Chemie · Klasse 13

Ideen für aktives Lernen

Wichtige aromatische Verbindungen und Anwendungen

Aktive Lernformen ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, die komplexen Zusammenhänge zwischen Struktur und Anwendung aromatischer Verbindungen selbst zu erkunden. Durch praktische Modellierung, Diskussion und Rollenspiele wird das abstrakte Wissen über Synthesewege und Risiken konkret und nachhaltig verankert.

• KMK Bildungsstandards
• KMK: Sekundarstufe II - Bewertung: Technikfolgen
• KMK: Sekundarstufe II - Kommunikation: Argumentation

• 20–50 Min.
• Partnerarbeit → Ganze Klasse
• 4 Aktivitäten

Aktivität 01

• Fallstudienanalyse
• 30 Min. · Partnerarbeit

Paararbeit: Synthesewege modellieren

Schülerinnen und Schüler zeichnen Synthesewege von Phenol und Anilin auf und diskutieren Industriestufen. Sie vergleichen Labormaßnahmen mit Industrieprozessen. Abschluss: Präsentation eines Weges.

Analysieren Sie die Synthese und Verwendung von Anilin oder Phenol in der chemischen Industrie.

Moderationstipp

Halten Sie während der Paararbeit die Materialien (Molekülbaukästen, Reaktionsschemata) bereit, damit die Lernenden die Reduktion von Nitrobenzol zu Anilin direkt nachvollziehen können.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie den Lernenden folgende Frage: 'Vergleichen Sie die Vor- und Nachteile der Verwendung von Anilin und Phenol in der chemischen Industrie. Berücksichtigen Sie dabei sowohl ihre Nützlichkeit als auch potenzielle Risiken für Mensch und Umwelt.' Lassen Sie die Schüler in Kleingruppen diskutieren und anschließend die wichtigsten Argumente im Plenum vorstellen.

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Aktivität 02

• Fallstudienanalyse
• 45 Min. · Kleingruppen

Gruppenarbeit: PAK-Risiken bewerten

Gruppen recherchieren Quellen von PAK, bewerten Risiken für Mensch und Umwelt. Sie erstellen eine Risikomatrix. Plenum: Austausch von Bewertungen.

Bewerten Sie die gesundheitlichen und ökologischen Risiken von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK).

Moderationstipp

Fordern Sie die Gruppen in der PAK-Risiko-Bewertung auf, konkrete Quellen wie Sicherheitsdatenblätter oder Studien zu nutzen, um die Argumentation zu stützen.

Worauf zu achten ist

Geben Sie den Lernenden eine Liste mit fünf verschiedenen chemischen Verbindungen (z.B. Benzol, Toluol, Anilin, Phenol, Naphthalin). Bitten Sie sie, die Verbindungen zu klassifizieren, ob sie als Ausgangsstoffe für Farbstoffe, Medikamente oder Kunststoffe relevant sind und begründen Sie kurz die Zuordnung für mindestens zwei Verbindungen.

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Aktivität 03

• Fallstudienanalyse
• 50 Min. · Ganze Klasse

Ganzer Unterricht: Rollenspiel Industrie

Klassen teilen Rollen als Industrievertreter und Umweltschützer. Sie argumentieren zu PAK-Nutzung. Abschluss: Gemeinsamer Konsens.

Diskutieren Sie die Rolle von Aromaten als Ausgangsstoffe für Farbstoffe und Medikamente.

Moderationstipp

Geben Sie den Rollenspiel-Teilnehmenden klare Rollenbeschreibungen mit Zielen und Konflikten, damit die Diskussion strukturiert und lebendig bleibt.

Worauf zu achten ist

Lassen Sie die Lernenden auf einem Zettel notieren: 'Nennen Sie eine industrielle Anwendung von Anilin oder Phenol und beschreiben Sie einen spezifischen gesundheitlichen oder ökologischen Nachteil, der mit PAK verbunden ist.'

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Aktivität 04

• Fallstudienanalyse
• 20 Min. · Einzelarbeit

Individuell: Alltagsprodukte analysieren

Jede Schülerin und jeder Schüler listet Produkte mit Aromaten und bewertet Vor- und Nachteile. Einreichung als Kurzreferat.

Analysieren Sie die Synthese und Verwendung von Anilin oder Phenol in der chemischen Industrie.

Worauf zu achten ist

Stellen Sie den Lernenden folgende Frage: 'Vergleichen Sie die Vor- und Nachteile der Verwendung von Anilin und Phenol in der chemischen Industrie. Berücksichtigen Sie dabei sowohl ihre Nützlichkeit als auch potenzielle Risiken für Mensch und Umwelt.' Lassen Sie die Schüler in Kleingruppen diskutieren und anschließend die wichtigsten Argumente im Plenum vorstellen.

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Einige Hinweise zum Unterrichten dieser Einheit

Aromatische Verbindungen eignen sich besonders für handlungsorientiertes Lernen, da ihre Bedeutung in Alltag und Industrie den Lernenden oft verborgen bleibt. Vermeiden Sie reine Wissensvermittlung ohne Anwendungsbezug, da dies das Verständnis für Struktur-Eigenschafts-Beziehungen erschwert. Nutzen Sie stattdessen Alltagsbeispiele wie Medikamente oder Kunststoffe, um die Relevanz zu verdeutlichen und die Motivation zu steigern.

Am Ende der Einheit können die Lernenden Synthesewege aromatischer Verbindungen wie Anilin und Phenol erklären und deren industrielle Anwendungen sowie Risiken bewerten. Sie nutzen Fachsprache präzise und argumentieren sachlich in Diskussionen und Präsentationen.

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Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

• During der Gruppenarbeit zur PAK-Risiko-Bewertung watch for...

  Nutzen Sie die bereitgestellten Beispiele wie Naphthalin in Mottenkugeln oder Benzpyren in Grillfleisch, um zu zeigen, dass nicht alle Aromaten gleich toxisch sind und dass Polyzklizität das Risiko erhöht.

• During der Individuellen Aufgabe zu Alltagsprodukten watch for...

  Fordern Sie die Lernenden auf, die Herkunft aromatischer Verbindungen in Produkten wie Kunststoffen oder Medikamenten zu hinterfragen und zu erklären, warum Synthesewege wie die Reduktion von Nitrobenzol gewählt werden.

• During der Paararbeit zur Modellierung der Synthesewege watch for...

  Zeigen Sie an den Molekülmodellen, dass die Stabilität von Aromaten nicht nur auf Delokalisierung beruht, sondern auch von Substituenten wie Hydroxylgruppen (Phenol) oder Aminogruppen (Anilin) abhängt.

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In dieser Übersicht verwendete Methoden

• Fallstudienanalyse