Die Abiturprüfung
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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