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Berufliche Schulen

Bildungsplanarbeit für die Beruflichen Gymnasien 2021

Chemische Laborübungen

Eingangsklasse, Jahrgangsstufen 1 und 2

Vorbemerkungen

Fachbezogene Vorbemerkungen

1. Fachspezifischer Bildungsauftrag (Bildungswert des Faches)
Die Naturwissenschaft Chemie liefert einen wesentlichen Beitrag zur Beantwortung der Frage, „was die Welt im Innersten zusammenhält“. Sie prägt durch ihre naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweise, durch Erkenntnisse und die daraus resultierenden Anwendungen grundlegend unsere moderne Gesellschaft und kulturelle Identität. Darüber hinaus ist die Chemie für die ökologische und ökonomische Entwicklung unserer Gesellschaft und als Grundlage vieler Berufe von besonderer Bedeutung.
Kennzeichnend für die Chemie ist – in der Beschreibung der stofflichen Welt – die wechselnde Betrachtung von Stoff und Stoffumwandlungen sowohl auf der Stoff- als auch auf der Teilchenebene sowie die Verknüpfung beider Ebenen zur Erklärung von Phänomenen und Sachverhalten, auch unter energetischen Aspekten. Dazu nutzt die Chemie Experimente und Modelle über die Struktur und über den Ablauf von Stoffumwandlungen sowie die damit einhergehenden Energieumsätze.
Der Chemieunterricht der gymnasialen Oberstufe des Beruflichen Gymnasiums liefert einen fachlichen Zugang für die Beurteilung von Umwelt‑, Verbraucher- oder Alltagsfragen, von technischen Entwicklungen und Ressourcenfragen. Die Schülerinnen und Schüler beobachten und beschreiben Phänomene, bilden und überprüfen Hypothesen, führen experimentelle Untersuchungen durch und erfassen und interpretieren Daten.
Der Förderung der Erkenntnisgewinnungskompetenz kommt eine zentrale Bedeutung zu. Die Schülerinnen und Schüler bilden auf Basis von Beobachtungen und Theorien Fragestellungen und Hypothesen, wählen zur Untersuchung von Sachverhalten fachspezifische Modelle und Verfahren aus, interpretieren ihre Ergebnisse und reflektieren den Erkenntnisgewinnungsprozess. Dabei lernen sie nicht nur das Experimentieren als chemische Untersuchungsmethode kennen, sondern charakterisieren auf der Metaebene die Merkmale naturwissenschaftlicher Aussagen und Methoden und grenzen diese von nicht-naturwissenschaftlichen ab.

2. Fachliche Aussagen zum Kompetenzerwerb, prozessbezogene Kompetenzen
Kompetenzorientierter Unterricht bietet die Möglichkeit, Wissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten selbstständig und nachhaltig aufzubauen, zu reflektieren und in verschiedenen Situationen verantwortungsvoll einzusetzen.
Die Schülerinnen und Schüler entwickeln im aktiven Umgang mit spezifischen Inhalten die Kompetenzen, die für die Naturwissenschaften von zentraler Bedeutung sind. Erkenntnisse gewinnen, Kommunizieren und Bewerten stehen für Fähigkeiten und Fertigkeiten, die dafür charakteristisch sind. Naturwissenschaftlich fachkompetente Schülerinnen und Schüler verfügen über Sach‑, Erkenntnisgewinnungs‑, Kommunikations- und Bewertungskompetenz. Diese vier Kompetenzbereiche durchdringen einander und bilden gemeinsam die Fachkompetenz.
Die Sachkompetenz der Schülerinnen und Schüler zeigt sich in der Kenntnis naturwissenschaftlicher Konzepte, Theorien und Verfahren und der Fähigkeit, dieses Fachwissen zu beschreiben und zu erklären sowie geeignet auszuwählen und zu nutzen, um Sachverhalte aus fach- und alltagsbezogenen Anwendungsbereichen zu verarbeiten.
Die Erkenntnisgewinnungskompetenz der Schülerinnen und Schüler zeigt sich in der Kenntnis von naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsweisen und in der Fähigkeit, dieses Fachwissen zu beschreiben, zu erklären und zu verknüpfen, um Erkenntnisprozesse nachvollziehen oder gestalten zu können und deren Möglichkeiten und Grenzen zu reflektieren.
Die Kommunikationskompetenz der Schülerinnen und Schüler zeigt sich in der Kenntnis von Fachsprache, fachtypischen Darstellungen und Argumentationsstrukturen und in der Fähigkeit, dieses Fachwissen zu nutzen, um fachbezogene Informationen zu erschließen, adressaten- und situationsgerecht darzustellen und auszutauschen.
Die Bewertungskompetenz der Schülerinnen und Schüler zeigt sich in der Kenntnis von fachlichen und überfachlichen Perspektiven und Bewertungsverfahren und in der Fähigkeit, dieses Fachwissen zu nutzen, um Aussagen bzw. Daten anhand verschiedener Kriterien zu beurteilen, sich dazu Meinungen zu bilden, Entscheidungen zu treffen und Entscheidungsprozesse und deren Folgen zu reflektieren.
Für nachhaltig gewinnbringendes Lernen ist es von großer Bedeutung, dass alle Kompetenzbereiche im Unterricht bewusst und ausgewogen gefördert werden. Die Kompetenzen entwickeln sich bei den Schülerinnen und Schülern über die Eingangsklasse und die Jahrgangsstufen hinweg und werden im Bildungsplan vielfältig inhaltsbezogen konkretisiert.
Der Vielfalt naturwissenschaftlicher Phänomene liegen im Fach Chemie gemeinsame Prinzipien zugrunde, die sich als Basiskonzepte beschreiben lassen. Die Basiskonzepte für die allgemeine Hochschulreife im Fach Chemie

Konzept vom Aufbau und von den Eigenschaften der Stoffe und der Teilchen,
Konzept der chemischen Reaktion und
Energiekonzept

ermöglichen daher die Vernetzung und Systematisierung fachlicher Inhalte und deren Betrachtung aus verschiedenen Perspektiven aufgrund vergleichbarer Strukturierungselemente. Damit erleichtern sie kumulatives Lernen, den Aufbau von strukturiertem Wissen und die Erschließung neuer Inhalte. Das Fach Chemie ist im Besonderen durch eine Betrachtung der Analyse und Synthese von Stoffen, der Beschreibung ihres Aufbaus und ihrer Eigenschaften und energetischer Zusammenhänge gekennzeichnet, woraus die drei Basiskonzepte resultieren. Sie beziehen sich auf die Struktur der Stoffe, deren Umwandlungen durch chemische Reaktionen und die damit einhergehenden energetischen Prozesse.
Da die Kompetenzen in allen vier Bereichen nur an Fachinhalten erworben werden können, stellen die Basiskonzepte die Grundlage für die Entwicklung der naturwissenschaftlichen Kompetenz dar (vgl. Bildungsstandards im Fach Chemie für die Allgemeine Hochschulreife der KMK i. d. F. vom 18.06.2020).

3. Ergänzende fachliche Hinweise
Der Fokus liegt darauf, die spezifischen Denk- und Arbeitsweisen in der Naturwissenschaft Chemie besonders zu fördern und weiterzuentwickeln. Vor dem Hintergrund der Frage, welche Bedeutung Chemie für jeden Einzelnen und für bestimmte interdisziplinäre Anwendungs- und Forschungsbereiche besitzt, ist die Auswahl nachfolgender Bildungsplaneinheiten entstanden.
Sowohl in der Eingangsklasse als auch in den Jahrgangsstufen 1 und 2 gibt es deshalb ein Angebot verschiedener Module aus den Bereichen Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler, technische Anwendungen oder neue Entwicklungen, die je nach Interessenlage der Schülerinnen und Schüler und/oder nach der Ausstattung der Laborräume der Schulen von der betreuenden Lehrkraft individuell ausgewählt werden können.

Hinweise zum Umgang mit dem Bildungsplan
Der Bildungsplan zeichnet sich durch eine Inhalts- und eine Kompetenzorientierung aus. In jeder Bildungsplaneinheit (BPE) werden in kursiver Schrift die übergeordneten Ziele beschrieben, die durch Zielformulierungen sowie Inhalts- und Hinweisspalte konkretisiert werden. In den Zielformulierungen werden die jeweiligen fachspezifischen Operatoren als Verben verwendet. Operatoren sind handlungsinitiierende Verben, die signalisieren, welche Tätigkeiten beim Bearbeiten von Aufgaben erwartet werden. Die für das jeweilige Fach relevanten Operatoren sowie deren fachspezifische Bedeutung sind jedem Bildungsplan im Anhang beigefügt. Durch die kompetenzorientierte Zielformulierung mittels dieser Operatoren wird das Anforderungsniveau bezüglich der Inhalte und der zu erwerbenden Kompetenzen definiert. Die formulierten Ziele und Inhalte sind verbindlich und damit prüfungsrelevant. Sie stellen die Regelanforderungen im jeweiligen Fach dar. Die Inhalte der Hinweisspalte sind unverbindliche Ergänzungen zur Inhaltsspalte und umfassen Beispiele, didaktische Hinweise und Querverweise auf andere Fächer bzw. BPE.
Der VIP-Bereich des Bildungsplans umfasst die Vertiefung, individualisiertes Lernen sowie Projektunterricht. Im Rahmen der hier zur Verfügung stehenden Stunden sollen die Schülerinnen und Schüler bestmöglich unterstützt und bei der Weiterentwicklung ihrer personalen und fachlichen Kompetenzen gefördert werden. Die Fachlehrerinnen und Fachlehrer nutzen diese Unterrichtszeit nach eigenen Schwerpunktsetzungen auf Basis der fächerspezifischen Besonderheiten und nach den Lernvoraussetzungen der einzelnen Schülerinnen und Schüler.
Der Teil „Zeit für Leistungsfeststellung“ des Bildungsplans berücksichtigt die Zeit, die zur Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung von Leistungsfeststellungen zur Verfügung steht. Dies kann auch die notwendige Zeit für die gleichwertige Feststellung von Schülerleistungen (GFS), Nachbesprechung zu Leistungsfeststellungen sowie Feedback-Gespräche umfassen.

Die Zeitrichtwerte in Klammern geben den Anteil der Stunden in Gruppenteilung an.
* In der Eingangsklasse sind vier der BPE 2 – 9 zu unterrichten. In den Jahrgangsstufen 1 und 2 sind sechs der BPE 10 – 22 zu unterrichten.
** Über die in den BPE 1 – 9 zugeordneten 25 Teilungsstunden hinaus können weitere 15 Teilungsstunden im Rahmen von Projekten im Labor eingesetzt werden; über die in den BPE 10 – 22 zugeordneten 48 Teilungsstunden hinaus können weitere 24 Teilungsstunden im Rahmen von Projekten im Labor eingesetzt werden. Diese sind auch für sicheres Arbeiten im Labor (BPE 1) für Schülerinnen und Schüler zu verwenden, die das Fach in der Eingangsklasse nicht belegt haben.

Eingangsklasse

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

Vertiefung	Individualisiertes Lernen	Projektunterricht
z. B. Übungen Anwenden Wiederholen	z. B. Selbstorganisiertes Lernen Lernvereinbarungen Binnendifferenzierung	z. B. Luftqualität in der eigenen Stadt Kernfusion als Energiequelle Honig Bau einer Biogasanlage Besuch eines Umweltanalytiklabors Besuch einer Gießerei Besichtigung eines Teilchenbeschleunigers Besuch eines landwirtschaftlichen Betriebs

Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen.

BPE 1	Sicheres Arbeiten im Labor	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler verinnerlichen die auf den Arbeitsschutzrichtlinien basierenden vorgeschriebenen Verhaltensregeln in naturwissenschaftlichen Fachräumen und wenden alle Schutzmaßnahmen sicher an. Dadurch erlangen sie Sicherheit für das Arbeiten im laborpraktischen Unterricht sowie für den Umgang mit Gefahrstoffen, Laborgeräten und Versuchsaufbauten. Die Dokumentation und Auswertung von selbst durchgeführten Versuchen verfestigt dabei die naturwissenschaftliche Arbeitsweise.

BPE 1.1

Die Schülerinnen und Schüler wenden allgemeine Regeln für die Arbeit im chemischen Labor und Sicherheitsregeln begründet an. Sie übertragen ihr Wissen auf potenziell mögliche Notfallsituationen.

Persönliche Schutzausrüstung
Sicherheitsausstattung
Notruf Erste-Hilfe-Maßnahmen
Maßnahmen zum Brandschutz
Modellexperiment zur Brandbekämpfung

BPE 1.2

Die Schülerinnen und Schüler übertragen die Bedeutung von Gefahrstoffpiktogrammen und Gefährdungshinweisen auf die korrekte Handhabung von Stoffen und die zugehörigen Versuchsaufbauten. Sie erläutern Regeln zur Vermeidung von Chemikalienabfall und zur sachgerechten Entsorgung von Chemikalien und wenden diese an.

Gefährdungsbeurteilung
Gefahrstoffkennzeichnung
Vorgaben zum Umgang mit Gefahrstoffen	Abzug
Vermeidung von Chemikalienabfall
Chemikalienentsorgung	Schwermetallabfall, halogenhaltiger Abfall

BPE 1.3

Die Schülerinnen und Schüler führen Experimente durch und dokumentieren Versuchsdurchführungen und Ergebnisse.

Umgang mit Laborgeräten in der Durchführung und der Nachbereitung von Experimenten	Erhitzen von Stoffen (z. B. Wasser, Kerzenwachs, Glas)
Bunsenbrenner Waagen
Volumenmessgeräte	Mess- und Vollpipette, Messzylinder, Maßkolben
Dokumentation	Protokollführung, Gefährdungsbeurteilung, Tabellen, Diagramme

BPE 2*	Zucker	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler erwerben einen Überblick über gängige Trennverfahren in der produzierenden Chemieindustrie anhand des Beispiels der Rübenzuckergewinnung und diskutieren wichtige Aspekte dieses Produkts bezüglich Wirtschaftlichkeit, industriellen Bedarfs und Gesundheitsfragen.

BPE 2.1

Die Schülerinnen und Schüler benennen und erklären die Schritte der industriellen Saccharosegewinnung, erklären die Prinzipien der verwendeten Trennmethoden und führen geeignete Versuche zur Zuckergewinnung durch. Sie diskutieren die Verwendung und den Verbrauch von Saccharose in der modernen Lebensmittelindustrie und der menschlichen Physiologie.

Rübenzuckergewinnung (von der Zuckerrübe zum Kristallzucker)	Ernte, Qualitätskontrolle, Reinigung, Rohsaftgewinnung, Kalkfällung, Dünnsaftgewinnung, Dicksaftherstellung, Kristallisationskeim – Kristallisation, Melassetrennung, Reinigung – Raffination
Verwendung	Haushaltszucker, Industriezucker, Getränkeherstellung, Lebensmittelproduktion
Wirkung
Energielieferant
Säurebildner	Zahnschmelzschädigung
Geschmacksverstärker	Lebensmittel mit „verstecktem“ Zucker
Konservierungsmittel	Marmelade, kandierte Früchte

BPE 3*	Metalle	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihre Kompetenzen zu Aufbau, Eigenschaften und Nutzung von Metallen.

BPE 3.1

Die Schülerinnen und Schüler untersuchen experimentell charakteristische Stoffeigenschaften der Metalle und erklären diese mithilfe des Elektronengasmodells. Sie beschreiben Anwendungen dieser Eigenschaften in Alltag und Technik.

Stoffeigenschaften	Experimente z. B. zur elektrischen Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Verformbarkeit, Dichte
Nutzung	z. B. als Kabel, Kühler, Federn

BPE 3.2

Die Schülerinnen und Schüler führen Verfahren zur Metallbearbeitung durch, untersuchen die Metallkorrosion experimentell, beschreiben und erklären diese. Sie ordnen diese Vorgänge in den Kreislauf der Werkstoffe ein.

Metallbearbeitung	Experimente z. B. spanende und nichtspanende Verfahren, Löten, Schweißen, Dengeln Besuch einer Metallwerkstatt
Korrosion	Experimente z. B. Rosten, Ätzen, Abrieb
Kreislauf der Werkstoffe	Gewinnung, Herstellung, Fertigung, Gebrauch, Versagen, Verwertung

BPE 4*	Vertiefung Metalle	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihre Kompetenzen zu Aufbau und Eigenschaften der Metalle, indem sie verschiedene Gitterstrukturen beschreiben. Sie verknüpfen diese Strukturen mit ausgewählten Eigenschaften der jeweiligen Metalle. Sie beschreiben charakteristische Eigenschaften von Halbleitern und vergleichen diese mit Metallen. Sie lernen die Nutzung von Halbleitern in Alltag und Technik kennen.

BPE 4.1

Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die unterschiedlichen Eigenschaften von Metallen und Legierungen im Experiment und erklären diese mithilfe von Modellen.

Metallgitter	Experimente z. B. Bau von Kristallgittermodellen (Styroporkugeln), Simulation
Metalleigenschaften	Experimente z. B. zur Sprödigkeit, Duktilität
Legierungen	Experimente z. B. Herstellen von Legierungen (z. B. Messing auf Kupfermünze) Phasendiagramme

BPE 4.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Stoffeigenschaften von Halbleitern und vergleichen diese mit den jeweiligen Eigenschaften von Metallen. Sie beschreiben den Einsatz von Halbleitern in Alltag und Technik.

Stoffeigenschaften von Halbleitern	Experimente z. B. zur elektrischen Leitfähigkeit, Sprödigkeit, Duktilität
Nutzung von Halbleitern	Mikroprozessoren Photodetektoren (Digitalkamera), LED-Lampen Photovoltaik

BPE 5*	Atmosphärenchemie	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler erhalten Einblicke in die chemischen und physikalischen Prozesse, die sich in der Atmosphäre abspielen, die Veränderungen, die durch menschliche Aktivität entstanden sind und deren Einfluss auf das Leben auf der Erde.

BPE 5.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau der Erdatmosphäre und die Zusammensetzung der Luft in der Troposphäre. Sie führen Experimente zur Luftzusammensetzung durch.

Aufbau der Erdatmosphäre
Zusammensetzung der Luft in der Troposphäre	Experimente z. B. Sauerstoffnachweis, Stickstoffnachweis, Kohlenstoffdioxidnachweis

BPE 5.2

Die Schülerinnen und Schüler nennen und untersuchen exemplarisch die umweltverschmutzenden Gase und ihre Quellen. Sie diskutieren Möglichkeiten, deren Ausstoß zu reduzieren.

Schadstoffe in der Luft
Kohlenstoffdioxid Kohlenstoffmonooxid Stickstoffoxide Feinstaub	Experimente z. B. Nachweis von Luftschadstoffen, Staub und Ruß in der Luft, Stickstoffoxide durch Saltzman-Probe, Zerstörung von Farbstoffen durch Stickstoffoxide, Vergiftung von Kresse durch Schadstoffe
Reduzierung von Luftschadstoffen	z. B. Autokatalysator, AdBlue Technik

BPE 5.3

Die Schülerinnen und Schüler erklären den Treibhauseffekt und seine Folgen für die Umwelt. Sie diskutieren Möglichkeiten, den Kohlenstoffdioxidausstoß zu kontrollieren.

Treibhauseffekt	Modellversuch zum Treibhauseffekt
Kohlenstoffdioxid, Wasser und Methan als Treibhausgase Klimawandel Strategien gegen Treibhausgase

BPE 5.4

Die Schülerinnen und Schüler erklären die Wirkung von Ozon als Sonnenschutz in der Stratosphäre und als Verantwortlicher für den fotochemischen Smog in der Troposphäre.

Ozon Ozon in der Stratosphäre
Abbau und Bildung Ozonschicht Ozonloch
Ozon in der Troposphäre: Sommersmog	Experimente z. B. Nachweis von Ozon nach Schönbein Zerstörung von Farbstoffen durch Ozon

BPE 6*	Vertiefung zur Atmosphärenchemie	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler befassen sich mit der Entstehung der Elemente und mit Theorien zur Entstehung organischer Moleküle in der Uratmosphäre. Sie erfahren, welche hauptsächlichen Elemente im menschlichen Körper vorkommen, wie durch menschliche Aktivität weitere Elemente entstehen können und führen geeignete Experimente durch.

BPE 6.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären die Bildung der Elemente nach dem Ursprung (Urknall) des Universums.

Ursprung der Elemente Plasma in dichten Gaswolken Kernfusion im Zentrum der Sterne
Zusammensetzung des Kerns eines Riesensterns	Kern unserer Sonne
Entstehung schwerer Atomkerne in Roten Riesen und in Sternexplosionen	z. B. Supernova „Wir sind aus Sternenstaub gemacht“
Entstehung der Planeten

BPE 6.2

Die Schülerinnen und Schüler erläutern das Auftreten von Absorptions- und Emissionsspektren anhand des Übergangs von Elektronen zwischen Energieniveaus. Sie beschreiben die spektroskopischen Methoden als Instrument, um Informationen über die Zusammensetzung des Universums zu erhalten.

Absorptions- und Emissionsspektren

Experimente
z. B. Flammenfärbung, IR-Spektroskopie

BPE 6.3

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Experimente zur Entstehung organischer Moleküle in der Uratmosphäre.

Miller-Urey-Experiment zur Entstehung organischer Moleküle in der Uratmosphäre
Experiment von Juan Oro zur Bildung von Adenin

BPE 6.4

Die Schülerinnen und Schüler geben einige Elemente im menschlichen Körper an und nennen beispielhaft ihre Aufgaben.

Elemente im menschlichen Körper

BPE 6.5

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Synthese künstlicher Elemente aus den vorhandenen Elementen.

Synthese künstlicher Elemente und radioaktiver Isotope

z. B. Lerngang CERN

BPE 7*	Chemie und Landwirtschaft	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler erhalten Einblicke in die landwirtschaftliche Produktion sowie die Möglichkeiten der Einflussnahme seitens der Chemie.

BPE 7.1

Die Schülerinnen und Schüler nennen die wichtigsten landwirtschaftlichen Produktbereiche und erläutern die Randbedingungen der Produktion.

Pflanzen	Nahrungsmittel, Rohstoffe für Kleidung, Biotreibstoffe, industriell wichtige Rohstoffe
Tiere	Nahrungsmittel, Rohstoffe für Bekleidung
Randbedingungen	Wachstum der Weltbevölkerung, begrenzte Ressourcen, Umweltschutz

BPE 7.2

Die Schülerinnen und Schüler geben die Elemente an, aus denen Pflanzen bestehen, beschreiben deren Herkunft und führen geeignete Nachweisexperimente durch.

Aufbau des Grundgerüsts	Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff
Hauptnährstoffe	Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calcium, Magnesium
Spurenelemente	Eisen, Kupfer, Mangan, Zink, Bor, Molybdän, Chlor, Selen, Schwefel
Luft, Wasser, Boden	z. B. Fotosynthese, Minimumgesetz

BPE 7.3

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau des Bodens und erläutern die Bedeutung von Nährstoffkreisläufen für das Pflanzenwachstum; sie führen Bodenanalysen durch.

Hauptkomponenten des Bodens	Experimente zur Bodenanalyse
Stickstoffkreislauf	biologische Stickstofffixierung Nitrifikation, Denitrifikation
Düngung	biologische Landwirtschaft, konventionelle Landwirtschaft Nachweisreaktionen im Dünger
Umweltproblematik	Experimente z. B. zur Bestimmung der Nitratwerte im Grund- und Trinkwasser

BPE 8*	Radioaktivität	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler lernen die der Stabilität von Atomen zugrundeliegenden Prinzipien kennen und beschreiben die aus der Instabilität von Atomen resultierenden Mechanismen von Radioaktivität. Sie führen Experimente zur Messung von Radioaktivität durch.

BPE 8.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau von Atomkernen und den radioaktiven Zerfall auf Ebene der Nukleonen. Sie vergleichen die charakteristischen Eigenschaften der Strahlungsarten auf atomarer Ebene und beschreiben die Aktivität quantitativ.

Atombau
Nukleonen Isotope, Nuklide
α-Zerfall
β-Umwandlung
γ-Strahlung
Zerfallsreihen
Aktivität	Experimente z. B. Aktivitätsmessungen an Kaliumdünger, Radonbelastung
Halbwertszeiten	Berechnungen
Altersbestimmung	z. B. Radiocarbonmethode

BPE 8.2

Die Schülerinnen und Schüler vergleichen die charakteristischen Eigenschaften der Strahlungsarten und beschreiben die Auswirkungen von ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper und Expositionsmechanismen.

Ionisierende Strahlung
Strahlungseigenschaften	Experimente z. B. zur Energie (Nebelkammer), Reichweite in Luft, Reichweite in kondensierter Materie
Exposition
Dosis, Äquivalentdosis	Gray, Sievert
natürliche und zivilisatorische Strahlenbelastung	Berechnungen, z. B. von Flugreisen
Auswirkungen auf organische Materie
Strahlenschäden	deterministisch, stochastisch

BPE 9*	Vertiefung Radioaktivität	10 (5)
Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über die aktuelle Verwendung von Radioaktivität und Kernspaltung und beziehen Stellung hinsichtlich Nutzen und Gefahrenpotenzial der Technologien.

BPE 9.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären die Nutzung von Radioaktivität in Medizin und Technik. Sie schätzen Nutzen und Risiken der Verfahren ab.

Nuklearmedizin	z. B. Besuch einer nuklearmedizinischen Einrichtung
Radioiod-Therapie
Szintigrafie-Verfahren	Technetium-Szintigrafie von Knochen, Schilddrüsen-Szintigrafie, Positronen-Emissions-Tomografie
Vergleich von Gesundheitsfolgen durch Strahlenschäden und die zu therapierenden Erkrankungen

BPE 9.2

Die Schülerinnen und Schüler erklären die der Kernspaltung zugrundeliegenden Mechanismen mithilfe von Modellexperimenten. Sie beschreiben die Kritikalität von spaltbarem Material und die Nutzung der Kernspaltung. Sie beschreiben Nutzen und Gefahrenpotenzial der technischen Nutzung der Kernspaltung und bewerten sie.

Kernspaltung	Experimente z. B. Modellversuche zur Kernspaltung, Kettenreaktionen, Simulationen
spaltbare Nuklide
Kettenreaktion der Kernspaltung, Kritikalität, Moderatoren	z. B. Simulationen von Kernreaktoren
Energiebilanz	Berechnungen z. B. mit \( E = m \cdot c^2 \), Vergleich der Energiedichte von fossilen Brennstoffen und Kernbrennstoffen
Aufbau von Kernreaktoren	Siedewasserreaktor, Druckwasserreaktor
Störfälle, historische Reaktorunfälle und ihre Folgen	INES-Skala, Tschernobyl, Fukushima, Cs-137, I-131
Entsorgung von Kernabfällen	Experimente z. B. Versuche zur Stabilität von Lagergesteinen
Kernwaffeneinsatz und seine Folgen

Zeit für Leistungsfeststellung

70 (25)

80 (40**)

Jahrgangsstufen 1 und 2

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

Vertiefung	Individualisiertes Lernen	Projektunterricht
z. B. Übungen Anwenden Wiederholen	z. B. Selbstorganisiertes Lernen Lernvereinbarungen Binnendifferenzierung	z. B. Pharmazie: Galenisches Praktikum, Synthese eines Wirkstoffs, Nachweis von Trägerstoffen Gewässeruntersuchung Galvanisieren: Betriebsbesichtigung

Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen.

BPE 10*	Chemie des Wassers	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler lernen Wasser als wichtigen Bestandteil des Lebens kennen und beschreiben dessen Besonderheiten. Sie untersuchen eine Wasserprobe und führen geeignete Nachweisreaktionen durch.

BPE 10.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären die Darstellung des Wassers aus seinen Elementen sowie einige chemische und physikalische Besonderheiten.

Wassersynthese und ‑analyse Nachweis von Wasserstoff und Sauerstoff	Experimente z. B. Nachweis von Wasser, Elektrolyse von Wasser
Dichteanomalie des Wassers	z. B. Eisberge, Sprudelflasche in Gefriertruhe

BPE 10.2

Die Schülerinnen und Schüler führen eine Wasseranalyse durch.

pH-Wert Elektrische Leitfähigkeit Temperatur
Nachweis im Wasser enthaltener Ionen und gelöster Gase	z. B. Chloridionen, Sulfationen, Hydrogencarbonationen Sauerstoffgehalt
Bestimmung der Wasserhärte	Experimente z. B. Titration
Verringerung der Wasserhärte	z. B. durch Ionentausch, Zusatz von Soda z. B. Funktionsweise Geschirrspülmaschine

BPE 11*	Instrumentelle Analytik	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler lernen instrumentelle Methoden der analytischen Chemie, deren Leistungsfähigkeit und ihre Einsatzgebiete kennen. Sie können damit die Komponenten von Stoffgemischen bestimmen.

BPE 11.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären das Prinzip unterschiedlicher Analysemethoden und führen geeignete Experimente durch.

Chromatografie
Dünnschichtchromatografie	Experimente z. B. Trennung und Identifizierung von Aminosäure-Gemischen, Blattfarbstoffen, Lebensmittelfarbstoffen
Gas-Chromatografie HPLC	z. B. Gaschromatogramm von Feuerzeuggas, Gaschromatogramm von Normalbenzin
Analyse mittels Fotometer	z. B. Phosphatgehalt von Cola-Getränken, Eisengehalt von Lebensmitteln, Kupfergehalt in Messing
Massenspektrometrie	z. B. Modellversuche

BPE 12*	Nanomaterialien	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler lernen anhand von Beispielen kennen, dass die Nanotechnologie als Zukunftstechnologie des 21. Jahrhunderts schon heute in vielen Lebensbereichen fest etabliert ist. Sie beschreiben die Besonderheiten von Nanostrukturen, führen geeignete Experimente durch und diskutieren Chancen und Risiken der Verwendung verschiedener Nanomaterialien.

BPE 12.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Nanoteilchen und die verschiedenen Anwendungsgebiete der Nanotechnologie an Beispielen. Sie begründen Vor- und Nachteile von Nanoteilchen für den Einsatz in Produkten.

Nanotechnologie – Größeneinordnung	Mikrostrukturen; atomare Strukturen: Röhren, Cluster, Kristalle; Grenzflächen, kolloidale Systeme
Anwendungsgebiete	z. B. Medizintechnik, Textil- und Kosmetikindustrie, Haushalt, Lack- und Farbenindustrie, Kraftfahrzeugtechnologie
Vor- und Nachteile der Nanotechnologie	z. B. „Nano-Silber“ gegen Bakterien

BPE 12.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben an verschiedenen Beispielen den Zusammenhang zwischen den Stoffeigenschaften und der Partikelgröße, vergleichen diese und führen geeignete Experimente durch.

Besondere Eigenschaften und Wirkung von Nanoteilchen	Experimente z. B. Tyndall-Effekt, Lotus-Effekt
Synthese verschiedener Nanopartikel	z. B. Herstellung von Zinkoxid- oder Gold-Nanopartikeln
„Nano-Silber“	z. B. Beschichtung von Textilien

BPE 13*	Vertiefung Zucker	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihre Kenntnisse über Zucker und Zuckerarten bezüglich des Aufbaus, des Vorkommens, der physiologischen Wirkung und deren Nachweisbarkeit in Lebensmitteln.

BPE 13.1

Die Schülerinnen und Schüler benennen die unterschiedlichen Zuckerstoffe der Mono-, Di- und Polysaccharide und beschreiben deren Vorkommen, physiologische Wirkung und Anwendung im Alltag. Sie diskutieren deren Nachweismöglichkeiten und führen einzelne Nachweise im Experiment durch.

Monosaccharide	Nachweisexperimente z. B. Fehling-Probe, Tollens-Probe, GOD-Test
Glucose Mannose Galactose Fructose
Disaccharide	Experimente z. B. Hydrolyse, Fehling-Probe
Saccharose Maltose Lactose Cellobiose
Polysaccharide	z. B. Hydrolyse und Nachweisreaktionen, Verkleisterung
Glykogen Stärke: Amylose, Amylopektin Pektine Cellulose	Stärkenachweis Amylase im Speichel, Stärkefolie

BPE 14*	Chemie und Medizin	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass viele physiologische und pathophysiologische Prozesse im menschlichen Organismus auf der Fähigkeit beruhen, eine innere Homöostase herzustellen bzw. deren Entgleisung zu verhindern.

BPE 14.1

Am Beispiel der Atmung erläutern die Schülerinnen und Schüler die Folgen einer pathologischen Störung und die Auswirkung auf das Verhältnis der Atemgase. Sie beschreiben die Pathophysiologie der Kohlenstoffmonooxidvergiftung und konkrete Interventionsmaßnahmen sowie das Zustandekommen einer respiratorischen Alkalose bei einer Hyperventilation und führen geeignete Versuche durch.

Innere Atmung
Transport von O₂ und CO₂	Experimente z. B. Atemluft-CO₂-Messung, Modellversuche zur Einstellung von chemischen Gleichgewichten
Hypoxie
Symptome Ursachen Maßnahmen
Kohlenstoffmonooxidvergiftung	z. B. Kohlenmonooxid-Atemtest, Projekt zur Rauchprävention
Symptome Pathophysiologie Maßnahmen
Pulsoxymetrie	z. B. fotometrische Bestimmung der Eisen-Konzentration z. B. Durchführung einer Pulsoxymetrie in verschiedenen Belastungssituationen

BPE 14.2

Die Schülerinnen und Schüler stellen die Bedeutung des Blut-pH-Werts im menschlichen Organismus dar und beschreiben die Vorgänge, die diesen Wert konstant halten. Sie erklären die Entstehung einer Azidose und einer Alkalose, erläutern verschiedene Ursachen und die jeweils passenden Maßnahmen.

Blut-pH-Wert
Hyperventilation
Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Puffer als Beispiel eines Blutpuffersystems	Experimente z. B. Herstellung eines Carbonatpuffers, Titration
Azidose
metabolisch	z. B. Niereninsuffizienz, Ketoazidose, Vergiftung
respiratorisch	z. B. medikamentös verursachte Atemdepression
Alkalose
metabolisch	z. B. bei lang anhaltendem Erbrechen
kongenital	z. B. Stoffwechselerkrankung mit gestörter aktiver Chloridabsorption
respiratorisch
Symptome
Maßnahmen

BPE 15*	Chemie und Pharmazie	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler nehmen Medikamente als chemische Substanzen wahr, deren Eigenschaften und Wirkungen auf den menschlichen Körper sowie miteinander auf ihrer chemischen Struktur beruhen. Anhand von konkreten Arzneimittelbeispielen erarbeiten sie sich ein Verständnis für die Wirkbeziehung zwischen Wirkstoff und Körper und leiten davon konkrete Maßnahmen im Umgang mit alltäglichen Medikamenten ab.

BPE 15.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Wirkung von Arzneistoffen auf den Organismus. Sie stellen Strukturähnlichkeiten von Molekülen unterschiedlichen Stoffwechselwirkungen gegenüber. Sie erklären, wie die Applikationsform die Wirkung eines Medikaments beeinflussen kann.

Arzneimittel nach dem Arzneimittelgesetz (AMG) Pharmakodynamik
Pharmakon-Rezeptor-Wechselwirkung	Antagonisten
Dosis-Wirkungsbeziehung
Wirkweise von Medikamenten	z. B. Blockade von Synthesen, Blockade der Zellversorgung, Funktionsveränderung von Botenstoffen, Placebo-Wirkung
Arzneimittelwirkungen	Wirkstoffklassen, z. B. Analgetika, Antihistaminika
Nebenwirkungen	z. B. toxisch, allergisch, fruchtschädigend
Applikationsform	z. B. oral, topisch, intravenös
Strukturähnlichkeiten und Wirkungsunterschiede	z. B Adenin-Mercaptopurin, Morphin-Codein, Östradiol-Testosteron

BPE 15.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben, wie Wirkstoffe im Organismus verteilt und verstoffwechselt werden. Sie stellen verschiedene Interaktionsmöglichkeiten dar und erklären, wie die Darreichungsform die Wirkung eines Medikaments beeinflussen kann. An einem konkreten Arzneimittelbeispiel begründen sie, welche Applikations- und Darreichungsformen sich besonders anbieten bzw. notwendig sind und führen geeignete Experimente durch.

Pharmakokinetik
LADME	Liberation – Absorption – Distribution – Metabolism – Excretion
Interaktionen
mit anderem Arzneimittel	z. B. Antidota wie Vitamin K für Cumarinderivate, orale Kontrazeptiva und Antibiotika
mit Lebensmitteln	z. B. Tetracycline und Milch
Darreichungsformen	z. B. magensaftresistente Tabletten, Salben Experimente z. B. Herstellung unterschiedlicher Tabletten und Kapseln
Wirkgeschwindigkeit	Experimente z. B. Löslichkeit bei verschiedenen Darreichungsformen
Haltbarkeit von Arzneimitteln	z. B. kühlpflichtige Wirkstoffe wie Insulin
Arzneimittel bei konkreter Indikation: Darreichung, Applikation, Pharmakokinetik und Pharmakodynamik	z. B. Insulin bei Diabetes mellitus Typ I

BPE 15.3

Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden Desinfektion und Sterilisation voneinander und erläutern verschiedene chemische und physikalische Methoden mit deren jeweiligen Grenzen. Sie begründen die Notwendigkeit des sterilen Arbeitens in der Medizin und führen geeignete Experimente durch.

Desinfektion Sterilisation	Experimente z. B. Abstriche
Methoden	z. B. Wasserdampf, Strahlung, verschiedene chemische Desinfektionsmittel Experimente z. B. Herstellung eines chemischen, natürlichen, beispielsweise pflanzlichen Desinfektionsmittels
Wirkungsweise
Steriles Arbeiten	Experimente z. B. Herstellung eines sterilen Nährmediums

BPE 16*	Seifen, Tenside und Waschmittel	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler begründen die Eigenschaften und die Waschwirkung von Seifen und Tensiden mithilfe ihres Aufbaus. Sie erwerben Kenntnisse über die Zusammensetzung von Waschmitteln und führen geeignete Experimente durch.

BPE 16.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die allgemeine Struktur von Seifenanionen und eine Methode zur Seifenherstellung. Sie erklären die Waschwirkung und die Nachteile von Seifen.

Struktur der Seifenanionen
Herstellung von Seife	Experimente z. B. Seifenherstellung
Waschwirkung	Micelle, Tyndalleffekt
Nachteile von Seifen	Experimente z. B. alkalische Reaktion, pH-Wert der Haut, Wasserhärteempfindlichkeit, Säureempfindlichkeit

BPE 16.2

Die Schülerinnen und Schüler erklären die allgemeine Struktur synthetischer Tenside sowie ihre Wirkung und Eigenschaften anhand geeigneter Experimente. Sie ordnen die Tenside einer Tensidklasse zu.

Struktur synthetischer Tenside	biologische Abbaubarkeit
Wirkung	Experimente z. B. Herabsetzung der Oberflächenspannung, Dispersionsvermögen, Netzwirkung, Herstellung einer stabilen Emulsion
Tensidklasse	anionisch, nichtionisch

BPE 16.3

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Zusammensetzung von Vollwaschmitteln und erklären die Wirkungsweise ausgewählter Inhaltsstoffe anhand geeigneter Experimente.

Tenside
Bleichmittel
Optische Aufheller
Enzyme
Gerüststoffe

Experimente
z. B. Funktionsweise von Wasserenthärtern (z. B. Zeolith mit Eisen-Ionen und mit hartem Wasser), qualitative Enzymprüfung (Gelatine mit Protease), Nachweis optischer Aufheller (UV-Lampe)

BPE 17*	Chemie im Mund	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Mund als Chemielabor en miniature. Sie erklären den Zusammenhang zwischen Zahnpflege, Zahnerhaltungsmaßnahmen und einem gesunden Gebiss. Dabei übertragen sie ihre Kenntnisse aus den Bereichen der Kohlenhydrate, der Kunststoffchemie sowie dem Donator-Akzeptor-Prinzip auf die Chemie im Mund.

BPE 17.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Zusammensetzung und Eigenschaften des Speichels und die im Mund ablaufenden chemischen Prozesse. Sie führen einen Speicheltest durch.

Speichel und seine Zusammensetzung

Experimente
z. B. Enzyme, Ionen, pH-Wert, Puffersysteme
z. B. Nachweis von Amylase im Speichel mit der Iod-Stärke-Reaktion, Bestimmung des pH-Wertes des Speichels vor und nach der Nahrungsaufnahme, Nachweis der puffernden Wirkung

BPE 17.2

Die Schülerinnen und Schüler stellen den Zusammenhang zwischen Zahnpflege und einer Veränderung der Mundflora sowie der Zähne dar. Sie führen geeignete Versuche durch. Die Schülerinnen und Schüler nennen die verschiedenen Arten von Zahnfüllungen und bewerten die Verwendung der jeweiligen Materialien aufgrund der Materialeigenschaften und Anforderungen.

Bakterien der Mundhöhle Plaquebildung	Experimente z. B. Ausstreichen der Bakterien auf einem Nährboden
Karies Zahnpflege	z. B. pH-Messungen bei Verwendung von Zahnpflege-Kaugummis
Zahnfüllungen	Vergleich verschiedener Zahnfüllungen

BPE 18*	Chemie und Licht	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Farbigkeit anhand des elektromagnetischen Spektrums und wenden das Prinzip Lichtabsorption und ‑emission sowohl bei Lumineszenz als auch bei Farbstoffen an. Sie lernen dabei verschiedene Alltagsstoffe kennen.

BPE 18.1

Die Schülerinnen und Schüler nennen den Aufbau des elektromagnetischen Spektrums. Sie beschreiben Lumineszenz als Lichtemissionen elektronisch angeregter Zustände von Stoffen und erklären verschiedene Möglichkeiten, die Lumineszenz hervorzurufen. Sie führen geeignete Experimente durch.

Elektromagnetisches Spektrum, Wellenlängen Anregung von Elektronen	z. B. Glühwürmchen, Knicklichter
Lumineszenz: Fluoreszenz, Phosphoreszenz Absorption von Photonen	Experimente z. B. Extraktion und Fluoreszenz von Chlorophyll, Fluorescein, Phosphoreszenz einer Leuchtfolie
Chemolumineszenz Anregung durch chemische Reaktionen, z. B. Oxidationen	z. B. Luminolreaktion

BPE 18.2

Die Schülerinnen und Schüler erklären den Zusammenhang zwischen Absorptionsverhalten und Farbigkeit eines Stoffes. Sie nennen Textilfärbung als Alltagsbedeutung und vergleichen unterschiedliche Färbeverfahren und führen Experimente durch.

Lichtabsorption und Farbigkeit: delokalisierte Elektronensysteme, Einfluss von Substituenten
Naturfarbstoffe	Experimente z. B. Chromatografie von Blattfarbstoff, Extraktion von Lycopin und/oder Anthocyanen
Synthetische Farbstoffe	z. B. Herstellung von Berliner Blau, Malachitgrün, Indigo
Färbeverfahren	z. B. Küpenfärbung

BPE 18.3

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die physikalischen Eigenschaften von UV-Strahlung und deren Wirkung auf lebende Zellen. Sie erläutern die Funktionsweise von Sonnencremes mithilfe ihrer Inhaltsstoffe.

Chemische und mineralische Filter	z. B. Titandioxid aus Sonnencreme
Absorption und Umwandlung von UV-Strahlung

BPE 19*	Technische Elektrochemie	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler vertiefen ihre Kenntnisse zur galvanischen Zelle und Elektrolyse und lernen weitere technische Anwendungen kennen. Sie erfahren, dass elektrochemische Vorgänge nicht nur bei der Erzeugung elektrischer Energie, sondern auch beim Korrosionsschutz eine Rolle spielen.

BPE 19.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau von Konzentrationselementen als besondere galvanische Zellen und bestimmen – auch experimentell – deren Spannung. Sie ermitteln die Redoxpotenziale rechnerisch mithilfe der Nernst-Gleichung.

Konzentrationselemente
Nernst-Gleichung

Experimente
z. B. potentiometrische Konzentrationsmessungen (pH-Meter)

BPE 19.2

Die Schülerinnen und Schüler ermitteln die Zersetzungsspannung einer Elektrolyse aus einer Stromstärke-Spannungskurve und erklären das Phänomen der Überspannung. Sie beschreiben die Elektrolyse quantitativ durch Berechnungen mit den Faraday-Gesetzen; sie führen Elektrolysen wässriger Lösungen durch.

Zersetzungsspannung	Experimente z. B. Aufnahme einer Stromstärke-Spannungskurve bei Elektrolyse verdünnter Schwefelsäure
Überspannung
1. Faraday-Gesetz 2. Faraday-Gesetz	z. B. Ermittlung der Faraday-Konstanten, Elektrolyse einer Kupfersulfatlösung mit Kupferelektroden (gravimetrisch), Elektrolyse von verdünnter Schwefelsäure (volumetrisch)
Technische Anwendungen	z. B. Galvanisieren von Metallen, elektrolytische Kupferraffination

BPE 19.3

Die Schülerinnen und Schüler erklären Korrosionsvorgänge und erläutern vorbeugende Maßnahmen zum Korrosionsschutz.

Korrosion	Experimente z. B. Säurekorrosion, Lokalelemente, Sauerstoffkorrosion
Korrosionsschutz
nichtmetallische Überzüge metallische Überzüge
kathodischer Korrosionsschutz	Opferanode
Eloxieren	Experimente z. B. Eloxieren eines Aluminiumstückes

BPE 20*	Kraftfahrzeuge	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler erhalten Einblicke in die Materialien, die für den Bau von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Sie lernen die verschiedenen Verbrennungsmotoren und die dafür benötigten Treibstoffe sowie deren Herkunft kennen. Sie erfahren, welche Abgase mit den jeweiligen Treibstoffen verbunden sind und welche Verfahren die daraus resultierenden Probleme verringern oder beseitigen. Sie lernen alternative Treibstoffe und Antriebssysteme sowie deren Vor- und Nachteile kennen.

BPE 20.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben, aus welchen Materialien ein Kraftfahrzeug besteht und erklären beispielhaft die Herstellung eines dieser Materialien.

Stahl	z. B. Stahlherstellung
Leichtmetalle	Aluminium, Magnesium
Buntmetalle	Kupfer, Messing
Kunststoffe Keramiken und Glas Nachwachsende Rohstoffe

BPE 20.2

Die Schülerinnen und Schüler begründen die Eigenschaften von Treibstoffen mit den Erfordernissen ihrer Verwendung. Sie beschreiben die Gewinnung dieser Treibstoffe aus Erdöl, vergleichen sie mithilfe geeigneter Parameter und führen Experimente durch.

Benzin	Ottomotor
Diesel	Dieselmotor
Erdölverarbeitung	Fraktionierte Destillation, Cracken, Reforming
Energiedichte	Experimente, z. B. kalorimetrische Bestimmung der Verbrennungsenthalpie von Treibstoffen
Heizwert, Brennwert Flammpunkt, Zünd- und Explosionsgrenzen
Octanzahl	Cetanzahl

BPE 20.3

Die Schülerinnen und Schüler erläutern die Entstehung der Abgasbestandteile und beschreiben Maßnahmen zu ihrer Verringerung.

Hauptbestandteile der Abgase: Kohlenstoffdioxid und Wasser	vgl. BPE 5
Nebenbestandteile der Abgase	z. B. Kohlenstoffmonooxid, Stickstoffoxide, Schwefeloxide, Kohlenwasserstoffe, Rußpartikel
Abgaskatalysator Additive	z. B. Lambda-Sonde

BPE 20.4

Die Schülerinnen und Schüler nennen alternative Treibstoffe und erklären deren Vor- und Nachteile.

Autogas, Erdgas	Experimente
Biotreibstoffe	z. B. Umesterung zu Biodiesel, Herstellung von Bioalkohol durch Gärung, Aufbau eines Biogasreaktors

BPE 20.5

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben alternative Antriebssysteme und diskutieren diese unter Umweltaspekten und ökonomischen Gesichtspunkten in Abgrenzung zueinander und zum Verbrennungsmotor.

Elektroautos	Experimente z. B. Herstellung eines Lithiumakkumulators
Brennstoffzellenfahrzeuge	z. B. PEM-Wasserstoffbrennstoffzelle

BPE 21*	Aromaten	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler lernen delokalisierte Elektronen als Merkmal aromatischer Systeme kennen. Sie beschreiben die Struktur und Reaktivität aromatischer Moleküle und kennen deren Vorkommen, Einsatz und Gefahrenpotenzial.

BPE 21.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Bindungssituation aromatischer Moleküle als delokalisiertes Elektronensystem. Sie beschreiben die Reaktivität von Benzol und sie formulieren die Reaktionsgleichungen elektrophiler aromatischer Substitutionen.

Aromatizität Delokalisierte Elektronen Mesomerie
Elektrophile Substitution von Benzol	kein Mechanismus, keine Mehrfachsubstitution

BPE 21.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Aufbau, Entstehung und Vorkommen einfacher aromatischer Moleküle und ordnen ihnen Stoffeigenschaften zu. Sie beschreiben die von ausgewählten aromatischen Verbindungen ausgehenden Gesundheitsgefahren. Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente mit aromatischen Verbindungen durch.

Farbstoffe	Experimente, z. B. Indigo-Synthese, Färben mit Indigo, Phenol-Nachweis mit Fe ³⁺
Phenole	Experimente mit Gerbstoffen, z. B. Eiweißfällung
Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe	z. B. Anbraten von Lebensmitteln, Fluoreszenz von PAK
Gesundheitsgefahren

BPE 22*	Lokales und Aktuelles	15 (8)
Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich mit aktuellen und/oder lokalen Themen unter Berücksichtigung chemischer Fragestellungen. Dabei nutzen sie ihr fachliches Wissen, um Sachverhalte multiperspektivisch zu betrachten und Chancen und Risiken für ihr tägliches Leben und für die Gesellschaft zu reflektieren und zu bewerten.

BPE 22.1

Die Schülerinnen und Schüler werten die zur Verfügung stehenden Informationen aus und ermitteln die zugrundeliegenden fachlichen und fächerübergreifenden Zusammenhänge. Sie diskutieren, beurteilen und bewerten ihre Ergebnisse.

Aktuelle chemiebezogene Themen	z. B. PFC Problematik in Böden, Asbestthematik bei Schulhaussanierungen, Dieselthematik aufgrund Luftverschmutzung, Radonansammlung in Kellern
Teilnahme an einem Forschungswettbewerb
Besuch lokaler Firmen und/oder Labore

Zeit für Leistungsfeststellung

126 (48)

144 (72**)

Operatorenliste

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

Anforderungsbereiche

Anforderungsbereiche
Anforderungsbereich I umfasst das Wiedergeben von Sachverhalten und Kenntnissen im gelernten Zusammenhang sowie das Anwenden und Beschreiben geübter Arbeitstechniken und Verfahren.
Anforderungsbereich II umfasst das selbstständige Auswählen, Anordnen, Verarbeiten, Erklären und Darstellen bekannter Sachverhalte unter vorgegebenen Gesichtspunkten in einem durch Übung bekannten Zusammenhang und das selbstständige Übertragen und Anwenden des Gelernten auf vergleichbare neue Zusammenhänge und Sachverhalte.
Anforderungsbereich III umfasst das Verarbeiten komplexer Sachverhalte mit dem Ziel, zu selbstständigen Lösungen, Gestaltungen oder Deutungen, Folgerungen, Verallgemeinerungen, Begründungen und Wertungen zu gelangen. Dabei wählen die Schülerinnen und Schüler selbstständig geeignete Arbeitstechniken und Verfahren zur Bewältigung der Aufgabe, wenden sie auf eine neue Problemstellung an und reflektieren das eigene Vorgehen.

Operator	Erläuterung	Zuordnung AFB
ableiten	auf der Grundlage von Erkenntnissen oder Daten sachgerechte Schlüsse ziehen	II
abschätzen	durch begründete Überlegungen Größenwerte angeben	II
analysieren	wichtige Bestandteile, Eigenschaften oder Zusammenhänge auf eine bestimmte Fragestellung hin herausarbeiten und einen Sachverhalt experimentell prüfen	II, III
aufstellen, formulieren	chemische Formeln, Gleichungen, Reaktionsgleichungen (Wort- oder Formelgleichungen) oder Reaktionsmechanismen entwickeln	I, II
Hypothesen aufstellen	eine Vermutung über einen unbekannten Sachverhalt formulieren, die fachlich fundiert begründet wird	II, III
angeben, nennen	Formeln, Regeln, Sachverhalte, Begriffe oder Daten ohne Erläuterung aufzählen bzw. wiedergeben	I
auswerten	Beobachtungen, Daten, Einzelergebnisse oder Informationen in einen Zusammenhang stellen und daraus Schlussfolgerungen ziehen	II, III
begründen	Gründe oder Argumente für eine Vorgehensweise oder einen Sachverhalt nachvollziehbar darstellen	II
berechnen	Die Berechnung ist ausgehend von einem Ansatz darzustellen.	I, II
beschreiben	Beobachtungen, Strukturen, Sachverhalte, Methoden, Verfahren oder Zusammenhänge strukturiert und unter Verwendung der Fachsprache formulieren	I, II
beurteilen	Das zu fällende Sachurteil ist mithilfe fachlicher Kriterien zu begründen.	II, III
bewerten	Das zu fällende Werturteil ist unter Berücksichtigung gesellschaftlicher Werte und Normen zu begründen.	II, III
darstellen	Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge strukturiert und unter Verwendung der Fachsprache formulieren, auch mithilfe von Zeichnungen und Tabellen	I, II
deuten, interpretieren	naturwissenschaftliche Ergebnisse, Beschreibungen und Annahmen vor dem Hintergrund einer Fragestellung oder Hypothese in einen nachvollziehbaren Zusammenhang bringen	II, III
diskutieren	Argumente zu einer Aussage oder These einander gegenüberstellen und abwägen	II, III
erklären	einen Sachverhalt nachvollziehbar und verständlich machen, indem man ihn auf Regeln und Gesetzmäßigkeiten zurückführt	II
erläutern	einen Sachverhalt veranschaulichend darstellen und durch zusätzliche Informationen verständlich machen	II, III
ermitteln	ein Ergebnis oder einen Zusammenhang rechnerisch, grafisch oder experimentell bestimmen	II
herleiten	mithilfe bekannter Gesetzmäßigkeiten einen Zusammenhang zwischen chemischen bzw. physikalischen Größen herstellen	II, III
ordnen	Begriffe oder Gegenstände auf der Grundlage bestimmter Merkmale systematisch einteilen	I, II
planen	zu einem vorgegebenen Problem (auch experimentelle) Lösungswege entwickeln und dokumentieren	II
skizzieren	Sachverhalte, Prozesse, Strukturen oder Ergebnisse übersichtlich grafisch darstellen	II
untersuchen	Sachverhalte oder Phänomene mithilfe fachspezifischer Arbeitsweisen erschließen	II
vergleichen	Gemeinsamkeiten und Unterschiede kriteriengeleitet herausarbeiten	II
zeichnen	Objekte grafisch exakt darstellen	I, II

vgl. Bildungsstandards in den Naturwissenschaften für die Allgemeine Hochschulreife der KMK i. d. F. vom 18.06.2020

Amtsblatt des Ministeriums für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg

Stuttgart, 23. Juli 2020
Lehrplanheft 1/2020

Bildungsplan für das Berufliche Gymnasium;
hier:
Berufliches Gymnasium der sechs- u. dreij. Aufbauform
Vom 23. Juli 2020
44 – 6512.- 240/211

II.

Für das Berufliche Gymnasium gilt der als Anlage beigefügte Bildungsplan.

Der Bildungsplan tritt
für die Eingangsklasse am 1. August 2021
für die Jahrgangsstufe 1 am 1. August 2022
für die Jahrgangsstufe 2 am 1. August 2023
in Kraft.

Chemische Laborübungen

Berufliches Gymnasium der sechs- u. dreij. Aufbauform

K.u.U., LPH Nr. 1/2020 Reihe I Nr. 39

Band 1 vom 23.07.2020

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