Bildungsstandards 4-stündig

KURSSTUFE (4-STÜNDIGES KERNFACH)

Bildungsstandards im Fach Chemie
Allgemein bildendes Gymnasium, Baden-Württemberg 2004

Die Schülerinnen und Schüler können

1. CHEMISCHE ENERGETIK
1. offene, geschlossene und isolierte Systeme definieren;
2. chemische Reaktionen unter stofflichen und energetischen Aspekten (exotherm, endotherm, Brennwert, Heizwert) erläutern;
3. eine kalorimetrische Messung planen, durchführen und auswerten (Reaktionsenthalpie);
4. den Satz von der Erhaltung der Energie auf chemische Reaktionen anwenden und Reaktionsenthalpien aus Bildungsenthalpien berechnen;
5. die Entropie als Maß für die Wahrscheinlichkeit eines Zustandes beschreiben;
6. Änderungen der Entropie bei chemischen Reaktionen abschätzen;
7. die GIBBS-HELMHOLTZ-Gleichung auf geeignete Beispiele anwenden (Freie Reaktionsenthalpie);
8. an Beispielen die Grenzen der energetischen Betrachtungsweise aufzeigen (metastabiler Zustand und unvollständig ablaufende Reaktionen).
   
   
2. CHEMISCHE GLEICHGEWICHTE
1. umkehrbare Reaktionen und die Einstellung eines chemischen Gleichgewichtes beschreiben (Veresterung und Ester-Hydrolyse);
2. ein Modellexperiment zur Gleichgewichtseinstellung durchführen;
3. die Rolle eines Katalysators für die Gleichgewichtseinstellung erläutern;
4. das Prinzip von LE CHATELIER zur Beeinflussung von Gleichgewichten anwenden (Änderungen von Konzentrationen, Druck und Temperatur);
5. das Massenwirkungsgesetz zur quantitativen Beschreibung von homogenen Gleichgewichtsreaktionen anwenden;
6. die Leistungen von HABER und BOSCH präsentieren;
7. Faktoren nennen, welche die Gleichgewichtseinstellung bei der Ammoniak-Synthese
8. beeinflussen und mögliche technische Problemlösungen kommentieren;
9. die gesellschaftliche Bedeutung der Ammoniak-Synthese erläutern.
   
   
3. SÄURE-BASE-GLEICHGEWICHTE
1. die Gleichgewichtslehre auf Säure-Base-Reaktionen mit Wasser anwenden;
2. Säure-Base-Reaktionen mithilfe der Theorie von BRØNSTED beschreiben;
3. das Donator-Akzeptor-Prinzip auf Säure-Base-Reaktionen übertragen;
4. Säuren und Basen mithilfe der pKS-Werte (Säurestärke) beziehungsweise pKB-Werte (Basenstärke) klassifizieren;
5. die Autoprotolyse des Wassers erläutern und den pH-Wert definieren;
6. pH-Werte von Lösungen einprotoniger, starker Säuren und von Hydroxid-Lösungen berechnen;
7. im Näherungsverfahren pH-Werte für Lösungen schwacher Säuren und Basen berechnen;
8. die Säure-Base-Theorie auf Indikatoren anwenden;
9. Puffersysteme und deren Bedeutung an Beispielen erklären;
10. Säure-Base-Titrationen zur Konzentrationsbestimmung planen undexperimentell durchführen.
    
    
4. NATURSTOFFE
1. die Monomere biologisch wichtiger Makromoleküle nennen und deren Strukturformeln in der Fischer-Projektion angeben (D-Glucose, D-Fructose, L- α - Aminosäuren);
2. Vorkommen, Verwendung und Eigenschaften von Monosacchariden, Disacchariden und Polysacchariden beschreiben (Glucose, Fructose, Maltose, Cellobiose, Saccharose, Stärke, Amylose und Cellulose);
3. die Chiralität am räumlichen Bau von Molekülen erkennen (asymmetrisches Kohlenstoff-Atom);
4. Mono- und Disaccharide in Projektionsformeln nach FISCHER und HAWORTH darstellen (D-Isomere, α- und β-Form);
5. die glykosidische Bindung erläutern;
6. die Primärstruktur eines Peptids aus vorgegebenen Aminosäuren darstellen;
7. die Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen erläutern;
8. Denaturierungsvorgänge und deren Bedeutung erklären;
9. die Funktion biologisch wichtiger Stoffe aus dem räumlichen Aufbau ihrer Moleküle begründen (Stärke, Cellulose, Enzyme, DNA);
10. Beispiele für die Nutzung nachwachsender Rohstoffe nennen (Ökobilanzierung);
11. das Prinzip der Kondensationsreaktion anwenden und die Vielfalt als Ergebnis der Wiederholung einfacher Prozesse begründen;
12. Nachweisreaktionen auf Zucker und Proteine experimentell durchführen (GOD-Test, TOLLENSProbe, Biuret- oder Ninhydrin-Reaktion);
13. mithilfe von Modellen den Aufbau der DNA erklären und darstellen (Phosphorsäureester, Desoxyribose, Basenpaarung durch Wasserstoff-brücken);
14. Vorkommen und Bedeutung der DNA erklären.
    
    
5. AROMATEN
1. Eigenschaften, Vorkommen und Verwendung von Benzol beschreiben;
2. am Beispiel des Benzols die mögliche Gesundheitsproblematik einer chemischen Substanz erläutern;
3. bei Diskussionen um gesundheitsgefährdende Stoffe fachlich fundiert argumentieren (MAK, TRK);
4. Grenzen bisher erarbeiteter Bindungsmodelle angeben und unerwartete Eigenschaften des Benzols aus der besonderen Molekülstruktur erklären (delokalisierte Elektronen, Mesomerie, KEKULÉ);
5. die Bedeutung oder Verwendung weiterer wichtiger Aromaten in Natur, Alltag und Technik beschreiben, sowie die systematischen Namen und die Strukturformeln dieser Aromaten angeben (Phenol, Toluol, Benzaldehyd, Benzoesäure, Styrol, Phenylalanin).
   
   
6. KUNSTSTOFFE
1. Beispiele für die Bedeutung von Kunststoffen in Alltag und Technik nennen;
2. den Zusammenhang zwischen den Eigenschaften von Kunststoffen und ihrer Molekülstruktur erläutern (Thermoplaste, Duroplaste, Elaste, STAUDINGERs Theorie der Makromoleküle);
3. das Prinzip von Kunststoffsynthesen erläutern (Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition) und die Kenntnisse auf geeignete Beispiele anwenden (Monomer und Polymer, Polyethen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyurethan);
4. darstellen, wie das Wissen um Struktur und Eigenschaften von Monomeren und Polymeren zur Herstellung verschiedener Werkstoffe genutzt wird;
5. Polymere selbst herstellen (Polymerisat, Polykondensat);
6. die Teilschritte einer Polymerisationsreaktion mit Strukturformeln und Reaktionsgleichungen beschreiben (radikalische Polymerisation; Startreaktion,Kettenwachstum, Abbruchreaktion);
7. Lösungsstrategien zur Verwertung von Kunststoffabfällen darstellen (Werkstoffrecycling, Rohstoffrecycling, energetische Verwertung; Nachhaltigkeit);
8. Aspekte der Nachhaltigkeit beim Einsatz von Kunststoffen zusammenstellen (PET-Flaschen, Kraftfahrzeugteile).
   
   
7. ELEKTROCHEMIE
1. das Donator-Akzeptor-Prinzip auf Reaktionen mit Elektronenübergang anwenden (Oxidation, Reduktion, Angabe von Redoxpaaren);
2. Redox-Reaktionen mithilfe von Oxidationszahlen identifizieren;
3. den Aufbau einer galvanischen Zelle beschreiben;
4. die wesentlichen Prozesse bei Elektrolysen und galvanischen Zellen nennen und beschreiben;
5. den Aufbau und die Funktion der Standard-Wasserstoff-Halbzelle erläutern;
6. die Tabelle der Standardpotenziale zur Vorhersage von elektrochemischen Reaktionen anwenden;
7. herkömmliche Stromquellen mit aktuellen und zukunftsweisenden Entwicklungen bei elektrochemischen Stromquellen (Brennstoffzelle) vergleichen;
8. Möglichkeiten zur elektrochemischen Speicherung von Energie beschreiben;
9. den Zusammenhang zwischen Ionen-Konzentration und messbarer Potenzialdifferenz in galvanischen Zellen erläutern;
10. elektrochemische Experimente durchführen und auswerten.

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