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Stoffe, Stoffumwandlungen und die damit verbundenen Energieumsätze sind obligatorische Inhalte des Chemieunterrichts. Auch wenn chemische Reaktionen im Unterricht in der Regel im Reagenzglas durchgeführt werden, so muss doch deutlich werden, dass es sich hierbei um Vorgänge und Phänomene handelt, die in gleicher oder ähnlicher Form auch in Natur, Alltag, Technik und Industrie ablaufen. In diesen Bereichen sind sie in der Regel verkettet und vernetzt. Die Kenntnis der quantitativen Gesetzmäßigkeiten, nach denen chemische Reaktionen ablaufen, sind für ein tieferes Verständnis dieser komplizierten Zusammenhänge unbedingte Voraussetzung.

Deshalb ist es Aufgabe des Chemieunterrichts,

• Kenntnisse zu vermitteln und anzuwenden, die zum Verständnis von Stoffeigenschaften und Stoffumwandlungen im Alltag, in der Umwelt und in Technik und Industrie erforderlich sind
• Stoffumwandlungen als dynamische Prozesse herauszustellen und zu erarbeiten, dass sie nach bestimmten Gesetzmäßigkeiten ablaufen und quantitativ erfaßt werden können
• an konkreten Beispielen aufzuzeigen, dass der Mensch durch die Kenntnis dieser Gesetzmäßigkeiten in der Lage ist, den Verlauf von Stoffumwandlungen (chemische Reaktionen) zu steuern und zu beeinflussen, mit dem Ziel, gewünschte Stoffe zu produzieren
• energetische Aspekte und deren Bedeutung für den Ablauf chemischer Reaktionen herauszuarbeiten
• deutlich zu machen, dass Stoffumwandlungen in Alltag, Umwelt und Technik häufig sehr komplex sind und als Reaktionsketten linear aber auch als Stoffkreisläufe zyklisch miteinander verknüpft sein können
• Kenntnisse und Fähigkeiten zur Einschätzung der Gesundheits- und Umweltrisiken gefährlicher Stoffe zu vermitteln, so dass durch sicherheitsbewusstes Umgehen mit ihnen Gefahren minimiert werden können.

b) Experiment und Erkenntnisgewinnung

Die Durchführung von Experimenten in der Chemie ist die wichtigste Quelle der Erkenntnisgewinnung und führt zur Formulierung von Hypothesen und Gesetzen sowie zur Entwicklung von Modellvorstellungen und Theorien. Umgekehrt können empirische und theoretische Gesetze durch Experimente überprüft werden. Das Experiment und der Nachvollzug von Wegen der Erkenntnisgewinnung sind daher zentrale Anliegen des Chemieunterrichts. Logisches und komplexes Denken können in diesem Bereich vorzüglich geschult werden.

Hier gilt es

• grundlegende Begriffe, Gesetze, Modellvorstellungen und Theorien der Chemie - ggf. auch in ihren geschichtlichen Zusammenhängen - zu erarbeiten und auf konkrete Sachverhalte anzuwenden
• an Beispielen aus der Chemie die Bildung und Überprüfung von Hypothesen und deren gedankliche Verknüpfung mit dem Experiment als naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweise aufzuzeigen und anzuwenden
• in grundlegende chemische Arbeitsweisen, Verfahren und Experimentiertechniken einzuführen und diese auch praktisch umzusetzen
• sowohl die Möglichkeiten als auch die Grenzen chemischer Erkenntnisgewinnung an konkreten Beispielen aufzuzeigen.

Chemische Grundlagenkenntnisse müssen im Unterricht in einen Anwendungsbereich übertragen werden. Dabei wird deutlich, dass chemische Produktionsprozesse der Gesellschaft und ihren Individuen in der Regel Annehmlichkeiten aber auch Belastungen bringen (Ambivalenz der Anwendungen). Die Chemie stellt Methoden zur analytischen Erfassung der Belastungen bereit und ermöglicht Erkenntnisse von Zusammenhängen zwischen Ökonomie und Ökologie. Sie kann durch Optimierung von Produktionsverfahren zur Reduktion oder sogar Vermeidung von Belastungen beitragen.

Deshalb muss der Chemieunterricht

• die Bedeutung der Tatsache herausarbeiten, dass chemische Erkenntnisse in Alltag, Technik und Industrie angewendet werden und somit im Laufe der Geschichte erheblichen Einfluss auf Wirtschaft und Gesellschaft, auf Mensch und Umwelt hatten und haben
• aufzeigen und an konkreten Beipielen erfahrbar machen, dass die Chemie mit ihren analytischen Methoden geringste Stoffportionen in der Umwelt nachweisen kann und so wichtige Erkenntnisse über das Verhalten von Stoffen im Ökosystem ermöglicht
• die Abhängigkeit des Menschen von der Umwelt in Denken und Handeln miteinbeziehen
• die Notwendigkeit eines verantwortungsvollen Umgangs mit erneuerbaren und nicht erneuerbaren Ressourcen für die Menschheit (nachhaltige Entwicklung) aufzeigen
• an konkreten Beispielen verdeutlichen, dass Problemlösungen bei ökonomischen und ökologischen Gefahren globaler Dimension (Begrenztheit natürlicher Ressourcen und der ökologischen Belastbarkeit) auf interdisziplinärer Basis gefunden werden müssen
• den Erwerb von Grundlagen für eine sachliche, fundierte, kritische Beurteilung von chemischen Fragestellungen, Theorien, Forschungsvorhaben und Produktionsprozessen ermöglichen
• insbesondere in Projektphasen erfahrbar machen, dass fachübergreifende Zusammenarbeit und Qualifikationen wie Teamfähigkeit und Kommunikationsfähigkeit bei der Lösung komplexer Probleme unerlässlich sind.

Fähigkeiten und Fertigkeiten zum selbständigen Arbeiten werden im Fach Chemie in vielfältiger Weise vermittelt bzw. erworben. Dabei kommen verschiedene Methoden des Lernens, des Wissenserwerbs sowie der Arbeitsorganisation zum Einsatz. Schülerinnen und Schüler können so Handlungskompetenz und allgemeine Studierfähigkeit erlangen.

In diesem Zusammenhang werden die Schülerinnen und Schüler im Chemieunterricht

• Fragestellungen im Bereich der Chemie eigenständig formulieren, die zur Bearbeitung erforderlichen Informationen selbständig beschaffen (z. B. durch Literaturrecherche, Umgang mit Datenbanken, Expertenbefragung) und diese gegenstands- und problemangemessen einsetzen
• chemische Sachverhalte und Prozesse unter Anwendung der Fachsprache verständlich verbalisieren und im Zusammenhang darstellen, ggf. auch bei der Anfertigung einer Facharbeit
• Experimente selbständig planen, in geeigneter Form durchführen sowie deren Ergebnisse auswerten und sachangemessen darstellen
• Arbeitsprozesse selbst organisieren und Arbeitsvorhaben konsequent verfolgen, ggf. auch bei der projektartigen Bearbeitung von Themen
• durch gemeinsames Experimentieren oder andere Gruppenarbeiten Team-, Kooperations- und Kommunikationsfähigkeit erwerben
• die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der elektronischen Informations- und Kommunikationstechnologien (Datenbanken, Steuern und Regeln, Messwerterfassung, Dokumentation, Simulation, Lernprogramme etc.) nutzen.

Inhalte Jahrgangsstufe 11

Leitthema: Ablauf und Steuerung chemischer Reaktionen in Natur und Technik

Behandelt werden müssen folgende Themenfelder:

Themenfeld A:  Reaktionsfolge aus der organischen Chemie
Themenfeld B:  Ein technischer Prozess
Themenfeld C:  Ein Stoffkreislauf in Natur und Umwelt

Folgende Unterrichtsgegenstände sind zu behandeln:
- Anorganische Verbindungen: ausgewählte Säuren/Basen und deren Salze
- Organische Stoffklassen: Alkanole, Alkanale, Alkansäuren
- homologe Reihe und IUPAC-Nomenklatur
- Oxidationszahlen
- Reaktionsgeschwindigkeit, Katalyse
- chemisches Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz, Prinzip von Le Chatelier
- einfaches Atom- und Bindungsmodell, Struktur-Eigenschaftsbeziehungen,
   hydrophil-hydrophob, Stoffmenge, molare Masse, Stoffmengenkonzentration  

Inhalte Jahrgangsstufe 12

Leitthema:   Chemie in Anwendung und Gesellschaft

verbindliche Unterrichtsgegenstände:
- galvanische Zellen: Potentialdifferenz, Modellvorstellung zur elektrochemischen Doppelschicht
- Spannungsreihe der Metalle, Addiditvität der Spannungen, Standardelektrodenpotential
- Nernstsche Gleichung oder Faraday-Gesetze
- einfache Elektrolsyen im Labor

Themenfeld B: Reaktionswege zur Herstellung von Stoffen in der organischen Chemie

verbindliche Unterrichtsgegenstände:
- Verknüpfung von Reaktionen zu Reaktionswegen
- Reaktionstypen: Substitution, Addition, Eliminierung
- Aufklärung eines Reaktionsmechanismus (nur LK)
- Stoffklassen: Alkane, Alkene, Halogenalkane, Ester
- funktionelle Gruppen

Themenfeld C: Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung

verbindliche Unterrichtsgegenstände:
- Protolysen: Brönstedscher Säure-Base-Begriff, Autoprotolyse des Wassers, pH-, pKS-Werte
- einfache Titrationen mit Endpunktbestimmungen, Titrationskurven (nur LK)

Inhalte Jahrgangsstufe 13

Obligatorisch ist ein Themenfeld und integrative Behandlung eines der Theoriekonzepte nach Wahl des Fachlehrers.
Die Verknüpfung von mehreren Themenfeldern ist möglich.

Die Abiturprüfung

Quelle:  Richtlinien Chemie Gymnasiale Oberstufe/Gesamtschule S II (NRW 4723)

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