C 12 Lernbereich 3: Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht (ca. 16 Std.)
Fachoberschule: Chemie 12 (T)
Kompetenzerwartungen
Die Schülerinnen und Schüler ...
- beschreiben die Reaktionsgeschwindigkeit als Änderung der Stoffmenge pro Zeiteinheit und bestimmen Reaktionsgeschwindigkeiten aus Diagrammen, z. B. Zeit-Konzentrations-Diagrammen.
- erklären anhand von Schülerexperimenten die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von den Reaktionsbedingungen.
- erläutern die Wirkungsweise eines Katalysators auf der Stoff- und Teilchenebene und beurteilen den Katalysatoreinsatz in Kraftfahrzeugen unter ökologischen Gesichtspunkten.
- charakterisieren auch anhand von Modellen chemische Gleichgewichte auf der Stoff- und Teilchenebene, um den statischen Zustand auf der Stoffebene vom dynamischen Zustand auf der Teilchenebene abzugrenzen.
- wenden das Donator-Akzeptor-Konzept und das Gleichgewichtskonzept auf Säure-Base-Reaktionen an und leiten mithilfe des Massenwirkungsgesetzes die Formeln zur Berechnung von Säure- und Basenkonstanten her.
- beurteilen die ätzende Wirkung von Alltagsprodukten, indem sie Säure- bzw. Basenkonstanten vergleichen und Zusammenhänge zwischen der Säure-/Basenstärke und der Oxonium-/Hydroxid-Ionenkonzentration einer sauren/basischen Lösung beschreiben.
- begründen mit dem Ionenprodukt des Wassers den pH-Wert und pOH-Wert einer neutralen Lösung und berechnen pH-Werte saurer und basischer Lösungen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
- zeitlicher Verlauf chemischer Reaktionen: Ermittlung über Volumen-, Massen- oder Stoffmengenkonzentrationsänderungen; mittlere Reaktionsgeschwindigkeit, z. B. Reaktion eines unedlen Metalls mit einer sauren Lösung
- Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von Stoffmengenkonzentration, Zerteilungsgrad, Druck, Temperatur und Katalysator
- Stoßtheorie: Orientierung, Geschwindigkeit und Anzahl der Teilchen, Maxwell-Boltzmann-Verteilung, Mindestenergie, Aktivierungsenergie
- Katalyse: Einfluss eines Katalysators auf Mindestenergie (Teilchenebene) und Aktivierungsenergie (Stoffebene); heterogene Katalyse beim Autoabgaskatalysator, Verminderung von Emissionen
- reversible Reaktion und chemisches Gleichgewicht als dynamisches Gleichgewicht, z. B. Esterkondensation und Esterhydrolyse; geschlossenes System, Reaktionsgeschwindigkeit v = 0 (statischer Zustand), gleiche Geschwindigkeit der Hin- und Rückreaktion (dynamischer Zustand); Modelle zur Einstellung des chemischen Gleichgewichts, z. B. Computersimulationen
- Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante KC, Aussagen zur Gleichgewichtslage
- Säurekonstante KS, Basenkonstante KB, Säurestärke, Basenstärke, Bedeutung bei Alltagsprodukten, z. B. Nahrungsmittel, Entkalker, Reinigungsmittel
- Ionenprodukt des Wassers; pH-Wert und pOH-Wert; Näherungsformeln zur Berechnung des pH-Wertes und pOH-Wertes von wässrigen Lösungen starker und schwacher Säuren und Basen
