ein ständiges Übersetzen von Alltagssprache

in Fachsprache und umgekehrt. Dabei überprüfen die Schülerinnen und

Schüler Informationen daraufhin, ob die darin getroffenen Aussagen

chemisch korrekt sind. Sie können ihre Positionen fachlich orientiert

darstellen und reflektieren, Argumente finden oder gegebenenfalls ihre

Auffassung aufgrund der vorgetragenen Einwände revidieren.

Die Kommunikation ist für die Lernenden ein notwendiges Werkzeug, um

für Phänomene Erklärungen zu entwickeln, diese in geeigneter Form

darzustellen (verbal, symbolisch, mathematisch) und mitzuteilen.

Kommunikation ist somit Instrument und Objekt des Lernens zugleich.

Sie ist außerdem wesentliche Voraussetzung für gelingende Arbeit im

Team. Kriterien für Teamfähigkeit sind u. a. strukturierte, aufeinander

abgestimmte Arbeitsplanung, Reflexion der Arbeitsprozesse sowie

Bewertung und Präsentation der gewonnenen Ergebnisse“ (KMK 2004).

In den Bildungsstandards Chemie wird also als Ziel der sach- und

fachbezogene „Informationsaustausch auf der Basis einer sachgemäßen

Verknüpfung von Alltags- und Fachsprache“ beschrieben, explizit sollen die

-27-

Lernenden in die Lage versetzt werden, Phänomene ihrer Lebensumwelt

sich selbst und anderen „mit Hilfe der Chemiekenntnisse unter Nutzung der

Fachsprache erklären zu können“. Eigenständige Informationssuche gehört

ebenso zu den anzustrebenden Fähigkeiten wie ein „ständiges Übersetzen

von Alltagssprache in Fachsprache und umgekehrt“. Hinsichtlich der

Darstellung von Verstandenem und eigenen Ergebnissen führen die

Bildungsstandards weiter aus, dass dies in geeigneter Form erfolgen soll:

verbal, symbolisch oder mathematisch. „Kommunikation“, so die Standards,

„ist somit Instrument und Objekt des Lernens zugleich“.

Im folgenden Kasten 3 sind die Standards zum Kompetenzbereich

Kommunikation im Detail aufgeführt.

Standards für den Kompetenzbereich Kommunikation

Informationen sach- und fachbezogen erschließen und austauschen.

Die Schülerinnen und Schüler

K1 recherchieren zu einem chemischen Sachverhalt in unterschiedlichen Quellen.

K2 wählen themenbezogene und aussagekräftige Informationen aus.

K3 prüfen Darstellungen in Medien hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit.

K4 beschreiben, veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter

Verwendung der Fachsprache und/oder mit Hilfe von Modellen und Darstellungen.

K5 stellen Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen

her und übersetzen dabei bewusst Fachsprache in Alltagssprache und umgekehrt.

K6 protokollieren den Verlauf und die Ergebnisse von Untersuchungen und Diskussionen

in angemessener Form.

K7 dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit

situationsgerecht und adressatenbezogen.

K8 argumentieren fachlich korrekt und folgerichtig.

-28-

K9 vertreten ihre Standpunkte zu chemischen Sachverhalten und reflektieren Einwände

selbstkritisch.

K10 planen, strukturieren, reflektieren und präsentieren ihre Arbeit als Team.

Kasten 2: Standards für den Kompetenzbereich Kommunikation im Fach

Chemie (KMK 2004)

Versucht man also die in den Bildungsstandards aufgelisteten

Einzelkompetenzen weiter zu strukturieren, dann kommen vier Subbereiche

zum Vorschein:

- Recherche und Bewertung von Informationen,

- eigene Darstellung und Argumentation,

- Übersetzung von Fachsprache und Alltagssprache unter Beachtung

von Situation und Adressaten

- sowie Kooperation/Teamwork (vgl. KMK 2004).

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Aspekt der

adressatengerechten Darstellung bereits in der eingangs beschriebenen

Definition von Hartung auftaucht.

Die Bildungsstandards unterscheiden in den vier Kompetenzbereichen

jeweils drei Anforderungsbereiche. Diese sind für den Kompetenzbereich

Kommunikation in der folgenden Tabelle 3 dargestellt.

Anforderungsbereiche

I II III

Bekannte

Informationen in

verschiedenen fachlich

relevanten

Darstellungsformen

erfassen und

wiedergeben

Informationen erfassen

und in geeigneten

Darstellungsformen

situations- und

adressatengerecht

veranschaulichen

Informationen

auswerten, reflektieren

und für eigene

Argumentationen

nutzen

Tabelle 3: Anforderungsbereiche im Kompetenzbereich Kommunikation

-29-

Kulgemeyer und Schecker führen in diesem Zusammenhang auf, dass in den

Bildungsstandards im Bereich der Kommunikation an keiner Stelle

Erkenntnisse über Kommunikation aus anderen Wissenschaften

herangezogen werden. So werden keine Quellen genannt, aus denen sich die

Relevanz der Standards belegen lässt. Dadurch wird „die spezifische

Bedeutung des Kompetenzbereichs für fachbezogenes Lehren und Lernen in

den Naturwissenschaften nicht hinreichend deutlich. […] Es lässt sich

nicht ohne Weiteres erkennen, warum Kommunikation wirklich eine

domänenspezifische Kompetenz darstellt […] und warum es sich nicht um

eine fachunabhängige Schlüsselqualifikation handelt“ (Kulgemeyer und

Schecker 2009).

-30-

4.3.2 Der Kompetenzbereich Kommunikation in den Aufgaben-

beispielen der Bildungsstandards

Die Aufgabenbeispiele der Bildungsstandards konkretisieren die

Kompetenzerwartungen. Eine Durchsicht der Aufgabeninhalte zeigt

anschaulicher, als es die Beschreibung von Kompetenzen oder von

Anforderungen leisten könnte, welche Arten von Fragestellungen die

Schüler erfolgreich bearbeiten können sollen. Der große Umfang des

Aufgabenteils betont den hohen Stellenwert von Aufgaben als Lernanlässe.

In den Aufgabenbeispielen kommt dem Kompetenzbereich Kommunikation

große Bedeutung zu: Bei 36 von den 42 Teilaufgaben wird

Kommunikationsfähigkeit als notwendige Kompetenz genannt.

Dabei geht es vor allem um das Beschreiben von Phänomenen oder

Vorgehensweisen, die Erklärung , Begründung oder Erläuterung von

Sachverhalten und die Erschließung von Informationen sowie die

Dokumentation von Ergebnissen. Dazu sind beispielhaft in den folgenden

Kästen 3 und 4 die ersten beiden Aufgabenbeispiele angegeben.

-31-

Kasten 3a: Aufgabenbeispiel der Bildungsstandards - Material

-32-

Kasten 3b: Aufgabenbeispiel der Bildungsstandards - Aufgabenstellung

Kasten 4a: Aufgabenbeispiel der Bildungsstandards - Material

-33-

Kasten 4b: : Aufgabenbeispiel der Bildungsstandards - Aufgabenstellung

Besonders ergiebig im Hinblick auf Übersetzungsleistungen erscheint das

vierte Aufgabenbeispiel (s. Kasten 5), bei dem die Schüler Inhalte aus

einer Darstellungsform in eine andere übertragen sollen:

-34-

Abbildung 5a: Aufgabenbeispiel der Bildungsstandards - Material

-35-


Im siebten Aufgabenbeispiel wird unter anderem der Aspekt der Arbeit im

Team aufgegriffen (s. Kasten 6). Hier sind die Schüler dazu aufgefordert

ihre Arbeit als Team zu planen und zu präsentieren:

-36-

Abbildung 6a: Aufgabenbeispiel der Bildungsstandards - Material

-37-


-38-

4.3.3 Kommunikationskompetenz im Niedersächsischen Kern-

curriculum

Das Niedersächsische Kerncurriculum für das Fach Chemie

(Schuljahrgänge 5 – 10) ist nach den vier Basiskonzepten „Stoff-Teilchen“,

„Struktur-Eigenschaft“, „Chemische Reaktion“ und „Energie“ strukturiert.

Für jedes Basiskonzept werden dabei die vier Kompetenzbereiche

Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung

aufgeführt. Damit wird die enge Beziehung zwischen dem inhaltsbezogenen

Kompetenzbereich Fachwissen und den drei prozessbezogenen

Kompetenzbereichen Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und

Bewertung deutlich.

In der folgenden Tabelle 4 sind die Kompetenzen des Kompetenzbereichs

Kommunikation für die vier Basiskonzepte und die Jahrgänge 5 bis 10

zusammengefasst. Als wesentliche Kompetenzen, über die die Schüler in

diesem Bereich im Laufe der Jahre verfügen sollen, werden das korrekte

Formulieren von chemischen Sachverhalten, das Recherchieren und das

Erschließen von Informationen aufgeführt. Weiter sollen die Schüler

Modelle anschaulich darstellen und ihre Grenzen diskutieren können. Um

chemische Sachverhalte korrekt formulieren zu können, müssen die Schüler

die Fachsprache beherrschen. Hier ist eine Kompetenzentwicklung von

Fachsprache entwickeln über Fachsprache erweitern/ausschärfen bis hin zu

Fachsprache beherrschen aufgezeigt.

-39-

Tabelle 4: Kompetenzen aus dem Bereich Kommunikation für die vier Basiskonzepte

Jahrgänge Stoff-Teilchen Struktur-Eigenschaft Chemische Reaktion Energie

5 + 6 Chemische Sachverhalte fachgerecht formulieren

- - Chemische Sachverhalte korrekt formulieren

7 + 8 Chemische Sachverhalte recherchieren Fachsprache entwickeln Fachsprache um quantitative Aspekte erweitern

Fachsprache entwickeln Chemische Sachverhalte korrekt formulieren Fachsprache ausschärfen Fachsprache und Alltagssprache verknüpfen

Fachsprache entwickeln

9 + 10 Fachsprache ausschärfen Fachsprache erweitern Modelle anschaulich darstellen Grenzen von Modellen diskutieren Analysedaten diskutieren

Fachsprache entwickeln Informationen erschließen

Fachsprache entwickeln Fachsprache beherrschen

Fachsprache ausschärfen Informationen erschließen

-40-

4.4 Aufgaben zum Kompetenzbereich Kommunikation

Aufgaben dienen dazu, zwischen den Schülern und den

naturwissenschaftlichen Sachverhalten zu vermitteln. In ihnen wird ein

gezielter Auftrag gestellt, dessen Bearbeitung es erfordert, sich mit

spezifischen Aspekten eines Phänomens oder einer Fragestellung

auseinander zu setzen. Hierbei kann die Form der Auseinandersetzung sehr

unterschiedlich sein. Beispielsweise können Aufgaben dem Lernen und der

Erarbeitung naturwissenschaftlicher Zusammenhänge und Fragstellungen

dienen. Andererseits können Aufgaben auch die Funktion des Überprüfens

der Ergebnisse der vorangegangenen Stunden besitzen. Lernende erkennen

dabei, ob sie die Ziele des Unterrichts erreicht haben und erfahren so eine

Rückmeldung über ihren individuellen Kompetenzzuwachs (vgl. Hammann

2006).

Mit der Einführung nationaler Bildungsstandards erfährt der

naturwissenschaftliche Unterricht eine verstärkte Ausrichtung auf den

Erwerb spezifischer Kompetenzen der Bereiche Fachwissen,

Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung. Aufgaben eignen

sich zur Förderung von Kompetenzen, denn sie konfrontieren die Schüler

mit konkreten Anforderungen.

In der fachdidaktischen Literatur finden sich Hinweise für die Konstruktion

von Aufgaben zur Förderung kommunikativer Kompetenzen, die im

Folgenden vorgestellt werden.

Nach Hammann sollten Aufgaben, die zur Förderung kommunikativer

Kompetenzen geeignet sind, die kommunikative Situation klar definieren.

Hierzu „ist es notwendig, sowohl den Gegenstand der Kommunikation

festzulegen, als auch die an der kommunikativen Situation Beteiligten zu

spezifizieren – insbesondere natürlich den Adressaten“ (Hammann 2006).

Leisen führt in diesem Zusammenhang auf, dass sich folgende

Handlungsoptionen bewährt haben, um den Kompetenzbereich

Kommunikation in Aufgaben zu stärken:

-41-

- die Darstellungsform wechseln, z. B. zu einem Bild einen Text

verfassen, ein Diagramm verbalisieren;

- eine Erklärung, Begründung, Erläuterung für einen bestimmten

Adressaten abfassen;

- die Aufgabe durch einen Auftrag funktionalisieren, z. B. als

Fachredakteur einen Text verfassen (Leisen 2006).

Schließlich ist auf Schecker und Theyßen hinzuweisen, die folgende

Gesichtspunkte als hilfreich erachten, wenn es um die Entwicklung von

Aufgaben zur Förderung von Kompetenzen im Bereich Kommunikation

geht:

A Stellt die Aufgabe mehrere Darstellungsformen bereit, aus denen

sach- und adressatengemäß auszuwählen ist?

B Geht es darum, einen bekannten Sachverhalt unter Nutzung einer

vorgegebenen Darstellungsform korrekt zu beschreiben, z. B. kurzer

Sachtext unter Verwendung von Fachsprache oder

Energieflussdiagramm bei gegebenen Daten?

C Soll die Darstellung eines gegebenen Sachverhalts in eine andere

Form übertragen werden? Beispiele sind

- die Übertragung eines Sachtextes in eine grafische Darstellung oder

ein Concept Map

- die Übersetzung einer mathematisch-formalen Darstellung in einen

fortlaufenden erläuternden Text.

D Muss bei der Darstellung eines Sachverhalts auf eine für bestimmte

Adressaten angemessene fachliche Tiefe geachtet werden, z. B. bei

der Abwägung zwischen der Verwendung eines Fachbegriffs und

dessen weniger exakter Umschreibung für Nicht-Fachleute?

E Geht es darum, den Fragen- und Erklärungsbedarf von

Kommunikationspartnern zu erkennen, z. B. durch eine

-42-

Abschätzung, wo die besonderen Schwierigkeiten beim Verständnis

eines bestimmten Sachverhalts liegen?

F Soll zu einem Sachverhalt in einer Diskussion Stellung genommen

werden und sollen dabei die Argumente Anderer angemessen

aufgegriffen werden? (Schecker und Theyßen 2007).

-43-

5. Schulbuchanalyse von Chemie-Schulbüchern

5.1 Ziel und Fragestellung der Untersuchung

Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es festzustellen, inwiefern der

Kompetenzbereich Kommunikation, so wie er in den Bildungsstandards für

das Fach Chemie formuliert ist, in Chemie-Schulbüchern umgesetzt ist.

Dazu werden sowohl die Aufgaben als auch die Texte und Abbildungen in

den Schulbüchern untersucht.

Dementsprechend lautet die der Untersuchung zugrunde liegende

übergeordnete Fragestellung:

Inwiefern ist der Kompetenzbereich Kommunikation explizit in den

Aufgaben und implizit in den Texten und Abbildungen der Chemie-

Schulbücher umgesetzt?

Anhand dieser Fragestellung werden folgende Teilfragen formuliert:

I Aufgaben:

(1) Welchen Kompetenzbereichen lassen sich die Aufgaben zuordnen?

(2) Welche Standards des Kompetenzbereichs Kommunikation sind in

den Aufgaben vertreten und mit welcher Häufigkeit treten diese auf?

(3) Lässt sich für den Kompetenzbereich Kommunikation ein

systematischer Kompetenzaufbau feststellen und wie erfolgt dieser

gegebenenfalls?

II Texte und Abbildungen:

(4) Bieten die Texte und Abbildungen Möglichkeiten, an chemische

Sachverhalte zu knüpfen, um kommunikative Kompetenzen zu

fördern?

-44-

5.2 Methodisches Vorgehen

Das methodische Vorgehen der Untersuchung besteht aus zwei

Untersuchungsschritten. Zum einen werden alle Aufgaben aus den

Schulbuch-Kapiteln mithilfe eines Analyserasters ausgewertet, zum anderen

werden die Texte und Abbildungen untersucht.

Für die Untersuchung werden Chemie-Schulbücher herangezogen, die laut

dem aktuellen Niedersächsischen Schulbuchverzeichnis 2010/2011 für die

Sekundarstufe I des Gymnasiums in Niedersachsen zugelassen sind. Es

wurden die aktuellen Ausgaben folgender Schulbücher ausgewählt:

Chemie heute, Sekundarbereich I Gesamtband

Herausgeber: Wolfgang Asselborn, Manfred Jäckel, Dr. Karl T.

Risch

Schroedel Verlag, Braunschweig 2008

ISBN: 978-3-507-86060-5

Elemente Chemie 7/8

Neubearbeitung von Erhard Irmer

Ernst Klett Verlag, Stuttgart 2008

ISBN: 978-3-12-756110-4

Elemente Chemie 9/10

Neubearbeitung von Martina Mihlan, Jutta Töhl-Borsdorf


ISBN: 978-3-12-756120-3

Fokus Chemie, Gymnasium Gesamtband Sekundarstufe I

Herausgeber: Dr. Karin Arnold, Prof. Dr. Volkmar Dietrich

Cornelsen Verlag, Berlin 2009

ISBN: 978-3-06-013949-1

Zusätzlich wird eine ältere Ausgabe des Schulbuchs „Elemente Chemie“ aus

dem Jahr 2004 herangezogen, um diese bezüglich der Fragestellung mit der

aktuellen Ausgabe zu vergleichen:

-45-

Elemente Chemie I, Unterrichtswerk für Gymnasien

von Werner Eisner, Paul Gietz, Axel Justus, Werner Schierle,

Michael Sternberg


ISBN: 3-12-759410-0

Dieser Vergleich ist interessant, da die aktuelle Ausgabe nach dem

Beschluss der KMK 2004 und der Veröffentlichung des neuen

Kerncurriculums herausgegeben wurde. Insofern stellt sich die Frage, ob

sich auffällige Unterschiede hinsichtlich der Fragestellung zwischen beiden

Ausgaben feststellen lassen.

Vor der Untersuchung dieser Schulbücher hinsichtlich der Fragestellung

werden diese zunächst im Hinblick auf Inhalt und Struktur gesichtet.

Die anschließende Untersuchung der Schulbücher wird auf die

Untersuchung bestimmter Schulbuch-Kapitel beschränkt. Es werden jeweils

die entsprechenden Kapitel zu den folgenden Themen untersucht:

Einführung der chemischen Reaktion,

Redoxreaktionen und

Einführung in die Organische Chemie.

In einem ersten Schritt werden alle Aufgaben aus diesen Kapiteln

untersucht. Dazu wurde ein Analyseraster entwickelt, mit dem die Aufgaben

– entsprechend der Fragestellung dieser Untersuchung – zu

Kompetenzbereichen und Standards zugeordnet werden können:

Tabelle 5: Aufgaben-Analyseraster

Das Analyseraster wird so verwendet, dass zunächst in die Spalte

„Aufgabe“ die Aufgabe, so wie sie im Schulbuch formuliert ist, eingetragen

wird. Dann wird geklärt, welche Kompetenzen zur Lösung dieser Aufgabe

Nr. Seite; Thema

Aufgabe Kompetenzbereich(e) Standard(s) Anmer-kungen

-46-

benötigt werden, um die entsprechenden Kompetenzbereiche und Standards

in die Spalten „Kompetenzbereich(e)“ und „Standard(s)“ einzutragen. Dazu

werden die Standards für die einzelnen Kompetenzbereiche (s. KMK 2004)

zur Hilfe genommen. Die letzte Spalte „Anmerkungen“ wird genutzt, um

Auffälligkeiten und/oder Anmerkungen zu der Aufgabe zu notieren.

Zwei Aufgabenbeispiele sollen die Arbeit mit dem Analyseraster

veranschaulichen.

1. Zeichne mithilfe der Information aus B2 ein Tortendiagramm, das

die Zusammensetzung der Luft wiedergibt.

(Elemente Chemie 7/8, S. 38f: 3.4 Luft und Sauerstoff)

Bei dieser Aufgabe wird verlangt, dass bestimmte Informationen aus einer

gegebenen Abbildung entnommen und diese in eine andere

Darstellungsform übertragen werden. Es handelt sich dabei um eine

Übersetzungsleistung zwischen verschiedenen Darstellungsformen. Somit

lässt sich diese Aufgabe dem Kompetenzbereich Kommunikation mit den

Standards K2 (Die Schüler wählen themenbezogene und aussagekräftige

Informationen aus) und K4 (Die Schüler beschreiben, veranschaulichen oder

erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache

und/oder mithilfe von Modellen oder Darstellungen) zuordnen. Daraus

ergibt sich im Analyseraster folgende Auswertung:

Tabelle 6: Einordnung einer Aufgabe im Analyseraster

2. Untersuche ein kleines Feuerwerk

Beschreibe das Aussehen einer Wunderkerze. Entzünde diese an

einem Brenner. Notiere deine Beobachtungen beim Abbrennen der

Nr. Seite; Thema

Aufgabe Kompetenzbereich(e) Standard(s) Anmer-kungen

1 Seite 38, 39: 3.4 Luft und Sauer-stoff

Zeichne mithilfe der Information aus B2 ein Torten-diagramm, das die Zusammen-setzung der Luft wiedergibt.

Kommunikation K 2, K 4 Aufgabe zur Abb. B2; Über-setzungs-leistung

-47-

Wunderkerze. Prüfe das Aussehen der Wunderkerze nach dem

Abbrennen. Erkunde, worauf die beobachteten Erscheinungen

während des Brennens zurückzuführen sind. Erläutere die

Stoffumwandlung.

(Fokus Chemie, S. 82f: Selbst untersucht: Umwandeln von Stoffen)

Bei dieser Aufgabe soll eine Untersuchung durchgeführt und ihr chemischer

Hintergrund recherchiert sowie erläutert werden. Somit lässt sich die

Aufgabe den Kompetenzbereichen Erkenntnisgewinnung, Kommunikation

und Fachwissen mit den Standards E3 (Die Schüler führen qualitative und

einfache quantitative experimentelle und andere Untersuchungen durch und

protokollieren diese), K1 (Die Schüler recherchieren zu einem chemischen

Sachverhalt in unterschiedlichen Quellen), K4 (Die Schüler beschreiben,

veranschaulichen oder erklären chemische Sachverhalte unter Verwendung

der Fachsprache und/oder mithilfe von Modellen oder Darstellungen) und F

3.1 (Die Schüler beschreiben Phänomene der Stoff- und

Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen) zuordnen. Es ergibt sich

im Analyseraster folgende Auswertung:

Tabelle 7: Einordnung einer Aufgabe in das Analyseraster

In einem zweiten Schritt werden die Texte und Abbildungen aus den

Kapiteln der Schulbücher untersucht. Unter Abbildungen werden hier alle

Nr. Seite; Thema

Aufgabe Kompetenzbereich(e)

Standard(s) Anmer-kungen

2 S. 82, 83: Selbst unter-sucht: Umwandeln von Stoffen

Untersuche ein kleines Feuerwerk. Beschreibe das Aussehen einer Wunderkerze. Entzünde diese an einem Brenner. Notiere deine Beobachtungen beim Abbrennen der Wunderkerze. Prüfe das Aussehen der Wunderkerze nach dem Abbrennen. Erkunde, worauf die beobachteten Erscheinungen während des Brennens zurückzuführen sind. Erläutere die Stoffumwandlung.

Erkenntnis-gewinnung Kommunikation Fachwissen

E3 K 1, K 4 F 3.1

Schüler-versuch; Phäno-men aus Lebens-welt bekannt

-48-

graphischen Darstellungen, Fotos, Schemazeichnungen, Tabellen und

Diagramme gefasst. Dabei wird geklärt, ob die Texte und Abbildungen

Möglichkeiten bieten, an chemische Sachverhalte anzuknüpfen, um dadurch

kommunikative Kompetenzen zu fördern. Dies ist beispielsweise der Fall,

wenn die Texte oder Abbildungen Gelegenheit bieten, die Darstellungsform

in eine andere zu übersetzen oder chemische Sachverhalte zu recherchieren.

Die entsprechenden Textstellen und Titel bzw. Beschreibungen der

Abbildungen werden in die folgende Tabelle eingetragen und es wird eine

kurze Begründung angegeben, inwiefern sich damit kommunikative

Kompetenzen fördern lassen:

Thema Textstelle/Abbildung Bezug zu Kommunikations-kompetenz

Anmerkungen

Tabelle 8: Tabelle für die Einordnung von Textstellen und Abbildungen

Die Untersuchung der Texte und Abbildungen sei an zwei Beispielen

veranschaulicht:

1. „In den Wärmekissen zum Einmalgebrauch wird bei einer

chemischen Reaktion chemische Energie in thermische

umgewandelt.“

(Fokus Chemie, S. 95: Wärme und Licht - Begleiter chemischer

Reaktionen)


Anmerkungen

S. 95: Wärme und Licht – Begleiter chemischer Reaktionen

In den Wärmekissen zum Einmalgebrauch wird bei einer chemischen Reaktion chemische Energie in thermische umgewandelt.

Impliziert Recherche nach der chemischen Reaktion in Wärmekissen

Phänomen wird im Text nicht weiter erläutert; keine Aufgabe dazu vorhanden

Tabelle 9: Einordnung einer Textstelle

-49-

2. Abbildung 2: Funktionsprinzip einer Biogasanlage (Schema)

(Fokus Chemie, S. 395: Biogas – Energie aus Stallmist und Gülle)


Anmerkungen

S. 395: Biogas – Energie aus Stallmist und Gülle

Abbildung 2: Funktionsprinzip einer Biogasanlage

Impliziert Arbeitsauftrag, z. B.: Erläutere anhand der Abbildung 2 das Funktionsprinzip der Biogasanlage; Übersetzungs-leistung Abbildung �� Text

Funktionsprinzip wird im Text nicht erläutert; keine Aufgabe dazu vorhanden

Tabelle 10: Einordnung einer Abbildung

Dementsprechend werden alle Aufgaben sowie Texte und Abbildungen aus

den jeweiligen Kapiteln der Schulbücher untersucht. Die ausgefüllten

Analyseraster und Tabellen bilden anschließend die Grundlage für die

weitere Auswertung.

Das methodische Vorgehen dieser Untersuchung umfasst also die

Untersuchung aller Aufgaben mithilfe des Analyserasters sowie die

Untersuchung der Texte und Abbildungen. Damit wird das oben

beschriebene Ziel verfolgt, die Umsetzung des Kompetenzbereichs

Kommunikation in den Schulbüchern zu erfassen.

5.3 Auswertung

Die Aufgaben, Texte und Abbildungen aus den jeweiligen Kapiteln der o. g.

Schulbücher wurden wie oben beschrieben untersucht. Die ausgefüllten

Analyseraster und Tabellen befinden sich im Anhang.

-50-

5.4 Ergebnisse

Im Folgenden werden die Ergebnisse der Schulbuchanalyse hinsichtlich der

Fragestellung vorgestellt. Zunächst erfolgt anhand der oben formulierten

Teilfragen die Darstellung der Ergebnisse für die einzelnen Schulbücher um

anschließend eine Zusammenfassung der Ergebnisse und ein Fazit zu

formulieren.

5.4.1 Chemie heute

Inhalt und Struktur

Die folgende Tabelle liefert eine Übersicht über die Inhalte des Schulbuches

Chemie heute:

1 Chemie – eine Naturwissenschaft 12 Vom Atom zum Molekül

2 Stoffeigenschaften und Teilchenmodell 13 Säuren, Laugen. Salze

3 Mischen und Trennen 14 Verlauf chemischer Reaktionen

4 Chemische Reaktionen 15 Chemie und Technik

5 Luft – Chemie der Verbrennung 16 Chemie der Kohlenwasserstoffe

6 Vom Erz zum Metall – Redoxreaktionen 17 Energie und Umwelt

7 Wasser – Der Stoff Nummer Eins 18 Alkohole

8 Stoffmengen und Teilchenzahlen 19 Oxidationsprodukte der Alkohole

9 Chemische Verwandtschaften 20 Chemie und Ernährung

10 Atome und Ionen 21 Organische Werkstoffe

11 Metalle – Struktur und Reaktionen

Tabelle 11: Inhaltsübersicht Chemie heute

Für die Untersuchung der Aufgaben sowie der Texte und Abbildungen

wurden die Kapitel 4 „Chemische Reaktion“, 6 „Vom Erz zum Metall -

Redoxreaktionen“ und 16 „Chemie der Kohlenwasserstoffe“ herangezogen.

Das Schulbuch enthält „Informationsseiten“ mit den Sachtexten und

Aufgaben, in denen die neuen Themen behandelt werden. Daneben lässt

sich eine Reihe von speziellen Seiten ausmachen, die unterschiedliche

Funktionen besitzen:

-51-

Rechenbeispiel Im Rechenbeispiel werden typische Aufgaben in

nachvollziehbaren Schritten vorgerechnet.

Exkurs Exkurse vermitteln einen Eindruck von den vielfältigen

Bezügen der Chemie zu Alltag und Technik.

Übersicht Systematische Zusammenhänge lassen sich durch

übersichtliche Darstellungen erfassen.

Theorie Hier werden theoretische Grundlagen beschrieben, die

helfen, komplexe Inhalte besser zu verstehen.

Steckbrief Steckbriefe stellen die wichtigsten Informationen zu einem

Stoff oder einer Stoffgruppe zusammen.

Chemie-Recherche Hier werden Zusatzinformationen, Bilder und Aufgaben

zum behandelten Thema angeboten.

Praktikum Im Praktikum üben Schüler das experimentelle Arbeiten in

der Chemie.

Projekt Projektaufträge werden in Gruppen bearbeitet. Jede

Gruppe soll am Ende ihre Ergebnisse vorstellen.

Prüfe dein Wissen Diese Aufgabenseite dient zur Wiederholung und

Vertiefung und führt die wichtigsten Begriffe auf.

Basiswissen Am Ende jeden Kapitels werden die neuen Inhalte in

kurzer und übersichtlicher Form dargestellt.

Charakteristisch für die einzelnen Kapitel des Schulbuches sind die zu

Beginn kurz dargestellten Alltagsphänomene anhand derer Fragen

aufgestellt werden, die im Laufe des Kapitels geklärt werden sollen.

Nachfolgend werden auf einer oder mehreren Praktikumsseiten

Schülerversuche beschrieben. Der fachliche Hintergrund wird auf den

folgenden Seiten erläutert. Dabei werden die zuvor beschriebenen

Schülerversuche aufgegriffen, die Beobachtungen mithilfe von Abbildungen

beschrieben und schließlich ausgewertet. Die Informationsseiten schließen

jeweils mit Aufgaben aus verschiedenen Kategorien ab: rote Aufgaben

-52-

dienen zur Wiederholung der neuen Inhalte, schwarze Aufgaben verknüpfen

das neue Wissen mit früher Erlerntem und blaue Aufgaben verbinden die

Chemie mit dem Alltag. Die Kapitel enden jeweils mit einer Doppelseite,

die einerseits Aufgaben zur Wiederholung und Vertiefung und andererseits

eine Übersicht mit den neuen Inhalten enthält.

I Aufgaben

Teilfragen 1 und 2

Kapitel 4 „Chemische Reaktionen“

Das Kapitel 4 „Chemische Reaktionen“ umfasst die folgenden Themen:

Praktikum

4.1 Woran sind chemische Reaktionen zu erkennen?

4.2 Energie bei chemischen Reaktionen

4.3 Elemente und Verbindungen

Praktikum

4.4 Daltons Atommodell

Exkurs

4.5 Graphit oder Diamant: Die Anordnung der Atome entscheidet

Theorie

Chemie-Recherche

4.6 Wie schwer ist ein Atom?

Praktikum

4.7 Die Formelsprache der Chemie

4.8 Reaktionsgleichungen: Reaktionen in der Formelsprache

Übersicht

Im Kapitel 4 liegen insgesamt 66 Aufgaben vor. Diese Aufgaben wurden

den Kompetenzbereichen Fachwissen, Erkenntnisgewinnung,

Kommunikation und Bewertung zugeordnet. Die Zuordnung hat ergeben,

dass der Kompetenzbereich Fachwissen durch 61 Aufgaben abgedeckt wird.

-53-

Die Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung und Kommunikation werden

von vier bzw. 41 Aufgaben erfasst. Dem Kompetenzbereich Bewertung lässt

sich keine der Aufgaben zuordnen. Damit ergibt sich folgendes Bild:

n = 66 Aufgaben

F – Kompetenzbereich Fachwissen; E – Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung;

K – Kompetenzbereich Kommunikation; B – Kompetenzbereich Bewertung

Abbildung 8: Erfassung der Kompetenzbereiche durch die Aufgaben (%)

Aus dieser Abbildung geht eindeutig hervor, dass mit den untersuchten

Aufgaben überwiegend die Kompetenzbereiche Fachwissen und

Kommunikation gefördert werden.

Der Großteil dieser Aufgaben deckt die Kompetenzbereiche Fachwissen

und Kommunikation gleichzeitig ab. Diese Aufgaben dienen in erster Linie

dazu, die dargestellten chemischen Inhalte zu üben und sind mit einer

Beschreibung oder Erklärung der chemischen Sachverhalte verbunden,

sodass neben dem Fachwissen gleichzeitig kommunikative Kompetenzen

gefördert werden.

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist nur mit einem geringen

Anteil vertreten. Dieser kommt durch die Schülerversuche und den damit

verbundenen Aufgaben, die die Durchführung und Auswertung der

Versuche umfassen, auf den Praktikumsseiten zustande.

0%

61,50%

6%

91,50%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-54-

Die Aufgaben, die sich dem Kompetenzbereich Kommunikation zuordnen

lassen, wurden hinsichtlich der Standards untersucht. Es lässt sich

feststellen, dass die Standards K 1, K 2, K 4 – K 6 und K 8 vertreten sind.

Demnach fördern die Aufgaben kommunikative Kompetenzen, indem sie

das Erschließen von Informationen und das Beschreiben oder Erklären

chemischer Sachverhalte verlangen. Ebenso sollen Zusammenhänge

zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen hergestellt

und Versuchsprotokolle angefertigt werden. Die Standards treten mit

unterschiedlicher Häufigkeit in den Aufgaben auf. Dieses wird mit der

folgenden Abbildung dargestellt:

K 1 – K 10: Standards des Kompetenzbereichs Kommunikation

Abbildung 9: relative Häufigkeiten der Standards K 1 – K 10

Es wird deutlich, dass überwiegend die beiden Standards K 2 und K 4

vertreten sind. Das kommt dadurch zustande, dass auf den

Informationsseiten des Schulbuches viele Aufgaben vorliegen, die der

Wiederholung der neuen Inhalte dienen. Dabei sollen einerseits neue

Fachbegriffe erläutert werden, was bedeutet, dass zur Lösung dieser

Aufgaben die entsprechenden Informationen aus dem Text entnommen

werden müssen (K 2). Die meisten dieser Aufgaben entsprechen dem

folgenden Format:

0,062

0,354

0

0,37

0,015

0,062

0

0,138

0 00

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-55-

Was versteht man unter einer exothermen Reaktion, was unter einer

endothermen Reaktion?

Oder:

Gib das Gesetz von der Erhaltung der Masse und das Gesetz der

konstanten Massenverhältnisse wieder.

Andererseits sollen chemische Sachverhalte beschrieben oder erklärt werden

(K 4). Solche Aufgaben haben meist das folgende Format:

Beschreibe die Reaktion von Kupfer mit Schwefel.

Oder:

Erkläre die unterschiedliche Härte von Graphit und Diamant mit

Hilfe der Gittermodelle.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass mit diesen Aufgaben zwar

kommunikative Kompetenzen (K 2, K 4) gefördert werden, sie wohl aber in

erster Linie dazu gedacht sind, Kompetenzen des Bereichs Fachwissen (F 3)

zu fördern.

Es lässt sich nur eine Aufgabe ausmachen, bei der ein chemischer

Sachverhalt anhand einer Darstellung veranschaulicht werden soll:

Notiere das Reaktionsschema und das Energiediagramm für den

Zerfall von Wasserstoffperoxid.

Diese Aufgabe ist im Hinblick auf Übersetzungsleistungen (Text �

Diagramm) besonders ergiebig.

Der Standard K 8 ist mit einem geringen Anteil in den Aufgaben vertreten.

Allerdings wird die fachlich korrekte und folgerichtige Argumentation (K 8)

in den Aufgaben nicht explizit verlangt, sondern wird im Allgemeinen in

allen Aufgaben zur Erklärung oder Begründung chemischer Sachverhalte

erwartet.

-56-

Die Standards K 1 und K 6 tauchen nur zu einem sehr geringen Anteil in

den Aufgaben auf. Rechercheaufträge (K 1) finden sich in den blauen

Aufgaben, die die Chemie mit dem Alltag verbinden.

Bsp.: In einem Kraftwerk wird Kohle verbrannt. Informiere dich,

welche Energieformen auftreten, bis schließlich elektrische Energie

an den Kunden geliefert wird.

Schülerversuche auf den Praktikumsseiten implizieren das Protokollieren

der Untersuchungen (K 6), auch wenn dies nicht in den Aufgaben verlangt

wird.

Der Standard K 5 ist in den Aufgaben kaum vertreten. Er wird lediglich

durch eine Aufgabe umgesetzt:

Wie lassen sich die Beobachtungen beim Abbrennen einer Kerze mit

dem Gesetz von der Erhaltung der Masse in Einklang bringen?

Die Standards K 3, K 7, K 9 und K 10 sind in den Aufgaben gar nicht

vertreten.

Kapitel 6 „Vom Erz zum Metall – Redoxreaktionen“

Das Kapitel 6 „Vom Erz zum Metall – Redoxreaktionen“ umfasst die

folgenden Themen:

6.1 Eigenschaften der Metalle

Exkurs

6.2 Reduktion – Redoxreaktion

Praktikum

6.3 Gewinnung von Metallen

6.4 Vom Eisenerz zum Roheisen

Exkurs

Chemie-Recherche

6.5 Bedeutung und Verwendung der Metalle

-57-

Insgesamt tauchen in diesem Kapitel 41 Aufgaben auf. Diese wurden erneut

den Kompetenzbereichen Fachwissen, Erkenntnisgewinnung,

Kommunikation und Bewertung zugeordnet. Die Zuordnung liefert ähnliche

Ergebnisse wie sie oben für das Kapitel 4 vorgestellt wurden: Der

Kompetenzbereich Fachwissen wird durch 31 Aufgaben abgedeckt. Die

Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung und Kommunikation werden von

vier bzw. 35 Aufgaben erfasst. Dem Kompetenzbereich Bewertung lässt

sich keine der Aufgaben zuordnen. Damit ergibt sich ein ähnliches Bild wie

es aus Abbildung 8 bekannt ist:

n = 41 Aufgaben




Wie im vorangegangenen Kapitel 4 lassen sich die Aufgaben des Kapitels 6

überwiegend den Kompetenzbereichen Fachwissen und Kommunikation

zuordnen. Hier ist der Kompetenzbereich Kommunikation etwas stärker

vertreten als der Bereich Fachwissen. Dies lässt sich darauf zurückführen,

dass sich neben den vielen Aufgaben, die gleichzeitig Kompetenzen der

Bereiche Fachwissen und Kommunikation fördern, einige Aufgaben

ausmachen lassen, die nur dem Kompetenzbereich Kommunikation

zuzuordnen sind. Das ist beispielsweise der Fall, wenn in einer Aufgabe ein

0%

85,40%

9,80%

75,61%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-58-

Rechercheauftrag formuliert ist. Der Kompetenzbereich

Erkenntnisgewinnung ist auch hier nur mit einem geringen Anteil vertreten,

der durch die Schülerversuche und den damit verbundenen Aufgaben auf

den Praktikumsseiten zustande kommt. Der Kompetenzbereich Bewertung

wird wieder durch keine der Aufgaben erfasst.

In den Aufgaben, die sich dem Kompetenzbereich Kommunikation

zuordnen lassen, sind die Standards K 1, K 2, K 4, K 6 und K 8 umgesetzt.

Sie kommen jeweils mit folgender Häufigkeit im untersuchten Kapitel vor:



Es lässt sich feststellen, dass auch hier überwiegend der Standard K 4

auftritt. Er wird in diesem Kapitel besonders durch solche Aufgaben

umgesetzt, in denen Wortgleichungen (Reaktionsschemen) oder

Erklärungen für chemische Sachverhalte verlangt werden. Diese Aufgaben

haben zumeist folgende Formate:

Formuliere das Reaktionsschema und die Reaktionsgleichung für die

Reaktion von Magnesium mit Kohlenstoffdioxid.

Und:

Können Zinkoxid und Kupfer miteinander reagieren? Erkläre.

0,1 0,12

0

0,52

0

0,06

0

0,2

0 00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-59-

Im Hinblick auf Übersetzungsleistungen (Bild � Text) ist nur die folgende

Aufgabe ergiebig:

Welche Vorgänge sind in der Abbildung dargestellt?

Mit der Erklärung chemischer Sachverhalte ist wie schon oben erläutert der

Standard K 8 verbunden. Dieser tritt neben dem Standard K 4 am

zweithäufigsten auf. Die Standards K 1, K 2 und K 6 tauchen nur mit

geringer Häufigkeit auf. Im Vergleich zum Kapitel 4 hat hier die Häufigkeit

des Standards K 1 zugenommen, es tauchen (relativ) mehr

Rechercheaufträge auf. Die Häufigkeit des Standards K 2 hat hingegen

abgenommen. Dies könnte auf das wesentlich geringere Vorkommen von

Aufgaben zur Klärung neuer Fachbegriffe zurückzuführen sein, für deren

Bearbeitung die entsprechenden Informationen aus dem Text entnommen

werden müssen. Es ist hier anzumerken, dass in diesem Kapitel wesentlich

weniger neue Fachbegriffe (16) auftreten als im Kapitel 4 (30). Die

Standards K 3, K 5, K 7, K 9 und K 10 sind in den Aufgaben nicht

umgesetzt.

Kapitel 16 „Chemie der Kohlenwasserstoffe“

Das Kapitel 16 „Chemie der Kohlenwasserstoffe“ umfasst die folgenden

Themen:

16.1 Organische Stoffe – organische Chemie

Exkurs

16.2 Methan – Kohlenwasserstoff Nummer Eins

Theorie

Projekt

16.3 Feuerzeuggase – Was ist das?

Exkurs

16.4 Die Alkane – eine homologe Reihe

Theorie

-60-

16.5 Vielfalt – Verzweigung und Ringbildung

16.6 Nomenklatur – Namen leicht zu finden

16.7 Van-der-Waals-Bindungen und Stoffeigenschaften

Praktikum

16.8 Reaktionen der Alkane

Exkurs

16.9 Halogenkohlenwasserstoffe

Exkurs

16.10 Ethen – ein Alken

16.11 Addition und Eliminierung

16.12 Ethin – ein Alkin

Praktikum

16.13 Benzol – ein aromatischer Kohlenwasserstoff

Chemie-Recherche

In diesem Kapitel liegen insgesamt 89 Aufgaben vor. Die Zuordnung zu den

Kompetenzbereichen hat ergeben, dass der Kompetenzbereich Fachwissen

durch 61 Aufgaben abgedeckt wird. Die Kompetenzbereiche

Erkenntnisgewinnung und Kommunikation werden durch sieben bzw. 44

Aufgaben erfasst. Dem Kompetenzbereich Bewertung lässt sich keine der

Aufgaben zuordnen. Damit ergibt sich folgendes Bild, das an die

Abbildungen 8 und 10 erinnert:

0%

48,40%

7,70%

67,10%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-61-

n = 89 Aufgaben




Es lässt sich somit erneut feststellen, die die untersuchten Aufgaben zum

größten Teil Kompetenzen der Bereiche Fachwissen und Kommunikation

fördern. Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist auch hier mit nur

einem geringen Anteil vertreten, der durch die Schülerversuche und den

damit verbundenen Aufgaben auf den Praktikumsseiten zustande kommt.

Der Kompetenzbereich Bewertung wird erneut durch keine der Aufgaben

erfasst.

Die Untersuchung der Aufgaben zum Kompetenzbereich Kommunikation

hinsichtlich der Standards ergibt ähnliche Ergebnisse wie sie für die Kapitel

4 und 6 vorgestellt wurden: In den untersuchten Aufgaben sind die

Standards K 1, K 2, K 4, K 6 und K 8 umgesetzt. Diese tauchen jeweils mit

folgender Häufigkeit im untersuchten Kapitel auf, die denen der

Abbildungen x und y ähneln:



0,133 0,133

0

0,5

0

0,1

0

0,133

0 00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-62-

Der hohe Anteil des Standards K 4 wird in diesem Kapitel besonders durch

Aufgaben umgesetzt, die die Beschreibung oder Erklärung chemischer

Sachverhalte verlangen.

Bsp.: Cyclohexen reagiert mit Brom in einer Additionsreaktion,

Benzol dagegen in einer Substitutionsreaktion. Gib dafür eine

Erklärung und formuliere die beiden Reaktionsgleichungen mit

Strukturformeln.

Oder:

Beschreibe und erkläre den in der Grafik oben links dargestellten

Verlauf der Siedetemperaturen für die n-Alkane.

Das zweite Beispiel ist auch die einzige Aufgabe, die besonders ergiebig im

Hinblick auf Übersetzungsleistungen (Diagramm � Text) ist.

Im Vergleich zum Kapitel 6 hat hier der Anteil der Standards K 1 und K 2

etwas zugenommen, der von K 8 hingegen abgenommen. Die Standards K

3, K 5, K 7, K 9 und K 10 sind in den Aufgaben nicht umgesetzt.

Teilfrage 3

In den untersuchten Kapiteln wurde die Verteilung der in den Aufgaben

umgesetzten Standards des Kompetenzbereichs Kommunikation untersucht.

Es wurde geprüft, welche Standards jeweils in den Unterkapiteln

auftauchen, um zu klären, ob kommunikative Kompetenzen systematisch

aufgebaut werden und inwiefern dieser Kompetenzaufbau gegebenenfalls

erfolgt.

Im Kapitel 4 „Chemische Reaktionen“ fällt auf, dass in fast jedem

Unterkapitel immer die Standards K 2, K 4 und K 8 vorkommen. Nur in den

Unterkapiteln 4.3, 4.6 und 4.7 ist allein der Standard K 2 aufzufinden.

Daneben taucht der Standard K 1 vermehrt im Unterkapitel 4.2 auf. In

Verbindung mit den Praktikumsseiten ist immer der Standard K 6 vertreten.

-63-

Am Ende des Kapitels tritt in den Aufgaben zur Wiederholung und

Vertiefung zusätzlich der Standard K 5 einmal auf. Im Kapitel 6 „Vom Erz

zum Metall – Redoxreaktionen“ verhält es sich ähnlich: Die meisten

Unterkapitel weisen immer die Standards K 2, K 4 und K 8 auf. Daneben

taucht der Standard K 1 vermehrt im Unterkapitel 6.1 auf. Für das Kapitel

16 „Chemie der Kohlenwasserstoffe“ lässt sich feststellen, dass in fast allen

Unterkapiteln die Standards K 4 und K 8 vorkommen. Auf der Projektseite

„Biogas … Methan aus Mist“ taucht überwiegend der Standard K 1 auf. Der

Standard K 2 lässt sich vermehrt im Unterkapitel 16.8 auffinden.

In den einzelnen Unterkapiteln werden mit den Aufgaben also überwiegend

dieselben kommunikativen Kompetenzen gefördert. Dabei handelt es sich in

erster Linie um das Entnehmen von Informationen aus dem Text (K 2)

sowie die Beschreibung und Erklärung chemischer Sachverhalte (K 4). Es

fällt auf, dass im Kapitel 4 die Standards K 2 und K 4 etwa gleichermaßen

gefördert werden. Dies ändert sich in den Kapiteln 6 und 16, hier taucht

überwiegend der Standard K 4 auf. Auf einigen der speziellen Seiten

werden bestimmte kommunikative Kompetenzen verstärkt gefördert. So

treten auf der Projektseite überwiegend der Standard K 1 und auf den

Praktikumsseiten der Standard K 6 auf.

II Texte und Abbildungen

Teilfrage 4

Die Texte und Abbildungen der untersuchten Kapitel 4, 6 und 16 von

Chemie heute bieten Möglichkeiten, an chemische Sachverhalte zu knüpfen,

um dadurch kommunikative Kompetenzen zu fördern (s. Anhang). In

einigen Texten der Informationsseiten werden Verbindungen zwischen

Chemie und Alltag aufgezeigt. Dazu zählen beispielsweise Reaktionen in

Batterien oder in Autokatalysatoren. Besonders die spezielle Seite Chemie-

Recherche mit dem Titel „Chemische Reaktionen im Alltag“ bietet viele

Anknüpfungsmöglichkeiten. Diese können aufgegriffen werden, um ihre

-64-

chemischen Hintergründe zu klären. Dazu müssen entsprechende Aufgaben

formuliert werden. Um damit kommunikative Kompetenzen zu fördern,

bietet es sich an, Rechercheaufträge und die Beschreibung,

Veranschaulichung oder Erklärung der chemischen Sachverhalte zu

verlangen. Somit werden vor allem die Standards K 1 und K 4 umgesetzt.

Daneben werden auch die Zusammenhänge zwischen den chemischen

Sachverhalten und den Alltagserscheinungen hergestellt und dabei

Alltagssprache in Fachsprache und umgekehrt Fachsprache in

Alltagssprache übersetzt, sodass auch der Standard K 5 umgesetzt wird.

In den Texten tauchen viele neue Fachbegriffe auf. Diese betragen im

Kapitel 4 insgesamt 30, im Kapitel 6 16 und im Kapitel 16 38 (s. Anhang).

Viele der Fachbegriffe tauchen nur einmal im Text auf und nur ein kleiner

Teil von ihnen wird durch entsprechende Aufgaben geübt. Dies erfolgt zum

Beispiel durch folgende Aufgaben:

Was versteht man unter Aktivierungsenergie?

Was versteht man unter einem Katalysator?

Auch in diesem Zusammenhang bietet es sich an, entsprechende Aufgaben

zu formulieren, um damit die Fachbegriffe verstärkt zu üben und somit

gleichzeitig die Fachsprache zu verbessern.

Neben den Texten bieten auch Abbildungen Möglichkeiten, um

kommunikative Kompetenzen zu fördern. Einige Abbildungen sind

besonders dazu geeignet, Übersetzungsleistungen zu fördern. Zu diesen

Abbildungen zählen beispielsweise Tabellen, Diagramme und

Versuchsapparaturen (s. Anhang). Es können dazu Aufgaben formuliert

werden, die verlangen, dass diese Darstellungsformen in andere übersetzt

werden (Tabelle � Diagramm, Diagramm � Text, Versuchsapparatur �

Text …). Damit wird der Standard K 4 umgesetzt. Solche Aufgaben finden

sich kaum in den untersuchten Kapiteln, in den Texten wird lediglich auf die

meisten Abbildungen verwiesen.

-65-

5.4.2 Elemente Chemie (Ausgabe 2004)

Inhalt und Struktur

Die folgende Tabelle liefert eine Übersicht über die Inhalte des Schulbuches

Elemente Chemie:

1 Stoffe und ihre Eigenschaften 12 Elektronenübergänge und Ionenbindung

2 Trennverfahren 13 Atombindung und molekulare Stoffe

3 Vom Aufbau der Stoffe 14 Saure und alkalische Lösungen

4 Die chemische Reaktion 15 Wichtige Säuren und ihre Salze

5 Luft und Verbrennung 16 Düngemittel

6 Gewinnung von Metallen - Redoxreaktion Organische Chemie

7 Wasser 17 Kohlenwasserstoffe – Energieträger und

Rohstoffe

8 Quantitative Beziehungen bei chemischen

Reaktionen

18 Alkohole – Carbonsäuren - Ester

9 Alkali- und Erdalkalimetalle 19 Nährstoffe

10 Halogene 20 Tenside

11 Periodensystem und Atombau 21 Kunststoffe

Tabelle 12: Inhaltsübersicht Elemente Chemie


wurden die Kapitel 4 „Die Chemische Reaktion“, 6 „Gewinnung von

Metallen - Redoxreaktion“ sowie der Abschnitt „Organische Chemie“ und

Kapitel 17 „Kohlenwasserstoffe – Energieträger und Rohstoffe“

herangezogen.

Das Schulbuch enthält im Arbeitsteil Texte, Versuche und Aufgaben, in

denen die jeweiligen Themen behandelt werden. Daneben liegen zwei

Typen von speziellen Seiten vor:

Projekt Projektseiten beinhalten Schülerexperimente

Überprüfung und Vertiefung Auf diesen Seiten finden sich Aufgaben zur

Überprüfung des Gelernten

Typisch für die einzelnen Kapitel des Schulbuchs sind die zu Beginn

dargestellten Alltagserscheinungen, anhand derer das übergeordnete Thema

-66-

eingeführt wird. Auf den folgenden Seiten werden der Reihe nach die

einzelnen Themen behandelt. Dafür sind jeweils Versuche für Schüler oder

Lehrer aufgeführt, die manchmal auch mit Aufgaben verbunden sind. Ihr

fachlicher Hintergrund wird im Text erläutert. Dazu werden die

entsprechenden Versuchsbeobachtungen mithilfe von Abbildungen

beschrieben und ausgewertet. Das Thema schließt mit Übungsaufgaben ab.

Die Kapitel enden jeweils mit der Seite „Überprüfung und Vertiefung“, die

Aufgaben zur Überprüfung des Gelernten enthält.

I Aufgaben

Teilfrage 1 und 2

Kapitel 4 „Die chemische Reaktion“

Das Kapitel 4 „Die chemische Reaktion“ umfasst die folgenden Themen:

4.1 Metalle reagieren mit Schwefel

4.2 Element und Verbindung

4.3 Chemische Reaktion und Energie

4.4 Projekt: Die Merkmale der chemischen Reaktion

4.5 Chemische Reaktion und Teilchenmodell

Hier liegen insgesamt 20 Aufgaben vor. Diese wurden den

Kompetenzbereichen Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation

und Bewertung zugeordnet. Die Zuordnung hat ergeben, dass der

Kompetenzbereich durch alle Aufgaben abgedeckt wird. Die

Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung und Kommunikation wurden von

fünf bzw. 19 Aufgaben erfasst. Dem Kompetenzbereich Bewertung lässt

sich keine der Aufgaben zuordnen. Es ergibt sich folgendes Bild:

-67-

n = 20 Aufgaben




Aus dieser Abbildung geht eindeutig hervor, dass mit untersuchten

Aufgaben fast ausschließlich die Kompetenzbereiche Fachwissen und

Kommunikation gefördert werden. Auch in diesem Fall decken fast alle

Aufgaben die Kompetenzbereiche Fachwissen und Kommunikation

gleichzeitig ab. Diese Aufgaben dienen in erster Linie dazu, die

dargestellten chemischen Inhalte zu üben und sind mit einer Beschreibung

oder Erklärung der chemischen Sachverhalte verbunden, sodass neben dem

Fachwissen gleichzeitig kommunikative Kompetenzen gefördert werden.

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist mit einem geringen Anteil

vertreten. Er kommt durch die Versuche und den damit verbundenen

Aufgaben zustande.



feststellen, dass die Standards K 2, K 3, K 4, K 6 und K 8 vertreten sind.

Demnach fördern die Aufgaben kommunikative Kompetenzen, indem sie

das Erschließen von Informationen und das Beschreiben oder Erklären

chemischer Sachverhalte verlangen. Ebenso sollen Darstellungen

95%

25%

100%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-68-

hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit geprüft und Versuchsprotokolle

angefertigt werden. Die Standards treten mit unterschiedlicher Häufigkeit in

den Aufgaben auf. Dieses wird mit der folgenden Abbildung dargestellt:



Es wird deutlich, dass überwiegend die beiden Standards K 4 und K 8

vertreten sind. Das kommt dadurch zustande, dass viele Aufgaben

vorliegen, die der Übung der neuen Inhalte dienen. Dabei sollen

überwiegend chemische Sachverhalte erklärt werden (K 4). Mit der

Erklärung chemischer Sachverhalte ist die fachlich korrekte und

folgerichtige Argumentation verbunden (K 8), auch wenn diese in den

Aufgaben nicht explizit verlangt wird.

Bsp.: Ein Gemisch aus Kupfer- und Schwefelpulver kann über

längere Zeit aufbewahrt werden, ohne dass eine merkliche Reaktion

einsetzt. Verreibt man ein solches Gemisch sehr intensiv in einer

Reibschale, kann eine sehr heftige Reaktion ausgelöst werden. Gib

eine Erklärung.

Der Standard K 2 taucht mit einem sehr geringen Anteil in den Aufgaben

auf. Nur in zwei Aufgaben sollen die entsprechenden Informationen aus

dem Text entnommen werden:

0

0,06250,03125

0,4375

0

0,09375

0

0,375

0 00

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-69-

1. Woran kann man den Ablauf einer chemischen Reaktion

erkennen?

2. Formuliere zu den Begriffen „exotherme“ und „endotherme“

Reaktion jeweils einen Merksatz.

Der Standard K 3 ist kaum vertreten. Er ist lediglich in einer Aufgabe

umgesetzt:

Die Darstellung der chemischen Reaktion als

Teilchenumgruppierung in Bild 1 enthält einige Vereinfachungen.

Nenne einige dieser Vereinfachungen.

An dieser Stelle sei erneut darauf hingewiesen, dass mit den oben

abgebildeten Aufgaben zwar kommunikative Kompetenzen gefördert

werden, sie wohl aber in erster Linie dazu gedacht sind, die neuen

chemischen Inhalte zu üben und somit Kompetenzen des Bereichs

Fachwissen fördern.

Der Standard K 6 ist mit einem geringen Anteil vorhanden. Er wird durch

die Versuche umgesetzt, die das Protokollieren der Untersuchungen

implizieren. Die Standards K 1, K 5, K 7, K 9 und K 10 sind in den

Aufgaben gar nicht vertreten.

Kapitel 6 „Gewinnung von Metallen – Redoxreaktion“

Das Kapitel 6 „Gewinnung von Metallen – Redoxreaktion“ umfasst die

folgenden Themen:

6.1 Reduktion von Metalloxiden

6.2 Roheisenherstellung

6.3 Der Hochofen – ein großtechnischer Betrieb

6.4 Zur Geschichte der Metallgewinnung

6.5 Stahlherstellung

-70-

Insgesamt tauchen in diesem Kapitel 19 Aufgaben auf. Diese wurden erneut

den Kompetenzbereichen zugeordnet. Die Zuordnung liefert ähnliche

Ergebnisse wie sie oben für das Kapitel 4 vorgestellt wurden. Der

Kompetenzbereich Fachwissen wird durch alle Aufgaben abgedeckt. Der

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung wird von zwei, der

Kompetenzbereich Kommunikation von 12 Aufgaben erfasst. Dem

Kompetenzbereich Bewertung lässt sich wieder keine der Aufgaben

zuordnen. Damit ergibt sich ein ähnliches Bild wie es aus der Abbildung 14

bekannt ist:

n = 19 Aufgaben




Wie im vorangegangenen Kapitel wird auch hier der Kompetenzbereich

Fachwissen von allen Aufgaben erfasst. Der Kompetenzbereich

Kommunikation wird ebenfalls durch viele Aufgaben abgedeckt, der

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist erneut mit einem geringen

Anteil vertreten.


zuordnen lassen, sind wie im Kapitel 4 die Standards K 2, K 3, K 4, K 6 und

0 %

63,60%

10,60%

100%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-71-

K 8 umgesetzt. Sie kommen jeweils mit folgender Häufigkeit im

untersuchten Kapitel vor:



Es ergibt sich ein ähnliches Bild wie in Abbildung x. Auch in diesem Fall

treten überwiegend die beiden Standards K 4 und K 8 auf. Sie werden in

diesem Kapitel besonders durch Aufgaben umgesetzt, in denen

Wortgleichungen (Reaktionsschemen) oder Beschreibungen und

Erklärungen für chemische Sachverhalte verlangt werden. Diese Aufgaben

haben zumeist folgende Formate:

Formuliere für die Reaktionen von Zink mit Kupferoxid und von

Magnesium mit Kupferoxid die Reaktionsschemata.

Und:

In einem Hochofen werden zwar Eisenerz und Koks eingefüllt, aber

der im Koks enthaltene Kohlenstoff ist nicht das eigentliche

Reduktionsmittel für Eisenoxid. Erkläre diesen Zusammenhang.

Mit der Erklärung chemischer Sachverhalte ist wie schon oben erläutert der

Standard K 8 verbunden. Dieser tritt nach dem Standard K 4 am

zweithäufigsten auf. Die Standards K 3 und K 6 sind kaum vertreten. Es

0

0,136

0,023

0,5

00,045

0

0,318

0 00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-72-

liegen in diesem Kapitel nur zwei Versuche vor, die das Protokollieren der

Untersuchungen implizieren. Erneut ist nur eine Aufgabe zur Prüfung der

fachlichen Richtigkeit einer Darstellung vorhanden:

Häufig liest man: „Um Eisen zu gewinnen, muss man es aus

Gesteinen herausschmelzen“. Nimm zu dieser Aussage Stellung und

berichtige sie.

Der Standard K 2 taucht wieder nur mit einem sehr geringen Anteil auf.

Dieser hat im Vergleich zum Kapitel 4 etwas zugenommen. Die Standards

K 1, K 5, K 7, K 9 und K 10 sind erneut nicht in den Aufgaben umgesetzt.

„Organische Chemie“ und Kapitel 17 „Kohlenwasserstoffe – Energieträger

und Rohstoffe“

Das Kapitel 17 „Kohlenwasserstoffe – Energieträger und Rohstoffe“

umfasst folgende Themen:

17.1 Kohle – Brennstoff und Rohstoff

17.2 Erdöl und Erdgas

17.3 Methan – Hauptbestandteil des Erdgases

17.4 Butan – Feuerzeug- und Campinggas

17.5 Erdgas, Heizgas für viele Haushalte


17.7 Die Ermittlung des Namens eines Alkans

17.8 Eigenschaften der Alkane

17.9 Die Reaktionen der Alkane

17.10 Moleküle mit C-C-Mehrfachbindungen

17.11 Ringförmige Kohlenwasserstoffmoleküle

17.12 Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Erdöl

17.13 Projekt: Viskosität von Ölen

17.14 Benzin durch Cracken

17.15 Kraftfahrzeugbenzin – Verbrennung und Veredlung

-73-

17.16 Brennstoffe und Treibhauseffekt

17.17 Ozonschicht und Halogenkohlenwasserstoffe

Im Abschnitt „Organische Chemie“ und im Kapitel 17 liegen insgesamt 51

Aufgaben vor. Die Zuordnung zu den Kompetenzbereichen hat ergeben,

dass der Kompetenzbereich Fachwissen durch 40 Aufgaben erfasst wird.

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung wird durch 13, der

Kompetenzbereich Kommunikation durch 35 Aufgaben gedeckt. Dem

Kompetenzbereich Bewertung lässt sich keine der Aufgaben zuordnen. Es

ergibt sich dadurch folgendes Bild:

n = 51 Aufgaben




Es lässt sich erneut feststellen, dass die untersuchten Aufgaben zum größten

Teil Kompetenzen der Bereiche Fachwissen und Kommunikation fördern.

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung wird hier im Vergleich zu den

beiden vorangegangenen Kapiteln stärker erfasst. Das ist neben den

Versuchen auf Aufgaben zurückzuführen, die die Arbeit mit

Molekülmodellen verlangen. Die Untersuchung der Aufgaben zum

Kompetenzbereich Kommunikation hinsichtlich der Standards ergibt, dass

0%

68,60%

25,48%

74,48%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-74-

die Standards K 1, K 2, K 4, K 6 und K 8 auftreten. Der Standard K 3 taucht

in diesem Kapitel also nicht mehr auf, der Standard K 1 hingegen ist

hinzugekommen. Folgende relative Häufigkeiten der einzelnen Standards

ergeben sich:



Der hohe Anteil des Standards K 4 wird in diesem Kapitel besonders durch

Aufgaben erzielt, die die Erklärung chemischer Sachverhalte verlangen.

Diese beziehen sich vor allem auf die Eigenschaften der organischen

Verbindungen.

Bsp.: Schüttelt man Heptan kräftig mit Wasser, so bildet sich

zunächst eine Emulsion, die sich aber wieder rasch in zwei Schichten

auftrennt.

Welcher Stoff bildet die obere Schicht? Begründe.

Warum entmischt sich die Emulsion sehr schnell?

Die Standards K 2, K 6 und K 8 tauchen im Vergleich dazu mit einem

geringeren Anteil auf. Der Standard K 1 ist kaum vertreten, er ist nur in drei

Aufgaben umgesetzt. Die Standards K 3, K 5, K 7. K 9 und K 10 tauchen in

den Aufgaben nicht auf.

0,05

0,15

0

0,46

0

0,18

0

0,29

0 00

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-75-

Teilfrage 3

Betrachtet man in den untersuchten Kapiteln die Verteilung der in den

Aufgaben umgesetzten Standards des Kompetenzbereichs Kommunikation,

lässt sich feststellen, dass in jedem Unterkapitel überwiegend dieselben

kommunikativen Kompetenzen gefördert werden. Es handelt sich dabei um

das Entnehmen von Informationen aus dem Text sowie die Erklärung

chemischer Sachverhalte. Dabei liegt der Schwerpunkt eindeutig auf der

Erklärung der chemischen Sachverhalte, diese wird von der Mehrzahl der

Aufgaben verlangt. Im Laufe der Kapitel 4, 6 und 17 nimmt die Häufigkeit

des Standards K 2 zu. Der Standard K 3 taucht nur in den Kapiteln 4 und 6

auf, nicht mehr im Kapitel 17. Umgekehrt verhält es sich mit Standard K 1,

dieser findet sich nur im Kapitel 17. Diese Auffälligkeiten bei den Standards

K3 und K 1 sind allerdings nicht allzu sehr zu betonen, da sie jeweils nur

mit sehr geringer Häufigkeit in den untersuchten Kapiteln vorkommen. Der

Standard K 6 taucht im Zusammenhang mit den Versuchen in allen Kapiteln

auf.


Teilfrage 4

Die Texte und Abbildungen der untersuchten Kapitel von Elemente Chemie

bieten Möglichkeiten, an dargestellte chemische Sachverhalte zu knüpfen,

um kommunikative Kompetenzen zu fördern. In den Texten werden einige

Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und

Alltagserscheinungen aufgezeigt (s. Anhang). Besonders auf der ersten Seite

der Kapitel werden solche Verknüpfungen vorgestellt. Dazu zählen

beispielsweise das Anlaufen silberner Gegenstände an der Luft oder

Kupferdächer, die sich im Laufe der Zeit mit einer grünen Schicht

überziehen. Diese Phänomene können in Aufgaben aufgegriffen werden, um

ihre chemischen Hintergründe genauer zu klären und gleichzeitig

kommunikative Kompetenzen zu fördern. Dies kann in den Aufgaben durch

-76-

Recherchen und die Beschreibung, Veranschaulichung oder Erklärung der

chemischen Sachverhalte erfolgen. Dadurch werden vor allem die Standards

K 1 und K 4 umgesetzt. Daneben werden auch die Zusammenhänge

zwischen den chemischen Sachverhalten und den Alltagserscheinungen

hergestellt und dabei Alltagssprache in Fachsprache und umgekehrt

Fachsprache in Alltagssprache übersetzt, sodass auch der Standard K 5

umgesetzt wird.

Die untersuchten Texte liefern viele neue Fachbegriffe. Diese betragen im

Kapitel 4 zehn, im Kapitel 6 elf und im Abschnitt „Organische Chemie“ mit

Kapitel 17 36. Es liegen nur wenige Aufgaben vor, die der Übung dieser

neuen Fachbegriffe dienen. Daher bietet es sich auch in diesem

Zusammenhang an, entsprechende Aufgaben zu formulieren, um die

Fachbegriffe zu üben und damit gleichzeitig die Fachsprache zu verbessern.

Neben den Texten können auch anhand vieler Abbildungen kommunikative

Kompetenzen gefördert werden. Es liegen Tabellen, Diagramme, Bilder und

Schemen vor, die besonders gut geeignet sind, um Übersetzungsleistungen

zu fördern (s. Anhang). Es können entsprechende Aufgaben formuliert

werden, die die Übersetzung der Darstellungsform in eine andere verlangen.

Damit wird der Standard K 4 umgesetzt.

5.4.3 Elemente Chemie 7/8 + 9/10 (aktuelle Ausgaben)

Inhalt und Struktur

Die folgenden Tabellen liefern eine Übersicht über die Inhalte des

Schulbuches Elemente Chemie:

1 Was wir noch wissen 4 Chemische Reaktionen: Stoffe –

Teilchen- Energie

2 Feuer und Flamme 5 Quantitative Aspekte in der Chemie

3 Verbrennung – eine chemische Reaktion

mit Sauerstoff

6 Die Gewinnung reiner Metalle

Tabelle 13: Inhaltsübersicht Elemente Chemie 7/8

-77-

1 Vertiefung von quantitativen Aspekten in

der Chemie

Organische Chemie

2 Atombau und Periodensystem 7 Kohlenwasserstoffe – Energieträger und

Rohstoffe

3 Atome gehen Bindungen ein 8 Alkohole

4 Salze und Ionenbindung 9 Qualitative Analysemethoden

5 Elektronenübergänge Basiskonzepte

6 Protonenübergänge

Tabelle 14: Inhaltsübersicht Elemente Chemie 9/10


wurden aus Elemente Chemie 7/8 die Kapitel 3 „Verbrennung – eine

chemische Reaktion mit Sauerstoff“ und 6 „Die Gewinnung reiner Metalle“

sowie aus Elemente Chemie 9/10 der Abschnitt „Organische Chemie“ und

Kapitel 7 „Kohlenwasserstoffe – Energieträger und Rohstoffe“

herangezogen.

Das Schulbuch Elemente Chemie enthält im Arbeitsteil Texte, Versuche

und Aufgaben zu den behandelten Themen. Daneben liegen spezielle Seiten

vor:

Praktikum Schülerexperimente

Exkurs Zum Thema passende Inhalte

Impulse Fächerverbindende Inhalte oder Inhalte,

die besondere Unterrichtsmethoden

erfordern

Durchblick Zusammenfassung,

Zusammenfassung und Übung inhaltliche Vertiefungen und

Aufgaben zur Überprüfung des Gelernten

Charakteristisch für die einzelnen Kapitel ist, dass jedes mit einer Seite

eingeleitet wird, die neben einer übergeordneten Fragestellung einen kurzen

Überblick über die folgenden Inhalte enthält. Daran schließt fast immer die

Seite Impulse an. Hier liegen Aufgaben und Versuche vor, die im Laufe des

Kapitels wieder aufgegriffen und erklärt werden. Auf den folgenden Seiten

-78-

werden die einzelnen Themen behandelt. Dabei werden beschriebene

Versuche aufgegriffen, die entsprechenden Beobachtungen beschrieben und

die damit gewonnenen Erkenntnisse erläutert. Die Themen schließen mit

Aufgaben ab. Die Kapitel enden immer mit der Seite Durchblick

Zusammenfassung und Übung, die neben einer Übersicht über die neuen

Inhalte Aufgaben zur Übung und Vertiefung enthält.

I Aufgaben

Teilfragen 1 und 2

Kapitel 3 „Verbrennung – eine chemische Reaktion mit Sauerstoff“

Das Kapitel 3 „Verbrennung – eine chemische Reaktion mit Sauerstoff“

umfasst die folgenden Themen:

3.1 Impulse Verbrennung

3.2 Die Verbrennung – eine chemische Reaktion

3.3 Metalle verbrennen

3.4 Luft und Sauerstoff

3.5 Metalle reagieren mit Sauerstoff

3.6 Die Oxide von Schwefel und Kohlenstoff

3.7 Stille Verbrennungen

3.8 Exkurs Kohlenstoffdioxid und der Treibhauseffekt

3.9 Durchblick Zusammenfassung und Übung

In diesem Kapitel liegen insgesamt 41 Aufgaben vor, die den

entsprechenden Kompetenzbereichen zugeordnet wurden. Die Zuordnung

hat ergeben, dass der Kompetenzbereich Fachwissen von 26, der

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung von zwölf, der Kompetenzbereich

Kommunikation von 35 und der Kompetenzbereich Bewertung von keiner

der Aufgaben erfasst wird. Damit ergibt sich das folgende Bild:

-79-

n = 41 Aufgaben




Aus der Abbildung geht hervor, dass mit den untersuchten Aufgaben

überwiegend die Kompetenzbereiche Kommunikation und Fachwissen

gefördert werden. Viele der Aufgaben fördern Kompetenzen des Bereichs

Fachwissen und sind mit einer Erklärung der chemischen Sachverhalte

verbunden, sodass auch kommunikative Kompetenzen gefördert werden.

Damit werden beide Kompetenzbereiche, Fachwissen und Kommunikation,

gleichzeitig erfasst.

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist im Vergleich dazu mit

einem geringen Anteil vertreten. Dieser kommt durch die Versuche und den

damit verbundenen Aufgaben zustande, die das Durchführen, Auswerten

und Protokollieren abverlangen. Ebenso sollen hier auch eigenständig

Untersuchungen zur Überprüfung von Hypothesen geplant werden.



feststellen, dass die Standards K 1, K 2 und K 4 – K 8 vertreten sind.

Demnach fördern die Aufgaben dieses Kapitels kommunikative

Kompetenzen, indem sie das Erschließen von Informationen und das

0%

84,00%

28,80%

62,40%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-80-

Beschreiben, Veranschaulichen oder Erklären chemischer Sachverhalte

verlangen. Ebenso sollen Zusammenhänge zwischen chemischen

Sachverhalten und Alltagserscheinungen hergestellt sowie

Versuchsprotokolle angefertigt werden. Zudem sollen auch Ergebnisse

adressatengerecht präsentiert werden. Diese Standards kommen jeweils mit

unterschiedlicher relativer Häufigkeit in den Aufgaben vor. Das wird

anhand der folgenden Abbildung dargestellt:



Es wird deutlich, dass der Standard K 4 am häufigsten in den Aufgaben

vorkommt. Er wird hier vor allem durch Aufgaben umgesetzt, die zum einen

die Erklärung chemischer Sachverhalte verlangen.

Bsp.: Eisenpulver, welches in eine Brennerflamme gebracht wird,

brennt. Würde man einen Gasbrenner an eine Eisentür halten, so

würde nichts geschehen. Erkläre.

Zum anderen wird er durch Aufgaben umgesetzt, die die Veranschaulichung

chemischer Sachverhalte anhand von Darstellungen verlangen.

Bsp.: Stelle den Kreislauf der Kohlenstoffverbindungen in

Lebewesen in einem Schema grafisch dar. […]

0,169

0,123

0

0,308

0,062

0,108

0,077

0,154

0 00

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-81-

Oder:

Zeichne mithilfe der Information aus B 2 ein Tortendiagramm, das

die Zusammensetzung der Luft wiedergibt.

Diese Aufgaben sind im Hinblick auf Übersetzungsleistungen sehr ergiebig.

Mit der Erklärung der chemischen Sachverhalte ist wie schon oben erläutert

die fachlich korrekte und folgerichtige Argumentation verbunden. Der

Standard K 8 kommt entsprechend relativ oft vor. Auch der Standard K 1 ist

relativ oft vorhanden. Durch die Rechercheaufträge werden zumeist über

das Thema hinausgehende Inhalte erarbeitet. So kommen beispielsweise im

Zusammenhang mit dem Thema „Luft und Sauerstoff“ bzw. „Die Oxide von

Schwefel und Kohlenstoff“ folgende Rechercheaufträge vor:

Informiere dich über die Geschichte der Entdeckung des Sauerstoffs.

Recherchiere die Symptome einer Kohlenstoffmonoxidvergiftung.

Die Standards K 2 und K 6 tauchen im Vergleich dazu mit geringer, die

Standards K 5 und K 7 mit sehr geringer Häufigkeit in den Aufgaben auf.

Im Hinblick auf eine adressatengerechte Präsentation (K 7) ist die folgende

Aufgabe sehr ergiebig:

Informiere dich über die Verbrennung in tierischen, menschlichen

und pflanzlichen Zellen. Welche Rolle spielt der Sauerstoff dabei?

Gestalte dazu ein Plakat, auf dem du versuchst die Zusammenhänge

auch für den Nichtfachmann verständlich darzustellen.


Alltagserscheinungen (K 5) werden besonders durch Aufgaben im Thema

„Verbrennung – eine chemische Reaktion“ hergestellt.

Bsp.: Welche physikalischen und chemischen Vorgänge laufen beim

Brennen einer Kerze ab?

Oder:

-82-

Handelt es sich beim Verhalten von Zucker beim Erhitzen um einen

physikalischen oder um einen chemischen Vorgang?

Die Standards K 3, K 9 und K 10 sind in den Aufgaben nicht vertreten.

Kapitel 6 „Die Gewinnung reiner Metalle“

Das Kapitel 6 „Die Gewinnung reiner Metalle“ umfasst die folgenden

Themen:

6.1 Ötzi und sein Kupferbeil

6.2 Geschichte der Metallgewinnung

6.3 Vom Metalloxid zum Metall

6.4 Eisen- und Stahlgewinnung

6.5 Exkurs Wichtige Metalle

6.6 Impulse Die Gewinnung reiner Metalle


In diesem Kapitel liegen insgesamt 21 Aufgaben vor. Diese wurden den

entsprechenden Kompetenzbereichen zugeordnet. Die Zuordnung ergab,

dass der Kompetenzbereich Fachwissen von 13 und der Kompetenzbereich

Kommunikation ebenfalls von 13 Aufgaben erfasst wird. Den

Kompetenzbereichen Erkenntnisgewinnung und Bewertung lassen sich

keine der Aufgaben zuordnen. Somit ergibt sich folgendes Bild:

-83-

n = 21 Aufgaben




Die beiden Kompetenzbereiche Fachwissen und Kommunikation werden

durch die Aufgaben gleichermaßen gefördert. In diesem Kapitel liegen

weder Versuche noch Aufgaben zur Planung von Untersuchungen vor,

sodass der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung nicht vertreten ist. Der

Kompetenzbereich Bewertung wird ebenfalls nicht erfasst.


zuordnen lassen, sind die Standards K 1 – K 4 und K 8 umgesetzt. Im

Vergleich zum Kapitel 3 sind die Standards K 5 – K 7 nicht mehr

vorhanden, der Standard K 3 hingegen ist hinzugekommen. Sie kommen

jeweils mit folgender Häufigkeit im untersuchten Kapitel vor:

0%

62,40%

0%

62,40%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-84-



Es fällt auf, dass überwiegend die Standards K 4 und K 8 auftreten. Das ist

darauf zurückzuführen, dass die meisten Aufgaben eine Erklärung

chemischer Sachverhalte verlangen. Mit der Erklärung der Sachverhalte ist

gleichzeitig der Standard K 8 verbunden.

Bsp.: Die ersten Metalle, die die Menschen verwendet haben, waren

Gold, Silber und Kupfer. Erkläre, warum diese Metalle gediegen in

der Natur vorkommen können, Eisen, Aluminium und Zink dagegen

nicht.

Im Hinblick auf Übersetzungsleistungen (Bild � Text) ist lediglich eine

Aufgabe vorhanden:

In B 2 und B 3 sind eine bronzezeitliche Schmelzgrube zur

Kupfergewinnung und ein römischer Schachtofen zur

Roheisengewinnung dargestellt. Beschreibe die beiden

Vorrichtungen und ihre Funktionsweise. Erkläre, weshalb der

Schachtofen wesentlich effektiver arbeiten kann.

Der Standard K 1 taucht nur mit geringer Häufigkeit auf, die beiden

Standards K 2 und K 3 sind kaum vorhanden. Der Standard K 3 ist nur in

einer Aufgabe umgesetzt:

0,136

0,045 0,045

0,409

0 0 0

0,364

0 00

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-85-

Häufig liest man: „Um Eisen zu gewinnen, muss man es aus

Gesteinen herausschmelzen“. Nimm zu dieser Aussage Stellung und

berichtige sie.

Die Standards K 5 – K 7 sowie K 9 und K 10 kommen in den Aufgaben

nicht vor.

Abschnitt „Organische Chemie“ + Kapitel 7 „Kohlenwasserstoffe –

Energieträger und Rohstoffe“

Das Kapitel 7 „Kohlenwasserstoffe – Energieträger und Rohstoffe“ umfasst

folgende Themen:

7.1 Erdgas und Erdöl – Entstehung und Förderung

7.2 Methan – Hauptbestendteil des Erdgases und Biogases


7.4 Die Alkane – Nomenklatur

7.5 Impulse VAN`T HOFF und der Bau des Methanmoleküls

7.6 Die Alkane – der räumliche Bau

7.7 Die Alkane – Struktur-Eigenschafts-Beziehungen

7.8 Impulse Lernzirkel Alkane

7.9 Die Alkane – Brennbarkeit

7.10 Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Erdöl

7.11 Impulse Ein Alkan als Feuerzeuggas

7.12 Kraftfahrzeugbenzin – Verbrennung und Katalysatoren

7.13 Kraftfahrzeugbenzin – Herstellung und Veredlung

7.14 Ethen – ein Alken

7.15 Vom Ethen zum Polyethen

7.16 Halogenalkane

7.17 Isomeriearten

7.18 Die Vielfalt der Kohlenwasserstoffe

7.19 Halogenalkane und die Ozonschicht

-86-

7.20 Erdatmosphäre und Treibhauseffekt

7.21 Alternative Stoff- und Energiequellen

7.22 Exkurs Alternative Energiequellen im Vergleich


Im Abschnitt „Organische Chemie“ und im Kapitel 7 liegen insgesamt 64

Aufgaben vor. Diese Aufgaben wurden den entsprechenden

Kompetenzbereichen zugeordnet. Die Zuordnung hat ergeben, dass der

Kompetenzbereich Fachwissen von 38, der Kompetenzbereich

Erkenntnisgewinnung von sieben, der Kompetenzbereich Kommunikation

von 37 und der Kompetenzbereich Bewertung von drei Aufgaben erfasst

wird. Damit ergibt sich folgendes Bild:

n = 64 Aufgaben




Aus der Abbildung geht hervor, dass auch hier mit den untersuchten

Aufgaben überwiegend die Kompetenzbereiche Fachwissen und

Kommunikation gefördert werden. Im Vergleich dazu werden die

Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung und Bewertung nur von sehr

4,80%

59%

11,20%

60,80%

0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% 120,00%

B

K

E

F

n

-87-

wenigen Aufgaben erfasst. Der Kompetenzbereich Bewertung ist hier zum

ersten Mal vertreten.

Die Aufgaben zum Kompetenzbereich Kommunikation wurden hinsichtlich

der Standards untersucht. Es lässt sich feststellen, dass die Standards K 1, K

2, K 4 – K 7 sowie K 8 und K 9 vertreten sind. In diesem Kapitel taucht

erstmals der Standard K 9 auf. Die Standards kommen jeweils mit folgender

Häufigkeit in den Aufgaben vor:



Es wird deutlich, dass überwiegend der Standard K 4 auftritt. Er wird in

diesem Kapitel besonders durch Aufgaben umgesetzt, die einerseits eine

Beschreibung, andererseits eine Erklärung von chemischen Sachverhalten

verlangen.

Bsp.: Beschreibe und vergleiche den Molekülaufbau sowie die

Summenformeln von Ethan, Ethen und Ethin.

Und:

Erkläre die Zunahme der Siedetemperatur und Viskosität von Hexan

bis Decan.

0,1350,096

0

0,519

0,0190,058

0

0,154

0,019 00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-88-

Im Hinblick auf Übersetzungsleistungen sind nur wenige Aufgaben

vorhanden.

Bsp.: Beschreibe die Kurvenverläufe in B 3 und deute sie.

Die Standards K 1, K 2 und K 8 sind jeweils mit einem geringen Anteil in

den Aufgaben vertreten. Die Standards K 5, K 6 und K 9 sind kaum

vorhanden. Standard K 5 wird lediglich durch eine Aufgabe umgesetzt:

Erdgas ist brennbar. Führe dazu drei Beispiele aus dem Alltag auf.

Auch der Standard K 9 taucht nur in einer Aufgabe auf:

Überlege und notiere, wie du selbst dazu beitragen kannst, dass

weniger fossile Brennstoffe verbrannt und damit Ressourcen

eingespart werden und der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid reduziert

wird.

In diesem Kapitel liegen nur wenige Versuche vor, sodass der Standard K 6

nur mit sehr geringer Häufigkeit vertreten ist.

Die Standards K 3, K 7 und K 10 sind in den Aufgaben nicht umgesetzt.

Teilfrage 3

Betrachtet man in den untersuchten Kapiteln die Verteilung der in den

Aufgaben umgesetzten Standards des Kompetenzbereichs Kommunikation,

lässt sich feststellen, dass in fast allen Unterkapiteln überwiegend der

Standard K 4 vorkommt.

Für das Kapitel 3 fällt auf, dass im ersten Unterkapitel 3.1 (Impulse) im

Zusammenhang mit den Schülerversuchen der Standard K 6 auftaucht.

Ebenso taucht hier vermehrt der Standard K 1 auf. Danach findet sich dieser

konsequent in jedem zweiten Unterkapitel wieder. Im Kapitel 3.2 ist allein

der Standard K 5 vermehrt vorhanden. In den folgenden Unterkapiteln

kommt überwiegend der Standard K 4 vor. Dieser ist mit dem Standard K 8

-89-

verbunden, wenn in den Aufgaben Erklärungen chemischer Sachverhalte

verlangt werden. Vereinzelt tauchen in einigen Unterkapiteln die Standards

K 2 und K 7 auf.

Aufgaben im Kapitel 6 liegen nur in den Unterkapiteln 6.4, 6.6 und 6.7 vor.

Hier werden überwiegend Erklärungen chemischer Sachverhalte verlangt,

sodass der Standard K 4 in Verbindung mit K 8 vorliegt. Daneben finden

sich im Unterkapitel 6.6 mehrere Rechercheaufträge (K 1) und im

Unterkapitel 6.7 liegt eine Aufgabe vor, in der eine Darstellung hinsichtlich

ihrer fachlichen Richtigkeit geprüft werden soll (K 3). Im Vergleich zum

Kapitel 3 sind hier die Standards K 5 – K 7 nicht mehr vorhanden, der

Standard K 3 hingegen ist dazugekommen, findet sich jedoch nur in einer

Aufgabe wieder.

Auch im Kapitel 7 kommt in den einzelnen Unterkapiteln zumeist der

Standard K 4 vor. Er wird in erster Linie von Aufgaben umgesetzt, die eine

Beschreibung chemischer Sachverhalte verlangen. Daneben wird er auch in

geringerem Ausmaß von Aufgaben umgesetzt, die die Erklärung chemischer

Sachverhalte verlangen, sodass damit auch der Standard K 8 vorkommt. Die

Schülerversuche im Unterkapitel 7.8 implizieren das Protokollieren, sodass

hier vermehrt der Standard K 6 auftritt. In den letzten Unterkapiteln treten

vereinzelt die Standards K 1, K 2, K 5 und K 9 auf. Im Vergleich zum

Kapitel 6 sind hier die Standards K 5, K 6 und K 9 hinzugekommen, der

Standard K 3 hingegen taucht nicht mehr auf.


Teilfrage 4

Die Texte und Abbildungen der untersuchten Kapitel von Elemente Chemie


um kommunikative Kompetenzen zu fördern (s. Anhang). Die jeweils erste

Seite der Kapitel 3 und 6 verweist auf chemische Sachverhalte im Alltag

-90-

bzw. in der Industrie. So wird zum Beispiel im Zusammenhang mit

Verbrennungen auf Wunderkerzen verwiesen. Das Thema „Bedeutung

organischer Verbindungen im Alltag und Technik“ im Abschnitt

„Organische Chemie“ zeigt besonders viele Zusammenhänge zwischen

chemischen Sachverhalten und Alltag bzw. Technik auf. Diese Verweise

und Zusammenhänge können in Aufgaben aufgegriffen werden, um ihre

chemischen Hintergründe genauer zu klären und gleichzeitig

kommunikative Kompetenzen zu fördern. Dies kann in den Aufgaben durch

Recherchen und die Beschreibung, Veranschaulichung oder Erklärung der

chemischen Sachverhalte erfolgen. Dadurch werden vor allem die Standards

K 1 und K 4 umgesetzt. Daneben werden auch die Zusammenhänge

zwischen den chemischen Sachverhalten und den Alltagserscheinungen

hergestellt und dabei Alltagssprache in Fachsprache und umgekehrt

Fachsprache in Alltagssprache übersetzt, sodass auch der Standard K 5

umgesetzt wird.


Kapitel 3 insgesamt 17, im Kapitel 6 sieben und im Kapitel 7 62 (s.

Anhang). Viele der Fachbegriffe tauchen nur einmal im Text auf und nur ein

sehr kleiner Teil von ihnen wird durch entsprechende Aufgaben geübt. Auch

in diesem Zusammenhang bietet es sich daher an, entsprechende Aufgaben

zu formulieren, um damit die Fachbegriffe verstärkt zu üben und somit

gleichzeitig die Fachsprache zu verbessern.

Neben den Texten bieten auch viele Abbildungen Möglichkeiten, um


besonders dazu geeignet, Übersetzungsleistungen zu fördern. Zu diesen

Abbildungen zählen hier vor allem Tabellen, Schemata und

Versuchsapparaturen (s. Anhang). Es können dazu Aufgaben formuliert

werden, die verlangen, dass diese Darstellungsformen in andere übersetzt

werden (Tabelle � Diagramm, Schema � Text, Versuchsapparatur �

Text). Damit wird der Standard K 4 umgesetzt. Aufgaben, die

Übersetzungsleistungen fordern, finden sich auch in den untersuchten

-91-

Kapiteln. Es können anhand dieser Abbildungen noch weitere Aufgaben

formuliert werden, um das Übersetzen der Darstellungsformen verstärkt zu

üben.

5.4.4 Fokus Chemie

Inhalt und Struktur

Die folgenden Tabelle liefert eine Übersicht über die Inhalte des

Schulbuches Fokus Chemie:

Was ist Chemie? Halogene und Edelgase

Stoffe und ihre Eigenschaften Atombau und Periodensystem der Elemente

Stoffgemische Salze und Metalle –

Elektronenübertragungen

Metalle Stoffe aus Molekülen –

Elektronenpaarbindung

Chemische Reaktionen Saure und alkalische Lösungen

Luft Neutralisation – Salze

Verbindungen Chemie und Technik

Redoxreaktionen Chemie der Kohlenwasserstoffe

Wasser – Wasserstoff Brennstoffe

Quantitative Betrachtungen Rund um Alkohole

Chemie des Feuers Kommunikation

Aus Rohstoffen werden

Gebrauchsgegenstände

Mobilität – rund ums Auto

Alkali- und Erdalkalimetalle

Tabelle 15: Inhaltsübersicht Fokus Chemie


wurden die Kapitel „Chemische Reaktionen“, „Redoxreaktionen“ sowie

„Chemie der Kohlenwasserstoffe“ herangezogen.

Das Schulbuch enthält neben den Seiten, in denen die neuen Themen

behandelt werden, einige spezielle Seiten mit unterschiedlichen Funktionen:

-92-

Selbst untersucht Schülerexperimente

Selbst erforscht Weitere projektorientierte Schülerexperimente

Methode Eine bestimmte Methode wird vorgestellt

Im Brennpunkt Fächerverbindende Inhalte mit Aufgaben

Weiter gedacht Aufgaben zur Vertiefung und Vernetzung

Auf einen Blick Übersicht mit den neuen Inhalten

Check-up Aufgaben zum selbstständigen Überprüfen mit Lösungen

Charakteristisch für die einzelnen Kapitel sind die auf der ersten Seite

vorgestellten Phänomene aus Natur, Alltag und Technik. Anhand dieser

werden übergeordnete Fragen formuliert, die im Laufe des Kapitels geklärt

werden sollen. Darauf folgt zumeist die Seite „Selbst untersucht“, die eine

Reihe von Schülerversuchen mit Aufgaben enthält. Auf den nachfolgenden

Seiten werden die einzelnen Themen behandelt. Dabei wird zunächst immer

im Zusammenhang mit einem (Alltags-) Phänomen eine Frage aufgestellt,

die dann anhand des Textes beantwortet wird. Dazu werden die

Beobachtungen der vorangegangenen Versuche aus „Selbst untersucht“

beschrieben und die damit gewonnenen Erkenntnisse erläutert. Jedes Thema

schließt mit Übungsaufgaben ab. Die Kapitel enden immer mit den Seiten

„Weiter gedacht“, „Auf einen Blick“ und „Check up“, um die Inhalte des

Kapitels zusammenzufassen und anhand von Aufgaben zu üben.

I Aufgaben

Teilfragen 1 und 2

Kapitel „Chemische Reaktionen“

Das Kapitel „Chemische Reaktionen“ umfasst die folgenden Themen:

Selbst untersucht Umwandeln von Stoffen

Chemische Reaktion – eine Stoffumwandlung

-93-

Chemische Reaktion – Umwandlung, Vernichtung oder Erhalt?

Chemische Reaktionen unter der Lupe

Selbst untersucht Energetische Erscheinungen bei chemischen Reaktionen

Energie bei chemischen Reaktionen

Chemische Reaktion und Zeit

Methode Erkunden durch Experimentieren

Welt der Chemie Wärme und Licht – Begleiter chemischer Reaktionen

In diesem Kapitel liegen insgesamt 42 Aufgaben vor. Diese wurden den

entsprechenden Kompetenzbereichen zugeordnet. Die Zuordnung hat

ergeben, dass der Kompetenzbereich Fachwissen von 38, der

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung von 18, der Kompetenzbereich

Kommunikation von 39 und der Kompetenzbereich Bewertung von keiner

der Aufgaben erfasst wird. Damit ergibt sich folgendes Bild:

n = 42 Aufgaben




Der Abbildung lässt sich entnehmen, dass mit den untersuchten Aufgaben

überwiegend die Kompetenzbereiche Fachwissen und Kommunikation

93,60%

43,20%

91,20%

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

B

K

E

F

n

-94-

gefördert werden. Der Großteil dieser Aufgaben deckt diese

Kompetenzbereiche gleichzeitig ab. Diese Aufgaben dienen in erster Linie

dazu, die chemischen Inhalte zu üben und sind mit einer Erklärung oder

Beschreibung der chemischen Sachverhalte verbunden, sodass neben dem

Fachwissen gleichzeitig auch kommunikative Kompetenzen gefördert

werden.

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist mit einem Anteil von 43,2

% relativ gut vertreten und wird durch die Schülerversuche und den damit

verbundenen Aufgaben auf der Seite „Selbst untersucht“ erfasst.



feststellen, dass die Standards K 1 – K 6 und K 8 vertreten sind. Demnach

fördern diese Aufgaben kommunikative Kompetenzen, indem sie das

Erschließen von Informationen und das Beschreiben oder Erklären

chemischer Sachverhalte verlangen. Ebenso sollen Zusammenhänge

zwischen chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen hergestellt

sowie Versuchsprotokolle angefertigt werden. Zudem sollen auch

Darstellungen hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit überprüft werden.

Diese Standards tauchen mit unterschiedlicher Häufigkeit in den Aufgaben

auf. Das wird anhand der folgenden Abbildung dargestellt:



0,089

0,0180,036

0,286

0,054

0,304

0

0,214

0 00

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-95-

Es wird deutlich, dass überwiegend die Standards K 4, K 6 und K 8

vorkommen. Standard K 6 wird durch die vielen Schülerversuche der Seiten

„Selbst untersucht“ impliziert. Die relativ hohe Häufigkeit des Standards K

4 kommt durch Aufgaben zustande, die die Beschreibung,

Veranschaulichung oder Erklärung chemischer Sachverhalte verlangen.

Bsp.: Erläutere die Merkmale einer chemischen Reaktion an einem

selbst gewählten Beispiel. Stelle dafür die Wortgleichung auf.

Oder:

Zeichne jeweils Teilchenmodelle der Ausgangsstoffe und des

Reaktionsprodukts für die chemische Reaktion von Eisen mit

Sauerstoff.

Mit der Erklärung chemischer Sachverhalte ist die fachlich korrekte und

folgerichtige Argumentation verbunden, sodass damit der Standard K 8

vorkommt.

Im Hinblick auf Übersetzungsleistungen ist besonders die folgende Aufgabe

ergiebig.

Erläutere die folgenden chemischen Reaktionen hinsichtlich ihres

energetischen Verlaufs mithilfe von Energiediagrammen. Zeichne

die Energiediagramme und beschrifte sie.

a) Zink und Schwefel in einem Gemisch reagieren nach kurzem

erhitzen heftig unter Aufglühen miteinander.

b) […]

Der Standard K 2 ist kaum vertreten. Das ist darauf zurückzuführen, dass

hier kaum Aufgaben zum Wiederholen der Inhalte vorliegen, die damit das

entnehmen von Informationen aus dem Text erfordern. Der Standard K 2 ist

lediglich in zwei Aufgaben umgesetzt:

-96-

Die Stoffgruppe der Metalle zeichnet sich durch gemeinsame

Eigenschaften aus. Notiere diese Eigenschaften.

Und:

Gib an, welche Aussagen aus chemischen Symbolen ableitbar sind.

Die Standards K 3 und K 5 kommen nur mit sehr geringer Häufigkeit in den

Aufgaben vor. Die Aufgaben, die die Kompetenz fördern, Darstellungen

hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit zu prüfen, haben hier folgendes

Format:

Auf einer feuerfesten Unterlage wird angehäufter Magnesiumgrieß

entzündet. Folgendes Gespräch entsteht: Sven: „Schönes Feuerwerk!

Schade, das Magnesium verbrennt zu weißer Asche.“ Julia:

„Magnesium ändert seine Eigenschaften. Es wird weißlich.“ Paul.

„Nein, aus dem Magnesium wird ein neuer Stoff.“ Laura: „Das ist

eine endotherme Reaktion. Wärme muss zugeführt werden.“

Du weißt es besser. Wie wertest du das Experiment aus? Was ist an

den Aussagen nicht richtig? Begründe.

Die Aufgaben, die dazu dienen, Zusammenhänge zwischen chemischen

Sachverhalten und Alltagserscheinungen herzustellen, haben hier meist das

folgende Format:

Notiere fünf verschiedene Vorgänge aus dem Alltag, von denen du

annimmst, dass es sich um chemische Reaktionen handelt.

Die Standards K 7, K 9 und K 10 sind in den Aufgaben nicht umgesetzt.

Kapitel „Redoxreaktionen“

Das Kapitel „Redoxreaktionen“ umfasst die folgenden Themen:

Selbst untersucht Verhalten von Stoffen beim Erhitzen

-97-

Oxidation – Reduktion – Redoxreaktion

Methode Experimentelles naturwissenschaftliches Problemlösen

Redoxreihe der Metalle – Korrosion

Technisch bedeutsame Redoxreaktionen

Im Brennpunkt Werkstoffe – Stahl

Welt der Chemie Vom Quarzsand zum Mikrochip

In diesem Kapitel liegen 30 Aufgaben vor. Sie wurden erneut den

entsprechenden Kompetenzbereichen zugeordnet. Die Zuordnung ergibt,

dass der Kompetenzbereich Fachwissen von 25 Aufgaben erfasst wird. Die

Kompetenzbereiche Erkenntnisgewinnung und Kommunikation werden

von neun bzw. 25 Aufgaben abgedeckt. Dem Kompetenzbereich Bewertung

lässt sich wieder keine der Aufgaben zuordnen. Somit ergibt sich folgende

Abbildung:

n = 30 Aufgaben




Auch hier lässt sich feststellen, dass die Aufgaben zum größten Teil

Kompetenzen der Bereiche Fachwissen und Kommunikation fördern.

82,50%

29,70%

82,50%

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

B

K

E

F

n

-98-

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist mit einem geringeren

Anteil vertreten und kommt durch die Schülerversuche und den damit

verbundenen Aufgaben zustande.


zuordnen lassen, finden sich die Standards K 1, K 2, K 4 – K 6 und K 8. Im

Vergleich zum vorangegangenen Kapitel taucht hier der Standard K 3 nicht

mehr auf. Die Standards kommen jeweils mit folgender Häufigkeit in den

Aufgaben vor:



Es fällt auf, dass sich ein ähnliches Bild ergibt wie es auch für das

vorangegangene Kapitel vorgestellt wurde. Die Standards K 4 und K 8

kommen am häufigsten vor. Diese werden auch hier besonders von

Aufgaben umgesetzt, die eine Beschreibung oder Erklärung eines

chemischen Sachverhalts verlangen. Mit der Erklärung der chemischen

Sachverhalte wird gleichzeitig der Standard K 8 umgesetzt.

Im Hinblick auf Übersetzungsleistungen sind lediglich zwei Aufgaben

vorhanden:

Beschreibe die Vorgänge im Hochofen anhand des obigen Schemas.

0,098

0,01 0

0,431

0,039

0,176

0

0,255

0 00

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-99-

Und:

Erkunde, wo in Deutschland Rohstahl produziert wird. Ermittle die

Anteile der einzelnen Bundesländer an der

Gesamtrohstahlproduktion in Deutschland und stelle sie in einem

Tortendiagramm dar. Nutze für deine Recherche auch das Internet.

Die Standards K 1 und K 6 sind hier mit geringer Häufigkeit vertreten. Die

Standards K 2 und K 5 sind kaum vorhanden. K 5 taucht im Zusammenhang

mit Korrosion auf und findet sich nur in zwei Aufgaben wieder.

Bsp.: Korrosion kann überall im täglichen Leben betrachtet werden.

Nenne Beispiele. Gib Möglichkeiten der Verhinderung von

Korrosion an.

Die Standards K 3, K 7, K 9 und K 10 kommen in den untersuchten

Aufgaben nicht vor.

Kapitel „Chemie der Kohlenwasserstoffe“

Das Kapitel „Chemie der Kohlenwasserstoffe“ umfasst die folgenden

Themen:

Welt der Chemie Organische Chemie – organische Stoffe

Selbst untersucht Organische Stoffe auf dem Prüfstand

Selbst untersucht Eigenschaften von Alkanen

Vielfalt organischer Verbindungen

Alkane im Alltag

Homologe Reihe – Eigenschaften von Alkanen

Welt der Chemie – Biogas – Energie aus Stallmist und Gülle

Reaktionen der Alkane

Isomerie bei Alkanen

Methode Benennen von organischen Verbindungen

-100-

Welt der Chemie Spurensuche – eine wichtige Aufgabe der analytischen Chemie

Halogenderivate der Alkane

Ethen und Ethin – ungesättigte Kohlenwasserstoffe

Bildung von Makromolekülen

Welt der Chemie Kunststoffrecycling

Welt der Chemie Ringförmige Kohlenwasserstoffe

In diesem Kapitel liegen insgesamt 67 Aufgaben vor, die den

entsprechenden Kompetenzbereichen zugeordnet wurden. Die Zuordnung

ergibt, dass der Kompetenzbereich Fachwissen von 52 Aufgaben erfasst

wird. Den Kompetenzbereichen Erkenntnisgewinnung und Kommunikation

lassen sich 16 bzw. 55 Aufgaben zuordnen. Der Kompetenzbereich

Bewertung wird von keiner der Aufgaben erfasst. Es ergibt sich somit

folgendes Bild:

n = 67 Aufgaben




0%

82,50%

24%

78%

0% 20% 40% 60% 80% 100% 120%

B

K

E

F

n

-101-

Aus der Abbildung geht hervor, dass mit den untersuchten Aufgaben wieder

überwiegend die Kompetenzbereiche Kommunikation und Fachwissen

gefördert werden.

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung ist im Vergleich dazu mit

einem geringen Anteil vertreten. Dieser kommt durch die Schülerversuche

und den damit verbundenen Aufgaben zustande, die das Durchführen,

Auswerten und Protokollieren abverlangen. Ebenso sollen hier auch

eigenständig Untersuchungen zur Überprüfung von Hypothesen geplant und

mit Molekülmodellen gearbeitet werden.

Die Untersuchung der Aufgaben zum Kompetenzbereich Kommunikation

hinsichtlich der Standards ergibt, dass wie im vorangegangenen Kapitel die

Standards K 1, K 2, K 4 - K 6 und K 8 auftreten. Folgende relative

Häufigkeiten der einzelnen Standards ergeben sich:



Die Häufigkeiten der einzelnen Standards ähneln denen des

vorangegangenen Kapitels. Die beiden Standards K 4 und K 8 kommen am

häufigsten vor. Sie werden in diesem Kapitel besonders durch Aufgaben

umgesetzt, die eine Erklärung oder Beschreibung chemischer Sachverhalte

0,06 0,072

0

0,518

0,012

0,133

0

0,313

0 00

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

K 1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 K 7 K 8 K 9 K 10

-102-

verlangen. Diese beziehen sich zumeist auf die Eigenschaften organischer

Verbindungen und ihre Reaktionen.

Bsp. Beschreibe die Reaktion von Ethan mit Brom. Entwickle die

Reaktionsgleichung.

Oder:

Welche Beobachtungen sind bei Zugabe von Kochsalz zu Wasser,

Kochsalz zu Pentan und Nonan zu Hexan zu erwarten? Begründe.

Im Hinblick auf Übersetzungsleistungen liegen in diesem Kapitel keine

Aufgaben vor.

Der Standard K 6 ist mit einem geringen Anteil vertreten, die Standards K 1,

K 2 und K 5 tauchen in den Aufgaben kaum auf. Lediglich zwei Aufgaben

sind vorhanden, die Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten

und Alltagserscheinungen herstellen.

Bsp.: Verschmutzte Hände, z. B. durch eine Fahrradkette, lassen sich

besser reinigen, wenn sie zuerst gut mit Salatöl eingerieben und

danach mit warmem Wasser und Seife gewaschen werden. Erläutere,

warum das so ist.

Die Standards K 3, K 7, K 9 und K 10 kommen in den Aufgaben erneut

nicht vor.

Teilfrage 3

Betrachtet man in den untersuchten Kapiteln von Fokus Chemie die

Verteilung der in den Aufgaben umgesetzten Standards des

Kompetenzbereichs Kommunikation, lässt sich feststellen, dass in fast

jedem Unterkapitel der Standard K 4 auftaucht. Demnach wird die

Kompetenz, chemische Sachverhalte zu beschreiben oder zu erklären,

konsequent gefördert. Mit dem Standard K 4 ist der Standard K 8 verknüpft,

-103-

wenn in den Aufgaben Erklärungen für chemische Sachverhalte verlangt

werden. Die Häufigkeit des Standards K 4 nimmt im Laufe der untersuchten

Kapitel noch zu.

Im Kapitel „Chemische Reaktionen“ fällt auf, dass zu Beginn des Kapitels

die Standards K 1 und K 5 vermehrt auftreten. Der Standard K 4 wird erst

ab dem folgenden Unterkapitel „Chemische Reaktion – Umwandlung,

Vernichtung oder Erhalt?“ umgesetzt. In den Kapiteln „Redoxreaktionen“

und „Chemie der Kohlenwasserstoffe“ sind solche Auffälligkeiten nicht

vorhanden. Hier ist der Standard K 4 schon mit Beginn der Kapitel

vertreten. Die restlichen umgesetzten Standards des Kompetenzbereichs

Kommunikation finden sich nur vereinzelt in einigen der Unterkapitel

wieder.

Einige der speziellen Seiten bieten die Möglichkeit, dass bestimmte

Standards bzw. kommunikative Kompetenzen gezielt gefördert werden. So

taucht der Standard K 6 immer auf der Seite „Selbst untersucht“ auf, sodass

hier das Protokollieren von Untersuchungen besonders gefördert wird.

Ebenso findet sich der Standard K 1 auf der Seite „im Brennpunkt“, sodass

das eigenständige Recherchieren und damit das Erschließen von

Informationen gezielt gefördert wird.


Teilfrage 4

Die Texte und Abbildungen der untersuchten Kapitel von Fokus Chemie


um kommunikative Kompetenzen zu fördern (s. Anhang).

Jedes Thema wird wie schon oben beschrieben durch eine

Alltagserscheinung eingeführt. Diese wird zumeist im Text nicht mehr

aufgegriffen und erklärt. Ebenso werden in den Texten viele Verknüpfungen

zwischen chemischen Sachverhalten und Phänomenen aus Alltag, Technik

-104-

und Natur etc. aufgezeigt. Besonders die beiden Seiten „im Brennpunkt“

und „Welt der Chemie“ zeigen viele solcher Verknüpfungen auf. Diese

können aufgegriffen werden, um ihre chemischen Hintergründe zu klären.

Dazu müssen entsprechende Aufgaben formuliert werden. Um damit

kommunikative Kompetenzen zu fördern, bietet es sich an,

Rechercheaufträge und die Beschreibung, Veranschaulichung oder

Erklärung der chemischen Sachverhalte zu verlangen. Somit werden vor

allem die Standards K 1 und K 4 umgesetzt. Daneben werden auch die

Zusammenhänge zwischen den chemischen Sachverhalten und den

Alltagserscheinungen hergestellt und dabei Alltagssprache in Fachsprache

und umgekehrt Fachsprache in Alltagssprache übersetzt, sodass auch der

Standard K 5 umgesetzt wird.


Kapitel „Chemische Reaktionen“ insgesamt 15, im Kapitel

„Redoxreaktionen“ 14 und im Kapitel „Chemie der Kohlenwasserstoffe“ 36

(s. Anhang). Viele der Fachbegriffe tauchen nur einmal im Text auf und nur

ein sehr kleiner Teil von ihnen wird durch entsprechende Aufgaben geübt.

Daher bietet es sich auch in diesem Zusammenhang an, entsprechende

Aufgaben zu formulieren, um damit die Fachbegriffe verstärkt zu üben und

somit gleichzeitig die Fachsprache zu verbessern.

Neben den Texten bieten hier auch einige Abbildungen Möglichkeiten, um


besonders dazu geeignet, Übersetzungsleistungen zu fördern (s. Anhang).

Zu diesen Abbildungen zählen hier vor allem Tabellen und Schemata. Es

können dazu Aufgaben formuliert werden, die verlangen, dass diese

Darstellungsformen in andere übersetzt werden (Tabelle � Diagramm,

Schema � Text). Damit wird der Standard K 4 umgesetzt. Solche

Aufgaben, die Übersetzungsleistungen fordern, finden sich kaum in den

untersuchten Kapiteln.

-105-

5.5 Zusammenfassung der Ergebnisse

In den untersuchten Chemie-Schulbüchern werden mit den Aufgaben

überwiegend die Kompetenzbereiche Fachwissen und Kommunikation

erfasst. Dabei decken viele Aufgaben diese beiden Kompetenzbereiche

gleichzeitig ab. Diese Aufgaben dienen wohl in erster Linie dazu,

Kompetenzen des Bereichs Fachwissen zu fördern. Sie sind mit einer

Beschreibung oder Erklärung der chemischen Sachverhalte verbunden,

sodass damit auch der Kompetenzbereich Kommunikation gefördert wird.

Der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung wird von vergleichsweise

wenigen Aufgaben erfasst. Sie sind in den meisten Fällen an die Versuche

geknüpft und umfassen das Durchführen, Auswerten und Protokollieren der

Untersuchungen. Aufgaben, die die eigenständige Planung von

Untersuchungen zur Überprüfung von Hypothesen verlangen, sind kaum

vorhanden. Sie finden sich nur in der aktuellen Ausgabe von „Elemente

Chemie“ und in „Fokus Chemie“.

Der Kompetenzbereich Bewertung ist fast gar nicht vertreten. Er wird hier

lediglich von drei Aufgaben erfasst.

In allen vier Schulbüchern wird der Kompetenzbereich Kommunikation in

erster Linie von solchen Aufgaben erfasst, die eine Beschreibung oder

Erklärung der chemischen Sachverhalte verlangen. Die Aufgaben, die eine

Erklärung chemischer Sachverhalte verlangen, erfordern eine fachlich

korrekte und folgerichtige Argumentation. Damit sind in den Aufgaben

überwiegend die beiden Standards K 4 und K 8 vertreten. Sie tauchen in den

untersuchten Kapiteln am häufigsten auf. Darunter lassen sich auch

Aufgaben ausmachen, die eine Übersetzung der Darstellungsform in eine

andere verlangen. Der Anteil dieser Aufgaben ist allerdings sehr gering. Sie

sind mit Ausnahme der älteren Ausgabe von „Elemente Chemie“ in allen

Schulbüchern vorhanden.

Daneben wird der Kompetenzbereich Kommunikation auch von Aufgaben

umgesetzt, die das Erschließen von Informationen (K 1, K 2) und das

-106-

Protokollieren von Untersuchungen (K 6) verlangen. Jedoch sind sie nur mit

vergleichsweise geringer Häufigkeit vertreten. Dabei fällt auf, dass der

Standard K 1 so gut wie gar nicht in der älteren Ausgabe von „Elemente

Chemie“ und der Standard K 2 kaum in „Fokus Chemie“ vorhanden ist.

Aufgaben, die kommunikative Kompetenzen fördern, indem sie verlangen,

dass Zusammenhänge zwischen chemischen Sachverhalten und

Alltagserscheinungen hergestellt werden (K 5) oder dass Darstellungen

hinsichtlich ihrer fachlichen Richtigkeit überprüft werden sollen (K 3), sind

in den untersuchten Kapiteln kaum vorhanden. Ebenso finden sich fast keine

Aufgaben, die eine adressatengerechte Präsentation von Ergebnissen (K 7)

oder die Äußerung von Standpunkten zu chemischen Sachverhalten (K 9)

verlangen. Es lässt sich feststellen, dass diese Standards fast gar nicht in

„Chemie heute“ und in der älteren Ausgabe von „Elemente Chemie“

vorkommen. Sie tauchen vereinzelt in der aktuellen Ausgabe von „Elemente

Chemie“ und in „Fokus Chemie“ auf. Die Kooperation unter den Schülern

bzw. Teamwork (K 10) wird durch keine der Aufgaben gefördert.

In den einzelnen Unterkapiteln der untersuchten Schulbücher werden mit

den Aufgaben überwiegend dieselben kommunikativen Kompetenzen

gefördert. Dabei handelt es sich bei „Chemie heute“ und der älteren

Ausgabe von „Elemente Chemie“ um das Entnehmen von Informationen

aus dem Text (K 2) sowie die Beschreibung und Erklärung chemischer

Sachverhalte (K 4, K 8). In der aktuellen Ausgabe von „Elemente Chemie“

und in „Fokus Chemie“ tauchen in fast allen Unterkapiteln die Standards K

4 und K 8 auf. Demnach wird hier die Kompetenz, chemische Sachverhalte

zu beschreiben oder zu erklären konsequent gefördert. Ein

Kompetenzaufbau, bei dem anhand der Aufgaben innerhalb eines Kapitels

oder Unterkapitels systematisch kommunikative Kompetenzen aufgebaut

werden (z. B.: Erschließen von Informationen � Beschreiben und Erklären

chemischer Sachverhalte � Herstellen von Zusammenhängen zwischen

chemischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen � situations- und

adressatengerechtes Präsentieren von Ergebnissen � Vertreten der

-107-

Standpunkte zu chemischen Sachverhalten) erfolgt nicht in den

Schulbüchern. Vielmehr dienen die speziellen Seiten dazu, bestimmte

kommunikative Kompetenzen besonders zu fördern. Dabei handelt es sich

in den untersuchten Kapiteln überwiegend um die Standards K 1 und K 6.

Die untersuchten Texte und Abbildungen der Schulbücher liefern viele

Möglichkeiten, an chemische Sachverhalte zu knüpfen, um damit

kommunikative Kompetenzen zu fördern. In den Texten werden oft


Alltagserscheinungen aufgezeigt. Diese Zusammenhänge werden in den

Aufgaben kaum bearbeitet. Sie können daher zum Anlass genommen

werden, um ihre chemischen Hintergründe genauer zu klären. Das kann z.

B. anhand von Recherchen und die Beschreibung, Veranschaulichung oder

Erklärung der chemischen Sachverhalte erfolgen. Dadurch werden

besonders die Standards K 1 und K 4 umgesetzt. Ebenso wird durch die

hergestellten Zusammenhänge zwischen den chemischen Sachverhalten und

den Alltagserscheinungen und die Übersetzung von Fachsprache in

Alltagssprache und umgekehrt der Standard K 5 umgesetzt. Zudem liegen

viele Abbildungen vor, die dazu geeignet sind, Übersetzungsleistungen zu

fördern. Ihre Darstellungsformen können dabei in andere Formen übersetzt

werden. Damit wird auch der Standard K 4 umgesetzt.

Vergleicht man die Ergebnisse der beiden Ausgaben von „Elemente

Chemie“ hinsichtlich der Fragestellung miteinander, so fallen zwei

Unterschiede auf. Zum einen finden sich nur in der aktuellen Ausgabe

Aufgaben, die die Übersetzung von einer Darstellungsform in eine andere

verlangen. Zum zweiten tauchen in dieser Ausgabe auch Standards auf, die

in der älteren Ausgabe nicht vorhanden sind. Während in der älteren

Ausgabe überwiegend die Standards K 2, K 4, K 6 und K 8 sowie vereinzelt

die beiden Standards K 1 und K 3 vorkommen, liegen in der aktuellen

Ausgabe zusätzlich die Standards K 5, K 7 und K 9 vor, die allerdings nur

vereinzelt vorhanden sind. Insofern lässt sich feststellen, dass in die aktuelle

-108-

Ausgabe von „Elemente Chemie“ weitere besondere Aspekte des

Kompetenzbereichs Kommunikation eingeflossen sind.

5.6 Fazit

In der durchgeführten Untersuchung wurde unter anderem festgestellt, dass

der Großteil der Aufgaben den Kompetenzbereich Kommunikation erfasst.

Es ist festzuhalten, dass dies überwiegend durch Aufgaben erfolgt, die eine

Beschreibung oder Erklärung chemischer Sachverhalte verlangen. Mit

diesen Aufgaben werden zwar kommunikative Kompetenzen gefördert,

jedoch werden sie den Besonderheiten von Kommunikationskompetenz

nicht gerecht und dienen wohl vorrangig dazu, Kompetenzen des

Kompetenzbereichs Fachwissen zu fördern. Die Besonderheiten von

Kommunikationsfähigkeit liegen vielmehr in der Recherche und Bewertung

von Informationen, der eigenen Darstellung und Argumentation sowie in

der Übersetzung von Fachsprache und Alltagssprache unter Beachtung von

Situation und Adressaten und in der Teamarbeit. Aufgaben, die diese

kommunikativen Kompetenzen fördern, sind in den untersuchten

Schulbüchern insgesamt nur unzureichend vorhanden und sollten in

größerem Maße Einzug in Chemie-Schulbücher finden.

6. Aufgabenbeispiele zur Förderung kommunikativer

Kompetenzen

Will man der unterentwickelten Kommunikationskultur im

naturwissenschaftlichen Unterricht entgegenwirken, insbesondere der wenig

entwickelten sachbezogenen Kommunikation zwischen den Schülern, bietet

es sich an, kooperative Lernformen im Unterricht einzusetzen. Methoden

wie Think-Pair-Share, die 1-2-4-Alle-Methode, das Gruppenpuzzle oder das

Kugellager sind hier denkbar. Mit deren Hilfe lassen sich Kooperation und

Kommunikation fördern.

-109-

Im Folgenden werden hingegen einige kleinformatige Aufgabenbeispiele

vorgestellt, nach deren Vorbild weitere, den Unterricht begleitende

Aufgaben entwickelt werden können, um kommunikative Kompetenzen der

Schüler zu fördern.

Die verschiedenen Deutungsebenen, die in der Chemie verwendet werden,

führen zu einer Verständnis- und Kommunikationsproblematik. Unpräzise

Aussagen können zu Irritationen und Lernschwierigkeiten führen. Solche

Aussagen können wie im folgenden Aufgabenbeispiel in Aufgaben

eingebunden werden, dass sie die Schüler zur Reflexion und zu einer

verbesserten Darstellung ihrer eigenen Ausdrucksweise anregen:

Chemische Reaktionen

Aufgaben:

1. Kommentiere und verbessere die folgenden Aussagen mit Hilfe des

„Johnstone-Dreiecks“!

2. Auf welcher Ebene sind die Aussagen korrekt, wo werden sie unpräzise

oder sogar falsch?

Aussagen:

„Kupferdächer werden grün.“

-110-

„Silber läuft an.“

„Eisen wird rostig.“

„Beim Kochen von Wasser entstehen Wasserstoff und Sauerstoff.“

(Aufgabenstellung zitiert nach Parchmann u. Venke 2008; Aussagen aus

Steffensky et al. 2005)

Im nächsten Aufgabenbeispiel geht es darum, dass die Schüler in

Kommunikationssituationen den Fragen- und Erklärungsbedarf der

beteiligten Kommunikationspartner erkennen und darauf angemessen

reagieren sollen:

Nichts verschwindet!?

Aufgabe:

Du weißt es besser! Wie würdest du auf die einzelnen Aussagen der

Jugendlichen reagieren?

(Abbildung entnommen aus „Chemie im Kontext Sekundarstufe I,

Erwünschte Verbrennungen - unerwünschte Folgen?“)

-111-

Soll bei der Darstellung eines chemischen Sachverhalts auf eine für

bestimmte Adressaten angemessene fachliche Tiefe geachtet werden, eignen

sich Aufgaben, die dem folgenden Format entsprechen:

Das Gesetz von der Erhaltung der Masse – wie sag ich`s?

Aufgabe:

Erkläre das Gesetz von der Erhaltung der Masse

a) deinem Mitschüler,

b) einem Laien (z. B. Eltern, jüngere Geschwister).

Die beiden folgenden Aufgabenbeispiele dienen zur Unterstützung der

fachspezifischen Lesefähigkeit und insbesondere der Fähigkeit, von einer

Darstellungsform in eine andere zu wechseln.

Messdaten visualisieren

Aufgaben:

Bei der Reaktion von Säuren und Laugen findet eine Neutralisation statt, dabei

wird stets Wärme frei. Ihr habt das Auftreten von Neutralisationswärme beim

langsamen Zutropfen von verdünnter Salzsäure zu verdünnter Natronlauge mit

einem Thermometer verfolgt. Die Messwerte habt ihr in eine Wertetabelle

eingetragen.

Um erhaltene Messwerte deutlicher darzustellen, übertragen Naturwissenschaftler

diese oft in einen Graphen. Das sollt ihr mit euren Werten auch machen.

- Überlegt euch ein geeignetes Koordinatensystem zur Darstellung eurer

Messwerte.

-112-

- Beschriftet die Achsen!

- Tragt die Messwerte ein!

- Verbindet die Werte durch eine Linie!

Wie hat sich die Information durch das Bild im Vergleich zur Tabelle geändert?

(Aufgabe zitiert nach Stäudel 2008)

-113-

Erstellen einer Reaktionsgleichung: Schwefelwasserstoff reagiert mit Sauerstoff

Aufgabe:

Formuliere die Reaktionsgleichung für die Reaktion von Schwefelwasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser und Schwefeldioxid. Bei Schwierigkeiten kannst du die Denkblasen zur Hilfe nehmen.

(Abbildung entnommen aus Stäudel 2008)

-114-

Das nächste Aufgabenbeispiel ist im Hinblick auf die eigene Darstellung

von chemischen Sachverhallten und ihre Präsentation besonders ergiebig.

Damit wird gleichzeitig das Begriffsverstehen erleichtert sowie die

Kooperation unter den Schülern gefördert.

Der Treibhauseffekt

Aufgabe:

Erstellt zu zweit eine Concept Map zum Thema „Treibhauseffekt“. Stellt sie

euren Mitschülern vor und diskutiert eure Ergebnisse.

Anhand des folgenden Aufgabenbeispiels und der Methode des Lauten

Denkens soll die sachbezogene Diskussion unter den Schülern gefördert

werden:

„Reaktionen in der Petrischale“

Die Schüler erhalten je zu zweit eine Petrischale, die sie einige Millimeter

mit destilliertem Wasser füllen und auf eine schwarze Pappe stellen. In

kleinen beschrifteten Schnappdeckelgläsern ist jeweils etwas

Natriumchlorid bzw. Silberchlorid abgefüllt; außerdem erhalten die Schüler

kleine Spatel.

Aufgaben:

Füllt die Petrischale zur Hälfte mit Wasser und stellt sie auf die schwarze

Pappe. Gebt an gegenüberliegenden Rändern jeweils eine Spatelspitze

Natriumchlorid bzw. Silbernitrat hinein.

-115-

Beobachtet so genau wie möglich, was in der Petrischale passiert. Sprecht

alle eure Gedanken zu den Beobachtungen laut aus, damit euer Mitschüler

sie gut hören und ergänzen oder kommentieren kann.

Das letzte Aufgabenbeispiel soll die Schüler anregen, sich mit den eigenen

Vorstellungen zu einer Fragestellung und denen eines Partners

auseinanderzusetzen:

Demokrit vs. Aristoteles

Aufgabe:

Was meinst du? Würdest du der Vorstellung von Demokrit oder Aristoteles

zustimmen? Tausch dich mit deinem Partner darüber aus!

(Abbildung entnommen aus „Chemie im Kontext Sekundarstufe I,

Erwünschte Verbrennungen - unerwünschte Folgen?“)

-116-

7. Zusammenfassung und Ausblick

Aus dem theoretischen Teil dieser Arbeit geht hervor, dass

Naturwissenschaften ohne Sprache und der Chemieunterricht ohne die

Kommunikation zwischen dem Lehrer und den Schülern oder den Schülern

untereinander undenkbar sind. Die Kommunikation ist ein zentrales

Unterrichtsmedium, ist jedoch Studien zufolge im naturwissenschaftlichen

Unterricht unterentwickelt. Dies betrifft zum einen den Austausch zwischen

dem Lehrer und den Schülern und zum anderen die Kommunikation

zwischen den Schülern selbst.

Die Bildungsstandards weisen Kommunikation als eigenständigen

Kompetenzbereich aus. Er umfasst im Wesentlichen die drei Aspekte der

fachbezogenen Informationsrecherche und –auswertung, der Adressaten

bezogenen Präsentation sowie der Verknüpfung von Alltags- und

Fachsprache. Auch die Fähigkeit, eine Problemstellung im Team zu

erschließen und Ergebnisse zu präsentieren wird hier aufgegriffen.

Im praktischen Teil der Arbeit wurde untersucht, inwiefern dieser

Kompetenzbereich in aktuellen Chemie-Schulbüchern umgesetzt ist. Dazu

wurden sowohl Texte und Abbildungen als auch Aufgaben der Schulbücher

analysiert. Es hat sich einerseits herausgestellt, dass die Texte und

Abbildungen viele Möglichkeiten bieten, an chemische Sachverhalte zu

knüpfen, um damit kommunikative Kompetenzen zu fördern. Andererseits

fördert der Großteil der Aufgaben Kompetenzen des Bereichs

Kommunikation. Das erfolgt überwiegend durch Aufgaben, die eine

Beschreibung oder Erklärung chemischer Sachverhalte verlangen. Somit

werden die untersuchten Aufgaben der Schulbücher den weiteren Aspekten

des Kompetenzbereichs Kommunikation nur unzureichend gerecht.

Umso wichtiger ist es, dass der Lehrer im Unterricht Aufgaben einsetzt, die

diese weiteren Aspekte berücksichtigen und fördern. Im Rahmen dieser

Arbeit wurden einige Aufgabenbeispiele dargestellt, die zur Förderung

kommunikativer Kompetenzen geeignet sind und die die Besonderheiten

-117-

von Kommunikation berücksichtigen. Ebenso gilt es dem asymmetrischen

Zustand der Unterrichtskommunikation entgegenzuwirken. Dazu bedarf es

der Entwicklung methodischer Vielfalt, etwa durch kooperative

Lernformen.

Die Untersuchung hat auch gezeigt, dass die untersuchten Aufgaben den

Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung und besonders den

Kompetenzbereich Bewertung nicht ausreichend bzw. gar nicht erfassen.

Aufgaben, die die Kompetenzen dieser Bereiche fördern, müssen auch ihren

Einzug in die Schulbücher finden.

In der chemiedidaktischen Forschung bedarf es der Entwicklung eines

fachspezifischen Kompetenzentwicklungsmodells für den

Kompetenzbereich Kommunikation, das genutzt werden kann, um die

Kompetenzen dieses Bereichs im Unterricht systematisch entwickeln zu

können. Dieses kann dann genutzt werden, um exemplarische

Unterrichtsmaterialien und Handreichungen für Chemielehrer zu

entwickeln, um letztlich die Schüler in ihrer Kompetenzentwicklung zu

unterstützen.

-118-

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http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/KOMMUNIKATION/

buehlermodell.shtml

Kerncurriculum für das Gymnasium, Schuljahrgänge 5-10,

Naturwissenschaften:

http://db2.nibis.de/1db/cuvo/datei/kc_gym_nws_07_nib.pdf

Niedersächsisches Schulbuchverzeichnis 2010/2011:

www.nibis.de/nli1/sbv/Schulbuchverzeichnis.pdf

-122-

Anhang

- Analyseraster: Aufgaben

- Analyseraster: Text und Abbildungen

- Tabellen: Anzahl neuer Fachbegriffe

-123-

Nr. Thema Aufgabe Kompetenzbereich Standard Anmerkung

104 Seite 51:

Praktikum:

Chemische

Reaktionen

V1: Reaktion von Kupfer mit Schwefel

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Beschreibe den Ablauf der Reaktion zwischen Kupfer und Schwefel.

b) Wodurch unterscheidet sich das Reaktionsprodukt von den Ausgangsstoffen?

c) Woran erkennst du, dass eine chemische Reaktion stattgefunden hat?

d) Woran erkennst du, dass bei der Reaktion Energie frei wird?

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1

K 8, K 4, K

6

Schüler-

versuch

105 V2: Reaktion von Kupfer mit Iod

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Beschreibe den Ablauf der Reaktion zwischen Kupfer und Iod.

b) Woran erkennst du, dass ein neuer Stoff entstanden ist?

c) Das Produkt der Reaktion von Kupfer mit Iod heißt Kupferiodid.

Worauf deutet dieser Name hin?

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3, E 6

K 4, K 8, K

6

F 3.1

Schüler-

versuch

106 Seite 52, 53: 4.1 Woran sind chemische Reaktionen zu erkennen?

1 Woran kann man chemische Reaktionen erkennen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 2, K 4, K

8

107 2 Nenne vier Beispiele für chemische Reaktionen. Fachwissen F 3.1

-124-

Kommunikation K 2

108 3a) Woran erkennst du, dass nach der Reaktion von Kupfer mit Schwefel

ein neuer Stoff vorliegt?

3b) Beschreibe die Reaktion von Kupfer mit Schwefel.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 2, K 4

109 4a) Was versteht man unter einer exothermen Reaktion, was unter einer

endothermen Reaktion?

b) Nenne je zwei Beispiele für exotherme und für endotherme Reaktionen.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 4.1

K 2, K 4

110 5 Gib das Reaktionsschema für die Reaktion von weißem Kupfersulfat mit Wasser an.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4

K 4

111 6 Welche Vorgänge sind chemische Reaktionen?

a) Zucker löst sich in Wasser.

b) Schnee schmilzt.

c) Eine Rakete wird gestartet.

d) Ein Wasser/Alkohol Gemisch wird destilliert.

e) Eisen rostet.

Fachwissen F 3.1 besser mit

Begründung

112 7 Wie stellt man in der Technik Kupfer her?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 2, K 4

113 Seite 54, 55:

4.2 Energie

bei

chemischen

Reaktionen

1 Gib für die Reaktionen von Kupfer mit Schwefel und von Zink mit

Schwefel jeweils das Reaktionsschema an.

Welche Reaktion ist stärker exotherm?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4

K 4

-125-

114 2 Was versteht man unter Aktivierungsenergie?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 2

115 3 Was versteht man unter einem Katalysator?

Fachwissen

Kommunikation

F 4.3

K 2

116

4 Notiere das Reaktionsschema und das Energiediagramm für den

Zerfall von Wasserstoffperoxid.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4

K 4

Übersetzungs

-leistung

117 5 In einem Kraftwerk wird Kohle verbrannt. Informiere dich, welche Energieformen

auftreten, bis schließlich elektrische Energie an den Kunden geliefert wird.

Kommunikation K 1

118 6 Für welche der folgenden Reaktionen benötigt man Aktivierungsenergie:

Anzünden eines Streichholzes, Auflösen einer Brausetablette?

Fachwissen

F 3.1

119 7 Wie wird die Aktivierungsenergie beim Verbrennen von Benzin im Automotor

geliefert?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 1, K 4

120 8 Im Stoffwechsel reagieren die Nährstoffe mit dem Sauerstoff, den wir einatmen.

In welche Energieformen wird die dabei frei werdende Energie umgewandelt?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 1

121 Seite 56: 4.3

Elemente und

Verbindungen

1 Wie kann man Reinstoffe einteilen? Gib Beispiele an.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.1

K 2

122 2 Wodurch unterscheiden sich Elemente und Verbindungen? Fachwissen F 1.2

-126-

Kommunikation K 2

123 3 Was versteht man unter einer Synthese? Was ist eine Analyse? Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 2

124 4 Suche aus dem Periodensystem der Elemente die gasförmigen Elemente heraus.

Kommunikation K 2

125 Seite 57:

Praktikum:

Chemische

Grundgesetze

V1: Erhaltung der Masse

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Vergleiche das Ergebnis der Wägung vor der Reaktion mit dem Ergebnis der

Massenbestimmung nach der Reaktion.

b) Vergleiche dein Ergebnis mit dem deiner Mitschüler.

c) Fasse das Gesamtergebnis der Versuche zusammen.

d) Welche besondere Bedeutung kommt dem Luftballon bei diesem Versuch zu?

Fachwissen

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

F 3.1

E 3, E 6

K 6

Schüler-

versuch

126 V2: Konstantes Massenverhältnis

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Berechne aus der Differenz m(Produkt) - m(Kupfer) die Masse an Schwefel,

die reagiert hat.

b) Berechne das Massenverhältnis, in dem Kupfer und Schwefel reagiert haben.

c) Stelle deine Werte in einer Tabelle zusammen.

d) Vergleiche dein Ergebnis mit dem deiner Mitschüler und berechne den

Durchschnitt aller ermittelten Massenverhältnisse.

e) In welchem Massenverhältnis reagieren Kupfer und Schwefel miteinander?

f) Warum muss das Kupfer vollständig reagieren und woran kannst du erkennen,

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 4, K 6

Schüler-

versuch

-127-

ob das der Fall ist?

g) Warum darf kein Schwefel am Kupfersulfid hängen und woran kannst du erkennen,

dass das nicht der Fall ist?

127 Seite 58, 59:

4.4 Daltons

Atommodell

1 Gib das Gesetz von der Erhaltung der Masse und das Gesetz der konstanten

Massenverhältnisse mit eigenen Worten wieder.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 2, K 4

128 2 Welche vier Aussagen machte Dalton über die Atome?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.3

K 2

129 3 Weshalb ist die Masse der Produkte einer chemischen Reaktion

genauso groß wie die Masse der Ausgangsstoffe?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.2

K 2, K 4, K

8

130 4 Wie erklärt das Atommodell die Bildung einer Verbindung aus den Elementen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.2

K 2, K 4

131 5 Weshalb ist es nicht möglich, durch eine chemische Reaktion ein Element

in ein anderes umzuwandeln?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.2

K 2, K 4, K

8

132 Seite 60: 4.5

Graphit oder

Diamant: Die

Anordnung

der Atome entscheidet

1 Notiere Gemeinsamkeiten und Unterschiede von Graphit und Diamant.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.5

K 2

133 2 Erkläre die unterschiedliche Härte von Graphit und Diamant mit Hilfe

der Gittermodelle.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

-128-

134 3 Vergleiche die Atomanordnungen in Kohlenstoffdioxid und in Kupfersulfid.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2

K 4

135 4 Bleistiftmienen bestehen nicht aus Blei, sondern aus Graphit.

a) Erkläre diese Verwendung von Graphit an Hand des Gittermodells.

b) Forsche nach, wie der irreführende Name zu Stande gekommen ist.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 1, K 4

136 Seite 62: 4.6

Wie schwer

ist ein Atom?

1 Weshalb ist es sinnvoll, für Atommassen eine eigene Einheit einzuführen?

Wie lautet sie?

Fachwissen

Kommunikation

F 1

K 2

137 2 Gib eine Definition der atomaren Masseneinheit 1 u.

Fachwissen

Kommunikation

F 1

K 2

138 3 Berechne die Masse eines Wasserstoff-Atoms in der Einheit 1 Milligramm.

Fachwissen F 1

139 4 Ein Sauerstoff-Atom hat die Masse …

Rechne in die atomare Masseneinheit um.

Fachwissen F 1

140 Seite 64, 65:

4.7 Die Formelsprach

e der Chemie

1 Welche Elemente verbergen sich hinter folgenden Symbolen:

Mg, H, C, Pb, Ge, Au?

Kommunikation

K 2

141 2 Kläre mit Hilfe eines Lexikons, woher die Elementsymbole N für Stickstoff,

O für Sauerstoff und Sb für Antimon stammen.

Kommunikation K 2

142 3a) Wodurch unterscheiden sich salzartige Stoffe von Molekülverbindungen?

Fachwissen F 1.2

-129-

b) Was ist der Unterschied zwischen einer Verhältnisformel und einer Molekülformel?

143 4 Ein Stoff besteht aus den Elementen Aluminium und Schwefel.

Wie muss man vorgehen, um die Verhältnisformel zu berechnen?

Fachwissen F 1

144 5 Kupfer und Iod reagieren im Massenverhältnis 1 : 2.

Berechne die Verhältnisformel von Kupferiodid.

Fachwissen F 1

145 6 Eisensulfid hat die Verhältnisformel FeS. In welchem Massenverhältnis

reagieren Eisen und Schwefel?

Fachwissen F 1

146 7 Bei der Ermittlung einer Verhältnisformel ist Alexander ein Fehler unterlaufen:

Sein Ergebnis lautet C1H2,5. Was hat er falsch gemacht?

Fachwissen F 1

147 8 Traubenzucker hat die Formel C6H12O6. Handelt es sich

hierbei

um eine Verhältnisformel oder um eine Molekülformel?

Fachwissen F 1

148 Seite 66: 4.8

Reaktionsglei

chungen:

Reaktionen in der Formel-

sprache

1 Wodurch unterscheiden sich Reaktionsschema und Reaktionsgleichung?

Fachwissen F 3.4

149 2 Gib die Reaktionsgleichung für die Zerlegung der Verbindung Kupferiodid

in die Elemente an. Kennzeichne dabei auch die Aggregatzustände der beteiligten

Fachwissen F 3.4

-130-

Stoffe. Gib den Energieumsatz an.

150 3 Entwickle die Reaktionsgleichung für die Bildung von Aluminiumiodid (AlI3)

aus Aluminium und Iod.

Fachwissen F 3.4

151 4 Kupfer reagiert mit Schwefel zu Kupfersulfid (Cu2S). Stelle die Reaktionsgleichung

auf. Verwende dabei für Schwefel (anstelle von S8) einfach das Symbol S.

Fachwissen

F 3.4

152 5 Warum lässt sich keine Reaktionsgleichung aufstellen, wenn man

die Formel eines der an der Reaktion beteiligten Stoffes nicht kennt?

Fachwissen F 3.4

153 6 Pflanzen erzeugen unter Verwendung der Energie des Sonnenlichts aus

Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) die Stoffe Traubenzucker (C6H12O6) und

Sauerstoff (O2).

Entwickle die Reaktionsgleichung.

Gib dabei auch den Energieumsatz an.

Fachwissen

F 3.4

154 Seite 68:

Prüfe dein

Wissen

A1a) Erkläre die Begriffe des Fensters.

1b) Notiere auf der Vorderseite von Karteikarten den Begriff, auf der Rückseite die

Erklärung.

Fachwissen

Kommunikation

K 4

155 A2 In welchen Fällen läuft eine chemische Reaktion ab?

…

Fachwissen F 3.1

156 A3a) Gib die Elementsymbole an ... A3b) Welche Elemente verbergen sich hinter …

Kommunikation

K 2

-131-

157 A4 Die Formel für Benzol ist C6H6. Handelt es sich dabei um eine

Verhältnisformel oder um eine Molekülformel?

Fachwissen F 1

158 A5 Welche Aussagen macht das Atommodell von Dalton?

Fachwissen

F 1.3

159 A6a) Welche Beziehung besteht zwischen der Masseneinheit 1 Gramm

und der atomaren Masseneinheit 1 u?

A6b) Suche die Atommasse von Eisen heraus und rechne in die Einheit 1 Gramm um.

Fachwissen

Kommunikation

F 1

K 2

160 A7 Zeichne ein Energiediagramm für die Bildung von Zinksulfid aus

den Elementen. Berücksichtige dabei auch die Aktivierungsenergie.

Fachwissen

Kommunikation

F 4.1

K 4

161 A8 Zink und Schwefel reagieren im Massenverhältnis 2,03 : 1 zu Zinksulfid.

Ermittle die Verhältnisformel des Reaktionsproduktes.

Fachwissen F 1

162 A9 Magnesiumsulfid hat die Verhältnisformel MgS. In welchem Massenverhältnis

reagiert Magnesium mit Schwefel?

Fachwissen F 1

163 A10 Stelle die Reaktionsgleichungen auf. Gib auch die Aggregatzustände

und die Energieumsätze an.

a) Graphit verbrennt mit dem Sauerstoff der Luft zu Kohlenstoffdioxid.

Fachwissen

F 3.4

-132-

b) Wasserstoffperoxid-Lösung zerfällt in Gegenwart eines Katalysators

in Wasser und Sauerstoff. Dabei erwärmt sich die Lösung sehr stark.

164 A11 Vom Element Phosphor gibt es drei Erscheinungsformen:

weißen, roten und schwarzen Phosphor. Wie ist das möglich?

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

165 A12: Manche Menschen essen Traubenzucker (C6H12O6), um Energie nachzuliefern.

Im Stoffwechsel reagiert Traubenzucker mit Sauerstoff zu Wasser und Kohlenstoff-

dioxid.

Entwickle die Reaktionsgleichung. Gib auch an, ob es sich um eine exotherme

oder endotherme Reaktion handelt. Kennzeichne die Aggregatzustände der beteiligten

Stoffe.

Fachwissen

F 3.4, 4.1

166 A13 Viele chemische Reaktionen unseres Stoffwechsels laufen nur in Gegenwart

von Biokatalysatoren, den Enzymen, ab. Welche Funktion besitzen die Enzyme?

Fachwissen

Kommunikation

F 4.3

K 4

167 A14 Das Metall Zink wird aus dem Metall Zinkblende gewonnen. Dabei handelt

es sich um Zinksulfid (ZnS). Das Sulfid wird mit Sauerstoff umgesetzt. Dabei entstehen

Zinkoxid (ZnO) und Schwefeldioxid (SO2). Zinkoxid reagiert in einem zweiten Schritt

mit Kohlenstoff zu Zink und Kohlenstoffdioxid. Entwickle die Reaktionsgleichungen

für die Herstellung von Zink aus Zinkblende.

Fachwissen

F 3.4

168 A15 In einer Zeitschrift war unlängst zu lesen, dass es Alchemisten im 15. Jahrhundert

gelungen wäre, Gold herzustellen. Ausgangsmaterial sei Kupfer gewesen, das man

zusammen mit Zink erhitzt habe.

Was hältst du von dieser Geschichte?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.3

K 4, K 8

-133-

169 A16 Wie lassen sich die Beobachtungen beim Abbrennen einer Kerze

mit dem Gesetz von der Erhaltung der Masse in Einklang bringen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 5,

K 8


463 Seite 259: 16.

1 Organische

Stoffe -

Organische

Chemie

1 Welche Atom-Art ist immer am Aufbau organischer Verbindungen beteiligt?

Gib Elementsymbol, Atommasse, Ordnungszahl, Anzahl und Art der Elementarteilchen

sowie Stellung im Periodensystem an.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.1

K 2

464 2 Was versteht man unter Zuckerkohle?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1, 1.2

K 1

465 3 Wie lässt sich experimentell zeigen, dass Kunststoffe organische Verbindungen sind?

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

E 2

F 1.2

466 Seite 260:

16.2 Methan -

Kohlenwasser

stoff Nummer Eins

1 Formuliere die Reaktionsgleichungen für

a) die Verbrennung von Methan

b) die Oxidation von Methan mit Kupferoxid

c) den Nachweis von Kohlenstoffdioxid mit Calciumhydroxid-Lösung

Fachwissen

F 3.4

467 Seite 262,

263: Projekt:

1 Besorge Anschriften von landwirtschaftlichen Betrieben, die Biogas produzieren.

Kommunikation K 1

-134-

Biogas …

Methan aus

Mist

468 2 Informiere dich vor Ort über den Aufbau einer Biogasanlage sowie über die Nutzung

des Biogases und des vergorenen Materials.

Kommunikation K 1

469 1 Warum lassen sich durch Biogas Rohstoffe einsparen und Umweltschäden

vermindern?

Kommunikation K 1, K 4

470 2 Wieso wird die Biogasproduktion trotzdem nicht umfassend realisiert?

Kommunikation K 1

471 Seite 264: 16.3 Feuerzeuggas - Was ist das?

1 Formuliere die Reaktionsgleichungen für die Verbrennung und für die thermolytische

Zersetzung von Butan.

Fachwissen F 3.4

472 2 Berechne die Mengen an Kohlenstoffdioxid und an Wasser, die bei der Verbrennung

von 10 g Butan entstehen.

Fachwissen F

473 3 Meist enthalten Campinggas und Feuerzeuggas noch etwas Propan (C3H8).

Wie macht sich das bei der Gas-Chromatographie bemerkbar?

Fachwissen

F

474 4 Welche Vorgänge laufen im Einzelnen ab, wenn du ein Gasfeuerzeug benutzt?

Kommunikation K 4

475 Seite 265:

Exkurs:

Chemiker auf

1 Beschreibe und erkläre am Beispiel von Feuerzeuggas das Prinzip der Trennung von

Substanzen im Gas-Chromatographen.

Kommunikation

fachwissen

K 2, K 4

F

-135-

Spurensuche

476 2 Bei der Gas-Chromatogaphie wird bevorzugt Helium als Trägergas

eingesetzt.

Welche Vorteile hat dies im Vergleich zur Verwendung von Wasserstoff?

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F

477 Seite 266:

16.4 Die

Alkane - eine

homologe Reihe

1 Wodurch unterscheiden sich gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2, 2.1

K 2

478 2 Gib Namen und Formel des Alkans mit 15 C-Atomen an.

Fachwissen F 1.2

479 3 Unter den Alkanen, die als reine Stoffe synthetisiert wurden, hält das Alkan mit

einer Kette

aus 390 Kohlenstoff-Atomen den Rekord. Gib die Molekülformel an.

Fachwissen F 1

480 4 Auch die Alkyl-Gruppen bilden eine homologe Reihe.

Gib Namen und Formeln der ersten vier Glieder an.

Wie lautet ihre allgemeine Formel?

Fachwissen F 1.2

481 Seite 267:

Theorie:

Molekül-

modelle und

Struktur-

formeln

1 Zeichne die Lewis-Formeln der ersten fünf Alkane.

Fachwissen F 1.2

-136-

482 2 Beschreibe die beiden dargestellten Ethan-Konformationen.

Welche ist wohl energetisch stabiler?


483 Seite 268: 16.5

Vielfalt -

Verzweigung

und

Ringbildung

1 Zeichne die Lewis-Formeln der isomeren Heptane.

Fachwissen F 1.2

484 2 Warum kann man Hexan mit Hilfe der Gas-Chromatographie in verschiedene Isomere

trennen?

Kommunikationfac

hwissen

K 4, K 8

F

485 3 Zeichne die Strukturformeln von Cyclopropan, Cyclobutan und Cyclopentan. Fachwissen F 1.2

486 4 Butan lässt sich durch Druck oder Abkühlen verflüssigen. Bei -1°C kondensiert ein Teil

des Gases, während der übrige Teil erst bei -12°C flüssig wird.

Erkläre diese Erscheinung und ordne die verschiedenen Siedetemperaturen zu.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4

487 5 Bei der Wannenkonformation von Cyclohexan sind die Kohlenstoff-Atome in Form

einer Wanne angeordnet.

Warum ist die Wannenkonformation weniger stabil als die Sesselkonformation?


488 Seite 269: 16.6

Nomenklatur -

Namen leicht

zu finden

1 Benenne die oben dargestellten isomeren Pentane.

Fachwissen F 1

489 2 Welches n-Alkan ist ein Isomeres von 2,2-Dimethylpropan? Fachwissen F 1.2

-137-

Begründe.


490 3 Gib die Strukturformeln folgender Verbindungen an: … Fachwissen F 1.2

491 4 Auch unter den Alkyl-Resten finden sich isomere Gruppen. Zeige dies am Beispiel der

Propyl-Gruppe.

Fachwissen F 1.2

492 5 Benenne folgende Alkane: … Fachwissen F 1

493 Seite 270: 16.7

VAN-DER-

WAALS-

Bindung und

Stoffeigen-

schaften

1 a) Zeichne die Strukturformeln von 2-Methylpentan und 2,2-Dimethylbutan.

b) Warum handelt es sich um Isomere?

c) Begründe die unterschiedlichen Siedetemperaturen.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2

K 4, K 8

494 2 Warum löst sich Brom gut in Heptan?

Warum ist Kaliumbromid dagegen unlöslich in Heptan?

Fachwissen Kommunikation

F 2.2 K 4

495 3 Beschreibe den Unterschied zwischen VAN-DER-WAALS-Bindungen und

Wasserstoffbrückenbindungen?


F 1.4 K 4

496 4 Vergleiche am Beispiel des Heptans die Bindungen zwischen den Atomen eines Moleküls mit den zwischenmolekularen Bindungen.

Fachwissen F 1.4

497 5 Beschreibe und erkläre den in der Grafik oben links dargestellten Verlauf der Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

Aufgabe zur

Abbildung,

-138-

Siedetemperaturen für die n-Alkane. Übersetzungs

-leistung

498 Seite 271:

Praktikum: Eigenschaften gesättigter

Kohlenwasser-stoffe

V1: Qualitative Analyse eines Alkans

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Notiere deine Beobachtungen.

b) Formuliere die Reaktionsgleichungen für die Verbrennung des Alkans und für die

Nachweisreaktion mit Kalkwasser.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.4

K 6

Schüler-

versuch

499 V2: Untersuchung flüssiger Alkane

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Welche Stoffe lösen sich in Heptan?

b) Warum unterscheiden sich Natriumchlorid und Iod so stark in ihrer Löslichkeit in

Heptan und Wasser?

c) Begründe die unterschiedlichen Auslaufzeiten der Alkane beim Viskositätsvergleich.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 2.2

K 4, K 8, K

6

Schüler-

versuch

500 V3: Entflammbarkeit von Alkanen

Durchführung: …

Aufgabe: Notiere deine Beobachtungen.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

E 3

K 6

Schüler-

versuch

501 Seite 272:

16.8

Reaktionen

der Alkane

1 Wieso hießen die Alkane früher Paraffine?

Kommunikation K 2

-139-

502 2 Was versteht man unter einer Substitutionsreaktion?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.2

K 2

503 3 Formuliere die Reaktionsgleichung für folgende Reaktionen von Pentan:

Verbrennung, Substitution mit Chlor.

Fachwissen F 3.4

504 4 Bei der Bromierung von Heptan entstehen verschiedene Substitutionsprodukte.

a) Gib die Strukturformeln und die Namen der Monobromheptane an.

b) Gib jeweils ein Beispiel für Di-, Tri-, Tetra- und Pentabromheptan mit Namen und

Strukturformel an.

c) Wie beurteilst du die praktische Bedeutung der Halogenierung von Alkanen zur

Herstellung einer ganz bestimmten Verbindung?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2

K 4

505 5 Ein Liter Heptan (ρ = 0,68 g/mL) wird verbrannt.

Wie viel Liter Luft sind dazu bei 20°C erforderlich?

Fachwissen F

506 6 Erdgas ist geruchlos. Welcher Stoff wird dem Erdgas zugesetzt, damit man vor ausströmendem Gas gewarnt wird?

Kommunikation K 2

507 Seite 273:

Theorie: Die

radikalische

Substitution

1 Bei der Chlorierung von Methan können auch Dichlormethan, Trichlormethan und

Tetrachlormethan entstehen.

Formuliere dafür die Reaktionsgleichungen.

Fachwissen

F 3.4

508 2 Ethan reagiert mit Brom. Gib Namen und Strukturformeln aller möglichen Fachwissen F 1.2

-140-

Reaktionsprodukte an.

509 Seite 274: 16.9

Halogen-

kohlenwasser-

stoffe

1 Gib Formeln und wenn möglich die Verwendung folgender Halogenkohlenwasserstoffe

an: …

Fachwissen F 1.2

510 2 Erkläre die Abkürzungen CKW, FKW, FCKW, H-FCKW und H-FKW.

Kommunikation K 2

511 3 Informiere dich im Internet über die neuesten Entwicklungen bei den

Halogenkohlenwasserstoffen.

Kommunikation K 1

512 Seite 275:

Exkurs: Ozon -

Gefahr und Schutz

1 Gib für die in den Abbildungen dargestellten Umsetzungen die Reaktionsgleichungen

an.

Fachwissen F 3.4

513 2 Suche im Internet die neuesten Angaben zu Produktion und Verbrauch

ozonabbauender Stoffe.

Kommunikation K 1

514 Seite 276:

16.10 Ethen -

ein Alken

1 Gib die Molekülformel von Propen an.

Fachwissen F 1.2

515 2 Benenne die nebenstehenden Verbindungen.

Fachwissen F 1

-141-

516 3 Zeichne die Strukturformeln der isomeren Pentene und benenne die Verbindungen.

Fachwissen F 1.2

517 4 Zeige am Beispiel des Ethen-Moleküls, dass die Oktettregel für beide Kohlenstoff-

Atome erfüllt ist.

Kommunikation K 4

518 5 Grüne Bananen werden mit Ethen begast. Suche in einem Lexikon nach dem Nutzen

dieser Behandlung.

Kommunikation K 1

519 Seite 277:

16.11

Addition und

Eliminierung

1 Folgende Stoffe werden an Propen addiert: Chlor, Wasserstoff, Chlorwasserstoff.

Formuliere die Reaktionsgleichungen und gib die Namen der Produkte an.

Fachwissen

F 3.4

520 2 Gib eine Reaktionsgleichung für die Dehydrierung von Butan an.

Wie viele verschiedene Produkte sind möglich?

Fachwissen

F 3.4

521 3 Welches Produkt erwartest du bei der Dehydrierung von

Ethen?

Schlage eine Molekülformel vor.

Fachwissen F 1.2

522 4 Ethen-Moleküle können auch miteinander reagieren. Dabei entsteht der Kunststoff

Polyethen (PE). Zeichne einen Formelausschnitt mit sechs kettenförmig angeordneten

Kohlenstoff-Atomen.

Fachwissen F 1.2

523 Seite 278: 1 Gib die Strukturformeln von Propin und von Butin an. Fachwissen F 1.2

-142-

Ethin - ein

Alkin

524 2 Formuliere die Reaktionsgleichungen für

a) die Addition von Brom an Ethin

b) die Reaktion von Ethin zu Ethen und dann zu Ethan

c) Die Herstellung von Chlorethan aus Ethin.

Fachwissen

F 3.4

525 3 Gibt es bei den Alkinen cis/trans-Isomere?

Kommunikation K 4

526 4 Ethin wird heute vorwiegend durch unvollständige Verbrennung von Methan

hergestellt.

Formuliere die Reaktionsgleichung.

Fachwissen

F 3.4

527 5 Erkläre die Funktionsweise der Carbidlampe. Kommunikation K 4

528 Seite 279:

Praktikum:

Eigenschaften

ungesättigter Kohlenwasser

stoffe

V1: Nachweis mit BAEYER-Reagenz

Durchführung: …

Aufgaben:


b)Kaliumpermanganat ist ein in der Praxis häufig verwendetes Oxidationsmittel.

Welcher Reaktionstyp liegt der BAEYER-Probe zu Grunde? Welche Beobachtung stützt

deine Annahme?

c) Das Kaliumpermanganat reagiert mit einer C/C-Mehrfachbindung. Mit der

BAEYER-Probe

kann somit der ungesättigte Charakter einer Verbindung nachgewiesen werden.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.4, 3.1

K 6

Schüler-

versuch

-143-

Wie würde daher Ethin mit dem BAEYER-Reagenz reagieren?

529 A1 a) Ethin kann durch Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser hergestellt werden.

Formuliere die Gleichung für die Reaktion von Calciumcarbid mit Wasser.

In welchem Bereich müsste der pH-Wert der Lösung am Ende der Reaktion liegen?

b) Formuliere die Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Ethin.

Warum rußt die Flamme bei der Verbrennung von Ethin stärker als bei der Verbrennung

von Ethen?

c) Calciumcarbid kann aus Calciumoxid (Branntkalk) und Kohlenstoff (Koks) hergestellt

werden.

Formuliere die Reaktionsgleichung.

d) Das Ethin-Molekül kann als Protonendonator wirken und zwei Protonen abgeben.

Zeichne die LEWIS-Formel des gebildeten Anions.

e) Salze mit dem Säurerest-Ion C2^2- bezeichnet man als Acetylide.

Formuliere die Reaktionsgleichung für die Bildung von Silberacetylid durch die Reaktion

von Ethin mit Silbernitrat-Lösung.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4, 1.2

K 4

530 V2: Nachweis mit Brom

Durchführung: …

Aufgaben:


b) Formuliere die Reaktionsgleichungen.

Erkenntnis-gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.4

K 6

Schüler-versuch

531 V3: Bananenreifung

Durchführung: …


E 3

Schüler-versuch

-144-

Aufgaben:


b) Wieso ist aus der Versuchsreihe zu schließen, dass reife Bananen Ethen abgeben?

c) Bananen werden in den Herkunftsländern im grünen Zustand geerntet und in

Kühlräumen gelagert. Erst bei Bedarf lässt man sie durch Begasung mit einem Gemisch

aus

5 % Ethen und 95 % Stickstoff reifen und bringt sie in den Handel.

Warum werden die Bananen nicht schon reif geerntet und dann zum Verbraucher

gebracht?


532 Seite 280:

16.13 Benzol -

ein

aromatischer Kohlenstoff

1 Gib die Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Benzol an.

Fachwissen

F 3.4

533 2 Cyclohexen reagiert mit Brom in einer Additionsreaktion, Benzol dagegen in einer

Substitutionsreaktion.

Gib dafür eine Erklärung und formuliere die beiden Reaktionsgleichungen mit

Strukturformeln.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4, 2.2

K 4

534 3 Warum ist an Tankstellen das Symbol F+ angebracht, obwohl Benzol das Symbol F

trägt?

Kommunikation K 4

535 Seite 282:

Prüfe dein A1 a) Erkläre die Begriffe des Fensters.

b) Notiere auf der Vorderseite von Karteikarten den Begriff, auf der Rückseite die

Fachwissen

Kommunikation

F

K 4

-145-

Wissen

Erklärung.

536 A2 Was versteht man unter gesättigten Kohlenwasserstoffen, was sind ungesättigte

Kohlenwasserstoffe?

Fachwissen F 1.2, 2.1

537 A3 Welche Kohlenstoff-Verbindungen rechnet man nicht zu den organischen

Verbindungen sondern zu den anorganischen Stoffen?

Gib Namen und Formeln an.

Fachwissen F 1.2

538 A4 a) Was ist der Hauptbestandteil von Ruß?

b) Erkläre, warum die Flammen von Ethan, Ethen und Ethin unterschiedlich rußen.

Kommunikation K 4

539 A5 Welches Octan-Isomer hat die kürzeste Hauptkette und gleichzeitig die meisten

Methylgruppen in den Seitenketten?

Zeichne die Strukturformel und gib den systematischen Namen der Verbindung an.

Fachwissen F 1.2

540 A6 Benenne die folgenden Verbindungen: …

Fachwissen F 1

541 A7 Brom reagiert mit Propan, mit Propen und mit Propin.

Formuliere jeweils die Reaktionsgleichungen.

Benenne die Reaktionsprodukte und den jeweiligen Reaktionstyp.

Fachwissen F 3.4

542 A8 a) Wieso lässt sich Chlor in Trichlormethan nicht mit Hilfe von Silbernitrat-Lösung

nachweisen?

b) Welche Nachweisreaktion bietet sich stattdessen an?

Beschreibe kurz die Vorgehensweise.

Kommunikation K 4

-146-

543 A9 Gib die Reaktionsgleichung für die Hydrierung von Propen und für die Dehydrierung

von Propan an.

Benenne den jeweiligen Reaktionstyp.

Fachwissen F 3.4

544 A10 Bei der Addition von Chlorwasserstoff an Propen können verschiedene Isomere

entstehen.

Formuliere die möglichen Reaktionsgleichungen und benenne die Produkte.

Fachwissen F 3.4

545 A11 Bei Dienen unterscheidet man kumulierte, konjugierte und isolierte

Zweifachbindungen.

Gib als Beispiel jeweils ein Pentadien mit Strukturformel und Namen an.

Fachwissen F 1.2

546 A12 cis-1,2-Dichlorethen siedet bei 60°C, während trans-1,2-Dichlorethen bei 48°C siedet.

a) Zeichne die Strukturformeln der beiden Halogenalkene.

b) Erkläre die unterschiedlichen Siedetemperaturen.

Welches der beiden Moleküle ist polar, welches ist unpolar?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2, 2.2

K 4

547 A13 Welches Missgeschick in der Küche zeigt, dass Milch organische Verbindungen enthält?

Kommunikation K 4

548 A14 a) Erkläre das Vorkommen von Methan im Sumpfgas, im Faulgas und im Grubengas.

b) Was sind Schlagende Wetter? c) Wie kommt es zu Irrlichtern im Moor?

Kommunikation K 4

549 A15 Propan und Butan werden als Heizgase verwendet.

Warum werden sie als Flüssiggase bezeichnet?

Kommunikation

K 2

-147-


240 Seite 89: 6.1

Eigenschaften

der Metalle

1 Nenne wichtige Eigenschaften der Metalle.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.1

K 2

241 2 Stelle mit Hilfe von Nachschlagewerken in einer Tabelle die Schmelztemperaturen und

Siedetemperaturen von Magnesium, Aluminium, Zinn, Kupfer, Silber, Gold und

Quecksilber zusammen.

Kommunikation K 1

242 3 Nenne Beispiele für die Verwendung von Kupfer.

Kommunikation K 1

243 4 Wie kann man Aluminium und Blei unterscheiden?


F 1.1 K 1

244 Seite 90, 91:

6.2 Reduktion 1 Nenne einige unedle und einige edle Metalle. Fachwissen F 2.1

550 A16 Wie lässt sich ein Ölfleck aus der Kleidung entfernen?

Beschreibe und erkläre das Vorgehen.

Begründe die Wirkung des Lösungsmittels.


551 A17 Bei starkem Frost können Dieselkraftstoff und Heizöl ausflocken.

Erkläre diesen Vorgang.

Welche unangenehmen Folgen hat das Ausflocken bei Dieselfahrzeugen?

Kommunikation K 4

-148-

-

Redoxreaktion

Kommunikation K 2

245 2 Zink reagiert mit Silberoxid (Ag2O).

a) Stelle die Reaktionsgleichung auf.

b) Ordne die Begriffe Oxidation, Reduktion, Oxidationsmittel und Reduktionsmittel zu.

Fachwissen

F 3.4

246 3 Um Zinkoxid zu Zink zu reduzieren, stehen die Metalle Magnesium und Eisen zur

Verfügung. Welches Metall ist geeignet? Begründe deine Antwort.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

247 Seite 92:

Praktikum

Redox-

reaktionen

V1: Reduktion von Kupferoxid mit Holzkohle Durchführung: …

Aufgaben: a) Notiere deine Beobachtungen.

b) Stelle das Reaktionsschema und die Reaktionsgleichung für die Reaktion zwischen

Kupferoxid und Holzkohle auf.

c) Erläutere den Nachweis des entstandenen Gases.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.4, 1.1

K 4, K 6

Schüler-

versuch

248 V2: Reduktion von Kupferoxid durch Eisen und durch Zink

Durchführung: …

Aufgaben:


b) Erkläre und begründe deine Beobachtungen für die Reaktion des Kupferoxids mit

dem Eisenpulver.

Gib an, welcher Stoff als Oxidationsmittel und welcher Stoff als Reduktionsmittel

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K 8, K

6

F 3.3

Schüler-

versuch

-149-

reagiert.

c) Stelle die Reaktionsgleichung für diese Reaktion auf.

d) Stelle das Reaktionsschema und die Reaktionsgleichung für die Reaktion zwischen

Kupferoxid und Zink auf.

Kennzeichne Oxidation und Reduktion.

e) Können auch Zinkoxid und Kupfer miteinander reagieren?

Begründe deine Antwort.

249 V3: Reduktion von Kupferoxid durch Erdgas

Durchführung: …

Aufgaben:


b) Erdgas enthält Methan (CH4). Diese Verbindung wirk als Reduktionsmittel. Formuliere die Reaktionsgleichung für die Redoxreaktion von Kupferoxid mit Methan.

Hinweis: bei der Reaktion entsteht neben Kohlenstoffdioxid-Gas (CO2) auch

Wasserdampf (H2O).


Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.4

K 6

Schüler-versuch

250 A1: Magnesiumband, das an der Luft angezündet wird, brennt in Kohlenstoffdioxid-Gas

weiter.

a) Formuliere das Reaktionsschema und die Reaktionsgleichung für die Reaktion von

Magnesium mit Kohlenstoffdioxid.

b) Woran sind die Reaktionsprodukte zu erkennen?

c) Angezündetes Magnesium brennt auch unter Wasser (H2O) weiter. Man setzt es

deshalb für Unterwasserfackeln ein. Formuliere die Reaktionsgleichung für die dabei ablaufende Reaktion. Gib

Oxidationsmittel und Reduktionsmittel an.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4, 3.3

K 4

-150-

251 Seite 93: 6.3

Gewinnung

von Metallen

1 Was versteht man unter einem Erz?

Fachwissen

Kommunikation

F 1

K 2

252 2 Beschreibe die Gewinnung von Kupfer.


253 3 Aus Zinkoxid kann Zink hergestellt werden. Als Reaktionspartner verwendet man Kohlenstoff.

a) Stelle das Reaktionsschema und die Reaktionsgleichung auf.

b) Welche Funktion hat der Kohlenstoff bei der Reaktion?

c) Nenne zwei Metalle, die anstelle von Kohlenstoff eingesetzt werden könnten.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4, 3.3

K 4

254 4 Welche Vorgänge sind in der Abbildung dargestellt?

Kommunikation K 4 Übersetzungs

-leistung

255 Seite 94, 95:

6.4 Vom

Eisenerz zum

Roheisen

1 Welcher Stoff ist das eigentliche Reduktionsmittel für Eisenoxid im Hochofen? Wie

entsteht er?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.3

K 2, K 4

256 2 Schlacke, die auf dem Roheisen schwimmt, schützt das Eisen vor erneuter Oxidation.

Erläutere diesen Zusammenhang.

Kommunikation Fachwissen

K 4 F 3

257 3 Stelle die Reaktionsgleichung für die Reduktion von Magneteisenstein (Fe3O4) durch

Kohlenstoffmonooxid auf.

Fachwissen

F 3.4

258 4 Gereinigtes Gichtgas besteht zu etwa 21 % aus Kohlenstoffmonooxid, zu 23 % aus

-151-

Kohlenstoffdioxid, zu 4 % aus Wasserstoff und zu 52 % aus Stickstoff. Welche

Bestandteile des Gichtgases werden im Winderhitzer verbrannt?

Stelle die Reaktionsgleichung auf.

Fachwissen F 3.4

259 5 Im Hochofen laufen physikalische Vorgänge und chemische Reaktionen

nebeneinander ab.

Nenne je drei Beispiele.

Kommunikation K 2

260 6 Obwohl ständig von unten Heißluft in den Hochofen eingeblasen wird, bleibt das

Temperaturgefälle von unten nach oben konstant. Wie lässt sich das erklären?


261 7 Vergegenwärtige dir die Bewegungsrichtungen der Stoffe im Hochofen. Warum spricht

man wohl von einem Gegenstromprinzip?


262 8 Schlage im Atlas nach, an welchen Standorten in Deutschland Eisenhütten entstanden sind.

Welche Standortfaktoren sind heute ausschlaggebend?

Kommunikation K 1

263 Seite 100:

Prüfe dein

Wissen

A1 a) Erkläre die Begriffe des Fensters.

b) Notiere auf der Vorderseite von Karteikarten den Begriff, auf der Rückseite die

Erklärung.

Fachwissen

Kommunikation

F

K 4

264 A2 Erhitzt man Bleioxid (PbO2) auf Holzkohle, so bildet sich Blei.


b) Erläutere an diesem Beispiel die Begriffe und Redoxreaktion, Oxidation, Reduktion.

c) Welcher Stoff ist bei dieser Reaktion das Reduktionsmittel, welcher das

Oxidationsmittel?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4

K 4

-152-

265 A3 Stelle für die beim Thermit-Verfahren ablaufend chemische Reaktion die

Reaktionsgleichung auf.

Das eingesetzte Eisenoxid hat die Formel Fe3O4, das entstehende Aluminiumoxid

hat die Formel Al2O3.

Fachwissen

F 3.4

266 A4 Quarzsand besteht aus Siliciumdioxid (SiO2). Aluminium ist ein stärkeres

Reduktionsmittel als Silicium.

Leite aus diesen Hinweisen ein Verfahren zur Gewinnung von Silicium ab und

stelle die Reaktionsgleichung auf.

Fachwissen F 3.4

267 A5 Wie kann man die Eigenschaften von Metallen gezielt verändern?

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F 1

268 A6 Um Roheisen in Stahl umzuwandeln, bläst man Sauerstoff auf die Schmelze.

a) Nenne die Bestandteile des Roheisens, die dadurch entfernt werden, und stelle

für die ablaufenden Oxidationen die Reaktionsgleichungen auf.

b) Warum erhitzt sich die Schmelze, obwohl keine Wärme zugeführt wird?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4

K 4, K 8

269 A7 Wie kannst du Gold von Messing unterscheiden?

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F 1

270 A8 In einem Goldring ist die Zahl 333 eingraviert.

a) Was kannst du daraus ableiten?

b) Berechne, wie viel Gramm reines Gold dieser Ring enthält, wenn er 5 g wiegt.

Fachwissen

Kommunikation

K 1

271 A9 Entwickle einen Plan, wie du die Metalle Aluminium, Zink, Blei und Kupfer

unterscheiden kannst.

Kommunikation

Fachwissen

Erkenntnis-

K 4, K 8

F 1

-153-

gewinnung E 2

272 A10 Prüfe Münzen von 2 Cent und 5 Cent mit einem Magneten. Was beobachtest du?

Erkläre den Zusammenhang zwischen deiner Beobachtung und der Farbe der Münze.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4

F 1

273 A11 Ein Reagenzglas wird zu etwa einem Viertel mit Kaliumnitrat (KNO3) gefüllt. Es wird

so lange kräftig erhitzt, bis eine Schmelze entstanden ist, aus der Gasbläschen

aufsteigen. Dann wirft man Aktivkohle in die Schmelze. Die Aktivkohle verbrennt unter

intensivem Aufglühen.

Erkläre diese Beobachtung.

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F 3

274 A12 Silberoxid (Ag2O) wird durch Wärmezufuhr in Silber und Sauerstoff zerlegt.


b) Warum lässt sich Silberoxid leichter zerlegen als die Oxide unedler Metalle?


F 3.4 K 4, K 8

275 A13 Warum verwendet man zur Herstellung von Heizkörpern, Bügeleisen und Kochplatten metallische Werkstoffe?


K 4, K 8 F 1

276 A14 Edelmetalle wie Gold, Silber und Kupfer wurden wesentlich früher vom Menschen

genutzt als unedle Metalle wie Eisen oder Aluminium.

Begründe diese Tatsache.

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F

277 A15 Warum sollte man Ohrstecker möglichst aus Edelmetallen herstellen?

Kommunikation

Fachwissen

K 4, K 8

F 3

278 A16 Früher wurden Fahrradrahmen ausschließlich aus Stahl hergestellt.

Warum verwendet man heute statt des Werkstoffs Stahl häufig Aluminium oder Titan?


-154-

279 A17 Oft klebt man hinter Heizkörpern Aluminiumfolie an das Mauerwerk.

Begründe den Sinn dieser Maßnahme.

Kommunikation K 4

280 A18 Warum hat man Hochöfen häufig an Flüssen errichtet? Kommunikation K 4

Nr Thema Aufgabe Kompetenzbereich Standard Anmerkung

43 Seite 58, 59: 4.1 Metalle reagieren mit Schwefel

V1: Reaktion eines Kupferbleches mit Schwefel …

Protokolliere die Versuchsbeobachtungen.

Erkenntnisgewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 6

F 3.1

Schülerversuch

44 V2: Untersuchung des blauschwarzen Stoffes aus V1 im Vergleich zu

Kupfer und Schwefel …

Stelle die Versuchsbeobachtungen zusammen und deute sie.

Erkenntnisgewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3, E 6

K 4, K 8, K6

F 3.1

Schülerversuch

45 V3: Reaktion von Eisenpulver mit Schwefelpulver, Untersuchung des

entstandenen Stoffs

Stelle die Versuchsbeobachtungen in einer Tabelle zusammen und

deute sie.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1

K 4, K6, K8

Schülerversuch

-155-

46 V4: Führe den Versuch V1 entsprechend mit einem Silberblech durch.

Vergleiche die

Ausgangsstoffe und den neuen Stoff miteinander.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1

K 6

Schülerversuch

47 A1: Verreibt man etwas Schwefelpulver auf der Oberfläche eines

versilberten Löffels

oder einer Silbermünze, färbt sich diese/dieser nach einiger Zeit

dunkel.

Deute diese Beobachtung.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

48 A2: Woran kann man den Ablauf einer chemischen Reaktion

erkennen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 2

49 A3: Warum muss ein Vergleich der Eigenschaften der Ausgangsstoffe

und der

Reaktionsprodukte immer unter den gleichen Bedingungen

durchgeführt werden.

Nenne einige Bedingungen, die einzuhalten sind.

Fachwissen

Kommunikation

K 8

50 A4: Stelle für die Reaktionen der Metalle Eisen und Silber mit Schwefel

jeweils das

Reaktionsschema auf.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4

K 4

51 Seite 60: 4.2

Element und

Verbindung

A1: Woran kann man erkennen, dass es sich bei der Zerlegung von

Silbersulfid um

eine chemische Reaktion und nicht um die Trennung eines Gemisches

handelt?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

-156-

52 Seite 61: 4.3 Chemische Reaktion und Energie

A1: Formuliere zu den Begriffen "exotherme" und "endotherme"

Reaktion jeweils einen

Merksatz.

Fachwissen

Kommunikation

F 4.1

K 2

53 A2: Ein Gemisch aus Kupfer- und Schwefelpulver kann über längere Zeit

aufbewahrt

werden, ohne dass eine merkliche Reaktion einsetzt. Verreibt man ein

solches Gemisch

sehr intensiv in einer Reibschale, kann eine sehr heftige Reaktion ausgelöst werden.

Gib eine Erklärung.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.7

K 4, K 8

54

Seite 62: 4.4 Projekt: Die Merkmale der chemischen Reaktion

Versuch Blaues und weißes Kupfersulfat …

1. Schildere deine Beobachtungen. 2. Handelt es sich bei der unbekannten Flüssigkeit um Wasser?

Begründe. 3. Welcher Stoff ist nach dem Erhitzen des blauen Kupfersulfats im

Reagenzglas

zurückgeblieben? Begründe. 4. Bei welchem der obigen Vorgänge handelt es sich um eine

exotherme chemische

Reaktion? Formuliere das Reaktionsschema. 5. Bei welchem der obigen Vorgänge handelt es sich um eine

endotherme chemische

Reaktion? Formuliere das Reaktionsschema.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1, 3.4

K 4, K6, K 8

55 Seite 63: 4.5 A1: Bleiben die Teilchenanordnungen der Elemente bei der Bildung der Fachwissen F 3.2

-157-

Chemische Reaktion und Teilchenmodell

Verbindung

Silbersulfid oder der Herstellung eines Gemisches aus Silber- und

Schwefelpulver

erhalten?

Gib eine kurze Begründung.


56 A2: Die Darstellung der chemischen Reaktion als

Teilchenumgruppierung in Bild 1

enthält einige Vereinfachungen.

Nenne einige dieser Vereinfachungen.

Kommunikation

Fachwissen

K 3

F 3.2

57

Seite 64: 4.6 Überprüfung und Vertiefung

1 Unterscheide bei den folgenden Vorgängen zwischen Herstellung eines Stoffgemisches,

Stofftrennverfahren, Änderung des Aggregatzustandes, chemische

Reaktion: ….

Worin liegt der entscheidende Unterschied zwischen einer chemischen

Reaktion und

der Vermischung oder Trennung von Stoffen?


F 3.1, 3.2 K 4

58 2 Ein Sand-Schwefel-Gemisch kann durch kräftiges Erhitzen getrennt

werden, nicht

aber ein Gemisch aus Eisen und Schwefel. Begründe.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.2

K 4, K 8

59 3 Erläutere den Unterschied zwischen Element und Verbindung an selbst gewählten Beispielen.


F 1.2 K 4

-158-

60 4 Wird ein Gemisch aus 4 g Schwefel- und 8 g Zinkpulver mit einer

glühenden Nadel

berührt, tritt eine sehr heftige Reaktion ein. Zurück bleibt ein bei

hoher Temperatur

gelber und nach dem Abkühlen weißer Stoff.

a) Welcher Stoff ist entstanden? Formuliere das Reaktionsschema. b) Verläuft die Reaktion exotherm oder endotherm? Begründe.

c) Warum genügt es das Gemisch nur an einer Stelle zu erhitzen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.4, 4.1

K 4, K 8

61 5 Viele Feststoffe glühen, wenn sie erhitzt werden. Ein Feststoff zeigt

beim Erhitzen

erst Rotglut, bei weiterer Zufuhr von Wärmeenergie Gelb- und

schließlich sogar

Weißglut. Farbe und Helligkeit glühender Körper hängen dabei nur von der Temperatur,

nicht von dem Stoff ab.

a) Welchen Schluss kann man daraus ziehen, dass Kupfer bei Gelbglut

und Eisen erst

bei Weißglut schmilzt?

b) Bei der Bildung von Silbersulfid aus den Elementen ist ein Glühen nur

im verdunkelten

Raum wahrzunehmen. Worauf ist es zurückzuführen, dass bei der

Bildung von Eisensulfid

ein viel kräftigeres und helleres Glühen als bei der Bildung von

Silbersulfid zu beobachten

ist?

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

62 6 Warum lässt sich Silbersulfid wesentlich leichter zerlegen als Fachwissen F 2.2

-159-

Eisensulfid?



200 Seite 88: 6.1

Reduktion

von

Metalloxiden

V1 Mische 1,6 g schwarzes Kupferoxidpulver und 0,8 g graues Eisenpulver.

Erhitze das Gemisch im Reagenzglas bis zum ersten Aufglühen und entferne

das Reagenzglas sofort aus der Brennerflamme.

Fertige ein Versuchsprotokoll an.

Führe den Versuch zum Vergleich mit einem Gemisch aus schwarzem Eisenoxid-

und rotem Kupferpulver durch.

Fachwissen

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

F 3.1

E 3

K 6, K 4, K

8

Schüler-

versuch

201 A1 Ordne die Metalle Magnesium, Eisen und Zink nach wachsender Heftigkeit,

mit der sie mit Kupferoxid reagieren.

Fachwissen F 3.1

202 A2 Formuliere für die Reaktionen von Zink mit Kupferoxid und von Magnesium

mit Kupferoxid die Reaktionsschemata.

Gib jeweils an, welcher Stoff oxidiert und welcher reduziert wird.

Fachwissen

F 3.4, 3.3

203 A3 Ordne die Metalle Eisen, Kupfer, Magnesium, Zink nach ihrer Stärke als

Reduktionsmittel.

Fachwissen F 3.1

204 Seite 90, 91:

6.2 Roheisen- herstellung

V1 Stelle ein feinpulvriges Gemisch aus etwa gleichen Teilen von rotem Eisenoxid

und Holzkohle her. Fülle einen langgezogenen Streifen des Gemisches in die Apparatur

nach B4.

Erkenntnis-

gewinnung Fachwissen

E 3

F 3.1

Schüler-

versuch

-160-

Erhitze das Gemisch langsam immer kräftiger und löse nach dem Erhitzen sofort den

Stopfen.

Untersuche nach dem Erkalten das Reaktionsprodukt mit dem Magneten.

Deute die Beobachtungen.

Kommunikation K 4, K6, K

8

205 A1 Kennzeichne bei der Reaktion von Eisenoxid mit Kohlenstoffmonooxid zu

Eisen und Kohlenstoffdioxid den Oxidations- und den Reduktionsvorgang.

Fachwissen F 3.3

206 A2 Warum befinden sich am oberen Ende des Hochofens zwei Glocken und nicht nur

eine?

Fachwissen

Kommunikation

F

K 4, K 8

207 Seite 94, 95:

6.5 Stahl-

herstellung

A1 Berechne aus den Angaben in B2, wie viel Kilogramm Kohlenstoff, Silicium,

Mangan und Phosphor in einer Tonne Roheisen bzw. Stahl enthalten sein können.

Fachwissen F 1 Aufgabe zur

Abbildung

208 A2 Welche chemischen Reaktionen laufen im Frischen des Roheisens ab? Erstelle für die in B2 benannten Stoffe Reaktionsschemata.


F 3.1, 3.4 K 4, K 2

Aufgabe zur Abbildung

209 A3 Schildere den Ablauf der Vorgänge beim Sauerstoffaufblasverfahren. Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 2

210 A4 Welches Oxidationsmittel wird beim Elektrolichtbogenverfahren eingesetzt?

Erstelle für die in B2 benannten Stoffe Reaktionsschemata.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.4

K 4, K 2

211 Seite 96: 6.6

Überprüfung

und

1 Erhitzt man einen Tiegel, in dem Holzkohlepulver und gelbes Bleioxid übereinander

geschichtet worden sind (B1), einige Zeit in der nicht leuchtenden Brennerflamme, so

bildet sich im Tiegel ein blaugrauer, metallisch glänzender, flüssiger Stoff, der beim

Fachwissen

Kommunikation

F 3.3, 3.4

K 4

-161-

Vertiefung

Abkühlen erstarrt.

a) Um welchen Stoff handelt es sich?

b) Formuliere das Reaktionsschema.

c) Kennzeichne die Oxidation und Reduktion im Reaktionsschema.

212 2 Man kann die Metalle und ihre Oxide nach ihrer Fähigkeit andere Stoffe zu reduzieren

bzw. zu oxidieren (Reduktions- bzw. Oxidationsvermögen) in einer Tabelle wie B2

anordnen.

a) Mit welchen der in B2 aufgeführten Metalle kann man Eisenoxid reduzieren?

b) Wo müsste Silber/Silberoxid in der Tabelle B2 stehen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3

K 8

213 3 Häufig liest man: " Um Eisen zu gewinnen, muss man es aus Gesteinen heraus-

schmelzen". Nimm zu dieser Aussage Stellung und berichtige sie.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8, K 3

214 4 Das Roheisen müsste eigentlich Rohstahl heißen. Warum wohl?

Fachwissen F

215 5 In einen Hochofen werden zwar Eisenerz und Koks eingefüllt, aber der im Koks

enthaltene Kohlenstoff ist nicht das eigentliche Reduktionsmittel für Eisenoxid. Erkläre diesen Zusammenhang.

Fachwissen

Kommunikation

F 3

K 4, K 8

216 6 Nenne zwei wichtige Verfahren zur Stahlherstellung und beschreiben ihr

Wirkungsprinzip.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 2

217 7 Früher hatten alle Fahrräder einen Stahlrahmen. Heute haben viele einen Rahmen

aus Aluminium.

Fachwissen F 1.1

-162-

Welche Vorteile hat Aluminium gegenüber Stahl?

Nenne weitere Beispiele dafür, dass Aluminium Stahl teilweise abgelöst hat.

218 8 Hält man ein brennendes Magnesiumband in einen mit Kohlenstoffdioxid gefüllten

Standzylinder, so brennt das Magnesiumband weiter.

Auf dem Boden und an den Wänden des Gefäßes setzen sich ein weißer und ein

schwarzer pulveriger Stoff ab (B3).

a) Welche Stoffe haben sich gebildet?


c) An welcher Stelle in der Tabelle B2 kann Kohlenstoff/Kohlenstoffdioxid stehen?

Warum setzt man im Hochofen Steinkohlenkoks und ncht Holzkohle ein?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.4

K 4, K 8


348 Seite 249:

Welche

Atomsorten

gibt es in

organischen

Verbindungen

?

A1: Kalkwasser reagiert mit Kohlenstoffdioxid zu Calciumcarbonat und Wasser.

Gibt man zu der Suspension verdünnte Salzsäure, verschwindet der Niederschlag.

Deute diesen Sachverhalt.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4

349 Seite 250:

Projekt:

Qualitative

V1: Nachweis der Kohlenstoff- und Wasserstoffatome

Durchführung: …

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

E 3

F 3.4

Projektseite

Schüler-

versuch

-163-

Analyse

organischer

Verbindungen

Aufgaben:

a) Schildere und deute die Beobachtungen.

b) Formuliere für die Nachweisreaktionen die Reaktionsgleichungen.

c) Warum muss bei b das Gasableitungsrohr vor dem Ende des Erhitzens aus

dem Kalkwasser gezogen werden?

Kommunikation K 4, K6, K

8

350 V2: Nachweis der Halogenatome

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Schildere die Beobachtungen.

b) Wie könntest du experimentell überprüfen, dass die Flammenfärbung durch

Kupferhalogenide hervorgerufen wird?

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

E 2, E 3

K 4, K6

Projektseite

Schüler-

versuch

351 V3: Hinweis auf Sauerstoffatome

Durchführung: …

Aufgabe: Welches ist die Sauerstoffverbindung?

Erkenntnis-

gewinnung


E 3

F 3.1 K6, K8

Projektseite

Schüler-

versuch

352 V4: Nachweis der Stickstoffatome und der Schwefelatome

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Schildere die Beobachtungen und deute sie.

b) Hält man in die Dämpfe über der Reagenzglasöffnung einen Glasstab mit einem

Tropfen konz. Salzsäure, bildet sich Rauch.

Deute diese Beobachtung.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 4, K6

Projektseite

Schülerversuc

h

-164-

353 Seite 256,

257: 17.3

Methan -

Hauptbestand

teil des

Erdgases

V1: …

Erkläre die Beobachtungen.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K6

F 1.1

Lehrer-

versuch

354 V2: …

Erkläre die Beobachtungen.

Erkenntnis-

gewinnung


E 3

K 4, K6 F 3.1

Lehrer-

versuch

355 V4: … Berechne die Dichte und mit der Gleichung M = ρV die molar Masse des

Methans (V=24 L/mol). Gib die Masse für ein Molekül Methan an. Wie viele Kohlenstoffatome sind in einem Methanmolekül? Wie lautet die Molekülformel?

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 1

K6

Schüler-

versuch

356 A1: Warum wird das Erdgas mit einem Geruchsstoff versetzt, bevor es dem Verbraucher

zugeleitet wird?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4, K2

357 A2: Welche Edelgasatome weisen die gleichen Elektronenanordnungen wie die

Wasserstoffatome und das Kohlenstoffatom im Methanmolekül auf?

Fachwissen F 1.3

358 Seite 258:

17.4 Butan -

A1: Warum darf eine Stahlflasche mit "Flüssiggas" nicht im Keller gelagert werden?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4, K 2

-165-

Feuerzeug-

und

Campinggas

359 A2: Im Umgang mit "Flüssiggas " muss man sehr vorsichtig sein, denn bei liegenden

Flaschen oder Kartuschen, die noch weitgehend gefüllt sind, kann beim Öffnen des

Ventils flüssiges Butan aus dem Behältnis gepresst werden. Wird es entzündet, wirkt es

wie ein Flammenwerfer.

Warum wird aus aufrecht gestellten gasförmiges und aus liegenden Behältnissen

flüssiges Butan herausgepresst?


360 Seite 259:

17.5 Erdgas,

Heizgas für viele

Haushalte

A1: a) Zur Verbrennung von 1 m3 Erdgas L werden mindestens 10 m3 Luft benötigt,

für Erdgas H sogar 12 m3.

Warum ist zur Verbrennung von Erdgas H mehr Luft notwendig?

b) Begründe mit B2, warum Erdgas H einen höheren Brennwert als Erdgas L hat.

Kommunikation K 4, K 8, K

2

Aufgabe zur

Abbildung

361 A2: Wie lange reichen die sicheren bzw. die als wahrscheinlich und als wirtschaftlich

förderbar eingestuften Erdgasvorräte bei unverändertem Verbrauch?

Kommunikation K 1

362 Seite 260: 17.6

Die Alkane –

eine homologe

Reihe

A1 Baue Molekülmodelle, die der Molekülformel C5H12 entsprechen, und stelle die

Strukturformeln auf.

Erkenntnis-

gewinnung

E 7 Arbeit mit

Modellen

363 A2 Formuliere die Halbstrukturformeln für Ethan, Propan, die Butane und Pentane.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2

K 4

364 A3 Ein Alkanmolekül hat die Masse 44 u. Um welches Molekül handelt es sich?

Fachwissen F 1

-166-

365 Seite 261:

17.7 Die

Ermittlung

des Namens

eines Alkans

A1: Benenne Isobutan nach der systematischen Nomenklatur.

Fachwissen F 1

366 A2: a) Stelle die Halbstrukturformeln für die Moleküle der folgenden Verbindungen auf: …

b) Welche der Moleküle und Verbindungen sind isomer zueinander?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2

K 4

367

A3: Wende am folgenden Beispiel die Nomenklaturregeln an: …

Fachwissen

368 Seite 262,

263: 17.8 Eigenschaften

der Alkane

A1: a) Welche der in B2 aufgeführten Alkane sind bei Zimmertemperatur (20°C)

gasförmig, flüssig, fest? b) Wie kann man aus einer Tabelle der Siede- und Schmelztemperaturen auf den

Aggregatzustand der Stoffe schließen?

Kommunikation

Fachwissen

K 2, K 4

F

369 V1: …

Schildere und deute deine Beobachtungen.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 2.2

K 4, K6

Schüler-

versuch

370 V2: …

Schildere und deute die Beobachtungen.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 2.2

K 4, K6

Schüler-

versuch

371 A2: Erläutere, warum sich die Alkane ab etwa Eicosan beim Erhitzen unter Normdruck

zersetzen und nicht sieden.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 2

-167-

372 A3: Schüttelt man Heptan kräftig mit Wasser, so bildet sich zunächst eine Emulsion, die

sich aber wieder rasch in zwei Schichten auftrennt.

a) Welcher Stoff bildet die obere Schicht? Kurze Begründung!

b) Warum entmischt sich die Emulsion sehr schnell?

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

373 Seite 264,

265: 17.9 Die

Reaktionen

der Alkane

A1: Formuliere für die (vollständige) Verbrennung von Pentan die Reaktionsgleichung.

Wie lassen sich die Reaktionsprodukte nachweisen?

Fachwissen

F 3.4

374 A2: Warum ist das Rauchen beim Umgang mit Benzin gefährlicher als beim Umgang mit

Dieselöl?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1, 2.2

K 4, K 8

375 A3: Formuliere für die Reaktion(en) von Methan mit Chlor die Reaktionsgleichung(en).

Benenne die Reaktionsprodukte.

Fachwissen

F 3.4

376 V3: …

Deute die Beobachtungen.

Fachwissen Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

F 1.1, 3.1 E 3

K4, K6

Schüler-versuch

378 Seite 266,

267: 17.10

Moleküle mit

C-C-

Mehrfach-

A1: Welcher Stoff entsteht bei der Reaktion von Ethen mit Chlorwasserstoff?

Fachwissen F 3.1

-168-

bindungen

379 A2: Beschreibe und vergleiche den Molekülaufbau von Ethan, Ethen und Ethin.

Fachwissen

F 1.2

380 Seite 268,

269: 17.11

Ringförmige

Kohlenwasser

stoffmoleküle

A1: Baue Modelle von Kohlenwasserstoffmolekülen, die folgende Molekülformeln

haben: …

Stecke dazu zunächst eine unverzweigte Kohlenstoffkette zusammen und schließe

diese an den beiden Enden zu einem Ring zusammen. Achte darauf, dass die

Vierbindigkeit des Kohlenstoffatoms gewahrt bleibt.

Erkenntnis-

gewinnung

E 7 Arbeit mit

Modellen

381 A2: Ein Molekül hat die Molekülformel C5H10. Zu welchen Kohlenwasserstoff-Reihen

kann es gehören?

Fachwissen F 1.2

382 A3 Verbrennt Benzol an der Luft, rußt die Flamme stärker als bei der Verbrennung von Cyclohexan.

Deute diesen Unterschied.


F 3.1 K 4

383 A4: Warum sollte man sich zur Fettentfernung die Hände nicht mit Normal- oder

Superbenzin waschen?


384 Seite 272:

17.13 Projekt:

Viskosität von

Ölen

Versuch: …

Aufgabe: Vergleiche die Auslaufzeiten und deute sie.

Fachwissen

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

F 2.2

E 3

K 4, K6, K

8

Projektseite

Schüler-

versuch

-169-

385 Seite 273:

17.14 Benzin

durch

Cracken

A1: Worauf ist die Schwarzfärbung des Katalysators in V1 zurückzuführen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

386 Seite 274, 275:

17.15

Kraftfahrzeug-

benzin -

Verbrennung

und Veredlung

A1: Seit dem 1.2.1988 darf in Deutschland verbleites Normalbenzin nicht mehr

abgegeben werden. Was sollte durch dieses Verbot bewirkt werden?

Kommunikation K 4

387 Seite 276, 277:

17.16

Brennstoffe und

Treibhauseffekt

A1: Welcher Unterschied besteht in der Zusammensetzung der von der Sonne

kommenden Strahlung und der von der Erdoberfläche abgegebenen Strahlung?

Kommunikation K 2

388 A2: Auch Methan und Ammoniak in der Atmosphäre tragen zum Treibhauseffekt bei.

Ihre Konzentrationen in der Atmosphäre nehmen zu. Aus welchen Quellen stammen

diese Spurengase?

Kommunikation K 1 Kein expliziter

Recherche-

auftrag,

aber keine

Infos dazu im

Text

vorhanden

389 A3: Nenne einige Möglichkeiten zur Verminderung der Kohlenstoffdioxidabgabe.

Kommunikation K 2

390 Seite 278, 279:

17.17 A1: Warum sind selbst bei einem sofortigen Verbot des Einsatzes von

Halogenkohlenwasserstoffen erst in 10 bis 20 Jahren positive Auswirkungen zu


K 2, K 4 F 1.1

-170-

Ozonschicht

und

Halogenkohlen

-wasserstoffe

erwarten?

391 A2: Zur örtlichen Betäubung wird Chlorethan in feinem Strahl auf die Haut gesprüht,

wo es sofort verdunstet. Die besprühte Hautpartie wird "vereist" und dadurch

empfindungslos.

Worauf beruht die "Vereisung" der besprühten Hautpartien?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4

392 Seite 280:

17.18

Überprüfung und

Vertiefung

1 Bei der Reaktion eines Moleküls eines unbekannten Kohlenwasserstoffs mit

Sauerstoffmolekülen werden 132 u Kohlenstoffdioxid und 54 u Wasser gebildet.

a) Stelle die Summen- und Strukturformel für dieses Molekül auf.

b) Zu welcher Stoffklasse gehört dieser Kohlenwasserstoff?

Fachwissen F 1.2

394 2 a) Warum weist Leichtbenzin einen Siedebereich und nicht eine Siedetemperatur auf?

b) Warum steigen die Siedetemperatur und die Viskosität von den Benzinen über die

Mitteldestillate zum schweren Heizöl an?

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

395 3 Wirf man ein brennendes Streichholz in eine Porzellanschale mit Dieselöl,

erstickt die Flamme. Benzin aber würde sofort entflammen.

Gib eine Erklärung für diesen Sachverhalt.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

396 4 Zum Treibhauseffekt tragen neben Kohlenstoffdioxid noch weitere Stoffe bei.

Obwohl die Konzentration der Chlorfluorkohlenwasserstoffe in der Atmosphäre sehr

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F 1.1

-171-

gering ist, sind sie ganz erheblich am Treibhauseffekt beteiligt.

Erkläre diesen scheinbaren Widerspruch.

397 5 Für Beleuchtungszweck wurden früher Carbidlampen verwendet. Sie enthalten

Calciumcarbid (CaC2), das in der Lampe mit Wasser reagiert. Dabei entsteht ein Gas,

das an der Luft mit hell leuchtender Flamme verbrennt.

a) Welches Gas entsteht bei dieser Reaktion?

b) Wozu wird dieses Gas heute noch verwendet?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 1

398 6 Chlorethan kann sowohl durch eine Additions- als auch eine Substitutionsreaktion

hergestellt werden.

Suche nach den Ausgangsstoffen für die beiden Wege und

formuliere die Reaktionsgleichungen.

Fachwissen

F 3.4


63 Seite 34, 35: 3.1 Impulse Verbrennung

Zeitungsartikel: Die Katastrophe von Enschede

A1: Welches Material hat gebrannt? Entnimm diese Information dem Zeitungsartikel.

Kommunikation K 2

64 A2: Ob ein Brandherd zu einem Großbrand führt, hängt davon ab, ob in der Nähe

weitere brennbare Materialien vorhanden sind. Erstelle eine Liste von Materialien

Fachwissen F 1.1

-172-

aus deiner Umgebung und ordne diese nach "brennbar" und nicht "brennbar".

65 A3: Was geschieht, wenn diese Materialien verbrennen?

Lies im Lexikon/Internet nach,

was dort über "Verbrennung" zu finden ist.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 1, K 2

66 A4: In jedem Verbrennungsmotor muss der Treibstoff verbrannt werden, um die

Antriebsenergie zu liefern. Obwohl das Gehäuse des Motors aus Metall besteht,

fängt es kein Feuer. In Enschede war Metallpulver die Ursache für den Großbrand!

Suche mithilfe der folgenden Versuche nach einer Erklärung für diese Sachverhalte.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4

67 A5: Informiere dich über die Bestandteile der Luft.

Erstelle einen Steckbrief für die

einzelnen Luftbestandteile, auf denen ihre wichtigsten Eigenschaften festgehalten sind.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 1, K 2

68 A6: Informiere dich über die Verbrennung in tierischen, menschlichen und auch

pflanzlichen Zellen. Welche Rolle spielt der Sauerstoff dabei?

Gestalte dazu ein Plakat,

auf dem du versuchst, die Zusammenhänge auch für den Nichtfachmann verständlich darzustellen.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 1, K 2, K 4,K 7

69 V1: Woraus bestehen Wunderkerzen?

Durchführung:

a) Suche im Internet oder im Lexikon Informationen zu den Inhaltsstoffen der

Wunderkerzen.

b) Untersuche die Wunderkerze mit Lupe oder Binokular. Notiere deine Beobachtung.

Kommunikation

Erkenntnis-

gewinnnung

K 1, K 2, K

6

E 3

Schüler-

versuch

-173-

70 V3: Verbrennung einer Wunderkerze

Durchführung: a) b) …

c) Notiere deine Beobachtungen.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

E 3

K 6, K 6

Schüler-

versuch

71 V4: Brennt Eisen? Durchführung: a) b) c) A1: Notiere deine Beobachtungen und deute diese.

A2: Welcher Stoff ist beim Abbrennen von Wunderkerzen wohl für den Funkenregen verantwortlich?

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1,

F 2.2

K 4, K 6

Schüler-

versuch

72 V5: Kurzschluss Durchführung: a) b) c) Notiere deine Beobachtungen.

Aufgabe: Hat sich die Eisenwolle verändert? Welche Energieformen tauchen auf?

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1,

F 2.2

K 6

Schüler-

versuch

73 Seite 36: 3.2 Die Verbrennung: eine chemische Reaktion

A2: Nenne weitere Beispiele für chemische Reaktionen aus dem Alltag.

Fachwissen

kommunikation

F 3.1

K 5

74 A3: Handelt es sich beim Verhalten von Zucker beim Erhitzen um einen Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.2

K 4, K 8, K

-174-

physikalischen oder um einen chemischen Vorgang?

5

75 A4: Welche physikalischen und chemischen Vorgänge laufen beim Brennen

einer Kerze ab?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 5

76 Seite 38, 39: 3.4 Luft und Sauerstoff

V1: Wiege einen Bausch Eisenwolle, entzünde ihn. Stelle die Masse des Produkts

fest. Vergleiche und erkläre.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3, E 6

K 4, k 6

F 3.1

Schüler-

versuch

77 A1: Welche Voraussetzungen sind für eine Verbrennung nötig (Kap. 2)?

Fachwissen F 3.1

78 A2: Informiere dich über die Geschichte der Entdeckung des Sauerstoffs.

Kommunikation K 1

79 A3: Zeichne mithilfe der Information aus B2 ein Tortendiagramm, das die

Zusammensetzung der Luft wiedergibt.

Kommunikation

K 2, K 4

Aufgabe zur

Abbildung;

Übersetzungs

-leistung

80 A4: Erläutere mithilfe von B5 und B7 die Gewinnung von Sauerstoff aus der Luft

nach dem Lindeverfahren.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 2

Aufgabe zur

Abbildung Übersetzungs

-leistung

81 A5: Weshalb verwendet man zum Kühlen aus Sicherheitsgründen lieber flüssigen Stickstoff als flüssige Luft?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4, K 8

-175-

82 Seite 42, 43: 3.6 Die Oxide von Schwefel und Kohlenstoff

V2: Bedecke den Boden eines kleinen Standzylinders mit Kalkwasser. Senke auf einem

Verbrennungslöffel ein Stück entzündete Holzkohle hinein. Entnimm nach einiger

Zeit den Löffel, verschließe den Zylinder und schüttle.

Beobachte und erkläre.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3, E 6

K 4, K 8, K

6

F 3.1

Schüler-

versuch

83 V3: Überlege dir einen Versuchsaufbau, mit dessen Hilfe du überprüfen kannst, ob

das in Mineralwasser enthaltene Gas Kohlenstoffdioxid ist. Fertige eine Liste der

benötigten Geräte und Materialien sowie eine Versuchsskizze an. Lass deine Idee

vom Lehrer kontrollieren und führe den Versuch durch.

Notiere deine Beobachtungen. Vergleicht anschließend eure Versuchsaufbauten

und Ergebnisse und diskutiert Vor- und Nachteile des jeweiligen Aufbaus.

Erkenntnis-

gewinnung


E 2, E 3,

E6

F 1.1 K 4, K 5,

K8, K 6, K

7

Schüler-

versuch

84 A1: Warum werden vor der Verbrennung aus Heizöl Schwefelverbindungen entfernt?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

85 A2: Der gasförmige Anteil des Tabakrauchs enthält etwa 73% Stickstoff, 10% Sauerstoff,

9,5% Kohlenstoffdioxid, 4,2% Kohlenstoffmonoxid und 3,3% andere Gase (die Angaben

sind Volumenanteile). Welche Assoziationen hast du bei diesen Angaben?

86 A3: Recherchiere die Symptome einer Kohlenstoffmonooxidvergiftung.


87 A4: Welche Gemeinsamkeiten bezüglich der Eigenschaften von Nichtmetalloxiden

erkennst du?


Fachwissen

E 6

F 2.1

88 Seite 44, 45: 3.7 Stille

V2: Überlege dir ein Experiment, mit dem du zeigen kannst, dass Salzwasser den Erkenntnis- gewinnung

E 2, E 3, E6

Schüler-versuch

-176-

Verbrennung

en Rostvorgang fördert. Führe das Experiment durch.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 6

89 A1: Erläutere die Funktion der in B6 dargestellten Apparatur zur Untersuchung der

Atemluft auf Kohlenstoffdioxid.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 1

F 1.1

K 4

Aufgabe zur

Abbildung

90 A2: Stelle den Kreislauf der Kohlenstoffverbindungen in Lebewesen in einem Schema

grafisch dar. Vergleiche deine Darstellung mit der anderer Mitschüler und ergänze

gegebenenfalls dein Schema.

Die Menschen greifen in diesen Kreislauf ein, z. B. indem tropische Regenwälder

zerstört werden. Welche Auswirkungen hat dieses Handeln?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.6

K 4, K 7, K

8

Übersetzungs

-leistung

91 Seite 46: 3.8 Exkurs Kohlenstoff-dioxid und der Treibhauseffekt

A1: Informiere dich über Vor- und Nachteile des Einsatzes von nachwachsenden

Rohstoffen als Energiepflanzen.

Stelle die Vor- und Nachteile in einer Tabelle dar.

Kommunikation

K 1, K 2

92 Seite 47, 48: 3.9 Durchblick Zusammenfassung und Übung

A1: Warum sind unedle Metalle an der Luft nicht lange unverändert beständig?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

-177-

93 A2: Informiere dich über die Gewinnung und Bedeutung von Edelmetallen.

Kommunikation K 1

94 A2: Informiere dich über die Gewinnung und Bedeutung von Edelmetallen.

Kommunikation K 1

95 A3: Im Zigarettenrauch sind unter anderem verschiedene Stickstoffoxide enthalten.

Informiere dich über die Wirkung von Stickstoffoxiden auf Menschen und Pflanzen.

Kommunikation K 1

96 A4: Warum leuchtet ein Bausch Eisenwolle beim Verglühen heller auf, wenn man ihn

in der Luft bewegt?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

97 A5: Steinbruch in Pyrmont, Hundsgrotte in Neapel …

a) Erwachsene Personen konnten sich in der Hundsgrotte gefahrlos bewegen.

Erkläre. b) Warum betritt ein Kellermeister den Gärkeller mit einer brennenden Kerze, obwohl

der Keller ausreichend beleuchtet ist.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4, K 8

98 A6: Sauerstoff soll aus einer Kunststoffspritze ohne Kontakt mit der Luft in ein

Reagenzglas

umgefüllt werden. Du hast zusätzlich ein Gefäß mit Wasser und einen Schlauch zur

Verfügung.

Wie gehst du vor?

Erkenntnis-

gewinnung

E 2

99 A7: Erstelle eine Mindmap auf DIN-A3-Papier (Querformat) zum Kapitel "Verbrennung -

eine chemische Reaktion mit Sauerstoff".

a) Übertrage die nummerierten Überschriften.

Kommunikation K 7

-178-

b) Notiere in einer neuen Farbe jeweils die wichtigsten Begriffe.

100 A8: Entnimm einer Tageszeitung oder dem Internet (Stichwort Luftgütedaten),

welche Oxide in der Luft enthalten sind. Erstelle über mehrere Tage ein Diagramm,

in dem du den Volumenanteil (senkrechte Achse) gegen die Zeit (waagerechte Achse)

aufträgst.

Kommunikation

K 1, K 2, K

4

Übersetzungs

-leistung

101 A9: Taucht man eine brennende Kerze in ein großes Becherglas, welches mit

Kohlenstoffdioxid gefüllt ist, so erlischt sie. Verfährt man mit der Erdgasflamme

oder einem brennenden Gasfeuerzeug, so hebt die Flamme von der

Gasausströmöffnung

ab und brennt an der Oberfläche des "Kohlenstoffdioxidsees" weiter.

Begründe das unterschiedliche Verhalten.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

102 A10: Eisenpulver, welches in eine Brennerflamme gebracht wird, brennt. Würde man

einen Gasbrenner an eine Eisentür halten, so würde nichts geschehen.

Erkläre.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

103 A11: Du erhältst bei einem Versuch ein dir unbekanntes Gas und möchtest überprüfen,

ob es sich dabei um Sauerstoff oder Kohlenstoffdioxid handelt. Wie gehst du vor?

Erkenntnis-

gewinnung

E 2


219 Seite 90, 91: A1 Formuliere für die in den Versuchen 3 bis 5 ablaufenden Reaktionen die Fachwissen F 3.4, 3.3

-179-

6.3 Vom

Metalloxid

zum Metall

Reaktionsgleichungen und kennzeichne die Teilschritte der

Sauerstoffübertragungsreaktionen. Informiere dich gegebenenfalls über die

Verhältnisformeln dir unbekannter Verbindungen.

220 Seite 92ff: 6.4

Eisen- und

Stahl-

gewinnung

A1 Markiere in den Reaktionsgleichungen zur Eisengewinnung die Teilschritte für die

Sauerstoffabgabe und -aufnahme.

Fachwissen F 3.3

221 A2 Formuliere die Gesamtreaktionsgleichung für die Gewinnung von Eisen aus Magnetit (Fe3O4) in einem Hochofen.

Fachwissen

F 3.4

222 A3 Warum nimmt der Durchmesser des Hochofenschachts von oben nach unten zu?

Fachwissen

Kommunikation

F

K 4, K 8

223 Seite 96: 6.6

Impulse: Die

Gewinnung

reiner Metalle

A1 Die ersten Metalle, die die Menschen verwendet haben, waren Gold, Silber und

Kupfer.

Erkläre, warum diese Metalle gediegen in der Natur vorkommen können, Eisen,

Aluminium und Zink dagegen nicht.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4, K 8

224 A2 In B2 und B3 sind eine bronzezeitliche Schmelzgrube zur Kupfergewinnung und ein

römischer Schachtofen zur Roheisengewinnung dargestellt.

Beschreibe die beiden Vorrichtungen und ihre Funktionsweise.

Erkläre, weshalb der Schachtofen wesentlich effektiver arbeiten kann.

Kommunikation K 4, K 8 Aufgabe zur

Abbildung,

Übersetzungs

-leistung

225 A3 Im 17. Jahrhundert verbrauchte ein Hochofen zur Produktion von ca. 2 t Roheisen

etwa 8 t Holzkohle täglich, zu deren Herstellung man 30 t Holz benötigte. In einem

Buchenwald wachsen jährlich pro Hektar (100 x 100m) ca. 6 t Holz nach. Berechne wie

Berechnung

-180-

viel Waldfläche man mit der damaligen Technologie zur Erzeugung von täglich 12000 t

Roheisen benötigen würde. Zum Vergleich: Niedersachsen hat eine Fläche von 47624

km2.

226 A4 Suche in einem Atlas die Standorte der niedersächsischen Eisen- und Stahlherstellung

heraus.

Überlege anhand der Angaben in Kapitel 5.4, B4, warum sich diese Standorte besonders

für die Ansiedlung dieses Industriezweigs eigneten. Berücksichtige dabei, dass von den

2005 nach Deutschland importierte 41,5 Mio. Tonnen Eisenerz nur 0,36 Mio. Tonnen aus Deutschland stammen, der Rest muss aus Brasilien, China, Schweden und aus

anderen zumeist überseeischen Förderländern eingeführt werden.

Kommunikation K 1, K 4 Aufgabe zur

Abbildung

227 A5 Ein 15 m langer Schüttguteisenbahnwagen der Bauart Faals fasst etwa 100 t Eisenerz in Pelletform.

Wie viele Güterzugwagen müssten täglich einen Hochofenstandort beliefern, wenn der

gesamte Erztransport mit der Bahn stattfinden würde? Wie lang wäre dieser Zug?

Berechnung

228 A6 In Niedersachsen arbeiten die meisten Stahlwerke nach dem "Elektrostahlverfahren".

Informiere dich über diese Technik und stelle Vor- und Nachteile im Vergleich zum

Sauerstoffaufblasverfahren dar.

Kommunikation K 1

229 A7 Man kennt über 1000 verschiedene Stahlsorten.

Informiere dich über die Zusammensetzung und die Verwendung verschiedener Stähle.

Kommunikation K 1

230 A8 Suche im Periodensystem der Elemente weitere Metalle heraus, von denen du schon

gehört hast. Versuche auch für diese Metalle die wichtigsten Informationen zusammenzutragen.

Kommunikation

Fachwissen

K 2

F 1.1

-181-

231 Seite 97, 98:

6.7

Durchblick:

Zusammen-

fassung und

Übung

A1 Erhitzt man einen Tiegel, in dem Holzkohlepulver und gelbes Bleioxid übereinander

geschichtet worden sind (B1), einige Zeit in der nicht leuchtenden Brennerflamme, so

bildet sich im Tiegel ein blaugrauer, metallisch glänzender, flüssiger Stoff, der beim

Abkühlen erstarrt.

a) Um welchen Stoff handelt es sich?

b) Formuliere die Reaktionsgleichung.

c) Kennzeichne in der Reaktionsgleichung die Teilschritte für die Sauerstoffabgabe

und Sauerstoffaufnahme.

Fachwissen

F 3.4, 3.3

232 A2 a) Mit welchen der in der Tabelle zum Sauerstoffabgabevermögen und

Sauerstoffaufnahmevermögen aufgeführten Metalle kann man aus Eisenoxid Eisen herstellen.

b) Wo müsste in der Tabelle Silber/Silberoxid stehen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 8

233 A3 Häufig liest man: " Um Eisen zu gewinnen, muss man es aus Gesteinen

herausschmelzen".

Nimm zu dieser Aussage Stellung und berichtige sie.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8, K

3

234 A4 Das Roheisen müsste eigentlich Rohstahl heißen. Warum wohl?

Fachwissen F

235 A5 In einen Hochofen werden zwar Eisenerz und Koks eingefüllt, aber Kohlenstoff ist

nicht der eigentliche Reaktionspartner für Eisenoxid.

Erkläre diesen Zusammenhang.

Fachwissen

Kommunikation

F 3

K 4, K 8

236 A6 Warum setzt man im Hochofen Steinkohlenkoks und nicht Holzkohle ein? Kommunikation K 4, k 8

-182-

237 A7 Früher hatten alle Fahrräder einen Stahlrahmen. Heute haben viele einen Rahmen

aus Aluminium.

Welche Vorteile hat Aluminium gegenüber Stahl?

Nenne weitere Beispiele dafür, dass Aluminium Stahl teilweise abgelöst hat.

Fachwissen F 1.1

238 A8 Hält man ein brennendes Magnesiumband in einen mit Kohlenstoffdioxid gefüllten

Standzylinder, so brennt das Magnesiumband weiter.

Auf dem Boden und an den Wänden des Gefäßes setzen sich ein weißer und ein

schwarzer pulveriger Stoff ab (B3).

a) Welche Stoffe haben sich gebildet?


c) An welcher Stelle in der Tabelle B2 kann Kohlenstoff/Kohlenstoffdioxid stehen?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.4

K 4, K 8

239 A9 Reines Aluminium wurde erstmals 1827 durch den Göttinger Chemiker Friedrich

Wöhler hergestellt. Noch Mitte des 19. Jahrhunderts war Aluminium so kostbar wie

Gold und wurde auf der Pariser Weltausstellung neben den Kronjuwelen gezeigt.

Weshalb war es so schwierig, Aluminium aus dem recht häufigen Aluminiumoxid zu

gewinnen?

Kommunikation

Fachwissen

K 4, K 8

F 3.1


399 Seite 142:

Friedrich A1: Recherchiere, auf welchen Gebieten der Chemie Wöhler im Laufe seines Lebens

forschte.

Kommunikation K 1

-183-

Wöhler und die

Harnstoffsyn-

these

400 Seite 143:

Organische

Kohlenstoff-

verbindungen

A1: Die experimentelle Untersuchung einer organischen Verbindung hat ergeben, dass die Moleküle

dieser Verbindung aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen aufgebaut sind. Ein Molekül

hat die Masse 46 u.

a) Ermittle mögliche Summenformeln.

b) Baue mithilfe eines Molekülbaukastens verschiedene mögliche Molekülmodelle.

Wie viele verschiedene Molekülmodelle lassen sich zusammenbauen?

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

E 7

F 1

Arbeit mit

Modellen

401 A2: Nenne die maximale Anzahl von Wasserstoffatomen, die von drei Kohlenstoff- atomen,

welche miteinander verknüpft sind, gebunden werden können.

Fachwissen F 1.2

402 Seiten 146,

147: 7.1

Erdgas und

Erdöl -

Entstehung

und

Förderung

A1: Es ist schwierig, genau das jeweilige Jahr vorauszusagen, in dem das Erdöl bzw.

das Erdgas verbraucht

sein wird.

Begründe diese Aussage.


403 A2: Die Alaskapipeline ist in vielen Abschnitten auf Stelzen verlegt worden.

Erkläre.

Kommunikation K 4

404 A3: Nenne politische Probleme, die sich ergeben, wenn die größten Erdgas- und Bewertung B 5

-184-

Erdölverbraucher ihr Erdgas und Erdöl importieren müssen.

405 Seite 148,

149: 7.2

Methan -

Hauptbestand

teil des Erdgases und

Biogases

A1: Erdgas wird mit einem Geruchsstoff versetzt, bevor es dem Verbraucher

zugeleitet wird.

Begründe.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4, k 8

406 A2: Welches Edelgasatom hat die gleiche Elektronenanzahl wie das Kohlenstoffatom im

Methanmolekül?

Fachwissen F 1.3

407 A3: Beschreibe und erläutere den Weg zur Ermittlung der Summenformel des

Methanmoleküls.


408 Seite 151: 7.4

Die Alkane -

Nomenklatur

A1: Benenne Isobutan nach der systematischen Nomenklatur.

Fachwissen F 1

409 A2: a) Stelle die Struktur- und Halbstrukturformeln für die Moleküle der folgenden

Verbindungen auf: …

b) Ordne die Moleküle so, dass ersichtlich ist, welche der Moleküle isomer zueinander sind.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2

K 4

410 A3: Benenne die folgenden Alkane: …

Fachwissen F

-185-

411 Seite 153: 7.6

Die Alkane -

der räumliche

Bau

A1: Baue mit einem Molekülbaukasten eine "Zickzack-Kette" eines Alkans mit

mindestens drei C-Atomen.

Drehe das Molekül jeweils um die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungsachsen.

a) Warum "hakt" es manchmal?

b) Erläutere, welche Position die günstigste ist.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

E 7

K 4

412 Seite 154ff:

7.7 Die

Alkane -

Struktur-

Eigenschafts-

Beziehungen

A1: Zeichne die Strukturformeln von Hexan, 2,2-Dimethylbutan und 3-Methylpentan

und ordne begründet

die Siedetemperaturen von 50°C, 63°C und 68°C zu.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2

K 4, K 8

413 A2: Erkläre die Zunahme der Siedetemperatur und Viskosität von Hexan bis Decan.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

414 A3: Ein Sicherheitshinweis auf einem Reinigerspray für Backofen und Grill lautet:

"Nur wenige Sekunden sprühen, um Bildung explosionsfähiger Gemische zu vermeiden." Warum können sich bei diesem Spray explosionsfähige Gemische bilden?

Kommunikation K 4

415 Seite 157: 7.8

Impulse:

Lernzirkel

Station 1: Grundlagen - Alles klar? Aufgaben:

a) Welche allgemeine Summenformel weisen die Alkane auf?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2

K 1

-186-

Alkane

b) Wie viele Isomere gibt es zur Summenformel C6H14?

c) Formuliere die Struktur- oder Halbstrukturformeln für die Moleküle der

folgenden Alkane: …

d) In welchen Produkten des Alltags und der Technik kommen die folgenden Alkane vor:

Methan, Propan, Butan, Heptan, Paraffin?

416 Station 2: Viskosität

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Beschreibe und deute die Beobachtungen. Gehe dazu auch auf die

Anziehungskräfte zwischen den Teilchen ein.

b) Gib Beispiele für Produkte aus dem Alltag an, bei denen die Viskosität eine Rolle

spielt.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 2.2

K 4, K 6

Schüler-

versuch

417 Station 3: Entflammbarkeit

Durchführung: …

Aufgaben:

a) Beschreibe und deute die Beobachtungen.

b) Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Entflammbarkeit eines Alkans und den

Gefahren, die von dem Alkan ausgehen?

c) Formuliere die Reaktionsgleichung für die vollständige Verbrennung von Heptan.


Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.4, 2.2

K 4, K 6

Schüler-versuch

418 Station 4: Bunte Emulsionen

Durchführung: …

Aufgaben:


Kommunikation

E 3

K 1, K 4,K

Schüler-versuch

-187-


b) Begründe, welcher der beiden Farbstoffe fettlöslich, welcher wasserlöslich ist.

c) Informiere dich über den Begriff Emulsion.

d) Bei welchen der Cremes handelt es sich um Wasser-in-Öl-Emulsionen, welche

sind Öl-in Wasser-Emulsionen?

8, K 6

419 Seite 158: 7.9

Die Alkane -

Brennbarkeit

A1: Formuliere die Reaktionsgleichung für die vollständige Verbrennung von Decan.

Fachwissen F 3.4

420 A2: Erdgas ist brennbar. Führe dazu drei Beispiele aus dem Alltag auf. Fachwissen

Kommunikation

F 2.3

K 5

421 Seite 162, 163:

7.12

Kraftfahrzeug-

benzin -

Verbrennung

und

Katalysatoren

A1: Ergänze in deinem Heft die folgenden Reaktionsgleichungen für die drei Reaktionen

(drei "Wege"), die im Katalysator ablaufen können:

a) C2H6 + O2

b) CO + NO

c) 2 CO + O2

Fachwissen F 3.4

422 Seite 164, 165:

7.13

Kraftfahrzeug-

benzin -

Herstellung und

Veredelung

A1: Warum sollte man sich zur Fettentfernung die Hände nicht mit Kraftfahrzeugbenzin

waschen?

Kommunikation K 4, k 8

-188-

423 A2: Finde mithilfe eines Molekülbaukastens (oder auf dem Papier) mögliche

Crackprodukte des Decans und beachte dabei folgende Regeln:

a) Alle Bindungen dürfen gespalten werden.

b) Es gilt die Oktettregel.

c) Keine Bindungen dürfen übrig bleiben oder hinzukommen.

d) Verbleibt ein einzelnes Atom, so muss auch die entsprechende Anzahl der

Valenzelektronen an diesen Atom verbleiben.

Ordne die erhaltenen Moleküle nach Stoffklassen. Was fällt dir auf?

Erkenntnis-

gewinnung

E 7 Arbeit mit

Modellen

424 Seite 166,

167: 7.14

Ethen - ein

Alken

V1: Der Inhalt eines Standzylinders mit Bromdampf und der eines Standzylinders

mit Propen werden vermischt. Mit den öligen Tröpfchen wird die Beilsteinprobe

durchgeführt.

Formuliere die Reaktionsgleichung mit Strukturformeln für die Reaktion von Propen

mit Brom.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

E 3

F 3.4

425 A1: Welche der in Tabelle B2 aufgeführten Alkene sind bei Zimmertemperatur (20°C)

vorwiegend flüssig, bzw. gasförmig?

Kommunikation K 4

426 A2: Erkläre die Zunahme der Siedetemperaturen innerhalb der homologen Reihe der

Alkene. Beachte, dass zwischen Alkenmolekülen hauptsächlich Van-der-Waals-Kräfte

wirken, da die C-H-Bindung nur sehr schwach polar ist.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

427 A3: Formuliere die Reaktionsgleichungen mit Strukturformeln für die Addition von

Wasser an Ethen und die Eliminierung von Bromwasserstoff aus 2-Brompropan.

Ermittle auch die Namen der Reaktionsprodukte.

Fachwissen

F 3.4

-189-

428 A4: Benenne die folgenden Kohlenwasserstoffe: …

Fachwissen F 1

429 A5: Notiere die allgemeinen Summenformeln für die homologe Reihe der Alkane und

der Alkene.

Fachwissen F 1.2

430 Seite 170:

7.17

Isomeriearten

A1: Zeichne und benenne alle Isomere von Hexan.

Fachwissen F 1.2

431 A2: Zeichne alle Isomere mit der Summenformel C3H5Cl.

Fachwissen F 1.2

432 A3: Zeichne die entsprechenden E- und Z-Isomere zu den vier isomeren Molekülen in B4.

Fachwissen F 1.2

433 Seite 171: 7.18

Die Vielfalt der

Kohlenwasser-

stoffe

A1: Beschreibe und vergleiche den Molekülaufbau sowie die Summenformeln von

Ethan, Ethen und Ethin.

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F 1.2

434 A2: Ermittle die Summenformeln von Hexan, Hex-1-en, Hex-1-in, Cyclohexan und

Cyclohexen.

Welche Verbindungen sind Isomere?

Fachwissen F 1

435 A3: Bei der Reaktion eines Moleküls eines unbekannten Kohlenwasserstoffs

mit Sauerstoffmolekülen werden Kohlenstoffdioxidmoleküle der Gesamtmasse

132 u und Wassermoleküle der Gesamtmasse 54 u gebildet.

a) Stelle die Summen- und Strukturformel für dieses Molekül auf.

Fachwissen F 1.2

-190-

b) Zu welcher Stoffklasse gehört dieser Kohlenwasserstoff?

436 A4: Formuliere eine Reaktion zur Gewinnung von Cyclohexan aus Cyclohexen. Wie heißt

diese Reaktion?

Fachwissen F 3.4

437 Seite 172,

173: 7.19

Halogenalkan

e und die

Ozonschicht

A1: Stelle die Vorgänge zusammen, die zum Entstehen des Sommersmogs führen.


438 A2: Beschreibe die Kurvenverläufe in B3 und deute sie. Kommunikation K 4 Aufgabe zur

Abbildung,

Übersetzungs

-leistung

439 A3: Warum sind selbst bei einem sofortigen Verbot des Einsatzes von

Halogenkohlenwasserstoffen frühestens in 20 Jahren positive Auswirkungen zu

erwarten?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4, K 8

440 A4: Obwohl die CFKWs nur in sehr geringen Konzentrationen in der Stratosphäre vorliegen,

schädigen sie die Ozonschicht doch beträchtlich.

Gib eine Erklärung.


F 1.1 K 4

441 A5: Von 1987 bis 2005 sollten in Deutschland 300 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxidemissionen eingespart werden.

Fachwissen F

-191-

Berechne, wie viele Tonnen Braunkohle mit einem Kohlenstoffgehalt von 65 % nicht

hätten verbrannt werden dürfen, um dieses Ziel zu erreichen.

442 A6: Erläutere, was man unter der globalen Mitteltemperatur versteht. Kommunikation K 4, K 2

443 A7: Ermittle die nach B8 zu erwartende Änderung der Jahresmitteltemperatur für

Spanien in der Zeitspanne von 1960 bis 2040.


-leistung

444 A8: Der zunehmende Gehalt an Treibhausgasen in der Atmosphäre führt zur

Verstärkung des Treibhauseffektes.

Welche Gefahren sind damit verbunden?

Bewertung B 5

445 A9: Recherchiere im Internet, z. B. auf den Seiten des DKRZ (Dt. Klimarechenzentrum)

Aussagen über die Klimaentwicklung der nächsten Jahrzehnte.

Kommunikation K 1

446 Seite 178ff:

Alternative

Stoff- und

Energiequellen

A1: Nenne Gesichtspunkte, die bei der Entscheidung zwischen einem Sonnenkollektor

oder einer Fotovoltaikanlage eine Rolle spielen.

Kommunikation K 2

447 A2: Erstelle mithilfe von B13 ein Diagramm, in dem nur der Verlauf der erneuerbaren

Energie von 1960 bis 2060 dargestellt ist.

Kommunikation K 4 Aufgabe zur

Abbildung,

Übersetzungs

-leistung

448 Seite 182: 7.22

Exkurs:

Alternative

Energiequellen

A1: Recherchiere, welche Probleme bei der Nutzung der genannten alternativen

Energiequellen auftreten können.

Kommunikation K 1

-192-

im Vergleich

449 Seite 186,

187:

Durchblick: Zusammen-

fassung und

Übung

A1: Erstelle eine Tabelle, in der du die Namen und Strukturformeln der ersten fünf

Glieder der homologen Reihe der Alkane und Alkine einträgst.

Fachwissen F 1.2

450 A2: Ein Alkanmolekül hat die Masse 72 u. Gib die Summenformel und die möglichen

Strukturformeln an. Benenne die Verbindungen.

Fachwissen F 1.2

451 A3: Butan hat die Siedetemperatur -1°C, Isobutan -12°C.

Deute den Unterschied mithilfe der zwischenmolekularen Kräfte.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

452 A4: Begründe, warum man für die Herstellung von 1 t PVC weniger Erdöl benötigt als für

die Herstellung von 1 t Polyethen.

Kommunikation K 4

453 A5: Ermittle und notiere allgemeine Informationen, Vorzüge und Nachteile der in B7

angegebenen Energieträger.

Kommunikation K 2

454 A6: Erläutere, weshalb sich Henicosan (C21H44) zersetzt, ohne zu sieden.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

455 A7: Bei der Reaktion von Propen mit Wasserstoff entsteht Propan.

a) Formuliere die Reaktionsgleichung.

Fachwissen

F 3.4

-193-

b) Um welchen Reaktionstyp handelt es sich?

456 A8: a) Zeichne die Halbstrukturformeln von 2-Methylheptan, Octan, Nonan

und 2,2,3,3-Tetramethylbutan.

b) Ordne die Verbindungen in der Reihenfolge zunehmender Siedetemperaturen.


457 A9: Zeichne die Halbstrukturformeln aller Isomere, die sich der Summenformel C6H10

zuordnen lassen.

Fachwissen F 1.2

458 A10: Es gibt mehrere Gründe dafür, Erdgas als einen weniger schädlichen Brennstoff

anzusehen als Heizöl.

Trage einige Gründe zusammen und beziehe auch B8 ein.

Kommunikation

K 2

Aufgabe zur

Abbildung

459 A11: Überlege und notiere, wie du selbst dazu beitragen kannst, dass weniger

fossile Brennstoffe verbrannt und damit Ressourcen eingespart werden und der

Ausstoß von Kohlenstoffdioxid reduziert wird.

Kommunikation Bewertung

K 9 B 6

460 A12: Wasserstoff bietet als Energieträger nicht unter allen Umständen Vorteile. Was muss bei seiner Herstellung beachtet werden, damit die Vorteile überwiegen?


461 A13: Obwohl die FCKWs nur in sehr geringen Konzentrationen in der Stratosphäre

vorliegen, schädigen sie die Ozonschicht doch beträchtlich.

Erkläre.

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F 1.1

462 A14: Informiere dich über das Konzept des in der Nähe von Göttingen gelegenen

Bioenergiedorfes Jühnde und berichte darüber.

Kommunikation K 1

-194-


1 Seite 82, 83: Selbst untersucht: Umwandeln von Stoffen.

1 Untersuche alltägliche Vorgänge auf Stoffumwandlungen.

Gib eine Brausetablette in ein Glas Wasser. Löse anschließend

zum Vergleich ein Stück Kandis- oder Würfelzucker in einem

Glas Wasser.

Beobachte und notiere die beobachteten Erscheinungen.

Überlege, ob die Beobachtungen auf eine Stoffumwandlung

hindeuten. Begründe deine Aussage.

Erkenntnisgewinnung Kommunikation

Fachwissen

E 3 K 6, K 8

F 3.1

Schüler-versuch

2 2 Erkunde das Stattfinden einer Stoffumwandlung. Gib etwas geriebenen Apfel oder zerdrückte Banane mit wenig

Bäckerhefe oder Trockenhefe in eine Zuckerlösung. Fülle das Gemisch

in ein Gefäß, das mit einem Wattebausch und später mit einem wassergefüllten Gärröhrchen verschlossen wird. Stelle das Gefäß an

einen Warmen Ort. Prüfe nach etwa einem Tag, welche Veränderungen sich erkennen lassen.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 6

Schüler-

versuch

3 3 Beobachte den Vorgang des Karamellisierens.

Erkenntnisgewinnung E 3 Schüler-

-195-

Verwende für dieses Experiment keine Geräte aus dem Chemielabor.

Erhitze unter Rühren etwa drei Esslöffel Zucker mit ganz wenig Wasser in

einem Edelstahltopf. Sobald eine stoffliche Veränderung erkennbar ist,

lösche die Schmelze mit etwas Wasser ab. Gieße die Schmelze auf Backpapier

tropfenförmig aus oder gib sie auf vorbereiteten Vanillepudding in Förmchen.

Begründe, weshalb dieser Vorgang eine Stoffumwandlung ist.

Kommunikation

Fachwissen

K 8, K 6

F 3.1

versuch

4 4 Untersuche das Aushärten von Gips.

Stelle durch Einrühren von Gipspulver in 30 mL Wasser einen Gipsbrei her.

Benutze ein flexibles Plastikgefäß. Streiche einen Teil des Breis zentimeterdick

auf einem Zeichenkarton aus. Lasse den Rest des Gipsbreis vollständig

aushärten.

Pulverisiere den ausgehärteten Gips durch Zerreiben im Mörser. Prüfe, ob sich

aus diesem Pulver wieder ein aushärtender Gipsbrei herstellen lässt.

Interpretiere das Ergebnis.

Erkenntnisgewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3, E 6

K 4, K 8. K 6

F 3.1

Schüler-

versuch

5

5 Untersuche ein kleines Feuerwerk. Beschreibe das Aussehen einer Wunderkerze. Entzünde diese an einem Brenner.

Notiere deine Beobachtungen beim Abbrennen der Wunderkerze. Prüfe das

Aussehen der Wunderkerze nach dem Abbrennen.

Erkunde, worauf die beobachteten

Erscheinungen während des Brennens zurückzuführen sind. Erläutere die Stoffumwandlung.

Erkenntnisgewinnung


E 3

K 1, K 4, K 6 F 3.1

Schüler-

versuch

-196-

6 6 Untersuche verschiedene Stoffe beim Erhitzen. Erhitze ein erbsengroßes Stück Kerzenwachs in einem Reagenzglas mit einer

Brennerflamme.

Entzünde den Docht eines Teelichts

Erhitze über einer feuerfesten Unterlage ein Stück Magnesiumband oder

einen Magnesiumspan in einer Brennerflamme.

Vergleiche die Vorgänge.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1

K 6

Schüler-

versuch

7 7 Untersuche Kupfer beim Erhitzen. Erhitze ein blankes Stück Kupfer in der heißen Brennerflamme.

Notiere Beobachtungen vor, beim und nach dem Erhitzen.

Entscheide, ob eine Stoffumwandlung stattfand.

Vergleiche die am Experiment

beteiligten Stoffe mit Stoffproben aus der Chemikaliensammlung.

Falte ein Kupferblech in der Mitte. Schlage die drei offenen Kanten ein. Halte

den Kupferbrief mit einer Tiegelzange in die Brennerflamme. Öffne den Brief

nach dem Abkühlen. Betrachte die Außen- und Innenseiten des Briefes.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1

K 6

Schüler-

versuch

8 8 Untersuche Stoffumwandlungen bei Eisen, Zink und Kupfer. Erhitze auf Verbrennungslöffeln Eisen-, Zink- und Kupferpulver. Tauche die

erhitzten Metalle in ein mit Sauerstoff gefüllten Erlenmeyerkolben. Gib die

erkalteten Stoffe auf Uhrgläser.

Vergleiche das Aussehen der entstandenen Stoffe vor und nach dem

Einwirken

von Sauerstoff.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1

K 6

Schüler-

versuch

-197-

9 9 Gewinne Kupfer aus Kupferoxid. Gib zu gekörnter Holz- oder Aktivkohle in einem Reagenzglas schwarzes

Kupferoxid. Erhitze das Gemisch kräftig.

Notiere deine Beobachtungen.

Erkenntnisgewinnung

Kommunikation

E 3,

K 6

Schüler-

versuch

10 Seite 84, 85 Chemische Reaktion - eine Stoffumwandlung

A1: Erkunde, wie aus Traubensaft Wein hergestellt wird.

Begründe, dass dabei Stoffumwandlungen stattfinden.

Kommunikation

Fachwissen

K 1, K 8

F 3.1

11 A2: Gusseisen, Glas, Silicium und Kalkmörtel sind technisch hergestellte

Produkte. Ihre Herstellung beruht auf Stoffumwandlungen.

Finde heraus, welche Stoffe dazu umgewandelt wurden.

Kommunikation K 1

12 A3: Entscheide, ob es sich um chemische Reaktionen handelt, und begründe:

Schmelzen von Eis, Grillen von Fleisch, Lösen von Zucker in Wasser, Faulen von

Obst, Entfachen und Löschen eines Feuers, Herstellen von Joghurt.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 8, K 5

13 A4: Notiere fünf verschiedene Vorgänge aus dem Alltag, von denen du

annimmst,

dass es sich um chemische Reaktionen handelt.

Begründe.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8, K5

14 Seite 86, 87 A1: Beschreibe das Aussehen der Reaktionsprodukte aus den Experimenten 10 Fachwissen F 3.1

-198-

Chemische Reaktion - Umwandlung, Vernichtung oder Erhalt?

und 11.

15 A2: Entwickle Wortgleichungen für die chemische Reaktion von Zink, Blei und

Aluminium mit Sauerstoff.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4

K 4

16 A3: Warum ist es nicht zulässig, statt eines Reaktionspfeils ein

Gleichheitszeichen zu setzen?

Fachwissen F 3.4

17 A4: Beim kräftigen Erhitzen von braunschwarzem Silberoxid wird ein hellgrauer

teilweise glänzender Belag an der Reagenzglaswand abgeschieden. Gleichzeitig bildet sich ein Gas.

Entwickle die Wortgleichung.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4

K 4

18 Seite 89 Selbst untersucht: Energetische Erscheinungen bei chemischen Reaktionen

12 Untersuche energetische Erscheinungen bei der chemischen Reaktion von

Calciumoxid mit Wasser. Versetze 5 mL Wasser mit zwei Spatelspitzen Calciumoxid. Ermittle, ob bei

Zugabe des Calciumoxids eine Temperaturänderung auftritt.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 4.1

K 6

Schüler-

versuch

19 13 Untersuche das Verhalten von Kupfersulfat beim und nach dem Erhitzen.

Erkenntnisgewinnung E 3 Schüler-

-199-

Erhitze blaues Kupfersulfat in einem Reagenzglas mit der Brennerflamme, bis

sich deutliche stoffliche Veränderungen zeigen. Gib den festen Stoff zum

Abkühlen

und Trocknen in eine Abdampfschale. Gib auf den getrockneten festen Stoff

mit einer Pipette wenig Wasser, sodass sich die Farbe des Stoffes wieder

verändert.

Miss dabei die Temperaturänderung.

Beschreibe deine Beobachtungen.

Notiere die Messwerte.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 4.1

K 6

versuch

20 14 Untersuche die chemische Reaktion von Zink mit Iod. Gib in ein mit drei Spatelspitzen Zinkpulver und 5 mL Wasser gefülltes

Reagenzglas einige Kristalle Iod. Ermittle vor und nach Zugabe des Iods die Temperatur im

Reagenzglas.

Erkenntnisgewinnung


E 3

F 4.1 K 6

Schüler-

versuch

21 15 Ermittle energetische Erscheinungen. Gib 20 mL Wasser in ein kleines Becherglas. Miss die Temperatur des Wassers.

Gib unter Rühren drei Spatelspitzen Kaliumchlorid in das Wasser. Miss dabei die

Temperatur im Becherglas. Untersuche die chemische Reaktion von

Ammoniumchlorid

mit Wasser in einem zweiten Becherglas.

Vergleiche jeweils die Messwerte.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 4.1

K 6

Schüler-

versuch

22 16 Untersuche die chemische Reaktion zweier Feststoffe.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

E 3, E 6

F 4.1

Schüler-

versuch

-200-

Gib 5 g Kaliumchlorid und 11 g Natriumsulfat jeweils in ein Becherglas und

ermittle die Temperatur der beiden Stoffe. Gib das Kaliumchlorid zum

Natriumsulfat und rühre mit einem Glasstab kräftig um. Miss dabei die

Temperatur.

Vergleiche die Messwerte.

Kommunikation K 6

23 Seite 90, 91 Energie bei chemischen Reaktionen

A1: Erläutere die Energieumwandlungen bei den in der Übersicht auf Seite 87

beschriebenen chemischen Reaktionen.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.2

K 4

24 A2: Entscheide, welche der selbst untersuchten chemischen Reaktionen

exotherm und welche endotherm sind.


K 8 F 4.1

25 Seite 92, 93: Selbst untersucht: Chemische Reaktion und Zeit

18 Untersuche den zeitlichen Verlauf chemischer Reaktionen. Gib je 3 mL 10%ige Salzsäure auf eine Spatelspitze Magnesiumgrieß und eine

Spatelspitze Eisenpfeilspäne in Reagenzgläsern.

Beobachte die auftretenden Erscheinungen. Vergleiche den zeitlichen Verlauf

der chemischen Reaktionen.

Erkenntnisgewinnung Fachwissen

Kommunikation

E 3, EE 6 F 3.1

K 6

Schüler-versuch

26 19 Untersuche die Wirkung von Katalysatoren. Erwärme in einem Reagenzglas eine Probe 3,5%iger Wasserstoffperoxidlösung

leicht mit der Brennerflamme. Versetze eine zweite Probe der

Wasserstoffperoxidlösung mit Braunstein als Katalysator

Zu einer dritten Probe wird zerriebene Blattmasse gegeben.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3

K 6, k 4

Schüler-

versuch

-201-

Leite aus deinen Beobachtungen eine Aussage über die Wirkung der als

Katalysatoren

eingesetzten Stoffe ab.

27 A1: Schon im Altertum wurden Weintrauben und süße Flüssigkeiten vergoren,

ohne dass die Menschen etwas von Reaktionsbedingungen wussten. Erläutere.

Kommunikation K 4

28 A2: Informiere dich über den Aufbau und die Wirkungsweise des

Abgaskatalysators

im Pkw.

Kommunikation

K 1

29 Seite 96 weiter gedacht

1: Auf einer feuerfesten Unterlage wird angehäufter Magnesiumgrieß entzündet.

Folgendes Gespräch entsteht: ………

Du weißt es besser. Wie wertest du das Experiment aus? Was ist an den

Aussagen

von Sven, Julia, Paul und Laure nicht richtig?

Begründe.


Erkenntnisgewinnung

F 3.1, 4.1 K 8, K 3

E 6

30 2: … Liebig und der Kreislauf des Lebens

Erläutere die Vorgänge, die den "Kreislauf des Lebens" ermöglichen.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.6

K 4

31 3: … Fotosynthese und Cellulose

Welche Produkte werden aus dem wichtigen Rohstoff Cellulose hergestellt?

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 1

-202-

32 4: Manchmal hat es den Anschein, Chemiker könnten zaubern. Oder wissen

Zauberer

etwas von Chemie? Führe den Trick mit den blauen Blüten durch.

Gib einige blaue Blüten in eine Petrischale. Lege einen mit konzentrierter

Essigsäure befeuchteten Wattebausch neben die Blüten. Decke die Petrischale

ab.


Entscheide, ob eine Stoffumwandlung stattgefunden hat.

Erkenntnisgewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3, E 6

F 3.1

K 8

Schüler-

versuch

33 5: Zeichne jeweils Teilchenmodelle der Ausgangsstoffe und des

Reaktionsprodukts

für die chemische Reaktion von Eisen mit Sauerstoff.

Kommunikation

Fachwissen

K 4

F 3.2

34 Seite 98 Check up

1 Die Stoffgruppe der Metalle zeichnet sich durch gemeinsame Eigenschaften

aus.

a Notiere diese Eigenschaften. b Stelle am Beispiel von vier verschiedenen Metallen den Zusammenhang

zwischen

der Verwendung des Metalls und der jeweiligen charakteristischen Eigenschaft her.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1, 2.3

K 4, K 8, K 2

35 2 Entwickle einen Steckbrief für das Metall, das für Wasserleitungen,

Heizungsrohre

und in Kabeln verwendet wird und als Legierungsbestandteil in Euromünzen

enthalten

Kommunikation

Fachwissen

K 1

F 1.1

-203-

ist.

36 3 Gib an, welche Aussagen aus chemischen Symbolen ableitbar sind.

Notiere die chemischen Symbole der Metalle Eisen, Kupfer, Gold, Aluminium

und Natrium.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 2

37 4 Diskutiere die folgenden fehlerhaften Aussagen:

"Magnesiumatome sind silbrig glänzend, Kupferatome dagegen rot glänzend."

"Die Atome aller Elemente sind gleich, im Eisen sind aber mehr enthalten als

im Magnesium, weil Eisen ein Schwermetall ist."

"Atome sehen wie winzig kleine Kugeln aus, zwischen ihnen befindet sich Luft."

Fachwissen

Kommunikation

F 1.3

K 3, K 8

38 5 Begründe, dass die abgebildeten Stoffe an einer chemischen Reaktion

beteiligt

gewesen sind. (Abb.: rotes Kupferpulver, gelbes Schwefelpulver, schwarzes

Kupfersulfid)

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4,K 8

39 6 Erläutere die Merkmale einer chemischen Reaktion an einem selbst gewählten

Beispiel.

Stelle dafür die Wortgleichung auf.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.2,

3.4

K 4

40 7 Erläutere die folgenden chemischen Reaktionen hinsichtlich ihres

energetischen Verlaufs mithilfe von Energiediagrammen.

Zeichne die Energiediagramme und

beschrifte sie.

Fachwissen

Kommunikation

F 4.1

K 4

Übersetzungs

leistung

-204-

a Zink und Schwefel …

b Kalkstein wird gebrannt …

41 8 Interpretiere folgende grafische Darstellung:

(Abb.: Kupfersulfat blau --> Kupfersulfat weiß)

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 4.1

K 4, K 8

Aufgabe zur

Abbildung,

Übersetzungs

-leistung

42 9 Erläutere anhand von drei Beispielen aus dem Alltag die Bedeutung

chemischer Reaktionen.

Kommunikation

K 5, K 4


170 Seite 142,

143: Selbst untersucht:

Verhalten von

Stoffen beim

Erhitzen

1 Erhitze Eisen.

Halte ein Stück Eisenwolle mit der Tiegelzange in die Brennerflame. Sobald das

Eisen aufglüht, entferne es aus der Flamme.

Notiere deine Beobachtungen und formuliere die Reaktionsgleichung.

Erkenntnis-

gewinnung Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1, 3.4

K 6

Schüler-

versuch

171 2 Erhitze Silberoxid.

Gib etwa 1 g Silberoxid in ein Reagenzglas und erhitze kräftig mit der Brennerflamme.

Führe die Glimmspanprobe durch.

Notiere deine Beobachtungen. Deute das Ergebnis und formuliere die Reaktions-

gleichung.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K 6

F 3.1, 3.4

Schüler-

versuch

-205-

172 3 Erhitze Kupfer(II)-oxid mit Zink.

Mische in einem Reagenzglas jeweils eine Spatelspitze Kupfer(II)-oxid mit

Zinkpulver und erhitze in der Brennerflamme.

Notiere deine Beobachtungen und deute das Ergebnis.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 4, K 8, K

6

Schüler-

versuch

173 4 Erhitze Kupfer(II)-oxid mit Kohlenstoff.

Verwende eine Experimentieranordnung wie in der Abbildung. Fülle ein

Gemisch aus 2 g schwarzem Kupfer(II)-oxid und 0,2 g pulverförmiger Holzkohle

in das Reagenzglas.

Erhitze kräftig mit der Brennerflamme, bis das Gemisch aufglüht. Entferne

den Stopfen, bevor das Gemisch abgekühlt ist.

Notiere deine Beobachtungen und deute die Versuchsergebnisse.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 4, K 8, K

6

Schüler-

versuch

174 5 Erhitze Kupfer(II)-oxid mit Eisen und Eisen(II)-oxid mit Kupfer.

Mische in je einer Porzellanschale 2 g Kupfer(II)-oxidpulver mit 1 g Eisenpulver

bzw. 1 g Eisen(II)-oxidpulver mit 1 g Kupferpulver. Gib die Mischungen in je ein

Reagenzglas und erhitze kräftig mit dem Brenner bis zur Rotglut. Gib die Inhalte

der Reagenzgläser nach dem Erkalten auf Uhrglasschalen.

Notiere deine Beobachtungen. Welche Reaktionsprodukte sind entstanden?

Vergleiche die chemischen Reaktionen miteinander.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 6

Schüler-

versuch

175 6 Untersuche, ob Magnesium mit Kohlenstoffdioxid reagiert.

Entzünde ein etwa 2 cm langes Stück Magnesiumband in der Brennerflamme.

Tauche es dann in einen mit Kohlenstoffdioxid gefüllten Standzylinder.

Betrachte am Ende des Experiments auch die Wand des Standzylinders.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 4, K 8, K

Schüler-

versuch

-206-

Notiere deine Beobachtungen und deute das Versuchsergebnis.

6

176 7 Führe Reaktionen mit Eisen, Kupfer, Aluminium und ihren Oxiden durch.

Mische jeweils eine Spatelspitze Metallpulver mit einer Spatelspitze der beiden

Metalloxidpulver. Gib die Gemische nacheinander in eine

Magnesiarinne und erhitze diese in der Brennerflamme.

Notiere deine Beobachtungen und stelle das Ergebnis in einer Tabelle dar.

Interpretiere das Ergebnis.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 4, K 8, K

6

Schüler-

versuch

177 8 Erhitze Rost mit Holzkohle.

Mische eine Spatelspitze Rost mit einer Spatelspitze Holzkohlepulver. Gib das

Gemisch in einen Verbrennungslöffel und erhitze diesen in der Brennerflamme.


Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 4, K 8, K

6

Schüler-

versuch

178 9 Untersuche, ob Magnesiumoxid mit Eisen reagiert.

Mische eine Spatelspitze Magnesiumoxidpulver mit einer Spatelspitze Eisenpulver.

Gib die Mischung in ein Reagenzglas und erhitze kräftig mit dem Brenner.


Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 3.1

K 4, K 8, K

6

Schüler-

versuch

179 Seite 144 ff:

Oxidation -

Reduktion -

Redoxreaktion

A1 Vergleiche Oxidation und Reduktion miteinander.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.3

K 4, K 2

180 A2 Kennzeichne Reduktion und Oxidation sowie Oxidations- und Reduktionsmittel

für die Reaktion von Kupfer(II)-oxid (CuO) und Magnesium.

Fachwissen F 3.4,

F 3.3

-207-

181 A3 Formuliere für die Reaktion von Silberoxid mit Aluminium die Wortgleichung.

Kennzeichne Reduktion und Oxidation sowie Oxidations- und Reduktionsmittel.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.4, 3.3

K 4

182 Seite 148,

149:

Redoxreihe

der Metalle -

Korrosion

A1 Entscheide, ob die angegebenen Redoxreaktionen möglich sind:

a) Zinkoxid + Magnesium --> Zink + Magnesiumoxid

…

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

183 A2 Erläutere, warum Passivierung nicht bei allen Metallen möglich ist.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

184 A3 Schiffe haben als Korrosionsschutz Zinkblöcke an der Kontaktfläche der

Schiffswand mit dem Meerwasser.

Erläutere, warum dieser Korrosionsschutz notwendig ist.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

K 5

185 A4 Römische Soldaten haben Eisengegenstände mit Pflanzenöl eingerieben,

um sie vor dem Rosten zu schützen. Ist dieser Korrosionsschutz wirksam?

Begründe.

Kommunikation

Fachwissen

K 4, K 8

F 3.1

186 Seite 150,

151:

Technisch bedeutsame

Redox-

reaktionen

Seite 150, 151: Technisch bedeutsame Redoxreaktionen

A1 Kennzeichne in der Reaktionsgleichung für die Reaktion von Eisen(III)-oxid

(Fe2O3) mit Kohlenstoffmonooxid Oxidation und Reduktion und benenne

Oxidations- und Reduktionsmittel.

Fachwissen F 3.3

-208-

187 A2 Beschreibe die Vorgänge im Hochofen anhand des obigen Schemas.

Kommunikation K 4 Aufgabe zur

Abbildung,

Übersetzungs

leistung

188 A3 Erkläre, warum die Schlacke das Roheisen vor einer Oxidation schützt.

Fachwissen,

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

189 A4 Informiere dich über Eigenschaften und Verwendung von Gusseisen.

Kommunikation

Fachwissen

K 1

F 1.1

190 Seite 152,

153: im

Brennpunkt:

Werkstoffe -

Stahl

A1 Erkunde, wo in Deutschland Rohstahl produziert wird. Ermittle die Anteile

der einzelnen Bundesländer an der Gesamtrohstahlproduktion in

Deutschland und stelle sie in einem Tortendiagramm dar.

Nutze für deine Recherche auch das Internet.


-leistung

191 A2 Erkunde, welche Auswirkungen der Zusatz von Chrom, Vanadium und Mangan auf die Eigenschaften der Stähle hat.

Kommunikation K 1

192 A3 Einige Stahlsorten werden als RSH-Stähle (rostsäure- und hitzebeständige Stähle)

zusammengefasst. Erkunde Stahlsorten, die diesen RSH-Stählen zugeordnet werden.

Kommunikation K 1

193 A4 Informiere dich über Zusammensetzung und Verwendung von V2A-Stahl und

Invarstahl.

Kommunikation K 1

194 Seite 155: A1 Um Cobalt in die Redoxreihe der Metalle einzuordnen, werden einige Aluminium Fachwissen F

-209-

weiter

gedacht

Experimente durchgeführt. Dabei wird festgestellt, dass Cobaltoxid durch

reduziert werden kann. Cobaltoxid reagiert aber nicht mit Kupfer.

Ordne Cobalt in die Redoxreihe der Metalle ein.

195 A2 Beim Elektrostahlverfahren, einem Verfahren zur Stahlherstellung, lässt man Roheisen

in einem sogenannten Elektrolichtbogenofen bei einer Temperatur …

Formuliere die Reaktionsgleichungen.

Kennzeichne jeweils Oxidation und Reduktion sowie Oxidations- und Reduktionsmittel.

Fachwissen

F 3.4,

F 3.3

196 A3 Beim Verlegen von Eisenbahn- und Straßenbahnschienen werden die einzelnen

Schienen miteinander verschweißt. Hierfür wird flüssiges Eisen benötigt…

Erläutere unter Nutzung chemischer Gleichungen und entsprechender Fachbegriffe die

chemischen Grundlagen des aluminothermischen Verfahrens.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.4

K 4

197 A4 Korrosion kann überall im täglichen Leben beobachtet

werden.

Nenne Beispiele.

Gib Möglichkeiten der Verhinderung von Korrosion an.

Fachwissen

Kommunikation

F 3

K 4, K 8, k

5

198 A5 Stelle eine Vermutung an, warum besonders bei vernieteten Metallen starke

Korrosion stattfindet.

Fachwissen

Kommunikation

F 3

K 4

199 A6 Obwohl Aluminium ein unedles Metall ist, wird es zum Verpacken von

Lebensmitteln verwendet.

Erläutere, warum Aluminium im Alltag gegen Korrosion unanfällig ist.

Fachwissen

Kommunikation

F 3

K 4, K 8

-210-


281 Seite 386,

387: Selbst

untersucht:

Organische

Stoffe auf

dem

Prüfstand

1 Prüfe einige organische Stoffe auf ihre Löslichkeit in Wasser.

Durchführung: …

Beobachte.

Deute das Ergebnis.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K 8, k

6

F 1.1

Schüler-

versuch

282 2 Untersuche verschiedene organische Stoffe beim Erhitzen.

Durchführung: … Beschreibe deine Beobachtungen.

Deute die Veränderungen.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K 8, K

6

F 1.1

Schüler-

versuch

283 3 Prüfe, ob organische Stoffe den elektrischen Strom leiten.

Durchführung: … Beobachte.

Deute das Ergebnis.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K 8, K

6

F 1.1

Schüler-

versuch

284 4 Untersuche das Verhalten einiger organischer Stoffe an der Luft.

Durchführung: … Beschreibe deine Beobachtungen und deute das Ergebnis.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

E 3

K 4, K 8, K

Schüler-

versuch

-211-

Fachwissen 6

F 1.1

285 5 Untersuche die Verbrennungsgase einer Kerze.

Durchführung: …


Welche Reaktionsprodukte sind entstanden?

Begründe deine Aussage.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K 8, K

6

F 1.1, 3.1

Schüler-

versuch

286

6 Verbrenne Erdgas.

Durchführung: …

Beschreibe deine Beobachtungen. Was wird durch sie nachgewiesen?

Erkenntnis-

gewinnung Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K 8, k

6

F 1.1, 3.1

Schüler-

versuch

287 7 Untersuche die Mischbarkeit von Alkanen.

Durchführung: …

Welche Unterschiede treten auf? Notiere deine Beobachtungen.


Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 1.1

K 6

Schüler-versuch

288 8 Prüfe die Brennbarkeit von verschiedenen Alkanen.

Durchführung: …

Was ist zu beobachten?

Notiere deine Ergebnisse.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

E 3

K 6

Schüler-

versuch

-212-

289 9 Prüfe die Löslichkeit von Fetten und Ölen in Alkanen.

Durchführung: …


Diskutiere die ermittelten Ergebnisse.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

Kommunikation

E 3

F 1.1

K 6

Schüler-

versuch

290 10 Ermittle die Auslaufzeiten von flüssigen Alkanen.

Durchführung: …


Deute das Ergebnis.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

Fachwissen

E 3

K 4, K 8, K

6

F 1.1

Schüler-

versuch

291 11 Untersuche die elektrische Leitfähigkeit von verschiedenen Alkanen.

Durchführung: …

Fertige ein Protokoll an.

Erkenntnis-

gewinnung

Kommunikation

E 3

K 6

Schüler-

versuch

292 Seite 388, 389:

Vielfalt

organischer

Verbindungen

1 Warum verbreiten die organischen Stoffe Benzin und Speiseessig im Gegensatz zu

Kochsalz einen starken Geruch?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 4, K 8

293 2 Zucker und Kochsalz wurden verwechselt. Wie lassen sie sich, ohne zu kosten,

experimentell unterscheiden?

Nenne mehrere Möglichkeiten.

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

E 2

F 1.1

294 3 Nenne die Elemente, die hauptsächlich am Aufbau organischer Verbindungen beteiligt

sind.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.1

K 2

295 4 Warum ist die Bildung von Kohlenstoff-Ionen erschwert? Fachwissen F 1.3

-213-


296 5 Stelle alle Möglichkeiten der Verknüpfung von fünf Kohlenstoffatomen zusammen.

Kommunikation K 4

297 Seite 390,

391: Alkane

im Alltag

1 Fertige aus verschiedenfarbigen Plastilinkugeln ein Modell des Methanmoleküls an.

Kommunikation

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

K 4

E 7

F 1.4

Arbeit mit

Modellen

298 2 Erkunde Sicherheitsbestimmungen beim Umgang mit Erdgas.

Kommunikation K 1

299 3 Erläutere anhand der obigen Modelle die Struktur des Methanmoleküls.

Kommunikation K 4

300 4 Welche Stoffe entstehen bei der Verbrennung von Propan und Butan?

Fachwissen

F 3.1

301 Seite 392ff:

Homologe

Reihe -

Eigenschaften

von Alkanen

1 Begründe die Zuordnung der Alkane zu den gesättigten Kohlenwasserstoffen.

Kommunikation K 4

302 2 Warum haben Alkane bei Zimmertemperatur unterschiedliche Aggregatzustände?

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

303 3 Weshalb kann bei den Alkanen von einer homologen Reihe gesprochen werden?

Notiere einen Merksatz.

Kommunikation K 4

304

305 4 Erläutere: "Ähnliches löst sich in Ähnlichem."

Kommunikation K 4

-214-

306 5 Welche Beobachtungen sind bei Zugabe von Kochsalz zu Wasser, Kochsalz zu Pentan

und Nonan zu Hexan zu erwarten?

Begründe.

Kommunikation

Fachwissen

K 4, K 8

F 2.2

307 6 Erläutere, womit ein Ölfleck aus der Kleidung entfernt werden kann.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4

308 Seite 396,

397:

Reaktionen

der Alkane

1 Nenne Nachteile einer unvollständigen Verbrennung.

Fachwissen F 3.1

309 2 Berechne das Volumen von Kohlenstoffdioxid, das bei der vollständigen Verbrennung

von 3 kg Propan entsteht.

Fachwissen F 3.1

310 3 Warum können reaktionsfähige Metalle wie Natrium in Petroleum (Alkangemisch) aufbewahrt werden?

Kommunikation K 4

311 4 Erkläre, warum sich das Indikatorpapier im oben beschriebenen Experiment färbt.

Kommunikation

Fachwissen

K 4, K 8

F 3.1

312 5 Beschreibe die Reaktion von Ethan mit Brom. Entwickle die Reaktionsgleichung. Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.4

K 4, k 2

313 6 Entwickle die Reaktionsgleichungen für folgende Reaktionen von Pentan:

a) Verbrennung

b) Substitution mit Brom

Fachwissen

F 3.4

-215-

314 Seite 398,

399: Isomerie

bei Alkanen

1 Nenne Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei Isomeren.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.4

K 2

315 2 Bestimme den Namen des Isomers im Bild 4.

Fachwissen F

316 3 Notiere die Strukturformeln für die Moleküle aller Isomeren des Hexans.

Bestimme ihre Namen.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.2, 1.5

K 4

317 4 Warum kann es keine Propanisomere geben?

Fachwissen

Kommunikation

F 1.5

K 4, K 8

318 Seite 402,

403:

Halogenderiv

ate der Alkane

1 Begründe, warum es viele Halogenalkane gibt.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.5

K 4, K 8

319 2 Wie kann überprüft werden, ob in einem Fleckenwasser Halogenalkane enthalten

sind?

Erkenntnis-

gewinnung

Fachwissen

E 2

F 3.1

320 3 Erläutere anhand der Bildung von Trichlormethan die chemische Reaktion

Substitution.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4

321 4 Erkunde Verwendungen von Chlorethan. Kommunikation K 1

-216-

322 Seite 404ff:

Ethen und

Ethin -

ungesättigte

Kohlenwasser

stoffe

1 Erstelle einen Steckbrief für Ethen.

Fachwissen

Kommunikation

F 1.1

K 2

323 2 Vergleiche den Bau der Moleküle von Ethan und Ethen. Stelle dazu beide

Strukturformeln auf.

Fachwissen F 1.2

324 3 Entwickle Reaktionsgleichungen für die Reaktionen:

a) Hydrierung von Ethen

b) Dehydrierung von Ethan

Fachwissen F 3.4

325 1 Fertige einen Steckbrief von Ethin an.

Fachwissen F 1.1

326 2 Kann es ein Alkin mit dem Namen Methin geben?

Kommunikation

Fachwissen

K 4, K 8

F 1.2

327 3 Entwickle die Reaktionsgleichung für die Addition von Chlorwasserstoff an Ethin. Fachwissen

F 3.4

328 4 Gib die Strukturformeln von Pent-1-in, Hex-3-in sowie von But-1-en und Pent-2-en an. Fachwissen Kommunikation

F 1.2 K 4

329 5 Erläutere an einem selbst gewählten Beispiel den Nachweis von ungesättigten Kohlenwasserstoffen.



F 3.4, 3.1 K 4

-217-

330 Seite 412:

weiter

gedacht

1 Verschmutzte Hände, z. B. durch eine Fahrradkette, lassen sich besser reinigen,

wenn sie zuerst gut mit Salatöl eingerieben und danach mit warmem Wasser und

Seife gewaschen werden.

Erläutere, warum das so ist.

Kommunikation

Fachwissen

K 4, K 8, k

5

F 2.2

331 2 Jeder Motor braucht Schmieröle. Sie haben die Aufgabe, die Gleitfähigkeit der

aneinanderreibenden Metallteile zu erhöhen. Schmieröle bestehen aus Gemischen

verschiedener Kohlenwasserstoffe. Sie sind zähflüssig wie Sirup.

Warum ist das so? Erkläre.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2

K 4, K 8

332 3 Propan und Butan werden im Haushalt und auch beim Camping als Brennstoff

verwendet.

Nenne und begründe Sicherheitsmaßnahmen, die beim Umgang mit diesen Gasen

beachtet werden müssen.

Erkunde, welche Handwerksbetriebe in deiner Umgebung Flüssiggas für

welche Tätigkeit verwenden.

Kommunikation

Fachwissen

K 1, 4, 8

F 1.1

333 4 An der Tafel steht der Name eines Alkans: 3-Ethyl-4-methylheptan.

Entwickle die Strukturformel dieses Alkans. Nenne die Summenformel und den Namen

des n-Alkans. Gib für die genannten Alkane eine gemeinsame Bezeichnung an. Begründe.


F 1.2 K 4, K 8

334 5 Bei der Verbrennung von 5,6 Litern eines unbekannten Kohlenwasserstoffgases

entstehen 9 g Wasser und 11,2 Liter Kohlenstoffdioxid. Gib an, um welches Gas es sich handelt. Begründe.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 8

-218-

Berechne zum Vergleich die Masse Wasser und das Volumen an Kohlenstoffdioxid,

die bei der Verbrennung von 5,6 L Ethan entstehen.

Erkläre mögliche Unterschiede zwischen beiden Ergebnissen.

335 6 In der chemischen Reinigung wird meistens mit "Per" gereinigt. "Per" gehört zur

Gruppe der Halogenkohlenwasserstoffe.

Ermittle den systematischen Namen für "Per" und stelle die Strukturformel auf.

Welche Umweltauflagen müssen erfüllt werden? Begründe.

Kommunikation

Fachwissen

K 1, 4, 8

F 1.2

336 7 Der Kunststoff PVC eignet sich u. a. auch für eine Verwendung im Modellbau.

Seit einiger Zeit ist PVC allerdings auch in der Umweltdiskussion.

Informiere dich darüber z. B. im Internet.

Stelle Argumente pro und contra PVC zusammen.

Kommunikation K 1

337 Seite 414:

Check up

1 Spiritus ist eine organische Verbindung.

a Welches Element ist am Aufbau aller organischen Verbindungen beteiligt?

b Warum gibt es wesentlich mehr organische als anorganische Verbindungen?

c Überlege, wie man nachweisen könnte, dass bei brennendem Spiritus

Kohlenstoffdioxid und Wasser entstehen.

Fachwissen


Kommunikation

F 2.1, 1.5

E 2

K 4, K 8, K

2

338 2 Methan ist der einfachste Kohlenwasserstoff.

a Nenne mindestens drei Vorkommen und die Bedeutung von Methan.

b Entwickle einen Steckbrief von Methan.

c Beschreibe den Bau des Methanmoleküls anhand der Strukturformel.


-219-

339 3 Alkane bilden eine homologe Reihe.

a Erläutere den Begriff "homologe Reihe".

b Stelle die Strukturformeln folgender Alkane auf und benenne sie: …

c Notiere die Summenformeln von Alkanen mit 11, 19 und 24 Kohlenstoffatomen.

Leite für diese Alkane aufgrund ihrer Stellung in der homologen Reihe gemeinsame

und unterschiedliche Eigenschaften ab.

Fachwissen

Kommunikation

F 2.2, 1.2

K 4, K 8

340 4 Erläutere die Merkmale von Substitutionsreaktionen anhand der Umsetzung von

Octan mit Brom.

Woran kann man erkennen, dass die Reaktion tatsächlich abläuft?


Fachwissen

Kommunikation

F 3.1, 3.4

K 4

341 5 1,2-Dichlorethan und 1,1 Dichlorethan sind Isomere.

Begründe diese Aussage. Entwickle die Strukturformeln.

Kommunikation

Fachwissen

K 4, K 8

F 1.2

342 6 Begründe, warum die Verwendung von Halogenalkanen stark eingeschränkt wurde.

Nenne Beispiele.


343 7 Überlege, wie du experimentell prüfen könntest, ob im Benzin ungesättigte

Kohlenwasserstoffe enthalten sind.


E 2

344 8 Nenne Unterschiede zwischen gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen. Ordne die folgenden Stoffe zu: …

Kommunikation K 4

345 9 Propen reagiert mit Chlor und mit Chlorwasserstoff. a Welche Verbindungen entstehen dabei? Ordne sie einer Stoffgruppe zu.

Fachwissen

F 3.1, 3.4

-220-

b Kennzeichne die Reaktionsart.

c Entwickle die Reaktionsgleichungen.

346 10 Die Begriffe Hydrierung und Dehydrierung werden oft verwechselt.

Erläutere die Reaktionen an einem selbst gewählten Beispiel und bestimme die

Reaktionsart.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4

347 11 Viele Gegenstände aus dem Alltag bestehen aus den Kunststoffen Polyethylen oder

Polypropylen.

a Aus welchen Ausgangsstoffen werden die genannten Kunststoffe hergestellt?

b Benenne die Reaktionsart und erläutere sie am Beispiel der Bildung von Polypropylen.

Fachwissen

Kommunikation

F 3.1

K 4, K 5

-221-

Chemie heute


Anmerkungen

S. 93: 6.3 Auch in unserer Zeit wird Impliziert Hochofen wird auf


Anmerkungen

S. 54: 4.2 Energie

bei chemischen

Reaktionen

Es gibt auch chemische

Reaktionen, bei denen

elektrische Energie frei wird.

Solche Reaktionen laufen in

Batterien und Akkus ab.

Impliziert

Auseinandersetzung

mit chemischen

Reaktionen in

Batterien und Akkus;

Rechercheauftrag zu

Aufbau und

Bestandteilen von Batterien und Akkus,

chemische Reaktionen

Im Text nicht weiter

behandelt, keine

Aufgaben dazu

vorhanden

Ein Beispiel ist die

Umwandlung von

gefährlichen Autoabgasen in

ungefährliche Stoffe. Um die

Reaktion zu ermöglichen,

benutzt man den „Kat“.

Impliziert

Rechercheauftrag zu

Aufbau und

Funktionsweise von

Pkw-Katalysatoren

Wird im Text nicht

weiter thematisiert,

keine Aufgabe dazu

vorhanden

S. 60: 4.5 Graphit

oder Diamant:

Die Anordnung der Atome

entscheidet

Abbildung: Gittermodell von

Graphit und Diamant

Impliziert

Arbeitsauftrag, z. B.:

Vergleiche anhand der Abbildung die

Anordnung der Atome

im Graphit und

Diamant;

Übersetzungsleistung Abbildung ��Text

Aufgabe dazu indirekt

vorhanden:

„1 Notiere Gemeinsamkeiten und

Unterschiede von

Graphit und Diamant.“

S. 61: Chemische

Reaktionen im

Alltag

Rosten von Eisen

Tinte killen

Vom Brotteig zum Zucker

Vom Sauerstoff zum Kohlenstoffdioxid

Wirkung von saurem Regen

auf Kalkstein

Impliziert

Rechercheaufträge

Keine Aufgaben dazu

vorhanden

-222-

Gewinnung von

Metallen

Eisen in Hochöfen aus

Eisenerzen durch Reduktion

mit Kohlenstoff gewonnen.

Auseinandersetzung

mit Eisengewinnung in

Hochöfen;

Rechercheauftrag

zum Aufbau und Funktionsweise des

Hochofens

folgenden Seiten

thematisiert


Anmerkungen

S. 260: 16.2

Methan –

Kohlenwasserstof

f Nummer Eins

Abbildung: Qualitative

Analyse von Methan

Impliziert


Beschreibe die

abgebildete

Versuchsapparatur

und deute die

Beobachtungen. Übersetzungsleistung Abbildung �� Text

S. 270: 16.7 Van-

der-Waals-

Bindung und

Stoffeigen-

schaften

Abbildung:

Schmelztemperaturen und

Siedetemperaturen

unverzweigter Alkane

Impliziert

Arbeitsauftrag, z.B.:

Werte das

abgebildete

Diagramm aus.

Übersetzungsleistung Abbildung �� Text

S. 274: 16.9

Halogenkohlen-wasserstoffe

Halogenkohlenwasserstoffe

zerstören außerdem die schützende Ozonschicht

Impliziert

Auseinandersetzung mit Ozonschicht,

Rechercheauftrag

Ozon – Gefahr und

Schutz wird auf S. 275 behandelt

S. 278: 16.12

Ethin – ein Alkin

Es handelt sich dabei um

Carbidlampen, die mit

Calciumcarbid und Wasser

betrieben wurden.

Impliziert

Rechercheauftrag zu

Aufbau und

Funktionsweise der

Carbidlampe

Aufgabe mit Abbildung

dazu vorhanden:

„ 5 Erkläre die

Funktionsweise der

Carbidlampe.“

-223-

Elemente Chemie Ausgabe 2004


Anmerkungen

S. 57: 4 Die

chemische

Reaktion

So überziehen sich

Kupferdächer im

Laufe der Zeit mit

einer grünen Schicht.

Impliziert

Auseinandersetzu

ng mit diesem

Phänomen, z. B.:

Worum handelt es

sich bei der

grünen Schicht

und wie kommt

diese zustande? Recherche

Phänomen wird

im Weiteren

nicht mehr

aufgegriffen

Silberne oder

versilberte

Gegenstände laufen

an der Luft allmählich

schwarz an.

Impliziert

Auseinandersetzu

ng mit diesem

Phänomen, um zu

klären, warum

diese

Gegenstände

schwarz anlaufen;

Recherche

Phänomen wird

auf S. 59

aufgegriffen, mit

Verweis auf

Versuch 4. In

Aufgabe 4 wird

entsprechendes

Reaktionsschem

a verlangt

Eine Wunderkerze muss erst entzündet

werden, dann erfolgt

ein Aufglühen und

Funkensprühen.

Zurück bleibt ein

dunkelgrauer Stoff.

Impliziert Auseinandersetzu

ng mit

Wunderkerze:

Bestandteile,

Reaktionen,

Produkte;

Recherche

Phänomen wird im Weiteren

nicht mehr

aufgegriffen

S. 58f: 4.1

Metalle

reagieren mit

Schwefel

Abbildung B 1: Ein

neuer Stoff entsteht

aus Kupfer und

Schwefel. Der neue

Stoff ist bereits an seiner Farbe

erkennbar.

Impliziert

Fragestellung, z.

B.:

Woran erkennt

man, dass eine chemische

Reaktion

stattgefunden

hat? Stelle das

Reaktionsschema

auf.

Übersetzungsleistung Abbildung �� Text�� Schema

Im Text kein

Verweis auf die

Abbildung.

Keine Aufgabe

zur Abbildung vorhanden.

-224-

Abbildung B 3: Das

Reaktionsschema

beschreibt in kurzer

Form eine chemische

Reaktion (Reaktionsschema:

Kupfer und Schwefel -

> Kupfersulfid mit

Abbildung der Edukte

und des Produkts)

Im Text kein

Verweis auf die

Abbildung,

obwohl Reaktion

dort beschrieben

S. 60: 4.2

Element und

Verbindung

Viele Metallsulfide

kommen in der Natur

in Erzen vor, aus

denen wichtige

Gebrauchsmetalle

gewonnen werden.

Impliziert z. B.

Rechercheauftrag: welche Erze,

welche

Gebrauchsmetalle

?

Abbildung B 1:

Thermische Zerlegung

von Silbersulfid

Impliziert

Fragestellung, z.

B.:

Woran erkennt

man, dass eine

chemische

Reaktion

stattgefunden

hat? Formuliere

das Reaktionsschema.

Übersetzungsleistung Abbildung �� Text�� Schema

Im Text kein

Verweis auf die

Abbildung,

obwohl Reaktion

dort

beschrieben

S. 61: 4.3

Chemische

Reaktion und

Energie

Abbildung 1:

Veranschaulichung

der

Aktivierungsenergie

Impliziert

Aufgabenstellung,

z. B.:

Beschreibe

anhand der

Abbildung 1 mit eigenen Worten

am Beispiel der

Reaktion von

Eisen mit

Schwefel, wie sich

der Energieinhalt

verändert.

Übersetzungsleistung Abbildung ��

Im Text Verweis

auf die

Abbildung, im

Zusammenhang

mit

Aktivierungsenergie

-225-

Text


Anmerkungen

S. 87: 6

Gewinnung von Metallen -

Redoxreaktion

Metalloxide kommen

in der Natur in Erzen vor. Aus ihnen

werden in der

Technik die Metalle

gewonnen.

Impliziert

Rechercheauftrag: Beschreibung

eines Verfahrens

zur

Metallherstellung

Auf folgenden

Seiten werden Erze und

Verfahren

beschrieben

S. 90f: 6.2

Roheisenherstell

ung

Abbildung B 3: Schnitt

durch einen

Hochofen

Impliziert

Arbeitsauftrag, z.

B.:

Erstelle mit Hilfe

des Textes und

der Abbildung B 3 ein

Fließdiagramm,

das die

wesentlichen

Vorgänge in den

einzelnen

Abschnitten des

Hochofens

darstellt;

Übersetzungsleistung Text + Abbildung�� Diagramm

Im Text kein

Verwies auf die

Abbildung


Anmerkungen

S. 259: 17.5

Erdgas, Heizgas

für viele

Haushalte

Bei der Verbrennung

von Methan

entstehen Wasser

und

Kohlenstoffdioxid.

Reaktionsprodukte, die man lange Zeit für

umweltneutral hielt.

Allerdings sieht man

heute in der

steigenden CO2-

Konzentration eine

Ursache für die

Impliziert

Auseinandersetzu

ng mit Erwärmung

der

Erdatmosphäre

durch CO2; Recherche

Treibhauseffekt

und

Kohlenstoffdioxi

d werden auf S.

277 behandelt

-226-

schleichende

Erwärmung der

Erdatmosphäre.

S. 261: 17.7 Die

Ermittlung des Namens eines

Alkans

Abbildung B 3: Die

Isomeren des Hexans. Isomere

Verbindungen haben

unterschiedliche

Siedetemperaturen

Impliziert

Aufgabenstellung, z. B.: Erkläre die

Unterschiede in

den

Siedetemperature

n der Isomeren

des Hexans.

Übersetzungsleistung Abbildung�� Text

Im Text kein

Verweis auf die Abbildung; keine

Aufgabe zur

Abbildung;

Alkane und ihre

Eigenschaften

(Siedetemperatu

r) bisher noch

nicht

thematisiert

S. 262: 17.8

Eigenschaften der Alkane

Abbildung B 2:

Eigenschaften von Alkanen im Vergleich

Impliziert

Aufgabe, z. B.: Übertrage die

Werte für die

angegebenen

Eigenschaften aus

Abbildung B 2

jeweils in ein

Diagramm und

werte diese aus.

Übersetzungsleistung Tabelle�� Diagramm�� Text

Im Text Verweis

auf Abbildung vorhanden.

S. 264: 17.9 Die

Reaktionen der

Alkane

Brennbare

Flüssigkeiten werden

nach ihrer

Flammtemperatur in

Gefahrenklassen für

Transport und

Lagerung eingeteilt.

Impliziert

Recherche nach

Gefahrenklassen

S. 266: 17.10:

Moleküle mit C-C-

Mehrfachbindun

gen

Polyethen wird aus

Ethen hergestellt. Ethen gehört zu den

bedeutendsten

Ausgangsstoffen der

chemischen Industrie.

Impliziert

Recherche nach (Alltags-)Stoffen,

die aus Ethen

hergestellt

werden

S. 277: 17.16

Brennstoffe und

Treibhauseffekt

Abbildung B 5: Der

Kohlenstoffdioxidkrei

slauf

Impliziert

Aufgabe, z. B.:

Beschreibe mit

eigenen Worten

Im Text kein

Verweis auf die

Abbildung; keine

Aufgabe zur

-227-

den in der

Abbildung B 5

dargestellten

Kohlenstoffdioxid-

kreislauf. Übersetzungsleistung Abbildung�� Text

Abbildung

Abbildung B 3: Die

Entwicklung der

globalen

Durchschnittstemper

atur

Impliziert

Aufgabe, z. B.:

Werte die

Abbildung B 3 aus:

Beschreibe wie

sich die globale

Durchschnitts-temperatur

entwickelt hat.

Wie lässt sich

diese Entwicklung

erklären?

Übersetzungsleistung Abbildung �� Text

Im Text kein

Verweis auf die

Abbildung; keine

Aufgabe zur

Abbildung

-228-

Elemente Chemie 7/8 + 9/10


Anmerkungen

S. 33

3 Verbrennung –

eine chemische

Reaktion mit

Sauerstoff

Beim Entzünden einer

Wunderkerze werden

Metallpulver verbrannt, die

das charakteristische

Funkensprühen verursachen.

Impliziert

Rechercheauftrag zu

Bestandteilen der

Wunderkerze

Auf S. 35 Versuch 2:

Wunderkerzen selbst

herstellen

S. 46: 3.8 Exkurs

Kohlenstoffdioxid

und der

Treibhauseffekt

Neben der Nutzung der

Energie des Windes, des

Wassers oder der Sonne

können auch so genannte

nachwachsende Rohstoffe helfen, den Treibhauseffekt

einzudämmen.

Impliziert

Rechercheauftrag zu

diesen erneuerbaren

Energien


Anmerkungen

S. 85: 6 Die

Gewinnung

reiner Metalle

Ihren Aufstieg haben sie der

modernen Hochofentechnik

zur Eisen- und

Stahlgewinnung zu

verdanken.

Impliziert

Auseinandersetzung

mit Hochofentechnik,

z. B. durch

Rechercheauftrag zu

dieser Technik

Verfahren werden in

Kapitel 6.4 behandelt

S. 90: 6.3 Vom Metalloxid zum

Metall

Abbildung B3: Sauerstoffabgabe- und

–aufnahmevermögen einiger

Metall/Metalloxid-Paare

Impliziert Aufgabe wie z. B.: Begründe mit

Hilfe der Abbildung B3

in welchen Fällen eine

Reaktion stattfindet.


Im Text Verweis auf die Abbildung. Keine

Aufgabe dazu

vorhanden.

S. 93: 6.4 Eisen-

und

Stahlgewinnung

Abbildung B5: Aufbau eines

Hochofens und

Reaktionszonen

Impliziert


Erstelle mit Hilfe des

Textes und der Abbildung B 3 ein

Fließdiagramm, das

die wesentlichen

Vorgänge in den

einzelnen Abschnitten

des Hochofens

Im Text kein Verweis

auf die Abbildung

-229-

darstellt.

Übersetzungsleistung Text+Abbildung�� Diagramm


Anmerkungen

S. 144:

Bedeutung

organischer

Verbindungen in

Alltag und

Technik

… d. h. solche Moleküle, die

biologische Funktionen in

Lebewesen übernehmen, der

organischen Chemie

zuzuordnen. Beispiele hierfür

sind Kohlenhydrate,

Aminosäuren und Proteine,

Fette , Nukleinsäuren und

viele mehr.

Impliziert

Rechercheauftrag zu

Aufbau und Funktion

dieser Verbindungen

Zur weltweiten

Energieversorgung werden

diese wertvollen fossilen

Rohstoffe jedoch zum großen

Teil verbrannt. Die daraus

resultierenden lokalen und

globalen Umweltbelastungen

und die zunehmende

Verknappung des Erdöls sind

wohl eine der größten Herausforderungen…

Impliziert

Auseinandersetzung

mit Ursachen und

Folgen dieser

Umweltbelastung;

Recherche

Das hat Folgen, wie die

globale Erwärmung, denn

Kohlenstoffdioxid wirkt als

Treibhausgas.

Impliziert

Auseinandersetzung

mit globaler

Erwärmung;

Rechercheauftrag zu

Treibhauseffekt

(Treibhausgase)

Abbildung B3: Der

biologische

Kohlenstoffkreislauf

Impliziert Aufgabe:

Beschreibe mit

eigenen Worten den in Abbildung B3

dargestellten

biologischen

Kohlenstoffkreislauf;


Im Text Verweis auf

Abbildung, keine

Aufgabe dazu vorhanden

-230-

S. 147: 7.1 Erdgas

und Erdöl

Eine Ölpest führt dazu, dass

Fischbestände,

Muschelbänke und Böden

auf Jahrzehnte verseucht

werden.

Impliziert

Auseinandersetzung

mit dem Thema

Ölpest;

Rechercheauftrag zu Ölpest aus der

Vergangenheit und

damit verbundene

Ursachen,

Auswirkungen und

Bekämpfung

S. 154: 7.7 Die

Alkane –

Struktur-

Eigenschaftsbeziehungen

Abbildung B1: Eigenschaften

der Alkane im Vergleich

Impliziert Aufgabe, z.

B.: Übertrage die

Werte für die

angegebenen Eigenschaften aus

Abbildung B1 jeweils

in ein Diagramm und

werte diese aus.


Im Text Verweis auf

Abbildung; Aufgabe zu

Siedetemperatur und

Viskosität auf S. 156

S. 158: 7.9 Die

Alkane -

Brennbarkeit

Abbildung B2:

Gefahrensymbole auf

Haushaltschemikalien, die zum Teil Alkane enthalten

Impliziert

Arbeitsauftrag:

Recherche im eigenen Haushalt nach

Haushaltschemikalien:

Gefahrensymbole und

Inhaltsstoffe

S. 159: 7.10:

Gewinnung von

Kohlenwasser-

stoffen aus Erdöl

Abbildung B2:

Fraktionierende Destillation

bei Atmosphärendruck

Impliziert

Arbeitsauftrag:

Erläutere mit Hilfe der

Abbildung B2 das

Funktionsprinzip der

fraktionierenden

Destillation. Übersetzungsleistung Abbildung �� Text

Im Text Verweis auf die

Abbildung, keine

Aufgabe dazu

vorhanden

S. 166: 7.14

Ethen – ein Alken

Ethen gehört zu den

bedeutendsten

Ausgangsstoffen der

chemischen Industrie

Impliziert

Rechercheauftrag zu

zu(Alltags-)

Produkten, die mit

Hilfe von Ethen

hergestellt werden

-231-

Abbildung B2: Eigenschaften

der ersten fünf Alkene

Impliziert

Arbeitsauftrag:

Übertrage die Alkene

mit der

entsprechenden Siedetemperatur in

ein Diagramm und

deute es.


S. 169: 7.16

Halogenalkane

Abbildung B4: DDT und

Lindan

Impliziert

Rechercheauftrag

nach Wirkung von

DDT und Lindan

Im Text kein Verweis

auf Abbildung, keine

Aufgabe dazu

S. 175: 7.20 Erdatmosphäre

und

Treibhauseffekt

Auch die Stickstoffdüngung und die Rodung der

Tropenwälder haben Einfluss

auf den Treibhauseffekt

Impliziert weitere Auseinandersetzung

mit diesen Einflüssen;

Recherche

S. 178: 7.21

Alternative Stoff-

und

Energiequellen

Abbildung B1:

Sonnenkollektor

Impliziert

Arbeitsauftrag:

Erläutere mit Hilfe der

Abbildung B1 die

Funktionsweise eines

Sonnenkollektors.


Im Text Verweis auf

Abbildung, keine

Aufgabe dazu

vorhanden

-232-

Fokus Chemie


Anmerkungen

S. 84: Chemische

Reaktion – eine

Stoffumwand-

lung

Stoffumwandlungen in der

Technik. Aus Eisenerz wird

Stahl hergestellt, Baustoffe

aus Kalkstein. Silicium, das

Elektronikmetall, wird aus

Quarzsand gewonnen…

Impliziert

Rechercheauftrag zu

Herstellungsverfahren

Aufgabe dazu

vorhanden:

„2 Gusseisen, Glas,

Silicium und Kalkmörtel

sind technisch

hergestellte Produkte.

Ihre Herstellung beruht

auf

Stoffumwandlungen. Finde heraus, welche

Stoffe dazu

umgewandelt wurden.“

S. 86: Chemische

Reaktion –

Umwandlung,

Vernichtung oder

Erhalt?

Durch Einwirkung von Luft

und Feuchtigkeit wird Eisen

zerstört. Rotbrauner, poröser

Rost entsteht.

Impliziert

Auseinandersetzung

mit Vorgang des

Rostens;

Rechercheauftrag

zum Rosten

Vorgang wird nicht

weiter im Text

erläutert, keine

Aufgabe dazu

vorhanden

S. 90: Energie bei

chemischen Reaktionen

Abbildung 3: Raketenantrieb

durch chemische Reaktion

Impliziert

Rechercheauftrag zur chemischen Reaktion

beim Raketenantrieb

Im Text auf S. 91: Die

exotherme Reaktion der Verbrennung des

Wasserstoffs ist

Grundlage für

Raketenantriebe

Abbildung 4: Batterien zur

Bereitstellung von

elektrischer Energie durch

chemische Reaktionen

Impliziert

Auseinandersetzung

mit chemischen

Reaktionen in

Batterien;

Rechercheauftrag zu

Aufbau, Bestandteilen von Batterien und

chemischen

Reaktionen

Batterien werden im

Text nicht erläutert,

keine Aufgaben dazu

vorhanden

S. 92: Chemische

Reaktion und Zeit

Unmerklich langsam

verwittert festes Kalkgestein

durch chemische Reaktionen.

Ganz allmählich scheiden sich

aus den dabei gebildeten

Impliziert

Auseinandersetzung

mit Tropfsteinen,

Rechercheauftrag zu

Tropfsteinen

Vorgang wird im Text

nicht weiter erläutert,

keine Aufgabe dazu

-233-

Lösungen Tropfsteine ab.

Jedem ist wohl der

Katalysator aus der

Auspuffanlage des Pkw

bekannt. Er ermöglicht die Umwandlung von

Benzinresten und

umweltgefährdenden,

giftigen Abgasen zu Stoffen

wie Kohlenstoffdioxid,

Stickstoff und Wasserdampf.

Impliziert

Rechercheauftrag zu

Aufbau und

Wirkungsweise des Katalysators.

Aufgabe dazu

vorhanden:

„2 Informiere dich über

den Aufbau und die Wirkungsweise des

Abgaskatalysators im

Pkw.“

S. 95: Wärme

und Licht –

Begleiter

chemischer

Reaktionen

In den Wärmekissen zum

Einmalgebrauch wird bei

einer chemischen Reaktion

chemische Energie in

thermische umgewandelt.

Impliziert

Rechercheauftrag zur

chemischen Reaktion

in Wärmekissen



keine Aufgabe dazu

vorhanden.

Mit dem stimmungsvollen

Licht von Leuchtstäben feiern

Fans ihren Star. Eine

chemische Reaktion,

ausgelöst durch das Knicken

des Innenröhrchens des

Stabs, lässt hundertfach

Lichtpunkte in einem

Konzertsaal aufleuchten.

Impliziert


chemischen Reaktion

beim Knicken von

Leuchtstäben



keine Aufgabe dazu

vorhanden.


Anmerkungen

S. 144: Oxidation-

Reduktion-

Redoxreaktion

Abbildung 2: Hämatit

Aus Hämatit wird Eisen

gewonnen

Impliziert


Eisengewinnung aus

Hämatit

Hochofen wird auf S.

150 behandelt

S. 150: Technisch

bedeutsame

Redoxreaktionen

Abbildung 3: Vorgänge im

Hochofen

Impliziert

Arbeitsauftrag:

Erläutere mit eigenen

Worten anhand von

Abbildung 3 die

Vorgänge im Hochofen.


Aufgabe dazu

vorhanden:

„2 Beschreibe die

Vorgänge im Hochofen

anhand des obigen

Schemas.“

Thema Textstelle/Abbildung Bezug zu Anmerkungen

-234-

Kommunikations-kompetenz

S. 390: Alkane im

Alltag

Mitunter können im

Hochsommer über einem

Moor kleine Flämmchen beobachtet werden,

sogenannte Irrlichter.

Impliziert

Rechercheauftrag zu

Irrlichtern: Worauf ist diese Erscheinung

zurückzuführen?

Im Text wird Sumpfgas

erläutert.

Experiment zur Entstehung von Methan

vorhanden.

Die Gewinnung von Biogas

kann dazu beitragen, dass

wertvolle Rohstoffe

eingespart und

Umweltschäden vermieden

werden.

Impliziert

Auseinandersetzung

mit Biogas;


Herstellung von

Biogas

Funktionsprinzip einer

Biogasanlage auf S. 395

dargestellt

S. 392: Homologe

Reihe -

Eigenschaften von Alkanen

Tabelle mit Schmelz- und

Siedetemperaturen der

Alkane

Impliziert


Übertrage die Siedetemperaturen

der Alkane in ein

Diagramm und werte

es aus.


Keine Aufgabe zur

Abbildung vorhanden

S. 395: Biogas –

Energie aus

Stallmist und

Gülle

Abbildung 2:

Funktionsprinzip einer

Biogasanlage

Impliziert


Erläutere anhand der

Abbildung 2 das Funktionsprinzip der

Biogasanlage.


Keine Aufgabe zur

Abbildung vorhanden

S. 402:

Halogenderivate

der Alkane

Die Atmosphäre ermöglicht

ein Leben auf der Erde. Eine

besondere Schicht, die

Ozonschicht, ist notwendig,

um uns vor allzu harter UV-

Strahlung der Sonne zu schützen. In diesem

Zusammenhang taucht

immer wieder der Begriff

FCKW auf.

Impliziert

Auseinandersetzung

mit Ozonschicht und

FCKW´s;

Rechercheauftrag zu

Ozon, Ozonschicht FCKW´s und ihr

Einfluss auf die

Ozonschicht

Wird im Text nicht

weiter thematisiert

-235-

Anzahl neuer Fachbegriffe – Chemie heute

Kapitel 4 Chemische Reaktionen

Seite Thema neue Fachbegriffe Anzahl

52 + 53 4.1 Woran sind chemische

Reaktionen zu erkennen?

Chemische Reaktion

Gesetz von der Erhaltung

der Masse

Reinstoff

Energieumsatz

Exotherme Reaktion

Endotherme Reaktion Reaktionsschema

Ausgangsstoffe

Reaktionspfeil

Endstoffe

10

54 + 55 4.2 Energie bei chemischen

Reaktionen

Energieumsatz

Energiediagramm

Energieerhaltungssatz

Aktivierungsenergie

Katalysator

5

56 4.3 Elemente und

Verbindungen

Elemente

Verbindungen Synthese

Analyse

4

58 + 59 4.4 Daltons Atommodell Atome

Daltons Atommodell

Gesetz der konstanten

Massenverhältnisse

3

60 4.5 Graphit oder Diamant:

Die Anordnung der Atome

entscheidet

Gittermodell

Moleküle

2

62 4.6 Wie schwer ist ein

Atom?

Atomare Masseneinheit 1

64 + 65 4.7 Die Formelsprache der Chemie

Elementsymbole Chemische Formel

Reaktionsgleichung

Verhältnisformel

Molekülformel

5

∑ = 30

-236-

Kapitel 6 Vom Erz zum Metall – Redoxreaktionen


89 6.1 Eigenschaften der Metalle

Leichtmetalle Schwermetalle

2

90 + 91 6.2 Reduktion –

Redoxreaktion

Reduktion

Redoxreaktion

Oxidationsmittel

Reduktionsmittel

Redoxreihe der Metalle

Unedle Metalle

Edelmetalle

Thermit-Verfahren

8

93 6.3 Gewinnung von

Metallen

Mineralien

Erze

2

94 + 95 6.4 Vom Eisenerz zum Roheisen

Hochofen Reduktionszone

Vorwärmzone

Schmelzzone

4

∑ = 16

Kapitel 16 Chemie der Kohlenwasserstoffe


259 16.1 Organische Stoffe –

Organische Chemie

Verkohlung

Organische Stoffe Anorganische Stoffe

Organische Chemie

Anorganische Chemie

5

260 16.2 Methan –

Kohlenwasserstoff Nummer

Eins

Kohlenwasserstoffe

Tetraederwinkel

2

264 16.3 Feuerzeuggas – Was ist

das?

Gas-Chromatographie 1

266 16.4 Die Alkane – eine

homologe Reihe

Paraffine

Gesättigte

Kohlenwasserstoffe Ungesättigte

Kohlenwasserstoffe

Alkane

Homologe Reihe

6

-237-

Alkyl-Reste

268 16.5 Vielfalt – Verzweigung

und Ringbildung

Isomerie

Isomere

Cycloalkane

Konformation Sesselkonformation

5

269 16.6 Nomenklatur – Namen

leicht zu finden

Nomenklatur 1

270 16.7 Van-der-Waals-

Bindung und

Stoffeigenschaften

Van-der-Waals-Bindung

Hydrophob

2

272 + 273 16.8 Reaktionen der Alkane Substitution

Halogenalkane

Reaktionsmechanismus

Radikal

Startreaktion

Kettenreaktion Abbruchreaktion

7

274 16.9 Halogen-

kohlenwasserstoffe

Beilsteinprobe 1

276 16.10 Ethen – ein Alken Alkene

Cis/trans-Isomerie

2

277 16.11 Addition und

Eliminierung

Additionsreaktion

Hydrierung

Eliminierungsreaktion

Dehydrierung

4

278 16.12 Ethin – ein Alkin Alkine 1

280 16.13 Benzol – ein

aromatischer

Kohlenwasserstoff

Aromatische

Kohlenwasserstoffe

1

∑ = 38

-238-

Anzahl neuer Fachbegriffe – Elemente Chemie 7/8 und 9/10

3 Verbrennung – eine chemische Reaktion mit Sauerstoff


36 3.2 Die Verbrennung – eine

chemische Reaktion

Edukte

Produkte

Chemische Reaktion

Thermische Energie Stoffumsatz

Energieumsatz

6

37 3.3 Metalle verbrennen Zerteilungsgrad 1

38 + 39 3.4 Luft und Sauerstoff Glimspanprobe

Lindeverfahren

2

40 + 41 3.5 Metalle reagieren mit

Sauerstoff

Oxide

Reaktionsschema

Edelmetalle

Unedle Metalle

Oxidation

5

44 + 45 3.7 Stille Verbrennungen Stille Verbrennung 1

46 3.8 Exkurs Kohlenstoffdioxid

und der Treibhauseffekt

Treibhausgase

Treibhauseffekt

2

∑ = 17

6 Die Gewinnung reiner Metalle


90 + 91 6.3 Vom Metalloxid zum

Metall

Reduktion

Sauerstoffübertragungsreaktion Thermitverfahren

Redoxreaktion

Oxidationsmittel

Reduktionsmittel

6

92ff 6.4 Eisen- und

Stahlgewinnung

Sauerstoffaufblasverfahren 1

∑ = 7

7 Kohlenwasserstoffe – Energieträger und Rohstoffe


150 7.3 Die Alkane – eine

homologe Reihe

Kohlenwasserstoffe

Alkane

Homologe Reihe Isomere

Strukturisomere

Konstitutionsisomere

6

-239-

151 7.4 Die Alkane -

Nomenklatur

Nomenklatur

Alkylgruppe

Halbstrukturformel

3

153 7.6 Die Alkane – der

räumliche Bau

Tetraederwinkel 1

154 +

155

7.7 Die Alkane – Struktur-

Eigenschafts-Beziehungen

Induzierte Diple

Van-der-Waals-Kräfte

Viskosität Hydrophil

Hydrophob

lipophil

6

158 7.9 Die Alkane –

Brennbarkeit

Flammtemperatur

Halogenkohlenwasserstoffe

2

159 7.10 Gewinnung von

Kohlenwasserstoffen aus

Erdöl

Fraktionen

Fraktionierende

Destillation

Vakuumdestillation

3

162 +

163

7.12 Kraftfahrzeugbenzin –

Verbrennung und

Katalysatoren

Klopffestigkeit

Octanzahl

Katalysator

3

164 +

165

7.13 Kraftfahrzeugbenzin –

Herstellung und Veredelung

Reformieren

Cracken

Thermisches Cracken

Katalytisches Cracken

4

166 +

167

7.14 Ethen – ein Alken Ungesättigte

Kohlenwasserstoffe Alkene

Additionsreaktion

Hydrierung

Dehydrierung

Eliminierungsreaktion

6

168 7.15 Vom Ethen zum

Polyethen

Monomer

Polymer

Makromolekül

Polymerisation

4

169 7.16 Halogenalkane Halogenalkane

Beilsteinprobe

Substitution

3

170 7.17 Isomeriearten E-Z-Isomerie 1

171 7.18 Die Vielfalt der

Kohlenwasserstoffe

Alkine

Cycloalkane

Cycloalkene

3

174ff 7.20 Erdatmosphäre und

Treibhauseffekt

Natürlicher Treibhauseffekt

Anthropogener Treibhauseffekt

3

178ff 7.21 Alternative Stoff- und

Energiequellen

Regenerative

Energiequellen

Nachwachsende Rohstoffe

Biomasse

8

-240-

Sonnenkollektor

Fotovoltaikanlage

Solarzelle

Brennstoffzelle

Biogas

182 + 183

7.22 Exkurs Alternative Energiequellen im Vergleich

Luftwasserkraftwerke Speicherkraftwerke

Gezeitenkraftwerke

Windenergie

Geothermie

Geothermiekraftwerke

6

∑ = 62

Anzahl neuer Fachbegriffe – Fokus Chemie

Chemische Reaktionen


84 + 85 Chemische Reaktion – eine

Stoffumwandlung

Stoffumwandlung

Chemische Reaktion

2

86 + 87 Chemische Reaktion –

Umwandlung, Vernichtung oder Erhalt?

Ausgangsstoffe

Edukte Reaktionsprodukt

Chemische Verbindung

Wortgleichung

Reaktionspfeil

6

90 + 91 Energie bei chemischen

Reaktionen

Exotherme Reaktion

Endotherme Reaktion

Energieumwandlung

Chemische Energie

Aktivierung

Aktivierungsenergie

6

92 + 93 Chemische Reaktion und

Zeit

Katalysator 1

∑ = 15

Redoxreaktionen


144ff Oxidation – Reduktion –

Redoxreaktion

Oxidation

Oxide

Reduktion

Umkehrbare Reaktionen

Reduktionsmittel

Redoxreaktion

7

-241-

Oxidationsmittel

148 + 149 Redoxreihe der Metalle –

Korrosion

Affinität

Unedle Metalle

Edle Metalle

Redoxreihe der Metalle

Passivierung Opferanode

Korrosion

7

∑ = 14

Chemie der Kohlenwasserstoffe


388 + 389 Vielfalt organischer

Verbindungen

Kohlenwasserstoffe 1

390 + 391 Alkane im Alltag Biogas

Strukturformel

Summenformel

Alkane

Paraffin

5

392ff Homologe Reihe –

Eigenschaften von Alkanen

Gesättigte

Kohlenwasserstoffe Homologe Reihe

Van-der-Waals-Kräfte

Viskosität

Hydrophob

Lipophil

Hydrophil

lipophob

8

396 + 397 Reaktionen der Alkane Vollständige Verbrennung

Unvollständige

Verbrennung

Substitution

3

398 + 399 Isomerie bei Alkanen Isomere

Isomerie Alkylgruppe

Normalalkane

Isoalkane

5

402 + 403 Halogenderivate der Alkane Derivate

Halogenalkane

Beistein-Probe

3

404ff Ethen und Ethin –

ungesättigte

Kohlenwasserstoffe

Alkene

Ungesättigte

Kohlenwasserstoffe

Addition

Hydrierung

Dehydrierung

Eliminierung

7

-242-

Alkine

408 Bildung von

Makromolekülen

Polymerisation

Makromoleküle

2

410 + 411 Ringförmige

Kohlenwasserstoffe

Cycloalkane

Aromaten

2

∑ = 36

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