Che1-eA-A-SCAN-2018
Dieses Dokument ist Teil der Anfrage „Abitur-Aufgaben im Fach Chemie im Jahr 2018 in Hamburg“
Diese Anfrage wurde als Teil der Kampagne „Frag sie Abi!“ gestellt.
Freie und Hansestadt Hamburg
Behörde für Schule und Berufsbildung . /
Kurs-Nr. / Name
Schriftliche Abiturprüfung
Schuljahr 2017/2018
Chemie
auf erhöhtem Anforderungsniveau
an allgemeinbildenden gymnasialen Oberstufen
Haupttermin
Montag, 16. April 2018, 9:00 Uhr
Unterlagen für die Prüflinge
Allgemeine Arbeitshinweise
• ' Tragen Sie rechts oben auf diesem Blatt und auf Ihren Arbeitspapieren Ihren Namen sowie die
Kursnummer ein.
• Kennzeichnen Sie bitte Ihre Entwurfsblätter (Kladde) und Ihre Reinschrift.
Fachspezifische Arbeitshinweise1
• Die Arbeitszeit beträgt 300 Minuten.
• Eine Lese- und Auswahlzeit von 30 Minuten ist der Arbeitszeit vorgeschaltet. In dieser Zeit darf
nicht mit der Bearbeitung der Aufgaben begonnen werden.
• Erlaubte Hilfsmittel: Taschenrechner, Rechtschreibwörterbuch,
Formelsammlung mit Periodensystem.
Aufgabenauswahl
• Sie erhalten drei Aufgaben zu unterschiedlichen Schwerpunktthemen
I: Stoff- und Energiewechsel der Grundnahrungsmittel Kohlenhydrate
II: Gleichgewichte in aquatischen Systemen und der Atmosphäre
III: Eigenschaften und Synthese von Kunststoffen
• Überprüfen Sie anhand der Seitenzahlen, ob Sie alle Unterlagen vollständig erhalten haben.
• Wählen Sie aus den Aufgaben zwei aus und bearbeiten Sie diese.
• Vermerken Sie hier auf dem Deckblatt und auf Ihrer Reinschrift, welche Aufgaben Sie ausgewählt
und bearbeitet haben.
Ausgewählt wurden:
Nummer und Schwerpunktthema der Aufgabe
Hinweise zu den Erleichterungen für neu zugewanderte Schülerinnen, Schüler und Prüflinge'bei Sprachschwie-
rigkeiten in der deutschen Sprache finden sich auf S 2.
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Erleichterungen für neu Zugewanderte
Entsprechend der „Richtlinie über die Gewährung von Erleichterungen für neu zugewanderte Schüle-
rinnen, Schüler und Prüflinge bei Sprachschwierigkeiten in der deutschen Sprache" (MBlSchul Nr. 08,
7. Oktober 2016, S. 60) werden für die betroffenen Prüflinge die folgenden Erleichterungen gewährt:
• Die Bearbeitungszeit wird um 30 Minuten auf 330 Minuten erhöht.
• Ein nicht-elektronisches Wörterbuch Deutsch - Herkunftssprache / Herkunftssprache - Deutsch wird
bereitgestellt.
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Operatoren
analysieren,
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II-III Unter gezielten Fragestellungen Elemente und Strukturmerkmale herausarbei-
untersuchen ten und als Ergebnis darstellen
angeben, I Ohne nähere Erläuterungen wiedergeben oder aufzählen
nennen
anwenden, n Einen bekannten Sachverhalt, eine bekannte Methode auf etwas Neues bezie-
übertragen hen
aufstellen u Einen Vorgang als eine Folge von Symbolen und Wörtern formulieren
auswerten II Daten oder Einzelergebnisse zu einer abschließenden Gesamtaussage zusam-
menführen
begründen II-III Einen angegebenen Sachverhalt aufGesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusam-
menhänge zurückführen
benennen I Elemente, Sachverhalte, Begriffe oder Daten (er)kennen und angeben
berechnen I-II Ergebnisse von einem Ansatz ausgehend durch Rechenoperationen gewinnen
beschreiben I-II Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge unter Verwendung der Fachspra-
ehe in eigenen Worten veranschaulichen
bestimmen u Einen Lösungsweg darstellen und das Ergebnis formulieren
beurteilen III Hypothesen bzw. Aussagen sowie Sachverhalte bzw. Methoden aufRichtig-
keit, Wahrscheinlichkeit, Angemessenheit, Verträglichkeit, Eignung oder
Anwendbarkeit überprüfen
bewerten III Eine eigene Position nach ausgewiesenen Normen oder Werten vertreten
darstellen I-II Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden, Ergebnisse etc. strukturiert wie-
dergeben
diskutieren, III Im Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen oder Thesen unterschiedli-
erörtern ehe Positionen bzw. Pro- und Contra-Argumente einander gegenüberstellen
und abwägen
einordnen, II Mit erläuternden Hinweisen in einen Zusammenhang einfügen
zuordnen
entwickeln II4II Eine Skizze, eine Hypothese, ein Experiment, ein Modell oder eine Theorie
schrittweise weiterfuhren und ausbauen
erklären, n.m Ergebnisse, Sachverhalte oder Modelle nachvollziehbar und verständlich
erläutern veranschaulichen
herausarbeiten II-III Die wesentlichen Merkmale darstellen und auf den Punkt bringen
interpretieren II-III Phänomene, Strukturen, Sachverhalte oder Versuchsergebnisse aufErklä-
rungsmöglichkeiten untersuchen und diese gegeneinander abwägend darstel-
len
protokollieren I-II Beobachtungen oder die Durchführung von Experimenten detailgenau zeich-
nerisch einwandfrei bzw. fachsprachlich richtig wiedergeben
prüfen, n.m Sachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und even-
überprüfen tuelle Widersprüche aufdecken
skizzieren I-II Sachverhalte, Strukturen oder Ergebnisse kurz und übersichtlich darstellen
mithilfe von z. B. Übersichten, Schemata, Diagrammen, Abbildungen, Tabel-
len
vergleichen, II-III Nach vorgegebenen oder selbst gewählten Gesichtspunkten Gemeinsamkeiten,
gegenüberstellen Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln und darstellen
zeichnen i-n Eine hinreichend exakte bildhafte Darstellung anfertigen
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Erwartungshorizont und Bewertung
Bewertung:
Jeder Aufgabe sind 50 Bewertungseinheiten (BE) zugeordnet. In allen Teilaufgaben werden nur
ganze BE vergeben. Insgesamt sind 100 BE erreichbar. Bei der Festlegung von Notenpunkten gilt
die folgende Tabelle:
Erbrachte Leistung Erbrachte Leistung
Notenp unkte Notenpunkte
(in BE) (in BE)
> 95 15 > 55 7
> 90 14 > 50 6
ä 85 13 > 45 5
> 80 12 ä 40. 4
> 75 11 S: 33 3
> 70 10 > 27 2
> 65 9 > 20 l
> 60 8 < 20 0
Für die Erteilung der Note ausreichend (5 Punkte) ist mindestens erforderlich, dass annähernd die
Hälfte der erwarteten Gesamtleistung und über den Anforderungsbereich I hinaus Leistungen in.
einem weiteren Anforderungsbereich erbracht werden.
Für die Erteilung der Note gut (l l Punkte) ist mindestens erforderlich, dass annähernd vier Fünftel der
erwarteten Gesamtleistung sowie Leistungen in allen drei Anforderungsbereichen erbracht werden.
Dabei muss die Prüfüngsleistung in ihrer Gliederung, in der Gedankenführung, in der Anwendung
fachmethodischer Verfahren sowie in der fachsprachlichen Artikulation den Anforderungen voll ent-
sprechen.
Die zwei voneinander unabhängigen Aufgaben der Prüfungsaufgabe werden jeweils mit 50 Bewer-
tungseinheiten bewertet. Die erbrachte Gesamtleistung ergibt sich aus der Summe der Bewertungsein-
heiten in den beiden Aufgaben.
Bei erheblichen Mängeln in der sprachlichen Richtigkeit sind bei der Bewertung der schriftlichen Prü-
fungsleistungje nach Schwere und Häufigkeit der Verstöße bis zu zwei Notenpunkte abzuziehen. Da-
zu gehören auch Mängel in der Gliederung, Fehler in der Fachsprache, Ungenauigkeiten in Zeichnun-
gen sowie falsche Bezüge zwischen Zeichnungen und Text.
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Chemie auf erhöhtem Anforderungsniveau, Aufgabe l
Aufgabe l
Schwerpunktthema: Stoff- und Energiewechsel der
Grundnahrungsmittel Kohlenhydrate
Birkenzucker
Birkenzucker ist eine Tafelsüße, die aus Xylanen, einem Bestandteil
vieler Hölzer, gewonnen wird. Um 1890 gewann Emil Fischer aus
Holzspänen eine bis dahin unbekannte Verbindung, die Xylose. Aus
dieser wird in weiteren Schritten der SüßstoffXylitol (Xylit) hergestellt.
Bildquelle: privat.
Teilaufgaben:
a) Skizzieren Sie unter Verwendung von Material l und 2 zunächst die Fischerprojektion der
offenkettigen Form der D-(+)-Xylose und bestimmen Sie die dem Namen und den
Strukturformeln entnehmbaren Eigenschaften.
(8 BE)
b) Stellen Sie die von Ihnen erwarteten Ergebnisse bei Untersuchung von kurzkettigen und
langkettigen Xylanen sowie der Xylose mit Fehling-Lösung unter Einbeziehung einer
Reaktionsgleichung vergleichend dar.
(14 BE)
c) Die Gewinnung der Xy lose aus Xylan wird in Material l beschrieben. Skizzieren Sie mit
Strukturformelausschnitten einen Mechanismus, der die Reaktion beschreibt.
(8 BE)
d) Die Umwandlung von Xylose in Xylitol hat Konsequenzen fur die chemischen und optischen
Eigenschaften des Moleküls.
Vergleichen Sie die beiden Moleküle in dieser Hinsicht unter Verwendung von Material 3.
(10 BE)
e) Zeichnen Sie einen drei Monosaccharide umfassenden Molekülausschnitt des in Material 5
beschriebenen Algen-Xylans und prüfen Sie den Verlauf der Fehling-Probe.
(10 BE)
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Chemie auf erhöhtem Anforderungsniveau, Aufgabe l
Anlagen zu Aufgabe l: Birkenzucker
Material 1: Herstellung von Xylitol
Anders als der)
Zusammengestellt aus: Wikipedia, Artikel Xylit, entnommen am 10.12.16.
Material 2: Struktur von Xylan
H OH H H QH
^•^~^ ^ Q 0 A.. ÄH H
'ÖH
HO-^J_^H ^j_o^V
.H
H H^—Q^ Ö'
H OH H H ÖH H H ÖH
Molekülbeispiel eines (sehr
list Xylan wasserlöslich.
Zusammengestellt aus: Wikipedia, Artikel Xylan, entnommen am 10.12.16.
Material 3: Struktur von Xylit (Xylitol)
.OH
H- -OH
HO- -H
H- -OH
'OH
1,2,3,4,5-Pentanpentol, Xylit
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Chemie auf erhöhtem Anforderüngsniveau, Aufgabe l
Material 4: Eigenschaften von Xylit (Xylitol)
Als Zwischenprodukt werden
|fur Saccharose verwendet.
Zusammengestellt aus: Wikipedia, Artikel Xylit, entnommen am 10.12.16.
Material 5: Xylan aus AIgen
Xylan aus Algenl
Holz gewonnenen Xylans.
Zusammengestellt aus: Wikipedia, Artikel Xylan, entnommen am 10.12.16.
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Chemie auf erhöhtem Anforderungsniveau, Aufgabe II
Aufgabe II
Schwerpunktthema:
Gleichgewichte in aquatischen Systemen und der Atmosphäre
Gewässerverschmutzung und Ammoniak
Viele Gewässer werden durch den Eintrag von Dünger aus der Landwirtschaft zunehmend
verschmutzt. Durch den hohen Nährstoffeintrag kann es dort zu einem Massenauftreten von Algen
kommen. Nach dem Absterben der Algen wird das organische Material von Mikroorganismen
abgebaut, wodurch es zur Bildung des starken Fischgiftes Ammoniak kommen kann.
Teilaufgaben:
a) Geben Sie mithilfe von Material l das Protolyse-Gleichgewicht von Ammoniak in wässriger
Lösung an und erläutern Sie anhand des Massenwirkungsgesetzes die pH-Wert-Abhängigkeit der
Gleichgewichtslage.
(9 BE)
b) Für eine Titration von 40,0 ml Ämmoniak-Lösung (c == 1,0 mol/l) mit 80,0 ml Salzsäure
(c = 1,0 mol/l) ist das Ergebnis in Material 2 dargestellt.
Werten Sie die Tifrationskurve aus und erläutern Sie die Funktionsweise einer Pufferiösung.
(12 BE)
c) Berechnen Sie mithilfe der Informationen in Material l und 4 den pH-Wert, bei dem eine für viele
Fische tödliche Ammoniak-Konzentration.(/? = l mg/U) im Gewässer vorliegt. Gehen Sie
vereinfacht davon aus, dass lediglich Ammoniak vom Wasser aufgenommen wird.
(12 BE)
d) Beschreiben Sie die Dichteanomalie des Wassers sowie die Temperaturschichtung in Gewässern.
Erläutern Sie unter Verwendung von Material 5, warum es im Sommer in stehenden Gewässern
bei gleichbleibendem pH-Wert besonders im Oberflächenwasser zu einer erhöhten
Ammoniakbildung kommen kann.
(8 BE)
e) Beurteilen Sie mifhilfe von Material 3 und 5, welchen Einfluss die Umweltfaktoren
Sauerstoffgehalt des Wassers, atmosphärischer Kohlenstoffdioxidgehalt und Kalkgehalt des
Bodens auf die Ammoniak-Konzentration eines Gewässers haben können.
(9 BE)
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Chemie auf erhöhtem Anforderungsniveau, Aufgabe II
Anlagen zu Aufgabe II: Gewässörverschmutzung und Ammoniak
Material 1: Ammoniak
Ammoniak (NHs) ist ein farbloses Gas und weist einen stechenden Geruch auf. Es ist bei zu hoher
Konzentration stark giftig. Für viele Fische wirkt Ammoniak bereits ab einer Massenkonzentration ß
von 1 mg/1 tödlich. Ammoniak ist ein Abbauprodukt des Protein-Stoffwechsels und wird von Fischen
über die Kiemen entweder direkt oder in Form von Ammonium-Ionen €NN4 ) abgegeben. Beim
Abbau von organischem Material durch Mikroorganismen am Gewässergrund entstehen ebenfalls
Ammonium-Ionen. Diese stehen im Wasser mit Ammoniak in einem chemischen Gleichgewicht.
Material 2: Titrationskurve
pH während derTitrallon von 40 mt Ammoniaklösung, c =.1 moi/l
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Quelle: privat
Material 3: Nitrifikation
Die Nitrat-Bildung erfolgt in Gewässern durch Bakterien in einem als Nitrifikation bezeichneten
Vorgang. Dabei wird Ammoniak in zwei Schritten mithilfe von Sauerstoff zunächst zu Nitrit und
anschließend zu Nitrat oxidiert.
(l) 2NH3+302-^2N02"+2H30+
(2) . 2 NOz' + Oz -^ 2 NOa"
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Chemie auf erhöhtem Anforderungsniveau, Aufgabe II
Material 4: Daten und Formeln
pKs- und pKß-Werte bei 22 °C nach Tafelwerk:
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imiS@fiiiiilSiliilM
li^^^^^;^^^;^^^^;^^^^^^!^^^^
M8SJSBÄBB8§i88SKU8SäS88i
-7 HC1 cr
-1,74 H,0+ HiO
9,25 NHo NH,
15,74 HzO OH'
-1,74 OH' HzO
4,75 NHa NH4+
15,74 H^O H3Ö+
21 Cl- HC1.
Molare Masse von Ammoniak (NHs): M = 17,0 g/mol
Material 5: Ammonium/Ammoniak-Gleichgewicht in Gewässern
Quelle: veTandeitnachwww.nibis.de/~glue2n21/Jeetzel/jeetzel.htm, entnommen am 10.12.16.
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