Die Abiturprüfung

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Grundlagen und Formalien sind den Richtlinien des Faches  zu entnehmen.

Die Aufgabenarten, die Gliederung der Aufgaben und die Bewertungskriterien für die schriftlichen Abiturprüfung entsprechen denen der Klausuren.

Zum Zentralabitur  erhalten die Schulen zwei Aufgabensätze. Aufgabensatz 1 (2 Aufgaben) bezieht sich auf die Inhalte der Jahrgangsstufe12 und Aufgabensatz 2 (4 Aufgaben) auf die Inhalte der Jahrgangsstufe 13 (Theoriekonzept "Das aromatische System"  mit den Themenfeld "Farbstoffe und Farbigkeit"  und Theoriekonzept "Makromoleküle"). Die Fachlehrer wählen aus beiden Aufgabensätzen jeweils eine Aufgabe aus. Eine Auswahl durch die Schüler ist nicht vorgesehen. Eine Teilaufgabe kann ein Experiment enthalten, wobei für diesen Fall eine vorzeitige Bekanntgabe der Aufgaben vorgesehen ist. Für den Fall des Misslingens des Experimentes oder bei fehlender Ausstattung in der Schule werden die Ergebnisse des Experimentes zur Verfügung gestellt.

Für die Aufgaben werden im Wesentlichen die obligatorischen Unterrichtsgegenstände der Richtlinien vorausgesetzt. Die Obligatorik wird für die Fachlehrer zusätzlich präzisiert (z.B. für das Zentralabitur 2010):

Gewinnung, Speicherung und Nutzung elektrischer Energie in der Chemie

- Batterien und Akkumulatoren: Grundprinzip der Funktionsweise
- galvanische Zelle: Vorgänge an Elektroden, Potentialdifferenz
- Spannungsreihe der Metalle/Nichtmetalle: Additivität der Spannungen, Standardelektrodenpotential
- Nernst-Gleichung (quantitative Behandlung)
    System Metall/Metallion, Systeme Wasserstoff/Oxoniumion und Hydroxidion/Sauerstoff 
    (jeweils unter Standardbedingungen)
    System Halogenidion/Halogene
    pH-abhängige Systeme (unter Standardbedingungen) (nur Leistungskurs)
- einfache Elektrolyse im Labor

Reaktionswege zur Herstellung von Stoffen in der organischen Chemie

- Verknüpfung von Reaktionen zu Reaktionswegen
- Reaktionstypen: Einordnung von organischen Reaktionen nach Substitution, Addition,
   Eliminierung einschließlich Kenntnisse über die charakteristischen Reaktionsschritte
- Aufklärung eines Reaktionsmechanismus: nukleophile Substitution (SN2) (nur Leistungskurs)
- Stoffklassen: Alkane, Alkene, Halogenalkane, Alkanole, Carbonsäuren, Ester
- Einfluss der Molekülstrukturen auf das Reaktionsverhalten

Analytische Verfahren zur Konzentrationsbestimmung

- Protolysen als Gleichgewichtsreaktionen: Säure-Base-Begriff nach Brönsted, Autoprotolyse des Wassers
   pH-, pKs-Wert
- einfache Titrationen mit Endpunktbestimmungen
- Potentiometrie (nur Leistungskurs)
- Redoxtitration (nur Leistungskurs)

Chemische Forschung – Erkenntnisse, Entwicklungen, Produkte

Theoriekonzept „Das aromatische System“ mit Anwendungsbeispielen im Themenfeld  „Farbstoffe und Farbigkeit“ (Azofarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe, Indigofarbstoffe)

oder

Theoriekonzept „Makromoleküle“ mit Anwendungsbeispielen im Themenfeld „Natürliche und synthetische Werkstoffe“ (Polymerisate; Polyester; Polyamide; Proteine; ionische Polymerisation ohne Taktizität [nur Leistungskurs]).

 

 

Für die Aufgabe in der mündlichen Abiturprüfung gilt Ähnliches wie für die schriftliche Abiturprüfung, jedoch mit dem Unterschied, dass sie vom Umfang her so zu stellen ist, dass sie in der Vorbereitungszeit von 30 Minuten zu bearbeiten ist und die Präsentation der Lösungen die Zeit des ersten Prüfungsteils von zehn bis fünfzehn Minuten nicht überschreitet.
Der zweite Prüfungsteil (ebenfalls zehn bis fünfzehn Minuten) besteht aus einem Prüfungsgespräch, in dem größere fachliche und fachübergreifende  Zusammenhänge überprüft werden sollen.
Insgesamt muss sich die gesamte mündliche Prüfung auf die Sachgebiete von mindestens zwei Halbjahren beziehen.


 

Beispiel für die mündliche Abiturprüfung

 

a) fachspezifische Vorgaben:

Aus den drei Stoffen Maleinsäure (cis-Butendisäure), Ethylenglykol (Ethandiol) und Terephthalsäure (1,4-Benzoldicarbonsäure), die im Stoffmengenverhältnis 1:2:1 vorliegen, wird durch Erhitzen ein Kunststoff A hergestellt.
Dieser Kunststoff wird in einem zweiten Schritt in Styrol (Phenylethen) gelöst, wobei eine zähflüssige Lösung (Harz) entsteht, die abgefüllt so verkauft wird.
Beim Anwender reagiert die zähflüssige Lösung nach Zugabe von wenig Dibenzoylperoxid (in einer Paste)  in einer exothermen Reaktion zu einem sehr harten Kunststoff B.
Dieses Verfahren wird z.B. beim Bau von Kunststoffschiffen (Yachten) im sogenannten Laminatverfahren benutzt. Glasfasermatten werden mit der zähflüssigen Lösung von Kunststoff A nach Verrühren mit der Paste getränkt, wobei der Harz nach kurzer Zeit aushärtet und mit den Glasfasermatten eine sehr feste Schicht (Laminat) bildet.

 

b) Arbeitsaufträge:

1. Formulieren und erklären Sie ausführlich die Reaktion zur Herstellung des Kunststoffes A.
    Welche Eigenschaften hat dieser Kunststoff und wodurch sind diese bedingt?

2. Welche Reaktion läuft beim Anwender nach Zugabe des Dibenzolyperoxids ab?
    Wodurch sind die Eigenschaften des Kunststoffs B bedingt?

3. Welchen Einfluss hätte eine geringere Konzentration der Maleinsäure,
    dagegen im gleichen Verhältnis eine höhere Konzentration der Terephthalsäure
    in dem Ausgangsgemisch auf die Eigenschaften des Kunststoffes B.

4. Vergleichen Sie Kunststoff A im Aufbau und in den daraus resultierenden 
    Eigenschaften mit einem Polyamid.

 

(Die Lösungsschritte sollen auf Folie formuliert und von dieser vorgetragen werden.)

 

Informationen für den Fachprüfungsausschuss:

 

1. Konkrete unterrichtliche Voraussetzungen:
Natürliche und synthetische Makromoleküle in der Jahrgangsstufe 13.1
- Polykondensation am Beispiel von linearen und vernetzten Polyestern
- Polymerisation an mehreren Beispielen (Polyacryl, PVC, Polystyrol)
- thermoplastische, duroplastische und elastomere Eigenschaften
- Polyamide und Proteine

 

2. Erwartungshorizont:

zu 1.
Es soll die Polykondensationsreaktion der drei Ausgangsstoffe zu einem linearen ungesättigten Polyester formuliert werden.
Die thermoplastischen Eigenschaften sind insbesondere durch van der Waals-Kräfte und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen an den Estergruppen bedingt.

zu 2.
Es soll die radikalische Polymerisation mit Styrol an den Doppelbindungen der Maleinsäurebausteine formuliert werden. Die Quervernetzung des ungesättigten Polyesters mit Styrolbausteinen führt zu duroplastischen Eigenschaften.

zu 3.
Der Vernetzungsgrad und damit die duroplastischen Eigenschaften hängen von der Anzahl der noch vorhandenen Doppelbindungen ab. Weniger Maleinsäure führt zu einer geringeren Vernetzung. Eventuell könnten bei einem sehr geringen Vernetzungsgrad elastomere Eigenschaften auftreten.

zu 4.
Erwartet wird als Polyamid z.B. Nylon mit Kennzeichnung der Ausgangsstoffe zu dessen Herstellung. Die unterschiedlichen Bindungsarten (Amidbindung im Unterschied zur Esterbindung) mit den Wechselwirkungen zwischen den Makromolekülen sowie den gemeinsamen thermoplastischen Eigenschaften sollten erläutert werden.

 

3. Zweiter Prüfungsteil:
Farbstoffe und Farbigkeit in den Jahrgangsstufe 13.1 und 13.2
Über Färbemöglichkeiten von Makromolekülen (z. B. in Wolle bzw. Baumwolle) soll auf verschiedene Farbstoffgruppen eingegangen werden (z.B. Azofarbstoffe, Küpenfarbstoffe; Komplexfarbstoffe).
Die Ursachen der Farbigkeit (Mesomeriemodell, Chromophore, Auxochrome) sollen erläutert werden.

 

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