Arbeitsblätter & Unterrichtsmaterial für Chemikant

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler planen einfache Arbeitsabläufe zum Vereinigen von Stoffen. Sie wählen Apparate aus und berücksichtigen wirtschaftliche und terminliche Vorgaben. Sie können Stoffgemische herstellen, berechnen deren Zusammensetzung und kontrollieren diese. Die Schülerinnen und Schüler stellen Reaktionsgleichungen auf und berechnen die Massen- und Volumenverhältnisse. Sie erklären den Zusammenhang zwischen den charakteristischen Eigenschaften und dem Aufbau von Stoffen. Die Schülerinnen und Schüler können ermittelte Werte anschaulich darstellen. Sie fertigen Protokolle an und nutzen unterschiedliche - auch fremdsprachliche - Informationsquellen. Inhalte: - Apparate zur Stoffvereinigung - StoffklassenMasse, Volumen, Stoffmenge, Dichte, Volumenmessgeräte, Waagen - Stoffe, Stoffsysteme - chemische Reaktionen durch Elektronenaustausch - Reaktionsgleichungen - Atombau, Periodensystem der Elemente - chemische Bindungen - stöchiometrische Berechnungen - Säuren, Basen, Salze - chemische Reaktionen durch Protonenaustausch - Neutralisation, pH-Wert-Bestimmung, Neutralisationstitration - hydrophile und hydrophobe Lösemittel - Gehaltsgrößen von Mischphasen berechnen - Protokollführung, Plausibilität der Messwerte, Tabellen, Diagramme - Standardsoftware anwenden

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler ordnen den Stoffgemengen entsprechend den unterschiedlichen Stoffeigenschaften Trennverfahren zu und legen die Arbeitsschritte für die Stoffgemischtrennung fest. Sie können Energieträger rationell einsetzen und wenden die Vorschriften, Bestimmungen und Regeln der Arbeitssicherheit, des Gesundheits- und Umweltschutzes an. Inhalte: - Zerkleinern und Klassieren von Feststoffen - Prinzipien mechanischer Trennverfahren - Temperatur, Wärme - Aggregatzustände und ihre Übergänge - Heizen, Kühlen, Energieumwandlung - Energieeinsatz - Umgang mit Gasen - Prinzipien thermischer Trennverfahren - Prinzipien physikalisch-chemischer Trennverfahren - Gefahrstoffe - Umgang, Informationsbeschaffung, Arbeitssicherheit, persönliche Schutzausrüstung - Belastung von Luft, Wasser und Boden - Protokollführung, Plausibilität der Messwerte, Tabellen, Diagramme - Standardsoftware anwenden

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler wählen verfahrensspezifische Prozessdaten aus und können diese mit Messeinrichtungen erfassen. Bei deren Auswahl und Einsatz berücksichtigen sie die Wirkungen des elektrischen Stromes und die betrieblichen Gegebenheiten. Inhalte: - Messwerterfassung - Messprinzipien und Messgeräte zur Erfassung physikalischer Stoffgrößen - elektrische Leitungsarten und deren Installation - elektrische Größen - Gleich- und Wechselstrom - Schutzmaßnahmen gegen Gefährdung durch elektrischen Strom

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler kennen die Stoff- und Energieströme in der Produktionsanlage und zeigen ihre Bedeutung für den Produktionsprozess auf. Sie können Fördersysteme bedienen, in Stand halten und im Hinblick auf den Einsatz auswählen. Sie können Maßnahmen zum Schutz vor Leckagen, Verschleiß und Korrosion ergreifen. Sie suchen für den jeweiligen Einsatz Werkstoffe aus und können diese bearbeiten. Die Schülerinnen und Schüler können in bestimmtem Umfang Reparaturen unter Beachtung der notwendigen Sicherheitsvorkehrungen durchführen, für einfache Konstruktionen mögliche Bearbeitungsverfahren auswählen und diese durch die Bearbeitung von Halbzeugen herstellen oder in Auftrag geben. Sie können Anlagenteile mit Rohrleitungsteilen und Verbindungselementen zusammenschalten, austauschen, abdichten und mit Absperrorganen ausrüsten. Die Schülerinnen und Schüler dokumentieren Maßnahmen der vorbeugenden Instandhaltung. Inhalte: - Grund-, Verfahrens- und RI-Fließbilder - Gefahrstoffsymbole, sicherheitstechnische Kenngrößen - Rohrleitungen, Armaturen, Dichtungen, Rohr- und Schlauchverbindungen, Kompensatoren - Kennzeichnung von Rohren und Armaturen - Fördereinrichtungen, Lagereinrichtungen - Massen- und Volumenstromberechnung - chemische, physikalische, technologische Werkstoffeigenschaften - Bearbeiten und Fügen von Werkstoffen - Beschichtungen und Reparatur von Beschichtungen - Arbeitssicherheit, persönliche Schutzausrüstung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler messen physikalische Größen, wählen Messgeräte aus und können diese unter Berücksichtigung der Arbeitssicherheit bedienen. Sie kontrollieren die Messeinrichtungen und dokumentieren die ermittelten Messdaten. Sie beurteilen die Daten hinsichtlich der Prozessführung, der Qualitätssicherung, sowie des Umweltschutzes und leiten gegebenenfalls vorgesehene Maßnahmen ein. Die Schülerinnen und Schüler kennen unterschiedliche Kontrollsysteme bei der Prozessführung. Sie ordnen den Elementen eines Regelkreises Funktionen zu. Inhalte: - Messgeräte (Temperatur, Druck, Menge, Volumenstrom und Füllstand) - Protokollführung, Tabellen, Diagramme - Aufbau und Darstellung eines Regelkreises - Sicherheitsstellung von Stellgeräten - EMSR-Kennbuchstaben

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler können Feststoffe durch Umkristallisation reinigen und das Produkt trocknen. Sie informieren sich über Eigenschaften der zu reinigenden Feststoffe sowie die Funktion und Besonderheiten von Anlageteilen zur Umkristallisation und Trocknung. Sie berücksichtigen bei der Durchführung von Reinigungsverfahren die Regeln der Arbeitssicherheit, des Umweltschutzes und ökonomische Aspekte. Sie führen Inprozesskontrollen durch und dokumentieren deren Ergebnisse. Bei auftretenden Störungen leiten sie Maßnahmen zu deren Beseitigung ein. Sie überprüfen die Qualität von Produkten anhand vorgegebener Parameter. Inhalte: - Energieträger - gesundheitsschädliche, explosive Eigenschaften von Reinstoffen und Stoffgemischen - Einrichtungen zur Wärmeübertragung - Anlage zur Umkristallisation - Löslichkeit von Feststoffen - Adsorptionsmittel - Feststofftrockner - Reinheitsbestimmung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler informieren sich über organische Stoffe und deren Eigenschaften, Reaktionsmöglichkeiten und Gefahrenpotentiale, damit sie sich beim Handhaben der Substanzen im beruflichen Alltag gemäß der Unfallverhütungs- und Sicherheitsvorschriften der Berufsgenossenschaft verhalten. Dazu können sie die Namen der Substanzen angeben und organische Grundchemikalien den Substanzklassen zuordnen. Sie nutzen die Informationen zu den Stoffeigenschaften gezielt zur Stofftrennung bzw. zur Synthese wichtiger organischer Verbindungen. Inhalte: - organische Substanzklassen (Alkane, Alkene, Alkine, Halogenalkane, Alkohole, Ketone, Alde- - hyde, Carbonsäuren, Ester und Aromate) - Nomenklatur, Summen- und Strukturformeln, funktionelle Gruppe und Eigenschaften ausge- - wählter Vertreter - Substitution, Addition, Eliminierung - Berechnungen zu Standardumsetzungen - Gefahrensymbole

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler können Eigenschaften von Stoffen bestimmen, die Bestimmung auswerten und die Ergebnisse dokumentieren. Sie wählen für die Gehaltskontrolle und Qualitätsprüfung Probenahmestellen und -verfahren aus und können Proben vorschriftsgemäß nehmen. Die Schülerinnen und Schüler können Stoffe mittels chromatografischer Verfahren trennen und identifizieren. Sie kennen Grundlagen der Chromatografie. Die Schülerinnen und Schüler können fotometrische Gehaltsbestimmungen durchführen und kennen Grundlagen der Fotometrie. Sie setzen EDV-Systeme zur Messwertaufnahme, -auswertung und -präsentation ein. Die Schülerinnen und Schüler kennen qualitätsrelevante Zusammenhänge und können Techniken und Methoden anwenden, die im Rahmen eines Qualitätsmanagementsystems zu beachten sind. Inhalte: - Verfahren und Einrichtungen zur Probenahme, -vorbereitung, -konservierung, -lagerung - Validierung der Analyseverfahren - Justieren, Kalibrieren, Eichen - Produkteigenschaften - chromatografische Methoden - fotometrische Methoden - Dokumentation der Analysenergebnisse und des Qualitätssicherungsverfahrens

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler wählen für die Trennung von Stoffgemischen Verfahren und Apparate aus. Sie beachten dabei die verfahrenstechnischen Grundlagen unter Berücksichtigung der betrieblichen Erfordernisse. Sie können unter Beachtung der Bestimmungen der Arbeits- und Prozesssicherheit des Gesundheits- und Umweltschutzes mit den Gemischen umgehen. Sie erkennen Abweichungen im Trennprozess und können bei Störungen Maßnahmen zu deren Beseitigung einleiten. Inhalte: - Prinzipien der Verfahren zur Feststofftrennung: - Sortieren; Klassieren - Verfahren und Apparate zur Trennung disperser Systeme: - Sedimentieren, Filtrieren, Zentrifugieren

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler können Stoffgemische durch Destillation trennen. Sie informieren sich über Eigenschaften der zu trennenden Stoffe sowie die Funktion und Besonderheiten von Anlagenteilen zur Destillation. Sie berücksichtigen bei der Durchführung der Destillation die Regeln der Arbeitssicherheit, des Umweltschutzes und ökonomische Aspekte. Sie führen Inprozesskontrollen durch und dokumentieren deren Ergebnisse. Bei auftretenden Störungen leiten sie Maßnahmen zu deren Beseitigung ein. Sie überprüfen die Qualität von Produkten anhand vorgegebener Parameter. Inhalte: - Gleichstromdestillation - binäre Stoffgemische - Energieträger - Siedetemperatur - gesundheitsschädliche, explosive Eigenschaften von Reinstoffen und Stoffgemischen - Anlagenteile zur Destillation - Reinheitsbestimmung

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler können Stoffgemische durch Rektifizieren unter Beachtung ökonomischer und ökologischer Gesichtspunkte trennen. Sie beschreiben das Zusammenwirken der Apparate und Maschinen in einer Rektifikationsanlage. Die Schülerinnen und Schüler können Ursachen für Abweichungen im Verfahren ermitteln und Maßnahmen zu deren Beseitigung treffen. Sie können Analyseverfahren nutzen, um den Reinheitsgrad als Qualitätsmerkmal zu bestimmen. Inhalte: - Zusammenhang von Dampfdruck und Siedetemperatur - Siedediagramm, Dampfdruckdiagramm und Gleichgewichtsdiagramm - ideale und reale Flüssigkeitsgemische, azeotrope Gemische - Rektifikationskolonnen - Stoff- und Energieaustausch in Kolonnen - Fraktionierung, Trennstufenzahl - Verstärkungs- und Abtriebssäule - Rücklaufverhältnis - Destillationsmethoden - Messorte und Eingriffsmöglichkeiten zur Prozessführung - Produktkontrolle, Anlagensicherheit - rationeller Einsatz von Energien

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler können Grundchemikalien und deren Folgeprodukte mittels großtechnischer Verfahren herstellen. Sie begründen die Reaktions- und Operationsbedingungen. Die Schülerinnen und Schüler kennen die Bedeutung der Grundchemikalien für die Wirtschaft eines Landes. Inhalte: - anorganische, organische, polymere Produkte - Reaktionen und Reaktionsbedingungen bei großtechnischen Verfahren - Reaktionsenthalpie, Katalysatoren, Nebenreaktionen, Ausbeuteberechnung - Operationen, Operationsbedingungen - Reaktoren

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler können Prozessgrößen für die Führung eines Prozesses beeinflussen. Dafür wählen sie Größen aus und verknüpfen diese über Steuerungen und Regelungen. Aus den ermittelten Daten leiten sie Kenngrößen für das Zusammenwirken unterschiedlicher Baugruppen im Hinblick auf die Prozessführung ab. An Hand der an den Prozessen beteiligten Mess-, Stell- und Automatisierungseinrichtungen, ordnen sie den Prozessdaten Verfahrensprioritäten zu. Sie können Prozessdaten innerhalb der Prozessführung ermitteln und beeinflussen. Die Schülerinnen und Schüler können Steuerungs- und Regelungseinrichtungen konfigurieren und parametrieren. Sie beurteilen die Daten hinsichtlich der Prozessführung, der Qualitätssicherung, der Arbeitssicherheit und des Umweltschutzes Inhalte: - Signale und Signalformen in verfahrenstechnischen Anlagen - Aufgaben und Arbeitsweisen von Umsetzern, Umformern und Wandlern - Aufbau und Arbeitsweise von Stellgeräten - Aufbau und Arbeitsweise logischer Schaltungen - Aufbau eines Regelkreises - Aufgaben, Elemente und Funktionen des Regelkreises - grafische Symbole und Kennbuchstaben für die Prozessleittechnik - Aufbau und Funktion von stetigen und unstetigen Reglern - Regelcharakteristik stetiger Regler - Einrichtungen zur Prozessführung - BUS-Systeme, Regeleinrichtungen, Konfiguration und Parametrierung - SPS-Programme, graphische Darstellung von Ablaufsteuerungen, Bedienbilder bzw. Be- - dieneinrichtungen, Bedienhierarchien, Stör- und Alarmhierarchien - produktionsintegrierter Umweltschutz

Ziele: Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Produktionsprozesse und die verwendeten Anlagenteile. Sie können Anlagen oder Teilanlagen an- und abfahren und bei Störungen Maßnahmen zu deren Beseitigung einleiten. Sie planen und dokumentieren Prozessabläufe. Inhalte: - Reaktionstechnik - Reaktionsverfahren, Einflussgrößen auf die Reaktion, Reaktoren, - diskontinuierliche und kontinuierliche Produktionsabläufe - Fließbilder mit Grund- und Zusatzinformationen - Elemente zur Qualitätskontrolle, Qualitätssicherung und Archivierung von Prozessdaten, - GMP-Regeln - Wahlpflicht-Lernfeld 1: Stoffsysteme thermisch aufar- 3./4. Ausbildungsjahr - beiten Zeitrichtwert: 60 Stunden - Ziel: - Die Schülerinnen und Schüler wählen zum thermischen Aufarbeiten von Stoffsystemen Verfah- - ren und Anlagenteile aus. Bei der Auswahl beachten sie ökonomische und ökologische Aspekte. - Sie kennen die physikalischen Gesetzmäßigkeiten und die betrieblichen und verfahrenstech- - nischen Grundlagen der jeweiligen Verfahren. - Die Schülerinnen und Schüler können Analysemethoden für die Produktkontrolle anwenden - und bewerten die Ergebnisse. - Sie beachten die Vorschriften zur Arbeits- und Prozesssicherheit, sowie des Gesundheits- und - Umweltschutzes. - Sie können Störungen im Prozess erkennen und Maßnahmen zu deren Beseitigung einleiten. - Inhalte: - Verfahren und Anlagenteile zur Feststoff- und Solventextraktion - Betriebsweise von Extraktionsanlagen - Anforderungen an Extraktionsmittel - Überprüfung der Produktqualität - Verfahren und Anlagenteile zur Trocknung von Stoffen und Gemischen - Trockenmittel - Feuchtearten, Trocknungsgrad - Verfahren und Anlagenteile zur Erzeugung tiefer Temperaturen in der Technik - Lager- und Transportgefäße für Stoffe mit tiefen Temperaturen - Tieftemperaturdestillationstechnik - Wahlpflicht-Lernfeld 2: Stoffsysteme mechanisch 3./4. Ausbildungsjahr - auf- arbeiten Zeitrichtwert: 60 Stunden - Ziel: - Die Schülerinnen und Schüler können Stoffe zerkleinern, durch Sortieren und Klassieren tren- - nen und die Qualität der Produkte überprüfen. Sie wählen Verfahren aus und können die dafür - benötigten Anlagenteile einsetzen. - Die Schülerinnen und Schüler können Gase durch Entstaubung reinigen. - Sie entscheiden sich für die Anwendung eines Verfahrens und berücksichtigen dabei die tech- - nologischen, ökonomischen und ökologischen Bedingungen im Betrieb. - Während der Durchführung eines Verfahrens können sie die Funktionsfähigkeit der Anlagen - und Anlagenteile sicherstellen. - Inhalte: - mechanische Zerkleinerungsprinzipien - Zerkleinerungsgrade und Arten der Zerkleinerung - Zerkleinerungsmaschinen und Zerkleinerungsverfahren - Anlagen und Auswertungsmethoden für das Sortieren und Klassieren - Aufbau, Funktionsweise, Einsatz und Einsatzgrenzen der Anlagenteile - Qualitätskontrolle durch Körnungsanalyse, Kenngrößen - Methoden für das Entstauben - Aufbau, Funktionsweise, Einsatz und Einsatzgrenzen der Anlagenteile - umweltrechtliche Vorschriften - Grundlagen der Anlagensicherheit - Protokollführung, Plausibilität der Messwerte, Tabellen, Diagramme, Standardsoftware - Wahlpflicht-Lernfeld 3: Stoffe vereinigen 3./4. Ausbildungsjahr - Zeitrichtwert: 60 Stunden - Ziel: - Die Schülerinnen und Schüler stellen Mischungen her. Sie sind in der Lage die Mischungs- - gleichung anzuwenden. Sie unterscheiden die verschiedenen Mischungsformen. - Die Schülerinnen und Schüler begründen Einflussparameter beim Rühren. Sie sind in der La- - ge, Rühreinrichtungen entsprechend der Marktlage umzurüsten und zu betreiben. - Sie können Vor- und Nachteile beim Betreiben von Mischapparaten unter Berücksichtigung - von Vorschriften und Sicherheitsaspekten aufzeigen. - Inhalte: - Agglomerieren, Pelletieren, Formpressen, Sintern - homogenes- und heterogenes Mischen - Lösen, Dispergieren, Homogenisieren - mechanisches Rühren - pneumatisches Rühr …