Unterrichtsplan | Technische Methodologie | Bestimmung der Molekularformel

Ziele

Dauer: (10 - 15 Minuten)

Ziel dieser Phase ist es, sicherzustellen, dass die Schüler die Ziele des Unterrichts klar verstehen und die Bedeutung der Entwicklung praktischer Fähigkeiten, die direkt auf den Arbeitsmarkt anwendbar sind, hervorheben. Das Verständnis der quantitativen Zusammensetzungen und die Fähigkeit, die Molekularformel zu berechnen, sind grundlegende Fähigkeiten in der Chemie, die in verschiedenen Berufen und Studienfeldern unerlässlich sind. Diese Phase soll die Schüler auch auf die praktischen Herausforderungen vorbereiten, denen sie während des Unterrichts gegenüberstehen werden.

Hauptziele

1. Das Verständnis der Bedeutung von quantitativen Zusammensetzungen zur Bestimmung der Molekularformel.

2. Die Fähigkeit entwickeln, die Molekularformel aus experimentellen Daten zu berechnen.

Nebenziele

1. Theoretische Konzepte in praktischen Situationen anwenden.
2. Teamarbeit und Problemlösung fördern.

Einführung

Dauer: (15 - 20 Minuten)

Ziel dieser Phase ist es, die Aufmerksamkeit der Schüler zu gewinnen und ihr Interesse am Thema zu wecken, indem die praktische Relevanz und die Anwendungen auf dem Arbeitsmarkt gezeigt werden. Durch die Kontextualisierung des Themas und die Vorstellung von Kuriositäten werden die Schüler die Bedeutung des Beherrschens dieser Fähigkeit verstehen. Die Einstiegsaktivität dient dazu, sie zu engagieren und sie auf die praktischen Herausforderungen vorzubereiten, die sie während des Unterrichts erwarten.

Kontextualisierung

Die Bestimmung der Molekularformel ist eine grundlegende Fähigkeit in der Chemie, da sie es Wissenschaftlern und Ingenieuren ermöglicht, die genaue Zusammensetzung von Substanzen zu verstehen. Stellen Sie sich vor, Sie sind Chemiker in einem Pharmaunternehmen und müssen die exakte Formel eines neuen Verbindungsstoffs identifizieren, der ein revolutionäres Medikament werden könnte. Das Wissen über quantitative Zusammensetzungen und die Fähigkeit, die Molekularformel zu berechnen, sind entscheidend, um die Wirksamkeit und Sicherheit der entwickelten Produkte zu gewährleisten.

Neugier und Marktverbindung

 Kuriositäten und Verbindung zum Markt: Wussten Sie, dass die Bestimmung der Molekularformel entscheidend für die Entdeckung der DNA-Struktur war? Ohne diese Technik hätten Wissenschaftler das Geheimnis des Lebens nicht entschlüsseln können. Auf dem Arbeitsmarkt ist diese Fähigkeit in Bereichen wie der Pharmaindustrie, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Kosmetik und der Qualitätskontrolle von entscheidender Bedeutung. Unternehmen wie Pfizer, Nestlé und Natura sind auf Chemiker angewiesen, die die Molekularformel bestimmen können, um neue Produkte zu entwickeln und die Qualität bestehender Produkte zu gewährleisten.

Anfangsaktivität

易 Einstiegsaktivität: Stellen Sie den Schülern die provokante Frage: "Wie würden Sie die Formel eines unbekannten Verbindungsstoffs identifizieren, der in einem Meteoriten gefunden wurde?" Zeigen Sie anschließend ein kurzes Video (3-5 Minuten), in dem ein forensischer Chemiker die Molekularformel einer Substanz in einem Labor bestimmt.

Entwicklung

Dauer: (50 - 55 Minuten)

Ziel dieser Phase ist es, sicherzustellen, dass die Schüler die Konzepte im Zusammenhang mit der Bestimmung der Molekularformel durch praktische und interaktive Aktivitäten gründlich verstehen. Durch die Anwendung des erlernten Wissens in einer Maker-Herausforderung entwickeln die Schüler relevante Fähigkeiten für den Arbeitsmarkt, wie Teamarbeit, Problemlösung und handwerkliche Fähigkeiten. Die Übungen zur Festigung und Bewertung helfen, das Lernen zu konsolidieren und das Verständnis der Schüler für das Thema zu bewerten.

Abgedeckte Themen

1. Quantitative Zusammensetzung von Verbindungen
2. Bestimmung der empirischen Formel
3. Berechnung der Molekularformel aus der empirischen Formel
4. Praktische Anwendungen der Bestimmung der Molekularformel

Reflexionen zum Thema

Leiten Sie die Schüler an, darüber nachzudenken, wie die Bestimmung der Molekularformel in verschiedenen Branchen verwendet wird und wie diese Fähigkeit in realen Situationen des Arbeitsmarktes angewendet werden kann. Ermutigen Sie sie, über die Bedeutung des Verständnisses der chemischen Zusammensetzung von Materialien nachzudenken und wie dies die Entwicklung effektiverer und sicherer Produkte beeinflussen kann.

Mini-Herausforderung

Maker-Herausforderung: Die Molekularformel erstellen

Die Schüler werden in Gruppen aufgeteilt und erhalten fiktive Proben eines unbekannten Verbindungsstoffs, für den quantitative Zusammensetzungsdaten bereitgestellt werden. Jede Gruppe muss die empirische Formel bestimmen und dann die Molekularformel des Verbindungsstoffs mit Hilfe der bereitgestellten Daten berechnen. Sobald die Bestimmung abgeschlossen ist, müssen die Schüler ein 3D-Modell des Verbindungsstoffs aus Materialien wie Styroporkugeln, Zahnstocher und Farbe bauen.

Anweisungen

1. Teilen Sie die Klasse in Gruppen von 4 bis 5 Schülern auf.
2. Verteilen Sie die quantitativen Zusammensetzungsdaten an jede Gruppe.
3. Weisen Sie die Schüler an, die empirische Formel des Verbindungsstoffs mit den bereitgestellten Daten zu berechnen.
4. Nach der Bestimmung der empirischen Formel müssen die Schüler die Molekularformel berechnen.
5. Sobald die Molekularformel bestimmt wurde, müssen die Schüler ein 3D-Modell des Verbindungsstoffs mit den bereitgestellten Materialien bauen.
6. Am Ende sollte jede Gruppe ihr Modell der Klasse präsentieren und den Prozess der Bestimmung der Formel und den Bau des Modells erläutern.

Ziel: Praktische Fähigkeiten in der Berechnung und Konstruktion entwickeln sowie Teamarbeit und die Anwendung des erlernten Wissens in einer Maker-Aktivität fördern.

Dauer: (30 - 35 Minuten)

Bewertungsübungen

1. Berechnen Sie die empirische Formel eines Verbindungsstoffs, der 40% Kohlenstoff, 6.7% Wasserstoff und 53.3% Sauerstoff enthält.
2. Ein Verbindungsstoff hat die empirische Formel CH2O und eine molare Masse von 180 g/mol. Bestimmen Sie die Molekularformel dieses Verbindungsstoffs.
3. Erläutern Sie die Bedeutung der Bestimmung der Molekularformel in der Pharmaindustrie.

Fazit

Dauer: (10 - 15 Minuten)

Ziel dieser Phase ist es, das Lernen der Schüler zu konsolidieren, indem die wichtigsten Konzepte zusammengefasst und die praktische und berufliche Relevanz des behandelten Inhalts betont wird. Die Diskussion ermöglicht es den Schülern, über das, was sie gelernt haben, nachzudenken und wie sie dieses Wissen in ihrem Leben und ihren zukünftigen Karrieren anwenden können. Der Abschluss verstärkt die kontinuierliche Bedeutung des Themas und motiviert die Schüler, ihre Fähigkeiten weiterzuentwickeln.

Diskussion

 Diskussion: Leiten Sie die Schüler dazu an, darüber zu diskutieren, wie die Bestimmung der Molekularformel mit ihrem Alltag und zukünftigen Karrieren verbunden ist. Ermutigen Sie sie, über die Maker-Herausforderung, die Festigungsübungen und wie diese Elemente ihr Verständnis konsolidiert haben, nachzudenken. Fragen Sie, wie die Fähigkeit zur Bestimmung von Molekularformeln in verschiedenen Branchen angewendet werden kann und welche Bereiche der Wissenschaft und Technologie von dieser Kompetenz profitieren können.

Zusammenfassung

 Zusammenfassung: Fassen Sie die wichtigsten Inhalte zusammen, die während des Unterrichts behandelt wurden: die Bedeutung der quantitativen Zusammensetzung, die Schritte zur Berechnung der empirischen und molekularen Formel und die praktischen Anwendungen dieser Fähigkeit in verschiedenen Branchen. Heben Sie hervor, wie jede Aktivität zur Entwicklung der praktischen Fähigkeiten der Schüler beigetragen hat.

Abschluss

 Abschluss: Betonen Sie die Bedeutung der Bestimmung der Molekularformel für den Arbeitsmarkt und das tägliche Leben. Erklären Sie, dass diese Fähigkeit entscheidend ist, um die Qualität und Sicherheit von Produkten in verschiedenen Branchen wie Pharmazie, Lebensmittel und Kosmetik zu gewährleisten. Danken Sie den Schülern für ihre Teilnahme und betonen Sie die Bedeutung der kontinuierlichen Übung dieser Fähigkeiten, um kompetente Fachkräfte in der Zukunft zu werden.