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All­ge­mei­ne und phar­ma­zeu­ti­sche Che­mie

Vor­be­mer­kun­gen

Schul­jahr 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt
z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Wirk­prin­zip von An­ta­ci­da
Säu­ren, Ba­sen und Sal­ze in Phar­ma­zie und All­tag
Di­gi­ta­le Dar­stel­lung von Mo­le­kül­mo­del­len
EPA-Mo­dell
Misch­bar­keit von Stof­fen am Bei­spiel von Stoff­ge­mi­schen aus der Ga­le­nik
En­zy­me als Ka­ta­ly­sa­to­ren
Kunst­stof­fe und Um­welt
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Che­mi­sche Grund­be­grif­fe und che­mi­sche Re­ak­tio­nen

8
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den die Grund­la­gen der che­mi­schen Fach­spra­che und Sym­bo­lik an. Sie be­schrei­ben den Ver­lauf che­mi­scher Re­ak­tio­nen.

BPE 1.1

Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern und wen­den che­mi­sche Grund­be­grif­fe an. Sie be­schrei­ben den Ver­lauf che­mi­scher Re­ak­tio­nen.
Rein­stof­fe
Ag­gre­gat­zu­stän­de
Stoff­ge­mi­sche

Ele­ment

Ver­bin­dung

Atom

Mo­le­kül

Stof­f­ei­gen­schaf­ten
Schmelz­tem­pe­ra­tur­mes­sung,
vgl. „Che­misch-phar­ma­zeu­ti­sche Übun­gen“
Merk­ma­le che­mi­scher und phy­si­ka­li­scher Vor­gän­ge

  • Stoff­um­satz
  • Eduk­te
  • Pro­duk­te
Ei­sen, Schwe­fel, Ei­sen­sul­fid
Kup­fer­sul­fat was­ser­frei, was­ser­hal­tig
  • Re­ak­ti­ons­ver­lauf
  • En­er­gie­um­satz, en­do­therm, exo­therm
  • Ak­ti­vie­rungs­en­er­gie
  • Ka­ta­ly­sa­tor

BPE 1.2

Schü­le­rin­nen und Schü­ler for­mu­lie­ren che­mi­sche Stoff­um­sät­ze mit­hil­fe che­mi­scher Sym­bo­le.
Che­mi­sche Sym­bo­le und For­meln
Wer­tig­keit
Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen
ein­fa­che Bei­spie­le

BPE 2

Atom­bau und Pe­ri­oden­sys­tem

6
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ken­nen den Nut­zen und die Gren­zen ver­schie­de­ner Atom­mo­del­le. Sie er­läu­tern das Ord­nungs­prin­zip der Ele­men­te im Pe­ri­oden­sys­tem. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler un­ter­schei­den kon­se­quent zwi­schen der Stoff- und der Teil­chen­ebe­ne.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau der Ato­me mit­hil­fe von Atom­mo­del­len so­wie de­ren Nut­zen und Gren­zen.
Atom­mo­del­le

  • Kern, Hül­le
  • Scha­len­mo­dell
  • Ku­gel­wol­ken­mo­dell

BPE 2.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Auf­bau des Pe­ri­oden­sys­tems der Ele­men­te. Sie nen­nen Grup­pen von Ele­men­ten mit ähn­li­chen Ei­gen­schaf­ten und be­grün­den die Ele­men­tei­gen­schaf­ten auf­grund der Stel­lung im Pe­ri­oden­sys­tem.
Haupt­grup­pen
I, II, VII und VIII
Pe­ri­oden

Ge­setz­mä­ßig­kei­ten in­ner­halb der Grup­pen und Pe­ri­oden

BPE 3

Che­mi­sche Bin­dun­gen

12
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen ver­schie­de­ne Bin­dungs­ty­pen ken­nen und un­ter­schei­den die­se auf­grund der Elek­tro­ne­ga­ti­vi­täts­dif­fe­renz der be­tei­lig­ten Teil­chen. Sie er­läu­tern Ei­gen­schaf­ten von Sal­zen und Mo­le­kül­ver­bin­dun­gen.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Bil­dung der Elek­tro­nen­paar­bin­dung und un­ter­schei­den un­po­la­re und po­la­re Atom­bin­dun­gen.
Edel­gas­kon­fi­gu­ra­ti­on
Edel­ga­se
Un­po­la­re Elek­tro­nen­paar­bin­dung

  • bin­den­de und nicht bin­den­de Elek­tro­nen­paa­re
  • Va­lenz­strich­for­meln (Le­wis-Schreib­wei­se)

Po­la­re Elek­tro­nen­paar­bin­dung

  • De­fi­ni­ti­on der Elek­tro­ne­ga­ti­vi­tät
  • Elek­tro­ne­ga­ti­vi­tä­ten in­ner­halb der Haupt­grup­pen und der Pe­ri­oden im Pe­ri­oden­sys­tem
  • Elek­tro­ne­ga­ti­vi­täts­dif­fe­renz bei un­po­la­ren und po­la­ren Bin­dun­gen
  • Par­ti­al­la­dun­gen

Räum­li­cher Auf­bau von Mo­le­kü­len
EPA-Mo­dell, Te­tra­eder­mo­dell, Am­mo­ni­ak, Me­than, Was­ser, Koh­len­stoff­di­oxid

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern ver­schie­de­ne phy­si­ka­li­sche Ei­gen­schaf­ten von Mo­le­kül­ver­bin­dun­gen an­hand der zwi­schen­mo­le­ku­la­ren Kräf­te.
Zwi­schen­mo­le­ku­la­re Kräf­te

  • Van-der-Waal­s-Kräf­te
  • Di­pol-Di­pol-Wech­sel­wir­kun­gen
  • Was­ser­stoff­brü­cken

Ag­gre­gat­zu­stand
Lös­lich­keit
Misch­bar­keit

BPE 3.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Io­nen­bil­dung und Io­nen­bin­dung und er­läu­tern die ver­schie­de­nen Ei­gen­schaf­ten der Sal­ze durch ih­ren Auf­bau.
Io­nen­bin­dung

  • Io­nen­bil­dung
  • Io­nen­la­dung, Kat­io­nen, Anio­nen
  • Io­nen­git­ter
  • Ver­hält­nis­for­mel
  • No­men­kla­tur

Struk­tur-Ei­gen­schafts­be­zie­hung von Sal­zen

  • Schmelz­tem­pe­ra­tu­ren

  • Lö­se­ver­hal­ten
Hy­drata­ti­ons­ener­gie, Git­te­r­ener­gie

BPE 4

Auf­bau und Ei­gen­schaf­ten von Koh­len­was­ser­stof­fen

14
Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen un­ter Be­rück­sich­ti­gung phar­ma­zeu­tisch re­le­van­ter Bei­spie­le die Sys­te­ma­tik der Koh­len­was­ser­stoffe ken­nen, er­hal­ten ei­nen Über­blick über die Stoff­klas­sen der or­ga­ni­schen Che­mie und iden­ti­fi­zie­ren Stoff­klas­sen an­hand der funk­tio­nel­len Grup­pen. Sie wen­den bei der Be­nen­nung der Koh­len­was­ser­stof­fe die Re­geln der IU­PAC-No­men­kla­tur an. An­hand der Struk­tur er­klä­ren sie die cha­rak­te­ristischen Ei­gen­schaf­ten der Koh­len­was­ser­stof­fe und erken­nen deren Re­ak­ti­vi­tät.

BPE 4.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben an­hand der No­men­kla­tur nach IU­PAC die Ord­nungs­prin­zi­pi­en der Koh­len­was­ser­stof­fe. Sie er­läu­tern am Bei­spiel von Ben­zen den aro­ma­ti­schen Zu­stand.
Struk­tur und No­men­kla­tur ge­rad­ket­ti­ger und ver­zweig­ter Al­ka­ne
bis C18
  • ho­mo­lo­ge Rei­he
  • Iso­me­rie
  • No­men­kla­tur nach IU­PAC
  • phar­ma­zeu­tisch re­le­van­te Ver­tre­ter

Cy­clo­al­ka­ne
bis C7
Struk­tur und No­men­kla­tur der Al­ke­ne
bis C18
  • ho­mo­lo­ge Rei­he

  • E-Z-I­so­me­rie
cis, trans
Ben­zen

  • aro­ma­ti­sches Sys­tem

BPE 4.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Stof­f­ei­gen­schaf­ten und de­ren Än­de­run­gen in­ner­halb der ho­mo­lo­gen Rei­he der Al­ka­ne und Al­ke­ne. Sie ver­glei­chen die Re­ak­ti­vi­tät ge­sät­tig­ter und un­ge­sät­tig­ter Koh­len­was­ser­stof­fe.
Ei­gen­schaf­ten der Koh­len­was­ser­stof­fe

  • Ag­gre­gat­zu­stand

  • Schmelz- und Sie­de­tem­pe­ra­tur
vgl. „Che­misch-phar­ma­zeu­ti­sche Übun­gen“ (BPE 2.2)
  • Vis­ko­si­tät

Un­ter­schie­de der Re­ak­ti­vi­tät
kein Me­cha­nis­mus
Po­ly­me­re an min­des­tens ei­nem Bei­spiel
Po­ly­ethy­len

BPE 4.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ka­te­go­ri­sie­ren Stoff­klas­sen an­hand der funk­tio­nel­len Grup­pen an­hand phar­ma­zeu­tisch re­le­van­ter Bei­spie­le.
Stoff­klas­sen, funk­tio­nel­le Grup­pen (Über­sicht)

  • Al­ko­ho­le, Hy­droxy­grup­pe
  • Al­ka­na­le, Alde­hydgrup­pe
  • Al­ka­no­ne, Ke­to­grup­pe
  • Car­bon­säu­ren, Car­boxyl­grup­pe
  • Es­ter, Es­ter­grup­pe
  • Ami­ne, Ami­no­grup­pe
  • Ether, Ether­grup­pe
  • or­ga­ni­sche Ha­lo­gen­ver­bin­dun­gen

BPE 4.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern die Grund­la­gen der Na­hin­fra­rot­spek­tro­sko­pie.
Na­hin­fra­rot­spek­tro­sko­pie

  • Wel­len­län­gen­be­reich der IR-Strah­lung
  • Va­lenz- und De­for­ma­ti­ons­schwin­gun­gen
  • IR-Spek­trum an ei­nem ein­fa­chen Bei­spiel

  • Ban­den­zu­ord­nung aus­ge­wähl­ter funk­tio­nel­ler Grup­pen
Etha­nol

BPE 5

Säu­re-Ba­se-Re­ak­tio­nen

10
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­ken­nen den Pro­to­nen­über­gang als Merk­mal ei­ner Säu­re-Ba­se-Re­ak­ti­on und for­mu­lie­ren Säu­re-Ba­se-Re­ak­tio­nen. Sie be­nen­nen wich­ti­ge Säu­ren, Ba­sen und de­ren Sal­ze und ge­ben sie mit For­meln wie­der. Sie de­fi­nie­ren den pH-Wert und nut­zen ihn zur Un­ter­schei­dung von Säu­ren und Lau­gen.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­ben die De­fi­ni­ti­on für Säu­ren und Ba­sen nach Brönstedt an und stel­len Ei­gen­schaf­ten von Säu­ren und Ba­sen ge­gen­über. Sie er­läu­tern den Pro­to­nen­über­gang bei Säu­re-Ba­se-Re­ak­tio­nen, ent­wi­ckeln da­zu Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen und ord­nen kon­ju­gier­te Säu­re-Ba­se-Paa­re zu. Sie cha­rak­te­ri­sie­ren Am­ph­oly­te.
De­fi­ni­ti­on von Säu­ren und Ba­sen nach Brönstedt
Säu­re-Ba­se-De­fi­ni­ti­on nach Ar­rhe­ni­us, Uni­ver­sa­lin­di­ka­tor, Phe­nol­phthalein
Pro­to­ly­se

Kon­ju­gier­te Säu­re-Ba­se-Paa­re

Am­ph­oly­te

Neu­tra­li­sa­ti­ons­re­ak­tio­nen

BPE 5.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­ben die For­meln so­wie die che­mi­sche und phar­ma­zeu­ti­sche Be­zeich­nung re­le­van­ter Säu­ren, Ba­sen und Sal­ze an.
Sum­men­for­meln so­wie che­mi­sche und phar­ma­zeu­ti­sche Be­zeich­nun­gen von Säu­ren, Ba­sen und Sal­zen
vgl. BPE 3.3

BPE 5.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Au­to­pro­to­ly­se des Was­sers qua­li­ta­tiv als Gleich­ge­wichts­re­ak­ti­on. Sie wen­den den pH-Wert an, um Säu­ren und Lau­gen zu un­ter­schei­den und be­rech­nen den pH-Wert star­ker Säu­ren und Ba­sen. Sie er­klä­ren die Wir­kung von Puf­fer­lö­sun­gen bei Zu­ga­be von Säu­re oder Ba­se.
Au­to­pro­to­ly­se des Was­sers als Gleich­ge­wichts­re­ak­ti­on nur qua­li­ta­tiv

pH-Wert
Uni­ver­sa­lin­di­ka­tor, Phe­nol­phthalein
Stär­ke von Säu­ren und Ba­sen
  • De­fi­ni­ti­on
  • Be­rech­nung des pH-Werts star­ker Säu­ren und Ba­sen

Sal­ze

  • sau­er
  • neu­tral
  • ba­sisch

Puf­fer­lö­sun­gen an min­des­tens ei­nem Bei­spiel
vgl. „Ga­le­nik“

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.
Sei­fen­her­stel­lung
Ten­si­de und Emul­ga­to­ren
Me­ta­bo­lis­mus bio­lo­gisch ak­ti­ver Es­ter wie Ace­tyl­cho­lin
Lo­kala­n­äs­the­ti­ka
Wirk­stoffsta­bi­li­tät von ASS, Cel­lu­lo­se­e­ther und wei­te­re Gel­bild­ner
Pep­tid­hor­mo­ne
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 6

Re­dox­re­ak­tio­nen

8
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen die Elek­tro­nen­über­tra­gung als Merk­mal der Re­dox­re­ak­tio­nen ken­nen. Sie er­schlie­ßen Elek­tro­nen­über­gangs­re­ak­tio­nen und ord­nen die­se Re­ak­tio­nen dem Re­ak­ti­ons­sche­ma „Re­dox­re­ak­tio­nen“ zu. Sie stel­len Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen von Re­doxvor­gän­gen auf.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­ben die De­fi­ni­ti­on wich­ti­ger Be­grif­fe im Zu­sam­men­hang mit Re­dox­re­ak­tio­nen an, über­tra­gen den en­ge­ren Oxi­da­ti­ons­be­griff als Sau­er­stoff­auf­nah­me und Re­duk­ti­ons­be­griff als Sau­er­stoff­abga­be auf die er­wei­ter­te De­fi­ni­ti­on des Re­dox­be­griffs. Sie er­mit­teln Oxi­da­ti­ons­zah­len ver­schie­de­ner Ver­bin­dun­gen. Sie ord­nen Re­dox­re­ak­tio­nen den Elek­tro­nen­über­tra­gungs­vor­gän­gen zu und un­ter­schei­den Re­doxvor­gän­ge von an­de­ren Re­ak­ti­ons­ty­pen.
Oxi­da­ti­on und Re­duk­ti­on als Elek­tro­nen­über­gangs­re­ak­ti­on

Oxi­da­ti­ons­mit­tel
Re­duk­ti­ons­mit­tel
Vit­amin C, Vit­amin E
Oxi­da­ti­ons­zah­len an­or­ga­ni­scher und
or­ga­ni­scher Ver­bin­dun­gen



Bei­spie­le aus der phar­ma­zeu­ti­schen Ana­ly­tik
Hä­mo­glo­bin und Me­t­hä­mo­glo­bin
Stoff­wech­sel­re­ak­ti­on des Etha­nol
Ver­gif­tung mit Me­tha­nol (vgl. „Ge­fahr­stoff- und Um­welt­schutz­kun­de“)
Er­ken­nen von Re­doxvor­gän­gen

BPE 6.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln Teil­glei­chun­gen und Ge­samt­glei­chun­gen von Re­dox­re­ak­tio­nen.
Teil­glei­chung Oxi­da­ti­on

Teil­glei­chung Re­duk­ti­on

Ge­samt­glei­chung von Re­dox­re­ak­tio­nen
Bei­spie­le aus der phar­ma­zeu­ti­schen Ana­ly­tik

BPE 7

Hy­droxy­ver­bin­dun­gen

8
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ord­nen die Al­ka­n­o­le in Un­ter­grup­pen ein und er­läu­tern de­ren phy­si­ka­li­sche und che­mi­sche Ei­gen­schaf­ten.

BPE 7.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeich­nen Struk­tur­for­meln der Al­ko­ho­le, ka­te­go­ri­sie­ren die­se und be­nen­nen Ver­tre­ter die­ser Stoff­klas­se. Sie er­klä­ren die Stof­f­ei­gen­schaf­ten an­hand der funk­tio­nel­len Grup­pe und be­schrei­ben das Re­ak­ti­ons­ver­hal­ten der Al­ka­n­o­le.
Struk­tur der Al­ka­n­o­le

Ho­mo­lo­ge Rei­he der Al­ka­n­o­le

No­men­kla­tur nach IU­PAC

Ein­tei­lung der Al­ko­ho­le:

  • pri­mä­re, se­kun­dä­re, ter­tiä­re Al­ko­ho­le
  • ein­wer­ti­ge, mehr­wer­ti­ge Al­ko­ho­le
Gly­ce­rol, Pro­pan-1,2-di­ol (Be­zug zu „Ga­le­nik“)
Phy­si­ka­li­sche Ei­gen­schaf­ten

  • Sie­de­tem­pe­ra­tur
  • Lös­lich­keit
  • Misch­bar­keit
  • am­phip­hil
zwi­schen­mo­le­ku­la­re Wech­sel­wir­kun­gen, po­lar, un­po­lar, Emul­ga­to­ren
Che­mi­sche Ei­gen­schaf­ten

  • Ether­bil­dung
Diet­hyle­ther, Po­ly­ethy­l­en­gly­kol
  • Oxi­da­ti­ons­ver­hal­ten

BPE 8

Car­bonyl­ver­bin­dun­gen

8
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben an­hand der No­men­kla­tur die Ord­nungs­prin­zi­pi­en aus­ge­wähl­ter Car­bonyl­ver­bin­dun­gen und er­klä­ren de­ren Ei­gen­schaf­ten. Sie über­tra­gen das Ver­hal­ten ge­gen­über Oxi­da­ti­ons- und Re­duk­ti­ons­mit­teln an­hand der funk­tio­nel­len Grup­pen auf Nach­weis­re­ak­tio­nen des Arz­nei­buchs.

BPE 8.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeich­nen Struk­tur­for­meln der Al­ka­na­le und be­nen­nen Ver­tre­ter die­ser Stoff­klas­se. Sie er­klä­ren die Stof­f­ei­gen­schaf­ten, die Oxi­dier­bar­keit und Re­du­zier­bar­keit der Al­ka­na­le an­hand der funk­tio­nel­len Grup­pe. Sie ent­wi­ckeln die Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen für aus­ge­wähl­te Nach­weis­re­ak­tio­nen der Alde­hy­de.
Al­ka­na­le

  • Struk­tur
  • No­men­kla­tur
  • aus­ge­wähl­te Nach­weis­re­ak­ti­on

  • phar­ma­zeu­tisch re­le­van­te Ver­tre­ter
Me­tha­nal
  • phy­si­ka­li­sche Ei­gen­schaf­ten im Ver­gleich zu Al­ka­n­o­len
  • Oxi­dier­bar­keit
  • Re­du­zier­bar­keit

  • aus­ge­wähl­te Nach­weis­re­ak­ti­on
Fehling­pro­be vgl. BPE 11.1

BPE 8.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­nen­nen phar­ma­zeu­tisch re­le­van­te Ver­tre­ter der Al­ka­no­ne. Sie be­schrei­ben das Ver­hal­ten ge­gen­über Oxi­da­ti­ons- und Re­duk­ti­ons­mit­teln.
Al­ka­no­ne

  • Struk­tur

  • No­men­kla­tur

  • phar­ma­zeu­tisch re­le­van­te Ver­tre­ter
Ace­ton
  • Oxi­da­ti­ons­ver­hal­ten

BPE 9

Car­bon­säu­ren und sub­sti­tu­ier­te Car­bon­säu­ren

8
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den struk­tu­rel­len Auf­bau der Car­bon­säu­ren und sub­sti­tu­ier­ten Car­bon­säu­ren und wen­den No­men­kla­tur­re­geln nach IU­PAC so­wie die phar­ma­zeu­ti­sche No­men­kla­tur an. Sie be­schrei­ben das che­mi­sche Re­ak­ti­ons­ver­hal­ten und phy­si­ka­li­sche Ei­gen­schaf­ten die­ser bei­den Stoff­grup­pen. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zei­gen ste­reo­che­mi­sche Be­son­der­hei­ten auf.

BPE 9.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len Car­bon­säu­ren durch Struk­tur­for­meln dar und be­nen­nen die­se. Sie lei­ten aus­ge­hend von der Struk­tur der Car­bon­säu­ren de­ren phy­si­ka­li­sche Ei­gen­schaf­ten, das Pro­to­ly­se­ver­hal­ten und die Salz­bil­dung ab.
Ge­sät­tig­te Mo­no­c­ar­bon­säu­ren

  • ho­mo­lo­ge Rei­he und No­men­kla­tur bis C12, zu­sätz­lich C16 und C18
  • Ag­gre­gat­zu­stand
  • Lös­lich­keit
  • Di­mer­bil­dung

  • Pro­to­ly­se, Salz­bil­dung
Wie­der­ho­lung
Un­ge­sät­tig­te Mo­no­c­ar­bon­säu­ren

  • phar­ma­zeu­tisch re­le­van­te Ver­tre­ter
Sor­bin­säu­re, Fett­säu­ren in Nah­rungs­fet­ten, Cis- und tran­s-Fett­säu­ren, (Z)-(E) – Iso­me­rie vgl. BPE 11.3

BPE 9.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen aus­ge­wähl­te Ver­tre­ter sub­sti­tu­ier­ter Car­bon­säu­ren mit phar­ma­zeu­ti­scher Ver­wen­dung. Sie ge­ben asym­me­trisch sub­sti­tu­tier­te C-A­to­me in der Struk­tur­for­mel an und be­schrei­ben die Be­son­der­hei­ten der No­men­kla­tur chi­ra­ler Ver­bin­dun­gen.

Aus­ge­wähl­te Ver­ter­ter sub­sti­tu­ier­ter Car­bon­säu­ren

  • Di­c­ar­bonbsäu­re

  • Hy­droxy­car­bon­säu­ren
Wein­säu­re, Ci­tro­nen­säu­re
  • Ami­no­c­ar­bon­säu­ren

Ste­reo­che­mie

  • Chi­ra­li­tät
  • asym­me­trisch sub­sti­tu­ier­tes C-A­tom
  • Po­la­ri­me­ter
  • En­an­tio­me­re
  • D,L-No­men­kla­tur
  • R,S-No­men­kla­tur
Milch­säu­re, op­ti­sche Ak­ti­vi­tät, spe­zi­fi­sche Ak­ti­vi­tät,
Dreh­win­kel

BPE 10

Es­ter

8
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben an­hand der Struk­tur und No­men­kla­tur aus­ge­wähl­te or­ga­ni­sche und an­or­ga­ni­sche Es­ter und er­klä­ren de­ren Ei­gen­schaf­ten und Bil­dung.

BPE 10.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len Es­ter durch Struk­tur­for­meln dar, be­nen­nen die­se und ord­nen Stof­fe an­hand der funk­tio­nel­len Grup­pe den Es­tern zu. Sie lei­ten die Stof­f­ei­gen­schaf­ten an­hand der Struk­tur­for­mel der ver­schie­de­nen Es­ter ab und er­läu­tern die Bil­dung und Spal­tung der Es­ter an aus­ge­wähl­ten Bei­spie­len.
Es­ter

  • Struk­tur
  • No­men­kla­tur
  • Ei­gen­schaf­ten
  • Es­ter­bil­dung

  • Es­ter­spal­tung
Ver­sei­fung
  • Sei­fen

BPE 10.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler über­tra­gen die all­ge­mei­nen Kennt­nis­se über Es­ter auf phar­ma­zeu­tisch re­le­van­te Ver­tre­ter die­ser Stoff­klas­se.
Min­des­tens zwei phar­ma­zeu­tisch re­le­van­te Ver­tre­ter or­ga­ni­scher Es­ter
Ace­tyl­sa­li­cyl­säu­re, Pa­ra­hy­droxy­ben­zoe­säu­rees­ter, Fet­te vgl. BPE 11.3
Min­des­tens ein phar­ma­zeu­tisch re­le­van­ter Ver­tre­ter an­or­ga­ni­scher Es­ter
Schwe­fel­säu­re­al­ky­les­ter, Sal­pe­ter­säu­rees­ter

BPE 11

Or­ga­ni­sche Bau­stei­ne le­ben­der Or­ga­nis­men

10
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den Ih­re Kennt­nis­se ex­em­pla­risch auf die Koh­len­hy­dra­te, Ei­wei­ße und Fet­te an. Sie er­hal­ten ei­nen Über­blick über die räum­li­che Struk­tur von Bio­mo­le­kü­len und zei­gen die Be­deu­tung der Stoff­grup­pen für das Le­ben auf.

BPE 11.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Struk­tur, Ei­gen­schaf­ten und Be­deu­tung der Koh­len­hy­dra­te.
Koh­len­hy­dra­te

  • Mo­no‑, Di‑, Po­ly­sac­cha­ri­de
  • räum­li­che Struk­tur Un­ter­schie­de am Bei­spiel von Amy­lo­se und Cel­lu­lo­se
  • op­ti­sche Ak­ti­vi­tät
  • Be­deu­tung für den Or­ga­nis­mus
Glu­co­se, Sac­cha­ro­se, Stär­ke

BPE 11.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Struk­tur, Ei­gen­schaf­ten und Be­deu­tung der Ei­wei­ße.
Ei­wei­ße

  • Ami­no­säu­ren
  • Pep­tid­bin­dung
  • Struk­tur
  • Be­deu­tung für den Or­ga­nis­mus
Zwit­te­rio­nen, D- und L-Form, op­ti­sche Ak­ti­vi­tät

BPE 11.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Struk­tur, Ei­gen­schaf­ten und Be­deu­tung der Fet­te.
Fet­te
Es­ter­spal­tung
  • Struk­tur
  • Be­deu­tung für den Or­ga­nis­mus

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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