Polykondensation — Chemie Qualifikationsphase

Drei Reaktionstypen, ein Denkweg: Elektronen wandern von dort, wo sie sitzen, dorthin, wo die neue Bindung entsteht. Wer das bei der radikalischen Substitution begriffen hat, kann es bei der Polykondensation und bei der Polyaddition wieder anwenden — vorausgesetzt, jemand hat erklärt, was die Pfeile bedeuten, und nicht nur, wie man sie malt.39 Seiten für die Qualifikationsphase in drei Heften: jeder Mechanismus Schritt für Schritt mit eigenen Strukturformelgrafiken, zwölf Übungsseiten, drei Klausuraufgaben über je 30 Bewertungseinheiten und drei vollständige Erwartungshorizonte. Jedes Heft ist in sich abgeschlossen und lässt sich einzeln einsetzen.Das ist drinHeft 1 — Radikalische SubstitutionDer Mechanismus in drei Phasen: Kettenstart, zwei Fortpflanzungsschritte, Kettenabbruch — jeder Schritt als eigene Grafik mit Fischhaken und Reaktionsenthalpie13 Formulierungsbausteine: die Sätze, mit denen man einen Mechanismus in Fachsprache beschreibtBindungsenthalpien, Selektivität und das Hammond-Postulat mit Zahlen und FundstellenVier Übungsseiten: Mechanismus lesen, Mechanismus beschreiben, Selektivität berechnen, Fehlersuche im MechanismusKlausuraufgabe zur Bromierung mit Energieprofil, 30 BewertungseinheitenHeft 2 — PolykondensationDer Additions-Eliminierungs-Mechanismus in vier Schritten: Protonierung, nucleophiler Angriff, Protonenwanderung, Eliminierung — mit vollständig gezeichnetem tetraedrischem ZwischenproduktPET und Polyamid 6.6 mit Bilanzgleichung, Wiederholeinheit und technischen BedingungenDie Carothers-Gleichung in zwei Tabellen: Umsatz gegen Polymerisationsgrad und Stöchiometrie gegen ObergrenzeVier Übungsseiten: Mechanismus lesen und beschreiben, Wiederholeinheit und Bilanz, Polymerisationsgrad berechnenKlausuraufgabe zum chemischen PET-Recycling, 30 BewertungseinheitenHeft 3 — PolyadditionDer Mechanismus in drei Schritten: nucleophiler Angriff, Zwitterion, ProtonenwanderungPolyurethanschaum mit Gel- und Treibreaktion: woher das Kohlenstoffdioxid wirklich kommtDie drei Polyreaktionstypen im Vergleich — eine Tabelle mit fünf KriterienVier Übungsseiten: Mechanismus lesen und beschreiben, Transfer auf das Epoxidharz, Zuordnen und entscheidenKlausuraufgabe zum Weichschaum mit Rezeptur und Isocyanat-Index, 30 BewertungseinheitenIn jedem HeftEine Seite „belegt — uneinheitlich — nicht belegt" zu Beginn: was die Fachdidaktik zum Thema hergibt und was nichtLösungen zu allen Übungsseiten und ein vollständiger Erwartungshorizont zur KlausuraufgabeEine Quellenseite mit Fundstellen, IUPAC-Definitionen und ReaktionsbedingungenWas dieses Material anders machtDie Mechanismen bekommen eigene Grafiken, nicht ein Übersichtsschema. Zehn Mechanismusschritte über die drei Hefte, jeder als eigene Strukturformelzeichnung mit Elektronenschiebepfeilen, Ladungen und freien Elektronenpaaren. Jeder Pfeil beginnt an der Elektronenquelle und endet dort, wo die neue Bindung entsteht — und keiner verdeckt, was darunter liegt.Es geht ums Lesen, nicht nur ums Zeichnen. In einer Auswertung von 7.411 Prüfungsantworten zeichneten Lernende Pfeile zu 86 Prozent richtig, konnten aber nur zu 50 Prozent aus gegebenen Pfeilen das Produkt ableiten. Deshalb gibt es in jedem Heft eine eigene Übungsseite „Mechanismus lesen": Pfeilbild gegeben, Produkt gesucht.Die drei Typen stehen nebeneinander, nicht nacheinander. Heft 3 enthält eine Vergleichstabelle mit fünf Kriterien, die zeigt, dass Polykondensation und Polyaddition in vier von fünf Punkten übereinstimmen und sich nur im Nebenprodukt unterscheiden. Das eigentliche Unterscheidungsmerkmal ist das Wachstumsmuster — und nach IUPAC ist „Polymerisation" der Oberbegriff für alle drei Typen, nicht der Gegenbegriff.Es räumt mit den üblichen Irrtümern auf. Das Kohlenstoffdioxid im Polyurethanschaum stammt nicht aus der Polyaddition, sondern aus einer zugesetzten Nebenreaktion des Isocyanats mit Wasser. Polyamid 6 aus Caprolactam ist keine Polykondensation, sondern eine ringöffnende Polymerisation. Bei 2-Methylpropan entsteht bei der Chlorierung trotz höherer Reaktivität des tertiären Wasserstoffatoms überwiegend das primäre Produkt.Und es sagt, wo die Schuldarstellung vereinfacht. Der zweistufige Verlauf der Polyaddition über ein isoliertes Zwitterion ist quantenchemisch nicht der vollständige Weg. Für die Oberstufe bleibt die Darstellung brauchbar — ein Satz zur Einschränkung steht im Material.Format und DruckDrei PDF-Hefte, DIN A4 Hochformat, je 13 Seiten, einseitig zu drucken. Jedes Heft in zwei Dateien: eine farbige Fassung und eine eigene Schwarzweiß-Fassung für den Kopierer. Zusammen 39 Seiten, sechs Dateien.Drucke ohne Skalierung, also mit der Einstellung „tatsächliche Größe". Die zwölf Übungsseiten und die drei Klausuraufgaben sind als Kopiervorlagen gesetzt.Teil A liest du einmal. Teil B und C druckst du so oft, wie du sie brauchst.EinsatzChemie in der Qualifikationsphase, Grund- und Leistungskurs. Die drei Themen gehören bundesweit in die organische und makromolekulare Chemie der Oberstufe; die Aufgaben sind an den Anforderungsbereichen I bis III ausgerichtet und in den Klausuraufgaben mit Bewertungseinheiten hinterlegt.Als Reihe funktioniert das Paket in dieser Reihenfolge: erst die radikalische Substitution als Einstieg in das Pfeilformalismus-Denken, dann die beiden Polyreaktionen als Anwendung auf makromolekulare Systeme. Jedes Heft steht aber auch für sich — die Polykondensation lässt sich ohne Heft 1 unterrichten.Die Vergleichstabelle aus Heft 3 eignet sich als Abschluss einer Kunststoffreihe oder als Wiederholung vor dem Abitur. Die drei Klausuraufgaben ergeben zusammen 90 Bewertungseinheiten und decken Mechanismus, Energetik, Gleichgewicht und Stöchiometrie ab.Auch geeignet für Lehrkräfte im Vorbereitungsdienst, für Quereinsteigende und für den Studieneingangsbereich.HinweiseArbeitshilfe, kein Programm mit nachgewiesener Wirkung. Zum Lehren und Lernen von Reaktionsmechanismen gibt es keine Metaanalyse und keinen randomisierten Versuch; zu Polyreaktionen speziell existiert keine empirische Fehlvorstellungsforschung. Wo dieses Material Befunde nennt, stehen Quelle und Stichprobengröße dabei.Reaktionsbedingungen sind Industrieangaben und schwanken je nach Verfahren. Wo Quellen auseinandergehen, steht die Spanne im Material.Alle Strukturformeln, Mechanismuspfeile und Rahmen sind eigene SVG-Zeichnungen. Schriften unter SIL Open Font License.Dieses Paket enthält die drei Hefte, die einzeln als „Radikalische Substitution", „Polykondensation" und „Polyaddition" erhältlich sind. Es gibt keine zusätzlichen Bundle-Seiten — wer alle drei einzeln gekauft hat, hat denselben Inhalt.Der Kauf berechtigt zum Einsatz im eigenen Unterricht und an der eigenen Schule. Weitergabe außerhalb der Schule oder Veröffentlichung im Netz ist nicht gestattet.

Klassenstufen: Q1 (11./12. Jhg.), Q2 (12./13. Jhg.)