Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- unterscheiden Kunststoffe hinsichtlich ihres thermischen Verhaltens und erklären dieses aufgrund des räumlichen Baus der Makromoleküle sowie deren zwischenmolekularer Wechselwirkungen.
- ordnen Kunststoffe den Gruppen Thermoplaste, Elastomere und Duroplaste zu, und bewerten deren Eignung für verschiedene Einsatzgebiete.
- formulieren den Reaktionsmechanismus für die radikalische Polymerisation und wenden diesen auf die Synthese verschiedener Polymere an.
- wenden das Konzept der Nukleophil-Elektrophil-Reaktion auf die Polykondensation und Polyaddition an, um den Aufbau entsprechender Polymere abzuleiten und die Reaktionsgleichungen aufzustellen.
- erläutern den Aufbau ausgewählter Biokunststoffe, indem sie die chemische Modifizierung der entsprechenden Biopolymere darlegen.
- stellen eine Stärkefolie her, um anschließend die darin enthaltene Stärke mitfilfe einer Iod-Kaliumiodidlösung nachzuweisen.
- übertragen das Konzept der Polykondensation auf die Synthese von Polymilchsäure, um diese herzustellen.
- teilen ausgewählte Rohstoffe der Kunststoffproduktion hinsichtlich ihrer Herkunft ein, um sie im Kontext der Rohstoffverknappung zu bewerten.
- bewerten die ökologische und wirtschaftliche Bedeutung von Kunststoffabfall und vergleichen die Abläufe bei der Verwertung.
- beschreiben die Herstellung von Silikonen und den Bau von Silikonmolekülen, um die Eigenschaften der Silikone mit denen der Kunststoffe zu vergleichen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- Struktur und Eigenschaften der Kunststoffe (Thermoplast, Duroplast, Elastomer): Schmelzverhalten, Zersetzung, Härte, Elastizität
- Bauprinzip von Kunststoffen: Monomer, Polymer, Makromoleküle, Vernetzung
- Synthese von Kunststoffen durch radikalische Polymerisation (mit Reaktionsmechanismus: Startreaktion, Kettenreaktion, Kettenabbruch), Polykondensation (Polyester, Polyamid; bi- und trifunktionelle Monomere), Polyaddition (Polyurethan); Repetiereinheit
- Verwendung von Polymeren in Alltag und Technik: Natur- und Kunstfasern (u. a. Wolle, Seide, Baumwolle, Nylon, Polyethylenterephthalat), Ersatz von klassischen Werkstoffen, Spezialkunststoffe, z. B. Klebstoffe, Carbonfasern
- Biokunststoffe (z. B. Celluloseacetat, Cellophan, thermoplastische Stärke)
- Schülerexperiment: Herstellen von Stärkefolie, Stärkenachweis; Herstellen von Polymilchsäure
- fossile und nachwachsende Rohstoffe für die Kunststoffherstellung; rohstoffliche, werkstoffliche und energetische Verwertung von Kunststoffabfall; biologisch abbaubare Kunststoffe; Abfallvermeidung
- Verwendung von Silikonen als Beispiel für anorganische Polymere in Alltag und Technik