Chemie

 

Daß ich nicht mehr mit saurem Schweiß
Zu sagen brauche, was ich nicht weiß;                   
Daß ich erkenne, was die Welt
Im Innersten zusammenhält.                    

Goethe: Faust. Der Tragödie erster Teil. Szene: Nacht

 

Wir möchten Sie auf den Weg zu dieser Erkenntnis bringen.
Ohne teuflische Hilfe (Mephisto) aber mit Chemie.

Allgemeines zum Fach Chemie :

Die Darstellung „der Chemie“ in den Medien und in der Werbung wirkt sicherlich nicht einladend, genau dieses Fach als Unterrichtsfach zu wählen.
Kritische Menschen jedoch werden das Gefühl nicht los, hier nur voreingenommen, falsch und unzureichend informiert worden zu sein. Chemieunterricht, der alltagsbezogene Themen aufgreift, wo immer es möglich ist, kann dazu beitragen, ein sachlich fundiertes und kritisches Urteilsvermögen zu entwickeln für den verantwortungsvollen Umgang mit der Umwelt.
Ein weiterer Grund zur Wahl des Faches Chemie hängt häufig mit einem Studienwunsch zusammen, weil von A wie Architektur bis Z wie Zahnmedizin chemisches Wissen Bestandteil der Ausbildung und Prüfungen ist. Mit einer vorhandenen oder noch zu entdeckenden Neigung zu technisch naturwissenschaftlichen Themen ergeben sich angesichts des zukünftigen  Mangels an entsprechenden Fachkräften interessante Zukunftsperspektiven.
In diesem Zusammenhang sagte einmal eine Studierende: „Chemie kann man sich nur schwer selbst beibringen“.
Anzumerken ist noch, dass neben dem Numerus Clausus die Hochschulen weitere Auswahlkriterien für örtliche Zulassungsverfahren festlegen können, wie z.B. die Gewichtung bestimmter Noten im Abschlusszeugnis.

Allgemeine Unterrichtsprinzipien:


Es werden keine unübersichtlichen und nichtverstandenen Fakten angehäuft. Chemische Formeln werden nicht auswendig gelernt, sondern ausgehend von experimentellen Beobachtungen entwickelt und interpretiert. Die Fakten liefern Tabellen, die sowohl im Unterricht als auch in Prüfungen benutzt werden dürfen. Unser Gehirn sollte also nicht als Datenspeicher zweckentfremdet werden.
Der bevorstehende Ausbau der experimentellen Möglichkeiten bietet die Gelegenheit, die stoffliche Welt im ursprünglichen Sinn des Wortes zu begreifen. Wenn möglich, soll also das selbst durchgeführte Experiment im Zentrum des Lernens stehen. Weiterhin ist das Erlernen einer naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweise Ziel des Chemieunterrichts.
Kritisch und informativ werden allltagsrelevante Themen aufgegriffen und dabei ein grundlegendes Verständnis der Naturphänomene durch einfache Modelle und Theorien entwickelt, die beliebig verfeinert werden können und so zur Grundlage eines erfolgreichen Studiums werden können.


 

Chemie in der Einführungsphase (1. + 2. Semester):

Chemie wird in der Einführungsphase mit einem Umfang von zwei Wochenstunden im ersten oder zweiten Semester angeboten.

Verbindliche Semesterthemen in der Einführungsphase:

  • Teilchentheorie, Atomtheorie, Periodensystem und chemische Reaktion, Stoffe und Stoffeigenschaften,
    Theorie der Aggregatzustände.
    • Wie ein Anspitzer mit Luft und Wasser so reagieren kann, dass man schließlich Ammoniak erhält,
      kann hier z.B. beobachtet werden.
  • Atommodelle, Chemische Bindung, Symbole, chemische Formeln, einfache Reaktionen („Verbrennung“,
    Elektrolyse), einfache Rechnungen (Stoffmenge – Stoffmasse);
    • Wie mit der Hilfe der chemischen Symbole Naturphänomene beschrieben und erklärt werden können
      und was z.B. die Angaben auf einer Mineralwasserflasche bedeuten, kann hier z.B. beobachtet werden.


Chemie in der Qualifikationsphase (3. - 6. Semester):

Chemie ist in der Qualifikationsphase als Grundkurs im Umfang von drei Wochenstunden wählbar.

Im dritten Semester geht es darum, wissenschaftlich zu erklären,

  • was z. B. den Biss in eine Zitrone zu einem sauren Erlebnis macht,
  • wie Kalk in die Kaffeemaschine hinein kommt und nur mit Chemie wieder herauskommt,
  • wie Backpulver Kuchen chemisch so locker macht und warum die Laugenbrezel nicht nach Seife schmeckt.

Man erfährt, was der pH-Wert ist und welche Bedeutung er z.B. im Mund (Karies) oder in einer Waschlotion hat.
Das alles wird durch praktische Übungen und Messungen ergänzt.

Im vierten Semester geht es im Bereich der „organischen Chemie“ um Stoffe des alltäglichen Lebens:

  • Benzin, Erdgas, Feuerzeuggas, Diesel und Heizöl
  • Alkohol und was man daraus machen kann.  Das können Stoffe sein, die als Nagellackentferner,
    zum Einlegen von Gurken oder als naturidentische Aromastoffe verwendet werden.

Im fünften Semester stehen die chemischen Vorgänge im Zentrum des Unterrichts, die dafür sorgen, dass man lange (ohne Steckdose)
mobil telefonieren und im Internet surfen kann und warum der Euro nicht rostet.
Es geht also um Elektrochemie, Batterien, Akkus (Elektromobilität) und Korrosionsschutz.

Im sechsten Semester
kann  z.B. das Thema „Kunststoffe“ (Trevira, Nylon, Biopol Polyester etc. als Wahlthema Gegenstand des Unterrichts sein.
Neben den chemischen Verfahren zur Herstellung dieser Stoffe geht es auch um die Wiederverwendung von z.B. PET-Flaschen,
die chemisch zu wertvollen Textilien wie Trevira verarbeitet werden können und um den Aspekt der Umweltverträglichkeit.


Verbindliche Semesterthemen in der Qualifikationsphase:


Drittes Semester

Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung:

  • Protolysen als Gleichgewichtsreaktionen;
  • Säure-Base-Begriff nach Brönsted;
  • Autoprotolyse des Wassers;
  • pH- und  pKs-Wert;


Viertes Semester

Reaktionswege zur Herstellung von Stoffen in der organischen Chemie

  • Verknüpfung von Reaktionen zu Reaktionswegen
  • Reaktionstypen:  Substitution, Addition, Eliminierung, inkl. charakteristischer  Reaktionsschritte; Redoxreaktionen
  • Stoffklassen: Alkane, Alkene, Halogenalkane, Alkanole, Alkanale/Alkanone, Alkansäuren, Ester, 
  • Einfluss der Molekülstrukturen auf das Reaktionsverhalten:
  • Aufklärung eines Reaktionsmechanismus. (Reaktionen schrittweise erklären)


Fünftes Semester


Einfache Elektrolyse im Labor und Faraday-Gesetze

  • Batterien und Akkumulatoren: Grundprinzip der Funktionsweise
  • Galvanische Zelle: Vorgänge an Elektroden, Potentialdifferenz
  • Spannungsreihe der Metalle/Nichtmetalle: Additivität der Spannungen,
  • Standardelektrodenpotential
  • Konzentrationsabhängigkeit der Potentiale, ohne Berechnung

 
sechstes Semester

Chemie a la carte oder Wir dürfen wählen.

Wahlthemen:

  • Theoriekonzept „Makromoleküle“  mit Anwendungsbeispielen im Themenfeld
    • „Natürliche und synthetische Werkstoffe“ (Polymerisate durch radikalische Polymerisation;
      Polyester, Polyamide, Proteine; Polyurethane)
  • Theoriekonzept „Das aromatische System“ mit Anwendungsbeispielen im Themenfeld
    • „Farbstoffe und Farbigkeit“ (Azofarbstoffe; Indigofarbstoffe)


Das Curriculum ist auf der Grundlage der Vorgaben im Zusammenhang mit dem „Zentralabitur NRW“ konzipiert!

Ministeriale Vorgaben für das Zentralabitur mit den fachspezifischen Operatoren und Aufgabenbeispielen für das Fach Chemie.