Chemie

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klassen 12-13 vermittelt vertiefendes Wissen zur Stoffklasse der Tenside. Die Lernenden befassen sich mit dem chemischen Aufbau und der Wirkung von Tensiden anhand des Struktur-Eigenschafts-Konzepts. Experimente zur Oberflächenspannung und Mizellenbildung vertiefen das Verständnis der Abläufe auf molekularer Ebene. Auch gesundheitliche und ökologische Aspekte sowie die Osmose-Reinigung als nachhaltige Alternative zum Tensideinsatz werden thematisiert. Tenside sind in modernen Reinigungsmitteln kaum noch wegzudenken. Nicht nur die Profis aus dem Gebäudereiniger-Handwerk sind auf sie angewiesen. Auch im Alltag haben Tenside viele Einsatzbereiche – und das nicht nur beim Waschen und Putzen. Die praktischen Helfer bringen aber auch Herausforderungen mit sich: Sie können Umwelt und Gesundheit belasten, insbesondere, wenn sie nicht fachgerecht eingesetzt werden. Umso wichtiger ist ein fachgerechter sowie bewusster Umgang mit diesen Stoffen. Die Lernenden erhalten ein weitreichendes Wissen rund um die Stoffklasse der Tenside. In diesem Zusammenhang werden zunächst grundlegende Kenntnisse über den chemischen Aufbau von Tensiden sowie ihre Eigenschaften besprochen. Dadurch lernen die Schülerinnen und Schüler die Anwendung des Struktur-Eigenschafts-Konzeptes kennen. ( Arbeitsblatt 1 ) Im weiteren Verlauf der Einheit wird dann auf die Waschwirkung im Detail und die damit verbundenen reinigungstechnischen Eigenschaften von Tensiden eingegangen. Dabei wird zum einen die Herabsetzung der Oberflächenspannung durch waschaktive Substanzen anhand eines Experiments thematisiert und zum anderen die Ausbildung von Mizellen sowie deren Struktur behandelt. In diesem Zusammenhang wird auch die Wirkweise von Tensiden als Emulgatoren und Dispersionsmittel angesprochen. ( Arbeitsblatt 2 ) Im Anschluss werden anhand fächerübergreifender Aufgabenstellungen die ökologischen und gesundheitlichen Aspekte von Tensiden beleuchtet und so ein Bezug zum Thema Nachhaltigkeit geschaffen. Der Fokus liegt dabei auf der durch Tenside hervorgerufenen Umweltbelastung und dem Kennenlernen verschiedener Zertifikate, die dabei helfen sollen, nachhaltige Produkte zu identifizieren. Darüber hinaus wird das nachhaltige Verfahren der Osmose-Reinigung erarbeitet. ( Arbeitsblatt 3 ) Das Thema Tenside ist aus dem Alltag eines jeden Menschen nicht mehr wegzudenken. Das Anwendungsgebiet der Tenside erstreckt sich über alle Lebensbereiche der Schülerinnen und Schüler. Neben den offensichtlichen Anwendungsbereichen wie der Kosmetikindustrie oder den Haushaltsreinigern, werden Tenside auch als Emulgatoren für Lebensmittel oder in der Farb- und Lackindustrie genutzt. Vor allem aber auch mit Blick auf die Themen Nachhaltigkeit und Umweltschutz sollten sich die Schülerinnen und Schüler mit der Bedeutung eines ressourcenschonenden Umgangs mit Reinigungsmitteln auseinandersetzen und ihren eigenen Konsum kritisch reflektieren. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet und für das Fach Chemie genutzt werden. Sie bietet detailliertes Wissen über Tenside in naher Anlehnung an den Alltag. Das Material besitzt ebenso fächerübergreifende Aspekte und ermöglicht damit das Konzept Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) in den Unterricht zu integrieren. Ein gewisses chemisches Vorwissen bezüglich der organischen Chemie wird für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt. So sollten Kenntnisse über funktionelle Gruppen sowie Bau- und Ordnungsprinzipien organischer Stoffe bereits vorliegen. Für das Lösen der verschiedenen Aufgabenstellungen stehen Arbeitsblätter mit Infotexten zur Verfügung. In einigen Aufgabenstellungen wird zusätzlich die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und auch das kritische Hinterfragen gefördert. Kleine Experimente unterstützen dabei, die zuvor besprochenen theoretischen Kenntnisse zu vertiefen. Ein breites Spektrum an Lernmethoden und Sozialformen ermöglicht es den Unterricht abwechslungsreich und interessant zu gestalten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kennen den chemischen Aufbau und die daraus resultierenden Eigenschaften von Tensiden. können die Wirkungsweise von Tensiden und deren Waschwirkung erklären. wenden das Struktur-Eigenschafts-Konzept an. kennen Gefahren und Risiken beim Tensideinsatz. vergleichen Ökosiegel, die zur Kennzeichnung von Reinigungsmitteln eingesetzt werden. beurteilen Tenside in Hinblick auf Nachhaltigkeit. kennen nachhaltige Alternativen zum Tensideinsatz (Osmose-Reinigung). führen chemische Experimente eigenständig durch. nutzen ihr Wissen, um fächerübergreifende Fragestellungen zu beantworten. setzen sich kritisch mit den ökologischen Aspekten von Tensiden auseinander und bewerten den oft vermehrten Einsatz. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen verschiedene Medienangebote für ihre Recherche. wählen digitale Inhalte selbstständig aus und hinterfragen diese vorher kritisch. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren sachlich und bearbeiten verschiedene Aufgabenstellungen in Zusammenarbeit mit anderen Schülerinnen und Schülern. Verwendete Literatur M. Baum, S. Schwarzer (2013). Wie dünn ist eine Seifenblase? Ein experimenteller Zugang zu Mikro- und Nanoschichten, Chemkon, 20, Nr.1, 25-28, DOI: 10.1002/ckon.201210193. M. Böhme, T. Fotschki, C. Liersch, C. Pfaller, U. Steggewentz (2022). Fachwissen Gebäudereinigung. Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG. S.321 ff. M. Lutz. (2023). Fachbuch Gebäudereinigung, Verlag, S. 39 ff.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klassen 8–9 vermittelt den Schülerinnen und Schülern Kenntnisse zu den chemischen Eigenschaften von Wasser. Die Lernenden untersuchen den Zusammenhang zwischen dem molekularen Aufbau von Wasser und seinen besonderen Eigenschaften. Anhand von Experimenten analysieren sie Phänomene wie Oberflächenspannung, Löslichkeit und Wasserhärte und setzen diese in Beziehung zu Alltagsbeispielen. Wasser begegnet uns in unserem täglichen Leben. Es ist eine unverzichtbare Lebensgrundlage und ein großer Bestandteil des menschlichen Körpers. Ein bewusster Umgang mit Wasser hilft den Rohstoff zu schonen. Deshalb ist es besonders wichtig, das Bewusstsein bei alltäglichen Routinen wie beispielsweise dem Zähneputzen oder dem Nutzen der Spül- und Waschmaschine zu stärken. Durch die Erweiterung der Kenntnisse über die außergewöhnlichen chemischen Eigenschaften von Wasser und seinen Besonderheiten, wird die Bedeutung des Wassers hervorgehoben und im Denken und Handeln der Schülerinnen und Schüler verankert. Sie werden sensibilisiert und erfahren, dass ein sorgsamer Umgang mit diesem wertvollen Rohstoff unerlässlich ist. Die Unterrichtseinheit liefert einen allgemeinen Überblick über die chemischen Eigenschaften dieses besonderen Moleküls. Sie vermittelt ein grundlegendes Verständnis für die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Wassermolekülen sowie den daraus resultierenden Eigenschaften und geht dabei auch auf die Elektronegativität von Elementen ein. Des Weiteren wird die Besonderheit hervorgehoben, dass Wasser als einziger Stoff auf natürliche Weise in allen drei Aggregatzuständen vorkommt. Das Phänomen der Dichteanomalie wird dabei didaktisch reduziert anhand eines Beispiels aus dem Alltag betrachtet. Abschließend wird die Wichtigkeit und Notwendigkeit hervorgehoben, die Trinkwasserqualität regelmäßig zu überwachen. Dabei wird auf verschiedene Optionen eingegangen, die Qualität von Wasser zu verbessern und so zu einem nachhaltigen Umgang mit Wasser beizutragen. Das vorliegende Unterrichtsmaterial eignet sich für den Unterricht in der Sekundarstufe I im Fach Chemie. Es kann als Material für die Themen "Stoffe und Eigenschaften“ beziehungsweise "Aggregatzustände“ oder "umweltbezogene Chemie“ herangezogen werden und hebt die Bedeutung von Wasser hervor. Die Unterrichtseinheit bietet einen klaren Lebensweltbezug und regt an verschiedenen Stellen zum Denken an. Neben verschiedenen Lernmethoden und Sozialformen liefert sie auch eine vertiefende Zusatzaufgabe, die optional bearbeitet werden kann. Deshalb eignet sich die Einheit insbesondere auch für heterogene Lerngruppen. Das erste Arbeitsblatt kann als eine allgemeine Einführung in das Thema Wasser genutzt werden. Der Fokus liegt zunächst auf dem chemischen Aufbau sowie dem damit verbundenen Dipolcharakter von Wasser. Anhand eines Experiments werden die Oberflächenspannung und die intermolekularen Kräfte zwischen den Molekülen verdeutlicht. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich außerdem mit der Bedeutung von Wasser im Alltag auseinander. Weiterhin können die besonderen Eigenschaften von Wasser mit Hilfe des zweiten Arbeitsblattes behandelt werden. Dabei wird auf die verschiedenen Aggregatzustände des Wassers eingegangen. Das dritte Arbeitsblatt hebt die Wichtigkeit einer regelmäßigen Überprüfung der Wasserqualität hervor. Es können zwei Experimente durchgeführt werden, die zum einen auf die Wasserhärte eingehen und zum anderen die kalklösende Wirkung von Essigsäure verdeutlichen. Außerdem werden verschiedene Möglichkeiten hervorgehoben, die Wasserqualität zu verbessern. Eine abschließende Aufgabe regt zum Nachdenken an und soll das Bewusstsein für einen umweltfreundlichen und wertschätzenden Umgang mit Wasser stärken. Die Schülerinnen und Schüler erhalten im Laufe der Unterrichtseinheit durch visuelle Darstellungen und praxisnahe Beispiele aus ihrem Alltag ein weitgehendes Verständnis für die Bedeutung von Wasser. Ein spezielles Vorwissen wird für die Bearbeitung der Aufgabenstellung nicht benötigt, da das benötigte Wissen in den Infotexten vermittelt wird. Ein grundlegendes Wissen in Bezug auf die Vorbereitung und Durchführung der Experimente wird vorausgesetzt. Die allgemeine Vorgehensweise bei Experimenten (Frage stellen, Vermuten, Versuch durchführen und beobachten, Ergebnisse notieren, Auswertung) sollte zuvor wiederholt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen die chemische Struktur und die damit verbundene Polarität von Wasser kennen. erlangen detailliertes Wissen über die verschiedenen Eigenschaften des Wassers. befassen sich mit der Wasserhärte sowie der Aufbereitung von Trinkwasser. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen verschiedene Medienangebote für ihre Recherche. lernen verschiedene Medien zu unterscheiden und sie kritisch zu hinterfragen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten Aufgabenstellungen gemeinsam mit einer Partnerin oder einem Partner oder innerhalb einer Gruppe. verbessern ihre Diskussionsfähigkeit, indem sie ihre Meinung äußern und mit Argumenten unterstützen. wenden ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragen an. lernen praktische Versuche vorzubereiten, präzise zu beobachten und ihre Beobachtungen zu dokumentieren. Verwendete Literatur E. Riedel, C. Janiak (2007). Anorganische Chemie. Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, S. 542.

Diese Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 11–13 vermittelt den Schülerinnen und Schülern grundlegende Kenntnisse über die chemischen Vorgänge während der Korrosion. Sie erarbeiten, welche Faktoren die Korrosion begünstigen und lernen die Unterschiede gängiger Arten des Korrosionsschutzes kennen. Die chemischen Vorgänge während der Korrosion sind schon lange bekannt, vollständig verhindert werden können sie jedoch nicht. Das Thema Korrosion ist allgegenwärtig und die Wechselwirkungen zwischen Metallen und ihrer Umgebung ziehen jährlich hohe Kosten nach sich. Aber nicht nur hinsichtlich wirtschaftlicher Aspekte, auch angesichts des nachhaltigen Handelns sind Korrosionsschutzmaßnahmen relevant und aktuell. Nachhaltige Lösungen werden immer wichtiger, da sie die Lebensdauer von Werkstoffen und Bauwerken verlängern und durch Ressourcenschonung auch die Umwelt schonen. Diese Unterrichtseinheit kann dem Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II zugeordnet werden. Sie orientiert sich an einem Thema, das jedem Menschen in verschiedenen Situationen im Alltag begegnet. In den Rahmenlehrplänen ist die Thematik bundesweit verankert und erfährt insbesondere mit Blick auf Nachhaltigkeit erneute Aufmerksamkeit. Schwerpunkt dieser Unterrichtseinheit ist unter anderem die Vermittlung der chemischen Prozesse, die während der Korrosion ablaufen. Im späteren Verlauf der Einheit wird dann auf verschiedene Faktoren eingegangen, die die Korrosion von Metallen fördern. In diesem Zusammenhang entwickeln die Schülerinnen und Schüler mit dem bisher erlangten Wissen ein Experiment, das die Vorgänge während der Korrosion von Metallen nochmals verdeutlicht. Abschließend wird der Fokus auf die verschiedenen Verfahren des Korrosionsschutzes gelegt. An dieser Stelle kann ergänzend das Thema Korrosionsschutz in Bezug auf Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit in einer fächerübergreifenden Aufgabenstellung betrachtet werden. Dabei kann die Diskussionsrunde entweder in Gruppen- oder Klassengröße erfolgen. Das Thema Korrosion eignet sich gut, um das Interesse der Schülerinnen und Schüler an der Chemie zu wecken, da es sichtbare Berührungspunkte mit im Alltag beobachtbaren Phänomenen bietet. Darüber hinaus bietet es eine gute Grundlage, um die Themen Nachhaltigkeit, Wirtschaft und Innovation am Beispiel und Lernfeld des Gerüstbauhandwerks zu behandeln. Die Unterrichtseinheit eignet sich für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II und orientiert sich an den Themenfeldern "Redoxgleichgewichte", "Elektrochemie" beziehungsweise "Elektronenübertragungsreaktionen". Grundlegende chemische Kenntnisse in Bezug auf Redoxreaktionen werden für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt und sollten gegebenenfalls vor der Unterrichtseinheit mit den Schülerinnen und Schülern wiederholt werden. Außerdem sollte die Medienkompetenz vorliegen, themenbezogen und kritisch in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Darüber hinaus sind keine weiteren Kenntnisse notwendig. Die Einheit eignet sich als Einstieg in das Thema und bietet ein breites Spektrum an Lernmethoden und Sozialformen, sodass der Unterricht interessant und abwechslungsreich gestaltet werden kann. Für die Erarbeitung der verschiedenen Aufgabenstellungen stehen Arbeitsblätter mit Info-Texten zur Verfügung. Zusätzlich wird in einigen Aufgabenstellungen die eigene Recherchefähigkeit geschult und verbessert. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erklären Phänomene der Stoffumwandlung bei chemischen Reaktionen. entwickeln Reaktionsgleichungen anhand ausgewählter Beispiele. erläutern die Bildung eines Lokalelements bei Korrosionsvorgängen. erlangen detailliertes Wissen über verschiedene Korrosionsschutzmaßnahmen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen verschiedene Medienangebote für ihre Recherche. unterscheiden verschiedene Medien und hinterfragen diese kritisch-reflektiert. wählen digitale Inhalte und Informationen selbstständig aus. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können sachlich kommunizieren und Aufgaben in Zusammenarbeit mit anderen Schülern bearbeiten und ausführen. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden. beurteilen die Folgen von Korrosion und Korrosionsschutzmaßnahmen unter ökonomischen und ökologischen Aspekten. Verwendete Literatur Kirsch, W., Schlachter, B. & Mangold, M. (2012a). Fit fürs Abi. Chemie Oberstufenwissen . Schroedel. Pistohl, B. (2015). Abitur-Training: Chemie 2 . Stark Verlag. Stranghöner, N., Baddoo, N. & Stehr, S. (2018). Nichtrostender Stahl im Bauwesen – Bemessung von Stahltragwerken aus nichtrostendem Stahl nach DIN EN 1993-1-4. Stahlbau , 87 (3), 279–283. https://doi.org/10.1002/stab.201820584 .

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 11 vermittelt Grundlagenwissen über die Gewinnung und Verarbeitung von Eisen zu Stahl. Die Schülerinnen und Schüler analysieren Redoxreaktionen im Hochofen, beschreiben die Umwandlung von Roheisen zu Stahl und erörtern chemische Prozesse im Kontext von Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit. So werden sowohl Reaktionsprinzipien als auch stoffliche Eigenschaften praxisnah erarbeitet. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet werden. Thematisch orientiert sie sich dabei an einem Werkstoff, der nicht nur in der Industrie, sondern auch im Alltag eine ganz entscheidende Rolle spielt: Stahl. Er lässt sich in jeglichen Branchen wiederfinden und ist als Werkstoff nicht wegzudenken. Im Fokus dieser Unterrichtseinheit steht die Gewinnung von Eisen sowie die Weiterverarbeitung zu Stahl. Dabei wird zunächst der Abbau von Metalle rzen im Detail betrachtet. Besonderes Augenmerk wird dann auf den Hochofenprozess und die dabei ablaufenden chemischen Reaktionen gelegt, wodurch die Schülerinnen und Schüler das Thema der Redoxgleichungen wiederholen und lernen es anzuwenden. Neben der Herstellung von Eisen wird auch die Umwandlung von Roheisen zu Stahl näher betrachtet, wobei hier vor allem das Linz-Donawitz-Verfahren eine wichtige Rolle spielt. Außerdem kann in einer fächerübergreifenden Aufgabenstellung die Stahlherstellung in Bezug auf Ressourcenschonung und Umweltfreundlichkeit zunächst in Gruppen und dann innerhalb der Klasse diskutiert werden. Dabei werden das kritische Hinterfragen und das Zusammenarbeiten in einer Gruppe sowie die Verteilung der Aufgaben geübt. In einigen Aufgabenstellungen dieser Unterrichtseinheit wird die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und geschult. Abschließend beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema Stahl als Werkstoff. Hierbei wird vor allem auf die enorme Vielfältigkeit an Anwendungsgebieten sowie verschiedenen Legierungsmöglichkeiten hingewiesen. Die Schülerinnen und Schüler erhalten einen groben Überblick über die Einteilung der Stähle nach ihrer chemischen Zusammensetzung und erkennen Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften der Stahllegierungen und den zugesetzten Elementen. Stahl ist einer der am häufigsten verwendeten Werkstoffe der Welt . Er begegnet uns überall im Alltag, ob am Frühstückstisch, auf dem Weg zur Schule oder in der Freizeit am Computer. Doch nicht nur im Alltag besitzt er größte Relevanz, auch als Werkstoff für die Bauindustrie, in Werkzeugen oder Maschinen ist er nicht mehr wegzudenken. Daher ist diese Thematik von höchster Bedeutung für den schulischen Unterricht. Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemie- und Geografieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Sie kann im Anschluss an das Themengebiet "Energie und chemische Reaktionen" als möglicher Kontext in Bezug auf die "Metallgewinnung" sowie einem "Nachhaltigen Umgang mit Stoffen und Energie" behandelt werden und bezieht sich dabei vor allem auf die Rahmenlehrpläne der Länder Berlin, Brandenburg und Nordrhein-Westfalen. Die Einheit bietet ebenso fächerübergreifende Aspekte und könnte teilweise als vertiefendes Modul im Fach Geografie für das Themengebiet "ökonomisch relevante Bodenschätze" beziehungsweise "Überblick über Arten und Verteilung von Bodenschätzen" eingesetzt werden. Außerdem kann diese Einheit in verringertem Umfang als ergänzendes und weiterführendes Material für die Sekundarstufe I während der Thematik "Metalle – Schätze der Erde" verwendet werden. Grundlegende chemische Kenntnisse werden für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt. Die Aufstellung von Reaktionsgleichungen und insbesondere von Redoxgleichungen sollte zuvor mit den Schülerinnen und Schülern besprochen worden sein. Außerdem sollte die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig. In der ersten Doppelstunde wird zunächst über das Thema der Metalle rze gesprochen. Als zentraler Punkt bei der Stahlherstellung wird auch hier besonderes Augenmerk auf den Hochofenprozess gelegt. Wahlweise kann hier eine klimafreundlichere Alternative zum Hochofenprozess – die wasserstoffbasierte Stahlerzeugung – thematisiert und so auf die Wichtigkeit einer nachhaltigen Großindustrie eingegangen werden. Im Anschluss werden der Werkstoff Stahl und seine Eigenschaften näher betrachtet. Im Verlauf der Unterrichtseinheit kann zwischen darbietendem Unterricht und der aktiven Mitgestaltung durch Schülerinnen und Schüler immer wieder variiert werden, was eine abwechslungsreiche Unterrichtsgestaltung erlaubt. Die Einheit bietet vertiefendes chemisches Wissen in Anlehnung an den Alltag mit breit gefächerten, binnendifferenzierbaren Aufgabenstellungen in verschiedenen Schwierigkeitsstufen. Diese können je nach Wissensstand, Grund- oder Leistungskurs flexibel ausgetauscht oder ergänzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich detailliiertes Wissen über Metallerze und deren Abbau. erläutern die chemischen Vorgänge im Hochofen. kennen das Linz-Donawitz-Verfahren. können verschiedene Stähle grob einteilen und sie an Gerüsten in ihrer Umgebung kennenlernen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus einem Text entnehmen und wiedergeben. können in verschiedenen Quellen zu einem naturwissenschaftlichen Sachverhalt recherchieren und verbessern dabei auch die Fähigkeit zur reflektierten Recherche im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen kritisch zu hinterfragen. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden. bewerten und diskutieren in einer Gruppe. Verwendete Literatur H.-D. Dobler, W. Doll, U. Fischer, W. Günter, M. Heinzler, E. Ignatowitz, R. Vetter (2003). Fachkunde Metall Haan-Gruiten: Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmey GmbH & Co. KG, S. 241 ff. D. Falk, P. Krause, G. Tiedt (2005). Tabellenbuch Metall , Westermann-Verlag.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klassen 8–9 vermittelt grundlegende Kenntnisse zu Metallen und Nichtmetallen. Die Schülerinnen und Schüler vergleichen Aufbau, Bindungstypen und Eigenschaften, um Ordnungsprinzipien von Stoffen zu verstehen. Durch Experimente zur elektrischen Leitfähigkeit und zu Reaktionen von Metallen erforschen sie deren Verhalten praktisch. Dabei werden Gefahrenquellen bewertet und das strukturierte Verfassen von Versuchsprotokollen geübt. Diese Unterrichtseinheit kann für den Unterricht in der Sekundarstufe I verwendet werden. Das Thema Metalle lässt sich nicht nur in allen Rahmenlehrplänen der Sekundarstufe I wiederfinden, auch in nahezu allen Bereichen unseres täglichen Lebens begegnen uns die verschiedensten Metalle. Sie sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Zu Beginn findet ein detaillierter Vergleich zwischen Metallen und Nichtmetallen statt, wobei besonderes Augenmerk auf die jeweiligen Eigenschaften sowie die verschiedenen Bindungstypen gelegt wird. Die Einheit bietet außerdem verschiedene Experimente in Bezug auf die Eigenschaften sowie den Nachweis von Metallen an, bei dem die Schülerinnen und Schüler selbst tätig werden dürfen. Hier spielen die Beurteilung von Gefahrenquellen eine wichtige Rolle und auch das strukturierte Schreiben eines Versuchsprotokolls kann hier entwickelt und geübt werden. Außerdem wird in vielen Aufgabenstellungen die Recherchefähigkeit der Schülerinnen und Schüler geschult. In den einzelnen Aufgabenstellungen wird ein Lebensweltbezug hergestellt, der den Schülerinnen und Schülern die Relevanz der Metalle aufzeigt. Gleichzeitig werden Parallelen zum Berufsleben des Gerüstbauers / der Gerüstbauerin gezogen. Das Thema Metalle und Nichtmetalle ist ein elementarer Bestandteil der täglichen Arbeit im Gerüstbauhandwerk und besitzt zudem höchste Relevanz im Unterricht, da der Umgang mit Metallen alltäglich ist. Die Unterrichtseinheit eignet sich ideal für den Chemie-Unterricht der Sekundarstufe I und bietet dabei grundlegendes chemisches Wissen in naher Anlehnung an den Alltag. Sie kann für die Inhaltsfelder "Metalle – Schätze der Erde", "Metalle" oder "Metalle und Metallgewinnung" genutzt werden (Vgl. Rahmenlehrplan Berlin, Mecklenburg-Vorpommern, NRW). Für die Bearbeitung der Aufgaben müssen lediglich die ersten chemischen Grundlagen der Mittelstufe bekannt sein. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig. Für die Durchführung der Lernendenversuche sollten die Grundlagen für chemisches Arbeiten sowie die Einschätzung von Gefahrenquellen vorher besprochen werden. In der ersten Stunde wird zunächst auf die Unterschiede von Nichtmetallen und Metallen eingegangen, wobei auch die verschiedenen Bindungstypen verglichen werden. An dieser Stelle kann ergänzend zur Metallbindung eine erste veranschaulichende Praxisübung zum Metallgitter eingebaut werden. Im weiteren Unterrichtsverlauf werden die verschiedenen Eigenschaften der Metalle im Detail besprochen. Bei Bedarf kann hier eine zweite veranschaulichende Praxisübung in Bezug auf den metallischen Glanz durchgeführt werden. Abschließend wird der Nachweis von Metallen thematisiert. Hierfür kann der Versuch der Flammenfärbung in Paar- oder Gruppenarbeit durchgeführt werden. Dieser Versuch ist optimal dazu geeignet die Struktur eines Versuchsprotokolls zusammen mit den Schülerinnen und Schülern zu erarbeiten. Insbesondere kann hier der Fokus auf die Schulung der genauen Beobachtungsgabe sowie auf das detaillierte Beschreiben unter Verwendung verschiedener Adjektive gelegt werden. Diese Unterrichtseinheit berücksichtigt darüber hinaus die Anwendung von Künstlicher Intelligenz (KI) für den Unterricht. So kann ein Bildimpuls in dieser Unterrichtseinheit themenspezifisch mit dem Bildgenerator Dall.E 2 von OpenAi erstellt und für den Stundeneinstieg genutzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erhalten ein breites Wissen über Metalle, ihre Eigenschaften und ihre Verwendung. können durch Flammenfärbung verschiedene Metalle nachweisen und den zugrundeliegenden chemischen Prozess erklären. können aufgrund verschiedener Eigenschaften mögliche Verwendungszwecke von Metallen angeben. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler wählen Informationen unter Nutzung von Informationsquellen gezielt und kritisch aus und verknüpfen diese mit dem erworbenen Wissen. können Informationen aus einem Text entnehmen und wiedergeben. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen, mit naturwissenschaftlichem Wissen umzugehen. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klassen 12–13 vermittelt Grundwissen über Biokraftstoffe und deren Bedeutung für eine nachhaltige Energieversorgung. Schritt für Schritt werden verschiedene Herstellungsverfahren und chemische Prozesse analysiert. Ein Experiment zur Gewinnung von Pflanzenöl verdeutlicht die Energieumwandlung praktisch. Abschließend reflektieren die Schülerinnen und Schüler kritisch die CO2-Bilanz und die ökologische Bedeutung alternativer Kraftstoffe. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet werden. Sie ist dabei realitätsnah gestaltet und bietet außerdem höchste Aktualität, denn sie orientiert sich thematisch an den umweltpolitisch gegenwärtig stark diskutierten Themen der Nachhaltigkeit und des Klimaschutzes. Im Detail wird hier auf verschiedene alternative Biokraftstoffe eingegangen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die verschiedenen Herstellungsverfahren gelegt. In Bezug auf die chemische Praxis kann ein Pflanzenöl in einem Lehrkraftexperiment in kleinem Maßstab hergestellt und der Prozess dabei veranschaulicht werden. Die CO 2 -Bilanz wird ausführlich thematisiert und es werden die klassischen mit den alternativen Kraftstoffen verglichen. Zuletzt werden die Schülerinnen und Schüler in einer weiterführenden, fächerübergreifenden Aufgabenstellung auf die Schwierigkeiten beim Thema Klimaschutz aufmerksam gemacht und hinsichtlich des eigenen Effekts auf die Umwelt sensibilisiert, indem sie ihren eigenen CO 2 -Fußabdruck ermitteln und bewerten. In vielen Aufgabenstellungen wird die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und verbessert, aber auch die Fähigkeit zur reflektierten Recherche im Internet geschult. Die Reduktion von Treibhausgas‑Emissionen durch erneuerbare Energien und damit verbunden die Ressourcenschonung und der Klimaschutz stehen aktuell im Fokus der deutschen Gesellschaft. Noch heute ist der Straßenverkehr zu einem großen Anteil für den Ausstoß des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid verantwortlich. Biokraftstoffe sind eine wichtige Möglichkeit, zum Klimaschutz beizutragen und so Treibhausgase einzusparen. Die Schülerinnen und Schüler sollten unbedingt für diese Thematik sensibilisiert und auf die Ziele des Bundes-Klimaschutzgesetzes aufmerksam gemacht werden. Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Sie kann für den Kontext "Energie und chemische Reaktionen" als Exkurs genutzt werden und im Zusammenhang mit der Bedeutung der angewandten Chemie für die Sicherung der Energieversorgung thematisiert werden. Ebenso ist sie als Grundlage des möglichen Kontextes "Nachhaltiger Umgang mit Stoffen und Energie" für das Themengebiet "Chemische Gleichgewichte in Natur und Technik" interessant (vgl. Rahmenlehrplan Berlin, Brandenburg, NRW). Darüber hinaus kann die Einheit teilweise fächerübergreifend im Fach Biologie oder Erdkunde als Grundlage einer methodischen Diskussion zum Thema Nachhaltigkeit eingesetzt werden. Das Themengebiet Kohlenwasserstoffe sollten die Schülerinnen und Schüler bereits beherrschen. Außerdem sollte für die Bearbeitung der Aufgaben ein gewisses chemisches Basiswissen vorhanden sein sowie die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig. In der ersten Stunde wird zunächst auf die Unterschiede klassischer und alternativer Kraftstoffe eingegangen, wobei besonders das Ziel der deutschen Bundesregierung fokussiert wird, mit Hilfe des Bundes‑Klimaschutzgesetzes bis 2045 einen Ausstoß von Treibhausgasen von nahezu Null zu erreichen. An dieser Stelle kann der Treibhauseffekt thematisiert oder wiederholt und diskutiert werden. Im weiteren Unterrichtsverlauf werden die verschiedenen Herstellungsverfahren sowie ihre jeweiligen Vor‑ und Nachteile thematisiert. Wahlweise und je nach Laborausstattung kann hier ein Versuch zur Gewinnung von Pflanzenöl aus Sonnenblumenkernen oder Bioethanol aus Traubensaft als Einzelversuch oder in Gruppenarbeit durchgeführt werden. Abschließend wird die CO 2 ‑Bilanz der jeweiligen Kraftstoffe diskutiert und mit den klassischen Kraftstoffen verglichen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich ein detailliertes Wissen über die verschiedenen alternativen Kraftstoffe und deren Herstellung. lernen die Bedeutung von Nachhaltigkeit im Zusammenhang mit der CO 2 -Bilanz kennen. erweitern ihr Wissen über Treibhausgase und deren Folgen für die Umwelt. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler trainieren die fächerübergreifende Recherche. wählen Informationen unter Nutzung von Informationsquellen gezielt und kritisch aus und verknüpfen diese mit dem erworbenen Wissen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen kritisch zu hinterfragen und überzeugend zu diskutieren. üben naturwissenschaftliche Sachverhalte zu prüfen und zu bewerten. lernen mit naturwissenschaftlichem Wissen umzugehen. verbessern ihre Selbstlernkompetenz.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 10 vermittelt zentrale Kenntnisse zu Lösungen, Löslichkeit und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Die Schülerinnen und Schüler lernen die chemische Struktur und Wirkung von Haarwaschmittel kennen, analysieren deren reinigungswirkung und stellen ein eigenes Haarshampoo her. Dabei wird das Konzept der Wasserstoffbrückenbindungen anschaulich vermittelt und handlungsorientiert erfahrbar. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe I eingeordnet werden. Thematisch orientiert sie sich dabei an einem sehr alltagsbezogenen Thema, das aus keinem Haushalt wegzudenken ist: den Tensiden. Besonderes Augenmerk wird auf die chemische Struktur und die damit verbundenen Eigenschaften gelegt, wodurch die Schülerinnen und Schüler die Anwendung des Struktur-Eigenschafts-Konzepts kennenlernen. Die Herabsetzung der Oberflächenspannung durch waschaktive Substanzen wird dabei ebenfalls im Detail untersucht. In Bezug auf die chemische Praxis wird ein Haarshampoo selbst hergestellt. Vor allem spielen hier die Zusammensetzung und die Haltbarkeit eines Shampoos eine wichtige Rolle. Bei Bedarf kann an dieser Stelle auch die Parallele zur Seifenlösung gezogen werden und ein Vergleich der Eigenschaften hinsichtlich der Vor- und Nachteile stattfinden. Zuletzt wird in einer weiterführenden, fächerübergreifenden Aufgabenstellung die Vermarktung eines solchen eigenen Shampoos bearbeitet und innerhalb der Klasse diskutiert. Dabei wird auf die Grundlagen des Marketings eingegangen und das Zusammenarbeiten in einer Gruppe sowie die Verteilung der Aufgaben geübt. In einigen Aufgabenstellungen wird die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und verbessert, aber auch die Fähigkeit zur reflektierten Recherche im Internet geschult. Das Thema Tenside ist vor allem daher relevant, da sie neben der Nutzung in der Kosmetikindustrie ein breit gefächertes Anwendungsspektrum aufweisen und aus dem Alltag eines jeden Menschen nicht mehr wegzudenken sind. Diese Thematik sollte in den Schulunterricht eingebunden werden, um einen Alltagsbezug herzustellen und somit das Interesse der Schülerinnen und Schüler zu wecken. Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemie-Unterricht der Sekundarstufe I geeignet. Sie kann im Anschluss an das Themengebiet "Ester – Vielfalt der Produkte aus Alkoholen und Säuren" behandelt werden und bezieht sich dabei vor allem auf die Rahmenlehrpläne der Länder Berlin, Brandenburg und Nordrhein-Westfalen. Die Einheit bietet ebenso fächerübergreifende Aspekte und könnte teilweise als Exkurs im Fach Wirtschaft eingesetzt werden. Das Themengebiet Säuren und Laugen sollten die Schülerinnen und Schüler zuvor bereits kennengelernt haben. Außerdem sollte für die Bearbeitung der Aufgaben ein gewisses chemisches Basiswissen vorhanden sein sowie die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig. In der ersten Doppelstunde wird zunächst über das Thema der Tenside gesprochen. Wahlweise kann hier mittels einer kleinen Experimentier-Einheit die Grenzflächenspannung im Detail besprochen und diese dabei veranschaulicht werden. Im weiteren Verlauf wird auf die Herstellung von Shampoos näher eingegangen und in Paararbeit ein eigenes Shampoo hergestellt. Im Anschluss kann dann – in einem fächerübergreifenden Exkurs – auf die Vermarktung eines eigenen Shampoos eingegangen und so die Grundlagen für das Marketing besprochen werden. Die Unterrichtseinheit besitzt ausreichend Möglichkeiten, zwischen darbietendem Unterricht und der aktiven Mitgestaltung durch Schülerinnen und Schüler zu variieren. Sie bietet grundlegendes chemisches Wissen in naher Anlehnung an den Alltag. Mögliche Differenzierung: Mit den Arbeitsaufträgen kann flexibel umgegangen werden. Der Exkurs bezüglich der Vermarktung eines eigenen Shampoos kann unterschiedlich intensiv behandelt werden. Eine schriftliche Ausarbeitung mit anschließendem Gruppenvortrag ist ebenso möglich wie eine Darstellung erster Ideen in einer Mindmap. Ergänzendes Arbeitsblatt Zur weiteren Vertiefung mit der Unterrichtseinheit steht das Arbeitsblatt " Unternehmerisches Handeln: Entwickeln eines Shampoo-Etiketts " zum Download bereit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich ein detailliertes Wissen über Tenside und ihre Waschwirkung. lernen die Herstellung eines Shampoos in der Praxis kennen. lernen das Struktur-Eigenschafts-Konzept kennen und schließen von der Struktur auf die Eigenschaften der Stoffe. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können Informationen aus einem Text entnehmen und wiedergeben. können in verschiedenen Quellen zu einem naturwissenschaftlichen Sachverhalt recherchieren und verbessern dabei auch die Fähigkeit zur reflektierten Recherche im Internet. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können kritisch hinterfragen. können kooperativ wie autonom arbeiten.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 11 behandelt die Grundlagen der Redoxreaktionen und ihre Bedeutung für eine nachhaltige Energieumwandlung. Anhand der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle lernen die Schülerinnen und Schüler die elektrochemischen Prozesse von Oxidation und Reduktion kennen. Dabei werden die Elektrolyse als Herstellungsverfahren und Wasserstoff als möglicher Energieträger der Zukunft im Hinblick auf Nachhaltigkeit bewertet. Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet werden. Thematisch orientiert sie sich dabei an den aktuell auch politisch stark diskutierten Themen der Nachhaltigkeit und der Sicherung der Energieversorgung. Im Detail wird hier auf elektrochemische Prozesse im Alltag und Energiewandlungssysteme eingegangen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Funktionsweise der Wasserstoffbrennstoffzelle für Personenkraftwagen gelegt. Die schon lange bekannte Elektrolyse von Wasser, als ein zukünftig wichtiges Herstellungsverfahren des Wasserstoffs, wird in diesem Zusammenhang ebenfalls betrachtet. Die Aspekte der Nachhaltigkeit werden in weiterführenden Aufgabenstellungen diskutiert. Hierbei lernen die Schülerinnen und Schüler verschiedene Herstellungsverfahren in Hinblick auf die Umweltverträglichkeit zu bewerten. In einigen Aufgabenstellungen wird dabei die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und verbessert. Energieträger der Zukunft Vor allem hinsichtlich des stetig steigenden Bedarfs an Energie und der Aktualität in der Gesellschaft gewinnt Wasserstoff als möglicher Energieträger der Zukunft an Relevanz. Die fossilen Brennstoffe stehen zunehmend in der Kritik, weswegen eine frühzeitige Sensibilisierung der Schülerinnen und Schüler für dieses Thema wichtig ist. Hinsichtlich der Dringlichkeit der Energiewende und dem damit verbundenen Vorsatz der deutschen Bundesregierung, die Kohlenstoffdioxidemissionen zu reduzieren, sollte diese Thematik ebenfalls in den Schulunterricht eingebunden werden. Curriculum und Vorwissen Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Sie kann für den Kontext "Energie und chemische Reaktionen" genutzt werden und bezieht sich dabei vor allem auf die Rahmenlehrpläne der Länder Berlin, Brandenburg und Nordrhein-Westfalen. Die Einheit kann aber ebenso fächerübergreifend als Exkurs im Fach Physik eingesetzt werden. Für die Bearbeitung der Aufgaben sollte ein gewisses chemisches Grundlagen-Wissen, wie beispielsweise das Aufstellen von Reaktionsgleichungen sowie eine grundlegende textsortenspezifische Lesekompetenz von Fachtexten, vorhanden sein. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig, da die Arbeitsblätter relevante Informationen zur Bearbeitung der Aufgaben liefern. Unterrichtsablauf und Lehrinhalte In der ersten Doppelstunde wird zunächst in das Thema Wasserstoff eingeleitet, wobei in erster Linie auf die Darstellung im Labor sowie die Herstellung durch Elektrolyse von Wasser eingegangen wird. Wahlweise kann hier auch der Hofmannsche Zersetzungsapparat besprochen werden. Im weiteren Verlauf werden verschiedene großtechnische Herstellungsmethoden in Hinblick auf den Umwelteinfluss besprochen. Insbesondere sollte dabei die kritische Betrachtung der Nutzung von Energie behandelt werden. Im Anschluss erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler allgemeine Informationen über die Wasserstoff-Brennstoffzelle in Still- oder Paararbeit. An dieser Stelle kann die Funktionsweise anhand eines veranschaulichenden Videos thematisiert werden. Schüleraktivierung und Binnendifferenzierung Die Unterrichtseinheit bietet ausreichend Möglichkeiten, darbietenden Unterricht und aktive Mitgestaltung durch Schülerinnen und Schüler zu variieren. Sie ist realitätsnah gestaltet und bietet außerdem höchste Aktualität. Mögliche Differenzierung: Mit den Arbeitsaufträgen kann flexibel umgegangen werden. Es besteht die Möglichkeit, aus verschiedenen Schwierigkeitsstufen zu wählen und einzelne Aufgaben herauszunehmen oder als Hausaufgabe zu vergeben. Die Bewertungsaufgabe ( Arbeitsblatt 2 , Aufgabe 5) kann als Grundlage für eine methodische Diskussion herangezogen werden. Weiterführend zu dieser Unterrichtseinheit können Lithium-Ionen-Batterien als Pendant zur Brennstoffzelle oder weitere Energiespeicherformen thematisiert und ergänzt werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Vorgänge bei der Wasserelektrolyse. lernen die komplexe Funktionsweise einer Brennstoffzelle kennen. bewerten die Relevanz der angewandten Chemie hinsichtlich der Energieversorgung. können Phänomene der Stoff- und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen erklären. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler stärken ihre Fähigkeit, den Computer für die Recherche zu nutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können kritisch hinterfragen. können in einer Diskussion das Für und Wider betrachten. können ihr Wissen auf fächerübergreifende Problemstellungen anwenden.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 8 nutzt den Aufbau eines Fahrzeugs als Lernanlass für zentrale chemische und ökologische Inhalte: Werkstoffwahl, Zukunftstechnologien und Recycling. Die Schülerinnen und Schüler erfassen darüber naturwissenschaftliche Zusammenhänge, analysieren technische Systeme und reflektieren die Materialauswahl mit Blick auf die Mobilität der Zukunft und wirtschaftliche Verantwortung. Die Unterrichtseinheit lehnt sich an die Vorgaben des Lehrplans für die Sekundarstufe I für die Fächer Physik und Chemie an. Sie hat (lehrplangemäß) eine naturwissenschaftliche Grundbildung zum Ziel, die darin schult, naturwissenschaftliche Beobachtungen auf verschiedene Fächer und Sachbereiche zu übertragen und Zusammenhänge herzustellen. Zudem trägt sie einen Teil dazu bei, die Schülerinnen und Schüler für Herausforderungen und Chancen einer sich stetig verändernden Welt vorzubereiten. Thematischer Anker der Unterrichtseinheit ist der Autobau als einem der wichtigsten Wirtschaftszweige unseres Landes. Die Unterrichtseinheit verdeutlicht, dass die Branche großen Veränderungen unterliegt. Es gilt, Nachhaltigkeit , Wirtschaftlichkeit, bewussten Umgang mit Ressourcen und technische Anforderungen unter einen Hut zu bringen, bei gleichzeitiger Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit der Branche. Die Unterrichtseinheit greift diese komplexen Zusammenhänge auf, indem einzelne Aufgaben auch die Aspekte Nachhaltigkeit, Wirtschaftlichkeit, Ökologie und Forschung thematisieren. Die Unterrichtseinheit ist konzipiert nach dem Prinzip des handlungsorientierten Lernens. Sie verknüpft Alltagswissen mit Beobachtungen sowie aus Sachtexten gewonnenen Informationen. Auch dem Experimentieren räumt sie Raum ein. Sie entspricht so den im Lehrplan festgeschriebenen prozessbezogenen Kompetenzbereichen der Erkenntnisgewinnung, Bewertung und Kommunikation. Ein Schwerpunkt der Unterrichtseinheit liegt auf dem Erarbeiten der im Auto verbauten Roh- und Werkstoffe. Die neuesten Entwicklungen in der Materialforschung sowie in der Automobiltechnik können die Schülerinnen und Schüler sowohl durch eigene Recherche als auch durch die Auswertung vorgegebener Sachtexte herausarbeiten. Das Thema Autobau und die Bedeutung des Autos in einer sich verändernden Welt liefert eine gute Basis für die Behandlung sowohl in den Naturwissenschaften als auch in den Fächern Sozialkunde, Geografie, Wirtschaft und/oder Ethik. Die Unterrichtseinheit geht damit auch auf die im Lehrplan geforderte naturwissenschaftliche Grundbildung ein, nach der Erkenntnisse im Wechselspiel der Fächer Chemie und Physik/Technik (ferner: Biologie) betrachtet werden sollen. Gleichzeitig regt die Unterrichtseinheit die Schülerinnen und Schüler zur Verknüpfung mit Alltagsbeobachtungen und Phänomenen aus der eigenen Lebenswelt an. In den Fächern Sozialkunde, Wirtschaft und/oder Ethik kann sich die Unterrichtsgestaltung um die Themen Nachhaltigkeit, Recycling, Ressourcenschonung und Ökologie drehen. Durch entsprechende Gewichtung der Aufgaben können hier im Unterrichtsverlauf nochmals eigene Schwerpunkte gesetzt werden. Die Differenzierung der Fragen in den Arbeitsblättern ermöglicht das Arbeiten sowohl mit Schülerinnen und Schülern ohne Vorkenntnisse als auch mit jenen, die schon auf einschlägige Vorkenntnisse zurückgreifen können. Didaktisch-methodisch wird ein Wechsel aus Lehrenden-zentriertem Unterricht und Paar- beziehungsweise Gruppenarbeit angestrebt. Zu betonen sei jedoch, dass auch die Lehrenden-zentrierten Phasen eine Aktivierung der Schülerinnen und Schüler beinhalten, beispielsweise durch die Methoden Brainstorming oder Assoziieren. Ein Fokus liegt überdies bei der Medienrecherche (online) sowie beim Herausfiltern von Informationen aus vorgegebenen Texten und der Wiedergabe herausgefilterter Erkenntnisse mit eigenen Worten. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende chemische, physikalische Zusammenhänge kennen. verknüpfen Unterrichtsinhalte mit Alltagsbeobachtungen. stellen eine Verbindung zu den Fächern Wirtschaft, Sozialkunde, Ethik her. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Geläufigkeit beim Ausformulieren und Präsentieren von Informationen. trainieren das Herausfiltern von relevanten Informationen aus Sachtexten. stärken ihre Fähigkeit, den Computer für die Recherche zu nutzen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erlangen Routine in Paar- und Gruppenarbeit. entwickeln ihre Fähigkeit, Arbeitsergebnisse zu präsentieren und zu kommunizieren.

In dieser Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 10 untersuchen die Schülerinnen und Schüler Oxidationsprozesse anhand des Haarefärbens. Sie vergleichen unterschiedliche Farbtypen – von Tönungen bis zu dauerhaften Haarfarben – und analysieren die chemischen Reaktionen, die für die Farbveränderung verantwortlich sind. So wird das abstrakte Thema Oxidation anschaulich und praxisnah vermittelt. Beim Experimentieren mit verschiedenen temporären Haarfarben oder bei der Untersuchung verschiedener Packungen mit Haarfarben und Tönungen stellen die Lernenden Unterschiede in Aussehen und Haltbarkeit der unterschiedlichen Farben fest. Anschließend erarbeiten sie sich in Einzel- und Paararbeit den Aufbau des Haars und die Funktionsweise temporärer, semipermanenter und permanenter Haarfarben. Als Abschluss verfassen die Lernenden einen kurzen Fachtext über dauerhafte und temporäre Haarfarben. Das Thema Haare färben im Chemie-Unterricht Diese Unterrichtseinheit lässt sich in das Inhaltsfeld "Säuren, Laugen, Salze" integrieren, aber auch später in den Bereich "Produkte der Chemie". Die Möglichkeit, die eigene Haarfarbe zu ändern, ist mit hoher Wahrscheinlichkeit allen Lernenden bewusst und nicht wenige haben bereits Erfahrungen – im Friseursalon oder zuhause – mit verschiedenen Arten der Färbung gemacht. Damit besteht ein deutlicher Bezug zum Leben der Schülerinnen und Schüler und ein echter Grund, sich mit dem chemischen Hintergrund des Haarefärbens zu beschäftigen. Der handlungsorientiere Einstieg (Färben von Wolle) motiviert erfahrungsgemäß sehr. Gleichzeitig können dabei Fragen aufkommen, die durch die Unterrichtseinheit direkt geklärt werden. Der alternative Einstieg führt gezielt zur Erarbeitung, gleichzeitig wird eine Alltagskompetenz eingeübt – Beipackzettel lesen und verstehen. Welcher Einstieg der richtige ist, hängt von der Lerngruppe und den zeitlichen und materiellen Voraussetzungen ab. Die Paararbeit durch die kooperative Methodik "Fragen auf den Tisch" ist gut für die Textarbeit der Erarbeitungsphase geeignet, sie schafft Motivation für das Lesen eines Textes, bietet die Möglichkeit zur körperlichen Bewegung und beinhaltet eine gewisse Differenzierung (erst die leichten Fragen, dann die schwereren, der Läufer / die Läuferin konzentriert sich jeweils auf die Frage, der Schreiber / die Schreiberin sucht die Antwort). Vorbereitung Für den Einstieg mit dem Färben der Wolle werden verschiedene temporäre Haarfarben benötigt: Farbsprays, Haarkreiden, Tönungsshampoo, außerdem Handschuhe, ungefärbte Wolle (am besten entfettet), normales Haarshampoo und entsprechende Behälter (Bechergläser, Petrischalen...). Für den alternativen Einstieg werden Packungen mit Blondierung, dunklerer Haarfarbe, Intensivtönung und Tönungsshampoo benötigt. Die Methode "Fragen auf den Tisch" Das Ziel ist, schnell und effektiv Antworten in einem Text zu finden. Das motiviert Lernende besonders. Der Ablauf besteht darin, dass jedes Paar einen Informationstext erhält. Die Fragen zum Text liegen an einer (oder an mehreren Stellen) im Raum aus. Eine Person ist die Läuferin / der Läufer, er/sie geht zum Fragezettel, merkt sich die Frage und gibt sie an seine/-n Partner/-in weiter. Die Antwort wird aus dem Text gesucht und notiert. Anschließend wird die zweite Frage gemerkt, weitergegeben und beantwortet. Für die Textarbeit gibt es eine Zeitvorgabe, die nicht zu großzügig sein sollte. Die Rollen können nach der Hälfte der Fragen / der Zeit gewechselt werden. Eine Besprechung erfolgt durch aushängende Lösungszettel oder per Besprechung im Plenum. Wichtige Regeln sind dabei, dass die Fragezettel an ihrem Platz bleiben und dass nur geflüstert wird. Ergänzende Arbeitsblätter Zur weiteren Vertiefung mit der Unterrichtseinheit stehen die Arbeitsblätter " Dreisatz und Prozentrechnung ", " Farbkreis und Mischfarben " und " Säuren und Basen im Alltag " zum Download bereit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler benennen Unterschiede in Aussehen und Haltbarkeit verschiedener Haarfarben. beschreiben chemische Färbevorgänge von temporären, semipermanenten und permanenten Haarfarben. erläutern den Aufbau des Haars. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten in Gruppen oder Paararbeit chemische Fragestellungen mithilfe vorgegebener Quellen. arbeiten kooperativ. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen Modelle zur Beschreibung chemischer Färbevorgänge von temporären, semipermanenten und permanenten Haarfarben. stellen Arbeitsergebnisse adressatengerecht in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten dar. erarbeiten Ergebnisse mithilfe der Methode "Fragen auf den Tisch".