Das Fach Chemie am Köln-Kolleg

Das Fach Chemie wird in der Einführungsphase im 1. und 2. Semester zweistündig unterrichtet.

Da die meisten Studierenden sehr unterschiedliche Voraussetzungen mitbringen, werden in der Einführungsphase die Grundlagen der Allgemeinen und Anorganischen Chemie vermittelt,  damit für alle Studierende ein gemeinsamer Kenntnisstand für die Hauptphase erreicht werden kann.

Das Fach Chemie wird in der Qualifikationsphase im 3. – 6. Semester im Grundkurs dreistündig und im Leistungskurs fünfstündig unterrichtet. Der Unterricht liefert wesentliche Grundkenntnisse auch zum Verständnis anderer Naturwissenschaften und bereitet auf die Abiturprüfung vor, in der Chemie als 3. oder 4. Abiturfach gewählt werden kann. Chemie kann auch als Leistungskurs gewählt werden, allerdings nicht in jedem Semester.

Das schulinterne Curriculum des Köln Kollegs für das Fach Chemie basiert auf den Vorgaben des aktuellen Kernlehrplans, der unter folgendem Link eingesehen werden kann:

Kernlehrplan Chemie (ausführliche Version)

Schulinternes Curriculum Einführungsphase: Chemie

1. Semester

• Stoffe und Aggregatzustände
• Atommodelle: Kern-Hülle-Modell nach Rutherford, Energiestufen-Modell nach Bohr
• Aufbau des Periodensystems
• Bindungslehre: Ionenbindung, Elektronenpaarbindung (Atombindung), polare Atombindung, Metallbindung
• Redox-Reaktionen: erweiterter Redox-Begriff, Oxidationszahlen
• Struktur von Molekülen
• intramolekulare Wechselwirkungen: Dipol-Dipol-Kräfte: Wasserstoffbrückenbindungen, van-der-Waals-Kräfte,

2. Semester

• Organische Chemie: Alkane, Struktur und Eigenschaften, Verwendungen als Treibstoffe
• Alkohole: Beispiel Ethanol, Struktur und Eigenschaften, Oxidation von Alkoholen
• Redox-Reaktionen: erweiterter Redox-Begriff, Oxidationszahlen
• Oxidationsprodukt von Alkanolen: Alkanale, Alkanone und Carbonsäuren
• Säure-Base-Theorie nach Brönsted: Protolyse-Gleichgewicht, Indikatoren
• Stöchiometrisches Rechnen: Konzentration (c), Stoffmenge (n), molare Masse (M), Molvolumen V_m
• Stoffkreisläufe: Beispiel für einen Stoffkreislauf, Stickstoffkreislauf oder Carbonat – Hydrogencarbonat- Gleichgewicht

 

Schulinternes Curriculum Qualifikationsphase: Chemie

Stoffklassen und Reaktionen in der organischen Chemie

• Stoffklassen: Alkane, Alkene, Halogenalkane, Alkanole, Alkanale, Alkanone, Alkansäuren und Ester,  Struktur und Eigenschaften
• Reaktionstypen: Substitution, Addition und Redoxreaktionen
• Reaktionsmechanismen: radikalische und nucleophile Substitution und elektrophile Addition

 Säuren, Basen und analytische Verfahren

• Säure-Base Begriff nach Brönsted, Alltagbezug; Verwendung von Säuren und Base
• Protolysegleichgewichte
• Autoprotolyse des Wassers
• Merkmale von Säuren bzw. Basen, Struktur und Eigenschaften
• pK_s-Wert,  pH-Wert, Berechnung von pH-Werten von Lösungen: starke und schwache Säuren, starke und schwache Basen (im LK)
• Chemisches Gleichgewicht: Stärke von Säuren und Basen
• Neutralisationsreaktionen
• Leitfähigkeitstitration, Titration, Berechnungen von Konzentrationen, (Stoffmengen nur LK)
• Verlauf und Interpretation von Titrationskurven
• Puffersysteme: Henderson-Hasselbalch-Gleichung (nur im LK)

Elektrochemie

• Chemisches Gleichgewicht:Umkehrbarkeit von Redoxreaktionen, Donator‐Akzeptor-Prinzip:
• Spannungsreihe der Metalle und Nichtmetalle
• Galvanische Zellen
• Standardelektrodenpotentiale
• Elektrolyse
• Elektrochemische Korrosion (Korrosionsschutz im LK)
• Energetische Betrachtung: Faraday‐Gesetze
• elektrochemische Energieumwandlungen
• Konzentrationsabhängigkeit des Elektrodenpotentials: Nernstsche Gleichung (im LK)
• Batterien und Akkumulatoren

Organische Produkte: Werkstoffe und Farbstoffe

• Kunststoffe: Eigenschaften makromolekularer Verbindungen
• Polykondensation und radikalische Polymerisation
• Benzol und das aromatische System
• elektrophile Erst‐( und Zweit‐Substitution im LK) am Aromaten
• Vergleich von elektrophiler Addition und elektrophiler Substitution
• Molekülstruktur und Farbigkeit: Zwischenmolekulare Wechselwirkungen
• Chemisches Gleichgewicht: Reaktionssteuerung (und Produktausbeute im LK)
• Verknüpfen von Reaktionen zu Reaktionsfolgen und Reaktionswegen
• Energie: Spektrum und Lichtabsorption, Energiestufenmodell zur Lichtabsorption
• Lambert‐Beer‐Gesetz (nur im LK)