Chemie

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Herzlich willkommen auf den Seiten des Faches Chemie!

 

 

Staunen ist der Samen des Wissens.

                                                       Sir Francis Bacon

 

 

 

Das Fach Chemie wird in den Klassen 8 bis 11 mit jeweils zwei Stunden pro Woche unterrichtet. Die Differenzierung der Mittelstufe in G- und E-Kurse erfolgt dabei ab Klasse 9. In der Oberstufe bieten wir Grundkurse (3 Stunden / Woche) und Leistungskurse (5 Stunden / Woche) an.

In unserem Unterricht spielt das Experiment eine zentrale Rolle. Unser Fokus liegt dabei auf dem Schülerexperiment. Durch unsere kleinen Gruppen, die gut ausgestatteten Fachräume, die umfangreiche Sammlung mit „klassischen Geräten und Chemikalien“ und einer Vielzahl von Schülerarbeitskästen haben alle Schüler:innen die Möglichkeit, das selbstständige Experimentieren sicher zu erlernen und zu üben.

         

 

 

 

 

 

 

 Daneben gibt es eine große Vielfalt weiterer moderner Unterrichtmedien wie interaktive Modelle und digitale Arbeitsgeräte für Schüler. Seit 2017 sind alle unsere Fachräume mit interaktiven whiteboards ausgestattet, zudem gibt es einen mobilen Laptopwagen und auch Tablets, mit denen allen Schülern ein Rechner im Unterricht zur Verfügung gestellt werden kann.

 

{tab=Lernen in der Schule}

Folgende Inhalte werden im Unterricht behandelt:

8. Klasse

Einleitung: Was sind chemische Reaktionen? Chemische Reaktionen finden sich in allen Bereichen unseres Lebens. Doch woran erkenne ich eine chemische Reaktion (z.B. das Verbrennen einer Kerze), und wie unterscheide ich sie von anderen Vorgängen (z.B. dem Kochen von Wasser)? Welche wichtigen Gerätschaften gibt es, und wie bediene ich einen Brenner? Die ersten Fachbegriffe wie exo- und endotherm werden dabei in eingängigen Experimenten verdeutlicht.

Feuer: Was ist eigentlich ein Feuer? Was braucht es für seine Entstehung, und wie kann ich es wieder löschen?

 

Atombau: Der Aufbau der Stoffe aus Atomen, der innere Aufbau und die Ordnung der Atome und die spannende Frage, warum es chemische Reaktionen überhaupt gibt, behandelt das Thema „Atombau und Periodensystem“. Zum besseren Verständnis des abstrakten Themas arbeiten wir mit verschiedenen Modellen…

Luft: Die beiden sich anschließenden Themen behandeln uns umgebende Stoffe: Luft und Wasser. Es werden die verschiedenen Bestandteile der Luft, ihre Eigenschaften und ihre Verwendung erarbeitet.  Foto Active-inspire (Luft)

Die besonderen Eigenschaften des Wassers bilden den Ausgangspunkt für eine Vertiefung der Theorie der Bindung zwischen den Atomen.

9. Klasse

Die 9. Klasse widmet sich wichtigen Stoffgruppen: Metalle, Salze und Säuren/Laugen stehen auf dem Programm. Wir fragen dabei nach den Eigenschaften, dem Aufbau und der Verwendung all der Stoffe, und vertiefen dabei Kenntnisse zum eigenständigen Experimentieren.

Metalle: Wie hat man zu früheren Zeiten Metall gewonnen, wie erfolgt dies heute? Welche Eigenschaften machen Metalle zu einem so wertvollen Werkstoff?

Und warum heißt es eigentlich „Edelmetall“? Foto Thermitversuch

Salze: Das Kochsalz kennt jeder! Aber welche anderen Salze gibt es, wie stellt man sie her, und wie erklären sich die faszinierenden Eigenschaften, z.B. die Bildung wunderschöner Kristalle? Neben vielen schönen Experimenten werden das Ion und die Ionenbindung eingeführt. Der G-Kurs widmet sich der Frage, wer wohl den schönsten Kristall züchtet. 

Säuren: Die Bedeutung dieser Stoffgruppe kann kaum überschätzt werden, so viele Produkte unseres Alltags haben mit dem Bereich „Säuren und Laugen“ zu tun. In zahlreichen Schülerexperimenten fragen wir nach der Herstellung, den Eigenschaften und der Verwendung dieser Stoffe.

Foto Säuren und Laugen aus dem Alltag

 

10. Klasse

In der 10. Klasse widmen wir uns einem anderen Bereich der Chemie, der organischen Chemie.

Rund um Kerzenwachs, Benzin, Erdöl und Erdölprodukte werden spannende Fragen experimentell beantwortet wie z.B. „Wie kann man Kerzenwachs von einer Glasplatte lösen ohne die Glasplatte zu zerkratzen?“ oder „Warum kann der Gecko Wände hochlaufen?“. Zur Förderung der nachhaltigen Lebenshaltung werden die Folgen der alltäglichen Benzin- und Erdölnutzung thematisiert.

Neben den Stoffklassen Alkane, Alkene und Alkine stehen die Alkohole auf dem Lehrplan. Sie werden in vielen Alltagsprodukten eingesetzt und spielen daher eine große Rolle. So nutzen wir Alkohole als Desinfektionsmittel oder als Lösungsmittel in Kosmetikprodukten. In Gärungsversuchen mit anschließender Destillation stellen wir reinen und hochprozentigen Trinkalkohol her.

Die Vielfalt der organischen Stoffe ist immens. So treten in diversen Lebensmitteln z.B. Rhabarber oder Zitronen verschiedene Carbonsäuren auf. Die in Rhabarber vorkommende Oxalsäure sollte man kennen, denn sie kann in hohen Konzentrationen mit Calcium-Ionen des Blutes reagieren. Die Folge ist die Bildung von Blasen- und Gallensteinen…

Als Chemiker untersuchen wir regelmäßig die Eigenschaften von Stoffen. Neben dem Aussehen spielt dabei die Geruchsprobe eine große Rolle. Viele uns bekannte Gerüche werden durch Ester verursacht. Es ist schon faszinierend, wenn nach einer halben Stunde experimentieren plötzlich der klassische Geruch nach Apfel auftritt!

Der krönende Abschluss des 10. Schuljahres stellt die Herstellung der eigenen Olivenölseife dar.

11. Klasse

Wir als ISS mit eigener Oberstufe führen den übergroßen Teil der Schüler in 13 Jahren zum Abitur. Dies gibt uns den Vorteil, die 11. Klasse als „Scharnier“ zwischen der „echten Oberstufe“ und der Mittelstufe zu nutzen. Dies umfasst die Wiederholung und Vertiefung bereits behandelter Inhalte, die Vermittlung neuer Themen, vor allem aber auch die Gewöhnung an das deutlich eigenverantwortlichere und komplexere Arbeiten: selbstständige Erarbeitung von Fachinhalten, offene Experimentierformate und zweistündige materialbasierte Klausuren statt der bisherigen Tests.

Als große Inhalte werden behandelt: In der Wiederholung der Atombau und chemische Bindungen im Überblick, chemisches Gleichgewicht in Natur und Technik, eine Wiederholung der organischen Chemie in der Anwendung auf den Kontext „Baumharz“ und einen kleinen Einblick in frühere und heutige Waschmittel.

Im Profilkurs werden verschiedene Inhalte auf einem deutlich vertieften Niveau behandelt, in den letzten Jahren erfolgte dies an Kontexten wie Stoffidentifikation („Wer goss denn da welchen Farbstoff in den Bach?“) und Medikamente („Von der Weidenrinde zum Aspirin“).

12./13. Klasse

Wie alle anderen Naturwissenschaften auch kann man Chemie in der Oberstufe als Grund- und als Leistungskursfach belegen. Die Inhalte richten sich nach dem gültigen Rahmenplan und umfassen die großen Semester-Themen „Naturstoffe“, „Farbstoffe und Kunststoffe“, „Elektrochemie“ und „Reaktionen im chemischen Gleichgewicht“. Auch hier gilt: Das Experiment ist ein Schwerpunkt in der Unterrichtsgestaltung. Die oft kleinen Kurse ermöglichen ein konzentriertes Arbeiten und eine gute Betreuung durch die Lehrkraft.

 Die gute Ausstattung kommt uns hier im besonderen Maße zugute, denn die oft eingesetzten Modelle und Schülerarbeitskästen sind eher für die Oberstufe konzipiert. Auch komplexere Experimente mit digitaler Messwerterfassung werden durchgeführt (Foto Titration).

Die guten Ergebnisse in den zentralen Abiturprüfungen empfinden wir als Bestätigung und Ansporn unserer Arbeit (Tabelle mit Ergebnissen der Prüfungen).

 

{tab=Lernen außerhalb der Schule}

Wo es sich anbietet, die zahlreichen Themen, welche in der Schule behandelt und gelernt werden, in einem außerschulischen Lernort zu vertiefen oder auch von einer ganz anderen Seite aus zu betrachten, nehmen wir solche Gelegenheiten wahr:

Museen wie das Zuckermuseum, das seit einiger Zeit in das Technische Museum integriert ist und sich ganz in der Nähe der Schule befindet, gehören auf den Plan.

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Beliebt sind auch Exkursionen ins NatLab an der Freien Universität in Berlin-Dahlem.

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Dort werden unter Anleitung Studierender einen ganzen Vormittag lang Versuche selbst durchgeführt, erklärt und anschließend sich gegenseitig vorgestellt. Auch Versuche sind dabei, die sich im schulischen Alltag nicht so leicht umsetzen lassen. Und: Ganz nebenbei schnuppern die Schülerinnen und Schüler schon einmal die Universitätsluft und lernen Labore in den Gebäuden der Uni kennen. Einen detaillierteren Bericht gibt es hier.

Ohne Zweifel ein Highlight ist der Besuch des Stahlwerkes in Eisenhüttenstadt.

Einen ganzen Tag kann man dort eine Führung durch verschiedene Teile der imposanten Industrieanlagen, zwischen denen man immer wieder in einen Bus steigen muss, um die Entfernungen zu bewältigen, machen.

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Eingekleidet in Kittel, Helm und Schutzbrille wird angefangen mit den Schachtöfen, deren neuester seit 1997 in Betrieb ist: der Schachtofen 5A. Hier kann man verfolgen, wie der Ofen über Förderbänder bestückt wird. In das Innere des Ofens kann man leider nicht sehen, was durchaus ja auch ziemlich gefährlich wäre. Aber mit etwas Glück kann man einen Roheisenabstich beobachten. 

Nicht weniger beeindruckend ist die große Halle, in der sich die Konverter befinden. Als Besucher geht man über eine Stahltreppe einige Stufen hinauf und wird an der Innenwand der Halle entlang geleitet. Von dort oben aus hat man einen guten Überblick darüber, wie zum Beispiel eine wassergekühlte Sauerstofflanze in das noch heiße flüssige Eisen geführt wird und eine heftige Reaktion einsetzt – alles aus sicherer Entfernung natürlich.

Durch teilweise unterirdische Gänge gelangt man am Ende in das Warmwalzwerk. Dort kann man erfahren, wie Stahl in noch glühende Balken (Brammen) gegossen wird und auf kilometerlange Fertigstraßen, die aus mehreren Kühlstrecken und Walzgerüsten bestehen, geschickt wird. Das Vorband wird dabei immer dünner ausgewalzt bis es schließlich nur noch wenige Millimeter dick ist. Hierbei wird es immer schneller. Die Geschwindigkeit, mit der das Band das letzte Walzgerüst verlässt, liegt zwischen 50 und 70 km/h.

Gestärkt durch eine kleine Mahlzeit und Erfrischung in der firmeneigenen Kantine wird dann wieder der Heimweg angetreten.

Unsere Kursfahrt am Ende des 12. Jahrgangs findet immer in Kooperation mit dem Leistungskurs Biologie (Meeresbiologie in Italien oder Forschungsstation Gülpe) statt.

{tab=Kollegium}