Upload
lamdieu
View
366
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
DOCENTENHANDLEIDING
NIEUWE NATUUR- EN SCHEIKUNDE
NASK 2 - SCHEIKUNDE
3 VMBO-GT
AUTEURS:
J. GEERTZEN
T. DE VALK
DERDE DRUK
MALMBERG 'S-HERTOGENBOSCH
WWW.NOVA-MALMBERG.NL
INHOUDSOPGAVE
2
Inhoudsopgave
Inhoudsopgave ............................................... 2
Deel 1 Over Nova.......................................... 3
1.1 Over Nova 3 vmbo-gt NaSk 2.............................. 3
1.1.1 Algemeen............................................................. 3
1.1.2 Leerstof................................................................ 3
1.1.3 De leerwegen in leerjaar 3................................... 4
1.1.4 Rekening houden met verschillen........................ 4
1.1.5 De rol van de docent bij de sectorkeuze.............. 4
1.1.6 Milieu-educatie in leerjaar 3................................. 6
1.1.7 Het schoolexamen in leerjaar 3 ........................... 6
1.2 Practicum............................................................. 7
1.3 Open onderzoek ................................................ 12
1.3.1 De leerlingonderzoeken in Nova NaSk 2
3 vmbo-gt ........................................................... 12
1.3.2 Onderzoeksresultaten uitwerken ....................... 16
1.4 Het ePack voor de leerling................................. 16
1.5 Het ePack voor de docent ................................. 17
1.7 Planning............................................................. 18
1.8 Gebruiksaanwijzing............................................ 18
Deel 2 Hoofdstuk voor hoofdstuk ............. 19
2.1 Hoofdstuk 1 Scheikunde een wetenschap .........19
2.1.1 Uitgangspunten ..................................................19
2.1.2 Per paragraaf .....................................................20
2.2 Hoofdstuk 2 Water..............................................22
2.2.1 Uitgangspunten ..................................................22
2.2.2 Per paragraaf .....................................................24
3.1 Hoofdstuk 3 Mengsels scheiden ........................27
3.3.1 Uitgangspunten ..................................................27
2.4 Hoofdstuk 4 Nieuwe stoffen maken....................29
2.4.1 Uitgangspunten ..................................................29
2.4.2 Per paragraaf .....................................................29
2.5 Hoofdstuk 5 Verbranden ....................................32
2.5.1 Uitgangspunten ..................................................32
2.5.2 Per paragraaf .....................................................33
2.6 Hoofdstuk 6 De aarde als
grondstoffenleverancier......................................36
2.6.1 Uitgangspunten ..................................................36
2.6.2 Per paragraaf .....................................................37
Deel 3 Materiaallijst .................................... 43
3
Deel 1 Over Nova
1.1 Over Nova 3 vmbo-gt NaSk 2
In dit hoofdstuk gaan we in op enkele didactische onder-
werpen die speciaal van belang zijn, wanneer u werkt met
Nova 3 vmbo-gt NaSk 2. Voor algemene informatie over
de didactische opzet van de methode verwijzen we u naar
de docentenhandleiding bij Nova 1-2 vmbo-kgt.
1.1.1 Algemeen
Het vak Natuur- en scheikunde NaSk 2 is voor geen
enkele sector verplicht. De leerlingen in de basisberoeps-
gerichte leerweg en de kaderberoepsgerichte leerweg
kunnen geen NaSk 2 volgen. Alleen via de gemengde en
theoretische leerwegen kunnen leerlingen het vak schei-
kunde volgen, maar dan alleen als ze het vak kiezen in het
vrije keuzedeel. Voor die leerlingen is dit deel Nova NaSk
2 3 vmbo-gt bedoeld.
In dit derde klas deel staat aan het eind van elke paragraaf
plusstof. Deze plusstof is in eerste instantie bedoeld voor
de leerling die al klaar is met de basisstof, maar kan ook
gebruikt worden om met de hele klas aan de slag te gaan.
U kunt hierbij denken aan het opvullen van een gedeelte
van een les.
Tevens zijn aan het eind van ieder hoofdstuk toepassings-
paragrafen (Extra basisstof) opgenomen, waarin de
theorie gekoppeld is aan dagelijkse gebruiksartikelen van
leerlingen: parfum, diamanten, ruimtevaart, kauwgom, et
cetera. Dit is geen verplichte stof, maar wordt als extra stof
aangeboden.
De didactische aanpak van Nova is erop gericht de
leerlingen zelfstandig met de leerstof aan de slag te laten
gaan. In veel gevallen kunnen ze de leerstof, de bijbe-
horende opgaven en practicumopdrachten zelf door-
werken. Uiteraard beslist u zelf in hoeverre u de leerlingen
loslaat. Hoeveel vrijheid u ze kunt geven, hangt ook af van
het niveau van de leerlingen en van de sfeer in de klas.
De uitwerkingen op alle vragen in het werkboek zijn
opgenomen in het uitwerkingenboek. Het uitwerkingen-
boek geeft prijs hoe leerlingen tot de juiste antwoorden op
de leerstofvragen, de Plusstofvragen en Extra basisstof-
vragen kunnen komen. Deze opzet stimuleert ons inziens
mede de zelfwerkzaamheid van de leerling.
1.1.2 Leerstof
Met ingang van het schooljaar 2006-2007 heeft de her-
ziening onderbouw vorm gekregen op de scholen. We
kijken daarom ook naar de kerndoelen die in de herziening
onderbouw genoemd worden. Het grote verschil met de
vorige basisvorming is dat de herziening onderbouw na
het tweede leerjaar wordt afgesloten. Het leerjaar 3 vmbo
hoort bij de bovenbouw vmbo. Het is echter in leerjaar 3
vmbo wel belangrijk om te weten wat er in de onderbouw
aan bod is gekomen.
Het is vrij lastig om exact aan te geven wat er behandeld
zal zijn omdat de nieuwe kerndoelen vrij algemeen
geformuleerd zijn. De kerndoelen die van belang zijn voor
NaSk 2 staan hierna weergegeven.
Nieuwe kerndoelen uit de herziening onderbouw, leer-
gebied Mens en Natuur.
Kerndoel 28: De leerling leert vragen over onderwerpen uit
het brede leergebied om te zetten in onderzoeksvragen,
een dergelijk onderzoek over een natuurwetenschappelijk
onderwerp uit te voeren en de uitkomsten daarvan te
presenteren.
Kerndoel 29: De leerling leert kennis te verwerven over en
inzicht te verkrijgen in sleutelbegrippen uit het gebied van
de levende en niet-levende natuur, en leert deze sleutel-
begrippen te verbinden met situaties in het dagelijks leven.
Kerndoel 31: De leerling leert o.a. door praktisch werk
kennis te verwerven over en inzicht te verkrijgen in proces-
sen uit de levende en niet-levende natuur en hun relatie
met omgeving en milieu.
Kerndoel 32: De leerling leert te werken met theorieën en
modellen door onderzoek te doen naar natuurkundige en
scheikundige verschijnselen als elektriciteit, geluid, licht,
beweging, energie en materie.
Bij het schrijven van het deel NaSk 2 3 vmbo-gt is
rekening gehouden met het vereiste instroomniveau in het
vierde leerjaar. Het deel van Nova voor de vierde klas sluit
daardoor naadloos aan op het derde-klas-boek. Zie hier-
over ook de docentenhandleiding bij het boek voor de
vierde klas. We hebben bij het schrijven ook al soms
gekeken naar de examenkerndoelen.
Nova NaSk 2 3 vmbo-gt bouwt voort op wat de leerlingen
in de tweede klas geleerd hebben. Gezien de
concentrische opzet van de methode is dat ook logisch.
Onderwerpen die in deel 1-2 vmbo behandeld zijn, komen
in deel 3 vmbo opnieuw aan de orde. De aanpak is echter
formeler en kwantitatiever geworden.
Ook wordt voortdurend verband gelegd tussen de leerstof
en de alledaagse werkelijkheid. Het didactische uitgangs-
punt is nog steeds dat modellen hulpmiddelen zijn om de
werkelijkheid beter te begrijpen; ze vormen niet een doel
op zich. U ziet dat bijvoorbeeld in de opgaven: daarin
wordt regelmatig van de leerlingen gevraagd om de
leerstof toe te passen op concrete praktijksituaties. De
Extra basisstof-paragraaf in het handboek laat steeds een
concrete toepassing zien.
Daartegenover staat dat het voor een goed begrip van de
(ook concrete praktische) chemie nuttig kan zijn, om die
`tastbare werkelijkheid' eens te `vertalen' en ter concre-
tisering van het vak zo nu en dan aan te bieden in
modellen. We doelen dan op het deeltjesmodel, waarvan
DEEL 1 OVER NOVA
4
het vereiste instroomniveau voor leerjaar 4 het recht-
vaardigen (eigenlijk eisen) om dit deeltjesmodel te
introduceren. Het deeltjesmodel hebben we al in een
vroeg stadium (hoofdstuk 1) ingevoerd en gedoceerd
uitgesmeerd (daar waar relevant) over de gehele breedte
van de scheikundeleerstof.
In de methode is in vrijwel elk hoofdstuk expliciet aandacht
voor milieu en milieuvraagstukken: in hoofdstuk 1 is in een
aparte paragraaf aandacht voor afval en afvalverwerking,
in hoofdstuk 3 een paragraaf over rioolwaterzuivering, in
hoofdstuk 4 een paragraaf over chloor en het milieu, in
hoofdstuk 5 een paragraaf over vuile lucht en in hoofdstuk
6 onder andere over metaalafval en recycling. Milieu krijgt
hiermee een duidelijk ‘gezicht’ in de methode.
Uiteraard garandeert het werken met een 'contextrijke'
methode zoals Nova nog niet, dat de leerlingen werkelijk
een verband leggen tussen de leerstof en de wereld om
hen heen. Minstens even belangrijk is uw eigen inbreng
als docent. U kunt uw leerlingen op allerlei manieren
stimuleren, om verbanden te leggen met de alledaagse
werkelijkheid.
1.1.3 De leerwegen in leerjaar 3
In deel 3 vmbo wordt nog geen onderscheid gemaakt
tussen leerstof uit het kerndeel en leerstof uit het
verrijkingsdeel. De leerstof uit het verrijkingsdeel komt pas
in het vierde leerjaar aan de orde. In het derde leerjaar
vindt u alleen leerstof uit het kerndeel, die voor beide
leerwegen van belang is.
1.1.4 Rekening houden met verschillen
Op het eind van de derde klas zal een deel van de
leerlingen een sector kiezen waarin het vak NaSk 2 niet is
opgenomen. Deze leerlingen sluiten het vak af tegen het
einde van het derde leerjaar. Er zijn ook leerlingen die na
de derde klas wel verder gaan met NaSk 2. Het onderwijs
in het derde leerjaar moet ons inziens rekening houden
met de belangen van beide groepen leerlingen, en zich
niet eenzijdig op één van beide groepen richten.
Dit uitgangspunt heeft duidelijk gevolgen gehad voor de
opzet van deel 3 vmbo-gt van Nova. Het heeft er onder
andere toe geleid, dat er in dit deel een breed scala aan
onderwerpen aan de orde komt. Daarbij hebben onder-
werpen met een duidelijke praktische relevantie de
voorkeur gekregen.
Leerlingen die later geen scheikunde kiezen krijgen zo
toch een goed overzicht van het vak. Na afloop van het
derde leerjaar beschikken ze over een redelijke brede
scheikunde basiskennis; bovendien zullen ze ook oog
gekregen hebben voor het praktisch belang van die
kennis.
We hebben vanzelfsprekend ook rekening gehouden met
de leerlingen die NaSk 2 als examenvak kiezen. De
'diepgang' waarmee de onderwerpen in deel 3 vmbo
behandeld worden, is zonder meer voldoende voor een
goede aansluiting op het vierde leerjaar.
1.1.5 De rol van de docent bij de sectorkeuze
NaSk 2 (ofwel scheikunde) heeft een enigszins merk-
waardige positie in het vernieuwde programma. We
kunnen het examenprogramma NaSk 2 zien als een mix
van basisvormingsdoelen (`verpakt' in kerndelen), een
beetje natuurkunde (10%) en de traditionele scheikunde.
Het vak is voor geen enkele sector verplicht en is een
keuzevak voor de theoretische en gemengde leerwegen.
Geen enkele mbo-opleiding vereist (tot nu toe) NaSk 2 bij
de instroom. Wellicht - en hopelijk - wijzigt de positionering
van het vak zich in de toekomst. Dat lijkt op zijn minst een
wenselijke ontwikkeling, zeker als we denken aan
leerlingen met een interesse in natuurwetenschappen die
willen doorstromen naar de havo en kiezen voor een
profiel waarin scheikunde een verplicht vak is.
De leerlingen zullen in de loop van het derde leerjaar
moeten beslissen, of ze het vak NaSk 2 (definitief) in hun
vakkenpakket opnemen. Bij die beslissing kunt u de
leerlingen helpen door ze informatie te geven en door ze
te adviseren. Hoe u dat precies aanpakt, is mede
afhankelijk van de manier waarop uw school de sector- en
vakkenkeuze geregeld heeft. De opmerkingen hieronder
hoeven daarom niet allemaal op uw situatie van
toepassing te zijn.
U kunt uw leerlingen erop wijzen dat in de sectoren
Techniek en Landbouw NaSk 2 een belangrijke bijdrage
kan leveren voor de doorstroming naar het vervolg-
onderwijs. Voor leerlingen die doorstromen naar de havo
en kiezen voor een natuurprofiel waarin scheikunde
verplicht is, lijkt het zeer wenselijk dat leerlingen het vak
scheikunde als examenvak te kiezen.
Informatie geven
Het is aan te raden om de leerlingen in de loop van het
derde leerjaar te informeren over de aard van het vak
NaSk 2 in de vierde klas. U kunt daarbij antwoord geven
op vragen als:
– Hoe groot is de overgang van leerjaar 3 naar 4? Is het
vak in klas 4 (veel) moeilijker en theoretischer dan in
klas 2 en 3?
– Hoeveel ruimte wordt er in het vierde leerjaar ingeruimd
voor het doen van practicum?
– Hoe zijn het schoolexamen en het eindexamen
ingericht?
– Wat is het verschil tussen NaSk 1 en NaSk 2?
Deze informatie kan de leerlingen helpen een reëel beeld
te krijgen van het vak NaSk 2 als examenvak.
Daarnaast zou u de leerlingen ook informatie kunnen
geven over opleidingen en beroepen waarvoor NaSk 2 in
het vakkenpakket gewenst of vereist is. U kunt ze er in dat
5
verband ook op wijzen, dat NaSk 2 behalve nodig ook
nuttig of nodig kan zijn. De praktijksituaties die in deel 3
vmbo voorkomen, kunnen een goede aanleiding zijn om
eens iets over een beroep te vertellen.
Het is de vraag of u ook gedetailleerde informatie moet
geven over opleidingen en pakketeisen. Dit hangt af van
de manier hoe de keuzebegeleiding op uw school wordt
ingevuld. Traditioneel werd dit soort informatie gegeven
door de decaan. Er zijn ook scholen die de vakdocenten
hierbij een belangrijke rol (willen) geven. In dat geval zult u
wel de nodige informatie -die van jaar tot jaar kan
veranderen- aangeleverd moeten krijgen.
Adviseren
Het zal waarschijnlijk regelmatig voorkomen, dat u uw
leerlingen adviseert over het kiezen van NaSk 2. Vaak zal
het daarbij gaan om de vraag of een leerling wel de
benodigde capaciteiten heeft voor het vak. U bent immers
de aangewezen persoon om die vraag te beantwoorden.
Misschien krijgt u ook de vraag voorgelegd of het op-
nemen van NaSk 2 wel verstandig is, gezien de verdere
toekomstplannen van de leerling. Of dit een vraag is voor
u of voor de decaan, hangt af van de manier waarop de
keuzebegeleiding op uw school geregeld is. Uw decaan
zal u er ongetwijfeld meer over kunnen vertellen.
Het ligt voor de hand, dat u uw adviezen mede wilt
baseren op de toetsresultaten van de leerlingen. Dat
betekent echter niet, dat elke leerling die onvoldoende
capaciteiten heeft om het vak als examenvak te kiezen,
automatisch een onvoldoende op het rapport moet krijgen.
Een goed alternatief is om in uw beoordeling te differen-
tiëren tussen leerlingen die het vak scheikunde niet (meer)
kunnen opnemen, en leerlingen voor wie die mogelijkheid
er nog wel is; de ene zes hoeft niet de andere te zijn. U
zou ook de regel kunnen hanteren dat u pas een positief
advies geeft, als het rapportcijfer minimaal een 7 is. We
raden u wel aan om hierover met de schoolleiding en uw
collega's duidelijke afspraken te maken, en die afspraken
tijdig aan leerlingen en ouders mee te delen.
Oriëntatie op leren en werken
Een van de onderdelen van het nieuwe vmbo-examen-
programma is oriëntatie op leren en werken (exameneen-
heid NASK2/K/1). Een mogelijke invulling van deze
exameneenheid is om leerlingen een opdracht te geven
om informatie te laten verzamelen over een beroep en de
opleiding die daarvoor nodig is (zie bij ‘Uitgangspunten’
aan het begin van elk hoofdstuk). Van belang is natuurlijk
wel dat het beroep een zekere relatie heeft met het
onderwerp van het betreffende hoofdstuk. Op de volgende
bladzijde vindt u een handleiding die u voor de leerlingen
kunt kopiëren. Uiteraard kunt u deze handleiding aan-
passen aan uw eigen situatie.
Er zijn verschillende manieren denkbaar om de
verzamelde informatie te verwerken en te presenteren. U
kunt de leerlingen bijvoorbeeld een verslag (werkstuk)
laten schrijven, een poster laten maken of een mondelinge
presentatie (spreekbeurt) laten verzorgen. Dat laatste zou
overigens heel goed in de lessen Nederlands kunnen
gebeuren. In het kader van het nieuwe vmbo-examen-
programma ligt zo'n samenwerking tussen twee vakken
zelfs voor de hand.
Handleiding onderzoeksopdracht beroepen
Oriënteren
1 Kies een beroep (1) dat past bij het hoofdstuk en (2)
waarvoor je in het mbo een opleiding kunt volgen.
Tip: Er bestaan beroepengidsen waarin honderden
beroepen soort bij soort bij elkaar staan. Vraag je
docent (of de decaan van je school) of je zo'n gids mag
inzien, als je zelf niets kunt bedenken.
2 Zoek iemand met het beroep dat jij gekozen hebt. Vraag
of je hem of haar mag interviewen. Dat mag best
iemand zijn die je goed kent. Zoek het liefst iemand
onder de 30 jaar, want die kan je meer vertellen over de
huidige opleidingen.
3 Verzamel informatiemateriaal over het beroep, de
opleiding die je ervoor moet doen en de branche waarin
iemand met dit beroep werkt. In totaal moet je minstens
25 bladzijden bij elkaar zoeken. Je kunt die informatie
vinden:
– bij de decaan van jouw school;
– bij een mbo-school in je omgeving;
– in de bibliotheek van jouw dorp of stad;
– op het Internet, met behulp van een zoekmachine.
4 Lees het informatiemateriaal door dat je verzameld
hebt. Noteer dingen die je opvallen.
Vragen bedenken
5 Bedenk zoveel mogelijk vragen over het beroep: over
het werk dat je moet doen, de werkomstandigheden, de
opleiding die je ervoor moet volgen,
carrièremogelijkheden, salaris enzovoort.
6 Bespreek de vragen met een klasgenoot. Vul je lijst met
vragen aan, tot je een behoorlijke complete lijst hebt.
7 Schrijf de lijst met vragen in het net. Orden je vragen
onder verschillende kopjes (zoals opleiding,
werkzaamheden, werkomstandigheden enzovoort).
8 Laat de lijst door je docent controleren voor je verder
gaat.
Antwoorden zoeken
9 Maak een afspraak met de persoon die je eerder om
een interview hebt gevraagd. Stel de vragen die je
bedacht hebt.
10 Bestudeer het informatiemateriaal dat je verzameld
hebt. Controleer de antwoorden die je bij het interview
gekregen hebt, en vul ze aan.
11 Ga na of je antwoorden op al je vragen hebt. Zo ja, dan
kun je die antwoorden nu gaan uitwerken. Zo nee, zoek
dan aanvullende informatie.
Antwoorden uitwerken
12 Je moet de antwoorden die je verzameld hebt,
presenteren. Dat kan schriftelijk (werkstuk, poster) of
mondeling (in een spreekbeurt). Je docent zal je
DEEL 1 OVER NOVA
6
vertellen hoe jij dat moet doen, en aan welke eisen je
presentatie moet voldoen. Noteer die eisen en houd er
rekening mee.
13 Werk een presentatie uit die bestaat uit 4 à 6
'hoofdstukjes'. In elk 'hoofdstukje' verwerk je
antwoorden op een aantal bij elkaar horende vragen. Je
maakt bijvoorbeeld één hoofdstukje met alle informatie
over de opleiding.
14 Bedenk een inleiding. Daarin vertel je welk beroep je
gekozen hebt, en waarom. Leg duidelijk uit wat jou in
het beroep aantrok, en wat je er nog meer over te weten
wilde komen.
15 Bedenk een slot. Daarin vertel je wat je van deze
opdracht hebt geleerd, en wat je er (nu al) aan hebt
gehad of (in de toekomst) nog kunt hebben.
Presenteren
16 Lever je werkstuk in, of houd de spreekbeurt.
1.1.6 Milieu-educatie in leerjaar 3
In deel 3 vmbo komt (de zorg voor) het milieu vaak als een
apart onderwerp aan de orde. U heeft dus verschillende
aanknopingspunten om het milieu tot onderwerp van
gesprek te maken. De methode geeft u dus de mogelijk-
heid om expliciet op milieu-onderwerpen in te gaan. Of u
dat doet en zo ja, hoe u dat doet, wordt aan u zelf over-
gelaten. De methode probeert u op dit punt niet in een
bepaalde richting te sturen.
Het is natuurlijk altijd mogelijk om een milieu-onderwerp,
dat in het boek aan de orde komt, in uw lessen verder uit
te diepen. U zou daarbij gebruik kunnen maken van aan-
vullend lesmateriaal dat specifiek over dat ene onderwerp
gaat. Er zijn allerlei instanties en organisaties die dergelijk
materiaal ter beschikking stellen, vaak gratis of tegen lage
prijzen.
Een ander geschikt hulpmiddel is de krant. Een kranten-
artikel kan een uitstekend middel zijn om een milieu-
onderwerp in een actuele context te plaatsen. Geschikte
krantenartikelen vindt u niet alleen in de landelijke dag-
bladen, maar ook in regionale en plaatselijke kranten.
Artikelen uit regionale of plaatselijke kranten hebben als
bijkomend voordeel, dat ze vaak over onderwerpen gaan
die de leerling uit hun eigen leefomgeving kennen. Ook
een goede bron voor krantenartikelen (met opdrachten
erbij!) is het tijdschrift Chemie Aktueel.
Wanneer u veel aandacht aan milieu-onderwerpen wilt
besteden, is het goed om ook eens met de docenten
aardrijkskunde en biologie te overleggen. Op die manier
kunt u voorkomen, dat sommige onderwerpen `dubbel' of
'driedubbel' behandeld worden.
1.1.7 Het schoolexamen in leerjaar 3
Door de invoering van het vmbo zal het schoolexamen (de
nieuwe naam voor het schoolonderzoek) behoorlijk
veranderen. Voor de gemengde en theoretische
leerwegen zijn er nieuwe onderdelen zoals praktische
opdrachten, een handelingsdeel en een sectorwerkstuk. Er
zijn (min of meer) nieuwe doelen zoals 'ontwerpen' en
'onderzoek doen'. Ook mag u al in leerjaar 3 beginnen met
het afnemen van het schoolexamen.
7
1.2 Practicum
In de onderstaande tabellen treft u een overzicht aan van
de in totaal 35 practica in Nova NaSk 2 3 vmbo. Dit
overzicht is bedoeld om u als docent in een oogopslag een
globaal beeld te geven van de belangrijkste instrumenten
en begrippen die in practicum-situaties aan bod komen.
Voor meer gedetailleerde informatie verwijzen we u naar
de werkboek. Daarin staat bij elke proef vermeld welke
apparaten en materialen voor de proef nodig zijn
.
Hoofdstuk 1
proef titel apparatuur/instrumenten begrippen/regels Opmerkingen
1 Materialen bij
scheikunde
O.a. bekerglas, erlenmeyer,
trechter, reageerbuisknijper
Materialen in gebruik
bij practicum
Naar eigen behoefte uit
te voeren
2 Practicumregels Regels waar de
leerlingen zich aan
moeten houden
Veiligheid staat voor
alles, dus heel
belangrijk
3 De brander Brander, reageerbuis,
reageerbuisknijper, water
Gebruik leren hoe om
te gaan met de brander
Overslaan als ze dit al
uitvoerig in klas 2
gehad hebben
4 Snelheid van
moleculen
Bekerglazen 150 mL, warm
en koud water, inkt
Deeltjesmodel,
moleculen
5 Herkennen
stoffen
9 reageerbuizen met 9
verschillende stoffen
Stofeigenschappen Zie werkboek voor de 9
stoffen
6 Een stoldiagram Reageerbuis met
palmitinezuur, brander,
driepoot met gaasje,
thermometer
Mengsel, smelttraject,
zuiver stof, smeltpunt
7 Oplossing en
suspensie
Reageerbuizen, gedestilleerd
water, keukenzout,
kopersulfaat, krijtpoeder
Oplosbaarheid
8 Oplosmiddelen Gedestilleerd water, alcohol,
keukenzout, jodium,
reageerbuizen
Verschillende
oplosmiddelen
9 Scheikundige
reactie
Reageerbuizen, gedestilleerd
water, kopersulfaat, soda
Chemische reactie
DEEL 1 OVER NOVA
8
Hoofdstuk 2
proef titel Apparatuur/Instrumenten begrippen/regels Opmerkingen
1 De vorming van
kalkzeep
Reageerbuizen en rekje;
druppelpipet, hard water,
groene zeepoplossing,
synthetische zeepoplossing
Hard water, vorming
kalkzeep
2 Kalkaanslag
verwijderen
Reageerbuizen en rekje,
druppelpipet, azijn, zoutzuur,
kalkaanslag
Hard water,
kalkaanslag
Product
vergelijkingsonderzoek
3 Een zuur of
base aantonen
Reageerbuizen en rekje,
maatcilinder, lakmoespapier,
pH-papier, glasstaaf
Zure en basische
oplossingen, pH
Een zuur of base
aantonen: zie
werkboek voor de lijst
4 Het gevaar bij
mengen
Reageerbuizen en rekje,
druppelpipet, glorix, wc-eend
Vorming gevaarlijk gas
bij mengen
5 Shampoo
maken
Bekerglas (100 mL),
maatcilinder
(100 mL), roerstaafje,
detergent, keukenzout, kleur-
en geurstof
Mengsel, zeep,
kleurstof, geurstof
Let op toevoeging van
de hoeveelheid zout.
Te veel zout doet de
proef mislukken.
Hoofdstuk 3
proef titel apparatuur/instrumenten begrippen/regels Opmerkingen
1 Filtreren Trechter, filtreerpapier,
bekerglas, reageerbuizen en
rekje, slootwater, kopersulfaat
Mengsel, suspensies,
filtreren en bezinken,
filtraat, residu
Rioolwater: zelf maken
door grond en water te
mengen
2 Indampen Reageerbuizen en rekje,
indampschaaltje van
porselein, brander, driepoot en
gaasje, keukenzoutoplossing,
hard water
Oplossing, indampen,
residu
3 Destilleren Statiefmateriaal, erlenmeyer,
bekerglas, doorboorde stop
met glazen buisje, koelbuis
met slangen, brander, driepoot
met gaasje
Mengsel, destillatie,
destillaat, residu,
faseovergang
4 Extraheren Reageerbuizen en rekje,
trechter en filtreerpapier,
porseleinen indampschaaltje,
brander, driepoot en gaasje,
mengsel zand en zout
Mengsel,
oplosbaarheid, filtreren
5 Adsorberen Reageerbuizen en rekje,
trechter en filtreerpapier,
actieve kool en rode wijn
Mengsel, adsorptie,
ontkleuren oplossing
9
Hoofdstuk 4
proef titel apparatuur/instrumenten begrippen/regels Opmerkingen
1 Verhitten van
brood
Reageerbuis + knijper,
brander, brood
Chemische reactie,
reactieverschijnselen,
ontleding, organische
stoffen
2 Verhitten en
verbranden van
hout
Reageerbuis + knijper,
brander, hout
Chemische reactie,
reactieverschijnselen,
ontleding, verbranding,
organische stoffen
3 Elektrolyse van
water
Toestel van Hofmann,
stroombron, aangezuurd
water, reageerbuis, brander,
houtspaander
Chemische reactie,
elektrolyse, ontleding,
aantonen zuurstof en
waterstof
DEMO
4 Fotolyse Reageerbuizen en rekje,
zilvernitraatoplossing,
natriumchlorideoplossing,
trechter en filtreerpapier, wit
tegeltje, magnesium,
kroezentang, brander
Chemische reactie,
fotolyse, ontleding
5 Waterstofperoxi
de
Reageerbuis + rekje, glazen
staaf bedekt met
bruinsteenpoeder, brander,
lange houtspaander
Chemische reactie,
reactieverschijnselen,
ontleding, ontleedbare
stof
Eventueel rol H2O2-en
aantonen zuurstof
toelichten.
6 Formules Molecuul-bouwdoos Deeltjesmodel,
molecuultekeningen,
molecuulformules,
coëfficiënten
7 Kloppend
maken reacties
Molecuul-bouwdoos Deeltjesmodel,
molecuultekeningen,
molecuulformules,
coëfficiënten,
reactievergelijking
(kloppend maken)
8 Elektrolyse van
keukenzoutoplo
ssing (DEMO)
Stroombron, snoertjes,
koolstofelektroden, bekerglas,
keukenzoutoplossing,
piepschuim,
kaliumjodidepapiertje
Elektrolyse, chloor,
membraan
demoproef
DEEL 1 OVER NOVA
10
Hoofdstuk 5
proef titel apparatuur/instrumenten begrippen/regels Opmerkingen
1 Ontbrandingste
mperatuur van
papier
Stevig papier, driepoot,
gaasje, brander, water
Ontbrandings-
temperatuur
2 Verbranden van
magnesium
Reageerbuis + knijper,
kroezentang, tegeltje, brander
Verbrandingsreactie
(rol van zuurstof bij
verbrandingen), oxiden
3 Blussen van
benzinebrand
Bekerglas, grote glazen bak
met deksel, watten, kroezen-
tang
Verbrandingsreacties,
voorwaarden voor
verbranding, goede
blusmethode kiezen
Demo-proef
4 Blussen van
brandend vet
(DEMO)
Brander, driepoot met gaasje,
porseleinen schaaltje met
kaarsvet, injectiespuit met
beetje water, afdekplaatje
Verbrandingsreacties,
voorwaarden voor
verbranding, goede
blusmethode kiezen
Demo-proef
5 Verbranding
aardgas en het
aantonen van de
reactieproducten
Brander, bekerglas,
erlenmeyer met stop
Aardgas, verbranding
van aardgas,
verbrandingsproducten
aardgas, reactie-
vergelijking
6 Aantonen van
zwaveldioxide
Reageerbuizen Zwaveldioxide, zure
regen
Gebruik een verdunde
H2SO4-opl.
11
Hoofdstuk 6
proef titel apparatuur/instrumenten Begrippen/regels Opmerkingen
1 Dichtheid
metalen
Rechthoekige blokjes
aluminium, koper en ijzer,
liniaal, bovenweger, maat-
cilinder
Dichtheid U kunt deze proef
overslaan als ze dit al
in klas 2 uitgevoerd
hebben
2 Aantasting van
metalen
Reageerbuizen en rekje,
calcium, magnesium, water,
azijn, brander, schuurpapier
Edelheid van metalen
3 Koper
terugwinnen
Bekerglas, gelijkspannings-
bron, grafietelektroden,
elektriciteitsdraden
Recycling metalen,
elementbehoud,
kringloopschema
Eerste deel van de
proef (voorbereiden) is
een DEMO!
4 Brandstoffen Brander, driepoot met gaasje,
porseleinen schaaltjes,
druppelflesjes met benzine en
diesel
Aardolieproducten,
verbrandingsreactie,
onvolledige verbran-
ding, voorwaarden
voor brandblussen
5 Verschillende
aardolie-
producten
Balans (bovenweger),
maatcilinder (50 mL),
porseleinen kroesje, driepoot
en gaasje, druppelflesjes met
benzine en diesel
Aardoliefracties
6 Koffiebeker Koffiebekertje Macromoleculen,
structuur kunststoffen
7 Verschillen in
eigenschappen
Stukjes kunststof, spijker,
batterij lampjes en draden
Eigenschappen en
toepassingen van
kunststoffen
Groepje leerlingen
werkt samen. Laat ze
bij voorkeur PVC, PS,
PE, PP of PET
gebruiken.
8 Kunststofsoorte
n van elkaar
scheiden
Stukjes kunststof, bekerglas,
roerstaaf
Verschil in dichtheid
tussen kunststoffen
Gebruik bij voorkeur
(i.v.m. de dichtheid)
PP, HDPE, PS, en
PET
DEEL 1 OVER NOVA
12
1.3 Open onderzoek
1.3.1 De leerlingonderzoeken in Nova NaSk 2
3 vmbo-gt
Elk hoofdstuk van het handboek wordt afgesloten met een
viertal ideeën voor onderzoek. Uitvoerige informatie over
de didactiek en organisatie van open onderzoek vindt u in
de docentenhandleiding bij Nova deel 1-2 vmbo-kgt (zie
deel 1, Over Nova, 1.4 Open onderzoek, bladzijde 8). De
onderzoeksopdrachten sluiten nauw aan bij de 'onder-
zoeksdoelen' in de nieuwe vmbo-examenprogramma's
(eindterm 10 van de exameneenheid NASK2/K/3). In de
tabellen vindt u informatie over apparatuur en materialen
die bij de onderzoeksopdrachten in Nova NaSk 2
3 vmbo-gt gebruikt kunnen worden. Het is aan te raden om
elk onderzoek van tevoren globaal voor te bereiden, en de
benodigde spullen klaar te zetten.
titels hoofdstuk 1 materiaal/apparatuur opmerkingen
Frituurvet Frituurvet, reageerbuis of
klein bekerglas, thermometer
tot 250 °C brander, driepoot
en gaasje)
Bestrijding van
gladheid
IJs-zout-mengsel in een bad,
reageerbuizen, oplossingen
van 2M NaCl en 2M CaCl2.
Met een ijs-zout-mengsel als koudmakend mengsel is een
temp. van –16°C te bereiken. Zet in het bad reageerbuizen
met beide oplossingen. Kijk goed bij welke temp. ijsvorming
optreedt. Het lijkt net ‘sneeuw’ die in de reageerbuizen
ontstaat. CaCl2 doet het beter: 2M NaCl bij – 7°C; 2M CaCl2
bij –10°C.
Babyluiers Luier (superslurper),
bekerglas, bovenweger
Leerlingen moeten met het idee komen om de kristallen uit
de luiers te halen en dan per gram bepalen hoeveel gram
water er maximaal opgenomen kan worden.
IJsproeven Roomijs, bekerglas groot en
klein, thermometer, brander
(verwarmingselement)
Het smelttraject van roomijs zal ongeveer tussen -5 en + 5°C
liggen. Verwarm au-bain-marie. Laat de leerlingen ook een
kwaliteitsbeoordelingstabel invullen: temperatuur,
smaakbeleving, omschrijving roomijs.
13
titels hoofdstuk 2 materiaal/apparatuur Opmerkingen
Waterzuivering Zand, aquariumgrind, lange
glazen staaf, watten
Zure wijn Wijn, reageerbuis,
bekerglaasje,
petrischaalschaal, waterbad,
pH-meter (universeel
indicatorpapier)
Het gaat om de reactie van alcohol met zuurstof waarbij
azijnzuur ontstaat. Bij een groter contactoppervlak met de
lucht zal het verzuren sneller gaan. Ook een hogere
temperatuur versnelt het proces. De temperatuur mag
echter niet te hoog worden want dan werken de bacteriën
die voor de omzetting van de alcohol zorgen niet meer.
Donker en zoet Thee, honing, bekerglazen,
zoutzuur, pH-meter
(universeel indicatorpapier)
Bij verschillende pH’s kan de leerling bekijken of na
toevoeging van honing aan warme thee de kleur verandert.
Het beste is om de honing vooraf 1 : 1 met warm water te
mengen om het afmeten te verbeteren. Ook zal apart met
alleen warme thee en met alleen de verdunde honing
nagegaan dienen te worden of dan ook niet een
kleurverandering optreedt.
Kampeerzeep Kampeerzeep, andere
reinigingsmiddelen
Belangrijk is dat er steeds correct vergeleken wordt met de
andere middelen. Waarschijnlijk zal de leerling een
vergelijkend warenonderzoek opzetten. Daarbij moeten
zeker de oplosbaarheid van vet, de verwijdering van
vlekken, de schuimvorming, de pH, de geur en de prijs aan
bod komen.
titels hoofdstuk 3 materiaal/apparatuur Opmerkingen
Chips Diverse merken chips, water,
trechter met filter,
indampschaaltjes, brander
met driepoot en gaasje
De moeilijkheid is om het zout uit de chips te halen. En
natuurlijk blijft de vraag of er ook andere stoffen ook
oplossen. De leerling maakt hierbij gebruik van de
extractiemethode. U kunt ook laten vergelijken met wat er
op de verpakking vermeld staat.
Ei van de
bouwvakker
Mengsel van zout, zand,
ijzervijlsel en zaagsel,
magneet, water, trechter met
filter, indampschaaltje,
brander met driepoot en
gaasje
Ook hierbij maakt de leerling gebruik van extractie. Het is
alleen niet mogelijk om het mengsel in één stap te
scheiden. Extractie van ijzer met een magneet, het boven
drijven van zaagsel, het filtreren om zout en zand te
scheiden.
Liefdesbriefje Kleurstofstift, loopvloeistof,
filtreerpapier, bekerglazen
De leerling maakt gebruik van papierchromatografie.
Waarschijnlijk zal zonder de nodige hulp deze opdracht
voor een leerling niet uit te voeren zijn.
DEEL 1 OVER NOVA
14
titels hoofdstuk 4 materiaal/apparatuur Opmerkingen
Appels Appels, schaaltjes,
citroenzuur, water
Het bruin worden van een appel is een gevolg van de
inwerking van zuurstof. Eerst kan nagegaan worden hoe
lang het duurt voordat het vruchtvlees bruin wordt. De beste
manier om de appel te conserveren is om te voorkomen dat
er zuurstof bijkomt. Daarbij kan ook gedacht worden aan
het gebruik van conserveermiddel, zoals citroenzuur.
Frisdrank en
koolzuur
Brander, driepoot en gaasje,
bovenweger (balans),
2 erlenmeyers, doorboorde
stoppen, gasuitleidbuisje,
(bolbuisje met CO2-
absorbens)
Een manier zou kunnen zijn om een beetje limonade `uit te
koken' om alle CO2 uit de limonade te halen. Het CO2 kan
door kalkwater geleid worden. Uit massa metingen is dan te
bepalen welke frisdrank het meeste CO2 bevat.
Ook zou een CO2-absorbens (NaOH) gebruikt kunnen
worden.
Silicagel Bekerglas, bovenweger Gedacht kan worden aan de bepaling van het aantal gram
water dat in een bepaalde tijd door een gram silicagel
opgenomen kan worden.
Organische stof Statiefmateriaal, brander,
reageerbuis, rubberen stop
met opening,
gasuitleidbuisjes, koude val,
gaswasflessen, lucifers
Met de opstelling uit het handboek (afb. 2 of 3) is de
brandbaarheid van de witte rook na te gaan door deze aan
te steken. (In plaats van een brede reageerbuis is een
gaswasfles ook geschikt.)
De aanwezigheid van CO2 in de witte rook is te bepalen
door de rook door een met kalkwater gevulde gaswasfles te
leiden
15
titels hoofdstuk 5 materiaal/apparatuur opmerkingen
Theelichtjes Theelichtjes, thermometer,
bovenweger
Heel belangrijk is dat de leerling doorheeft dat slechts één
factor gewijzigd mag worden om te kunnen vergelijken. Het
zal wel neerkomen op het verwarmen van een hoeveelheid
water waarbij gekeken wordt in hoeveel tijd een bepaalde
tijd een bepaalde hoeveelheid water 10 °C in temperatuur
gestegen is. Vooraf en achteraf de massa van de
theelichtjes bepalen.
Moerasgas Plantenmateriaal en modder
uit sloot, afsluitbare fles
Het vrijkomende methaangas moet elders opgevangen
worden. Leerlingen moeten eerst een ontwerp maken van
de te gebruiken opstelling. Het duurt enige tijd voordat het
rottingsproces op gang komt. De voortgang van het
rottingsproces moet regelmatig gecontroleerd worden.
Explosiemotor Plexiglazen buis (400 cm3),
rubber stopjes, kraaltjes,
benzine, brander
Zorg ervoor dat de buis droog is. Sluit aan één kant de buis
met de stop luchtdicht af. Breng een aantal kraaltjes in de
buis. Laat 1 druppel wasbenzine in de buis vallen. Sluit het
andere uiteinde ook af met een stopje. Draai de buis een
keer of tien om (kraaltjes vallen van de ene naar de andere
kant van de buis) om de benzinedamp goed te mengen met
de lucht. Klem de buis horizontaal in een statief en steek de
brander aan (blauwe vlam!). Haal een van de stopjes weg
en houd de vlam bij het open uiteinde. Als er niets te horen
(zien) valt, herhaal de proef dan met meer druppels
benzine. De buis kunt u schoonmaken door lucht door de
open buis te blazen. De explosiegrenzen zullen
waarschijnlijk liggen tussen 2 en 5 druppels, afhankelijk van
de druppelgrootte. U ziet dan een vlam door de buis
schieten en zal een plof/knal te horen zijn.
Zure regen Brandstof, rodekoolsap,
gaswasfles, bolbuis,
gasdoorleidbuisjes, brander,
waterstraalpomp
De leerling moet een opstelling maken waarbij de
verbrandingsproducten geleid worden door de rodekoolsap.
Een wasfles kan daarvoor uitstekend gebruikt worden. In
een bolbuis kan een vaste brandstof verbrand worden, een
vloeistof kan via een flesje met lont verbrand worden. Een
mogelijke aan te leveren brandstof is koolstof vermengd
met zwavel. Wel heel goed mengen dat de zwavel niet
zichtbaar is. Altijd zelf eerst uitproberen. U kunt natuurlijk
ook een brandstof aanleveren die geen zwavel bevat!
DEEL 1 OVER NOVA
16
titels hoofdstuk 6 materiaal/apparatuur Opmerkingen
Aluminium Al-folie, balans
reageerbuizen, lamp (200
W), thermometer, gewichtjes
(krachtmeter), batterij,
snoertjes, lampje
Dichtheid: Meet van een stukje aluminium het oppervlak en
de dikte op en bepaald daaruit het volume. Bepaal de
massa en bereken de dichtheid. Dit moet in de orde van
grootte van de dichtheid van Al uitkomen, namelijk 2,7
g/cm3.
Reflectie: Vul wee reageerbuizen met water. Omwikkel één
reageerbuis met Al-folie. Laat een sterke lamp op de
reageerbuizen schijnen (bijvoorbeeld een lamp van 200 W
op 20 cm afstand). In de onbeschermde reageerbuis zal de
temperatuur sneller stijgen.
Sterkte: Hang gewichtjes aan een smalle strook Al-folie, of
trek eraan met een krachtmeter totdat het strookje breekt.
Geleiding: Maak met een batterij, Al-folie, snoertjes en
lampje een gesloten kring. Lampje gaat dan branden.
Betonrot Staalwol, erlenmeyers of
reageerbuizen, CaCl2
Gebruik als ijzer vetvrij gemaakt staalwol. Duidelijk moet
zijn dat slechts één factor, wel of geen calciumchloride,
anders is. Staalwol in een afgesloten erlenmeyer of
reageerbuis, half in water en half in lucht, gedurende
langere tijd bewaren. Bij een is calciumchloride toegevoegd.
Regelmatig controleren of er iets te zien is. Versnelt
calciumchloride de reactie, dan zal in dezelfde tijd meer
roestvorming te zien zijn.
Energie bij
verbranding
Wasbenzine, alcohol, flesjes
met lont, balans,
thermometer
Gebruik wasbenzine en alcohol in flesjes met een lont.
Massa vooraf en achteraf bepalen. Met deze branders een
hoeveelheid water bijvoorbeeld 10 °C in temperatuur laten
stijgen. Benzine levert meer energie dan alcohol (Binas
tabel 28B).
Teflon Teflontape, gewichtjes
(krachtmeter), brander,
agressieve stoffen (zoutzuur,
organische oplosmiddelen)
Teflontape kan tot vele malen de eigen lengte uitgetrokken
worden zonder deformatie. De dikte kan m.b.v. de dichtheid
bepaald worden: neem een stuk tape met een lengte van
1m, breedte is 1,3 cm. De massa van zo'n stuk tape is 0,33
g. Hieruit kan berekend worden dat de dikte ongeveer 25
µm is. Het is zeer goed bestand tegen allerlei agressieve
vloeistoffen. Het gaat niet branden, het verkoolt alleen. Test
de brandbaarheid in de zuurkast. De resultaten van dit
onderzoek kunnen op een poster verwerkt worden.
1.3.2 Onderzoeksresultaten uitwerken
Bij een onderzoek hoort een verslag. Achter in het
handboek, vaardigheid 9 en 10, is de opzet voor het
maken van een verslag gegeven. Maar de resultaten van
sommige onderzoeken (en thuisopdrachten, zie werkboek)
kunnen ook gepresenteerd worden in de vorm van een
poster. De richtlijnen voor het maken van een poster zijn
opgenomen als vaardigheid 11 achterin het handboek.
1.4 Het ePack voor de leerling
De derde druk van Nova is een zogenaamde eMethode.
Dat wil zeggen dat u als docent uitgebreide mogelijkheden
krijgt om met behulp van ICT uw leerlingen op strikt
individuele basis te sturen, als u dat wilt. Via de
adviestoets bij dit zogenaamde concept 2.0 geeft de
software de leerling advies over te volgen leerroute op
basis van diens individuele scores.
Met concept 2.0 is er voor gekozen bepaalde stof, die zich
beter leent om elektronisch aan te bieden, vooral te
benaderen via de pc. De DiAcs zijn daar bij Nova een
voorbeeld van.
17
Met het digitale lesmateriaal kunnen uw leerlingen op een
andere manier aan de leerdoelen werken dan met de
Nova-boeken.
Elk hoofdstuk in het handboek wordt afgesloten met een
paragraaf Achter je pc. Deze pagina laat de leerlingen zien
hoe het aanbod in het ePack eruitziet. Dat maakt het
gemakkelijker – en stimuleert ook – om uit dat aanbod een
keus te maken. Het is aan u om te bepalen welke
onderdelen de leerlingen in elk geval gaan doorwerken.
De volgende applicaties zijn toegankelijk via het leerling
ePack:
1 Computerlessen
Circa 50% van de leerdoelen in de Nova-boeken wordt
digitaal aangeboden in de vorm van computerlessen. Bij
de meeste, maar niet alle, basisstof-paragrafen wordt een
computerles aangeboden.
De computerlessen bestaan uit presentaties en
interactieve oefenstof. De leerlingen bekijken video-
opnames en animaties en maken daar opdrachten over.
Zo kunnen ze grote delen van de leerstof zelfstandig
doorwerken, op school of thuis. De computerlessen
kunnen – als extra ondersteuning – ook helpen bij het
begrijpen van de stof.
De computerlessen worden ook ingezet in de remediale
route na de digitale Adviestoets.
2 Instaptoetsen
Bij elk hoofdstuk is een instaptoets beschikbaar. Daarin
staan de leerstofvragen van het hoofdstuk. Met de
instaptoets kunnen de leerlingen nagaan wat ze al van het
onderwerp van het hoofdstuk afweten.
3 Adviestoetsen (Test Jezelf)
De eerste 16 of 20 vragen van de Test Jezelf-toets kunnen
op de computer gemaakt worden. Deze Adviestoets wordt
meteen nagekeken. Op basis van de score krijgt de
leerling na de adviestoets een suggestie voor de hierna te
volgen leerroute: remediaal (computerlessen), extra (Extra
basisstof uit het boek) of plus (Plus-stof uit het boek of in
de vorm van een pdf). Het ePack levert zo een belangrijke
bijdrage aan onderwijs op maat.
In leerjaar 1-2 wordt de gehele basisstof getoetst door
middel van 1 Adviestoets. De leerling krijgt 1 totaalscore
over de gehele Adviestoets, en krijgt daarna automatisch
1 van 3 mogelijke vervolgroutes toegewezen: Extra, Plus
of Remediaal.
Vanaf leerjaar 3 wordt de gehele basisstof getoetst door
middel van meerdere Advies-deeltoetsen. Elke deeltoets
toetst de kennis van 1 basisstof-paragraaf. De leerling
krijgt een score per deeltoets. De leerling krijgt daarna
automatisch per paragraaf een vervolg-leereenheid toe-
gewezen: remediaal of plus. Het Extra-materiaal is voor
elke leerling beschikbaar.
4 Kennisspel
In het kennisspel kan de leerling op een speelse manier
testen in hoeverre hij de leerstof ‘in het hoofd heeft zitten’.
De doelstelling is beperkt. Het gaat erom dat de leerlingen
op een andere, leuke manier met de leerstof bezig zijn.
Het Kennisspel is te vinden onder Bestanden voor de
leerling.
5 Digitale Activiteiten (DiAcs)
Bij sommige hoofdstukken zijn digitale activiteiten
opgenomen. Indien dat het geval is, staat dat vermeld op
de pagina Achter je pc. Het betreft interactieve animaties
die meer ingewikkelde natuurwetenschappelijke concepten
op een toegankelijker wijze uitleggen dan in een boek
mogelijk is.
6 Begrippenlijst
Van de belangrijkste begrippen worden de definities
gegeven. De begrippen zijn ook aan hoofdstukken
gekoppeld.
7 Naslag
Nova biedt onder Naslag pdf’s van alle Vaardigheden aan.
8 Studiehulp
Nova biedt onder Studiehulp aan:
– Taalhulp
– Rekenhulp
– Werkwijzer
1.5 Het ePack voor de docent
De ePack-licentie geeft u toegang tot de eindtoetsen, de
docentenhandleiding en de Presentator-bestanden. Ook is
al het digitale leerlingenmateriaal in het ePack opgeno-
men, en de bestanden die voor de proeven met IP-Coach
nodig zijn.
Daarnaast bevat de docentenlicentie een leerlingmanage-
mentsysteem en mogelijkheden tot het arrangeren van
leerroutes.
1 Eindtoetsen
De eindtoetsen worden aangeboden in drie verschillende
vormen: als pdf-bestand (voor Acrobat Reader), als doc-
bestand (voor Word) en als digitale toets:
– Het pdf-bestand kan meteen afgedrukt worden printers.
U gebruikt het als u de toets wilt afnemen die de
auteurs van Nova hebben geschreven.
– Het Word-bestand is handig als u een toets wilt
veranderen, bijvoorbeeld om een alternatieve versie te
maken voor een parallelklas.
– De digitale toets gebruikt u als u de toets digitaal wilt
afnemen. Een duidelijk pluspunt is dat de gemaakte
toets meteen door de computer wordt nagekeken. Dit
kan u veel correctiewerk uit handen nemen. Ook kunt u
eenvoudig zelf digitale toetsen maken. Niet alleen
DEEL 1 OVER NOVA
18
meerkeuzevragen, maar ook open vragen en
matchingvragen behoren tot de mogelijkheden.
2 Presentator
Met Presentator kunnen de folio-uitgaven digitaal worden
weergegeven met een beamer of via een digitaal school-
bord.
De Presentator-bestanden van de hand- en werkboeken
zijn verrijkt met inzoombeelden.
Vanaf schooljaar 2011-2012 worden onderdelen uit de
computerlessen toegevoegd (animaties, video’s).
3 Leerlingmanagementsysteem
Een belangrijke functionaliteit van concept 2.0 voor u als
docent is dat u – desgewenst – van iedere leerling
afzonderlijk de werkhouding en resultaten op afstand kunt
volgen. Op relatief eenvoudige wijze kunt u zien hoe lang
iedere leerling bezig is geweest met bijvoorbeeld de
computerlessen, hoe vaak hij heeft ‘gespiekt’ (de computer
toont hierbij de goede antwoorden bij het doorlopen van de
computerlessen of instaptoetsen) en wat de score is van
die leerling op bijvoorbeeld de adviestoets.
Daarnaast kunt u de resultaten van iedere afzonderlijke
leerling vergelijken met het gemiddelde van de klas waar
deze leerling in zit, en met andere klassen die dezelfde
stof behandelen of hebben behandeld.
Niet eerder was er een programma beschikbaar dat u zo
eenvoudig volledige controle geeft over uw klas, zelfs
wanneer uw leerlingen achter de pc – misschien wel thuis!
– aan het werk zijn of waren!
4 Coördinatiepunt voor arrangeren van leerroutes
Malmberg biedt de gebruikers uitgekiende leerroutes aan,
waarmee de kerndoelen kunnen worden behaald. Maar
docenten krijgen ook de mogelijkheid om eigen leerroutes
aan te maken. Dit zijn kopieën van bestaande leerroutes,
die vervolgens kunnen worden aangepast op de volgende
manieren.
– Docenten kunnen binnen een leerroute leereenheden
van plaats wisselen of vervangen door leereenheden uit
andere leerroutes.
– Docenten hebben de mogelijkheid om bestaande
leereenheden aan te passen en vervolgens in te zetten.
– Docenten kunnen in zowel de basisroute als de
vervolgroute eigen materiaal inzetten.
1.7 Planning
In deze paragraaf geven we niet gedetailleerd aan hoeveel
tijd u moet uittrekken voor elk onderdeel van het boek. Dat
is ook niet nodig. Het is aan u om te bepalen welke
accenten u legt bij de behandeling van de leerstof, welke
proeven u door de leerlingen laat uitvoeren, enzovoort.
Daarom geven we hier niet meer dan een globale
tijdsplanning. We zijn ervan uitgegaan dat u in het derde
leerjaar 2 lessen per week geeft, wat over het hele
schooljaar gerekend neerkomt op circa 70 lessen. Dit
aantal lessen is voldoende om het hele boek te
behandelen.
Hoofdstuk 1 11 lessen
Hoofdstuk 2 11 lessen
Hoofdstuk 3 12 lessen
Hoofdstuk 4 12 lessen
Hoofdstuk 5 10 lessen
Hoofdstuk 6 12 lessen
Opgegeven is het aantal lessen dat nodig is voor het
behandelen van de leerstof (dus exclusief repetities).
1.8 Gebruiksaanwijzing
In deel 2 van deze handleiding wordt de indeling van het
handboek op de voet gevolgd. Eén voor één komen de
verschillende hoofdstukken van het handboek aan de
orde. Aan elk hoofdstuk worden steeds twee paragrafen
gewijd.
De eerste paragraaf verduidelijkt de didactische lijn die in
het hoofdstuk gevolgd wordt. Dit kan u helpen bepalen,
waarop u in uw lessen vooral de nadruk moet leggen.
De tweede paragraaf is bedoeld om u te helpen bij het
voorbereiden van uw lessen. Er worden suggesties in
gedaan wat u in bepaalde lessen zou kunnen doen, er
worden praktische tips gegeven en geschikte demon-
stratieproeven beschreven.
We geven in deel 2 niet aan hoe de leerstof les-voor-les
behandeld zou kunnen worden. Dat is met deze methode,
die de docent veel keuzemogelijkheden laat, ook niet goed
mogelijk. Wel hebben we geprobeerd om suggesties en
tips te geven waar u bij uw lesvoorbereiding ook echt iets
aan hebt.
19
Deel 2 Hoofdstuk voor
hoofdstuk
2.1 Hoofdstuk 1 Scheikunde een wetenschap
2.1.1 Uitgangspunten
We beginnen het hoofdstuk met te vertellen wat
chemie/scheikunde inhoudt. Natuurlijk vertellen we daarbij
over stoffen. We vertellen u natuurlijk niets nieuws als we
zeggen dat zonder een goed inzicht in het stofbegrip
scheikundige onderwerpen voor de leerling niet te
begrijpen zijn. In deel 1-2 VM hebben de leerlingen al
kennisgemaakt met stoffen en stofeigenschappen. Deze
onderwerpen komen in dit hoofdstuk nogmaals aan de
orde, hetzij met een verbreding en verdieping. Dit past in
de concentrische opzet van de methode. Het geeft u de
mogelijkheid om delen van de tweede klas stof te herhalen
en uit te breiden, eventueel ondersteund met andere
(demo)proeven dan die in de tweede klas zijn gedaan.
Maar we vertalen het al snel naar de scheikunde toe.
Chemische reacties, chemie in het dagelijks leven
passeren daarbij de revue.
Een didactisch uitgangspunt van de methode Nova is dat
modellen hulpmiddelen zijn om de werkelijkheid beter te
begrijpen; ze vormen niet een doel op zich. Echter, delen
van Domein H laten zich alleen goed uitwerken met het
deeltjesmodel. We hebben ervoor gekozen om het
deeltjesmodel al in een vroeg stadium (paragraaf 3 en 4)
en gedoceerd te introduceren. Leerlingen gaan in dit
hoofdstuk heel concreet aan het werk met stoffen. Ze leren
wat zuivere stoffen en mengsels zijn, welke soorten
mengsels er zijn en gaan daar praktisch mee aan de slag.
Daaropvolgend komt het deeltjesmodel in een twee
separate paragrafen aan de orde. In deze paragrafen
komen alleen de kerndoelen 19 a (gedeeltelijk) en d
komen aan de orde. Deze opzet (deeltjesmodel
implementeren bij die leerstofonderdelen waarbij het op
aansluit) lijkt ons beter dan een beschouwing achteraf,
bijvoorbeeld als afsluitend hoofdstuk. Dit is een reden
waarom het deeltjesmodel al in een vroeg stadium is
ingevoerd. En ook waarom het is uitgesmeerd (daar waar
relevant; atomen introduceren bij nieuwe kennismaking
met reacties) over de gehele breedte van de
scheikundeleerstof. Mocht u er overigens de voorkeur aan
geven om de behandeling van het deeltjesmodel uit te
stellen en in een later stadium aan de orde brengen, dan
kan dat. U hoeft alleen maar paragrafen 3 en 4 van dit
hoofdstuk en paragraaf 4 van hoofdstuk 4 `in elkaar te
schuiven'. De drie paragrafen bij elkaar omvat het hele
domein H.
In de Extra basisstof komt de winning in de natuur en de
productie van synthetische diamanten aan bod. Vooral het
maken van synthetische diamanten past prima bij dit
hoofdstuk: chemie in de praktijk van de wetenschap.
Beroepen
In elk beroep heb je wel met stoffen en materialen van
doen. Denk daarbij aan een loodgieter die met messing
kranen werkt en moet solderen, of een goudsmid die
prachtige sieraden maakt. Maar ook in een apotheek werkt
men met allerlei stoffen.
Zoek informatie over een beroep waarbij men met stoffen
en materialen werkt. De onderzoeksvragen luiden:
1 Wat voor werk moet je doen, als je dit beroep kiest?
2 Welke opleiding moet je ervoor volgen?
Vraag je leraar om een handleiding voor dit onderzoek.
In het algemeen biedt Chemie Aktueel veel aanknopings-
punten als het om beroepen gaat die op een of andere
wijze met scheikunde te maken hebben. Denk daarbij aan
het blussen van branden waarbij het werk van een
brandweerman naar voren komt of het controleren van
hooibroei om brand te voorkomen. Of het meewerken aan
de ontwikkeling van een nieuw zuiveringssysteem voor
afvalwater.
Bij de uitwerking van de kerndoelen is gekeken naar
exameneenheden NASK2/K/10 (`Basischemie voor ver-
volgopleiding en beroep') en NASK2/K/11 (`Bouw van de
materie') van het nieuwe vmbo-eindexamenprogramma.
In dit hoofdstuk komen de volgende kerndoelen uit domein
B en H aan de orde.
Kerndoel 6a
De leerlingen kunnen stoffen en materialen onderscheiden
en verband leggen tussen soorten materialen, hun eigen-
schappen en het gebruik in producten en constructies.
Kerndoel 6e
De leerlingen kunnen uitleggen dat veel materialen en
producten mengsels van stoffen zijn.
Kerndoel 19a
De leerlingen kunnen stoffen beschrijven in termen van
moleculen en atomen
(Opmerking: Atomen komen in dit hoofdstuk nog niet aan
de orde. Dit kerndoel (deeltjesmodel) is verder toegespitst
op zuivere stoffen versus mengsels en mengsels
scheiden.)
Kerndoel 19d
De leerlingen kunnen de fase waarin een stof kan
voorkomen beschrijven in termen van moleculen.
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
20
2.1.2 Per paragraaf
2.1.2.1 Stoffen
Lessuggesties
In deze korte inleidende paragraaf komen stoffen en
stofeigenschappen aan de orde. In de tweede klas hebben
leerlingen al het nodige geleerd over stoffen en stof-
eigenschappen. U kunt deze onderwerpen nog eens
herhalen, bijvoorbeeld via een leergesprek. U kunt in die
bespreking uitgaan van de eerdere kennis en ervaringen
van leerlingen, waarbij u de eigenschappen van enkele
bekende stoffen nog eens naar voren brengt. De gevaren
van de chemie komen in de vorm van gevarensymbolen
(pictogrammen) aan bod. Hierbij zijn zowel de huidige als
de nieuwe pictogrammen opgenomen. Wellicht dat dit
gebruikt kan worden in een thuisopdracht.
In de Plus wordt de link gelegd met chemie in het dagelijks
leven. Deze voorbeelden kunnen echter ook in de les aan
bod komen.
2.1.2.2 Scheikunde een natuurwetenschap
Lessuggesties
In deze paragraaf spreekt men over natuurwetenschappen
waarbij natuurkunde en scheikunde expliciet genoemd
worden. Bij scheikunde gaat men al snel over op het
begrip chemische reacties. Reactieschema’s worden al
geïntroduceerd.
Ook introduceert men de afkortingen voor de fase-
aanduidingen vast, vloeibaar en gasvormig.
Als intermezzo kunt u als voorbeeld de thermietreactie
demonstreren waarbij uit ijzeroxide en aluminium ijzer
geproduceerd wordt. Er komt tevens heel veel energie vrij.
Deze reactie gebruikte men vroeger in thermische lansen
om ijzeren platen mee door te snijden.
Demo 1 Thermietreactie
Doel: maken van ijzer met behulp van een chemische
reactie.
Meng aluminiumpoeder met ijzeroxide in de
massaverhouding 1 : 3.. Breng dit mengsel in een
bloempot die in een grotere bloempot staat. Breng op het
mengsel een laagje kaliumpermanganaat (20 gram) aan
en giet daarna glycerol (7 mL) op het mengsel. Glycerol
reageert met kaliumpermanganaat en de ontstane warmte
laat de reactie tussen aluminium en ijzeroxide starten. Het
gevormde ijzer komt onderuit de bloempot als vloeistof te
voorschijn. Voer deze proef buiten uit of anders in de
zuurkast.
Het is een vrij kostbare manier om ijzer te produceren!!
2.1.2.3 Het deeltjesmodel
Lessuggesties
Het is voor leerlingen lastig om ‘heen en weer te denken'
tussen waarneembare eigenschappen en de niet-
waarneembare deeltjes die aan die eigenschappen ten
grondslag liggen. Het zal daarom enige tijd duren voordat
leerlingen aan dit modeldenken gewend raken. Aan te
raden is dan ook om er veel over te praten, te tekenen en
te demonstreren. Het vergt van uw kant de nodige
voorbereidingen; houdt u daar rekening mee. Bij de
behandeling van het deeltjesmodel zult u als docent uw
eigen routine hebben en als dat goed werkt, moet u daar
vooral niet van afwijken. De suggesties hieronder kunt u
het beste opvatten als aanvullende ideeën.
U kunt uw les beginnen door iets over modellen te
vertellen. U kunt voorbeelden van modellen bespreken
(globe, planetarium, maquette, modelauto, model-
spoortrein of biologische modellen van het oog en oor).
Laat leerlingen ook voorbeelden noemen. Terwijl u de
diverse modellen bespreekt, kunt u met de leerlingen ook
de tekortkomingen bij elk model opnoemen. (Bij de
bespreking van modellen in het handboek hebben we als
voorbeeld de plattegrond aangehaald. Een plattegrond
heeft minder de pretentie – dan bijvoorbeeld een
doorsnede van het oog – om compleet te zijn tot in de
details. Het deeltjesmodel is ook bescheidener, net zoals
een plattegrond geen ‘foto' wil/kan zijn.)
U kunt nu verdergaan door aan te geven dat er meer dan
10 miljoen verschillende stoffen bestaan, en dat elke stof
zijn kenmerkende eigenschappen heeft. En om dat te
kunnen verklaren, is er voor stoffen ook een model
opgesteld: het deeltjesmodel. U zou kunnen zeggen dat dit
model beschrijft hoe een stof er ‘vanbinnen' uitziet.
Ongetwijfeld zullen leerlingen wel eens iets gehoord
hebben over moleculen. Ga daarover een leergesprek
aan. Tijdens dat gesprek kunnen diverse onjuiste
denkbeelden (preconcepten) naar boven komen (een
molecuul heeft dezelfde eigenschappen als de stof zelf;
een watermolecuul kookt bij 100 °C; een suikermolecuul
smaakt zoet e.d.).
Tot dit moment is het begrip ‘molecuul’ alleen nog maar
geponeerd. Er is nog niets verklaard. Het is een idee om
nu het bekende gedachte-experiment te bespreken met de
waterdruppeltjes. U kunt daarna demo 2 uitvoeren.
Daaropvolgend kunnen leerlingen zelf proef 4 uitvoeren.
Met deze proeven krijgt de ‘molecuultheorie' al enige
voeding en kunnen enkele foutieve preconcepten al uit de
wereld geholpen worden.
In deze paragraaf staat kerndoel 19 d centraal. Voordat u
met deze paragraaf begint kunt u nog eens de belang-
rijkste punten van het deeltjesmodel op een rijtje zetten.
Vervolgens kunt u het laatste uitgangspunt van het
deeltjesmodel bespreken en in samenhang daarmee de
fasen. Demo 3 (samenpersen) kunt u hiervoor als instap
gebruiken.
Demo 4 kunt u gebruiken om aan te tonen dat de
moleculen van een gas zich verspreiden over de
beschikbare ruimte. U kunt Daltons tekening (model-
voorstelling voor een gas) naar voren brengen en
bespreken. U kunt vragen wat is er goed en wat er niet
goed aan is. Daarbij kunt u terug refereren naar demo 4.
(Waarom kon je de parfum ruiken?)
Het deeltjesmodel is moeilijk en erg abstract voor menig
leerling. Daarom is hieronder een aantal stellingen (extra
21
vragen) opgenomen van het type `waar of niet waar' .
Deze stellingen, of een aantal daarvan, zou u aan de
leerlingen kunnen voorleggen. Laat ze ook formuleren
waarom een stelling juist is of niet. Dit kan nuttig zijn bij het
`inslijpen' van de chemische terminologie en leerlingen
worden uitgenodigd uit om het raamwerk van het
deeltjesmodel verder in te vullen. Bij de beantwoording
zullen zeker niet gangbare concepten geformuleerd
worden: speelt u daar op in.
Waar of niet waar?
1 Alle stoffen bestaan uit dezelfde soort moleculen.
2 Elke stof bestaat uit zijn eigen soort moleculen.
3 Zuiver water bestaat alleen uit watermoleculen.
4 Een suikermolecuul smaakt zoet.
5 In een vaste stof trekken de moleculen elkaar niet aan.
6 Een zeepmolecuul is een zuivere stof.
7 In een oplossing van suiker in water komen twee
soorten moleculen voor.
8 Als water verdampt, verdwijnen watermoleculen.
9 In een suspensie komt één soort molecuul voor.
10 Een zuivere stof bestaat uit één soort molecuul.
11 Als een stof wordt verwarmd, gaan de moleculen van
die stof harder bewegen.
12 IJs en waterdamp zijn verschillende stoffen omdat ze
bestaan uit verschillende moleculen.
13 Lucht bestaat alleen uit luchtmoleculen.
14 Moleculen in een vaste stof bewegen niet.
15 Als twee moleculen hetzelfde zijn horen ze bij
eenzelfde stof.
16 Er zijn evenveel soorten zuivere stoffen als
molecuulsoorten.
17 In een mengsel zit meer dan een soort molecuul.
18 Er zijn miljoenen soorten moleculen.
19 Bij het scheiden van een mengsel worden
molecuulsoorten gesorteerd.
20 Moleculen kunnen elkaar aantrekken.
21 Alleen in een gas kunnen moleculen bewegen.
22 Het kooktraject van wasbenzine is 100-140 °C.
Wasbenzine is een zuivere stof en bestaat alleen uit
wasbenzine-moleculen.
Demonstratieproef
Demo 2
Doel: aantonen dat er heel veel `kleurstofmoleculen'
aanwezig zijn in een kleine hoeveelheid kleurstof.
Benodigdheden: 1 kristalletje (korreltje)
kaliumpermanganaat, aquariumbak.
Werkwijze: Breng 1 kristalletje KMnO4 in een
aquariumbak. Los het kristalletje op in 1 liter water.
Voeg vervolgens weer een liter water toe. Ga door met
toevoegen van hoeveelheden van 1 liter water totdat de
kleur niet meer wordt waargenomen.
Als er geen waarneembare kleur meer is, kunt u aan-
nemen dat er per druppel nog minimaal 1 molecuul
aanwezig is. Vertel dat een druppel een volume heeft van
0,05 mL. Laat leerlingen berekenen hoeveel moleculen er
in het ene kristalletje aanwezig zijn.
Demo 3
Doel: aantonen dat alleen gassen samendrukbaar zijn.
Benodigdheden: drie injectiespuiten met zout (of zand),
water en lucht. Gebruik spuiten waarvan de punt is
afgesloten.
Werkwijze: Neem drie injectiespuiten gevuld met lucht,
water met zout.
Vertel aan de leerlingen dat de één injectiespuit gevuld is
met vaste stof, één met water en één met een gas. Vraag
eerst aan de leerlingen wat ze verwachten dat er gebeurt
als je de spuiten indrukt. Laat de spuiten vervolgens in de
klas circuleren en laat leerlingen dit uitproberen.
Demo 4
Doel: aantonen dat de deeltjes in een gas kunnen
bewegen.
Benodigdheden: lange glazen staaf (± 1m), stopje,
parfum of stukje luchtverfrisser.
Werkwijze: Klem de buis horizontaal in een statief. Druppel
er aan één kant een paar druppels parfum in. Sluit de buis
aan die kant af. (Met deze opstelling komt het gas niet in
beweging door beweging van de lucht (bijvoorbeeld door
tocht en dergelijke) maar alleen door de beweging van de
afzonderlijke moleculen.)
Laat leerlingen aan de andere kant van de buis ruiken.
Bespreek het resultaat met de leerlingen. Laat ze een
tekening van de proef maken en bespreek de tekeningen.
2.1.2.4 Zuivere stoffen en mengsels
Lessuggesties
Ook de leerstofonderdelen in deze paragraaf zijn in de
tweede klas al aan de orde geweest. U doet er ons inziens
goed aan om deze onderdelen opnieuw te behandelen.
U zou kunnen beginnen door de leerlingen te vragen wat
zij onder het woord zuiver verstaan. Besteed aandacht aan
de betekenis van de antwoorden (helder, schoon, ...).
Vertel daarna wat in de scheikunde met het begrip zuivere
stof wordt bedoeld. U kunt aangeven dat er thuis slechts
enkele zuivere stoffen te vinden zijn, zoals kristalsuiker,
aluminium en het koper van de elektrische bedrading. U
heeft dan een opstapje naar mengsels. Bij het bespreken
van mengsels is het handig om een onderscheid te maken
tussen heterogene en homogene mengsels; termen die u
overigens niet hoeft te noemen. Bij heterogene mengsels
zie je aan de buitenkant al dat het om verschillende stoffen
gaat. Bespreek dit soort mengsels eerst. U kunt een voor-
beeld noemen, of laten zien, en dan aan de leerlingen
vragen om ook voorbeelden van dit soort mengsels te
geven. Het kan zijn dat er al voorbeelden van suspensies
genoemd gaan worden, hetgeen u de mogelijkheid geeft
om dit soort mengsel nader toe te lichten. Vervolgens kunt
u demo 5 uitvoeren. Daarin komt naar voren dat er
mengsels zijn waarin je de afzonderlijke stoffen niet direct
(van buiten af) kunt zien. Om die reden is het onderscheid
mengsel/zuivere stof ook niet te zien. Daarna kunt u dit
soort mengsels (oplossing en emulsie) bespreken. Demo 5
(de homogene mengsels) geeft u tevens de insteek voor
de behandeling van het kook- en smeltgedrag van stoffen
als criterium voor zuivere stof/mengsel (proef 6), hetgeen
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
22
een belangrijk leerdoel is. In plaats van proef 6 kunt u ook
demo 6 door de leerlingen uit laten voeren.
Het is van belang dat u in uw bespreking ook aan de orde
stelt dat lucht ook een mengsel is. Eventueel kunt u hierbij
de les wat verlevendigen door het vertonen van een stukje
video van AV-Bouwstenen (stichting ABC) ‘Bestanddelen
van het mengsel lucht’.
Demonstratieproeven
Demo 5
Doel: nagaan of je altijd kunt zien of iets een mengsel is.
Nodig: vijf bekerglazen, zand, melk, kraanwater, koper- en
zwavelpoeder.
Werkwijze: Zet op tafel vijf bekerglazen neer gevuld met
achtereenvolgens zand, melk, kraanwater, mengsel van
koper- en zwavelpoeder (niet-homogeen!) en lucht.
Vraag aan de leerlingen of er een zuivere stof of een
mengsel in het bekerglas zit.
Demo 6
Doel: nagaan hoe de computer als meetinstrument
gebruikt kan worden.
Benodigdheden: computer met IP-coach,
temperatuursensor, reageerbuis met gesmolten
palmitinezuur (zuiver en verontreinigd), statief met klem.
Werkwijze: Bepaal met behulp van de temperatuursensor
en IP-Coach het temperatuurverloop van het stollen van
palmitinezuur (zuiver en verontreinigd).
Uitwerken: Leg uit wat een zuivere stof en wat een
mengsel is.
Schets het temperatuurverloop van zuiver palmitinezuur
van vloeibaar naar vast.
Schets het temperatuurverloop van verontreinigd
palmitinezuur van vloeibaar naar vast.
Leg het verschil uit tussen zuiver en verontreinigd
palmitinezuur als je kijkt naar het temperatuurverloop
tijdens het stollen.
2.1.2.5 Soorten mengsels
Lessuggesties
Ook deze paragraaf bevat leerstofonderdelen uit de
tweede klas. We doelen dan ondermeer op oplossingen,
oplosmiddelen, suspensie en emulsies. U zou die
onderwerpen opnieuw kunnen behandelen, maar ook via
een leergesprek nog eens kunnen herhalen, waarbij u de
uiterlijke kenmerken (heterogeen/homogeen) kunt
benadrukken. U kunt dit doen door bijvoorbeeld thee te
zetten (oplossing). U kunt daarbij ook aanstippen welke
scheidingsmethoden hierbij een rol spelen. In hoofdstuk 3
komen de scheidingsmethoden uitgebreider aan de orde,
maar extractie en filtratie zijn voor de leerlingen al
bekende scheidingsmethodes. Doe de thee bijvoorbeeld in
een bekerglas en los er wat suiker in op
(oplossing/oplosmiddel). Voeg er daarna wat melk aan toe
(emulsie).
Wat een suspensie is, kunt u nog eens snel duidelijk
maken met behulp van afbeelding 34. De cacaodeeltjes
zijn bezonken en daarom moet je chocolademelk altijd
schudden voor gebruik. Je krijgt dan een suspensie.
2.1.2.6 Stoffen en afval
Lessuggesties
Deze paragraaf start kort met een historische ontwikkeling
van de verwerking van afval. Wellicht dat met de docenten
geschiedenis en aardrijkskunde projectmatige
samenwerking mogelijk is. Het is een duidelijke
milieuparagraaf die tot een maatschappelijke discussie
kan leiden. Natuurlijk komt ook het scheikundig aspect
duidelijk naar voren. Vooral het zuiveren van rookgassen
geeft een prima ingang tot een toepassing van
scheidingsmethoden.
2.1.2.7 Diamant
In de Extra basissstof-paragraaf komt de diamant in beeld.
Diamanten spreken altijd tot de verbeelding. Het is een
leuk onderwerp, dat prima past bij dit hoofdstuk. In deze
paragraaf komen onder andere de eigenschappen van
diamant en de synthesemogelijkheden aan de orde. De
vragen gaan over de eigenschappen, toepassingen, de
winning van diamant. Ook moet er bij deze vragen moet
wat gerekend worden. Ook het begrip karaat komt aan
bod.
Demo 6
Doel: nagaan hoe de computer als meetinstrument
gebruikt kan worden.
Benodigdheden: computer met IP-coach,
temperatuursensor, reageerbuis met gesmolten
palmitinezuur (zuiver en verontreinigd), statief met klem.
Werkwijze: Bepaal met behulp van de temperatuursensor
en IP-Coach het temperatuurverloop van het stollen van
palmitinezuur (zuiver en verontreinigd).
Uitwerken: Leg uit wat een zuivere stof en wat een
mengsel is.
Schets het temperatuurverloop van zuiver palmitinezuur
van vloeibaar naar vast.
Schets het temperatuurverloop van verontreinigd
palmitinezuur van vloeibaar naar vast.
Leg het verschil uit tussen zuiver en verontreinigd
palmitinezuur als je kijkt naar het temperatuurverloop
tijdens het stollen.
2.2 Hoofdstuk 2 Water
2.2.1 Uitgangspunten
Dit hoofdstuk is gedeeltelijk een herhaling van de stof die
in deel 1-2 vmbo in hoofdstuk 3 ‘Water’ aan bod is
geweest. In dit hoofdstuk wordt het wat algemener van
opzet. Natuurlijk komen ook drinkwater, winning van
drinkwater en scheidingsmethoden aan bod.
23
In de eerste paragraaf wordt ingegaan op water in het
algemeen, eigenschappen van water, water als stof en als
deeltje. In de tweede paragraaf worden
scheidingsmethoden toegelicht met het zuiveren van
water.
In dit hoofdstuk staat de chemie over `reinigen' centraal.
Reinigen van water, de vuile vaat, maar ook van jezelf.
Ook het begrip ‘zuur’ en ‘base’ komen aan bod bij het
bespreken van zure en basische reinigingsmiddelen. Met
het doorwerken van dit hoofdstuk wordt kerndoel 5
integraal uitgewerkt.
Er is voor gekozen om als start te kiezen voor het reinigen
van de vuile vaat in de keuken. Een heel bekende situatie
die leerlingen allemaal wel eens meegemaakt hebben
(met meer of minder enthousiasme). Daaraan is
vastgemaakt de chemie van het reinigen waaronder de
werking van zeep bij het reinigen. Ook bij de introductie
van zuur en base is gekozen voor het bekende in huis
(kalkaanslag) waarbij zure reinigingsmiddelen gebruikt
worden. Aansluitend komt dan weer het algemene over pH
en hoe een zuur en base aangetoond kan worden.
Als laatste komt het reinigen van de leerling zelf aan bod
waarbij huid, haren en tanden aan bod komen. Bij het vak
verzorging zal al veel van het behandelde aan bod zijn
geweest maar herhaling is nog altijd de kracht van het
onderwijs.
Al met al veel herhaling maar belangrijk genoeg om het te
herhalen. En er geldt nog steeds dat herhaling de kracht
van het onderwijs is.
In de keuzeparagraaf wordt de historie van het
schoonmaken belicht. Zand, zeep en soda als
startbegrippen. Wellicht is het mogelijk met geschiedenis
hierover samen een project over op te zetten.
Beroepen
Elke dag heb je wel met water te maken. Maar sta je er bij
stil hoeveel mensen met water werken? Natuurlijk de
mensen op het waterwinningsbedrijf zelf, maar ook in
fabrieken waar men water als oplosmiddel gebruikt
(frisdrankenindustrie) of water als spoelmiddel gebruikt
(schoonmaken retourflessen). Ook vervelende
eigenschappen van water kun je tegenkomen, bijvoorbeeld
als monteur die een verkalkt verwarmingselement in een
wasmachine moet vervangen.
Zoek informatie over een beroep waarbij men met of aan
water werkt. De onderzoeksvragen luiden:
1 Wat voor werk moet je doen, als je dit beroep kiest?
2 Welke opleiding moet je ervoor volgen?
Vraag je leraar om een handleiding voor dit onderzoek.
Beroepen
Schoonmaken, dan denk je aan zeep en water. Maar bij
schoonmaken komt veel meer kijken. Natuurlijk is het
maken van zeep in een zeepfabriek één van de
mogelijkheden. Maar ook het werk van een
schoonheidspecialiste heeft alles met schoonmaken van
doen. En wat denk je van een kapster? Of het werk bij een
schoonmaakbedrijf? En natuurlijk moet alles getest
worden dus als laborant kun je ook vooruit.
Zoek informatie over een beroep waarbij men met zeep en
schoonmaken van doen heeft. De onderzoeksvragen
luiden:
1 Wat voor werk moet je doen, als je dit beroep kiest?
2 Welke opleiding moet je ervoor volgen?
Vraag je leraar om een handleiding voor dit onderzoek.
Bij de uitwerking van de kerndoelen is gekeken naar
exameneenheden NASK2/K/4 (‘Mens en omgeving:
gebruik van stoffen’), NASK2/K/7 (‘Water, zuren en basen
in huis’), NASK2/K/8 (‘Reinigingsmiddelen en cosmetica’)
en NASK2/K/10 (`Basischemie voor vervolgopleiding en
beroep' van het nieuwe vmbo-eindexamenprogramma.
In dit hoofdstuk komen de volgende kerndoelen uit
domeinen B en I aan de orde.
Kerndoel 4b
De leerlingen kunnen uitleggen waarom bij de drinkwater-
bereiding water gezuiverd moet worden, beschrijven welke
zuiveringsmethoden gebruikt worden en welke verschil-
lende functies ze hebben.
Kerndoel 4d
De leerlingen kunnen wat betreft het gebruik van water de
betekenis en functie van water als oplosmiddel, als spoel-
middel en als middel bij de bereiding van voedsel bij de
bereiding van voedsel beschrijven.
Kerndoel 5a
De leerlingen kunnen wat betreft reinigingsmiddelen en
cosmetica beschrijven hoe zij een cosmetisch product als
mengsel van stoffen kunnen bereiden.
Kerndoel 5b
De leerlingen kunnen wat betreft reinigingsmiddelen en
cosmetica aangeven wat de hoofdbestanddelen van
reinigingsmiddelen zijn en wat de eigenschappen zijn in
relatie tot het gebruik.
Kerndoel 5c
De leerlingen kunnen wat betreft reinigingsmiddelen en
cosmetica zure en basische reinigingsmiddelen onder-
scheiden.
Kerndoel 5d
De leerlingen kunnen wat betreft reinigingsmiddelen en
cosmetica beargumenteren in hoeverre bij het gebruik van
reinigingsmiddelen in het huishouden gevaren bestaan en
welke mogelijkheden er zijn om deze gevaren tegen te
gaan.
Kerndoel 20
De leerlingen kunnen wat betreft het gebruik van (water,)
reinigingsmiddelen, cosmetica, (energie en geluid), zoals
gespecificeerd in de voorgaande kerndoelen, een relatie
leggen met natuur, milieu en duurzame ontwikkeling.
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
24
(opmerking: in dit hoofdstuk wordt voornamelijk gekeken
naar reinigingsmiddelen en cosmetica).
2.2.2 Per paragraaf
2.2.2.1 Water, van levensbelang
Lessuggesties
U kunt als inleiding bijvoorbeeld nagaan in hoeverre de
stof van vorig jaar is blijven hangen. Het maken van een
spin (zie ook in het werkboek bij vraag 5) kan daarbij als
startpunt dienen.
U kunt als start ook het waterverbruik nemen in Nederland
per persoon per dag (gemiddeld):
Bad en douche 52 liter;
Toiletspoeling 37 liter;
Wasmachine 17 liter;
Afwassen 7 liter;
Koken 2 liter;
Overig 12 liter
Totaal 127 liter
U kunt dan laten uitrekenen hoeveel liter er dagelijks in
Nederland verbruikt wordt in huishoudens. Het geeft
leerlingen een idee over welke hoeveelheden het dan
gaat: 16 miljoen mensen verbruiken dagelijks zo’n slordige
2 miljard liter water! Dit zegt waarschijnlijk meer dan de
dagelijkse 127 liter per persoon per dag.
Over de kringloop van water, waterwinning en bereiding
van leidingwater zijn diverse video’s (o.a. stichting ABC
‘Water en milieu’) beschikbaar die gedraaid kunnen
worden. Korte stukjes video zeggen vaak meer dan het
gesproken woord van de docent.
2.2.2.2 Drinkwater
Lessuggesties
In deze korte paragraaf wordt heel kort de winning van
drinkwater uit bronwater en oppervlaktewater besproken.
Dit is al uitvoerig behandeld in deel 1-2 vmbo, vandaar
deze korte herhaling. De winning wordt weergegeven door
middel van een tweetal figuren. Het is een prima idee om
aan de hand van die twee figuren de processen te
bespreken waarbij de toegepaste scheidingsmethoden
steeds aangegeven kunnen worden. Bij de winning van
water uit bronwater kan eventueel demoproef 1 getoond
worden; bij de winning van water uit oppervlaktewater
demoproef 2. Adsorptie wordt als scheidingsmethode in
hoofdstuk 3 behandeld.
Over de waterwinning en bereiding van leidingwater zijn
diverse video’s (o.a. stichting ABC ‘Water en milieu’)
beschikbaar die gedraaid kunnen worden. Korte stukjes
video zeggen vaak meer dan het gesproken woord van de
docent.
Demonstratieproef
Demo 1 verwijderen van ijzer uit bronwater
Doel: laten zien waar beluchting voor nodig is
Benodigdheden:
Water
Een ijzerzout (bijvoorbeeld ijzer(II)sulfaat)
Erlenmeyer
Rubberen stop met lange inleidbuis en korte uitleidbuis
Waterstraalpomp
Werkwijze: Los een flinke hoeveelheid ijzerzout op in
100 mL water en giet dit in de erlenmeyer.
Laat met behulp van de waterstraalpomp enige tijd lucht
door de oplossing stromen. Kijk goed wat er gebeurd is.
Demo 2 Adsorptie
Doel: laten zien hoe adsorptie werkt
Benodigdheden:
Actieve kool
Kleurstofoplossing
Reageerbuizen en reageerbuisrekje
Filters en trechter
Werkwijze: Giet een 5 mL kleurstofoplossing door een filter
en vang het filtraat op. Laat filter zien en vraag wat er
gebeurd is (adsorptie van de kleurstof aan het filter).
Neem weer 5 mL kleurstofoplossing en doe er een flinke
schep actieve kool bij (eventueel verwijzen naar
aquariumfilters) en schud goed. Filtreer weer. Laat filter en
filtraat zien. Vraag waar de kleurstof gebleven is (adsorptie
aan de actieve kool). Leg nu de link met zuivering van
water: vieze geurtjes worden door de actieve kool uit het
water gehaald door middel van adsorptie.
Opmerking: de theorie van deze proef wordt verder niet
bekend verondersteld, maar adsorptie is voor leerlingen
een vrij bekend verschijnsel dus zal dit voor leerlingen wel
te begrijpen zijn.
2.2.2.3 Schoonmaakmiddelen
Lessuggesties
In deze paragraaf wordt het wassen centraal gesteld.
Daarbij wordt vooral gekeken naar de werking van een
zeepdeeltje.
Bij de werking van zeep kunt u het best eerst proef 1 laten
uitvoeren voordat u het resultaat gaat bespreken. Bij het
bespreken zullen zeker de structuur en functie van het
zeepdeeltje besproken dienen te worden. De tekeningen
van de figuren ‘Zeepdeeltje’ en ‘Werking van zeep’ zullen
daarbij toegelicht moeten worden. Hierbij komen de
begrippen hydrofiel en hydrofoob aan bod.
Natuurlijke en synthetische zepen bespreekt men waarbij
ook de naam detergent de revue passeert.
2.2.2.4 Zure en basische schoonmaakmiddelen
Lessuggesties
Er wordt heel kort ingegaan op het begrip hardheid van
water. Uit de reclame zal dit wel bekend zijn (Calgon) dus
wellicht dat u daarnaar kunt verwijzen bij de introductie.
Eventueel kunt u wat meer vertellen over het ontstaan van
hard water (Waarom is het ene bronwater harder dan het
andere?) en over de aanduiding DH of °D (Duitse Hard-
heidsgraden). Er wordt tegenwoordig ook nogal eens
25
gesproken over het ontharden van water, dus wellicht kan
daarbij demoproef 3 getoond worden.
In deel 1-2 vmbo is in hoofdstuk 1 al iets verteld over
indicatoren. Wellicht dat dit als opstapje dienst kan doen
bij de introductie van zuren en basen, eventueel bij de
inleiding van proef 3. Aansluitend aan proef 3 kan
eventueel demoproef 4 ‘Rodekoolsap als indicator’
uitgevoerd worden. Hierbij wordt een natuurlijke kleurstof
als indicator gebruikt. Met de resultaten van deze proef
kan een pH-schaal met kleuren voor rodekoolsap gemaakt
worden analoog aan de pH-schaal in het handboek.
Er zijn heel veel kleurstoffen in de natuur die als indicator
gebruikt kunnen worden. Als u bij rode wijn natronloog
toevoegt verandert na enkele mL de kleur ook als de pH in
het basische gebied komt.
Zuren kunnen nogal verschillen in zuursterkte. Op een fles
zoutzuur staat een gevarensymbool, op een fles azijn niet.
Het verschil in zuursterkte kan getoond worden aan de
hand van demoproef 5.
Het tweede gedeelte van de paragraaf gaat over het
gebruik van gevarensymbolen (pictogrammen). Ook niet
nieuw voor leerlingen: zowel in deel 1-2 vmbo (hoofdstuk
2) als in hoofdstuk 1 van dit deel zijn pictogrammen al aan
bod geweest. U kunt de gevaren nader toelichten door het
tonen van een aantal demoproeven (demo 6 en 7).
Demonstratieproef
Demo 3 Hardheid van water en ontharden van water
Doel: laten zien hoe eenvoudig de hardheid van water
bepaald kan worden en hoe water onthard kan worden
Benodigdheden:
Groene zeepoplossing
Hard water
Reageerbuizen en reageerbuisrekje
Pasteurpipet
Ionenwisselaar in een lange buis met onderaan een
kraantje
Werkwijze: Doe 5 mL hard water in een reageerbuis. Voeg
steeds 10 druppels groene zeepoplossing toe en schud
goed. Wacht even. Er moet nog een schuimlaag aanwezig
zijn. Zo niet dan weer 10 druppels toevoegen en net zo
lang doorgaan tot een blijvende schuimlaag aanwezig is.
De troebeling in de buis is een kalkzeepneerslag.
Giet daarna een 10 mL hard water op de ionenwisselaar
en vang de vloeistof op. Neem 5 mL hiervan en voeg weer
net zolang groene zeepoplossing toe tot er een blijvende
schuimlaag is.
Demo 4 Rodekoolsap als indicator
Doel: laten zien dat natuurlijke kleurstoffen als indicator
gebruikt kunnen worden.
Benodigdheden:
Rodekoolsap
Zoutzuur
Azijn
Kraanwater
Groene zeepoplossing
Ammonia
Natronloog
Werkwijze: Meet van elke vloeistof 5 mL af en breng dit
over in reageerbuizen. Voeg aan elke reageerbuis 5 mL
rodekoolsap toe. Kijk goed naar de kleuren.
Bepaal van elke vloeistof ook de pH. Vergelijk pH-waarde
en kleur van het rodekoolsap.
Demo 5 Zuursterkte
Doel: laten zien dat zoutzuur agressiever is dan azijn.
Benodigdheden:
Erlenmeyers van 250 mL
1 M zoutzuur
1 M azijnzuur
maatcilinders van 50 mL
Soda
Balans
Werkwijze: Meet 50 mL azijn af en doe dit in een
erlenmeyer. Meet ook 50 mL zoutzuur af en doe dit in een
andere erlenmeyer. Weeg twee hoeveelheden van elk 5 g
soda af en voeg aan elke erlenmeyer 1 portie toe. Kijk
goed naar de snelheid van gasontwikkeling.
Demo 6 Chloorbleekmiddel
Doel: laten zien dat het mengen van
schoonmaakmiddelen gevaar kan opleveren
Benodigdheden:
Zuurkast
Erlenmeyer van 250 mL
Chloorbleekmiddel (niet verdikt)
2 M zoutzuur
Maatcilinders van 100 mL en van 10 mL
Werkwijze: Zet een erlenmeyer gevuld met 100 mL
chloorbleekmiddel in de zuurkast. Voeg 10 mL 2M
zoutzuur toe. Er zal geelgroen chloorgas gevormd worden.
Demo 7 Gootsteenontstopper
Doel: laten zien dat bij het gebruik van
gootsteenontstopper er heel veel warmte vrijkomt.
Benodigdheden:
Grote glazen trechter
Vet
Bekerglas
Statief met klemmen
Fifax
Heet water
Thermometer
Werkwijze: Neem een grote glazen trechter waarvan de
hals met vet is afgesloten. Zet een bekerglas onder de
trechter. Doe Fifax op het vet en daarna heet water. Kijk
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
26
goed water er gebeurt. Steek een thermometer in de hals
van de trechter om de temperatuur te bepalen.
2.2.2.5 Verzorging van huid, haar en gebit
Lessuggesties
In het vak verzorging zal al heel veel van dit onderwerp
behandeld zijn. Bij het vak scheikunde zullen dan ook
vooral de chemische factoren op de voorgrond moeten
treden.
Bij emulsies kunt de uitbreiding doen naar water-olie en
olie-water emulsies om het hoofdbestanddeel aan te
geven. Bij emulsies en emulgator kunt u weer terugwijzen
naar het hoofdstuk waar dit al behandeld is, namelijk
hoofdstuk 1, paragraaf 2.
Bij de proeven staat het maken van shampoo
weergegeven. Eventueel kunt u uw leerlingen een keuze
laten maken uit het maken van een reinigende crème en
het maken van tandpasta (demo 8 en 9).
Demo 8 Maken van een reinigende crème
Doel: Het maken van een reinigende crème
Benodigdheden:
Bekerglas 250 mL
Bekerglas 100 mL
Blikje
Lanettewas
Paraffineolie
Bovenweger
Glycerol (50%)
Gedestilleerd water
Maatcilinder
Roerstaaf
Thermometer
Brander
Driepoot en gaasje
(eventueel) parfum
Afsluitbaar potje
Werkwijze: Weeg rechtstreeks in het blikje 5 g lanettewas
en 7 g paraffineolie af. Verwarm dit op een warmwaterbad
tot ongeveer 70°C. Een warmwaterbad is een bekerglas
van 250 mL voor de helft gevuld met kraanwater die
verwarmd is/wordt tot 70°C.
Meng in een bekerglas van 100 mL 35 mL gedestilleerd
water met 11 g 50% glycerol. Verwarm dit mengsel tot
ongeveer 50°C. Giet dit mengsel bij het mengsel in het
blikje en meng goed.
Giet het nog warme mengsel in een glazen potje. Laat het
mengsel onder voortdurend roeren afkoelen tot ongeveer
30°C. voeg dan eventueel nog twee druppels parfum toe
en blijf roeren totdat het mengsel afgekoeld is tot
kamertemperatuur. Sluit het potje met een deksel. Plak
een etiket op het potje. Je crème is slechts 14 dagen
houdbaar dus vermeld de uiterste houdbaarheidsdatum op
het etiket!!
1. Welke soort stof heb je nodig om de paraffineolie en het
water te mengen?
2. Welke van de gebruikte stoffen vervult de functie die
nodig is om olie en water gemengd te houden?
3. Is het gemaakte mengsel een olie-watermengsel of een
water-oliemengsel? Licht toe.
4. Welke soort stof is nodig om je crème langer houdbaar
te maken?
Demo 9 Maken van tandpasta
Doel: het maken van tandpasta
Benodigdheden:
Bekerglas 250 mL
Maatcilinder
Roerstaaf
Gedestilleerd water
Glycerol
Sacharine
Pepermuntolie
Vloeibare zeep
Krijt
Fluortabletjes
Werkwijze: Meet de volgende hoeveelheden stof af en doe
het in een bekerglas bij elkaar: 15 mL glycerol, 25 mL
water, 4 druppels pepermuntolie, 3 spatelpuntjes
sacharine. Roer alles goed door elkaar.
Voeg twee schepjes krijt toe en roer goed. Je moet
langzaam en stevig roeren.
Voeg daarna 3 mL vloeibare zeep toe. Roer langzaam en
stevig door tot je een mooie pasta hebt. Als de pasta te
dun is, moet je meer krijt toevoegen.
Als laatste voeg je een fijngestampt fluortabletje toe.
Let op: je tandpasta is slechts één week houdbaar!!
1. Leg duidelijk uit waarvoor elk bestanddeel dient dat je
gebruikt hebt.
2. Leg met behulp van tekeningen uit hoe zeepdeeltjes uit
de shampoo de vet- en vuilaanslag op je tanden
verwijdert.
Welke soort stof is nodig om je crème langer houdbaar te
maken?
2.2.2.6 Van azijn tot zeep
Lessuggesties
Een alfabetische opsomming van stoffen en begrippen die
in de scheikundeles vaak en minder vaak gebruikt worden.
Meer een naslagwerk. In de opdrachten wordt gevraagd
om een overzicht weer te geven, dus een opzoekopdracht.
Het is niet de bedoeling dat de leerling dit allemaal uit zijn
hoofd leert, wel dat de leerling kan opzoeken.
2.2.2.7 Reinigingsmiddelen vroeger
In deze paragraaf grijpt men terug in de historie. De
begrippen zand, zeep en soda als reinigingsmiddelen
komen uitvoerig aan bod. Wellicht dat samen met het vak
geschiedenis een project hierover opgezet zou kunnen
worden.
Ook hygiëne als ordenend principe van een cultuur komt
aan bod. Wellicht dat hierbij de verschillende culturen aan
bod kunnen komen in combinatie met reinigen, reinheid.
27
3.1 Hoofdstuk 3 Mengsels scheiden
3.3.1 Uitgangspunten
In deze paragraaf maken leerlingen kennis met
scheidingstechnieken waarmee zij de soorten mengsels
kunnen scheiden. Van belang in uw uitleg is dat naar
voren komt:
– dat scheidingsmethoden berusten op verschillen in
stofeigenschappen van de stoffen in het mengsel;
– waarom we mengsels moeten of willen scheiden.
Immers in fabrieken worden juist mengsels gemaakt
met een bewuste samenstelling, zoals voedings-
middelen. Misschien is het een idee om dit te bespreken
middels een voorbeeld. Het komt regelmatig voor dat
fabrikanten hun producten uit de winkels terugnemen
omdat er een bepaalde stof is in aangetroffen. In het
laboratorium wordt dan onderzocht om welke stof het
gaat. Daarbij worden met scheidingstechnieken de
desbetreffende stof uit de voeding gehaald en onder-
zocht om welke stof het gaat.
Het is ons inziens nuttig om de scheidingsmethoden in een
concrete context te plaatsen (waarom scheiden?): filtreren
bij het koffie- en theezetten; indampen om zout uit
zeewater te winnen; destilleren om dranken te bereiden;
extractie om cafeïnevrije koffie te maken enzovoort.
Vaak vinden twee scheidingsmethoden kort na elkaar
plaats zoals bij het theezetten. Vandaar dat dit uitgebreid
aan bod komt. Het theezetten wordt ook gebruikt om het
begrip blokschema te introduceren. U kunt beide aspecten
aan elkaar koppelen waardoor de samenhang voor de
leerlingen ook duidelijker wordt.
Als aanvulling op het begrip filtreren kunt u overwegen om
ook centrifugeren als mogelijke scheidingsmethoden te
noemen. Eventueel kunt u bij bezinken verwijzen naar het
vorige hoofdstuk. Bij de bespreking moet er uit komen dat
het principe berust op verschil dichtheid: de ‘zware’
deeltjes zakken naar de bodem. En dat centrifugeren een
versnellend effect heeft op het bezinken.
Bij de scheidingsmethode indampen spreken we over term
vluchtigheid. Dat is gedaan om dat voor een leerling een
begrijpelijke term is. (U kunt als dat wilt natuurlijk direct
spreken over kookpunten.) Immers een stof vluchtige stof
verdampt makkelijk. En als stoffen in een mengsel veel
verschillen in vluchtigheid, dan zijn ze met relatief
makkelijke middelen te scheiden (principe van indampen:
zoutwinning), dit om indampen af te zetten tegen
destilleren.
Bij deze paragraaf zijn diverse video’s bruikbaar. Denk
daarbij aan de videobanden van de stichting ABC (AV-
Bouwstenen) maar aan Chem-Bits Middenbouw(School-
televisie/Teleac). In beide series komen diverse
scheidingsmethoden aan bod. Bij Chem-Bits zijn
geschreven lesbrieven bij de video’s voorhanden om
leerlingen actief met de inhoud van de banden bezig te
laten zijn.
Het hoofdstuk wordt afgesloten met een paragraaf over
percentages. Er komen massapercentages en
volumepercentages aan bod.
In Chemie Aktueel staan regelmatig opdrachten die heel
goed bruikbaar zijn om de context van de diverse
scheidingsmethodes naar voren te laten komen.
In de Extra basisstof komt de winning van parfum aan bod.
Dit onderwerp kan prima gebruikt worden om de diverse
scheidingsmethoden te behandelen, maar dan in context
met dit aansprekende onderwerp.
Beroepen
Scheiden van stoffen vindt dagelijks plaats. Denk daarbij
aan het winnen van zeezout, het ontkleuren van stoffen,
gedestilleerde dranken. Je staat er niet altijd bij stil maar
scheidingsmethodes kom je in diverse bedrijven tegen.
Ook het maken van koffie, oploskoffie, cafeïnevrije koffie
komen scheidingsmethoden aan bod.
Zoek informatie over de werkzaamheden in een fabriek
waarbij uit koffiebonen koffie gemaakt wordt.
1 Wat voor werk moet je doen, als je dit beroep kiest?
2 Welke opleiding moet je ervoor volgen?
Vraag je leraar om een handleiding voor dit onderzoek.
Bij de uitwerking van de kerndoelen is gekeken naar
exameneenheden NASK2/K/10 (`Basischemie voor
vervolgopleiding en beroep') van het nieuwe vmbo-
eindexamenprogramma.
In dit hoofdstuk komen de volgende kerndoelen uit domein
B aan de orde.
Kerndoel 4b
De leerlingen kunnen uitleggen waarom bij de
drinkwaterbereiding water gezuiverd moet worden,
beschrijven welke zuiveringsmethoden gebruikt worden en
welke verschillende functies ze hebben.
Kerndoel 4c
De leerling moet kunnen rekenen met concentraties
2.3.2.1 Bezinken en filtreren
Lessuggesties
Bij het bespreken van filtratie en bezinken kan er
teruggekeken worden naar hoofdstuk 1 waar de soorten
mengsels besproken zijn. Ook terugkijken naar het
hoofdstuk over water, hoofdstuk 2, geeft voldoende
aanknopingspunten als introductie op deze paragraaf.
Om te laten zien dat bezinken versneld kan worden
uitgevoerd is demo 1 opgenomen. Belangrijk is dat bij elke
scheidingsmethode gebruik wordt gemaakt van verschil in
stofeigenschappen.
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
28
Demonstratieproef
Demo 1 Bezinken en centrifugeren
Doel: laten zien wat bezinken is en hoe het versneld
uitgevoerd kan worden.
Benodigdheden:
Reageerbuizen
Kopersulfaatoplossing
Natronloog
Reageerbuisrekje
Centrifuge
Werkwijze: Giet in een reageerbuis 5 mL
kopersulfaatoplossing en giet er 5 mL natronloog bij. Meng
goed en zet de buis in het rekje. Doe hetzelfde (5 mL
kopersulfaatoplossing en 5 mL natronloog bij elkaar) en
meng goed. Verdeel de suspensie over twee
reageerbuizen die in de centrifuge passen. Laat de
centrifuge kort ronddraaien. Haal de buisjes eruit en
vergelijk met de reageerbuis in het rekje.
2.3.2.2 Indampen en destilleren
Lessuggesties
Destilleren kennen leerlingen waarschijnlijk van
gedestilleerde (gedistilleerde) dranken.
Dat kunt u als uitgangspunt nemen om de Hoe-vraag te
stellen: hoe maakt men die
dranken? Ook bij indampen de context erbij nemen als
uitgangspunt geeft duidelijk de link
met het dagelijks leven.
Als demoproef zou u de destillatie nogmaals kunnen
uitvoeren maar dan met een spijkeropzet. Hiermee kunt u
duidelijker de scheiding toelichten.
2.3.2.3 Extraheren
Lessuggesties
De naam extractie is een moeilijke naam voor de
leerlingen. Het voorbeeld met de tandarts spreekt
leerlingen dan wel aan: eruittrekken terwijl de rest
achterblijft. Van daaruit is de stap naar extraheren
makkelijker te zetten.
U zou de les kunnen beginnen met een het zetten van
thee en daarbij vragen wat er precies gebeurt. U kunt er
dan ook op wijzen dat extraheren vrijwel altijd gekoppeld is
aan filtratie.
Een heel bekend voorbeeld van extraheren is het winnen
van suiker uit suikerbieten. Bij het winnen van suiker uit
suikerbieten komen diverse scheidings- en
zuiveringsstappen aan bod. In Chemie Aktueel nummer
45, mei 2004, staat een opdracht over de winning van
suiker.
2.3.2.4 Adsorberen
Lessuggesties
In Chemie Aktueel nummer 45, mei 2004, vindt u een
opdracht over het maken van cafeïnevrije koffie, een
combinatie van extraheren en adsorberen. Wellicht
bruikbaar als instap om te laten zien dat meerdere
scheidingsmethoden vaak na elkaar toegepast worden.
U kunt de les ook beginnen door een tube met
norittabletten op tafel te leggen en te vragen waar ze voor
dienen. Dan is daarna de stap naar het toepassen van
actieve koolstof in gasmaskers en in filters van een
aquarium makkelijk te zetten.
2.3.2.5 Concentratie
Lessuggesties
In deze paragraaf wordt de berekening van het massa- en
volumepercentage uitgelegd. Aan de hand van de
samenstelling van zeewater is een rekenvoorbeeld
uitgewerkt.
Het is misschien een idee om tot slot nog een paar
problemen aan de leerlingen voor te leggen:
– Eén liter zeewater bevat 35 g zout. Kun je nu het
massa% zout in zeewater berekenen? En het
volume%? Zo ja, bereken die dan. Zo nee, waarom
niet?
– En om ze kennis te laten maken met het rekenen aan
verdunningen kunt u een voorbeeld aanhalen over
geconcentreerd vruchtensap: bijvoorbeeld bereken het
vitamine C gehalte na een zekere verdunningsfactor.
Zo'n voorbeeld geeft een iets andere `zwaai' aan de
berekeningen aan massapercentages.
Demo 2 Kaliumpermangaatoplossing
Doel: verdunnen en massapercentage met elkaar
vergelijken.
Los 1 mg kaliumpermanganaat op in 1 liter water. Laat
leerlingen het massapercentage uitrekenen. Verdun
daarna de oplossing 1 : 10 of 1 : 100 en laat opnieuw het
massapercentage uitrekenen. Hiermee kan het verband
tussen hoeveelheid stof en massapercentage beter
benadrukt worden.
2.3.2.6 Rioolwaterzuivering
Lessuggesties
In deze paragraaf wordt ingegaan op het reinigen van
huishoudelijk afvalwater. Daarbij spelen scheidings-
methoden een belangrijke rol. Maar een nog belangrijkere
rol is weggelegd voor bacteriën die voor de afbraak van
(organisch) afval zorgen. Deze lesstof zou zeer goed
gecombineerd kunnen worden met een bezoek (excursie)
aan een rioolwaterzuiveringsinstallatie. Het is een
duidelijke milieuparagraaf.
Deze paragraaf leent zich ook weer voor samenwerking
met andere vakken zoals aardrijkskunde en biologie.
2.3.2.7 Parfum
het is vaak zo dat scheikundeboeken met voorbeelden
komen die jongens meer aanspreken dan meisjes. Bij
deze Extra basisstof is dat zeker niet het geval. Het gaat
over parfum, lekkere geurtjes, waarbij wel de link met het
hoofdstuk duidelijk is. Scheidingsmethoden komen in deze
paragraaf uitgebreid aan bod. Wel komen nieuwe
begrippen als enfleurage en stoomdestillatie aan bod maar
wel steeds in de context van scheiden van stoffen.
29
2.4 Hoofdstuk 4 Nieuwe stoffen maken
2.4.1 Uitgangspunten
In dit hoofdstuk maken de leerlingen voor het eerst kennis
met chemische reacties. Dit hoofdstuk volgt de
gebruikelijke opstap om met behulp van ontledingsreacties
tot het begrip niet-ontleedbare stof te komen. De leerstof in
dit hoofdstuk is hierop geconcentreerd. Dat levert meer
dan genoeg nieuwe stof op: reacties, ontleden, ver-
branden, ontleedbare stoffen, niet-ontleedbare stoffen,
atomen, kommaformules en elementsymbolen.
Verbrandingsreacties komen in het kort aan de orde. Het
is hier bedoeld om verbrandingsreacties even af te zetten
tegen ontledingsreacties (thermolyse). Een uitgebreide
behandeling van verbrandingsreacties komt in hoofdstuk 5
aan de orde, binnen de context `warmte en verwarmen.
Het elementbehoud komt later (hoofdstuk 6) aan de orde
in de context van metalen hergebruiken (kringloop).
In de extraparagraaf kijken we naar de werking van de
airbag. Hierbij kijken we naar reacties en snelheid van
reacties.
Beroepen
Wie wil niet graag iets nieuws maken? Een bakker die
prachtige broden bakt, of een smid die een schitterend
hekwerk in elkaar zet, of een schilder die het huis van een
nieuwe verflaag voorziet. Maar al die stoffen moeten er
ook zijn dus er moeten ook mensen zijn die nieuwe stoffen
maken. En die nieuwe stoffen moeten getest worden in
een laboratorium.
Zoek informatie over een beroep waarbij men met nieuwe
stoffen en materialen maakt en test. De onderzoeksvragen
luiden:
1 Wat voor werk moet je doen, als je dit beroep kiest?
2 Welke opleiding moet je ervoor volgen?
Vraag je leraar om een handleiding voor dit onderzoek.
Bij de uitwerking van de kerndoelen is gekeken naar
exameneenheden NASK2/K/10 (`Basischemie voor ver-
volgopleiding en beroep') en NASK2/K/11 (`Bouw van de
materie') van het nieuwe vmbo-eindexamenprogramma.
In dit hoofdstuk komen de volgende kerndoelen uit domein
B en H aan de orde.
Kerndoel 6b
De leerlingen kunnen verwoorden wat er gebeurt bij
verhitting van organische materialen.
Kerndoel 19a
De leerlingen kunnen stoffen beschrijven in termen van
moleculen en atomen.
Kerndoel 19b
De leerlingen kunnen aangeven dat er ongeveer 100
atoomsoorten bestaan.
Kerndoel 19c
De leerlingen kunnen de betekenis van de volgende
scheikundige symbolen noemen:
H, He, C, N, O, F, Na, P, S, Cl, Fe, Cd, Hg, Pb, Cu, Ag,
Au.
Kerndoel 19e
De leerlingen kunnen scheikundige reacties beschrijven
als het ontstaan van stoffen en ook in termen van
hergroepering van atomen tot nieuwe moleculen.
2.4.2 Per paragraaf
2.4.2.1 Hoe kun je stoffen veranderen?
Lessuggesties
In deze paragraaf wordt besproken welke processen
(verschijnselen) optreden als stoffen verhit worden.
Daarmee maken leerlingen voor het eerst kennis met
chemische reacties. We beperken ons in eerste instantie
tot de thermolyse van organische stoffen. Dit gebeurt in de
context van voedsel verhitten. Verbrandingsreacties
komen kort aan de orde. Het is hier bedoeld om
verbranden af te zetten tegen thermolyse. (In hoofdstuk 5
komen de verbrandingsreacties uitgebreid aan de orde.)
De leerstof in deze paragraaf is aan de hand van practica
prima te illustreren. Proeven 1 en 2 ondersteunen de uitleg
in het handboek. Na het bespreken van het stukje over
`voedsel verhitten' en het definiëren van een chemische
reactie kunt u de leerlingen proef 1 laten uitvoeren. Aan de
hand van de waargenomen reactieverschijnselen bij de
proef kunt u het reactieschema geven en het begrip ont-
ledingsreactie definiëren. Proef 2 kunt u gebruiken om het
verschil tussen ontleden (thermolyse) en verbranden aan
te tonen. Het is wel van belang dat het verschil in reactie-
type goed uit de verf komt. Leerlingen maken immers net
kennis met chemische reacties en bovendien kennen zij
de voorwaarden (ontbrandingstemperatuur en de rol van
zuurstof) voor een verbranding nog niet.
Bovendien zal door de waarneming dat ook bij de ver-
branding van hout koolstof gevormd wordt het verschil
tussen ontleden en verbranden voor menig leerling nogal
duister zijn. U kunt benadrukken dat voor een verbranding
behalve een hoge temperatuur ook zuurstof nodig is en
dat je als reactieverschijnsel vlammen (vuur) ziet. U kunt
nog eens refereren naar de waarnemingen die gedaan zijn
bij het tweede deel van proef 2. Het kan ook verhelderend
zijn om te laten zien dat er geen zuurstof betrokken is bij
de reactie die in een reageerbuis optreedt, als daarin een
stof verhit wordt. Dat kunt u doen door een brandende
lucifer in een reageerbuis te brengen. De lucifer zal
uitgaan doordat er in de reageerbuis te weinig zuurstof
aanwezig is om de verbranding door te laten gaan.
Bij het maken van de opgaven is het aan te bevelen om
toepassingsvraag 11 samen te bespreken.
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
30
Vraag 11 kan namelijk verwarrend werken omdat deze lijkt
`in te druisen' tegen de waarneming van het tweede deel
van proef 2.
Hieronder zijn nog enkele demo's opgenomen die u
desgewenst kunt doen. Als u deze demo's wilt doen, of
enkele ervan, dan adviseren we u om dit te doen na de
behandeling van de leerstof. Demo 1 valt namelijk een
beetje buiten de context van de paragraaf, maar laat
leerlingen wel inzien dat er ook een andere verschijnselen
(naast verkolen e.d.) plaats kunnen vinden als een stof
ontleedt bij verhitting.
Met demo 2 kunt u het verschijnsel chemische reactie
(kippeneiwit) afzetten tegen een faseovergang (kaarsvet).
Demo 3 kunnen zouden leerlingen ook zelf kunnen
uitvoeren. U kunt er zelf een paar stoffen uitkiezen om
deze door alle leerlingen te laten doen. Maar het is ook
een idee om dit niet door de hele groep te laten doen, maar
door meerdere groepjes leerlingen die alle bijvoorbeeld drie
stoffen gaan verhitten. Als u daarvoor kiest, zorg er dan voor
dat de verschillende groepjes ook stoffen overeenkomstig
hebben. Via een mondelinge verslaggeving of een
klassenpresentatie krijgen alle leerlingen beschikking over
de resultaten. Het geeft ruimte aan een nabespreking
waarbij u de gelegenheid heeft om de opgedane kennis te
controleren en zonodig bij te schaven.
Demonstratieproeven
Demo 1
Doel: nagaan wat er gebeurt als ammoniumdichromaat
verhit wordt.
Benodigdheden: brander met grondplaat, reageerbuis en
knijper, ammoniumdichromaat, propje watten.
Werkwijze: Doe 2 cm poedervormig ammoniumdichromaat
in een reageerbuis. Laat de inhoud van de buis aan de
leerlingen zien. Sluit de buis af met een propje watten.
Verhit de reageerbuis met inhoud voorzichtig totdat er een
reactie optreedt. Laat de inhoud van de buis nogmaals aan
de leerlingen zien.
Bespreek het resultaat met de leerlingen, wijs erop dat er
een gas ontstaat en stel samen het reactieschema op:
oranje stof -> groene stof + gas.
Demo 2
Doel: nagaan wat er gebeurt als kippeneiwit en kaarsvet
verwarmd worden.
Benodigdheden: brander met driepoot en gaas,
bekerglas met water, 2 reageerbuizen, kippeneiwit,
schaafseltjes kaarsvet.
Werkwijze: Breng met een ruisende vlam het water in het
bekerglas aan de kook. Als het water eenmaal kookt,
houdt het dan aan de kook met een kleine kleurloze vlam.
Zet de twee reageerbuizen met daarin het kippeneiwit en
kaarsvet in het kokende water. Als er geen veranderingen
meer optreden, haal de buizen dan uit het bekerglas koel
de buizen af m.b.v. koud water.
Bespreek de resultaten met de leerlingen. Deze proef
geeft u de gelegenheid om chemische reactie als
verschijnsel af te zetten tegen een faseovergang.
Demo 3
Doel: nagaan wat er gebeurt als je een stof sterk verhit in
een reageerbuis zodat er geen zuurstof bij kan komen.
Benodigdheden: brander met grondplaat,
reageerbuisknijper, uitleidpijpje, reageerbuis met stukjes
zout, reageerbuis met stukjes rijst, reageerbuis met
kristalsuiker, reageerbuis met propje polyetheen
(huishoudfolie), reageerbuis met korreltjes jood, reageerbuis
met blauw kopersulfaat.
Werkwijze: Verhit met een kleurloze vlam de onderkant van
de reageerbuis gelijkmatig door de reageerbuis in de vlam te
bewegen. Verander de vlam in ruisend en verhit de
onderkant van de reageerbuis totdat de inhoud niet meer
verandert. Laat de buizen afkoelen. Haal de overgebleven
stof zo mogelijk uit de reageerbuis.
Uitwerking
Beschrijf hoe de stoffen eruitzagen voor het verhitten.
Beschrijf wat er gebeurde tijdens het verhitten
Wat bleef er over na het verhitten?
Is hier sprake van een chemische reactie?
Is hier sprake van een ontledingsreactie?
2.4.2.2 Van één tot veel
Lessuggesties
In deze paragraaf komen de drie verschillende ontledings-
reacties aan bod. Proef 3 zal als demoproef uitgevoerd
worden. U kunt er echter ook voor kiezen deze proef als
leerlingenproef uit te voeren. Hiertoe zal er gewerkt moeten
worden met bekerglazen, reageerbuizen, koolstofelektroden
en voedingskastjes.
U kunt als beginpunt nemen de resultaten van de eerste
paragraaf waarin thermolyse besproken is. In de woorden
thermolyse, elektrolyse, fotolyse staat al beschreven welke
energievorm er nodig is. U kunt deze woorden op die manier
toelichten.
2.4.2.3 Kun je alle stoffen ontleden?
Lessuggesties
Aan de hand van de toepassingen van waterstofperoxide
kunt u het begrip ontleedbare stof definiëren. Na uw uitleg
kunnen de leerlingen proef 5 doen. De vragen die bij proef
5 horen, behoeven waarschijnlijk enige toelichting. Het is
daarom raadzaam om de uitwerking van deze proef
samen met uw leerlingen door te nemen.
Als aanloop naar de niet-ontleedbare stoffen kunt u de
ontleding van water bespreken, net zoals dit in het
handboek gebeurt.
Ter afsluiting kan het totaalbeeld gegeven worden van de
samenhang/opbouw van stoffen, mengsels, zuivere
stoffen, ontleedbare en niet-ontleedbare stoffen. Vraag 25
speelt hierop in, maar u kunt dit samen met de leerlingen
tot een schema uitwerken, zoals dat ook is gedaan in het
handboek.
2.4.2.4 Atomen als bouwstenen
Lessuggesties
Als start is symbolentaal opgenomen. U kunt daarbij o.a.
uitleggen waar de afkortingen vandaan komen.
31
U kunt dit doen door een verhaal te houden dat chemici
graag alles verkort willen noteren. Noem daarbij het
reactieschema als voorbeeld. U kunt vertellen dat ook voor
de niet-ontleedbare stoffen een verkorte schrijfwijze
geïntroduceerd is: de elementsymbolen. Eventueel kunt u
de geschiedenis van de symbolen aanstippen door een
paar symbolen te noteren die Dalton gebruikte,
bijvoorbeeld voor koolstof. Eventueel kunt u ook kort
aandacht besteden aan de herkomst van de namen van
de elementen, bijvoorbeeld koolstof (carboneum). Wellicht
dat u uw les kunt verlevendigen met behulp van een video
(AV-Bouwstenen, stichting ABC), waarin de niet-
ontleedbare stof koolstof extra belicht wordt.
Een leuke opdracht is om elke leerling een kort verhaaltje
te laten schrijven over één van de elementen. Daarbij
moet dan zeker de oorsprong van de naam in terugkomen,
maar ook het voorkomen op aarde en de toepassing van
het element in stoffen.
Heel aardig is het laten invullen van ‘het symbolische
verhaal’ (Impuls, jaargang 6. Nr. 1, oktober 1998, pag. 39)
waarbij elementsymbolen omgezet moeten worden in
woorden om zo een verhaal af te maken. Denk daarbij aan
termen als Pt-blond, Ne-reclame, schiet-Fe en Co-blauw.
U zou de leerstof kunnen afsluiten met demo 4.
In hoofdstuk 1 is het molecuulmodel al geïntroduceerd. In
deze paragraaf wordt dat model verder uitgediept om ook
scheikundige reacties te kunnen verklaren. U kunt, net
zoals dit in het handboek is gedaan, beginnen met een
herhaling van enkele belangrijke punten van dit model. U
zou vervolgens m.b.v. de ontleding van water nog eens
kunnen toelichten wat er bij een chemische reactie
gebeurt: de stof water verdwijnt en er ontstaan twee nieuw
stoffen, namelijk waterstofgas en zuurstofgas. Aan de
hand van het reactieschema kunt u aan de leerlingen
vragen hoe ze dit met het molecuulmodel moeten
beschrijven. Er zal dan uit moeten komen dat water-
moleculen verdwijnen en waterstof- en zuurstofmoleculen
ontstaan. U zou dit in een reactieschema kunnen noteren:
watermoleculen -> zuurstofmoleculen + waterstof-
moleculen. Hieruit volgt dat watermoleculen blijkbaar kapot
kunnen gaan. Om dit te verklaren is het nodig om inzicht te
krijgen in de bouw van een watermolecuul. U kunt zeggen
dat watermoleculen `iets' van zowel zuurstof als waterstof
in zich moeten hebben, anders zouden hieruit geen water-
stof- en zuurstofmoleculen kunnen ontstaan. U kunt nu het
atoombegrip introduceren door uit te leggen dat een
watermolecuul is opgebouwd uit kleine zuurstofdeeltjes en
waterstofdeeltjes en dat we die deeltjes atomen noemen.
Vervolgens kunt een model van het watermolecuul op het
bord tekenen. Met behulp van figuur 18 kunt u nader
uitleggen wat er precies bij een chemische reactie gebeurt.
Aan de hand van dezelfde figuur kunt u ook het verschil
toelichten tussen een niet-ontleedbare en een ontleedbare
stof.
Vraag 40 bestaat uit een aantal stellingen van het type
`waar of niet waar'. Het verdient aanbeveling om deze
huiswerkvraag in de klas na te bespreken. U kunt de
leerlingen laten formuleren waarom een stelling juist is of
niet. Daardoor worden leerlingen uitgenodigd om het
raamwerk van het molecuulmodel verder in te vullen. Bij
de bespreking kunt u eventueel extra uitleg geven, tot u
het gevoel heeft dat het begrip er is.
Demo 4
Doel: het aanleren van de elementsymbolen door middel
van elementenbingo.
Maak kaartjes waarop 9 of 16 elementsymbolen of
elementnamen staan en verdeel ze onder uw leerlingen.
Gebruik een bingospel met balletjes die u in een
speelgoedwinkel kunt kopen en zet de symbolen op de
balletjes.
Opmerking: Een paar kleine prijsjes verhoogt de
amusementswaarde nog meer bij deze proef!
2.4.2.5 Atomen tellen
Lessuggesties
U kunt deze paragraaf beginnen, net zoals dit in het
handboek is gedaan, door nog eens de belangrijkste
punten van paragraaf 3 van hoofdstuk 4 te herhalen. Bij
die bespreking kunt u uw leerlingen betrekken. U kunt
bijvoorbeeld beginnen om in woorden en in formules de
ontledingsreactie van water op te schrijven en dan aan de
leerlingen vragen om dit met het molecuulmodel te
beschrijven: watermoleculen verdwijnen en waterstof- en
zuurstofmoleculen ontstaan. U kunt aansluitend vragen
wat er niet goed aan het gegeven reactieschema in
formules. Er zal dan uit moeten komen dat het aantal
zuurstofatomen niet klopt. Als leerlingen dit niet zo snel
inzien, is het een suggestie om molecuultekeningen bij de
reactie te maken. (Misschien dat `bolletjes tellen' in dit
stadium handiger is dan te kijken naar indices.) Het is
overigens een heel aardige opzet om het kloppend maken
van reacties uit te leggen aan de hand van molecuul-
tekeningen. In het eerste deel van proef 6 ziet u daarvan
een voorbeeld uitgewerkt. U zou dit voorbeeld kunnen
volgen bij de bespreking van de ontledingsreactie van
water. Uitgaande van de gegeven molecuulformules is het
reactieschema om te zetten in een reactieschema met
molecuultekeningen. U kunt daarmee ook nog eens het
omgekeerde van proef 6 oefenen, namelijk van molecuul-
formules molecuultekeningen maken. Aansluitend kunt u
samen met uw leerlingen proef 7 doornemen.
Vervolgens kunt u de leerlingen vertellen dat scheikun-
digen geen tekeningen gebruiken om reacties kloppend te
maken. Liever noteren ze reacties zo kort mogelijk, dus
alleen met molecuulformules.
U kunt met de leerlingen een voorbeeld op het bord
uitwerken, zoals de ontleding van H2O2. U zou de vorming
van `actieve zuurstof' als reclameboodschap daarvoor als
instap kunnen gebruiken. Van belang is dat u de leerlingen
erop wijst dat ze altijd eerst het reactieschema in woorden
opschrijven voordat ze de reactievergelijking met formules
noteren. Daarmee voorkomt u dat leerlingen `vergeten' om
stoffen te noteren.
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
32
Bij het bespreken is het handig om in eerste instantie niet
een getal voor de formule van waterstofperoxide te zetten,
maar om nogmaals de formule een keer op te schrijven.
Leerlingen zien dan beter dat het tweemaal het geheel is.
Ze maken anders nog snel de fout de `2×' alleen voor de
eerste atoomsoort te lezen. Dus dan kan de volgende
reeks van reactieschema’s/vergelijkingen te voorschijn
komen:
1 reactieschema in woorden
waterstofperoxide → water + zuurstof
2 reactieschema in formules
H2O2 → H2O + O2
Het aantal atomen O klopt niet, links te weinig O’s.
3 formule H2O2 erbij
H2O2 + H2O2 → H2O + O2
Nu klopt het aantal atomen H niet meer,
rechts te weinig H’s.
4 formule H2O erbij
H2O2 + H2O2 → H2O + H2O + O2
5 Optellen en fasen erbij
2 H2O2(l) → 2 H2O(l) + O2(g)
Een fout die ook veel gemaakt wordt is het veranderen van
de formules van stoffen. In figuur 19 van het handboek is
dit al geïllustreerd. Het is raadzaam om dit te bespreken
en nog een voorbeeld naar voren te brengen, bijvoorbeeld
de verbranding van magnesium waarbij MgO ontstaat:
1 reactieschema in woorden
magnesium + zuurstof → magnesiumoxide
2 reactieschema in formules
Mg + O2 → MgO
3 kloppend maken
Mg + O2 → MgO2
(Wijs leerlingen op deze fout, want ze zullen hem ook
gaan maken!)
4 goed kloppend maken
2 Mg(s) + O2(g)→ 2 MgO(s).
Het kloppend maken van reactievergelijkingen is belangrijk
binnen de scheikunde. Hierbij geldt: oefening baart kunst.
Sommige leerlingen hebben snel door hoe ze een
vergelijking kloppend moeten maken, andere hebben daar
veel meer moeite mee. Voor die laatste groep leerlingen
zijn extra oefenopgaven geen overbodige luxe.
2.4.2.6 Chloor en het milieu
Lessuggesties
Een milieuparagraaf die zeker ook grote raakvlakken heeft
met de maatschappij. Chloor is het kernbegrip in deze
paragraaf: productie vroeger en nu, gevolgd door een
toepassing in het groot. Hierbij is de link naar de
chemische industrie snel gemaakt.
Overleg met de docent geschiedenis en aardrijkskunde
kan aanleiding zijn tot een vakoverstijgend project. Er zijn
in deze paragraaf vele mogelijkheden tot samenwerking
met andere vakken.
De afvalverwerking en daarbij in het bijzonder de recycling
van kunststoffen geeft ook weer een maatschappelijk
aspect weer.
2.4.2.7 Airbag spaart levens
We hebben voor de airbag gekozen omdat dit onderwerp
naadloos aansluit op de leerstof in het handboek. Aan
hand van het artikel is de praktische toepassing van de
leerstof, die nogal theoretisch is, goed te illustreren. Alle
leerstofonderdelen zijn ermee te bespreken: energie-
effecten, massaverhoudingen en reactievergelijkingen.
De vragen bij het artikel dekken de gehele leerstof.
Als u wilt, kunt u het onderwerp uitbreiden door het in een
meer maatschappelijke context te plaatsen. U kunt dan
denken aan verkeersveiligheidsaspecten zoals de
vermindering van het aantal dodelijke verkeersslachtoffers,
recyclingperikelen van het gevaarlijke natriumazide,
gebruik van nieuwere milieuvriendelijkere materialen,
beroepen (welke opleiding heeft een TNO-medewerker die
botsproeven uitvoert) en dergelijke. Op het internet is veel
informatie over deze onderwerpen te vinden.
2.5 Hoofdstuk 5 Verbranden
2.5.1 Uitgangspunten
In hoofdstuk 4 hebben leerlingen al kort kennisgemaakt
met verbrandingsreacties. In dit hoofdstuk staat dit type
reactie centraal in de context van `verbranden en ver-
warmen' . De verschijnselen en kenmerken van verbran-
dingsreacties komen uitgebreid en in een brede context
aan de orde.
Ook in deel 1-2vm van Nova is al heel even de ver-
branding aan bod geweest in hoofdstuk 4 ‘Warmte’.
Daarbij is gekeken naar de verbranding van aardgas,
onvolledige en volledige verbrandingen, verbrandings-
producten.
In dit hoofdstuk komen we daar op terug in paragraaf 5.3
Verwarming thuis. Het is een herhaling van hetgeen in
deel 1-2 vmbo behandeld is.
Er is gekozen om eerst algemeen te behandelen wat er
voor een brand nodig is en hoe je een brand kunt blussen,
alvorens er specifiek ingegaan wordt op verbrandings-
reacties in huis.
In de laatste paragraaf van dit hoofdstuk wordt ingegaan
op de milieuaspecten van verbrandingsreacties. Hierbij
komen begrippen als zure regen en het versterkte broei-
kaseffect aan bod. Deze onderwerpen passen perfect in
een hoofdstuk over verbrandingen. De onderwerpen
worden maar heel kort aangestipt maar kunnen naar eigen
inzicht verder uitgediept worden. Daarvoor zijn voldoende
mogelijkheden voorhanden in de vorm van video’s en
extra lesmateriaal. Ook het begrip biomassa wordt
behandeld als voorbeeld van een alternatieve brand-
stofbron.
33
In dit hoofdstuk wordt ook een volgende stap gezet in het
weergeven van reactievergelijkingen. Uit voorgaande
hoofdstukken was al een reactie in woorden en in sym-
bolen bekend. Dat wordt hier uitgebreid naar kloppende
reactievergelijkingen. Daartoe wordt eerst het begrip
molecuulformule ingevoerd waarna het opzetten van een
kloppende reactievergelijking aan bod komt. Het verdient
aanbeveling om dit goed te introduceren want als leer-
lingen het eenmaal verkeerd aangeleerd hebben is het
moeilijk om dat later nog te veranderen. Er zijn ook diverse
computerprogramma’s om het kloppend maken van
reactievergelijkingen te oefenen. Vooral voor leerlingen die
daar moeite mee hebben is dat een prima aanvulling op de
basisstof.
In de extraparagraaf gaan we de ruimte in met een raket.
We bekijken welke processen daarbij een rol spelen. Ook
gaan we in op het nut van satellieten.
Beroepen
Verwarmen en verbranden horen bij elkaar. Een verwar-
mingsmonteur zorgt ervoor dat thuis de cv-ketel goed
werkt. Een brandweerman komt als de verbranding
verkeerd verloopt. Ook het ontwikkelen van rookmelders
en CO-melders hebben met verbranden te maken. Ook
een automonteur heeft met het verbrandingsproces te
maken: een auto moet goed afgesteld zijn, er mag niet te
veel CO uitgestoten worden. En wat denk je van een
controleur die bij agrariërs nagaat of er geen hooibroei
optreedt?
Zoek informatie over een beroep waarbij men met
verwarmen of verbranden te maken heeft. De
onderzoeksvragen luiden:
1 Wat voor werk moet je doen, als je dit beroep kiest?
2 Welke opleiding moet je ervoor volgen?
Vraag je leraar om een handleiding voor dit onderzoek.
Bij de uitwerking van deze kerndoelen is gekeken naar
exameneenheden NASK2/K/5 (`Mens en omgeving:
verbranding') en NASK2/K/10 (‘Basischemie voor ver-
volgopleiding en beroep’ doel 7 en 8) van het nieuwe
vmbo-eindexamenprogramma.
In dit hoofdstuk komen de onderstaande kerndoelen uit
domein D, H en I aan de orde.
Kerndoel 9 a
De leerlingen kunnen wat betreft de processen verbranden
en verwarmen:
– het proces van verbranding van brandstof in
verwarmingstoestellen beschrijven en het belang van
voldoende luchttoevoer aangeven.
(Opmerking: Verbrandingsreacties zijn in een meer
uitgebreide betekenis behandeld, dus niet alleen voor
verwarmingstoestellen.)
Kerndoel 9 c
De leerlingen kunnen wat betreft de processen verbranden
en verwarmen:
– aangeven dat het blussen van branden berust op de
beïnvloeding van de omstandigheden waaronder een
verbranding kan plaatsvinden.
Kerndoel 10 c
De leerlingen kunnen wat betreft maatregelen en effecten
op het gebied van verbranden en verwarmen uitleggen
welke milieu- en gezondheidseffecten verbranding van
brandstoffen heeft en beargumenteren dat deze effecten
ook elders en in de toekomst merkbaar zijn.
Kerndoel 19 e
Scheikundige reacties beschrijven als het verdwijnen en
ontstaan van stoffen en ook in termen van hergroepering
van atomen tot nieuwe moleculen.
Kerndoel 20
De leerlingen kunnen wat betreft het gebruik van (water,
reinigingsmiddelen, cosmetica,) energie (en geluid), zoals
gespecificeerd in de voorgaande kerndoelen, een relatie
leggen met natuur, milieu en duurzame ontwikkeling.
(opmerking: in dit hoofdstuk wordt voornamelijk gekeken
naar verbrandingen en de milieu-effecten die daarbij
optreden).
2.5.2 Per paragraaf
2.5.2.1 Brandt het altijd?
Lessuggesties
In deze paragraaf komen de voorwaarden voor verbran-
dingsreacties aan de orde. Dat bij elke verbranding een
brandstof en zuurstof (lucht) nodig zijn, zal voor leerlingen
niet moeilijk te begrijpen zijn; enige aandacht is hieraan
ook al in hoofdstuk 4 besteed. In proef 1 wordt de ontbran-
dingstemperatuur bij verbrandingsreacties duidelijk
geïllustreerd. Het is ook een proef die verwondering zal
oproepen. Als u dat wenst, zou u deze proef als stimulus
(instap) kunnen gebruiken. Daaropvolgend kunt u de voor-
waarden voor een verbranding bespreken, zoals die in het
handboek aan de orde komen. Met deze volgorde voor-
komt u dat het practicum een herhaling van de leerstof
wordt en dat de conclusies die uit de proef getrokken
worden erg voor de hand liggend zijn.
Het moeilijkste bij de voorwaarden voor een verbranding is
dat er een bepaalde minimale temperatuur nodig is, de
ontbrandingstemperatuur. In deze paragraaf wordt aan dit
onderwerp daarom de nodige aandacht besteed (proef 1
maar zie ook werkboekvragen). Dat een verbrandings-
reactie niet zomaar verloopt maar dat de brandbare stof
eerst op een bepaalde temperatuur gebracht moet
worden, kunt u uitleggen in het kader van `aansteken'. Dat
is voor leerlingen herkenbaar: aardgas moet je aansteken,
maar ook papier, magnesium of stukjes hout gaan niet
zomaar branden. Eventueel kunt u naar proef 2 (de ver-
branding van magnesium) en naar proef 2 van hoofdstuk 4
(verbranden van hout) terugverwijzen. Daarmee kunt u
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
34
ook nog eens duidelijk maken dat er een brander nodig is
om de verbrandingsreacties te starten.
Vraag 10 – over het mysterie van de ‘witte wieven' – en de
Test jezelf vraag 18 doen het beroep op uw leerlingen om
de ontbrandingstemperatuur te herkennen als een stof-
eigenschap. Dat de ontbrandingstemperatuur een stof-
eigenschap is zou u in uw les kunnen toelichten. Demo 1
kunt u daarbij uitvoeren ter ondersteuning van uw uitleg.
Het aansteken van een bankbiljet dat gedrenkt is in een
mengsel van alcohol en water (50%-50%) geeft duidelijk
het verschil in ontbrandingstemperatuur aan tussen papier
en alcohol: papier heeft een veel hogere ontbrandings-
temperatuur dan alcohol. De temperatuur is wel hoog
genoeg om het alcohol te laten branden, maar niet hoog
genoeg om het papier te laten ontbranden. (De uitleg van
deze demo komt neer op het wegnemen van een gedeelte
van de verbrandingswarmte doordat het aanwezige water
verdampt, maar die uitleg kunt u uw leerling beter
besparen.)
Ter afsluiting kunt u demo 2 uitvoeren (in de zuurkast) en
de resultaten daarvan klassikaal nabespreken. Bij de
`verwerking' bij deze demo kunt u lezen welke zaken u bij
de nabespreking aan de orde kunt stellen. De nabespre-
king geeft u gelegenheid om alle zaken van deze para-
graaf nog eens op een rijtje te zetten en kunt u nagaan of
de leerlingen de leerstof goed begrepen hebben.
Demo 1
Doel: laten zien dat de ontbrandingstemperatuur van
papier hoger is als die van alcohol.
Benodigdheden: mengsel van alcohol en water (50%,
50%), bankbiljet
Uitvoering: laat een bankbiljet goed doordrenken in het
alcohol-water-mengsel (of alcohol waar een koperzout in is
opgelost) en steek het biljet aan.
Alcohol verbrandt met licht blauwe vlam, maar het papier
gaat niet branden. Nadat alle alcohol verbrand is, stopt de
verbranding.
Demo 2
De ontbrandingstemperatuur van witte fosfor
Doel: laten zien dat de ontbrandingstemperatuur van witte
fosfor laag is.
Benodigdheden: afsluitbare erlenmeyer met een laagje
zand op de bodem, witte fosfor, hete metaaldraad,
zuurkast
Breng in een erlenmeyer een laagje zand aan. Leg een
klein stukje witte fosfor op de bodem neer en verwarm het
stukje heel even met een hete metaaldraad. Sluit de
erlenmeyer direct af en kijk goed.
Verwerking: Welke reactieverschijnselen zie je allemaal
optreden?
Wat is de naam van het reactieproduct?
Geef het reactieschema in woorden weer.
Stel de reactievergelijking op. De formule van fosforoxide
is P,O.
Wat weet je van de ontbrandingstemperatuur van witte
fosfor?
Waardoor stopt de reactie? Welke twee mogelijke
oorzaken kun je bedenken?
2.5.5.2 Brand? Blussen!
Lessuggesties
In deze paragraaf staat het blussen van branden centraal.
U kunt bij aanvang van deze paragraaf nog eens de drie
voorwaarden die nodig zijn voor een verbranding op een
rijtje zetten. Daarmee heeft u gelijk een opstapje om de
drie voorwaarden voor het brandblussen te behandelen.
Gekoppeld daaraan kunt u de blusmethoden bespreken.
Dat niet iedere brand met behulp van water geblust kan
worden kunt u met proef 2 demonstreren. Bij deze demo
wordt geprobeerd om een benzinebrand met water te
blussen. Een andere regelmatig voorkomende foutieve
blusmethode is het blussen van brandend vet met water.
In het handboek is daarover een krantenberichtje opge-
nomen. In dit artikeltje komt naar voren dat het blussen
van brandend vet met water juist een averechts effect
heeft. Aansluitend kunt u dit met proef 3 demonstreren.
Het verdient wel aanbeveling om de reden te bespreken,
waarom brandend vet en een benzinebrand niet met water
geblust mogen worden. Anders bestaat de kans dat
leerlingen de resultaten van de proeven als `zoete koek'
aannemen, zonder dat ze kunnen beargumenteren
waarom water in deze gevallen geen goed blusmiddel is.
2.5.2.3 Verbrandingsreacties
Lessuggesties
In deze paragraaf staan de molecuulformules centraal. Het
nut van het gebruik van molecuulformules kunt u
illustreren aan de hand van het bekende voorbeeld water
versus waterstofperoxide. De volgende uitleg kan dan
gebruikt worden: water en waterstofperoxide bestaan
beide uit de atoomsoorten waterstof en zuurstof. Hoe weet
je wanneer het water is en wanneer het waterstof-
peroxide? Vergelijk het eens met de Nederlandse taal: er
zijn woorden die uit dezelfde letters bestaan, deze letters
komen in verschillende aantallen voor. Bijvoorbeeld KAAK
en KAK. U kunt dan aangeven dat je hetzelfde tegenkomt
bij molecuulformules. Het aantal atomen waterstof en
zuurstof is in water en waterstofperoxide niet hetzelfde:
H2O en H2O2. U kunt dit opschrijven als HOH en HOOH
om de analogie met KAK en KAAK weer te geven. Tel
samen het aantal atomen in HOH en HOOH en leidt hieruit
de formules af. Het is handig om de eerste keer het cijfer 1
in water weer te geven: H2O1, om daarna te vertellen dat
het cijfer 1 altijd weggelaten wordt in formules. Vertel ook
dat het meervoud van index indices is.
Ter afsluiting zou u op grond van de formules de molecuul-
tekeningen van water en waterstofperoxide op het bord
kunnen tekenen, waarna u de leerlingen aan het werk kunt
zetten met proef 5.
2.5.2.4 Lekker warm!
Lessuggesties
In deze paragraaf gaat het vooral om de toepassing en de
gevaren van het verbranden van aardgas.
35
Bij het bespreken van het begrip onvolledige verbranding,
kunt u als voorbeeld van een zeer onvolledige verbranding
demo 3 laten zien waarbij een porseleinen schaaltje in een
gele vlam gehouden wordt. Het schaaltje zal zwart uitslaan
ten gevolge van de vorming van roet. Een roetende vlam
duidt op een onvolledige verbranding. De luchttoevoer van
de brander is dan dicht. U kunt kan aan de klas vragen
waarom er roet gevormd wordt. Van daaruit kan naar de
andere onvolledige verbranding gegaan worden, namelijk
waarbij koolstofmono-oxide gevormd wordt. In Chemie
Aktueel staan enkele voorbeelden van artikelen die gaan
over de vorming van koolstofmono-oxide. Zo’n artikel zou
als introductie op het onderwerp gebruikt kunnen worden.
Via het artikel kan ook ingegaan worden wanneer er CO
gevormd kan worden.
Een aanvullende mogelijkheid is om gedurende de
behandeling van dit hoofdstuk een collage te maken met
allerlei artikelen e.d. die over verbrandingen gaan.
Hiermee haalt u op een eenvoudige manier de context de
klas in.
Ook komt in deze paragraaf de schoorsteenbrand in het
kort aan bod. Als u dit met uw leerlingen bespreekt, zal er
zeker wel bij een van uw leerlingen of bij vrienden,
bekenden een schoorsteenbrand hebben plaatsgevonden.
Het geeft u weer een mooie gelegenheid om het begrip
ontbrandingstemperatuur nogmaals onder de aandacht te
brengen.
Een ander aspect dat u aan de orde kunt brengen is het
explosiegevaar van aardgas. U kunt dit koppelen aan nog
steeds regelmatig plaatsvindende gasexplosies in huizen.
U kunt de explosie van aardgas aantonen met demo 4.
Als leerlingen denken aan verbrandingen, dan zullen ze
denken aan reactieverschijnselen als vuur, vlammen en
rook. Het verdient aanbeveling om kort aan te geven dat
niet alle verbrandingen op een dergelijke manier verlopen.
In vraag 39 wordt namelijk aandacht gevraagd voor lang-
zame verbrandingen, namelijk de verbranding van voedsel
in het eigen lichaam. U hoeft de termen snelle en lang-
zame verbranding niet naast elkaar af te zetten. Het is
voldoende dat leerlingen weten dat de verbranding van
voedsel ook daadwerkelijk een verbrandingsreactie is. U
kunt wel even naar een duidelijke overeenkomst verwijzen,
namelijk dat alle verbrandingen ervoor zorgen dat er
energie geleverd wordt, zonder energie ben je ten dode
opgeschreven. U zou eventueel demo 5 kunnen uitvoeren.
Met deze demo wordt bewezen wat vermoedelijk veel
leerlingen al weten, namelijk dat CO2 en H2O de reactie-
producten zijn van de verbranding van voedsel in je
lichaam. Maar als u vindt dat deze proef weinig toevoegt,
kunt de demo overslaan.
Demo 3
Doel: aantonen dat bij onvolledige verbranding
roetvorming optreedt.
Houd een porseleinen schaaltje in de gele vlam van een
brander. Het schaaltje zal zwart uitslaan. Eventueel kunt u
leerlingen vragen om er met hun vingers overheen te
gaan.
Demo 4
Doel: aantonen dat aardgas kan exploderen.
Nodig: verfblik met in de bodem en in de deksel een
gaatje, driepoot en gaasje, aardgas, lucifers
Vul het verfblik helemaal met aardgas. Zet het blik op het
gaasje met driepoot. Steek het aardgas aan. Let goed op
de kleur van de vlam!
Uitwerken
Hoe ziet de vlam er direct na het aansteken uit?
Leg uit waarom de vlam deze kleur heeft.
Hoe verandert de kleur van de vlam tijdens de proef?
Licht deze kleurverandering toe.
Wat gebeurt er uiteindelijk? Noteer je waarneming!
Welke voorwaarden zijn nodig voor een explosie?
Demo 5
Doel: aantonen dat er koolstofdioxide en waterdamp in
uitgeademde lucht voorkomen.
Nodig: kalkwater, rietje, reageerbuis, koud voorwerp
Deel a: koolstofdioxide aantonen
Giet een beetje kalkwater in een reageerbuis (2 cm hoog).
Blaas met behulp van het rietje door het kalkwater, totdat het
kalkwater duidelijk veranderd is.
Uitwerken
Wat zie je gebeuren?
Welke stof heb je aangetoond?
Deel b: water aantonen
Adem tegen een koud voorwerp of op een spiegel en kijk
goed.
Uitwerken
Wat zie je gebeuren?
Welke stof heb je aangetoond?
Geef het reactieschema van de verbranding van voedsel in
je lichaam.
2.5.2.5 Vuile lucht
Lessuggesties
Als laatste onderwerp komt de luchtverontreiniging aan
bod. Luchtverontreiniging is een neveneffect dat bij elke
verbranding optreedt. We beginnen met de vorming van
koolstofdioxide met daaraan gekoppeld het broeikaseffect.
Beter gezegd: het versterkte broeikaseffect want het
broeikaseffect is al heel lang aanwezig, net zolang er al
koolstofdioxide in de atmosfeer aanwezig is. Het broei-
kaseffect is nog steeds een zeer actueel probleem. Het
staat u vrij dit aspect uitvoeriger te behandelen dan in het
boek gedaan is. Shell heeft een lesprogramma laten
ontwikkelen, Een warme wereld, waarbij het broeikaseffect
uitvoerig aan bod komt. De overstap van het versterkte
broeikaseffect naar bio-brandstoffen is niet moeilijk te
maken. Bio-brandstoffen worden maar heel beknopt
besproken maar u kunt dit natuurlijk verder uitwerken. Bij
de behandeling van deze onderwerpen kunt u demo's 6 en
7 uitvoeren.
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
36
Ook komt de luchtverontreiniging door zwaveldioxide en
stikstofoxiden aan bod. Daarmee samenhangend komt het
begrip zure regen naar voren. Eventueel kunt u de uitstoot
van die stoffen ook koppelen aan de smogvorming zoals
die in de kadertekst ter sprake komt. Hoe zure regen
gevormd kunt u de leerlingen demonstreren met demo 8.
Het is dan wel aan te bevelen om dit na proef 7 te doen;
leerlingen weten dan al dat een zwaveldioxide-oplossing
een zure oplossing is.
Het onderdeel `zure regen' kunt u naar believen kort of
uitgebreid aan bod laten komen. Er is veel additioneel
materiaal aanwezig waar u uit kunt putten als u extra tijd
hieraan wilt gaan besteden. Denk daarbij onder andere
aan folders van het ministerie van VROM over zure regen.
Demonstratieproeven
Demo 6
Doel: aantonen dat wasbenzine zeker de elementen C en
H bevat.
In samenspraak met de leerlingen kan vrij snel en
eenvoudig bewezen worden dat er water (condenseren
tegen een koud bekerglas) en koolstofdioxide (helder
kalkwater wordt troebel) gevormd wordt bij de verbranding
van wasbenzine.
Demo 7
Doel: laten zien dat bio-alcohol als brandstof kan dienen.
Nodig: alcohol (50%)oplossing, kroesje, lucifers, stukje
papier
Schenk een beetje van de alcoholoplossing in een kroesje
en steek de damp aan. De vlammen zijn niet goed te zien.
Houd daarom een stukje papier boven het brandende
alcohol om dit duidelijker te laten zien (het papier zal gaan
branden).
Demo 8
Doel: laten zien dat bij verbranding van zwavel een stof
ontstaat die zure regen veroorzaakt.
(Dit is een simulatieproef om aan te tonen hoe zure regen
ontstaat.)
Nodig: Aquariumbak, zwavel(verbinding), blauw
lakmoespapier, plantenspuit met water
Neem een aquariumbak en leg op de bodem diverse
strookjes blauw lakmoespapier. Verbrand zwavel, of een
geschikte zwavelhoudende verbinding, in de aquariumbak.
Met een plantenspuit is regen te simuleren.
Toelichting: U moet wel eerst uitleggen dat blauw lakmoes
een reagens is om zure stoffen aan te tonen en dat daarbij
de kleur verandert van blauw naar rood.
2.5.2.6 De ruimte in
Mobiele telefoontjes zijn tegenwoordig zo gewoon dat zelfs
veel leerlingen, ondanks hun krappe beurs, er een
hebben. Ze zijn al gauw bedreven in het bedienen ervan.
Maar hoe een mobieltje precies werkt, zullen ze
waarschijnlijk niet weten. U kunt verwondering bij uw
leerlingen oproepen, als u vertelt dat ze via een satelliet
bellen die zich op 36 000 km van de aarde bevindt. Ook
als ze vanuit hun slaapkamer naar moeder, die in keuken
is, bellen om te vragen of het eten klaar is. In deze
paragraaf wordt uitgelegd hoe de communicatie via een
satelliet verloopt. U kunt dit, net zoals dat in het boek is
gedaan, kort uitleggen. Daarop aansluitend komt de
hamvraag: hoe breng je een satelliet de ruimte in? Nu
komt de scheikunde om de hoek kijken. De chemische
processen die nodig zijn voor het lanceren van raketten
komen in de werkboekvragen uitgebreid aan de orde. Veel
vragen zijn in feite een herhaling van de leerstof, maar nu
in de context van de raketchemie. Leerlingen moeten de
vragen dan ook zelfstandig op kunnen lossen. Middels een
nabespreking van de antwoorden kunt u nog eens
accenten leggen op enkele belangrijke onderwerpen. U
kunt bijvoorbeeld het belang van de juiste
massaverhoudingen nog eens aanstippen. Dat komt in
vraag 4c aan de orde, maar nu in een ander verband dan
in het handboek: een raket neemt geen overtollige massa
(lees overmaat) mee tijdens zijn reis door de ruimte.
De paragraaf wordt afgesloten met een alinea over
ruimteafval. De kans dat er in de ruimte een botsing
tussen ruimtevaartuigen/satellieten neemt toe met het
aantal.
In afbeelding 27 staan voor de hoofdtrap twee massa’s: de
totale massa van de hoofdtrap en de massa’s van
waterstof en zuurstof. Bij beantwoording van vraag 5 moet
gerekend worden met 155 ton aan totale massa van
waterstof en zuurstof.
2.6 Hoofdstuk 6 De aarde als grondstoffenleverancier
2.6.1 Uitgangspunten
In dit hoofdstuk staat de productie van stoffen uit aardolie
en metalen uit ertsen centraal. We hebben dit hoofdstuk
opgezet in de sfeer van de grotere verbanden
(samenhang) tussen chemie en maatschappij:
grootschaligheid van de chemie, de noodzaak en de
consequenties daarvan.
De eerste drie paragrafen behandelen de metaalmengsels
(legeringen), de productie van metalen, metaalvoorraden,
milieuaspecten en recycling. In paragraaf 2 wordt de
bereiding van ijzer (hoogovenproces), staal en aluminium
uit ertsen behandeld.
De volgende paragraaf gaat over fossiele brandstoffen.
Steenkool wordt besproken, waarbij vooral de
milieuproblemen die met deze brandstof gepaard gaan
centraal staat.
Ook andere fossiele brandstoffen zoals aardgas en
aardolie passeren kort de revue.
37
Paragraaf 5 gaat over de destillatie van aardolie en de
stoffen die in aardolie voorkomen; de koolwaterstoffen. In
het kader van de destillatie zou u kunnen spreken over
een continu proces. Kennis over continu processen is
geen vereiste, maar kan gebruikt worden om aan te geven
als voorbeeld dat processen in het groot heel anders
opgezet zijn dan in het klein. Het is voldoende als
leerlingen inzien dat de chemische industrie meestal met
dergelijke productieprocessen werkt omdat dit het
voordeel heeft dat continu grote hoeveelheden product
kunnen worden gefabriceerd.
Bij de bespreking van de koolwaterstoffen introduceren we
de alkanen als groep binnen de koolwaterstoffen die de
bijzondere eigenschap hebben dat hun molecuulformules
voldoet aan de algemene vorm: CnH2n +2.
Paragraaf 6 en 7 gaan over de productie, eigenschappen
en toepassingen van kunststoffen. Hierbij komen ook de
voor- en nadelen van kunststoffen versus andere
(natuurlijke) materialen vezels aan de orde alsmede de
milieueffecten en recycling. Het kader over pvc en milieu
geeft een goed samenvattend overzicht van deze
paragraaf. In het handboek wordt kort aandacht besteed
aan de tweedeling van kunststoffen in thermoharders en
thermoplasten. Deze ruwe tweedeling in eigenschappen is
ook prima via een proef te laten zien. Bij de lessuggesties
bij paragraaf 6 vindt u een proef die u de leerlingen kunt
laten uitvoeren. Dit leerstofonderdeel leent zich bijzonder
goed voor materiaalonderzoek. In het werkboek vindt u
voorbeelden van enkele onderzoeken die leerlingen
zouden kunnen doen. U zou ook het verschil in
brandbaarheid kunnen demonstreren, zie lessuggesties.
In de keuzeparagraaf gaat het om kauwgom. Wat is
kauwgom? Hoe maakt men kauwgom? De historie van
kauwgom. Een drietal onderwerpen die zeker aan bod
komen.
Beroepen
Ook in dit hoofdstuk heeft het weer met stoffen en
materialen te maken. Uit aardolie maakt men allerlei
stoffen. Daarbij zijn procesoperators nodig die het proces
in de gaten houden. Op het laboratorium wordt allerlei
onderzoek gedaan, ook naar nieuwe stoffen. Steeds
komen weer nieuwe kunststoffen op de markt die aan een
gedegen onderzoek zijn blootgesteld. Wat denk je van een
verpakkingstechnoloog?
Ook bij het maken van kunststoffen zijn weer mensen
nodig die het proces regelen en sturen.
Hetzelfde geldt voor de staal- en aluminiumindustrie waar-
bij uit metaalertsen metalen gemaakt worden.
Een nieuwe tak bij beide industrieën is de milieutak en dan
in het bijzonder het hergebruik van allerlei materialen.
Milieutechnologie is een nog steeds groeiende poot in de
industrie.
Zoek informatie over een beroep dat met aardolie,
kunststoffen of metalen te maken heeft. De onderzoeks-
vragen luiden:
1 Wat voor werk moet je doen, als je dit beroep kiest?
2 Welke opleiding moet je ervoor volgen?
Vraag je leraar om een handleiding voor dit onderzoek.
Opmerking: in Chemie Aktueel 25 (oktober 1997) staat
een opdracht over het beroep van verpakkingstechnoloog.
Wellicht bruikbaar bij dit hoofdstuk.
Bij de uitwerking van deze kerndoelen is gekeken naar
exameneenheden NASK2/K/5 (`Mens en omgeving:
verbranding' doel 3 en 4) en NASK2/K/9 (‘Chemie en
industrie’) van het nieuwe vmbo-eindexamenprogramma.
In dit hoofdstuk komen de onderstaande kerndoelen uit
domein B, D en I aan de orde.
Kerndoel 6a
De leerlingen kunnen wat betreft het gebruik van
materialen en producten stoffen en materialen
onderscheiden en verband leggen tussen soorten
materialen, hun eigenschappen en het gebruik in
producten en constructies.
Kerndoel 6c
De leerlingen kunnen wat betreft het gebruik van
materialen en producten uitleggen hoe bij het gebruik van
stoffen, materialen en producten in huis rekening kan
worden gehouden met het milieu en suggesties doen om
verspilling en verontreiniging tegen te gaan.
Kerndoel 6d
De leerlingen kunnen wat betreft het gebruik van
materialen en producten verwoorden welke milieu-effecten
bij afvalverwerking optreden.
Kerndoel 10c
De leerlingen kunnen wat betreft maatregelen en effecten
op het gebied van verbranden en verwarmen uitleggen
welke milieu- en gezondheidseffecten verbranding van
brandstoffen heeft en beargumenteren dat deze effecten
ook elders en in de toekomst merkbaar zijn.
Kerndoel 20
De leerlingen kunnen wat betreft het gebruik van (water,
reinigingsmiddelen, cosmetica,) energie (en geluid), zoals
gespecificeerd in de voorgaande kerndoelen, een relatie
leggen met natuur, milieu en duurzame ontwikkeling.
(opmerking: in dit hoofdstuk wordt voornamelijk gekeken
naar energie en de milieu-effecten van verbrandingen)
2.6.2 Per paragraaf
2.6.2.1 Metalen en metaalmengsels
Lessuggesties
Als inleiding op `metalen mengen' kunt u ingaan op het
waarom van het gebruik van legeringen (het veel harder
zijn van legeringen vergeleken met de zuivere metalen;
verbeterde eigenschappen). Daarbij kunt u aangeven dat
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
38
zuivere metalen ook nog wel worden toegepast; denk
daarbij aan koper in elektriciteitsdraden. U kunt toelichten
waarom dat zo is (een betere geleiding van elektriciteit) en
welke aspecten worden bekeken om te beslissen of een
zuiver metaal of een legering gebruikt gaat worden.
Bij legeringen kan ook het stukje video (AV-Bouwstenen,
stichting ABC) over metalen en legeringen als uitgangs-
punt dienen. Het verdient dan wel aanbeveling om de
video van te voren te bekijken en uw les rondom die video
voor te bereiden. In de video komt namelijk ook het begrip
edelheid ter sprake. Wellicht kunt u dit gebruiken om het
corrosieprobleem van ijzer te bespreken. Daarmee heeft u
ook een ander, meer chemisch, opstapje om het voordeel
van legeringen te bespreken (roestvast staal versus zuiver
ijzer).
Een van de onderdelen van het nieuwe vmbo-examen-
programma is oriëntatie op leren en werken (zie ook deel
A van deze docentenhandleiding). Een mogelijkheid om
invulling aan deze exameneenheid te geven is om leer-
lingen de opdracht te geven om informatie te verzamelen
over een beroep waarin met metalen gewerkt wordt en de
opleiding die daarvoor nodig is. In paragraaf 1.5 vindt u
een handleiding die u voor de leerlingen kunt kopiëren.
In het werkboek komen in het kader van legeringen
massapercentages aan bod. Het is aan te bevelen om
vooraf enkele voorbeelden van berekeningen met
massapercentages in de klas te behandelen. Dit kunt u
doen volgens de voorbeeldberekening zoals die in het
handboek is opgenomen.
2.6.2.2 Metalen maken
Lessuggesties
Het begrip edelheid komt naar voren. Daarbij zijn de
demoproeven 1 en 2 uitstekend van dienst om dit nader
toe te lichten.
Het begrip erts kan uitgelegd worden aan de hand van
economische winbaarheid. Er zijn heel veel grondsoorten
die ijzerverbindingen bevatten, echter slechts weinige
worden ijzererts genoemd. Bij aluminium kunt u daarbij als
voorbeeld noemen bauxiet en klei: bauxiet bevat
economisch gezien voldoende aluminiumverbinding (circa
50%) om er aluminium uit te bereiden, klei niet. Er is een
vraag opgenomen waarin gerekend moet worden, vraag
24 en 25, dat zal zeker een vraag zijn die besproken zal
moeten worden.
Als heel aardig intermezzo kan de thermietreactie
gedemonstreerd worden, demo 3, waarbij uit aluminium en
ijzeroxide ijzer gevormd wordt. Hierbij komt ook heel veel
energie vrij. Deze reactie werd vroeger gebruikt in
thermische lansen om metaalplaten door te snijden.
Er zijn zowel van de aluminiumbereiding als van de
staalbereiding videofragmenten te gebruiken om het een
en ander toe te lichten. Het voordeel van een stukje video
is het visualiseren van de tekst en de foto’s in het
tekstboek. Bij deze paragraaf is het aan te raden om
voldoende tijd te besteden aan de bespreking van de
toepassingsvragen.
Demonstratieproeven
Demo 1 Edelheid metalen
Doel: laten zien dat er verschil is in reactievermogen van
diverse metalen
Koper, ijzer en magnesium in zure oplossing brengen.
Benodigdheden:
Koperkrullen; ijzeren spijkertjes; magnesiumlint.
4 M zoutzuur.
Reageerbuizen en reageerbuisrekje
Werkwijze: Breng in drie reageerbuizen elk 10 mL 4 M
zoutzuur. Voeg aan de eerste buis een paar koperkrullen
toe, aan de tweede buis een ijzeren spijkertje en aan de
derde buis een stukje magnesiumlint.
a. Welk metaal reageert het snelst?
b. Welk metaal reageert het langzaamst?
c. Hoe kun je het verschil in reactiesnelheid verklaren?
Demo 2 Natrium en water
Doel: nagaan hoe fel natrium met water reageert
Benodigdheden:
Stukje natrium
Grote glazen bak
Groot filtreerpapier
Kroezentang
Zuurkast
Werkwijze: Zet een grote glazen bak in de zuurkast. Vul de
bak met kraanwater. Laat vlak voordat het natrium
toegevoegd wordt een groot stuk filtreerpapier op het
water vallen. Pak met de kroezentang het stukje natrium
en laat het op het water vallen. Sluit de zuurkast. Kijk
goed. Noteer al je waarnemingen.
Demo 3 Thermietreactie
Doel: maken van ijzer met behulp van een chemische
reactie.
Meng aluminiumpoeder met ijzeroxide in de
massaverhouding 1 : 3.. Breng dit mengsel in een
bloempot die in een grotere bloempot staat. Breng op het
mengsel een laagje kaliumpermanganaat (20 gram) aan
en giet daarna glycerol (7 mL) op het mengsel. Glycerol
reageert met kaliumpermanganaat en de ontstane warmte
laat de reactie tussen aluminium en ijzeroxide starten. Het
gevormde ijzer komt onderuit de bloempot als vloeistof te
voorschijn. Voer deze proef buiten uit of anders in de
zuurkast.
Het is een vrij kostbare manier om ijzer te produceren!!
2.6.2.3 Metalen hergebruiken
Lessuggesties
De meest bekende manier van hergebruik van metalen is
het gebruik van schroot. Schroot wordt aan ruwijzer
toegevoegd om het koolstofpercentage te verlagen. Dit
gegeven kan goed gebruikt worden om de overstap van de
vorige paragraaf naar deze paragraaf toe te lichten.
Hiermee wordt de samenhang in het geheel ook
duidelijker. Een chemische georiënteerde kringloop met
39
ijzererts-ijzer(staal)-schroot-ijzer(staal) is dan goed te
gebruiken. Eventueel kunt u in een dergelijke kringloop de
formules voor ijzeroxide in ijzererts (Fe2O3) en dezelfde
formule voor schroot (niet helemaal juist omdat schroot
eigenlijk ijzerroest is, Fe2O3·nH2O) gebruiken om daarmee
de kringloop van het element ijzer duidelijk te maken.
Proef 7 kan uitgevoerd worden om een koperkringloop
weer te geven. Met behulp van de resultaten van deze
proef kan een kringloop getekend worden (koper-
kopernitraatoplossing-koper) en kan het begrip kringloop
met behoud van elementen uitgelegd worden. Eventueel
kan demo 4 uitgevoerd worden.
Het begrip kringloop kan eventueel nog toegelicht worden
met enkele bekende voorbeelden, zoals de koolstofkring-
loop in de natuur, de papierkringloop als oud papier
verzameld wordt, de glaskringloop, de kringloop van blik,
et cetera.
Vooral het economische maar ook zeker het ecologische
belang moet daarbij ter sprake komen.
Als laatste komen de zware metalen aan bod waarbij de
schadelijkheid van metalen als cadmium, lood en kwik ter
sprake komen.
Ook hierbij zijn er voldoende mogelijkheden om het
onderwerp verder uit te breiden indien u dat wenselijk
vindt. U kunt bijvoorbeeld de klas in groepjes van 3-4
leerlingen opdelen en elke groep de opdracht geven om
van een metaal een verhaal te maken dat aan de rest van
de klas gepresenteerd moet worden. Als u dit tijdig van te
voren opgeeft (3 à 4 weken) dan heeft elke groep
ruimschoots de tijd om een presentatie voor te bereiden.
Spreek wel goed af hoe lang de presentatie moet duren en
welke audiovisuele hulpmiddelen gebruikt kunnen/moeten
worden. Stimuleer nieuwe presentatievormen!!
Demo 4 Koperkringloop.
Doel: laten zien dat koper teruggewonnen kan worden uit
een kopernitraatoplossing.
Werkwijze:
Neem een kopernitraatoplossing en voeg daar staalwol
aan toe. Het aanwezige koper in de vorm van koperionen
wordt omgezet in metallisch koper.
Dit is een andere manier dan elektrolyse (proef 3
werkboek) om koper terug te winnen uit een
kopernitraatoplossing.
2.6.2.4 Fossiele brandstoffen
Lessuggesties
In deze paragraaf komen de diverse fossiele brandstoffen
aan bod zoals steenkool, aardolie en aardgas. Het zijn
geen onbekende stoffen voor leerlingen want ze zullen het
al vaker gehad hebben over deze stoffen, bijvoorbeeld bij
het vak aardrijkskunde. U kunt daar naar vragen, zowel bij
leerlingen als introductie op het onderwerp, als bij uw
collega aardrijkskunde ter voorbereiding.
Milieuaspecten worden heel kort genoemd (vorming
koolstofdioxide, vorming zwaveldioxide) en kunt u naar
eigen inzicht verder uitbreiden.
Het verschil van verbranden van aardolieproducten wordt
getoond in proef 4 en kan als slot van de eerste paragraaf
uitgevoerd worden zodat u een prima springplank hebt
naar de volgende paragraaf.
2.6.2.5 Aardolie
Lessuggesties
Het eerste gedeelte, de destillatie zelf, is een vrij traditio-
neel gedeelte dat je in elk derde klas leerboek zult
tegenkomen. Shell heeft diverse video’s uitgebracht
waarop het destillatieproces tot in alle facetten belicht
wordt. Het is een prima mogelijkheid om aan de hand van
de video waarop het destillatieproces besproken wordt
toelichting te geven op die destillatie. Het verdient dan wel
aanbeveling om de video zelf van te voren te bekijken en
de les rondom die video voor te bereiden. Het draaien van
zomaar een stukje video heeft weinig rendement maar als
werkelijk onderdeel van de les kan het iets toevoegen.
Als u op school in het bezit bent van het demonstratiebord
met allemaal verschillende fracties van de aardolie-
destillatie dan kunt u die ook gebruiken in uw uitleg.
Aansluitend kan dan vraag 53 behandeld worden waarin
de destillatie nog eens naar voren komt.
U kunt dieper ingaan op het proces door het begrip
‘continuproces’ te introduceren in samenhang met het
gegeven dat het over een chemisch-industrieel proces
gaat.
Aansluitend de uitleg over aardolie kan proef 5 uitgevoerd
worden waarbij twee bekende fracties nader onderzocht
worden. Aansluitend daarop kan demoproef 5 uitgevoerd
worden waarbij de link naar de automotor gelegd kan
worden, niet alleen is er brandstof nodig (benzine of
diesel) maar ook olie, een andere aardoliefractie, om alle
bewegende delen van smeerolie te voorzien.
In het tweede gedeelte van deze paragraaf wordt nader
ingegaan op de formules van een bepaalde groep van
koolwaterstoffen, de alkanen. U kunt bijvoorbeeld
beginnen met het opschrijven van formules van
opeenvolgende alkanen en dan afvragen of er een
bepaalde regelmaat te ontdekken is. Die regelmaat moet
uitkomen op de toename van steeds CH2 van
opeenvolgende alkanen. Bij het inzien van deze
regelmatigheid is de stap naar de algemene formule
CnH2n+2 makkelijker te zetten.
Demonstratieproef
Demo 5 Motorolie
Doel: nagaan hoe de viscositeit van motorolie met de
temperatuur verandert.
Benodigdheden:
Maatcilinder
Motorolie
Stopwatch
Metalen kogeltjes
Verwarmingsapparaat (elektrisch)
Werkwijze
Vul een maatcilinder van 100 mL met motorolie. Meet de
temperatuur van de olie. Laat een metalen kogeltje in de
olie vallen en meet de valtijd totdat het kogeltje de bodem
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
40
bereikt. Herhaal de proef 2 keer en bereken de
gemiddelde tijd.
Verwarm de olie tot 30 °C, 40 °C en 50 °C en meet bij elke
temperatuur de valtijd op die het kogeltje nodig heeft om
de bodem te bereiken. Herhaal de proef steeds 2 keer en
bereken de gemiddelde waarde.
Zet de resultaten in een grafiek uit.
Is er een evenredig verband te ontdekken tussen
temperatuur en viscositeit? Licht toe.
2.6.2.6 Kunststoffen
Lessuggesties
Het begrip macromolecuul wordt geïntroduceerd. Hierbij
kunt u de link leggen naar macromoleculen die in de
natuur voorkomen zoals cellulose en zetmeel. Een aantal
begrippen zal zeker bij de bespreking naar voren moeten
komen: composieten, vezels (kunst- en natuur-).
In deze paragraaf spreekt men over het kraakproces.
Hierbij kan de link gelegd worden naar het begrip
ontledingsreactie want kraken is in principe een
ontledingsreactie. Hierbij kan demo 6 uitgevoerd worden
waarbij het kraakproces uitgevoerd wordt.
Als voorbeeld van de vorming van een kunststof kan
eventueel demoproef 7 uitgevoerd worden waarbij een
piepschuim gevormd wordt.
Proef 6 kan gebruikt worden om uit te leggen hoe de
moleculen in een kunststof gerangschikt zijn. Alleen maar
ter verwondering kan demoproef 8 uitgevoerd worden.
Heel goed bruikbaar bij deze paragraaf zijn de video’s
Macromoleculen en Metalen en plastics van de serie
Science Topics (NOT).
Demonstratieproeven
Demo 6 Kraakproces
Doel: laten zien dat bij het kraken er kleinere moleculen
gevormd worden.
Benodigdheden:
Paraffineolie
Reageerbuizen
Staalwol
2 branders
Broomwater
Stop met doorleidbuisje
Slangen
Statief met klemmen
Werkwijze
Breng in een reageerbuis een paar mL paraffineolie. Breng
halverwege de buis een prop staalwol aan. Verhit de
staalwol en de paraffineolie. Zorg ervoor dat de staalwol
voldoende heet is als daar de oliedamp aankomt. Wijs de
leerlingen op de vorming van de witte rook die brandbaar
is. Leidt de witte rook ook door geel broomwater. Deze zal
ontkleuren.
Leg uit dat het ontkleuren wijst op het ontstaan van een
nieuw type koolwaterstof, namelijk een alkeen. Wijs op de
namen van kunststoffen als polyetheen, polypropeen.
Demo 7 Kunststof maken
Doel: het maken van een kunststof
Benodigdheden:
Koffiebekertje
Roerstaaf
Caradol
Caradate
Maatcilinders van 10 mL
Werkwijze: Meng 10 mL Caradol (beginstof A) en 10 mL
Caradate (beginstof B) in een koffiebekertje. Roer het
mengsel even goed door met een glasstaaf. Kijk goed. Er
ontstaat een schuimplastic.
U kunt ingaan op het ontstaan van een schuim door te
vragen wat voor een reactieproduct zeker zal ontstaan
(een gas).
Demo 8 Kunststof en elastiek
Doel: verschillen tussen kunststoffen laten zien.
Benodigdheden:
Statief met klem
Kunststofmateriaal
Elastiek
Föhn
Werkwijze: Hang aan stukje kunststof een gewichtje.
Verwarm de kunststof met de hete lucht van een föhn. U
en uw leerlingen zullen zien dat het stukje kunststof langer
wordt.
Hang daarna aan een elastiek een gewichtje. Verwarm
met een föhn. U en uw leerlingen zullen nu zien dat het
elastiek korter wordt! Alleen ter verwondering, geen uitleg
geven.
Demo 9 De brandbaarheid van kunststoffen
Doel: verschillen laten zien die optreden bij verbranding
van kunststoffen
vlam bij verbranden:
Benodigdheden:
Kunststoffen zoals PS, PE, PP
Brander
Zuurkast
Kroezentang
Werkwijze: Hou een stukje van de betreffende kunststof
vast met een kroezentang. Verwarm de kunststof met de
vlam van een brander. Voer de proef in de zuurkast uit!
Waarnemingen:
PS -> een roetende oranje-gele vlam
PME -> sinaasappelgeur, blauwgele kleur
Teflon -> brandt niet
PE -> lichtblauw, ruikt naar smeulende kaars
PVC -> moeizaam geel groen, spetterend, geur van HCl
chloor
2.6.2.7 .Kunststoffen gebruiken
Lessuggesties
Als introductie op het onderdeel ‘Eigenschappen’ kan heel
goed proef 7 uitgevoerd worden. Hierbij komen eigen-
schappen van kunststoffen naar voren die gebruikt kunnen
worden bij de verdere bespreking van het onderwerp.
Aansluitend kan eventueel demo 9 uitgevoerd worden
41
waarbij gekeken wordt naar de brandbaarheid van
kunststoffen. Als onderscheiding tussen kunststoffen kan
demo 10 uitgevoerd worden waarbij de begrippen
thermoplast en thermoharder naar voren komen.
In Chemie Aktueel 15A heeft een proef gestaan met
sympatex. Sympatex heeft de eigenschap dat het wel
waterdamp doorlaat (van binnen naar buiten) maar geen
water binnenlaat (van buiten naar binnen). Sympatex
wordt daarom veel in regenkleding en waterafstotende
materialen verwerkt. Het materiaal ademt nog wel. Bij de
genoemde Chemie Aktueel zat een kaart met een
sympatexmembraan. Hiermee kan eenvoudig het
bovenstaande principe gedemonstreerd worden. Dit wordt
kort beschreven in demo 11. Als u deze proef al als
demoproef in hoofdstuk 1 uitgevoerd hebt, dan niet meer
in dit hoofdstuk te gebruiken.
Het laatste gedeelte van de paragraaf gaat (heel kort) over
de afvalproblematiek rondom kunststoffen. Het grote
probleem daarbij is de enorme diversiteit van kunststof-
materiaal. Commercieel is het op dit moment niet
aantrekkelijk genoeg om kunststoffen van elkaar te
scheiden. Hierover kunt u met uw leerlingen een aardige
discussie houden: men kan de kunststoffen wel van elkaar
scheiden maar dat is te duur. Waar kies je dan voor? Als u
zo’n discussie houdt zult u er steeds voor moeten waken
dat er door de leerlingen betrouwbare en relevante
argumenten naar voren gebracht worden. Ter voor-
bereiding kunt u uw leerlingen een aantal artikelen ter
lezing meegeven waarin hergebruik van kunststoffen
besproken wordt. Artikelen hierover kunt u vinden in
diverse Chemie Aktueels waarbij echter niet de
kunststoffen zelf hergebruikt worden maar het
kunststofafval als grondstof gebruikt wordt voor het maken
van onder andere alkenen.
Aansluitend aan de discussie kan proef 8 uitgevoerd
worden.
Demo 10 Thermoplasten en thermoharders
Doel: Onderzoeken of kunststoffen bij verwarmen wel of
niet zacht worden (verweken)
Benodigdheden:
stukjes kunststof (PVC, PE, PP, PS, PET, plexiglas,
teflon...), grondplaat, brander, spijker en kroezentang
Voorbereiding
De meeste kunststoffen worden bij hogere temperatuur
zachter. Deze kunststoffen heten thermoplasten. Een deel
van de kunststoffen gedraagt zich anders: deze blijven hard
en als de temperatuur te hoog wordt verkolen ze.
Werkwijze:
Neem de spijker met de kop in de kroezentang en verhit de
spijker in de ruisende vlam totdat de spijker gloeit.
Probeer de spijker door de kunststof heen te drukken.
Noteer of dit lukt en beschrijf hoe de kunststof is veranderd.
Herhaal deze proef voor elke kunststof.
Verwerking:
Verdeel de kunststoffen op grond van je waarnemingen in
twee groepen: thermoplasten en thermoharders
Demo 11 Sympatexmembraan
Doel: laten zien dat waterdamp wel door de kunststof
heengaat maar water zelf niet.
Benodigdheden:
Sympatexmembraan
Bekerglas
Water
Brander
Werkwijze
Leg de kaart met de sympatexmembraan op een
bekerglas met kokend water. Wijs de leerlingen op het
beslaan van het spiegelende gedeelte boven het mem-
braan.
Eventueel kunt u hiervoor ook ander ademend materiaal
gebruiken/onderzoeken.
De waterdoorlaatbaarheid kan getest worden door een
hoeveelheid water op het materiaal te brengen (bijvoor-
beeld via een plastic pijp die je op het materiaal zet) en
kijken of het water door het materiaal heengaat. Ook
hierbij kunnen diverse ademende materiaalsoorten
onderzocht worden.
U kunt de demoproef uitbreiden door ook materiaalsoorten
als katoen en wol en kunststoffen zoals een
boterhamzakje te onderzoeken.
2.6.2.8 Kauwgom
In deze keuzeparagraaf komt het populaire snoepgoed
kauwgom aan de orde. In vogelvlucht wordt de geschie-
denis van de kauwgom beschreven. Bij de vragen in het
werkboek gaat het vooral om de gombasis, ofwel de
polymeren in de kauwgom. De vragen zijn een goede
oefening om te controleren of de stof in dit hoofdstuk goed
begrepen is. Pittige vragen die het chemische niveau van
de overige vragen in dit hoofdstuk overstijgen zijn niet
opgenomen. Leerlingen kunnen deze paragraaf na het
bestuderen van dit hoofdstuk dan ook zelfstandig door-
nemen. Na het doorwerken van deze Extra basisstof zou u
de leerlingen het onderzoek ‘Kauwgom bellenblazen’ (zie
vraag 7) uit kunnen laten voeren.
Met het onderwerp kauwgom kunt u in principe veel
kanten op. Het biedt de ingang om deelonderwerpen
(opdrachten) te behandelen. U kunt bijvoorbeeld de
winning van chicle, het verhaal van de uitvinder Thomas
Adams of de geschiedenis van kauwgom (bubble gum)
eruit lichten. Dit zijn interessante onderwerpen en op
internet is er veel informatie over te vinden. U kunt dus ook
kiezen voor enkele internetopdrachten. Na het internet-
onderzoek kunnen leerlingen hun resultaten presenteren
in een verslag of met een mooie poster. Enkele voorbeel-
den van informatieve websites zijn:
– http://home.wanadoo.nl/mL.kauwgom/spreek-
beurten/overmeer/kauwgum.htm
– http://inventors.about.com/library/inventors/blgum.htm
(Engelstalig)
DEEL 2 HOOFDSTUK VOOR HOOFDSTUK
42
– http://www.junglegum.com (info over chicle, onder
andere de winning ervan)
U zou ook aandacht kunnen besteden aan het productie-
proces. Bij de kauwgomproductie speelt procestechnologie
een belangrijke rol - net zoals bij de aardoliedestillatie en
polymeerproductie die in dit hoofdstuk besproken zijn. Dit
biedt een insteek om het beroep van procestechnoloog
onder de loep te nemen. Via de Stimorol-site
(www.stimorol.nl) kunt u het Infopakket Stimorol down-
loaden of aanvragen. Dit infopakket geeft een korte,
heldere uitleg over het productieproces en is ondersteund
met diverse foto’s
43
Deel 3 Materiaallijst
Artikelnr. Omschrijving Deel A Deel B
118693 Gevaren-etiketten set 1
117822 Bekerglas Duran LM 150 mL 2 1
118123 Brander teclu in houder met gasslang 1 1
118155 Brandergaasje nichroom 15x15 cm 1 1
117594 Reageerbuis 160/16 Duran 100st 11 10
117140 Trechter glas 60 mm 1 1
117231 Indampschaal 95 mL 36 x 85 mm 1 2
118317 Spatellepel RVS 150 mm 1 1
117041 Druppelpipetjes 10 stuks 11
117851 Erlenmeyerkolf Duran NM 100 mL 1 1
117113 Maatcilinder HM 100 mL 1
118228 Reageerbuishouder hout 1 1
118331 Kroezentang RVS 22 cm 1 1
118422 Statief platzool 75 cm RVS st. 1 1
117316 Spuitfles PL 500 mL 1 1
118107 Reageerbuisborstel 290x110x30mm 1
118243 Reageerbuisrekje hout voor 6 st 1 1
118612 Beschermbril Panorama 1 1
118602 Laboratoriumjas maat L 52/54 1 1
118231 Reageerbuisrek 24x tot 18mm wit 1 1
S76021865 Zink, poeder ZZ. 500 gr 1
S76020826 Houtskool, poeder 500 gram 1
S76022024 Actieve kool poeder (Norit) 500g 1
S76020375 Calc.carb.(geprecipit) CZ. 1 kg / krijtpoeder 1
S79020086 Aluminium, fijn poeder 100 gr 1
118648 Onderlegplaat vuurvast 60x40cm 1 1
118470 Dubbelklem 1 1
118476 Statiefklem 90 mm spanwijdte 1 1
111600 Thermometer -10/+110°C rood 30cm 1 1
S76021422 Palmitinezuur 100 gram 1
111154 Stopwatch Stratos 1
DEEL 3 MATERIAALLIJST
44
Artikelnr. Omschrijving Deel A Deel B
S76044004J Gedestilleerd water 5 liter 1
118241 Papierdispenser 120 meter, 21 cm br 1
118242 Papierrol 70mtr 3 stuks voor 118241 1
S76051263 Natriumcarbonaat.10H²0 ZZ.1 kg 1
S76021028U Koper(II)sulf.5H²0,krist,500gr 1
S51004764 Jodium indicator 100 gr 1
S76053183J Ethanol 96% geden. methanol 5 l 1
S76020375U Calcium carb. (geprecipit) 500g 1
S76051887 Zoutzuur 30%, technisch 2,5 lt 1
116542 Indicatorpapier universeel 1-11 pH 11
116540 Indicatorpapier lakmoes blauw 11
116541 Indicatorpapier lakmoes rood 11
116570 Detergent 1KG/Liter 1
117135 Roerstaaf 200/6 mm 25 stuks 1 1
117308 Schroefdopfles LDPE WH 100 mL 1
118216 Etiketten, 18x38 mm 816 st 1
118354 Filter rond middelsnel 90 mm 100st 3
117821 Bekerglas Duran LM 100 mL 1
117165 Destillatie opzet 100 mL 1
118269 Rubberstop 24x18mm+1g 10 st 1
118252 Slang PVC 8/10 mm 1 meter
S76054102 Kooksteentjes 250 gr
119774 Periodiek systeem 85x120 cm Poster 1
118029 Hoffmann-toestel, compleet 1
S76051908H Zwavelzuur ca. 97% ZZ. 1 lt 1
114603 Voeding 20V/5A DC 1
114840 Experimenteersnoer 50 cm zwart 3
ZX1760 Houtspaanders 5
S80011966 Zilvernitraatopl. 0,1 mol 1 lt 1
S80013066 Natriumchlorideopl.0,1 mol 1lt 1
S51005812 Magnesium, lint 3mm 25 gr 1
S76081152 Mangaan(IV)oxid 90-95% MnO2 250gr 1
45
Artikelnr. Omschrijving Deel A Deel B
S76051810 Waterstofperoxide 35% CZ. 1 lt 1
119737 Molymod Practicumset MMS-099 1
114333 Koolelektrode 8x58mm met verb.staaf 2
114335 Elektrodenhouder 2
118072 Magneetroerder 1
118032 Magneetroerstaaf 20x6 mm ring 1
118037 Magneetroer-opneemstaaf 35 cm 1
Zx0606 Kaliumjodidepapier 1
116582 Gedemin. water in can 25 L 1
S76051805 Wasbenzine 1 liter 1
118172 Watten verpakking 200 gram 1
117600 Aquarium GL gekit 30x20x20cm 1
117347 Spuit PL 10 mL met naald 1
117081 Horlogeglas 90 mm 1
S80010984H Kalkwater 1 liter 1
118271 Rubberstop 27x21mm 10 st 1
S51000761 Zwaveligzuur 5-6% (Zwaveldioxid) 1L 1
130290 Balans OHAUS CS200 E-uitvoering 1
111105 SM-blokken, set 5 stuks 1
111130 Liniaal 20 cm, plastic transparant 1
S79020368R Calcium, korrels Z. 50 gr 1
Stukje messing
S76021599H Salpeterzuur 65% ZZ. 1 lt 1
117312 Druppeltuitflesje PL 100 mL 2
117112 Maatcilinder HM 50 mL 1
114742 Fitting E-10 opbouw 1
114319 Lampje E10 6,0V 0,5A 10 st 1
114758 Batterij 4,5 V 1 st type 3R12C 1
114310 Krokodillenklem per stuk 2
COLOFON
Colofon
Auteurs:
J. Geertzen
T. de Valk
Ontwerp:
Uitgeverij Malmberg
Opmaak:
Redactiebureau Ron Heijer, Markelo
ISBN 978 90 345 5792 6
Derde druk, eerste oplage, 2010
Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden
verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd
gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige
wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of
enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming
van de uitgever. Voorzover het maken van kopieën uit deze uitgave is
toegestaan op grond van artikel 16b Auteurswet 1912 j° het Besluit
van 20 juni 1974, St.b. 351,
zoals gewijzigd bij het Besluit van 23 augustus 1985, St.b. 471, en
artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk
verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht
(Postbus 3051, 2130 KB Hoofddorp). Voor het overnemen van
gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere
compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet 1912) dient men zich tot de
uitgever te wenden.
© Malmberg ’s-Hertogenbosch