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Che­mie

Vor­be­mer­kun­gen

Schul­jahr 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

30

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Bau von Atom­mo­del­len
His­to­ri­sche Ent­wick­lung der Atom­vor­stel­lung
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Stof­fe, Stoff­um­wand­lung und Sym­bo­lik

8

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ka­te­go­ri­sie­ren Stof­fe nach ih­ren Ei­gen­schaf­ten und er­ken­nen, dass mit ei­ner che­mi­schen Re­ak­ti­on Stoff­um­wand­lun­gen und en­er­ge­ti­sche Um­sät­ze ver­bun­den sind. Sie stel­len die stoff­li­chen Ver­än­de­run­gen mit che­mi­scher Sym­bo­lik dar und deu­ten Stoff­um­sät­ze quan­ti­ta­tiv so­wie En­er­gie­um­sät­ze qua­li­ta­tiv.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Zu­sam­men­set­zung von Stof­fen und Stoff­ge­mi­schen mit dem Teil­chen­mo­dell und lei­ten mit­hil­fe des­sen phy­si­ka­li­sche Ei­gen­schaf­ten und Ag­gre­gat­zu­stän­de ab.

Stof­fe

Rein­stof­fe

Ver­bin­dun­gen

Ele­men­te

Teil­chen­mo­dell

Ho­mo­ge­ne und he­te­ro­ge­ne Stoff­ge­mi­sche

Phy­si­ka­li­sche Stof­f­ei­gen­schaf­ten

  • Dich­te

  • Schmelz- und Sie­de­tem­pe­ra­tur
Leit­fä­hig­keit
  • Lös­lich­keit

Trenn­ver­fah­ren

Ag­gre­gat­zu­stän­de

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler for­mu­lie­ren Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen für che­mi­sche Re­ak­tio­nen.

Auf­stel­len von Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen

ein­fa­che Um­set­zun­gen mit Sau­er­stoff und Schwe­fel

BPE 1.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben En­er­gie­ver­än­de­run­gen bei che­mi­schen Re­ak­tio­nen. Sie skiz­zie­ren En­er­gie­ver­läu­fe (En­er­gie-Re­ak­ti­ons­we­g-Dia­gramm) che­mi­scher Re­ak­tio­nen und in­ter­pre­tie­ren sie.

Exo­ther­me und en­do­ther­me Re­ak­tio­nen
vgl. „Bio­lo­gie“ (BPE 3)
En­er­gie-Re­ak­ti­ons­we­g-Dia­gram­me

Ak­ti­vie­rungs­en­er­gie
Ka­ta­ly­se
Re­ak­ti­ons­ener­gie

BPE 2

Ord­nungs­prin­zip des Pe­ri­oden­sys­tems der Ele­men­te, Atom­bau und Bin­dungs­leh­re

12

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­wen­den das Bohr­sche Atom­mo­dell zur Er­klä­rung des Auf­baus der Ma­te­rie. Sie wen­den die ge­won­ne­nen Er­kennt­nis­se an und er­klä­ren da­mit das Zu­stan­de­kom­men von Bin­dun­gen und de­ren Ei­gen­schaf­ten.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau von Ato­men mit­hil­fe des Bohr­schen Atom­mo­dells.

Bohr­sches Atom­mo­dell

  • Atom­kern und ‑hül­le
  • Scha­len
  • Iso­to­pe

BPE 2.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Zu­sam­men­hän­ge zwi­schen Atom­bau und Stel­lung im Pe­ri­oden­sys­tem der Ele­men­te (PSE) und ge­ben aus der Stel­lung ei­nes Ele­ments im PSE des­sen Ei­gen­schaf­ten an.

Auf­bau und In­for­ma­ti­ons­ge­halt des PSE

  • Haupt­grup­pen und Pe­ri­oden
Mas­sen- und Ord­nungs­zahl
  • Atom­mas­se, mitt­le­re Atom­mas­se
Iso­to­pe
  • Elek­tro­ne­ga­ti­vi­tät

BPE 2.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern die Io­nen­bin­dung und lei­ten aus dem Auf­bau Ei­gen­schaf­ten von Io­nen­ver­bin­dun­gen ab.

Io­nen­la­dung und Edel­gas­kon­fi­gu­ra­ti­on

Ok­tett­re­gel, Elek­tro­ne­ga­ti­vi­täts­dif­fe­renz > 1,7
Ani­on, Kat­i­on
Io­nen­git­ter

  • Na­tri­um­chlo­ri­d-Git­ter

Ver­hält­nis­for­meln von Io­nen­ver­bin­dun­gen aus Haupt­grup­pen­ele­men­ten
z. B. MgO, Ca­Cl2
Ei­gen­schaf­ten von Sal­zen

  • Schmelz­tem­pe­ra­tur
  • Leit­fä­hig­keit der Schmel­ze
  • Sprö­dig­keit

BPE 2.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die un­po­la­re und po­la­re Atom­bin­dung und stel­len die so auf­ge­bau­ten Mo­le­kü­le in Le­wis-Schreib­wei­se dar.

Un­po­la­re Atom­bin­dung (Elek­tro­nen­paar­bin­dung)
Elek­tro­ne­ga­ti­vi­täts­dif­fe­renz <0,5
Po­la­re Atom­bin­dung

Va­lenz­strich­for­meln (Le­wis-Schreib­wei­se)

BPE 3

Raum­struk­tur von Mo­le­kü­len und zwi­schen­mo­le­ku­la­re Kräf­te

10

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler lei­ten aus den ge­won­ne­nen Er­kennt­nis­sen zu Atom­bau und PSE Zu­sam­men­hän­ge zwi­schen Bin­dungs­art, Raum­struk­tur und zwi­schen­mo­le­ku­la­ren Kräf­ten ab. Sie er­klä­ren da­mit we­sent­li­che Stof­f­ei­gen­schaf­ten.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Struk­tur von Mo­le­kü­len mit­hil­fe des Elek­tro­nen­paarab­sto­ßungs­mo­dells.

Elek­tro­nen­paarab­sto­ßungs­mo­dell

Räum­li­cher Auf­bau von Mo­le­kü­len
auch über meh­re­re Ato­me, z. B. CO2
  • te­tra­edrisch
  • py­ra­mi­dal
  • ge­win­kelt
  • tri­go­nal pla­nar
  • li­ne­ar

BPE 3.2

Aus­ge­hend von den be­han­del­ten Bin­dungs­ar­ten lei­ten die Schü­le­rin­nen und Schü­ler phy­si­ka­li­sche Ei­gen­schaf­ten der ent­spre­chen­den Stof­fe ab. Sie er­klä­ren die zwi­schen­mo­le­ku­la­ren Kräf­te und stel­len Lö­sungs­vor­gän­ge dar.

Zwi­schen­mo­le­ku­la­re Kräf­te
vgl. „Bio­tech­no­lo­gie“ (BPE 2.1)
  • Van-der-Waal­s-Kräf­te
  • Di­pol-Di­pol-Kräf­te
  • Was­ser­stoff­brü­cken

Schmelz- und Sie­de­tem­pe­ra­tur

Lös­lich­keit in po­la­ren und un­po­la­ren Stof­fen

Hy­drata­ti­on von Io­nen­ver­bin­dun­gen

BPE 4

Stö­chio­me­trie

8

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Stof­fe und Stoff­ge­mi­sche so­wie Stoff­um­set­zun­gen quan­ti­ta­tiv mithil­fe von stö­chio­me­tri­schen Grö­ßen.

BPE 4.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­ben grund­le­gen­de Be­grif­fe der Stö­chio­me­trie an und füh­ren Be­rech­nun­gen durch.

Be­rech­nung der mo­la­ren Mas­se
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1)
Mo­la­res Vo­lu­men un­ter Stan­dard­be­din­gun­gen
vgl. „Bio­tech­no­lo­gie“ (BPE 5.1 und BPE 6.2)
Stoff­men­ge, Mol­be­griff

Kon­zen­tra­tio­nen

  • Mas­sen­kon­zen­tra­ti­on
  • Vo­lu­men­kon­zen­tra­ti­on
  • Stoff­men­gen­kon­zen­tra­ti­on

An­tei­le

  • Vo­lu­men­an­teil
  • Mas­sen­an­teil

Ver­dün­nun­gen

BPE 4.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­rech­nen Stoff­um­sät­ze an­hand von Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen.

Um­satz­be­rech­nun­gen
vgl. „Ma­the­ma­tik I“ (BPE 1)

BPE 5

Re­dox­re­ak­tio­nen

12

Mithil­fe des Do­na­tor-Ak­zep­tor-Prin­zips be­schrei­ben die Schü­le­rin­nen und Schü­ler che­mi­sche Re­ak­tio­nen mit Elek­tro­nen­über­gän­gen und lei­ten die An­wen­dungs­be­rei­che Gal­va­ni­sche Zel­le und Elek­tro­ly­se ab.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len mit­hil­fe von Oxi­da­ti­ons­zah­len Teil- und Ge­samt­glei­chung von Re­dox­re­ak­tio­nen auf und ge­ben Re­duk­ti­ons- und Oxi­da­ti­ons­mit­tel an.

Oxi­da­ti­ons­zah­len

  • ein­fa­che und kom­ple­xe Io­nen
  • ein­fa­che or­ga­ni­sche Mo­le­kü­le
  • Was­ser­stoff­per­oxid

Kor­re­spon­die­ren­de Re­dox­paa­re
Me­tal­l/Me­tal­l-Kat­i­on, Ha­lo­gen/Ha­lo­gen­ide
Re­duk­ti­ons‑/Oxi­da­ti­ons­mit­tel
Me­tal­le, Was­ser­stoff, MnO4-, Cr2O72-

BPE 5.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­glei­chen Stan­dar­dre­dox­po­ten­zia­le, be­ur­tei­len mit­hil­fe der Span­nungs­rei­he den Ver­lauf che­mi­scher Re­ak­tio­nen und stel­len Re­do­x-An­wen­dun­gen wie die Gal­va­ni­sche Zel­le und die Elek­tro­ly­se dar.

Stan­dar­dre­dox­po­ten­zia­le und Span­nungs­rei­he
Un­ed­le/ed­le Me­tal­le
vgl. For­mel­samm­lung BKBT

Gal­va­ni­sche Zel­le

  • Auf­bau
  • Funk­ti­on
Da­ni­el­l-Ele­ment, Was­ser­stof­f-Sau­er­stof­f-Brenn­stoff­zel­le
Elek­tro­ly­se als Um­kehr­re­ak­ti­on der Vor­gän­ge in der gal­va­ni­schen Zel­le

BPE 6

Ki­ne­tik che­mi­scher Re­ak­tio­nen

12

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ana­ly­sie­ren che­mi­sche Sys­te­me hin­sicht­lich vor­han­de­ner Gleich­ge­wich­te und be­grün­den ver­schie­de­ne Fak­to­ren, wel­che die Re­ak­ti­ons­ge­schwin­dig­keit und die La­ge des che­mi­schen Gleich­ge­wichts be­ein­flus­sen kön­nen.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­mit­teln Re­ak­ti­ons­ge­schwin­dig­kei­ten und nen­nen Ein­fluss­fak­to­ren auf die Re­ak­ti­ons­ge­schwin­dig­keit.

Re­ak­ti­ons­ge­schwin­dig­keit
Zin­k/Mar­mor und Salz­säu­re, Dia­gram­me
Ein­fluss­fak­to­ren
Kol­li­si­ons­theo­rie
  • Tem­pe­ra­tur (RG­T-Re­gel)
NO2/N2O4
  • Kon­zen­tra­ti­on
Na­tri­um­thio­sul­fat und Salz­säu­re
  • Ka­ta­ly­sa­tor
H2O2 und Braun­stein/Kar­tof­fel/He­fe/En­zy­me
  • Zer­tei­lungs­grad
Zink und Salz­säu­re

BPE 6.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Gleich­ge­wichts­sys­te­me mit­hil­fe des Mas­sen­wir­kungs­ge­set­zes und er­läu­tern die Ver­schie­bung der La­ge des Gleich­ge­wichts an­hand des Prin­zips von Le Chate­lier.

Che­mi­sches Gleich­ge­wicht
Stech­he­ber-Mo­dell­ver­such, CO2 und Koh­len­säu­re, At­mung und Pho­to­syn­the­se, Es­ter-Syn­the­se
Of­fe­nes und ge­schlos­se­nes Sys­tem

Mas­sen­wir­kungs­ge­setz oh­ne Tem­pe­ra­tur­ab­hän­gig­keit
Io­d-Was­ser­stof­f-Gleich­ge­wicht
Be­rech­nung und In­ter­pre­ta­ti­on von Wer­ten der Gleich­ge­wichts­kon­stan­te Kc

Prin­zip von Le Chate­lier
Am­mo­niak­syn­the­se, Kes­sel­stein

BPE 7

Säu­ren und Ba­sen

13

Mithil­fe des Do­na­tor-Ak­zep­tor-Prin­zips be­schrei­ben die Schü­le­rin­nen und Schü­ler che­mi­sche Re­ak­tio­nen mit Pro­to­nen­über­gän­gen und for­mu­lie­ren Neu­tra­li­sa­ti­ons­re­ak­tio­nen. Sie be­schrei­ben mit­hil­fe des Mas­sen­wir­kungs­ge­setz Säu­re-Ba­se-Gleich­ge­wich­te, ord­nen Säu­ren und Ba­sen nach ih­rer Stär­ke und er­mit­teln die pH-Wer­te wäss­ri­ger Lö­sun­gen

BPE 7.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern Säu­re-Ba­se-Re­ak­tio­nen nach Brøn­sted, ord­nen kor­re­spon­die­ren­de Säu­re-Ba­se-Paa­re zu und for­mu­lie­ren Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen von Neu­tra­li­sa­ti­ons­re­ak­tio­nen.

Säu­re-Ba­se-Be­griff nach Brøn­sted

Au­to­pro­to­ly­se von Was­ser

Pro­to­ly­se
Leit­fä­hig­keits­mes­sung
Kor­re­spon­die­ren­de Säu­re-Ba­se-Paa­re

Am­ph­oly­te
vgl. For­mel­samm­lung BKBT
Neu­tra­li­sa­ti­ons­re­ak­tio­nen mit Ba­sen

  • Na­tri­um‑, Ka­li­um‑, Cal­ci­um­hy­droxid

BPE 7.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Zu­sam­men­hang zwi­schen pH-Wert und der Au­to­pro­to­ly­se des Was­sers, ord­nen Säu­ren und Ba­sen an­hand der lo­ga­rith­mier­ten Säu­re-/Ba­sen­kon­stan­te nach ih­rer Stär­ke und er­mit­teln pH-Wer­te wäss­ri­ger Lö­sun­gen rech­ne­risch.

De­fi­ni­ti­on und Zu­sam­men­hang von pH- und pOH-Wert

De­fi­ni­ti­on und Zu­sam­men­hang von pKW‑, pKS- und pKB-Wert
Her­lei­tung aus Mas­sen­wir­kungs­ge­setz,
vgl. For­mel­samm­lung BKBT
pH-Wer­t-Be­rech­nun­gen von star­ken und schwa­chen Säu­ren und Ba­sen
vgl. For­mel­samm­lung BKBT

Schul­jahr 2

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Ex­kur­sio­nen
Be­triebs­be­sich­ti­gun­gen
Um­welt­ana­ly­tik
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 8

Säu­re-Ba­se-An­wen­dun­gen

14

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den ih­re Kennt­nis­se der Pro­to­nen­über­tra­gungs­re­ak­tio­nen auf den Ver­lauf von Ti­tra­tio­nen und die Wir­kungs­wei­se von Puf­fer­lö­sun­gen an.

BPE 8.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben und in­ter­pre­tie­ren den Ver­lauf von Ti­tra­ti­ons­kur­ven.

pH-Ver­lauf bei der Ti­tra­ti­on von star­ken bzw. schwa­chen Säu­ren und Ba­sen ge­gen star­ke Ba­sen und Säu­ren

Hal­b­äqui­va­lenz­punkt, Äqui­va­lenz­punkt und Neu­tral­punkt

BPE 8.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Wir­kungs­wei­se von Puf­fer­lö­sun­gen. Sie wen­den die Hen­der­son-Has­sel­balch-Glei­chung an.

Hen­der­son-Has­sel­balch-Glei­chung
vgl. For­mel­samm­lung BKBT
Puf­fer­lö­sun­gen
vgl. „Bio­tech­no­lo­gie“ (BPE 5.2 und BPE 6.2)
  • Phos­pha­t-Puf­fer
  • Es­sig­säu­re/Ace­tat-Puf­fer
  • Car­bo­na­t-Puf­fer
  • TRIS-Puf­fer

Puf­fer­be­reich
Puf­fer­ka­pa­zi­tät
pH-Wer­t-Ver­lauf bei der Ti­tra­ti­on von Puf­fer­lö­sun­gen

BPE 9

Koh­len­was­ser­stof­fe und de­ren Oxi­da­ti­ons­pro­duk­te

18

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­nen­nen ali­pha­ti­sche Koh­len­was­ser­stof­fe nach IU­PAC und lei­ten ih­re che­misch-phy­si­ka­li­schen Ei­gen­schaf­ten aus ih­rer Mo­le­kül­struk­tur ab. Sie for­mu­lie­ren die voll­stän­di­ge Ver­bren­nung von Al­ka­nen und Al­ke­nen.
Sie er­läu­tern die Start­be­din­gun­gen und Pro­duk­te der ra­di­ka­li­schen Sub­sti­tu­ti­on und der elek­tro­phi­len Ad­di­ti­on und be­schrei­ben Ver­än­de­run­gen der Ei­gen­schaf­ten durch De­ri­va­ti­sie­rung am Bei­spiel der Ha­lo­ge­n­al­ka­ne.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­stel­len die Oxi­da­ti­ons­rei­he der Al­ka­ne, er­läu­tern Bau und Ei­gen­schaf­ten der re­sul­tie­ren­den Mo­le­kü­le und stel­len de­ren räum­li­che Struk­tur zwei­di­men­sio­nal dar.

BPE 9.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben an­hand der No­men­kla­tur nach IU­PAC die Ord­nungs­prin­zi­pi­en ge­rad­ket­ti­ger und ver­zweig­ter Al­ka­ne und Al­ke­ne.

Struk­tur und No­men­kla­tur ge­rad­ket­ti­ger und ver­zweig­ter Al­ka­ne und Al­ke­ne bis C18

Kon­sti­tu­ti­on­s­i­so­me­rie

E-Z-I­so­me­rie

BPE 9.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Stof­f­ei­gen­schaf­ten und de­ren Än­de­run­gen in­ner­halb der ho­mo­lo­gen Rei­he der Al­ka­ne und Al­ke­ne. Sie be­schrei­ben und ver­glei­chen das Re­ak­ti­ons­ver­hal­ten ge­sät­tig­ter und un­ge­sät­tig­ter Koh­len­was­ser­stof­fe und die Ei­gen­schaf­ten der je­wei­li­gen Re­ak­ti­ons­pro­duk­te.

Ei­gen­schaf­ten un­ver­zweig­ter und ver­zweig­ter Al­ka­ne und Al­ke­ne

  • Schmelz- und Sie­de­tem­pe­ra­tur
  • Lös­lich­keit in Was­ser

Voll­stän­di­ge Ver­bren­nung

Ra­di­ka­li­sche Sub­sti­tu­ti­on
oh­ne Me­cha­nis­mus
Elek­tro­phi­le Ad­di­ti­on
oh­ne Me­cha­nis­mus

BPE 9.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben an­hand der No­men­kla­tur und der Struk­tur der Al­ka­n­o­le de­ren Ord­nungs­prin­zi­pi­en und Ei­gen­schaf­ten.

Struk­tur und No­men­kla­tur ein­wer­ti­ger und mehr­wer­ti­ger Al­ka­n­o­le
Gly­ce­rin
Hy­droxy­grup­pe als funk­tio­nel­le Grup­pe

Ei­gen­schaf­ten

  • Schmelz- und Sie­de­tem­pe­ra­tur
  • Lös­lich­keit in Was­ser


  • Oxi­dier­bar­keit
pri­mä­re, se­kun­dä­re und ter­tiä­re Al­ka­n­o­le

BPE 9.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben an­hand der No­men­kla­tur und Struk­tur die Ord­nungs­prin­zi­pi­en aus­ge­wähl­ter Car­bonyl­ver­bin­dun­gen und de­ren Ei­gen­schaf­ten.

Struk­tur und No­men­kla­tur der Al­ka­na­le und Al­ka­no­ne als Oxi­da­ti­ons­pro­duk­te der Al­ka­n­o­le

Car­bonyl­grup­pe als funk­tio­nel­le Grup­pe

Ei­gen­schaf­ten

  • Schmelz- und Sie­de­tem­pe­ra­tur
  • Lös­lich­keit
  • Oxi­dier­bar­keit

Fehlin­g-Pro­be, Tol­len­s-Pro­be
Voll­stän­di­ge Ver­bren­nung

BPE 9.5

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben an­hand der No­men­kla­tur und Struk­tur die Ord­nungs­prin­zi­pi­en der Car­bon­säu­ren und de­ren Ei­gen­schaf­ten.

Struk­tur und No­men­kla­tur von Al­kan­säu­ren und aus­ge­wähl­ten Car­bon­säu­ren
Tri­vi­al­na­men vgl. For­mel­samm­lung BKBT

  • Oxal­säu­re
  • Milch­säu­re
  • Zi­tro­nen­säu­re
  • Brenz­trau­ben­säu­re
  • Wein­säu­re
vgl. „Mi­kro­bio­lo­gie“ (BPE 9), „Bio­lo­gie“ (BPE 6.2)
Car­boxy­grup­pe als funk­tio­nel­le Grup­pe

Ei­gen­schaf­ten und Re­ak­tio­nen

  • Schmelz- und Sie­de­tem­pe­ra­tur
  • Lös­lich­keit in Was­ser
  • voll­stän­di­ge Ver­bren­nung
  • Pro­to­ly­se in Was­ser

BPE 10

Na­tur­stof­fe

18

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen aus­ge­wähl­te, bio­tech­no­lo­gisch re­le­van­te Stoff­grup­pen ken­nen.

BPE 10.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Fet­te als Trigly­ce­r­ide und stel­len de­ren Struk­tur­for­meln an­hand vor­ge­ge­be­ner No­men­kla­tur­re­geln auf. Sie er­klä­ren be­son­de­re Ei­gen­schaf­ten von Fet­ten und for­mu­lie­ren die Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen ih­rer Bil­dung und Hy­dro­ly­se.

Struk­tur der Trigly­ce­r­ide
Tri­vi­al­na­men der Fett­säu­ren vgl. For­mel­samm­lung BKBT
Ve­r­es­te­rung von Gly­ce­rin
vgl. „Bio­lo­gie“ (BPE 2)
Hy­dro­ly­se von Trigly­ce­r­iden

Ei­gen­schaf­ten

  • Schmelz­tem­pe­ra­tur
  • Lös­lich­keit

BPE 10.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben aus­ge­wähl­te Koh­len­hy­dra­te und nen­nen aus­ge­wähl­te Stof­f­ei­gen­schaf­ten. Sie stel­len die Mo­le­kü­le gra­fisch dar und for­mu­lie­ren Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen der Bil­dung und Hy­dro­ly­se von Po­ly­sac­cha­ri­den.

Mo­no­sac­cha­ri­de: Glu­co­se, Ga­lak­to­se und Fruc­to­se

vgl. For­mel­samm­lung BKBT
Ri­bo­se, Gly­c­o­ly­se, Fo­to­syn­the­se
vgl. „Bio­lo­gie“ (BPE 6.2), „Mi­kro­bio­lo­gie“ (BPE 9)
Struk­tur­dar­stel­lung nach Fi­scher und Ha­worth

Kon­den­sa­ti­on und Hy­dro­ly­se

  • gly­ko­si­di­sche Bin­dung

Di­sac­cha­ri­de
Po­ly­sac­cha­ri­de

Ei­gen­schaf­ten

  • Lös­lich­keit
  • op­ti­sche Ak­ti­vi­tät

BPE 10.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Pro­te­ine als Po­ly­ami­no­säu­ren. Sie be­schrei­ben die Bil­dung der Pep­tid­bin­dung bei der Ver­knüp­fung von Ami­no­säu­ren und die Hy­dro­ly­se von Pro­te­inen mit Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen.

Kon­den­sa­ti­on und Hy­dro­ly­se

Pep­tid­bin­dung

Ope­ra­to­ren­lis­te

In den Ziel­for­mu­lie­run­gen der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten wer­den Ope­ra­to­ren (= hand­lungs­lei­ten­de Ver­ben) ver­wen­det. Die­se Ziel­for­mu­lie­run­gen le­gen fest, wel­che An­for­de­run­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in der Re­gel er­fül­len. Zu­sam­men mit der Zu­ord­nung zu ei­nem der drei An­for­de­rungs­be­rei­che (AFB; I: Re­pro­duk­ti­on, II: Re­or­ga­ni­sa­ti­on, III: Trans­fer/Be­wer­tung) die­nen Ope­ra­to­ren ei­ner Prä­zi­sie­rung der Ziel­for­mu­lie­run­gen. Dies si­chert das Er­rei­chen des vor­ge­se­he­nen Ni­veaus und die an­ge­mes­se­ne In­ter­pre­ta­ti­on der Stan­dards.

An­for­de­rungs­be­rei­che:
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst die Re­pro­duk­ti­on und die An­wen­dung ein­fa­cher Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, das Dar­stel­len von Sach­ver­hal­ten in vor­ge­ge­be­ner Form so­wie die Dar­stel­lung ein­fa­cher Be­zü­ge.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst die Re­or­ga­ni­sa­ti­on und das Über­tra­gen kom­ple­xe­rer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te An­wen­dung von tech­ni­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, die Wie­der­ga­be von Be­wer­tungs­an­sät­zen so­wie das Her­stel­len von Be­zü­gen, um tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen ent­spre­chend den all­ge­mei­nen Re­geln der Tech­nik zu lö­sen.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das pro­blem­be­zo­ge­ne An­wen­den und Über­tra­gen kom­ple­xer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te Aus­wahl von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, das Her­stel­len von Be­zü­gen und das Be­wer­ten von Sach­ver­hal­ten.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
An­for­de­rungs­be­rei­che
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge re­le­van­ter Merk­ma­le sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
II
ab­schät­zen
auf der Grund­la­ge von be­grün­de­ten Über­le­gun­gen Grö­ßen­ord­nun­gen an­ge­ben
II
ana­ly­sie­ren, un­ter­su­chen
für ei­ne ge­ge­be­ne Pro­blem- oder Fra­ge­stel­lung sys­te­ma­tisch bzw. kri­te­ri­en­ge­lei­tet wich­ti­ge Be­stand­tei­le, Merk­ma­le oder Ei­gen­schaf­ten ei­nes Sach­ver­hal­tes oder ei­nes Ob­jek­tes er­schlie­ßen und de­ren Be­zie­hun­gen zu­ein­an­der dar­stel­len
II
an­wen­den, über­tra­gen
ei­nen be­kann­ten Zu­sam­men­hang oder ei­ne be­kann­te Me­tho­de zur Lö­sungs­fin­dung bzw. Ziel­er­rei­chung auf ei­nen an­de­ren, ggf. un­be­kann­ten Sach­ver­halt be­zie­hen
II, III
auf­bau­en
Ob­jek­te und Ge­rä­te ziel­ge­rich­tet an­ord­nen und kom­bi­nie­ren
II
auf­stel­len
fach­spe­zi­fi­sche For­meln, Glei­chun­gen, Glei­chungs­sys­te­me, Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen oder Re­ak­ti­ons­me­cha­nis­men ent­wi­ckeln
II
aus­wer­ten
In­for­ma­tio­nen (Da­ten, Ein­zel­er­geb­nis­se o. a.) er­fas­sen, in ei­nen Zu­sam­men­hang stel­len und dar­aus ziel­ge­rich­te­te Schluss­fol­ge­run­gen zie­hen
II, III
be­grün­den
Sach­ver­hal­te oder Aus­sa­gen auf Re­geln, Ge­setz­mä­ßig­kei­ten bzw. kau­sa­le Zu­sam­men­hän­ge oder wei­te­re nach­voll­zieh­ba­re Ar­gu­men­te zu­rück­füh­ren
II
be­nen­nen, nen­nen, an­ge­ben
Ele­men­te, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe, Da­ten oder Fak­ten oh­ne Er­läu­te­rung und Wer­tung auf­zäh­len
I
be­ra­ten
ei­ne Ent­schei­dungs­fin­dung fach­kom­pe­tent und ziel­grup­pen­ge­recht un­ter­stüt­zen
III
be­rech­nen
Er­geb­nis­se aus ge­ge­be­nen Wer­ten/Da­ten durch Re­chen­ope­ra­tio­nen oder gra­fi­sche Lö­sungs­me­tho­den ge­win­nen
II
be­schrei­ben
Struk­tu­ren, Si­tua­tio­nen, Zu­sam­men­hän­ge, Pro­zes­se und Ei­gen­schaf­ten ge­nau, sach­lich, struk­tu­riert und fach­sprach­lich rich­tig mit ei­ge­nen Wor­ten dar­stel­len, da­bei wird auf Er­klä­run­gen oder Wer­tun­gen ver­zich­tet
I, II
be­stim­men
Sach­ver­hal­te und In­hal­te prä­gnant und kri­te­ri­en­ge­lei­tet dar­stel­len
I
be­stä­ti­gen, be­wei­sen, nach­wei­sen, über­prü­fen, prü­fen
die Gül­tig­keit, Schlüs­sig­keit und Be­rech­ti­gung ei­ner Aus­sa­ge (z. B. Hy­po­the­se, Mo­dell oder Na­tur­ge­setz) durch ein Ex­pe­ri­ment, ei­ne lo­gi­sche Her­lei­tung oder sach­li­che Ar­gu­men­ta­ti­on be­le­gen bzw. wi­der­le­gen
III
be­ur­tei­len, Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf Fach­wis­sen so­wie fach­li­chen Me­tho­den und Maß­stä­ben be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren Sinn­haf­tig­keit ver­tre­ten
III
be­wer­ten, kri­tisch Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf ge­sell­schaft­lich oder per­sön­li­che Wert­vor­stel­lun­gen be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren An­nehm­bar­keit ver­tre­ten
III
cha­rak­te­ri­sie­ren
spe­zi­fi­schen Ei­gen­hei­ten von Sach­ver­hal­ten, Ob­jek­ten, Vor­gän­gen, Per­so­nen o. a. un­ter lei­ten­den Ge­sichts­punk­ten her­aus­ar­bei­ten und dar­stel­len
II
dar­stel­len, dar­le­gen
Sach­ver­hal­te, Struk­tu­ren, Zu­sam­men­hän­ge, Me­tho­den oder Er­geb­nis­se etc. un­ter ei­ner be­stimm­ten Fra­ge­stel­lung in ge­eig­ne­ten Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­ma­ten struk­tu­riert und ggf. fach­sprach­lich wie­der­ge­ben
I, II
dis­ku­tie­ren, er­ör­tern
Pro- und Kon­tra-Ar­gu­men­te zu ei­ner Aus­sa­ge bzw. Be­haup­tung ein­an­der ge­gen­über­stel­len und ab­wä­gen
III
do­ku­men­tie­ren
Ent­schei­den­de Er­klä­run­gen, Her­lei­tun­gen und Skiz­zen zu ei­nem Sach­ver­halt bzw. Vor­gang an­ge­ben und sys­te­ma­tisch ord­nen
I, II
durch­füh­ren
ei­ne vor­ge­ge­be­ne oder ei­ge­ne An­lei­tung bzw. An­wei­sung um­set­zen
I, II
ein­ord­nen, ord­nen, zu­ord­nen, ka­te­go­ri­sie­ren, struk­tu­rie­ren
Be­grif­fe, Ge­gen­stän­de usw. auf der Grund­la­ge be­stimm­ter Merk­ma­le sys­te­ma­tisch ein­tei­len; so wird deut­lich, dass Zu­sam­men­hän­ge un­ter vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten be­grün­det her­ge­stellt wer­den
II
emp­feh­len
Pro­duk­te und Ver­hal­tens­wei­sen kun­den- und si­tua­ti­ons­ge­recht vor­schla­gen
II
ent­wi­ckeln, ent­wer­fen, ge­stal­ten
Wis­sen und Me­tho­den ziel­ge­rich­tet und ggf. krea­tiv mit­ein­an­der ver­knüp­fen, um ei­ne ei­gen­stän­di­ge Ant­wort auf ei­ne An­nah­me oder ei­ne Lö­sung für ei­ne Pro­blem­stel­lung zu er­ar­bei­ten oder wei­ter­zu­ent­wi­ckeln
III
er­klä­ren
Struk­tu­ren, Pro­zes­se oder Zu­sam­men­hän­ge ei­nes Sach­ver­halts nach­voll­zieh­bar, ver­ständ­lich und fach­lich be­grün­det zum Aus­druck brin­gen
I, II
er­läu­tern
We­sent­li­ches ei­nes Sach­ver­halts, Ge­gen­stands, Vor­gangs etc. mit­hil­fe von an­schau­li­chen Bei­spie­len oder durch zu­sätz­li­che In­for­ma­tio­nen ver­deut­li­chen
II
er­mit­teln
ei­nen Zu­sam­men­hang oder ei­ne Lö­sung fin­den und das Er­geb­nis for­mu­lie­ren
I, II
er­schlie­ßen
ge­for­der­te In­for­ma­tio­nen her­aus­ar­bei­ten oder Sach­ver­hal­te her­lei­ten, die nicht ex­pli­zit in dem zu­grun­de lie­gen­den Ma­te­ri­al ge­nannt wer­den
II
for­mu­lie­ren
Ge­for­der­tes knapp und prä­zi­se zum Aus­druck brin­gen
I
her­stel­len
nach an­er­kann­ten Re­geln Zu­be­rei­tun­gen aus Stof­fen ge­win­nen, an­fer­ti­gen, zu­be­rei­ten, be- oder ver­ar­bei­ten, um­fül­len, ab­fül­len, ab­pa­cken und kenn­zeich­nen
II, III
im­ple­men­tie­ren
Struk­tu­ren un­d/o­der Pro­zes­se mit Blick auf ge­ge­be­ne Rah­men­be­din­gun­gen, Ziel­an­for­de­run­gen so­wie et­wai­ge Re­geln in ei­nem Sys­tem um­set­zen
II, III
in­for­mie­ren
fach­li­che In­for­ma­tio­nen ziel­grup­pen­ge­recht auf­be­rei­ten und struk­tu­rie­ren
II
in­ter­pre­tie­ren, deu­ten
auf der Grund­la­ge ei­ner be­schrei­ben­den Ana­ly­se Er­klä­rungs­mög­lich­kei­ten für Zu­sam­men­hän­ge und Wir­kungs­wei­sen mit Blick auf ein schlüs­si­ges Ge­samt­ver­ständ­nis auf­zei­gen
III
kenn­zeich­nen
Mar­kie­run­gen, Sym­bo­le, Zei­chen oder Eti­ket­ten an­brin­gen, die gel­ten­den Kon­ven­tio­nen un­d/o­der ge­setz­li­chen Vor­schrif­ten ent­spre­chen
II
op­ti­mie­ren
ei­nen ge­ge­be­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt, ei­nen Quell­code oder ei­ne ge­ge­be­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung so ver­än­dern, dass die ge­for­der­ten Kri­te­ri­en un­ter ei­nem be­stimm­ten As­pekt er­füllt wer­den
II, III
pla­nen
die Schrit­te ei­nes Ar­beits­pro­zes­ses an­ti­zi­pie­ren und ei­ne nach­voll­zieh­ba­re er­geb­nis­ori­en­tier­te An­ord­nung der Schrit­te vor­neh­men
III
prä­sen­tie­ren
Sach­ver­hal­te struk­tu­riert, me­di­en­ge­stützt und adres­sa­ten­ge­recht vor­tra­gen
II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Ob­jek­te, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se auf das We­sent­li­che re­du­zie­ren und über­sicht­lich dar­stel­len
I
über­set­zen
ei­nen Sach­ver­halt oder ein­zel­ne Wör­ter und Phra­sen wort­ge­treu in ei­ner an­de­ren Spra­che wie­der­ge­ben
II
va­li­die­ren, tes­ten
Er­brin­gung ei­nes do­ku­men­tier­ten Nach­wei­ses, dass ein be­stimm­ter Pro­zess oder ein Sys­tem kon­ti­nu­ier­lich ei­ne Funk­tio­na­li­tät/Pro­dukt er­zeugt, das die zu­vor de­fi­nier­ten Spe­zi­fi­ka­tio­nen und Qua­li­täts­merk­ma­le er­füllt
I
ver­all­ge­mei­nern
aus ei­ner Ein­sicht ei­ne Aus­sa­ge for­mu­lie­ren, die für ver­schie­de­ne An­wen­dungs­be­rei­che Gül­tig­keit be­sitzt
II
ver­drah­ten
Be­triebs­mit­tel nach ei­nem vor­ge­ge­be­nen An­schluss‑/ Strom­lauf­plan sys­te­ma­tisch elek­trisch mit­ein­an­der ver­bin­den
I, II
ver­glei­chen, ge­gen­über­stel­len, un­ter­schei­den
nach vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten pro­blem­be­zo­gen Ge­mein­sam­kei­ten, Ähn­lich­kei­ten und Un­ter­schie­de er­mit­teln und ge­gen­über­stel­len so­wie auf die­ser Grund­la­ge ggf. ein ge­wich­te­tes Er­geb­nis for­mu­lie­ren
II
wie­der­ge­ben
we­sent­li­che In­for­ma­ti­on un­d/o­der de­ren Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert zu­sam­men­fas­sen
I
zeich­nen
ei­nen be­ob­acht­ba­ren oder ge­ge­be­nen Sach­ver­halt mit gra­fi­schen Mit­teln und ggf. un­ter Ein­hal­tung von fach­li­chen Kon­ven­tio­nen (z. B. Sym­bo­le, Per­spek­ti­ven etc.) dar­stel­len
I, II
zei­gen, auf­zei­gen
Sach­ver­hal­te, Pro­zes­se o. a. sach­lich be­schrei­ben und er­läu­tern
I, II
zu­sam­men­fas­sen
das We­sent­li­che sach­be­zo­gen, kon­zen­triert so­wie in­halt­lich und sprach­lich struk­tu­riert mit ei­ge­nen Wor­ten wie­der­ge­ben
I, II

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