Chemie

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klasse 8–9 behandelt Stoffgemische und Trenn-verfahren am Beispiel von Wasser. Die Lernenden unterscheiden Reinstoffe und Stoffgemische, untersuchen, ob Stoffe gelöst oder ungelöst vorliegen, und erproben passende Trennverfahren wie Sedimentation, Filtration und Adsorption. Anschließend übertragen sie ihr Wissen auf die Trinkwasserinstallation im Haus und erklären, wie Filter und Enthärtungsanlagen zur Erhaltung der Wasserqualität beitragen. Die Unterrichtseinheit behandelt Stoffgemische und Trennverfahren am Beispiel von Trinkwasser. Die Lernenden setzen sich mit der Frage auseinander, ob klares Wasser ein Reinstoff ist, welche Stoffe in Wasser enthalten sein können und wie sich unterschiedliche Bestandteile voneinander trennen lassen. Sie unterscheiden Reinstoffe und Stoffgemische sowie homogene und heterogene Gemische. Dabei lernen sie, dass Stoffe im Wasser sichtbar oder unsichtbar, gelöst oder ungelöst vorliegen können und dass das Aussehen allein nicht ausreicht, um die Zusammensetzung einer Wasserprobe zu beurteilen. Anhand verschiedener Beispiele ordnen die Schülerinnen und Schüler Stoffgemische ein und wählen passende Trennverfahren aus. Sie beschäftigen sich mit Sedimentation und Filtration für ungelöste feste Teilchen sowie mit Adsorption, Eindampfen und Destillation für weitere Trennaufgaben. In einer Experimentierphase planen sie Untersuchungen mit Wasserproben, beobachten die Ergebnisse und erklären, weshalb ein Verfahren funktioniert oder an seine Grenzen stößt. So verknüpfen sie fachliche Begriffe mit eigenen Beobachtungen und begründen ihre Entscheidungen. Das Sanitär-, Heizungs- und Klimahandwerk (SHK) eignet sich als Lernfeld, weil Trinkwasser auf seinem Weg vom Wasserwerk bis zum Wasserhahn durch Leitungen, Filter, Armaturen und weitere Bauteile einer Gebäudeinstallation fließt. SHK-Fachkräfte planen, installieren und warten diese Anlagen und tragen damit dazu bei, die Trinkwasserqualität im Gebäude zu erhalten. Die Lernenden begegnen dabei konkreten Anwendungen chemischer Prinzipien: Ein mechanischer Trinkwasserfilter hält größere ungelöste Teilchen wie Sand oder Rost zurück, während eine Enthärtungsanlage gezielt gelöste Calcium- und Magnesium-Ionen durch Ionenaustausch verringert. Der Einblick in diese berufliche Praxis zeigt, dass Trennverfahren nicht nur im Labor vorkommen, sondern auch bei der Planung und Wartung technischer Anlagen eine Rolle spielen. Im abschließenden Transfer ordnen die Schülerinnen und Schüler die Stationen einer Trinkwasserinstallation und erklären, wie die Bauteile zur Wasserqualität beitragen. Dabei wird zugleich deutlich, dass die verschiedenen Anlagen unterschiedliche Aufgaben erfüllen und ein Filter nicht alle gelösten Stoffe entfernt. Die Einheit verbindet somit chemische Grundlagen mit einer alltagsnahen Fragestellung und einem konkreten Berufsfeld. Sie eignet sich zur Einführung oder Festigung der Stofflehre und ermöglicht das Experimentieren, fachsprachliche Begründen und kooperative Präsentieren. Die Einheit verknüpft zentrale Inhalte des Chemieunterrichts der Sekundarstufe I mit der Trinkwasserinstallation als Beispiel aus dem Sanitär-, Heizungs- und Klimahandwerk. Im Mittelpunkt stehen Stoffeigenschaften, Reinstoffe und Stoffgemische sowie das begründete Auswählen geeigneter Trennverfahren. Die Lernenden erkennen, dass klares Aussehen keine Aussage darüber erlaubt, ob Wasser ein Reinstoff ist: Gelöste Mineralstoffe sind mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Diese Einsicht ist fachlich bedeutsam und alltagsnah, weil Wasser in Haushalt und Gebäude ständig genutzt wird. Der Bezug zur Installation verdeutlicht zugleich, dass die Trinkwasserqualität nicht nur im Wasserwerk, sondern auch im Gebäude erhalten werden muss. Filter können größere ungelöste Teilchen zurückhalten; Enthärtungsanlagen tauschen gezielt Calcium- und Magnesium-Ionen gegen Natrium-Ionen aus. Die Materialien grenzen diese Funktionen voneinander ab und beugen der Fehlvorstellung vor, ein mechanischer Filter entferne gelöste Stoffe oder eine Enthärtungsanlage reinige das Wasser vollständig. Als Lernziele erschließen die Schülerinnen und Schüler die Unterscheidung von Reinstoff und Gemisch, ordnen Gemische als homogen oder heterogen ein, beschreiben Stoffe als gelöst oder ungelöst und wählen Trennverfahren anhand ihrer Eigenschaften aus. Sie erklären Beobachtungen fachsprachlich und übertragen ihr Wissen auf Bauteile einer Hausinstallation. Die Arbeitsblätter strukturieren den Lernweg vom Vorwissen über Klassifikation und Experiment bis zur Anwendung. Mindmap und Sortieraufgaben aktivieren Vorstellungen und machen Vorwissen sichtbar. Tabellen unterstützen den systematischen Vergleich von Aggregatzuständen, Gemischarten und Trennverfahren. In der Experimentierphase planen Gruppen die Bearbeitung von Wasserproben, beobachten die Ergebnisse und präsentieren ihre Begründungen. So werden Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und kooperatives Arbeiten miteinander verbunden. Für die Durchführung sind grundlegende Kenntnisse zu Stoffen und Teilchen hilfreich. Benötigt werden geeignete, sicher handhabbare Wasserproben sowie Filtermaterial, Aktivkohle und gegebenenfalls Geräte zum Erwärmen beziehungsweise Destillieren. Die Lehrkraft wählt Proben und Verfahren passend zu Ausstattung und Sicherheitsregeln aus und begleitet insbesondere das Erhitzen. Nicht alle gelösten Stoffe lassen sich durch einfache Schulversuche nachweisen oder entfernen; die Auswertung sollte daher zwischen Modellversuch und realer Trinkwasseraufbereitung unterscheiden. Die Aufgaben sind in drei Schwierigkeitsstufen markiert und bieten eine Grundlage für binnendifferenzierte Bearbeitung: Satzergänzungen und Begriffshilfen stützen Lernende, während offene Erklär- und Experimentieraufgaben vertiefte Begründungen ermöglichen. Die genaue Dauer und Stundenverteilung hängt von Lerngruppe, Ausstattung und Zahl der untersuchten Proben ab. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… unterscheiden Reinstoffe und Stoffgemische sowie homogene und heterogene Gemische. beschreiben, ob Stoffe in Wasser gelöst oder ungelöst vorliegen. ordnen verschiedenen Wasserproben geeignete Trennverfahren zu und erklären deren Wirkungsweise. vergleichen die Funktion eines Trinkwasserfilters mit der einer Enthärtungsanlage. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… entnehmen Informationen aus Texten, Tabellen und Abbildungen der Arbeitsblätter. dokumentieren Beobachtungen und Ergebnisse ihrer Untersuchungen übersichtlich. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… planen Untersuchungen zu Wasserproben und wählen geeignete Trennverfahren aus. führen Versuche durch und halten ihre Beobachtungen fest. begründen ihre Zuordnungen und werten Versuchsergebnisse aus. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… arbeiten bei der Untersuchung von Wasserproben kooperativ in der Gruppe. vergleichen ihre Ergebnisse mit denen anderer Gruppen und präsentieren ihre Beobachtungen verständlich.

Die Unterrichtseinheit für das Fach Chemie der Klassen 12–13 vermittelt den Schülerinnen und Schülern grundlegendes Wissen über Kunststoffklassen, Materialeigenschaften und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen. Sie unterscheiden Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere und erklären, wie strukturelle Merkmale die Eignung von Kunststoffen für verschiedene Anwendungen beeinflussen. Die Unterrichtseinheit liefert einen Einblick in die Welt der Kunststoffe und vermittelt dabei ein weitreichendes Wissen über die Klassifizierung der Kunststoffe sowie deren Eigenschaften. Es wird hierbei zwischen Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren unterschieden ( Arbeitsblatt 1 ). Die Schülerinnen und Schüler befassen sich mit der Leitfrage, warum sich unterschiedliche Kunststoffe für verschiedene Anwendungsbereiche, insbesondere für Aufgaben im Flachdach, eignen und thematisieren hierfür das Struktur-Eigenschafts-Prinzip im Detail. Sie beschäftigen sich mit dem Einfluss verschiedener struktureller Merkmale wie der Kettenlänge, dem Vernetzungsgrad oder der Polarität der Bindungen auf die Materialeigenschaften ( Arbeitsblatt 2 ). Darüber hinaus kann ergänzend auf die Besonderheiten des Polymers Polyurethan eingegangen werden. Im weiteren Verlauf der Unterrichtseinheit wird dann die Synthese dieser organischen Makromoleküle besprochen. Es wird zunächst auf die verschiedenen Reaktionstypen der Polymerisation eingegangen und daraufhin der Reaktionsmechanismus der radikalischen Polymerisation von Polyethylen eingehend betrachtet ( Arbeitsblatt 3 ). Im Anschluss an die einzelnen Unterrichtsstunden können optional fächerübergreifende Aufgabenstellungen eingebaut und dadurch ein Bezug zur gegenwärtig immer relevanter werdenden Nachhaltigkeitsthematik geschaffen werden. Dabei werden die Schülerinnen und Schüler zum Nachdenken angeregt und für einen verantwortungsbewussten Umgang mit Kunststoffen sowie der Wertschätzung von Werkstoffen im Allgemeinen sensibilisiert. Da Kunststoffe aus dem Alltag eines jeden Menschen nicht mehr wegzudenken sind, ist dieses Thema äußerst relevant. Insbesondere in Hinblick auf einen gesellschaftlichen Wunsch nach mehr Nachhaltigkeit, ist es auch deshalb wichtig, die Lernenden mit diesem Thema zu konfrontieren und bewertende Aspekte einzubauen. Die Unterrichtseinheit ist Teil der bundesweiten Rahmenlehrpläne und lässt sich für die Qualifikationsphase der gymnasialen Oberstufe im Fach Chemie nutzen. Mit Hilfe dieses Unterrichtsmaterials erhalten die Schülerinnen und Schüler ein weitreichendes Verständnis der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Kunststoffen und wenden dieses auf ein reales Anwendungsfeld – das Flachdach – an. Das Material besitzt dabei fächerübergreifende Aspekte und ermöglicht so das Konzept Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) in den Unterricht zu integrieren. Bei der radikalischen Polymerisation auf Teilchenebene handelt es sich um eine Thematik auf fortgeschrittenem Niveau und könnte bei Bedarf durch das Zeigen eines erklärenden Videos vertieft werden. Der komplexe Sachverhalt könnte dadurch vereinfacht und das Verständnis für chemische Reaktionsmechanismen verbessert werden. Ein gewisses Basiswissen in Bezug auf die organische Chemie ( funktionelle Gruppen , Kohlenwasserstoffe, dreidimensionale Struktur von Molekülen) wird vorausgesetzt. Erste in der Sekundarstufe I vermittelte Kenntnisse über die Struktur-Eigenschafts-Beziehungen sind hilfreich, können bei Bedarf und als Vorbereitung auf die Bearbeitung des zweiten Arbeitsblattes aber kurz wiederholt werden. Die Wahl verschiedener Sozialformen und Methoden erlaubt es den Unterricht interessant zu gestalten, sodass eine höhere Schülerzentrierung und -aktivität erreicht werden kann. So bietet beispielsweise das Gruppenpuzzle (Arbeitsblatt 2) die Möglichkeit die eigene Recherche- und Kommunikationsfähigkeit zu verbessern, indem die Informationen zunächst selbstständig erarbeitet und dann mittels Think-Pair-Share in Expertengruppen sowie anschließend im Plenum weitergegeben werden. Um das Thema zu vertiefen, kann im Anschluss die gemeinsame Bearbeitung von Anwendungsaufgaben erfolgen. Auch das Durchführen eines Lehrerversuchs zur Demonstrierung der Synthese eines Kunststoffs vertieft das zuvor erlernte Wissen und steigert außerdem das Interesse der Lernenden. Zudem wird das genaue Beobachten geschult und eine Verbindung zur Theorie geschaffen, was wiederum das tiefere Verständnis fördert. Um den Unterricht darüber hinaus abwechslungsreicher zu gestalten und die Medienkompetenz sowie einen kritisch-reflektierten Umgang mit Medien zu fördern, muss in einigen Aufgaben eigenständig recherchiert werden. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… definieren Kunststoffe fachlich korrekt und unterscheiden zwischen Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren. ordnen den drei Kunststoffklassen charakteristische Eigenschaften zu. erhalten einen Überblick über die charakteristischen Merkmale verschiedener Polymerisationsreaktionen. beschreiben das Prinzip der radikalischen Polymerisation anhand des Reaktionsmechanismus auf Teilchenebene. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… nutzen verschiedene Medien für ihre Recherche. wählen digitale Inhalte und Informationen selbständig aus. hinterfragen verschiedene Medien kritisch-reflektiert. Methodenkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… wenden verschiedene Lerntechniken selbstständig an. planen die Erarbeitungsphase einer Aufgabe selbstständig. präsentieren ihre Ergebnisse strukturiert. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler… kommunizieren sachlich. bearbeiten Aufgaben in Zusammenarbeit mit anderen Lernenden. teilen ihr zuvor erarbeitetes Wissen und geben dieses an ihre Mitschüler/innen weiter

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.

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.

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.