10e 2020 21/Bio Chemie

Distanzunterricht Donnerstag, 14.01. Chemie

Um 08:15 Uhr findet die BBB-Konferenz statt, um die Anwesenheit zu kontrollieren. Bis dahin macht ihr ab 08:00 Uhr bitte folgendes:
Scrollt auf dieser Seite nach unten bis zum Abschnitt "Distanzlernen für Donnerstag, 17.12.". Wiederholt die dort gestellte Aufgabe im ersten lilafarbenen Block "Bindungsarten". Das sollte in 15min. zu schaffen sein. Startet dann bitte pünktlich die BBB-Konferenz.
Nach der Anwesenheitskontrolle bearbeitet ihr bitte die folgenden Aufgaben alleine. Sollte BBB stabil laufen, können wir das gerne in Form von Gruppenarbeiten mit anschließender Besprechung durchführen. Sollte die Verbindung schlecht sein oder abbrechen, könnt ihr die Aufgaben hier auch alleine bearbeiten. Wechselt um 08:45 Uhr auf jeden Fall zum Biologie-Auftrag!

Wiederholungsaufgaben zu den verschiedenen Bindungstypen

Aufgaben:

• Salze 1

Formuliere die chemische Gleichung zur Bildung von Natriumoxid aus den Elementen

• Bestimme die Anzahl an Valenzelektronen von Natrium und Sauerstoff.
• Leite daraus ab, welche Ionen diese Stoffe bilden werden

Na --> Na⁺ + e^-
O + 2e^- --> O^2-
(Eine chemische Gleichung ist hier nicht unbedingt nötig, es genügt, wenn ihr die richtigen Ionen ableiten könnt)

• Aus den Ionen muss sich ein Salz bilden, das insgesamt neutral ist. In welchem Verhältnis müssen sich die Ionen dazu zusammen finden?
• Wie formuliert man das als chemische Formel?

2 Na⁺ und 1 O^2- Teilchen ergeben insgesamt die chemische Formel Na₂O

• Nun kann man beginnen die chemische Gleichung aufzustellen. Dabei ist darauf zu achten, dass Sauerstoff zur HONClBrIF-Gruppe gehört!
• Alle Edukte links, Reaktionspfeil, Produkt rechts und ausgleichen bitte!

4 Na + O^2- --> 2Na₂O

• Salze 2

Begründe, warum Salze in der Regel einen sehr hohen Siedepunkt haben, Moleküle eher niedrigere!

Eine gute Begründung enthält folgende Aspekte:

• Man erklärt zunächst, was "Sieden überhaupt bedeutet"!

Beim "Sieden" müssen die Teilchen, aus denen sich ein Stoff zusammensetzt voneinander getrennt werden.

• Dann kann man darauf eingehen, warum die Siedetemperatur ganz generell unterschiedlich sein kann, wovon sie also allgemein abhängt!

Es kommt auf die Kräfte an, welche die Teilchen zusammenhält.

• Jetzt kann man konkret werden und auf die hier vorliegenden Unterschiede dieser Kräfte eingehen!

Salze bestehen aus Ionen, die alle geladen sind. Unterschiedlich geladene Teilchen ziehen sich (stark) an, daher haben Metalle im Vergleich zu Molekülen hohe Siedepunkte. Moleküle sind in der Regel nämlich neutral. Sie ziehen Nachbarmoleküle kaum an. Daher lassen sie sich leicht (schon bei geringen Temperaturen) voneinander trennen und der Stoff siedet.
Warum sich Moleküle doch etwas gegenseitig anziehen und manche Moleküle daher schon höhere Siedepunkte besitzen können, besprechen wir demnächst.

• Moleküle

Zeichnet die Valenzstrichformeln für: CO₂, NH₃, CH₂O, SO₃

• Metalle

Begründe, warum Metalle in der Regel sehr gute elektrische Leiter sind!

• Es bietet sich an, hier zunächst den Aufbau von Metallen zu beschreiben.

Man kann das natürlich auch mit Worten beschreiben, dann sollten auf jeden Fall die Begriffe "positiv geladenene Atomrümpfe" und "frei bewegliches Elektronengas" auftauchen. Eine Skizze sieht so aus:

• Jetzt stellt man den Zusammenhang mit der elektrischen Leitfähigkeit her!

Elektrisch leitend ist ein Stoff dann, wenn geladene Teilchen durch ihn fließen können. Hier sind frei bewegliche, negativ geladene Elektronen vorhanden. Damit sind alle Bedingungen erfüllt.

Fertig für heute. Wenn ihr Schwierigkeiten bei diesen Aufgaben hattet, findet ihr Überblicksseiten zu den Stoffklassen in eurem Buch Galvani - Chemie S1 auf den S. 102-103, 120-121 und 132,133

Distanzunterricht Donnerstag, 14.01. Bio

Ökologie

In den letzten Stunden vor den Weihnachtsferien ging es um Prozesse, die sich auf molekularer Ebene abspielen. Ihr habt gesehen, wie in den Mitochondrien energiereiches ATP aus Zucker und Sauerstoff hergestellt wird. Das Thema war im Prinzip abgeschlossen und wir machen einen großen Sprung zur Ökologie.
Das Wort ist euch sicher geläufig, die genaue Bedeutung wahrscheinlich nicht unbedingt. Ihr seht unten zwei Videos, die sich mit Grundbegriffen der Ökologie beschäftigen. Die Videos besitzen eine hohe Informationsdichte und sind unter Umständen etwas schnell. Trotzdem sind sie ganz gut gelungen und bieten vielleicht etwas Abwechslung. Es werde euch hier Ausschnitte abgespielt. Auf yt direkt könnt ihr die Videos aber auch ganz anschauen.
Schaut beide Videos und bearbeitet anschließend die Aufgaben darunter!

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Aufgaben:
Klickt zunächst auf folgenden Link. Ihr gelangt zu einer Seite, die "Eco-Spheres" verkauft. Ein angeblich ursprünglich von der NASA entwickeltes "Ökosystem" für den Schreibtisch. Lest die Produktinformationen und kehrt dann wieder hierher zurück!
Zur Eco-Sphere

Aufgaben:

• Wende die soeben gelernten Fachgriffe an und ordnen ihnen die richtigen Objekte aus der Eco-Sphere zu!
• Was an der Eco-Sphere ist Biotop, was Biozönose?
• Welche Organismen sind Produzenten, Konsumenten und Reduzenten?

• Biotop: Glasgefäß, Steinchen, Muschel-Schalen (Das Gefäß enthält keine lebenden Muscheln) Gorgonie, Wasser; Biozönose: grüne Faden- und braune Flächen-Algen, Garnelen, Mikroorganismen
• Produzenten: grüne Faden- und braune Flächen-Algen, Konsumenten: Garnelen, Reduzenten: Mikroorganismen

Es gibt drei Begriff, die eher aus der Physik stammen und die Wechselwirkung von Systemen mit ihrer Umgebung beschreiben:

• Offene Systeme

Offen bedeutet, dass SOWOHL Energie mit der Umgebung ausgetauscht werden, ALS AUCH Stoffe

• Geschlossene Systeme

Bei geschlossenen System kann zwar Energie mit der Umgebung ausgetauscht werden, allerdings keine Stoffe

• Isolierte Systeme

Isolierte System stehen in überhaupt keinem Austausch mit der Umgebung.

Ökosysteme sind in der Regel offene Systeme. Betrachten wir einen See: Ein im See lebender Frosch könnte den See durchaus verlassen und in den angrenzenden Wald hüpfen und dort Kot absetzen. Damit wären Stoffe aus dem See in die Umgebung gelangt. Umgekehrt könnte auch ein Ente von weit her angeflogen können und Fischeier, die an ihrem Gefieder hingen im See hinterlassen. Damit wären Stoffe in den See aus der Umgebung eingetragen worden.
Auch ein Energieaustausch ist möglich: Wenn die Sonne scheint, können die Sonnen strahlen in den See eindringen und ihn aufheizen. Nachts kann diese Wärme z.B. an die Atmosphäre wieder abgegeben werden.
Beurteile begründet, ob die Eco-Sphere tatsächlich ein Öko-System in diesem Sinne ist.

Ein Energieaustausch ist zwar möglich. Das Glasgefäß lässt ja z.B. Lichtstrahlen ein- und austreten; ein Stoffaustausch ist jedoch mit der Umgebung nicht möglich. Daher ist dieses System geschlossen und unterscheidet sich in diesem Punkt von offenen Ökosystemen in der Natur

Freiwillig:
Vor einigen Jahren versuchte man mit einer Art Gewächshaus die Erde nachzuahmen, um zu testen, ob man in einem geschlossenen System (z.B. auf dem Mars) als Mensch länger überleben könnte. Das Projekt hieß "Biosphäre 2". Wer möchte, kann einen 7min. Film dazu schauen:

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Hausaufgabe:
Lest im Buch S. 62 - 63

Distanzlernen für Freitag, 18.12.

Freiwilliger Versuch

Ein freiwilliger Versuch. Ihr benötigt dazu:

• ein schmales Glas, in das gerade so ein Teelicht passt
• ein Teelicht
• ein größeres Gefäß, z.B. Messbecher
• ein Geschirrtuch (o.ä.)
• ein Päckchen Backpulver
• Essig oder besser: Essigessenz

Durchführung:

• Entzündet das Teelicht im schmalen Glas
• Gebt das Backpulver in das große Gefäß und legt das Geschirrtuch bereit
• Schüttet nun etwa 50 - 100mL Essig auf das Backpulver und bedeckt dann sofort das Gefäß mit dem Geschirrtuch. (Hinweis: Bei dem Versuch entsteht das Gas Kohlenstoffdioxid. Das ist schwerer als Luft und soll im Messbecher bleiben. Durch kleinste Luftverwirbelungen wird es aber aus dem Messbecher gespült. Mit dem Geschirrtuch soll das verhindert werden.
• Wartet ab, bis die Gasentwicklung nachlässt. Euer Messbecher ist nun randvoll mit Kohlenstoffdioxid (was man aber nicht sehen kann).
• Zieht nun vorsichtig das Geschirrtuch ab. Und gießt das Kohlenstoffdioxid in das schmale Gefäß mit der Kerze. Achtung: Nicht den Essig in das schmale Gefäß gießen!

Beobachtung/Erklärung:
Da das Gas Kohlenstoffdioxid schwerer als Luft ist, wird es in das schmale Glas "fallen" und dort die Luft verdrängen. Eine Verbrennung ist in reinem Kohlenstoffdioxid nicht möglich. Daher sollte die Kerze erlöschen. Wenn ihr auf "Video" klickt, seht ihr eine Variante, so wie es aussehen sollte.

Distanzlernen für Donnerstag, 17.12 (Chemie)

Die folgenden Boxen enthalten ein paar Wiederholungseinheiten zu bereits behandelten Themen in Chemie. Ihr braucht zur Bearbeitung einen Stift, einen Zettel und evtl. euer Buch. Und Ruhe. Ich hoffe, die Aufgaben reichen aus, um euch eine angemessene Zeit zu beschäftigen. Klickt bitte erst auf "Lösung", wenn ihr wirklich eine gefunden habt!

Bindungsarten

Ihr habt drei wichtige Bindungstypen kennengelernt, die dafür verantwortlich sind, dass bestimmte Teilchen zusammenhalten:

• Ionenbindung bei Salzen
• Atombindung bei Molekülen
• Metallbindung bei Metallen

Es gäbe noch einen vierten Bindungstyp, den ich persönlich früher ganz gerne unterrichtet habe: Die Komplexbindung. Sie spielt z.B. beim grünen Blattfarbstoff Chlorophyll oder beim roten Blutfarbstoff Hämoglobin eine Rolle. Die Komplexbindung ist aber kein Bestandteil des Lehrplans mehr.
Bleiben wir daher bei den bekannten drei Gruppen. Eine Aufgabe dazu:

Zeichnet stark vergrößerte, schematische Ausschnitte von den folgenden Stoffen, die erkennen lassen, wie die beteiligten Teilchen zusammenhängen. Alle drei Zeichnungen sollten zusammen auf ein DIN-A4-Blatt passen. Jede Zeichnung müsste also ca. 9cm hoch und ca. 20cm breit sein:

• Kaliumbromid (KBr)
• Ammoniak (NH₃)
• Magnesium (Mg)

Wiederholung: Metallbindung

In den letzten Chemie-Stunden ging es speziell um die Metallbindung . Beschreibt mit Worten, warum ein Metall bei Raumtemperatur in der Regel ein Feststoff ist, was die Metall-Atome also zusammenhält!

In eurer Beschreibung sollten folgenden Fachbegriffe auftauchen:

• dichteste Kugelpackung
• positiv geladene Atomrümpfe
• negativ geladenes Elektronengas

Die Begriffe sollten in "schöne", zusammenhängende Sätze eingebettet sein. Vor allem sollte klar werden, dass die Anziehungskräfte der am Aufbau beteiligten Teilchen durch die unterschiedlichen Ladungen zustande kommen. Und, dass diese starken Anziehungskräfte für den Aggregatszustand (fest) verantwortlich sind
Eine Möglichkeit, zu testen, ob eure Antwort gut war: Lest Sie z. B. euren Eltern vor. Wenn Sie euch sagen, dass es gut war, dann entweder weil es wirklich gut war, oder weil sie euch einfach lieb haben oder beides. (Ich gehe davon aus, dass euch eure Eltern immer lieb haben, aber das sollte nicht der Grund dafür sein, zu sagen, eure Antwort auf die Frage war gut.) Wenn ihr euch nicht sicher seid, schickt mir eure Lösung über den Schulmanager. Von mir bekommt ihr ein rein fachliches Feedback.

Zusammenhang zwischen Aufbau und Eigenschaften bei Metallen

Ein Hauptanliegen der Chemie ist es, Zusammenhänge zwischen der Teilchenebene (Wie sind Stoffe aufgebaut) und der Stoffebene (Was für Eigenschaften hat ein Stoff) aufzuzeigen. Auch das solltet ihr bereits können. Um die Inhalte wieder aufzufrischen gibt es zwei Möglichkeiten:

• Lest im Buch (Galvani Chemie S1) S. 128 - 129 (Abs. 1, 2 u. 3)
• Schaut das folgende Video (ich empfehle aber das Buch - im Video kommt dieser Aspekt etwas kurz)

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Schließt jetzt das Buch und legt es weg! - Zeichnet dann aussagekräftige Skizzen, welche die folgenden Eigenschaften von Metallen gut verdeutlichen (möglichst kein Text, höchstens Beschriftungen)!

• elektrische Leitfähigkeit
• Wärmeleitfähigkeit
• Verformbarkeit

Klickt bitte wirklich erst auf "Lösung" wenn ihr für jede Eigenschaft mindestens eine schöne Skizze habt!

Hast Du wirklich mind. 3 Skizzen vor Dir liegen???

Deine Skizzen sollten auf keinen Fall "schlechter" sein, als die hier! Das ist die niedrigste Qualität, die ich erlaube :)

Ein weiteres Video (in der Mediathek vom BR verfügbar) zeigt dieses Zusammenhang auch noch mal ganz schön:

hier klicken

Freiwilliger Versuch

Ein freiwilliger Versuch. Ihr benötigt dazu:

• heißes Wasser
• einen Metall-Löffel
• einen Holz- oder Plastiklöffel (es muss kein Löffel sein, irgendein länglicher Gegenstand ist o.k. er sollte nur ungefähr genauso groß wie der Metall-Löffel sein)

Durchführung:

• Bringt in einem kleinen Topf Wasser zum Kochen
• Wenn das Wasser kocht, reduziert die Hitze des Herdes stark. Das Wasser soll nicht stark sprudeln sondern nur leicht vor sich hin köcheln.
• Nehmt den Metall-Löffel mit der rechten und den Plastik-/Holzlöffel mit der linken Hand gleichzeitig zwischen Daumen und Zeigefinger.
• Taucht beide Löffel gleichzeitig in das heiße Wasser. Sobald ein Löffel zu heiß wird, lasst los!

Beschreibt das Ergebnis und liefert eine Erklärung.

Wenn ihr nicht zu den Menschen gehört, bei denen das Schmerz-Empfinden gestört ist, dann solltet ihr den Metall-Löffel deutlich früher losgelassen haben.
Begründung: Metalle sind sehr gute Wärmeleiter. Ein heißer Gegenstand auf Teilchen-Ebene betrachtet bedeutet nichts anderes als schnell hin und her schwingende Teilchen. Im Metall sind frei bewegliche Elektronen vorhanden, die sehr leicht Schwingnen aufnehmen und weitergeben können. Auch die positiv geladenen Atomrümpfe sind nicht sehr starr an ihren Platz gebunden und können gut schwingen.
Entlang des Metall-Löffels breitet sich die Hitze des kochenden Wassers also viel schneller aus, als im Holz oder Plastik.

Distanzlernen für Donnerstag, 17.12 (Bio)

Ein kleiner Steckbrief

Geht raus in die Natur. Fotografiert ein (Wild-)Tier ODER eine (Wild-)Pflanze. Ihr solltet das Lebewesen eindeutig identifizieren können! Keine Pflanzen aus Blumenkübeln, keine Haustiere! Fügt das Bild in ein Präsentationsprogramm oder ein Textverarbeitungsprogramm ein und gestaltet einen kurzen Steckbrief. Schickt mir den Steckbrief als .pdf-Datei als Antwort auf den Arbeitsauftrag, der morgen um 08:30 Uhr bei euch erscheinen sollte.
Ein Beispiel:

Termine

Termine

angekündigter kleiner Leistungsnachweis in Biologie: Freitag, 16.10. (erledigt)

Grundlagen in Chemie

Einheit: Atombau

• knappe Zusammenfassung und Aufgaben als pdf-Datei
• Lösung als pdf-Datei

Einheit: Aufbau des PSE

• knappe Zusammenfassung und Aufgaben als pdf-Datei
• Lösung als pdf-Datei

Einheit: Bindungsarten

• knappe Zusammenfassung und Aufgaben als pdf-Datei
• Lösung als pdf-Datei

Wie man Grafiken interpretiert

Das Interpretieren von Grafiken (auch Tabellen oder Karikaturen) ist eine oft verlangte Fähigkeit von Oberstufen-Schülern. Ich empfehle folgendes Vorgehen:

• Man beginnt mit einer Beschreibung
  • Was zeigt die Grafik? (y-Achse und x-Achse in Beziehung setzen, z.B. mit der Formulierung: "Die Grafik zeigt das was auf der y-Achse steht in Abhängigkeit von dem was auf der x-Achse steht.)
  • Welche Zusammenhänge sind zu sehen? Man verzichtet zunächst auf Erklärungen/Begründungen, bleibt zunächst noch bei einer reinen Beschreibung (Schöne Formulierungen: "Je ...größer/kleiner/höher/niedriger/usw. desto ..."
• Erst zum Schluss versucht man die Zusammenhänge zu erklären. Je nach behandeltem Stoff im Unterricht kann diese Erklärung recht umfangreiches Wissen verlangen. Gelegentlich sind hier auch Hypothesen über eine mögliche Begründung verlangt, die noch nicht besprochen wurden.

Abb. selbst erstellt, Originalgrafik: Kuntz, Regina; Der versteckte Winterschlaf der Wildpferde; Spektrum der Wissenschaft; August 2008; S. 46 - 53, 2008
Versucht zunächst selbst diese Grafiken zu interpretieren. - Lasst euch dann die Lösung anzeigen.

1. Die Grafik zeigt die Körpertemperatur eines Wildpferdes in Abhängigkeit von der Uhrzeit einmal im Sommer und einmal im Winter.
2. Im Sommer bleibt die Körpertemperatur den ganzen Tag konstant bei 36°C. Im Frühjahr sinkt die Körpertemperatur nachts und in den frühen Morgenstunden um 10°C auf 26°C ab. Ab 08:00 Uhr steigt sie wieder auf 36°C und bleibt dann konstant.
3. Im Unterricht könnte man dazu folgendes besprochen haben: Die Sommerkurve ist völlig normal. Pferde zählen zu den gleichwarmen Tieren und halten ihre Körpertemperatur konstant. Überraschend ist das starke Absinken der Körpertemperatur in der Nacht in kalten Frühjahrsnächten. Wahrscheinlich hat das Pferd aber einen Vorteil von dieser Absenkung, denn es muss weniger Wärme erzeugen, um den Körper über die Umgebung aufzuheizen. Dadurch spart es z.B. Fettreserven und Nahrung.