Schriftliche Abiturprüfung Schuljahr 2017/2018. Chemie

A

Freie und Hansestadt Hamburg

Behörde für Schule und Berufsbildung /

Kurs-Nr. / Name

Schriftliche Abiturprüfung Schuljahr 2017/2018

Chemie

auf grundlegendem Anforderungsniveau

an allgemeinbildenden und beruflichen 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 240 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.

Che1-gA.AB.2018 Deckblatt, Seite 1 von 4

Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen

Deckblatt

Erleichterungen für neu Zugewanderte

Entsprechend der „Richtlinie über die Gewährung von Erleichterungen flir 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 270 Minuten erhöht.

• Ein nicht-elektronisches Wprterbuch Deutsch - Herkunftssprache / Herkunfitssprache - Deutsch wird bereitgestellt.

Che1.gA-AB.2018 Deckblatt, Seite 2 von 4

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Abitur 2018 Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau Deckblatt

allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen

Operatoren analysieren, untersuchen angeben,

nennen anwenden, übertragen aufstellen auswerten

begründen

benennen berechnen beschreiben

bestimmen beurteilen

bewerten darstellen

diskutieren, erörtern

einordnen, zuordnen entwickeln

erklären, erläutern herausarbeiten

interpretieren

protokollieren

prüfen, überprüfen

skizzieren

vergleichen, gegenüberstellen

zeichnen

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ii-ni I II II II II-III

I

I-II I-II

II III

III

I-II

III

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I-II

II-III

I-II

II-III I-II

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Unter gezielten Fragestellungen Elemente und Strukturmerkmale herausarbei- ten und als Ergebnis darstellen

Ohne nähere Erläuterungen wiedergeben oder aufzählen

Einen bekannten Sachverhalt, eine bekannte Methode auf etwas Neues bezie- hen

Einen Vorgang als eine Folge von Symbolen und Wörtern formulieren Daten oder Einzelergebnisse zu einer abschließenden Gesamtaussage zusam- menführen

Einen angegebenen Sachverhalt aufGesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusam- menhänge zurückführen

Elemente, Sachverhalte, Begriffe oder Daten (er)kennen und angeben

Ergebnisse von/einem Ansatz ausgehend durch Rechenoperationen gewinnen Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge unter Verwendung der Fachspra- ehe in eigenen Worten veranschaulichen

Einen Lösungsweg darstellen und das Ergebnis formulieren

Hypothesen bzw. Aussagen sowie Sachverhalte bzw. Methoden aufRichtig- keit, Wahrscheinlichkeit, Angemessenheit, Verträglichkeit, Eignung oder Anwendbarkeit überprüfen

Eine eigene Position nach ausgewiesenen Normen oder Werten vertreten Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden, Ergebnisse etc. strukturiert wie- dergeben

Im Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen oder Thesen unterschiedli- ehe Positionen bzw. Pro- und Contra-Argumente einander gegenüberstellen und abwägen '

Mit erläuternden Hinweisen in einen Zusammenhang einfügen

Eine Skizze, eine Hypothese, ein Experiment, ein Modell oder eine Theorie schrittweise weiterführen und ausbauen

Ergebnisse, Sachverhalte oder Modelle nachvollziehbar und verständlich veranschaulichen

Die wesentlichen Merkmale darstellen und auf den Punkt bringen

Phänomene, Strukturen, Sachverhalte oder Versuchsergebnisse aufErklä- rungsmöglichkeiten untersuchen und diese gegeneinander abwägend darstel- len

Beobachtungen oder die Durchführung von Experimenten detailgenau zeich- nerisch einwandfrei bzw. fachsprachlich richtig wiedergeben

Sachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und even- tuelle Widerspräche aufdecken

Sachverhalte, Strukturen oder Ergebnisse kurz und übersichtlich darstellen mithilfe von z. B. Übersichten, Schemata, Diagrammen, Abbildungen, Tabel- len

Nach vorgegebenen oder selbst gewählten Gesichtspunkten Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln und darstellen

Eine hinreichend exakte bildhafte Darstellung anfertigen

Che1-gA.AB.2018 Deckblatt, Seite 3 von 4

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Abitur 2018 Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau Deckblatt

allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen

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

(in BE)

> 95

^90 ä 85

> 80

.S: 75

S 70

> 65

> 60

Notenpunkte 15 14

13 . .

12 11

10 •

9

Erbrachte Leistung

(in BE)

^55

^50

^45 5:40

^33

> 27

> 20

< 20

Notenpunkte 7 6 5

4

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 Prüfungsleistung in ihrer Gliederung, in der Gedankenfiihrung, in der Anwendung fachmethodischer Verfahren sowie in der fachsprachlichen Artikulation den Anforderungen voll ent- sprechen.

Die zwei voneinander unabhängigen Aufgaben der Prufungsaufgabe werden jeweils mit 50 Bewer- tüagseinheiten 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.

Che1.gA-AB.2018 Deckblatt, Seite 4 von 4

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Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau, Aufgabe l

Aufgabe l

Schwerpunktthema:

Stoff- und Energiewechsel der Grundnahrungsmittel Kohlenhydrate

Die Guarbohne wird

lals Lebensnüttelzusatzstoff verwendet.

Quelle: https://de.-wikipedia.org, entnommen am 1.6.2017.

Teilaufgaben:

a) Beschreiben Sie am Beispiel der Glucose den chemischen Aufbau von Monosacchariden sowie deren Nomenklatur unter Angabe der Fischer-Projektion und der Haworth-Formel.

(12 BE)

b) Die aus Guaran gewonnenen Monosaccharidbausteine werden der Fehling-Probe und dem GOD-Test unterzogen. Beschreiben Sie mithilfe von Material l und 2 die zu erwartenden Ergebnisse und geben Sie die Reaktionsgleichung der Fehling-Probe an.

(13 BE)

c) Bei der Polarlmetrie einer frisch angesetzten a-D-Mannose-Lösung ändert sich mit der Zeit der zu messende Drehwinkel im Gegensatz zur Untersuchung von Saccharose. Erläutern Sie dieses Ergebnis und stellen Sie es am Beispiel der Mannose in einer Reaktionsgleichung mit Strukturformeln dar.

(12 BE)

d) Beurteilen Sie anhand aller Materialien die Verwendung von Guarkernmehl in energiereduzierten Lebensmitteln'und die Eignung für den Einsatz in Diabetiker-Lebensmitteln.

(13 BE)

Che1.gA-AB.2018 Seite 1 von 3

Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Oberstufen

Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau, Aufgabe I

Anlagen zu Aufgabe l: Guaran

H-

H OH

H"

H ^—O^QH

^HH OH)

HÖ>|—K H

H H

D-Mannose

H^OH HO ^, — OH

^ ^ H^

H OH

H. ^°

H \ — 0 0/

^PHH 01^

H H

Guaran,n^45

H H^

H

W H

.OH

-0

OH,

H H

H^—V OH

H OH

D-Galactose

-OH

Che1-gA.AB.2018 Seite 2 von 3

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur2018

allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau, Aufgabe l

Material 2: Guaran

Die Guarbohne ist eine bis zu 2 m hohe Nutzpflanze, welche bis zu 10 cm lange Hülsenfrüchte bildet.

Aus den getrochneten Samen dieser Hülsen kann durch einen Mahlvorgang Guarkernmehl gewonnen werden. Der Hauptbestandteil des Guarkernmehls ist das Polysaccharid Guaran. Dessen Gerüst besteht aus D-Mannose-Bausteinen. Etwa an jedem zweiten Mannose-Molekül ist eine Seitenkette in Form von D-Galactose angeknüpft.

Die langkettigen Guaran-Moleküle sind in der Lage, große Mengen Wasser anzulagern. Aufgmnd dieser Eigenschaft eignet sich Guarkernmehl hervorragend als Verdickungsmittel, da bereits geringe Mengen ausreichen, um Flüssigkeiten zähflüssig zu machen.

Material 3: Stoffwechsel von Polysacchariden

Polysaccharide wie z. B. Glycogen oder Stärke dienen vielen Tieren und Pflanzen als Reservestoffe.

Um diese Makromoleküle als Energielieferanten zu nutzen, benötigt der Körper entsprechende Enzyme, um die glycosidischen Bindungen in den Polysacchariden zu spalten, sodass für den Körper verwertbare Di- bzw. Monosaccharide entstehen. Diese werden dann in den Energiestoffwechsel eingeschleust. Der menschliche Körper besitzt Enzyme, um Bindungen vom Typ a-l->2, a-l->4 und a-1 -^6 zu spalten. Enzyme, um z. B. den Typ ß-l->4 zu spalten, fehlen.

Material 4: Vereinfachtes Schema des Galactose-Stoffwechsels

Galactose ——^ ^tt'^LU!sc-1- «»^ uur- —-4. QlucoseGalactose-1-

phosphat

UDP- Galactose

Glucoseabbau in der Zelle

Material 5: Guarkernmehl als Verdickungsmittel In der Speiseeisherstellungl

ILebensmittel allgemein zugelassen.

Quelle: verändert nach www.zusatzstojfe-online.de/zusatzstoffe/149.e412_guarkernmehl.html, entnommen am 9.11.16.

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Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Oberstufen

Chemie auf grundlegendem 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) Stellen Sie anhand eines selbstgewählten Beispiels einer schwachen Säure oder Base eine Säure- Base-Reaktion nach Bronsted mit Reaktionsgleichung dar. Beschreiben Sie die Abhängigkeit des Gleichgewichts vom pH-Wert anhand des Prinzips von Le Chatelier. . .

(15 BE)

b) Löst man Ammoniumchlorid in Wasser, so erhält man eine schwach saure Lösung. Geben Sie das Protolyse-Gleichgewicht von Ammonium-Ionen mit Wasser an und erläutern Sie mithilfe von Material l und 2, weshalb der pH-Wert der Lösung im leicht sauren Bereich liegt.

(10 BE)

c) Beschreiben Sie die Dichteanomaiie des Wassers sowie die Temperaturschichtung in Gewässern.

Erläutern Sie unter Verwendung von Material l und 3, warum es im Sommer in stehenden Gewässern bei gleichbleibendem pH-Wert besonders im Oberflächenwasser zu einer erhöhten Ammoniakbildung kommen kann.

(11 BE)

d) Erläutern Sie die Wirkung von atmosphärischem Kohlenstoffdioxid auf den pH-Wert eines Gewässers. Beurteilen Sie mithilfe von Material 3 und 4, welchen Einfluss der atmosphärische Kohlenstoffdioxidgehalt sowie der Sauerstoffgehalt im Wasser auf die Ammoniak-Konzentration eines Gewässers haben können.

(14 BE)

Che1-gA.AB.2018 . Seite 1 von 3

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur2018

allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau, Aufgabe II

Anlagen zu Aufgabe II: Gewässerverschmutzung und Ammoniak Material 1: Ammoniak

Anunoniak (NHa) 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 Massenkonzeritration von l 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 (NH4 ) 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: Daten und Formeln

pKs- und pKß-Werte bei 22 °C nach Tafelwerk:

-7

Hd cr

-1,74 H30+ HzO

9,25 ^NH4+ NH;,

15,74 H,0 ^OH-

-1,74 OH- H2Ö

4,75 NHs NH4

15,74 HiO ^H30+

21 cr HC1

Che1-gA.AB.2018 Seite 2 von 3

Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Oberstufen

Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau, Aufgabe II

Material 3: Ammonium/Ammoniak-Gleichgewicht in Gewässern

Quelle: •veTandeTtnachwww.nibis.de/~glue2n21/Jeetzel/Jeetzel.html, entnommen am 10.12.16.

Material 4: Nitrifikation

Die Nitrat-Bildung erfolgt in Gewässern durch Bakterien in einem als Nitrifikation bezeichneten Vorgang. Dabei wird Anunoniak in zwei Schritten mithilfe von Sauerstoff zunächst in Nitrit und anschließend zu Nitrat oxidiert.

(l) 2NH3 +3 02 -^2 N02' + 2 Hs0+

(2) 2 NO;' + 02 -^ 2 N03" ' '

Chel-gA-AB-2018 Seite 3 von 3

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allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau, Aufgabe III

Aufgabe III

Schwerpunktthema: Eigenschaften und Synthese von Kunststoffen PP-Behälter

Zwei Millionen Tonnen

stofflichen Verwertung zugeführt.

Quelle: https:/Avww.wmveltbtmdesamt.de/daten/abfall- kreislaußvirtschaft/entsorgnng-ver^vertnng-ansgewaehlter- abfallarten/kwststoffabfaelle#textpärt-5, entnommen am 8.11.16.

Bildquelle: privat

Teilaufgaben:

a) Beschreiben und skizzieren Sie die Struktur und Eigenschaften der drei Klassen von

Kunststoffen, die aufgrund ihrer thermischen und mechanischen Eigenschaften unterschieden werden.

(12 BE)

b) Stellen Sie die Schritte der Bildungsreaktion von Polypropen als Reaktionsmechanismus dar.

(16 BE)

c) Erläutern Sie anhand von Material l die Schwierigkeiten des Kunststoffrecyclings gegenüber dem Recycling anderer Verpackungsmaterialien.

Entwickeln Sie, auch unter Verwendung von Material 2, eine experimentelle Anordnung, um PP aus einem Gemisch aus Glas, Metall, Polyethylenterephthalat (PET) und PP abzutrennen.

(13 BE)

d) Diskutieren Sie die Eignung von PP als Werkstoff für die Herstellung von Mehrweg- Getränkeflaschen und Kaffeebechern auch unter Einbeziehung von Material 2.

(9 BE)

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allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Chemie auf grundlegendem Anforderungsniveau, Aufgabe III

Anlagen zu Aufgabe III: PP-BehäIter

Material 1: Nützt Mülltrennung wirklich der Umwelt?

Ja - zumindest bei!

IPlastikmüll. fällt darunter.

Quelle: https://www.greenpeace-magazin.de/der-muell-und-die-mythen,.entnommen am 8.11.16.

Material 2: Eigenschaften von PP und PET

Dichte (in kg/1)

pp

163

90

PET

1,4

255 134

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