1
Lærervejledning
NØRD-Akademiet Indhold NØRD-Akademiet – kort og godt .............................................................................................................................................. 4
Introvideoer – hvad er formålet? ........................................................................................................................................ 5
Øvelser ........................................................................................................................................................................................... 6
Storyboard – til præsentations/afrapportering ........................................................................................................... 6
NØRD-Akademiet og grundbøger: ...................................................................................................................................... 6
Om sikkerhed .............................................................................................................................................................................. 7
Temaet ”Kost og krop” ................................................................................................................................................................. 8
Fælles mål ..................................................................................................................................................................................... 8
Kost og krop i bogsystemerne .............................................................................................................................................. 9
Emne 1 - Fedt ........................................................................................................................................................................... 10
Hive fedt ud af spegepølse ............................................................................................................................................. 11
Smeltepunkter for fedt .................................................................................................................................................... 12
Hvad er smør? ..................................................................................................................................................................... 13
Emulsion ................................................................................................................................................................................ 15
Emne 2 - Kulhydrater .......................................................................................................................................................... 17
Find stivelse og sukker .................................................................................................................................................... 17
Mad, brændstof til din hverdag .................................................................................................................................... 20
Emne 3 - Proteiner ................................................................................................................................................................. 21
Påvisning af proteiner ..................................................................................................................................................... 21
Emne 4 - Kost og forbrænding .......................................................................................................................................... 23
Dissekerer chips ................................................................................................................................................................. 23
Energiforbrug og –indhold ............................................................................................................................................ 25
Forbrænding i os ................................................................................................................................................................ 27
Emne 5 - Enzymer .................................................................................................................................................................. 29
Spalte kulhydrat ................................................................................................................................................................. 29
2
Spalte protein ...................................................................................................................................................................... 31
Leverpølse ............................................................................................................................................................................ 32
Spalte fedt ............................................................................................................................................................................. 34
Emne 6 - Hjerte lunger ......................................................................................................................................................... 35
Blodtryks-testen................................................................................................................................................................. 36
Lungekapacitet ................................................................................................................................................................... 38
Temaet ”Energi og samfund” .................................................................................................................................................. 40
Fælles mål .................................................................................................................................................................................. 40
”Energi og samfund” i bogsystemerne ........................................................................................................................... 41
Emnet ”Potentiel og kinetisk energi” ............................................................................................................................. 42
Potentiel, kinetisk og elektrisk energi....................................................................................................................... 43
Energiberegneren .............................................................................................................................................................. 44
Emnet ”Energioplagring” .................................................................................................................................................... 45
Batterier ................................................................................................................................................................................ 46
Energilagring i karse ........................................................................................................................................................ 48
Emnet ”Alternative energikilder” .................................................................................................................................... 48
Vandvarmer ......................................................................................................................................................................... 49
Solovn ..................................................................................................................................................................................... 49
Emnet ”Olie”.............................................................................................................................................................................. 51
Destillation af olie .............................................................................................................................................................. 51
Cracking ................................................................................................................................................................................. 53
Emnet "Strømproduktion” .................................................................................................................................................. 55
Damp til bevægelse ........................................................................................................................................................... 55
Bevægelse til strøm (elektrisk energi) ..................................................................................................................... 56
Temaet ”Vand og liv” .................................................................................................................................................................. 58
Fælles mål .................................................................................................................................................................................. 58
”Vand og liv” i bogsystemerne .......................................................................................................................................... 60
Emne 1 – Vands tilstandsformer ...................................................................................................................................... 61
Handske på kolbe .............................................................................................................................................................. 61
Lav din egen is ..................................................................................................................................................................... 62
Vand og damp ...................................................................................................................................................................... 63
Æg og dåser .......................................................................................................................................................................... 65
Emne 2 – Vejr og klima ......................................................................................................................................................... 66
Sky i flaske ............................................................................................................................................................................ 66
3
Vandets kredsløb ............................................................................................................................................................... 66
Vands massefylde .............................................................................................................................................................. 67
Emne 3 – Vandrensning ....................................................................................................................................................... 68
Regnvandets tur gennem undergrunden ................................................................................................................. 68
Vandrensning med destillering.................................................................................................................................... 69
Vandrensning, mekanisk ................................................................................................................................................ 70
Emne 4 – Vand og liv ............................................................................................................................................................. 71
Osmose i basilikum ........................................................................................................................................................... 72
Udtørring med eller uden hud ...................................................................................................................................... 73
Vand i cellerne .................................................................................................................................................................... 74
Farvede ledningsstrenge ................................................................................................................................................ 76
Bladmængde og vandforbrug ....................................................................................................................................... 77
Temaet ”Kulstofkredsløb”........................................................................................................................................................ 80
Fælles mål .................................................................................................................................................................................. 80
Kulstofkredsløb i bogsystemerne .................................................................................................................................... 82
Emne 1- Carbon ....................................................................................................................................................................... 83
Carbontest ............................................................................................................................................................................ 83
Hvad indeholder carbon ................................................................................................................................................. 84
Emne 2- Fotosyntese ............................................................................................................................................................. 85
Fotosyntese og lys ............................................................................................................................................................. 86
Fotosyntese og CO2 ........................................................................................................................................................... 87
Byg fotosyntesen ................................................................................................................................................................ 89
Emne 3- CO2’s egenskaber .................................................................................................................................................. 90
CO2 i vand .............................................................................................................................................................................. 90
CO2 som ildslukker ............................................................................................................................................................ 92
Emne 4 – Udledning af CO2 ................................................................................................................................................. 94
Afbrænding af flaskegas .................................................................................................................................................. 95
Indåndings- og udåndingsluft ....................................................................................................................................... 97
Kul, ilt og CO2 ....................................................................................................................................................................... 98
Emne 5 – Drivhuseffekten................................................................................................................................................... 99
Drivhuseffekten .................................................................................................................................................................. 99
Emne 6 – Kalk........................................................................................................................................................................ 101
Kalk og syre ....................................................................................................................................................................... 101
Kemisk forvitring ............................................................................................................................................................ 102
4
NØRD-Akademiet – kort og godt NØRD-Akademiet er et it-baseret undervisningsmateriale, udviklet til det formål at assistere læreren
med at tilrettelægge undervisningen i biologi, geografi og fysik/kemi. Undervisningsmaterialet
trækker på genkendelighed direkte fra børnenes verden og kobler det med indlæring.
Sammensætningen af materialet skal på den ene side fungere som inspiration til underviserne og
hjælpe dem i tilrettelæggelsen af undervisningen og opnåelse af trinmål, på den anden side fascinere
og motivere eleverne til naturvidenskabelig og teknisk tankegang og interesse.
DR har mange års erfaring med at tilrettelægge og formidle viden inden for kerneområdet ”naturfag”
via det veletablerede brand NØRD. DR har et solidt kendskab til og en stærk forståelse for at
kommunikere til børnemålgrupperne og har gennem årene opbygget en loyal seergruppe i de
forskellige børnemålgrupper.
”Nørd-akademiet” har sit eget univers på dr.dk/skole – DRs undervisningsportal til grundskolerne.
5
Introvideoer – hvad er formålet?
Kåre og Emil fra Store Nørd har stor erfaring med at skabe interesse og forundring hos målgruppen.
Formålet med videoerne er således at vække nysgerrighed og danne grundlaget for en diskussion på
klassen om naturfaglige fænomener og processer.
Hvert tema består af 4-6 emner, og hvert emne indledes med et videoklip, der skal fungere som oplæg
for emnet. I alt 22 videoklip à tre til seks minutters varighed.
Videoklippet åbner med et fascinerende og storstilet demonstrationsforsøg. Forsøget er af en art som
det ikke er muligt/tilladt/sikkert at udføre for en folkeskolelærer i et normalt lokale.
6
Samtidigt introduceres emnet fra den mest visuelt fascinerende side, så eleverne inddrages og
fastholdes. Efter det indledende forsøg forklarer NØRD-værterne Kåre og Emil, hvad det er, vi lige har
set, og de formidler en pointe om emnet.
Hvert videoklip er selvstændigt og afsluttet, og kan derfor bruges uafhængigt af resten.
Videoerne starter altså med klimaks (fascination) forklaring (hvad skete der?) proces (sådan
gjorde vi) gentagelse af samme klimaks, eller et nyt (SE SELV!).
Til hvert emne vil der desuden være 2-4 videoer og elevforsøg. Hvor videoerne introducerer emnet,
skal elevforsøgene rodfæste det indlærte. Drøftelse af videoerne og afvikling af forsøgene vil derfor
være det bærende element i afviklingen undervisningsmaterialet. Nørd-akadamiets
undervisningsmateriale bør tænkes tæt sammen med indholdsområder fra de grundbøger eleverne
almindeligvis bruger i undervisningen.
Øvelser
Hvert emne er understøttet med forslag til øvelser eleverne kan arbejde med. Øvelserne kan ses på
som et supplement til den almindelige undervisning, eller som et værktøj til at besvare nogle af de
spørgsmål, der bliver rejst i introvideoen. Øvelserne er tilrettelagt således, at de er til at gennemføre
med det traditionelle udstyr, som findes på skolen.
Storyboard – til præsentations/afrapportering
NØRD-Akademiet vil udvikle et ”storyboard”, hvor eleverne inviteres til at formidle deres viden
baseret på de øvelser, de har arbejdet med. Storyboardet kan ses som et supplement til traditionelle
rapporter fra øvelserne, eller som et alternativ.
NØRD-Akademiet og grundbøger:
NØRD-Akademiet er opbygget sådan, at de enkelte temaer eller udvalgte temaer fra de enkelte temaer
kan medtænkes i forhold til eksisterende grundbøger. Der vil til hvert tema være angivelser af, hvilke
kapitler i udvalgte grundbøger for fagene biologi, fysik/kemi og geografi, der relaterer sig til det
pågældende tema. Nogle af de angivne kapitler har stor berøringsflade med det pågældende tema,
andre berører kun temaet i mindre grad.
Der blive henvist til følgende bogsystemer:
Biologi:
BIOS (Gyldendal)
Ind i Biologien (Alinea / Egmont)
Xplore (GO-forlaget)
Fysik/kemi:
Kosmos (Gyldendal)
Naturens Univers (Alinea / Egmont)
Xplore fysik/kemi (GO-forlaget)
7
Geografi:
Geos (Gyldendal)
Naturens Univers (Alinea / Egmont)
Xplore (GO-forlaget)
Om sikkerhed
I lærervejledningen til de enkelte forsøg er der diskuteret sikkerhed, da der anvendes stoffer eller materialer, der udgør en risiko, eller da fremgangsmåden kan udsætte eleverne for farlige situationer. I kommentarerne til sikkerhed er taget afsæt i At-meddelelse nr. 4.01.7: ”Elevers anvendelse af stoffer og materialer i grundskolen” fra Arbejdstilsynet, se http://arbejdstilsynet.dk/da/regler/at-vejledninger-mv/unge/at-meddelelser-om-unge/4017-elevers-anv-af-stoffer-og-mater.aspx Generelt gælder det, at elevernes praktiske øvelser skal foregå sikkerheds- og sundhedsmæssigt fuldt forsvarligt, og unødig påvirkning skal undgås. Elever kan kortvarigt og lejlighedsvis anvende stoffer og materialer, der giver skadevirkninger efter langvarig og gentagen udsættelse, som fx organiske opløsningsmidler og materialer, der indeholder organiske opløsningsmidler. Hvornår der er tale om lejlighedsvis eller kortvarig anvendelse, kommer an på en konkret vurdering, som blandt andet afhænger af stoffets farlighed, koncentrationsgrad og graden af udluftning ved forsøget. Det betyder fx, at eleverne lejlighedsvis og kortvarigt kan bruge organiske opløsningsmidler, hvis dette er nødvendigt for at gennemføre en given opgave, og hvis arbejdet i øvrigt gennemføres på en forsvarlig måde. Det betyder blandt andet, at eleverne skal have tilstrækkelig oplæring og instruktion i at udføre de praktiske øvelser sikkert, og at eleverne får grundig information om farer ved arbejdet. Når eleverne anvender organiske opløsningsmidler eller andre farlige, flygtige stoffer, vil det være nødvendigt, at dampene fjernes på udviklingsstedet ved procesventilation. Det er selvfølgelig lærerens ansvar at vurdere i hvert tilfælde, om elevernes praktiske øvelser kan gennemføres sikkerheds- og sundhedsmæssigt fuldt forsvarligt.
8
Temaet ”Kost og krop” Temaet Kost og krop indeholder seks emner med tilhørende idéer til øvelser:
1. Fedt (4 øvelser)
2. Kulhydrater (2 øvelser)
3. Proteiner (1 øvelser)
4. Kost og forbrænding (3 øvelser)
5. Enzymer (4 øvelser)
6. Hjerte/lunger (2 øvelser)
Emnerne er specielt rette mod fagene biologi og fysik/kemi og det trinmål, de to fag deler på 9.
klassetrin: forklare fødens sammensætning, dens energiindhold og sundhedsmæssige betydning,
herunder proteiner, kulhydrater og fedtstoffer.
Elever har generelt en stor viden om området, men deres viden er ofte ustruktureret og snæver i
forhold til fedt, kulhydrater og proteiner og disse næringsstoffers sundhedsmæssige betydning. Vi
ønsker med dette tema at supplere klassens grundbøger i biologi og fysik/kemi med en række
problemrejsende videoer og tilhørende øvelser med den hensigt at udfordre elevernes forforståelse af
næringsstofferne og deres betydning for kroppen.
Fælles mål
Fællesmål, som relaterer sig til temaet Kost og krop hentet fra faghæfterne i Fysik/kemi og Biologi.
Faghæftet for Biologi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
beskrive funktionen af og sammenhængen mellem skelet, muskler, sanser og nervesystem
forklare sammenhænge mellem muskler, lunger og blodkredsløb under fysisk aktivitet samt væsentlige træk ved kroppens energiomsætning
redegøre for vigtige funktioner af indre organer og deres indbyrdes samspil, herunder optagelse af næringsstoffer og energi samt bortskaffelse af affaldsstoffer
forklare vigtige reguleringer af det indre miljø gennem hormonsystemet, herunder reguleringen af blodsukker og væskebalance
give eksempler på, hvordan livsstil og levevilkår påvirker menneskets sundhed
forklare fødens sammensætning, dens energiindhold og sundhedsmæssige betydning, herunder proteiner, kulhydrater og fedtstoffer (fælles med fysik/kemi)
9
give eksempler på aktuelle, lokale og globale miljø- og sundhedsproblemer
forklare den biologiske baggrund for sundhedsproblemer knyttet til livsstil og levevilkår
forklare vigtige biologiske processer knyttet til fødevareforarbejdning, herunder gæring, fremstilling af mejeriprodukter og konservering
forklare årsager, betydning og foranstaltninger i forbindelse med miljø- og sundhedsproblemer såvel lokalt som globalt
Faghæftet for Fysik/kemi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
kende enkle modeller, herunder forestillingen om, at stof er opbygget af partikler
beskrive eksempler på organiske og uorganiske kemiske forbindelser og deres indbyrdes reaktion, herunder syre/base, redoxprocesser og ligevægt
beskrive nogle grundstoffer og kemiske forbindelser, der har betydning for liv eller hverdag
forklare fødens sammensætning, dens energiindhold og sundhedsmæssige betydning, herunder proteiner, kulhydrater og fedtstoffer (fælles med biologi)
kende generelle egenskaber ved hverdagens stoffer og materialer, herunder tilstandsformer, surhedsgrad, varmeudvidelse, elektrisk- og termisk ledningsevne
gøre rede for hovedtræk ved fotosyntese og respiration, herunder disse processers grundlæggende betydning i økosystemer (fælles med biologi)
Kost og krop i bogsystemerne
I det nedenstående er der givet eksempler på, hvilke kapitler/sider fra de mest brugte grundbøger der
berører temaer kost og krop.
Bios
(Gyldendal)
Ind i Biologien
(Alinea)
Xplore
(GO-forlaget)
A B C 7. kl. 8. kl. 9.kl. 7.kl. 8.kl. 9.kl.
10
Motion
(s 100-
107)
Mad og
sundhed
(s 56-73)
Opsamling
(s. 120-130)
Sundhed
og livsstil
(s52-93)
Vi bruger
biologien
Livsstil
og kost/
Livsstil
og
motion
(s4-38)
Seje planter
med stærke
rødder
(s60-73)
Livets
byggeklods
(s18-35)
Sundhed på
spil (s56-
75)
Kosmos
(Gyldendal)
Naturens univers
(Alinea)
Xplore Fysik/kemi
(GO-forlaget)
A B C 7.
kl.
8.
kl.
9.kl. 7 8 9
Krop og
energi (64-
65)
Katalysator
og enzymer
(142-144)
Madens
kemi
(134-155
)
Tema 5: Din
egen
energibalance
Den
livgivende
jord (104-
113)
Et æble om
dagen/Energi
(4-41)
Du bliver
hvad du
spiser
(91-109)
Geos
(Gyldendal)
Ind i geografien
(Alinea)
Xplore Geografi
(GO-forlaget)
A B C 7. kl. 8. kl. 9.kl. 7.kl. 8.kl. 9.kl.
Fødevareproduktion (60-85) Et æble om dagen (4-
29)
Emne 1 - Fedt
Emnet ”Fedt” består af 4 ideer til øvelser, der hver især fokuserer på nogle karakteristiske egenskaber
ved fedt. Fedtstofferne kaldes også lipider, og til denne stofgruppen hører triglycerider (vanlig fedt),
fosfolipider og steroider (for eksempel kolesterol). Vi har valgt ikke at skelne mellem disse
stofgrupper i materialet.
Størstedelen af naturlige fedtstoffer er triglycerider (90%). Triglycerider er sat sammen af alkoholen
glycerol (C3H5(OH)3) og tre fedtsyrer. Fedtsyrer tilhører de organiske syrer (karboxylsyrer). Fedtsyrer
består af lange kulbrintekæder (typisk 12-20 C-atomer) med en karboxylgruppe (COOH) i enden.
Fedtsyrerne opdeles groft i tre grupper:
Mættede fedtsyrer - fedtsyrer, hvis kulbrintekæde ikke indeholder dobbeltbindinger.
11
Monoumættede fedtsyrer - fedtsyrer, hvis kulbrintekæde indeholder en enkelt dobbeltbinding
(også umættethed).
Polyumættede fedtsyrer - fedtsyrer som indeholder to eller flere dobbeltbindinger.
Kroppen har brug for fedt. Fedt indeholder energi, leverer livsvigtige fedtsyrer og er en forudsætning
for, at kroppen kan optage fedtopopløselige vitaminer (vitamin A, vitamin D, vitamin E og vitamin K).
Det er vigtigt, at man hverken får for meget eller for lidt fedt i kosten, samt at man vælger det ”sunde
fedt”.
1 gram fedt giver 38 kJ ved forbrænding og indeholder dobbelt så meget energi som kulhydrat eller
protein. Fedt lagres i fedtvævet som energireserver, virker varmeisolerende og beskytter indre
organer.
Hive fedt ud af spegepølse
Faglig sammenhæng Man kan definere fedtstoffer som stoffer, der ikke er opløselige i vand. De
er derimod opløselige i upolare, organiske opløsningsmidler som
rensebenzin. Øvelsen går ud på at ekstrahere fedt ved at anvende netop
denne egenskab. Hydrofobt er betegnelse for et molekyle eller en del af et
molekyle, der frastøder vandmolekyler - det er vandskyende (upolært).
Molekyler som er blandbare med vand kaldes hydrofile (polære).
Hovedbestanddelen i rensebenzin er hexan og heptan, og da benzinen
skal kunne fjernes let og fuldstændigt ved fordampning, indeholder den
kun bestanddele med et lavt kogepunkt.
Tidsramme 1 lektion (+ tid til at fordampe rensebenzin)
Eksempler på faglige mål Eleven skal være i stand til at bestemme fedtindholdet i udvalgte
fødevarer ved ekstraktion med rensebenzin.
Eleven skal give eksempler på fødevarer, som indeholder fedt.
Faglige grundbegreber der
kan komme i spil …
Fedt, fedtløselig, opløselighed, opløsningsmiddel, fedtprocent.
Eksempel på behandling af
forsøgsempiri
Man skal forvente, at fedtprocenten bliver lidt mindre end angivet på
varedekrelationen, da det er svært at ekstrahere alt fedt i en fødevare.
Man beregner fedtprocenten i masseprocent ved at dividere massen af
det ekstraherede fedt med den oprindelige masse af spegepølsen og
multiplicere med 100 %.
OBS! Dette forsøg er relativt lukket.
12
Diskuter med eleverne, hvilke fødevarer, de tror, der indeholder fedt?
Forberedelse Ingen, udover at skaffe materialerne …
Sikkerhed
Rensebenzin er et organisk opløsningsmiddel med følgende R/H-
sætninger (I henhold til Borup Kemis sikkerhedsdatablad):
R11 - Meget brandfarlig.
R65 - Farlig: kan give lungeskade ved indtagelse.
R51/53 - Giftig for organismer, der lever i vand: kan forårsage
uønskede langtidsvirkninger i vandmiljøet.
H225 - Meget brandfarlig væske og damp.
H304 - Kan være livsfarligt, hvis det indtages og kommer i
luftvejene.
H411 - Giftig for vandlevende organismer, med langvarige
virkninger.
Ingen af disse R/H-sætninger forefindes på eksklusionslisten (bilag 1 til
At-meddelelse nr. 4.01.7) over stoffer, elever i grundskolen ikke må
arbejde med.
I henhold til At-meddelelse nr. 4.01.7 må eleverne lejlighedsvis og kortvarigt anvende organiske opløsningsmidler, hvis dette er nødvendigt for at gennemføre en given opgave, og hvis arbejdet i øvrigt gennemføres på en forsvarlig måde. Det betyder blandt andet, at eleverne skal have tilstrækkelig oplæring og instruktion i at udføre de praktiske øvelser sikkert, og at eleverne får grundig information om farer ved arbejdet. Når eleverne anvender rensebenzin, vil det være nødvendigt, at dampene fjernes på udviklingsstedet ved procesventilation.
Smeltepunkter for fedt
Faglig sammenhæng I forbindelse med forsøget skal eleverne undersøge sammenhængen
mellem fedts smeltepunkt og produktets sammensætning af henholdsvis
mættet og umættet fedtsyrer. Smeltepunktet for fedt er en god indikation
på, om det består af mættede eller umættede fedtsyre: Fedtstoffer, der er
opbygget af mættede fedtsyrer, er faste ved stuetemperatur. Derimod er de
umættede fedtsyrer (de såkaldte cis-fedtsyrer) flydende.
Det er væsentligt, at eleverne får en god forståelse af begreberne
mættede/umættede. Uhensigtsmæssig indtagelse af fedtstoffer baseret på
mættede fedtsyrer, kan være medvirkende til åreforkalkning.
13
Tidsramme Klargøring af fedt til indfrysning: 20 min.
Indfrysning af isterningerne: lad stå natten over i fryseren
Smeltepunktbestemmelse: 40 min.
Faglige mål Eleven skal ved smeltepunktbestemmelse kunne afgøre, om et fedtstof er
vegetabilsk eller animalsk, samt bruge begreberne mættet og umættet i en
forklaring af forsøgsempiri/observationerne.
Faglige grundbegreber Fedt, fedtsyre, mættet, umættet, animalsk, vegetabilsk, smeltepunkt.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Planteolier vil have det laveste smeltepunkt, mens animalsk fedt, som for
eksempel grisefedt, vil have det højeste.
OBS! Vær opmærksom på, at der måske er elever, som har svært ved at koble
deres observationer af, at fedtstof A smelter før fedtstof B til, at fedtstof A
har det laveste smeltepunkt.
Drøft med eleverne, at der er forskel på fedt (triglyserid af glycerol og tre
fedtsyrer) og en enkelt fedtsyre. Vi spiser IKKE fedtsyrer, men i kroppen
nedbrydes triglycerider til fedtsyrer. Nogle fedtsyrer er essentielle.
Til opfølgningen på forsøget vil det være godt, hvis man har kuglepinde-
modeller af to fedtsyremolekyler, et mættet og et umættet, så eleverne kan
se forskellen.
Forberedelse Indkøb af materialer
Sikkerhed
Ingen særlige.
Hvad er smør?
Faglig sammenhæng Smør er et blandingsprodukt, en emulsion! Smør består af 80 % fedtstof,
max 16 % vand og mælkeproteiner. Smør fremstilles ved at kerne fløde.
Fløde er en olie-i-vandemulsion, mens smør er en vand-i-olieemulsion. I
fløden er fedtdråberne stabiliseret af emulgatorer, der er nogle specielle
proteiner. For at få fedtdråberne til at smelte sammen, skal dette slås i
stykker. Det er derfor flødeskum ved fortsat pisken til sidst falder sammen
og danner smør og en vandfase, dvs. kærnemælk.
I dag bruges ofte blandingsprodukt, hvis hovedbestanddel er
14
smør/mælkefedt, tilsat vegetabilsk fedtstof (planteolie) med et lavere
smeltepunkt. Det gør produktet mere smørbart. Ofte består
blandingsproduktet af 80 % smør og 20 % planteolie som sojaolie, rapsolie
eller palmeolie. Disse olier indeholder flerumættede fedtstyrer. Det er
derfor lidt minde mættet fedt i blandingsprodukterne end i normalt smør.
Margarine er en blanding af planteolier og vand, der kan bruges som
erstatning for smør. Tidligere blev planteolien hærdet (dobbeltbindinger
omgjort til enkeltbindinger), men i dag benyttes emulgatorer i stedet til at
danne en vand-i-olie-emulsion.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål At give eleverne en forståelse af, at ting, man kalder det samme, godt kan
have meget forskelligt indhold.
Smør er et godt eksempel på, at der fra producenternes side er tilsat andet,
end hvad varens navn umiddelbart indikerer.
Faglige grundbegreber Smør, margarine, blanding, emulsion,
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Smør er en emulsion og består af mest fedtstof, men også vand og
mælkeproteiner. Ved opvarmning kan mælkeproteinerne koagulere.
Smør er et godt eksempel på, at der fra producenternes side er tilsat andet,
end hvad varens navn umiddelbart indikerer.
OBS! Udgangspunktet for mange elever er sandsynligvis at ”smør” er et (rent)
stof, ikke en emulsion.
Måske skal det lige repeteres, hvad en væskeblanding er for noget! Hvad
vil det sige, at noget er blandbart? Måske kan eleverne forsøge at ryste en
blanding af planteolie og vand?
Drøft med eleverne, hvordan man helt konkret observerer forskellen på en
homogen væskeblanding og heterogen blanding, som jo en emulsion er
(=en væske fint fordelt i en anden væske) og to væsker, som er fasedelt.
Hvad kikker man efter?
Forberedelse Indkøb af forskellige smørtyper
Sikkerhed
Ingen særlige
15
Emulsion
Faglig sammenhæng En emulsion består af en væske, som er fint fordelt i en andenvæske. Man
kan både have emulsioner med olie i vand(olie/vandemulsioner, der
hovedbestanddelen er vand, med olie fint fordelt i oliefasen) og vand i olie
(vand/olieemulsioner, hvor hovedbestanddelen er olie, med vand fint
fordelt i oliefasen).
Vi har ofte behov for at blande hydrofobe (vandskyende) væsker med
hydrofile (vandelskende), for eksempel olie og vand. Til det bruger vi
emulgatorer. En emulgator indeholder en ende, som er hydrofil, og en
ende, som er lipofil (fedtelskende). Den kan derved koble sin hydrofile
ende til det hydrofile molekyle, og den lipofile ende til det hydrofobe
molekyle. Vi tegner ofte emulgatormolekylerne med en ring på den polare
ende og en streg på den upolare ende.
I sæbe er det fedtsyreionet (fx C17H35COO–), som fungerer som en
emulgator. Syreenden har en COO– - gruppe, som er polar og opløselig i
vand (hydrofil). Kulbrinteenden er upolar og løselig i upolare stoffer som
olie og fedt. Denne ende er med andre ord lipofil.
I æggeblommen er fosfolipidet lecitin en emulgator. I sennep finder vi flere
emulgatorer, blandt andet proteinet kasein.
I kroppen bruges mange emulgatorer, for eksempel galle i
fordøjelsessystemet og forskellige proteiner og kolesterol i blodet.
De fleste hudcremer er vand/olieemulsioner.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleven skal være i stand til selv at afgøre, om et stof indeholder en
emulgator ved at teste stoffet emulgerende virkning på en olie-vand-
blanding.
Faglige grundbegreber Emulsion, emulgator, hydrofob, hydrofil, variabelkontrol
16
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Emulgatorer:
Opvaskemiddel Æggeblomme Sennep
Ikke-emulgatorer
Citron Balsamico
OBS! Eleverne har mange erfaringer med emulsioner fra deres dagligdag, men
har ikke den faglige forklaring på fænomenet Her kan man finde et godt
udgangspunkt for undervisningen!
Måske skal det lige repeteres, hvad en væskeblanding er ! Hvad vil det sige,
at noget er blandbart? Måske skal eleverne starte med at ryste olie og vand
sammen uden at tilsætte noget tredje?
Drøft med eleverne, hvordan man helt konkret observerer forskellen på en
homogen væskeblanding og heterogen blanding, som jo en emulsion er (=
en væske fint fordelt i en anden væske) og to væsker, som er fasedelt. Hvad
kikker man efter?
Vær opmærksom på, at det er selve rystningen, som fordeler olien i mindre
bestanddele, og at det derfor ikke er tilstrækkeligt blot at tilsætte
emulgatoren. Og selv uden emulgator kan det tage noget tid for den fint
fordelte olien at samle sig til større dråber.
Måske kan nogle elever udfordres til at undersøge, om olien altid vil ligge
øverst i en faseopdelt blanding! Eller om der er forskel på, hvordan væsken
ser ud, hvis man ændrer på ”blandingsforholdet”. For eksempel olie og
vand i forholdet 1:3 og 3:1.
Forberedelse Indkøb af materialer (fødevarer)
Sikkerhed
Friske æg kan indeholde salmonellabakterier (Salmonella Enteritidis).
Eleverne bør vaske hænder, når de har rørt ved æg. Undgå at spilde æg på
bordet, og smid skallerne direkte i skraldespanden.
17
Emne 2 - Kulhydrater
Kulhydrater eller sakkarider er en stor gruppe af organiske stoffer.
Monosakkarider (som glukose og fruktose) er de enkleste kulhydraterne og er byggestene for
både di- og polysakkarider. De vanligste monosakkaridene er glukose, fruktose og galaktose.
De har alle den kemiske formelen C6H12O6.
Disakkarider (som sukrose, maltose og laktose) er to monosakkarider bundet sammen. Det er
enzymer i levende organismer, som sætter monosakkarider sammen til disakkarider. I
processen bliver der afspaltet et vandmolekyle.
Polysakkarider (som stivelse, cellulose og glykogen) er lange molekyler med hundredvis af
monosakkarider koblet sammen.
Kulhydrater dannes primært af planter og alger ved fotosyntese. Biologisk fungerer kulhydraterne
bl.a. som energilagringsstoffer og er med til at give levende organismer struktur.
Hos mennesket bliver de sammensatte kulhydrater omdannet til monosakkarider i tarmsystemet og
sendt ud i blodbanerne. Det kræver insulin for at komme fra blodet og ind i cellerne.
Det er en række forhold knyttet til kulhydrater, der bliver ved med at have fokus i mediebilledet, fx
eksempel diabetes (type 1 og 2), overvægt samt en lang række af forskellige diæter/slankekure, som fx
”lavkarbo”, ”stenalderkost”, hvor der fokuserer på et lavt indtag af ”hurtige” kulhydrater.
Find stivelse og sukker
Faglig sammenhæng Benedicts reagens (eventuelt Fehlings væske) anvendes for at påvise
reducerende sakkarider. Blandt de reducerende sakkarider findes bl.a.
monosakkariderne glukose, fruktose og galaktose og disakkariderne maltose
og laktose (men altså ikke ”almindeligt sukker”, sukrose).
De reducerende sakkarider indeholder den funktionelle gruppe aldehyd (–
CHO), som har let ved at reagere. Sakkaridet oxideres til den tilhørende
karboxylsyre, mens Cu2+ reduceres til Cu+. Cu2+ er blåfarvet, mens Cu+ er
grønt, gult eller orangerødt.
R–CHO + 2Cu2+ + 4OH– → R–COOH + 2CuOH + H2O
Jod-jod-kalium (eller Iod-kaliumiodid, I2/KI) benyttes til at påvise stivelse.
Jod danner med stivelse et stærkt blåfarvet kompleks.
Tidsramme 60 minutter
Faglige mål Eleven skal kunne undersøge om forskellige fødevarer indeholder sukker og
stivelse med Benedicts reagens og jod-jod-kalium.
18
Faglige grundbegreber Sukker, stivelse, sakkarider, jod-jod-kalium, Benedicts reagens.
Eksempel på
behandling af
forsøgsempiri
Positiv test med Benedicts reagens: Farve ændres fra blå til grønt, gult eller
orangerødt.
Positiv test med iod-kaliumiodid: Stærk blå farve
Fødevarer, som indeholder sakkarider, vil give reaktioner efter følgende
skemaer:
Benedicts reagens
Iod-kaliumiodid
Mono- sakkarid
Glukose Ja Nej Fruktose Ja Nej Galaktose Ja Nej
Di- sakkarid
Sukrose Nej Nej Maltose Ja Nej Laktose Ja Nej
Poly- sakkarid
Stivelse Nej Ja Glykogen Nej Nej Cellulose Nej Nej
OBS! Eleverne bør kende til kulhydraters forskellige opbygning inden forsøget.
Det er vigtigt, at eleverne bruger tid til at få talt om, hvorvidt de tror
madvaren indeholder sukker og/eller stivelse, inden de laver prøven. Både
for at forholde sig til de enkelte forsøg, men også for at drage koblinger
mellem de tidligere tests.
Som lidt introduktion til forsøget kunne man fokusere lidt på”det skjulte
sukker” ved at lade eleverne placere madvarerne i rækkefølge efter, hvor
meget kulhydrat, de tror, der er i. Med udgangspunkt i dette vil man muligvis
opleve, at de vil tage udgangspunkt i, hvor sødt det smager. Dette kan lede til
en snak om sammenhængen mellem sukker og stivelse.
Når eleverne skal varme på reagensglasset med sukkerprøven og Benedicts
reagens, kræver det, at det hele tiden bliver rystet en anelse, så der ikke
19
varmes for direkte, da prøverne indeholder en begrænset mængde væske, og
madvarerne ved for voldsom opvarmning i så fald vil brænde på. Prøverne
skal opvarmes ca. 5 min, så det kan være nødvendigt, at man med korte
mellemrum tager glasset ud af flammen. Vis eventuelt eleverne, hvordan man
skal gøre. Eventuelt kan opvarmningen ske i et vandbad.
For at spare tid kan man lade eleverne i mindre grupper undersøge en
madvare hver.
Forberedelse Indkøb af fødevarer
Sikkerhed:
Benedicts reagens:
Benedicts reagens kan forårsage alvorlig øjenirritation, og er skadelig for
vandlevende organismer, med langvarige virkninger.
Bær
beskyttelseshandsker/beskyttelsestøj/øjenbeskyttelse/ansigtsbeskyttelse.
Undgå udledning til miljøet. Vask eksponerede områder grundigt efter brug.
R/H-sætninger:
R22: Farlig ved indtagelse.
R36/38: Irriterer øjnene og huden.
R50/53: Meget giftig for organismer, der lever i vand: kan forårsage
uønskede langtidsvirkninger i vandmiljøet.
H410 - Meget giftig med langvarige virkninger for vandlevende
organismer.
H319 - Forårsager alvorlig øjenirritation.
H315 - Forårsager hudirritation.
H302 - Farlig ved indtagelse.
Sikkerhed: Iod-
kaliumiodid
Mens rent diiod (I2) er farlig ved hudkontakt, farlig ved indånding og meget
giftig for vandlevende organismer, så er en vandig opløsning af iod-
kaliumiodid (som benyttes i forsøget) ikke klassificeret som farligt.
H-sætninger:
H400 - Meget giftig for vandlevende organismer.
H332 - Farlig ved indånding.
H312 - Farlig ved hudkontakt.
20
Mad, brændstof til din hverdag
Faglig
sammenhæng
Blodets indhold af glukose (druesukker) kalder vi blodsukkeret. Vanligvis er
mængden af sukker i blodet forholdsvis konstant, men stiger i en periode efter,
at man har indtaget mad. Det omvendte sker, når man ikke har spist i en
længere periode: blodsukkeret falder, og man bliver sulten. Personer med
sygdommen diabetes type 1 (sukkersyge) har et unormalt højt
blodsukkerniveau på grund af for lidt af hormonet insulin.
Ved type 2, er det følsomheden over for insulin, der er problemet, ikke manglen
på insulin.
Det glykæmiske indeks (GI) er et udtryk for, hvor hurtig en blodsukkerstigning
et bestemt måltid giver sammenlignet med ren glukose. Vores kost bør helst
indeholde fødevarer, som giver en forholdsvis lav GI-værdi, da det giver en mere
jævn blodsukkertilførsel og dermed blandt andet en bedre regulering af
appetitten. Det har betydning i forhold til at forebygge diabetes og undgå
overvægt.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleverne skal have kendskab til blodsukkerstigningen ved henholdsvis hurtige
og langsomme kulhydrater, herunder kendskab til glykæmiske indeks.
Faglige
grundbegreber
Blodsukker, kulhydrater, glykæmiske indeks, hurtige/langsomme kulhydrater.
Eksempel på
behandling af
forsøgsempiri
Sportsudøvere som Per bør vælge fødevarer med en relativt høj glykæmiske
indeks, når de skal spise kort inden en kraftig præstation for at sikre et højt
blodsukkerniveau.
Både Amalie og Henrik bør vælge fødevarer, som giver en forholdsvis lav GI-
værdi, da det giver en mere jævn blodsukkertilførsel.
OBS! Lægger meget op til snak og diskussion i klassen om gruppernes forskellige
forslag.
Det er vigtig at overveje eventuelle etiske problemstillinger, inden man
inddrager elevernes egne kostvaner i undervisningen.
Forberedelse Ingen
Sikkerhed
Ingen særlige
21
Emne 3 - Proteiner
Proteiner udgør en mindre del af vores kost end fedtstoffer og kulhydrater. Alligevel er proteiner
cellernes vigtigste byggemateriale. Fødens proteiner bruges først og fremmest til byggemateriale.
Kulhydrater og fedtstoffer udnyttes i langt højre grad af kroppen som energileverandør. Proteiner
indgår som byggesten i cellernes membraner, muskelceller består i stor udstrækning af protein, og hår
og negle er rent protein. Mange af de stoffer, som styrer processerne i kroppen, er proteiner: enzymer,
antistoffer, hormoner, hæmoglobin osv.
Proteiner består af lange kæder af aminosyrer. Der findes 20 forskellige aminosyrer. Bindingen
mellem de enkelte aminosyrer kaldes for peptidbindinger.
Kæderne af aminosyrer er zik-zak-foldede, eller er rullet op som spiraler. Protein-spiralen/-foldningen
er så igen foldet sammen i flere omgange, så proteinet danner en rumlig struktur. Det er rækkefølgen
af aminosyrerne, som er bestemmende for, hvordan proteinet er snoet og foldet sammen. Men det er
proteinets rumlige struktur, som giver proteinet den funktion, det har.
Proteinets rumlige struktur kan dog ændres under bestemte forhold, og så mister proteinet sin
oprindelige funktion. Denne ændring kan fx skyldes opvarmning eller ændring i pH. Man siger, at
proteinet denaturerer.
Påvisning af proteiner
Faglig sammenhæng Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder
med fødevarer eller kroppens byggesten. Med øvelsen her kan eleverne
undersøge, om madvare eller andre stoffer indeholder proteiner.
Undersøgelsesmetoden, som eleverne skal anvende, kaldes for Biuret-testen
for protein.
Kobberionerne i kobbersulfat reagerer med flere af proteinernes
peptidbindinger, hvilket vil resultere i et farveskifte. Går prøven fra en blå
(lys) farve til en violet, er det tegn på, at der er protein i prøven. Det virker
kun i et basisk miljø, derfor tilsættes natriumhydroxid. Jo mere protein jo
kraftigere er farvningen. Hvis der kun er korte peptidkæder tilstede, bliver
farven pink.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at der findes metoder til bestemmelse af, om stoffer
indeholder proteiner.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, om opløsningen skifter farve til violet. Eleverne
kan inddele de analyserede stoffer i forhold til, om de indeholder protein
eller ej.
Eleverne kan starte med (før de starter selve forsøget) at opstille hypoteser
22
i forhold til, hvilke af de stoffer, de skal analysere på, der indeholder protein.
OBS! Stof som hår og negle skal have lidt tid, før de farves. Det er typisk i
snitfladerne, der vil komme et farveskift. Dette kan tydeligere ses under en
stereolup.
Drøft med eleverne, hvorfor de har en formodning om, at nogle stoffer indeholder protein og andre ikke gør. Drøft med eleverne, hvordan deres analyseresultater stemmer overens med deres opstillede hypoteser. Udnyt evt. de muligheder, eleverne har med deres mobiltelefoner til at dokumentere, hvad der sker i forbindelse med de enkelte forsøg. Fx ved at tage billeder eller små videosekvenser. Yderligere aktiviteter om proteiner på: www.fold.it
Faglige begreber Proteiner, analyse, fødevare, næringsstoffer
Forberedelse Indsaml stoffer som eleverne kan analysere på. Udover de stoffer, der er nævnt på elevarket, bør der også analyseres på stoffer, som ikke indeholder proteiner. Eleverne kan evt. selv få lov til at udvælge nogle ting, de har lyst til at analysere. Hvis eleverne selv skal udvælge stoffer, som de skal analysere på, så brug tid på at drøfte, hvilke stoffer der kunne være hensigtsmæssige at bruge.
Sikkerhed 2 M NaOH:
0,5 M kobbersulfat:
Natriumhydroxid er en stærk base, som kan virke ætsende på huden. Natriumhydroxid og opløsninger heraf virker stærkt ætsende på øjet med risiko for varig synsnedsættelse og eventuel blindhed på grund af hornhindebeskadigelse. Kobbersulfat virker kraftigt irriterende på huden og kan på fugtig hud være ætsende. Kobbersulfat ætser øjet med fare for hornhindebeskadigelse. Brug sikkerhedsbriller, handsker og forklæde. H-sætninger for 2 M NaOH:
H314 - Forårsager svære ætsninger af huden og øjenskader. H-sætninger for kobbersulfat:
H410 - Meget giftig med langvarige virkninger for vandlevende
organismer.
H319 - Forårsager alvorlig øjenirritation.
H315 - Forårsager hudirritation.
23
H302 - Farlig ved indtagelse.
Emne 4 - Kost og forbrænding
Føden skal dække kropens behov for byggemateriale og energi. Maden nedbrydes i
fordøjelsessystemet til mindre enheder. Kulhydrater nedbrydes hovedsagligt til glukose. Glukosen
transporteres fra fordøjelsessystemet over i blodbanerne, hvor det sendes rundt til kroppens øvrige
celler.
Når muskler arbejder, skal de fx bruge glukose - og ilt. Ilt (O2) og glukose (C6H12O6) transporteres med
blodet ud til musklerne, hvor det bruges i muskelcellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energi
glukose ilt kuldioxid vand
Musklerne bruger energien til at udføre et arbejde. Jo mere musklerne skal arbejde, jo mere energi
skal der omdannes i forbindelse med muskelcellernes respiration. En del af energien omdannes til
bevægelsesenergi i forbindelse med musklernes arbejde, men i sidste ende omdannes al energien til
varmeenergi.
Madvarer som fx knækbrød og kartofler indeholder meget kulhydrat, mens fx nødder indeholder
meget protein og fedt.
Det findes et rigtig godt inspirationshæfte ”Menneskekroppen som motor” udgivet af Fysikforlaget
(kan downloades som pdf på hjemmesiden http://www.nfa.fys.dk/ eller købes gennem Lmfk-
sekratriatet), der fokuserer på ”Kost og forbrænding” udviklet til Naturvidenskabeligt grundforløb i
gymnasiet.
Dissekerer chips
Faglig sammenhæng I dette forsøg skal eleverne undersøge forbrænding af nogle madvarer.
Når madvarerne reager med ilt og danner kuldioxid og vand, omdannes
den kemiske energi i maden til varmeenergi:
Når der afbrændes kartoffelchips, er det primært den mere brændbare
madolie, der reagerer velvilligt, men selvfølgelig brænder også stivelsen.
24
Forbrænding af madolie (fx triglycerid af linolensyre):
(C17H31COO)3C3H5O3 + 74O2 → 54CO2 + 49H2O + energi
Forbrænding af stivelse:
(C6H10O5)n + 6O2 → 6nCO2 + 5nH2O + energi
Den energi, som frigøres ved forbrændingen, afhænger af næringsstoffet:
Protein 17 kJ/g
Fedt 38 kJ/g
Kulhydrat 17 kJ/g
Tidsramme 1 lektion
Selve opstillingen og forsøget tager forholdsvis kort tid, da der ikke er
noget ventetid undervejs.
Spørgsmålene efter og ”leg” med andre fødevarer kan tage tid.
Faglige mål At eleverne erfare, at kartofelchips indeholder kemisk energi, som kan
omdannes til anden energiform ved forbrænding.
Faglige grundbegreber Forbrænding, energi, kulhydrater, fedt.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Her skal eleverne gerne komme frem til, at både kartoffelchips og madolie
brænder bedre end en tørret kartoffelskive. Salt er ikke brændbart.
Et reaktionsskema kan forenkles meget ved fx at tage en simpel ”fedtsyre”
og ”glukose” i stedet for en triglyserid og stivelse.
OBS! Ved afbrændingen af bestanddelene i chips opfordres eleverne til at tage
billeder eller optage forbrændingen på deres telefoner. Dette er
selvfølgelig bare en mulighed, men har den fordel, at det vil være nemmere
for eleverne at lave sammenligningen ud fra billeder eller filmklip holdt
ved siden af hinanden. Desuden vil det også være en fordel at benytte
25
mobilen til indsamling af data, når der senere i forløbet vil blive refereret
til forsøget.
En tillægsopgave kan være, at eleverne arbejder videre med afbrænding af
madvarer med forskelligt fedtindhold. Her kan de undersøge
sammenhængen mellem madvarens evne til at brænde og fedtindhold.
Madvarer kan fx være smør (benyt fx en væge fra fyrfadslys), rent fedt,
forskellige nødder.
Nogle elever vil måske hævde, at olien brænder bedst pga. vægen. For at
modvise dette, kan man tænde en væge fra et fyrfadslys og lade den
brænde alene, så de kan se, at den efter kort tid går ud.
Der kan evt. laves et smør lys eller brændes andre madvarer af.
Brandtrekanten kan evt. introduceres.
Forberedelse Som forberedelse skal kartoffelskiverne tørres. Dette skal gøres i god tid
eller evt. i en ovn ved lav temperatur.
Sikkerhed
Ingen særlige
Energiforbrug og –indhold
Faglig sammenhæng Dette forsøg kommer i naturlig forlængelse af dissektionen af chips, hvor
de først har undersøgt, hvilke bestanddele i maden, som kroppen
forbrænder for at frigive energi. De skal nu arbejde med, hvor meget fysisk
aktivitet de skal udføre for at forbrænde den mængde, de har indtaget.
Forsøgsgangen kan evt. introduceres ved, at man udregner
energiindholdet i en portion chips, og hvor meget fysisk aktivitet der
kræves for at forbrænde dette.
Forsøget er bygget op således, at eleverne bør kunne finde alle relevante
oplysninger i det vedlagte regneark. Størrelsen energiomsætning i
kJ/(min*kg) ved forskellig former for fysisk aktivitet kan forstås som effekt
pr. kropsmasse. Energiforbruget kan efterfølgende udregne når man
kender den tid aktiviteten pågår og vægten af forsøgspersonen.
Tidsramme 1 lektion
26
Faglige mål Eleven skal være i stand til at beregne energiforbruget ved forskellige
fysiske aktiviter ved hjælp af tabelværdier for energiomsætning og
energiindhold i madvarer ved at aflæse varedeklarationen.
Faglige grundbegreber Effekt, energiomsætning, energiforbrug, energiindhold, aktivitet, effekt,
varedeklaration
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Det er eksempler på udregninger i vedlagte regneark.
OBS! Det er vigtigt, at eleverne har fået redskaber til, hvordan man læser en
varedeklaration.
De nævnte cases er eksempler, men du kan selv lave andre cases, som
eleverne skal løse. Man kan desuden overveje at inddrage eleverne selv ud
fra en vurdering af, at det kan være motiverende for dem, at cases handler
om dem selv. Dog bør man være opmærksom på, at det for nogle elever
kan være ubehageligt at oplyse vægt, hvor meget motion de dyrker mv.
Tag hensyn til disse elever.
Der er ikke anført, hvordan regnearkene skal anvendes eller gemmes
efterfølgende, da dette bl.a. afhænger af, hvilke digitale løsninger, der er til
rådighed, samt hvor vante eleverne er til at anvende exel/regneark.
Forslag til andre ”små-opgaver”:
Inden hhv. case 1 og 2 kan eleverne rangere aktiviteterne efter, hvor meget energi, de tror, man forbrænder, samt protein, fedt og kulhydrat efter energiindhold.
Dette skal gøres inden, de får udleveret dataarket. Skriv evt. aktiviteterne op på tavlen og bed dem rangere dem.
Inden case 3 skal de komme med et ca. bud på, hvor lang tids aktivitet der kræves for at forbrænde den pågældende madvare.
Eksempel på efterbehandlings-case; de skal sammensætte et måltid, som de indtager efter skole, med udgangspunkt i, hvilken aktivitet (computer, fodbold mv) de skal lave om eftermiddagen.
Hvordan efterbehandlingen ellers skal foregå, kan tage sig ud på mange
måder. Det er dog her vigtigt, at det ikke er den matematiske del af
opgaven, der kommer til at stå i fokus. Man kan lade eleverne fremlægge
deres bud på, hvilket måltid man skal indtage, hvis man eksempelvis skal
til fodbold i løbet af eftermiddagen (eller en lignende case).
27
Forberedelse Indkøb af madvarer
Sikkerhed
Ingen særlige
Forbrænding i os
Faglig sammenhæng Kroppen kan komme af med varmeenergi på fire måder: fordampning af
sved, strålingsvarme, konvektion (opvarmning af forbipasserende luft) og
varmeledning (ved direkte kontakt med omgivelserne). I fysikfaget vil
man være påpasselig med at pointere, at varme er energi, som flytter sig
mellem steder med forskellig temperatur. Varme går altid fra det sted med
højest temperatur (personen) til et sted med lavere temperatur (den
isolerede kasse).
I den isolerede kasse kan vi estimere strålingsvarme, konvektion og
varmeledning fra forsøgspersonen ved at måle den resulterende
temperaturstigning.
Hvis skolen har en fugtighedsmåler, kan det være relevant også at
inddrage energiovergangen som følge af fordamning af sved. Fordampning
af sved er en endoterm (=energikrævende) proces. Så længe den relative
luftfugtigheden er mindre end 100 % vil kroppen afgive energi til
omgivelsen ved fordampning. I termofysikken kaldes dette for
fordampningsvarme (Lf). Fordampningsvarmen er temperaturafhængig,
men ved kropstemperatur er den 2,4 kJ/g for vand.
Vand: H2O(l) → H2O(g), Lf= 2,4 kJ/g,
Det kan også være interesant at måle koncentrationen af ilt og kuldioxid i
kassen. De vil ændre sig som følge af cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energi
Iltindholdet falder, mens kuldioxidindholdet stiger, så længe
forsøgspersonen respirerer i kassen.
Tidsramme 1 lektion
28
Hvis eleverne er hurtigt færdige, kan de måle på andre personer i gruppen.
Faglige mål Eleverne skal kunne udtale sig om deres basale energiomsætning og
energiomsætning ved aktivitet, ved at måle temperaturændring i en
isoleret kasse. Eventuelt også måle relativ luftfugtighed og hvordan
sammensætningen af ilt og kuldioxid ændres i kassen.
Faglige grundbegreber Temperatur, varmeafgivelse, jævnvarme/vekselvarme, respiration, energi
(kinetisk, termisk), gasser, luftfugtighed, stofskifte.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Temperaturen i kassen vil stige afhængig af, hvor godt isoleret kassen er.
Det er vigtig at vente til temperaturen er nogenlunde konstant (altså at
forsøgspersonen afgiver lige meget energi til kassen, som kassen afgiver til
omgivelserne).
En udvidelse af forsøget kan være at sammenligne denne
temperaturstigning med temperaturstigningen, vi får ved at varme kassen
op med fx en lyspære med kendt effekt (altså erstatter lyspæren
forsøgspersonen). Ved en sådan ”kalibrering” kunne man fx komme frem
til, at forsøgspersonen bevirkede samme temperaturstigning som en 40 W
lyspære: Forsøgspersonens basale stofskifte ville da være på ca.40 W.
OBS! I dette forsøg er det særligt vigtigt, at graferne og de indsamlede data ikke
bare kommer til at stå alene, da det for nogle elever kan være svært at
arbejde med dataindsamling. Som anført i efterbehandlingen kan man evt.
sørge for, at hver gruppe skriver en lille konklusion om, hvad graferne
viser, som de skal fremlægge for klassen. Hermed får de italesat, hvad de
har fundet frem til.
Hvis skolen har datalogger-censorer til O2, CO2, luftfugtighed mv., kan der
med fordel også indsamles data for disse.
Til den isolerede kasse kan anvendes flamingoplader. Flamingoplader kan
købes i byggemarked. De bruges normalt til isolering af fx gulv. De kan
genanvendes. Et alternativ kan være en stor papkasse, som isoleres med
bobleplast eller fx vattæpper.
Hvis skolen er i besiddelse af dataloggere , kan disse anvendes med
tilhørende sensorer:
Temperatur Ilt CO2 Luftfugtighed
Forberedelse Indkøb af flamingo?
29
Sikkerhed
Påse at forsøgspersonen ikke udsættes for unødig belastning ved at sidde
indelukke i en ”tilnærmer” isoleret kasse over længere tid. Tjek undervejs
hvordan eleven har det! Det kan opleves klaustrofobisk!
Emne 5 - Enzymer
Enzymer er store proteinmolekyler, der styrer og regulerer næsten alle de kemiske omsætninger, der
foregår i levende organismer. Et enzym er en biokemisk katalysator, som accelererer en bestemt
kemisk proces. Ved den pH, den temperatur og den koncentration af stofferne, der findes i levende
organismer, vil de fleste kemiske processer foregå meget langsomt, hvis der ikke er enzymer tilstede.
Enzymerne øger hastigheden af stofskifteprocesserne med en faktor 108 -1020. Den enzymatiske
reaktion foregår ved, at substratet, som skal omsættes, bindes til enzymet, hvorefter det dannede
produkt frigøres fra enzymet.
Det at have indsigt i hvordan enzymer virker, er vigtigt i forhold til at forstå mange af kroppens
omsætningsprocesser – ikke mindst de omsætningsprocesser, der finder sted i forbindelse med
kroppens fordøjelse af den indtagne føde.
Men også når man arbejder med bioteknologi, er det vigtigt at have en god forståelse af, hvad enzymer
er, og hvordan de virker. Ordet enzym betyder egentlig gær eller surdej. Mennesket har i årtusinder
udnyttet det, at mikroorganismer med deres enzymer har kunnet omdanne forskellige organiske
stoffer. Man har også anvendt enzymer isoleret fra levende organismer, fx osteløbe fra kalvemaver i
forbindelse med osteproduktion. I dag er brugen af enzymer en vigtig del af mange industrier.
Emnet ”Enzymer” består af 4 idéer til øvelser, der giver eleverne et indblik i, at enzymer optræder i
mange forskellige sammenhænge, og at hvert enzym katalyserer en bestemt omsætningsproces.
Eleverne har bl.a. mulighed for at eksperimentere med temperaturens betydning for enzymernes
virkningsgrad.
Spalte kulhydrat
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
menneskets fordøjelsessystem. Fordøjelsen starter allerede i mundhulen, hvor
spyttet indeholder spyt-amylase, som nedbryder stivelse til mindre
kulhydratenheder.
Forsøget kan også anvendes i forbindelse med et tema, hvor eleverne arbejder
med bioteknologi og enzymer. Forsøget er et godt ”introduktions-forsøg”, som
viser hvordan enzymer arbejder.
Stivelse udgør størstedelen af det fordøjelige kulhydrat i kartoffelmel. Stivelse er
opbygget af lange kæder af glukose. I kartoffelmel ”klumper”
30
stivelsesmolekylerne sig sammen i små kugler – såkaldte stivelseskorn.
Stivelseskorn er uopløseligt i vand ved stuetemperatur, men suger vand til sig
efterhånden som temperaturen stiger. På et tidspunkt (omkring 60oC) bliver
bindingerne mellem stivelsesmolekylerne svagere og stivelseskornene begynder
at svulme op og viskositeten af opløsningen stiger. Det vil sige, at opløsningen
bliver mere tyktflydende. Når amylasen begynder at spalte stivelsesmolekylerne
til mindre enheder, vil opløsningens viskositet også falde – opløsningen bliver
mindre tyktflydende.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion
Faglige mål Eleverne skal erfare, at bestemte enzymer i vores spyt kan spalte stivelse.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, om stivelsesopløsningen bliver mindre tyktflydende, der
hvor opløsningen tilsættes spyt. At opløsningen bliver mindre tyktflydende, kan
tolkes som et resultat af, at spyt-amylasen har spaltet en del af stivelsen i
opløsningen.
Drøft med eleverne, hvad der er årsagen til det, de observerer.
Man kan vælge at tilsætte iodiodkalium til stivelsesopløsningen (en enkelt
dråbe). Når man blander en opløsning af stivelse med iodiodkalium, fremkommer
en kraftig blåviolet farve. Denne farve danner iodiodkalium kun med stivelse. Så
længe opløsningen er farvet blåviolet, er der stivelse tilstede. Når stivelsen er
nedbrudt, forsvinder den blåviolette farve
OBS! Det kan måske være svært for eleverne at ramme den rigtige mængde kartoffelmel, når de skal lave deres ”sovs”. Hvis der kommer for meget kartoffelmel i vandet, bliver konsistensen for tyk. Muligvis må nogle elever lave ”sovsen” flere gange. Drøft med eleverne, hvad det er, der gør opløsningen tyktflydende, og hvad der sker, når spyttet tilsættes. Hvis man vælger at anvende iodiodkalium som indikator for stivelse, er det vigtigt, at eleverne forstår, hvad iodiodkaliums rolle er. Placer et stykke hvidt papir bag bægerglassene, så erkendes farveskiftet lettest.
Faglige begreber Enzymer, stivelse, glukose, spaltning af stivelse, fordøjelse, amylase.
Forberedelse Ingen Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg.
31
Spalte protein
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
menneskets fordøjelsessystem. Fordøjelsen af proteiner starter i mavesækken,
hvor det proteinspaltende enzym, pepsin, nedbryder proteiner til mindre
bestanddele (kortere peptidkæder). I den øvre del af tyndtarmen tilsættes andre
enzymer, som spalter peptidkæderne og de proteiner, der ikke blev spaltet i
mavesækken, til aminosyrer.
Forsøget kan også anvendes i forbindelse med et tema, hvor eleverne arbejder
med bioteknologi og enzymer. Forsøget illustrer fint, hvordan enzymer arbejder
med specifikke omsætningsprocesser, og at enzymet kan ødelægges
(denatureres) ved opvarmning.
Proteiner er opbygget af en række mindre molekyler – aminosyrer. De enkelte
proteinspaltende enzymer kan bryde bindingen mellem bestemte aminosyrer.
Gelatine er et eksempel på et protein. Gelatine anvendes som geleringsmiddel /
fortykkelsesmiddel. Det anvendes til at gøre vandige levnedsmidler tykkere
(tyktflydende). Gelatine kan fremstilles ud fra proteinet collagen, som findes i
sener, hud og knogler fra fx pattedyr. Gelatine sælges under navnet "Husblas".
Bromelin er et eksempel på et proteinnedbrydende enzym, som findes i ananas.
Faktisk en mixture af flere proteinnedbrydende enzymer. Enzym-effekten af
bromelin forsvinder dog ved opvarmning. Derfor skal man altid give ananas et
kort opkog, når man laver gelé, marmelade eller ananasfromage. Ellers
nedbryder bromelinen geléringsmidlet.
Nogle mennesker kan opleve, at det svier på læberne under ananasspisning. Det
er fordi, bromelinen er gået i gang med at spalte proteinerne i læberne.
Tidsramme Selve forsøget kan afvikles i løbet af en lektion - hertil skal dog lægges tid til afkøling af væskerne, før forsøgsresultatet kan observeres.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at bestemte enzymer kan spalte proteiner, og at enzymets
virkning kan ødelægges ved opvarmning.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, hvilke opløsninger der bliver tyktflydende/faste. At
opløsningen ikke tyknes (glas 2) kan tolkes som et resultat af, at bromelinen har
spaltet gelatinen.
Drøft med eleverne, hvad der er årsagen til det, de observerer.
Drøft med eleverne, hvad det er, der gør opløsningen stiv, og hvordan
enzymer virker.
32
Et supplement til undersøgelsen kan være, at man tester hhv. den kogte og friske
ananassaft på tungen.
Udnyt evt. de muligheder, eleverne har med deres mobiltelefoner til at
dokumentere, hvad der sker i forbindelse med de enkelte forsøg. Fx ved at tage
billeder.
OBS! Bromelin findes både i ananassaft og frugtkød. Men det er vigtigt, at der anvendes saft fra en frisk ananas, da ananassaft på flaske eller i karton, sandsynligvis har gennemgået en opvarmning.
Faglige begreber Enzymer, stivelse, glukose, spaltning af stivelse, fordøjelse.
Forberedelse Hvis eleverne ikke selv skal presse saft fra en frisk ananas, skal dette forberedes inden lektionen.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg. Ananassaft kan dog svie, hvis det fx kommer i øjet.
Leverpølse
Faglig sammenhæng Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor eleverne arbejder
med enzymer – fx i forbindelse med fordøjelse eller bioteknologi. Forsøget
illustrerer på dramatisk vis, hvordan enzymer katalyserer en
omsætningsproces, og at temperatur og mængde af enzym har betydning
for omsætningshastigheden. I dette forsøg anvendes enzymet, katalase, fra
svine- eller kalvelever.
Leveren er et stort og vigtigt organ i kroppen. Alt blod fra
fordøjelseskanalen løber via portåbningen ind i leveren. Alle de stoffer, som
optages fra fordøjelsessystemet, kommer altså igennem leveren, inden de
får mulighed for at komme videre ud i kredsløbet. Leverens stofskifte udgør
en fjerdel af det samlede hvilestofskifte og har en temperatur, der er et par
grader højre end de øvrige indre organer. Dette giver et billede af, at leveren
foretager mange biokemiske processer, og leverens celler indeholder da
også et meget stort antal enzymsystemer.
En af leverens mange funktioner er at uskadeliggøre stoffer, der er farlige
for kroppen og dens celler. Et af disse farlige stoffer er brintoverilte
(hydrogenperoxid), som dog dannes naturligt i kroppens celler i forbindelse
med forskellige reaktioner. Brintoverilte vil blive nedbrudt af sig selv, men
reaktionen foregår meget langsomt. Kroppens celler producerer derfor
enzymet katalase, som katalyserer nedbrydningen af brintoverilte til vand
33
og ilt. Leveren indeholder specielt meget katalase.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion eller to. Den første opstilling tager ca. 30 minutter. Den efterfølgende eksperimenterende del kan tage en del tid - afhængigt af elevernes fantasi.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at enzymer kan accelerere omsætningsprocesser.
Eleverne skal kunne, på baggrund af egne hypoteser, rekonstruere forsøg, så
omsætningsprocessen forøges yderligere.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal på baggrund af deres første forsøg dels give et bud på, hvilke
observationer der kan indikere, at der foregår en kemisk reaktion. Dels give
et bud på, hvordan forsøget kan udføres anderledes, så
reaktionshastigheden øges.
Efter at have gennemført yderligere forsøg, skal eleverne vurdere hvilke
ændrede parametre, der har været med til at forøge reaktionshastigheden.
Da det er observationer af, hvor meget opløsningen skummer, der giver
eleverne indikationer af reaktionshastigheden, ligger der en udfordring i at
huske, om det ene eller det andet forsøg skummede mest. Her kan det være
en god idé at udnytte de muligheder, eleverne har med deres mobiltelefoner
til at dokumentere, hvad der sker i forbindelse med de enkelte forsøg. Fx
ved at tage billeder eller små videosekvenser.
Drøft med eleverne, hvorfor netop deres ændringer i
forsøgsafviklingen har forøget (eller ikke forøget)
reaktionshastigheden.
Drøft med eleverne, hvilke observationer, der kan indikere noget om reaktionshastigheden.
Drøft med eleverne, hvilke parametre der kan ændres på for at øge reaktionshastigheden.
Drøft med eleverne, hvor mange parametre, man må ændre på ad
gangen.
OBS! Lever indeholder forholdsvis meget katalase. Når leveren skæres i mange mindre stykker eller blendes, kommer en større mængde katalase i berøring med brintoverilten.
Enzymet virker bedst ved kropstemperatur, derfor vil brug af lunkent vand (ca. 37o C) også fremme processen.
Katalasen katalyserer omdannelsen af brintoverilte til vand og ilt. Ved reaktionen mellem katalase fra leveren og brintoverilten vil den dannede ilt medføre, at væsken skummer op.
34
Faglige begreber Enzymer, reaktionshastighed, temperatur, lever, katalase, brintoverilte.
Forberedelse Indkøb af lever
Sikkerhed
Benytte gummihandsker, kittel og beskyttelsesbriller under udførslen. Hvis eleverne får brintoverilte eller skum på huden, skal de tørre det af og skylle godt med vand. H-sætninger for 10 % hydrogenperoxid (brintoverilte):
H332 - Farlig ved indånding.
H314 - Forårsager svære ætsninger af huden og øjenskader.
H302 - Farlig ved indtagelse.
H271 - Kan forårsage brand eller eksplosion, stærkt brandnærende.
Spalte fedt
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor eleverne arbejder med
bioteknologi og enzymer. Forsøget illustrerer på en fin måde, hvorfor man
tilsætter fedtspaltende enzymer til vaskemidler.
Forsøget kan også bruges som afsæt til at tale om, hvordan fedtstoffer bliver
nedbrudt i tarmsystemet ved hjælp af enzymer.
De enzymer, som spalter fedt, kaldes lipaser. De lipaser, som er tilsat
vaskepulver, spalter de tungtopopløselige triglycerider til mere vandopopløselige
slutprodukter: glycerol og frie fedtsyrer.
Udover lipase kan vaskepulver også indeholde amylase, som nedbryder
stivelseholdige pletter, protease, som nedbryder proteinholdige pletter og
cellulase, som nedbryder slidte fibre fra tøjets (bomuld) overflade (medvirker til
at tøjets farver bibeholdes klare).
Hovedparten af kostens fedtindhold består af triglyserider (90%). Den enzymiske
spaltning af fedtstof i tarmsystemet forgår også ved hjælp af lipase. Lipase
udskilles til tolvfingertarmen fra bugspytkirtlen.
Tidsramme Forsøgsopstilling 20 min.. Derudover 20 min. til iblødsætning. Tørretid: evt. til dagen efter. Kan sagtens ligge en uge, hvis det passer bedre.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at bestemte enzymer kan spalte fedt, og at dette udnyttes i
produktionen af vaskepulver.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, om der er pletter på tøjstykket efter vask (eller
størrelsen af pletterne) afhængig af, om der er vasket med vaskepulver
35
indeholdende lipaser, opvaskemiddel uden lipase og rent vand. Pletternes
omfang efter vask kan bedst observeres, når tøjstykket er tørt igen.
Udnyt evt. de muligheder, eleverne har med deres mobiltelefoner til at
dokumentere, hvad der sker i forbindelse med de enkelte pletter. Fx ved at tage
billeder.
Drøft med eleverne, hvad der er årsag til de forskellige vaskeresultater.
OBS! Vær opmærksom på at vaskepulver til uldvask typisk ikke indeholder enzymer. Vaskepulver til uldvask kan erstatte brugen af opvaskemiddel.
Faglige begreber Enzymer, spaltning af fedt, vaskepulver, bioteknologi, fedtsyre, glycerol.
Forberedelse Medbring klude/stofrester (gerne bomuld).
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
Emne 6 - Hjerte lunger
Den energi, kroppen har brug for, leveres hovedsageligt af respirationsprocesser i kroppens mange
celler. Specielt i kroppens muskelceller foregår der en stor energiomsætning. Respirationsprocesserne
kræver ilt. Jo mere ilt kroppen er i stand til at optage fra atmosfæren omkring os, desto mere energi
kan kroppen omsætte. I den forbindelse er kroppens evne til at optage og transportere ilt vigtig.
Iltoptagelsen og -transporten kan beskrives i fire trin:
1. Første trin er en aktiv udveksling af luft mellem lungerne og den omgivne atmosfære.
Indåndingen foregår ved, at brystkassen udvides ved muskelaktivitet. Det er muskler i
mellemgulvet og muskler mellem ribbenene, som bidrager til dette arbejde. Udåndingen sker
normalt passivt ved at åndedrætsmusklerne slapper af.
2. Andet trin er en diffusion af ilt gennem det tynde væv, der adskiller lunge og blodkar. Lungens
indre består af ca. 300 millioner alveoler, som samlet set leverer en meget stor overflade.
Alveolernes vægge består kun af ét enkelt cellelag, og rundt om hver alveole er indvævet et net
af tynde blodkar - kapillærer.
Den modsatte vej diffunderer kuldioxid, som kommer med blodet ude fra kroppens væv tilbage
til lungerne.
3. Tredje trin er transport af ilt med blodet ud i kroppen. Ilten bindes til hæmoglobinmolekyler i
de røde blodceller. Blodet pumpes rundt i blodkredsløbet af hjertets sammentrækninger.
Hjertets venstre side pumper det iltede blod fra lungerne ud i kroppens blodkar, mens den
højre side pumper det iltfattige blod, som kommer tilbage fra kroppen, ind i lungerne, hvor det
iltes på ny.
Det tryk der skabes i atrierne, når hjertet sammentrækkes, kaldes det systole systoliske tryk,
det der skabes, når hjertet afslappes, kaldes det diastoliske tryk.
36
4. Det sidste trin er diffusionen af ilt mellem de små kapillærer ud i kroppen og de omgivende
celler. Transporten af ilt sker ekstra hurtigt i muskelcellerne, da de har et iltbindende stof –
myoglobin – i sig, som er med til at trække ilten til sig.
5. Samtidigt diffunderer der kuldioxid fra cellerne over i blodet.
Blodtryks-testen
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
menneskets fysiologi og menneskets sundhed. Et vigtigt element i denne
forbindelse er at arbejde med blodkredsløbet. Blodtryksmålinger kan bruges som
afsæt til at tale om de fysiologiske sammenhænge mellem hjerte og blodkredsløb,
men også som afsæt til at tale om de sundhedsmæssige sammenhænge mellem fx
livsstil og blodtryk.
Når blodtrykket måles får man opgivet to tal, fx 130 over 80 (angives i millimeter
kviksølv/mmHg). 130 angiver det systoliske tryk – altså det tryk blodet udøver på
arterievæggene i hjertets sammentrækningsfase - og 80 angiver det diastoliske
tryk – altså det tryk blodet udøver på arterievæggene i hjertets afslapningsfase.
Når lægen måler en patients blodtryk, benytter han normalt et
blodtryksmanometer og et stetoskop. Blodtryksmanometeret består af en hul
gummimanchet, en håndpumpe, som kan pumpe luft ind i gummimanchetten og
et manometer, som kan registrere trykket i gummimanchetten.
Gummimanchetten placeres stramt om højre overarm i hjertehøjde. Stetoskopet
benyttes til at lytte til overarmsarterien i albuebøjningen. Vha. håndpumpen
pumpes luft i manchetten indtil overarmsarterien er klemt helt sammen, så der
ikke kan høres noget i arterien vha. stetoskopet. Nu er der lukket af for
blodgennemstrømningen - selv ved hjertets systole.
Luften slippes herefter ud af manchetten ganske langsomt, indtil der pludseligt
kan høres en svag rytmisk bankelyd i stetoskopet. Det er tegn på, at trykket fra
hjertes systole er i stand til at overvinde det tryk, der nu er i manchetten. Men
trykket under hjertets diastole er ikke i stand til at overvinde trykket i
manchetten. Manometertrykket er nu lig med hjertets systoliske tryk, fx 130
mmHg.
Der fortsættes med at lukke luft uf af manchetten, mens der lyttes efter
pulsslagene i stetoskopet. Denne lyd vil langsomt blive svagere og til sidst
forsvinde helt. Det diastoliske blodtryk aflæses (fx 80 mmHg), når pulslyden ikke
længere kan høres. Nu kan blodet passere igennem overarmsarterien selv under
hjertets diastole.
På skolerne benyttes ofte elektroniske blodtryksapparater. Her anvendes der ikke
37
stetoskop. Apparatet kan selv registrere, når trykket i manchetten svare til de
systoliske og diastoliske tryk - og fremvise værdierne på displayet. Ellers er
princippet i målingen det samme.
Blodtrykket siger en hel del om, hvordan hjertet og blodkredsløbet har det.
Blodtrykket og pulsen stiger og falder med kroppens behov for ilt. Under
dynamisk arbejde stiger blodtrykket dog ikke så meget, som hvis arbejdet er
statisk.
Andre forhold der også kan medføre svingninger i blodtrykket over forholdsvis
kort tid, kan fx være:
stres og nervøsitet
rygning får blodkarrene til at trække sig sammen og så stiger blodtrykket
lakrids indeholder stoffer som minder kroppens egne hormoner, der øger
blodtrykket
Ved meget lavt blodtryk, kan hjertet få vanskeligheder med at pumpe blodet
rundt i hele kroppen.
Forhøjet blodtryk er dog oftest det, der er det mest udbredte. Mange mennesker
går rundt med forhøjet blodtryk uden at registrere det. Et konstant forhøjet
blodtryk belaster hjerte og blodkar. Det kan medføre, at karvæggene bliver
ujævne, så fedt og kalk nemmere aflejres på indersiden af karrene. Dette kan
medføre karforsnævringer eller blodprop. Forhøjet blodtryk forøger også
risikoen for hjerneblødninger.
Forhøjet blodtryk er udtryk for, at hjertet arbejder hårdere end normalt. Dette
slider meget på hjerte og blodkar.
Blodtrykket bør normalt være mindre end 140/90 mmHg. WHO har defineret, at
der er tale om forhøjet blodtryk, hvis det systoliske tryk er over 140 mmHg, eller
det diastoliske tryk er over 90 mmHg.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af to lektioner.
Faglige mål Eleverne skal erfare, hvordan blodtrykket måles, og at forskellige forhold kan
påvirke blodtrykket.
Eleverne skal kunne trække perspektiver til andre forhold i vores livsførelse, som
har indflydelse på blodtrykket.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Hver blodtryksmåling resulter i to værdier: det systoliske og det diastoliske tryk.
Når eleverne skal udregne gennemsnitsværdier, skal de systoliske og det
diastoliske tryk holdes adskilt.
38
Drøft med eleverne, hvorfor man skal arbejde med gennemsnitsværdier.
Drøft med eleverne, hvad forskellen er på det systoliske og det diastoliske tryk.
Drøft med eleverne, hvorfor blodtrykket ændrer sig.
Drøft med eleverne, hvilke andre parametre der kan have indflydelse på
blodtrykket.
Drøft de sundhedsmæssige perspektiver af at have et forhøjet blodtryk med
eleverne.
OBS! Som supplement til lakrids kan eleverne også prøve at indtage energidrik med koffein. At fx A28 kan nedsætte blodtrykket, skyldes nogle blodtryksnedsættende peptider. De hæmmer Angiotensin Converting Enzym (ACE), et enzym som er vigtigt i reguleringen af blodtrykkets opadgående retning. Peptider med blodtryksnedsættende egenskaber kan dannes ved fermentering af mælk med mælkesyrebakterier, når man laver ost og yoghurt. Der skal muligvis indtages surmælksprodukter over længere tid, før der kan observeres en vedvarende effekt. Blodtrykket skal måles på højre overarm, så manchet og hjerte er i samme højde. Det kan være en fordel, at eleven, der måles på, ligger ned. Følg vejledningen som følger med det blodtryksapparat, I har på jeres skole. Lad eleverne afprøve apparatet et par gange, så de bliver fortrolige med metoden, inden selve forsøget afvikles.
Faglige begreber Hjerte, blodkredsløb, blodtryk, hjertekarsygdomme, livsstil.
Forberedelse Brug tid på, at eleverne bliver fortrolige med brugen af blodtryksapparatet.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg. Nogle elever kan dog føle ubehag ved manchettens pres på overarmen.
Lungekapacitet
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
menneskets fysiologi og menneskets sundhed. Et vigtigt element i denne
forbindelse er at arbejde med lungernes funktion. Lungekapacitetsmålinger kan
bruges som afsæt til at tale om de fysiologiske sammenhænge mellem lungerne
og iltoptagelse, men også som afsæt til at tale om de sundhedsmæssige
sammenhænge, der er relateret til lungernes funktionsevne.
Hos en voksen er luftvejenes samlede rumfang ofte mellem 5 – 6 liter. Dette
svarer til den totale lungekapacitet. Det er dog ikke al luft i lungerne, som kan
udåndes, da lungerne ikke kan klappe helt sammen. Den mængde luft, der ikke
kan presses ud af lungerne, kaldes residualvolumen. Den totale lungekapacitet
39
minus residualvoluminet, kaldes vitalkapaciteten eller vital lungekapacitet. Vital
lungekapacitet er altså et udtryk for, hvor meget luft, der maksimalt kan udskiftes
fra lungerne ved hvert åndedræt. Den vitale lungekapacitet kan variere fra person
til person alt efter kondition, alder, størrelse og beskadigelser på lungerne, fx ved
rygning.
Det er den vitale lungekapacitet, der arbejdes med i denne øvelse.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion – tidsrammen er dog afhængig af, hvor mange elever, der skal have målt deres lungekapacitet
Faglige mål Eleverne skal erfare, hvordan den vitale lungekapacitet kan måles, og at
lungekapaciteten kan variere.
Eleverne skal kunne trække perspektiver til andre forhold i vores livsførelse, som
har indflydelse på lungekapaciteten.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Man kan opleve, at dunken grundet trykket vil trække sig lidt sammen. Men hvis
eleverne sørger for, at dette er nogenlunde ensartet i alle forsøg, vil
sammenligningsgrundlaget stadig være til stede.
Drøft med eleverne, hvorfor man skal arbejde med gennemsnitsværdier (af de
målte volumener).
Drøft med eleverne, om der er forskellige måder at repræsentere
måleresultaterne på.
Drøft med eleverne, hvilke sammenhænge der er mellem forsøgspersonens højde
og lungekapaciteten.
Drøft med eleverne, hvilke andre parametre der kan have indflydelse på
lungekapaciteten.
Drøft de sundhedsmæssige perspektiver af at have reduceret lungekapacitet med
eleverne - og hvilke forhold, der kan være årsag til reduceret lungekapacitet.
OBS! Det kan være en fordel at udføre forsøget udendørs.
Forsøget kan være ret tidskrævende, hvis alle eleverne skal igennem forsøget tre
gange. Man kan evt. udvælge 3-4 ”forsøgspersoner”, son repræsenter forskellige
højder.
Vær sikker på, at eleverne forstår princippet i forsøgsopstillingen og er klar over,
hvordan volumen af udåndingsluften måles.
Faglige begreber Lunger, ilt, åndedræt, lungekapacitet, livsstil.
Forberedelse Der skal indsamle materiale til spirometret.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg.
40
Temaet ”Energi og samfund” Temaet Energi og samfund indeholder fem emner med tilhørende idéer til øvelser:
1. Potentiel og kinetisk energi (2 øvelser)
2. Alternative energikilder (2 øvelser)
3. Energioplagring (2 øvelser)
4. Olie (2 øvelser)
5. Strømproduktion (2 øvelser)
Temaet er specielt rette mod faget fysik/kemi og geografi, men inddrager også elementer af faget
biologi.
Fælles mål
Fællesmål, som relaterer sig til temaet Energi og samfund hentet fra faghæfterne i Fysik/kemi og
Geografi.
Faghæftet for fysik/kemi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
anvende enkle fysiske eller kemiske begreber til at beskrive hverdagens fænomener, herunder magnetisme, korrosion og tyngdekraft
beskrive og forklare energioverførsel, herunder elektrisk energioverførsel
surhedsgrad, varmeudvidelse, elektrisk- og termisk ledningsevne
beskrive og forklare udvalgte eksempler på energioverførsel i hverdagen og teknikken
give eksempler på, at der ved energiforsyning ofte produceres stoffer og varme, der påvirker miljøet
kende fordele og ulemper ved udnyttelsen af forskellige energikilder
beskrive hovedtræk ved samfundets energiforsyning, herunder elektrisk energiforsyning
give eksempler og forklaringer på, hvordan energiproduktion kan ske på bæredygtig måde i forskellige dele af verden (fælles med geografi)
gøre rede for energiomsætninger, nyttevirkning og tab i energikvalitet i forbindelse med samfundets elektriske energiforsyning og brug af solceller, solfangere, biogas og brændselsceller
41
beskrive, hvorledes anvendelse af råstoffer eller materialer kan påvirke ressourceforbrug, miljø og affaldsmængde, herunder kul, plast og træ
vurdere anvendelser af naturgrundlaget i perspektivet for bæredygtig udvikling og de interessemodsætninger, der knytter sig hertil (fælles med biologi og geografi)
Faghæftet for Geografi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
kende til forekomst og udnyttelsen af råstoffer i Danmark og andre regioner
vurdere anvendelser af naturgrundlaget i perspektivet for bæredygtig udvikling og de interessemodsætninger, der knytter sig hertil (fælles med biologi og geografi)
kende til energiproduktion lokalt, regionalt og globalt, herunder fossilt brændsel, atomenergi og vedvarende energi
kende til de miljømæssige konsekvenser af samfundenes forbrugsmønstre
kende til verdens energibalance og forskellen mellem energiproduktion og energiforbrug
forholde sig til de miljømæssige konsekvenser af samfundenes forbrugsmønstre og udnyttelse af naturgrundlag
”Energi og samfund” i bogsystemerne
I det nedenstående er der givet eksempler på, hvilke kapitler/sider (fra de mest brugte grundbøger)
der berører temaer kost og krop.
Biologi
Bios
(Gyldendal)
Ind i Biologien
(Alinea)
Xplore
(GO-forlaget)
A B C 7. kl. 8. kl. 9.kl. 7.kl. 8.kl. 9.kl.
Økologi (22-37) Grundlag for liv
(32-51) Globale miljøproblemer
(92-117)
Fysik/kemi
Kosmos
(Gyldendal)
Naturens univers
(Alinea)
Xplore
Fysik/kemi
(GO-forlaget)
42
A B C 7. kl. 8. kl. 9.kl. 7 8 9
Elektricite
t (65-85)
Magnetism
e (28-49)
Energi (50-
67)
Energi på
vej (49-
69)
Kemi og
elektricite
t (104-
107)
Tema 5:
Elektricitet
og
magnetism
e (122-149)
Tema
3:
Energi
overal
t (81-
88)
Tema 1:
Spar på
energie
n
En strøm af
elektroner(50
-61)
Energi skal der
til (25-41)
Bæredygtighe
d (110-123)
Geografi
Geos
(Gyldendal)
Ind i geografien
(Alinea)
Xplore Geografi
(GO-forlaget)
A B C A B C 7.kl. 8.kl. 9.kl.
Energi (33-59) Ressourcer (31-48) Energi
Emnet ”Potentiel og kinetisk energi”
Fysikere vil hævde, at det findes to hovedforme for energi: Potentiel og kinetiske energi. Alle andre
energiforme kan (med lidt besvær) reduceres til kombination af disse to. For eksempel er
energiformen ”termisk energi” knyttet til partikelbevægelse, altså kinetisk energi på mikroniveau. I
grundskolen vil det give god mening at anvende også de andre mere ”deskriptive” energiforme for at
beskrive den sammenhæng, vi finder energien i.
Potentiel energi (eller beliggenhedsenergi) i tyngdefeltet er knyttet til det arbejde, man gør for at løfte
noget mod tyngdekraften. Det kan beregnes med formlen:
Ep = mgh
m er genstandens masse
g er tyngdeakselerationen. I Danmark sætter vi den gerne til 9,8 m/s2.
h er højden man har løftet genstanden (eller fra en givet nulniveau).
NB! Det findes også andre former for potentiel energi, for eksempel vil elektriske ladninger ha
elektrisk potentiel energi i et elektrisk felt.
Kinetisk energi knytter sig til den energi, en genstand har, fordi det er i bevægelse. Det er defineret
som det arbejde, man må udføre for at accelerere en genstand med en given masse fra at ligge i ro til
en given fart. For en genstand i lineær bevægelse kan den kinetiske energi beregnes med formlen:
Ek = ½ mv2
m er genstandens masse
v er farten
43
En genstands mekaniske energi er summen af den kinetiske og potentielle energi. I et lukket system vil
den mekaniske energi være bevaret.
Emnet ”Potentiel og kinetisk energi” består af 2 forslag til øvelser, der hver især fokuserer på nogle
karakteristiske egenskaber til potentiel og kinetisk energi.
Potentiel, kinetisk og elektrisk energi
Faglig sammenhæng Energi kan overføres eller omdannes fra en energiform til en anden.
I forsøget skal eleverne omdanne potentiel energi til kinetisk energi i et
lod. Den kinetiske energi i loddet skal derefter overføres til kinetisk energi
i elmotoren, der omdannes den til elektrisk energi. Den elektriske energi
overføres til lyspæren der omdanner den til termisk energi.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleven skal kunne vise, hvordan energi kan omdannes og overføres, og
anvende begreberne potentiel energi, kinetisk energi og elektrisk energi til
at beskrive energien i en given situation.
Faglige grundbegreber Energiomdannelse, energioverførelse, potentiel energi, kinetisk energi,
termisk energi, elektrisk energi, generator, energibevarelse, energihistorie.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Når eleven slipper loddet, falder det, og det får højere og højere fart.
Potentiel energi omdannes til kinetisk energi.
Snoren, der er fæstet til loddet, trækker remskiven på generatoren
(elmotoren) rundt. Generatoren snurrer hurtig rundt: Den kinetiske energi
til loddet omdannes til kinetisk energi i generatoren.
Lyspæren lyser så længe elmotoren drejer rundt, og er kraftigst lige inden
loddet rammer bordet/gulvet. Den kinetiske energi i generatoren er
omdannet til elektrisk energi og derefter termisk energi i lyspæren.
Jo højere loddet hænger over gulvet eller bordet (nulpunktet), desto mere
potentiel energi har loddet. Det giver i sidste ende mere lys i lyspæren.
OBS! Eleverne skal arbejde målbevist på deres ”fagsprog” og anvende
begreberne potentiel, kinetisk, elektrisk og termisk energi, herunder ved at
skrive deres ”energihistorie”. Energihistorie er en genre, hvor eleverne
med egne ord skal beskrive, hvad der sker med energien i forløbet.
Mange elmotorer kan også bruges som generator.
Forberedelse Ingen specielle
Sikkerhed Ingen specielle
44
Energiberegneren
Faglig sammenhæng Potentiel energi (eller beliggenhedsenergi) i tyngdefeltet er knyttet til det
arbejde, man gør for at løfte noget mod tyngdekraften.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleven skal kunne beregne en genstands potentielle energi ved at indtaste
massen til genstanden og højden til genstanden i et regneark.
Faglige grundbegreber Energiomdannelse, energioverførelse, potentiel energi, kinetisk energi,
termisk energi, elektrisk energi, generator, energibevarelse, energihistorie.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Genstandenes potentielle energi kan beregnes med formlen:
Ep = mgh
m er genstandens masse.
g er tyngdeakselerationen. I Danmark sætter vi den gerne til 9,8 m/s2.
h er højden man har løftet genstanden (eller fra en givet nulniveau).
I det vedlagte regneark vil en energiberegning for en afrikansk elefant på
5,0 ton (5,0 ton = 5000 kg = 5000 000 g) i toppen af Rundetårn (41,8 m
højt) se sådan ud:
Energiberegner
Potentiel energi:
Elefant (5000 kg) i toppen af Rundetårn (41,8 m)
Indtast genstandens masse (vægt): 5000000 G
Indtast genstandens højde over jorden: 41,8 M
Genstandens potentielle energi: 2048200000 J
2 048 200 000 J er et stort tal (med alt for mange cifre!) som vi kan skrive
enklere:
2 048 200 000 J = 2 048 200 kJ = 2 048 MJ = 2,05 GJ
Med tanke på antal gældende ciffer (3) i de opgivne værdier bør vi opgive
den potentielle energi til elefanten som 2,05 ⋅ 109 J eller 2,05 GJ.
45
Energiberegner
Potentiel energi: Femkrone (9,2 g) i 10 km højde
Indtast genstandens masse (vægt): 9,2 G
Indtast genstandens højde over jorden: 10000 M
Genstandens potentielle energi: 901600 J
Med tanke på antal gældende ciffer (2) i de opgivne værdier bør vi opgive
den potentielle energi til femkronen som 9,0 ⋅ 105 J eller 0,90 MJ.
OBS! Energiberegneren er udarbejdet med henblik på, at eleverne skal
eksperimentere sig frem til, hvor stor en mængde potentiel energi en
genstand kan have. I stedet for at eleverne begrænses af matematiske
færdigheder, får de mulighed for at få en fornemmelse af, at både massen
og højde har betydning for, hvor meget potentiel energi en genstand har.
Nogle elever vil på den anden side kunne drage fordel af, at der knyttes
matematiske formler til energibegreberne. Det må være lærerens
vurdering, hvordan der bedst differentieres på dette område.
I opgaven er der lagt op til, at eleverne selv skal finde masse for forskellige
elementer, som kan indgå i beregningerne. Dette kan muligvis give noget
spildtid, så som alternativ kan man på forhånd finde forskellige data, som
eleverne kan anvende.
Elefant: 5 000 kg
Femkrone: 9,2 g
Scooter (Vespa Piaggio): 86 kg
Islandsk hest: 350 kg
Forberedelse Ingen specielle
Sikkerhed Ingen specielle
Emnet ”Energioplagring”
Det er fundamentalt for ethvert samfund at sikre tilgang på energi. Det meste af den energi vi bruger
stammer fra solen. Solen sender enorme energimængder ud. Hvis vi fuldt ud kunne udnytte alt den
46
energien, som rammer jorden, ville nogle timers solstråling være nok til at dække verdens energibrug i
et helt år! Desværre er det ikke så enkelt i praksis. For eksempel er 71 % af jorden oceaner.
Og områder med størst solinstrålingen er ofte ikke der, det største behov for opvarmning er. I stedet
er det de koldeste områder på jorden, som har størst behov for opvarmning, men her er der også
færrest soltimer.
Oplagring af energi er derfor en meget væsentlig forudsætning for ethvert samfund.
Fossile energikilder er oplagret solenergi gennem fotosyntesen og nebrydning af organisk materiale
uden tilgang af ilt.
Batterier
Faglig sammenhæng Blyakkumulatoren, som ofte kaldes «bilbatteri», er bygget op af blyplader,
der står i en forholdsvis stærk svovlsyre. Reduktionsmidlet omkring den
negative elektrode er porøst bly (Pb), og oxidationsmiddelet omkring den
positive elektrode er bly(IV)oxid (PbO2).
celle
2 + 0
2 4 4 2
2 0
4 4
0
2 2 4 4 2
Reduksjon: PbO (s) SO (aq) 4H (aq) 2e PbSO (s) 2H O(l) 1,69 V
Oksidasjon:Pb(s) SO (aq) PbSO (s) 2e ( 0,36 V) 0,36 V
Cellereaksjon: Pb(s)+PbO (s) 2H SO (aq) 2PbSO (s) 2H O (1,69 0,36)
E
E
E
- -
- -
+ + + ® + =
+ ® + - = - - =
+ ® + = + V 2,05 V=
Når cellen afgiver elektrisk energi, bliver der dannet bly(II)sulfat(PbSO4)
både ved den positive og ved den negative pol. Bly(II)sulfat er tungtopløseligt
og afsættes derfor på elektrodepladerne. Når cellen aflades, bliver svovlsyren
fortyndet.
Ved opladning af en blyakkumulator sker den modsatte proces.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleven skal kunne lave en model af en blyakkumulator og ved hjælp af
modellen vise, at man kan oplagre elektrisk energi.
Faglige grundbegreber Akkumulator, elektrolyse, serieforbindelse, blycelle, elektrisk energi, ladning,
afladning, plus og minuspol.
Eksempel på
behandling af
forsøgsempiri
Ved elektrolyse sker følgende:
Negativ blystang: Der dannes små gasbobler. Gassen er hydrogengas (brint)
dannet ved reduktion af H+-ioneren (fra svovlsyren):
2H+ + 2e- → H2(g)
Ved positiv blystang: Stangen tæres og der afsættes noget nyt materiale
(PbO2) på blystangen.
Forklaringen er, at der først oxideres noget bly til bly(II)ioner, som går ud i
47
løsning blysulfat. PbSO4. Bly(II)ionerne oxideres videre til bly(IV)ioner, som
afsættes som fast bly(IV)oxid, PbO2 på blystangen.
2
4 4
2 +
4 2 2 4
Pb(s) SO (aq) PbSO (s) 2e
PbSO (s) 2H O(l) PbO (s) SO (aq) 4H (aq) 2e
- -
- -
+ ® +
+ ® + + +
Vi har nu fået dannet en løsning (elektrolyt), som indeholder opløst PbSO4 og
en blystang belagt med PbO2. Altså en ”opladet” blyakkumulator.
Cellespændingen til en blycelle er 2,0 V, så en 1,5 V lyspære bør kunne lyse
svagt.
OBS! Mens blyakkumulatoren bliver ladet op, bliver eleverne stillet den opgave, at
de skal beskrive, hvad der sker nede i bægerglasset. Det forventes, at de her
vil beskrive det makroskopiske niveau. De kemiske processer, vurderer vi, vil
være for komplicerede for eleverne at arbejde med.
Fokus vil i stedet være, at eleverne får indblik i, at man kan oplagre elektrisk
energi, samt få repeteret det centrale i elektrolyse, strøm mv. Det afsluttende
forsøg, hvor eleverne skal forsøge at beskrive, hvad der sker med energien i
systemet, er et forsøg på at få italesat nogle af de begreber, som eleverne
allerede kender til, i en ny sammenhæng. Energiens omdannelse gennem
systemet er desuden valgt for at tilgodese, at de kemiske reaktioner er for
svære for eleverne at arbejde med.
Indledningsvis bliver der beskrevet, at man anvender blyakkumulatorer
forbundet i serie som batterier i biler. For at lave en perspektivering til dette
kan man undersøge fælles i klassen, hvor mange blyceller der skal kobles i
serie for at drive en lille motor.
Forberedelse Ingen specielle
Sikkerhed
Bly er et tungmetal. Det er ingen speciel risiko forbundet ved at anvende
blylader.
I øvelsen bliver der dannet en opløsning af fortyndet blysulfat. Det skal
opsamles som uorganisk, surt affald. Blysulfat er et stof, eleverne normalt
ikke bør anvende som et rent stof. Blysulfat som rent fast stof har
faresymbolet Xn med risikosætningerne R20/22 N;R50/53 R33 og H302,
H332, H360, H373, H410.
1 M svovlsyre kræver, at eleverne arbejder med sikkerhedsbriller og
handsker. Det har H-sætning ”H314 - Forårsager svære ætsninger af huden
og øjenskader.”
48
Energilagring i karse
Faglig sammenhæng Fotosyntesen er en vigtig proces i kulstoffets kredsløb. Ved denne proces
fikseres luftens CO2 og carbonet indbygges i organiske forbindelser.
I plantecellernes kloroplaster (grønkorn) reagerer kuldioxid og vand med
hinanden, og der dannes ilt og glukose:
6 CO2 + 6H2O + lysenergi → C6H12O6 + 6O2
Energien til processen kommer fra sollyset.
Tidsramme Igangsætning: 30 min,
Groning: 1 uge,
Efterbehandling: 30 min
Faglige mål At eleven kan bruge dyrkning af karse som et eksempel på at planter
fanger solenergi og omdanner det til energirige forbindelser.
Faglige grundbegreber Fotosyntese, energi, energioplagring, energiomdannelse, spiring, frø.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Har man dyrket fx 10 g karse, bliver energien 10/100 * 114 kJ = 11,4 kJ.
Diskuter med eleverne, om det måske er en idé at bestemme massen til
karsefrøene inden forsøget går i gang? Hvad med de tilbageværende
rødder? Har rødderne og frø måske omtrent samme masse?
OBS! Diskuter med eleverne, hvornår fotosyntesen går i gang. Er spiringen af
karse afhængig af andet en vand? Fx lys, O2, CO2, ”næring/gødning”? Her er
der rigtig mange faktorer, som kan undersøges nærmere.
Forberedelse Ingen specielle
Sikkerhed Ingen specielle
Emnet ”Alternative energikilder”
Alternative energikilder som emne omhandler de energikilder, der ikke er baseret på fossile
brændsler og kernekraft. Alternativ energi omfatter for eksempel vandkraft, vindkraft, solenergi,
bølgeenergi og geotermisk energi. På verdensplan er vandkraft langt den vigtigste alternative
energikilde. Solenergi har et stort potentiale både som direkte varmekilde og til at producere elektrisk
energi. Solen udsender enorme energimænger!
Selvom alternativ energi ofte opfattes som ”ren energi” uden miljøbelastning, er det imidlertid ikke
helt korrekt: al energiproduktion kræver indgreb i naturen, eller at der laves anlæg, der forurener.
49
Vandvarmer
Faglig sammenhæng Solfangere har et stort, uudnyttet potentiale i Danmark. En solfanger
absorberer solenergi, og omdanner det til termisk energi (varmeenergi) i
vand. En moderne solfanger har ofte en virkningsgrad på 80 %. På en
skyfri dag har solinstrålingen en effekt på ca 1000 W/m2. Det betyder, at 1
m2 moderne solfanger har effekten 800 W.
Tidsramme 1-2 lektioner
Faglige mål Eleven skal kunne lave en opstilling, der kan varme vand op med solenergi
og sammenligne denne energiovergang med en solcelle.
Faglige grundbegreber Termisk energi, absorption, indstråling, temperatur.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Vandvarmeren bør stå vendt direkte mod solen, og med en vinkel så
pladen står vinkelret på den indkommende solstråling.
En måde at optimere vandvarmeren på er at bruge en endnu længere
slange, så vandet er i slangen i længere tid og bliver varmet op af solen. En
større del af solens energi bliver udnyttet.
Hvis der ikke er noget sol, kan der evt bruges en overheadprojektor.
OBS! Vandvarmeren skal helst stå noget tid i solen for at få så stor en
temperaturstigning som muligt.
Cirkulationspumpen kan være en lille akvariepumpe eller en 12v pumpe
beregnet til campingvogne. Kan fås hos diverse campingbutikker.
Det er ikke altid en direkte sammenhæng mellem effekten til solcellen og
den hvilespænding, man måler med et voltmeter (effekt = strøm *
spænding, P = I * U). Derfor bør man hellere måle effekten, når solcellen er
belastet. Egentlig kan man helt udelade voltmeteret og bare benytte en lille
elmotor med propel og vurdere solcellens effekt ved at betragte, hvor
hurtig motoren drejer rundt.
Forberedelse Indkøb af materialer
Sikkerhed
Ingen specielle
Solovn
Faglig sammenhæng Princippet bagved solovnen er at lave en ovn, der fokuserer solstrålerne
fra et sort areal i et lille område. I vores tilfælde skal vandbeholderen
50
placeres i brændpunktet til en ”parabol”.
Tidsramme 2 lektioner
Faglige mål At eleven selv kan forklare, hvordan man kan samle solstråling fra et stor
område i et mindre område og på den måde øge effekt/areal.
Faglige grundbegreber Termisk energi, refleksion, absorption, indfaldsvinkel, brændpunkt.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Med lidt snilde kan vandet i glasset sagtens komme til at koge.
Beholderen skal være sort for at absorbere mest muligt af solindstrålingen.
Posen har funktion som et ”drivhus”, som slipper solstrålerne ind, men
stopper varmestrålerne (infrarøde stråler) fra metalbeholderen/vandet i
at slippe ud.
Solovnen skal være mest mulig ”parabolsk” for at samle solstrålerne i et
brændpunkt (fokus).
OBS! For at få det optimale ud af forsøget vil det være fordelagtigt, at eleverne
har noget viden om lys og strålegange. Eksempelvis at eleverne kender til
strålegang, refleksion, absorption mv.
Mens vandet varmes er der lagt op til, at eleverne svarer på de anførte
spørgsmål. Disse kan evt. også indgå i en fælles efterbehandling på klassen.
Teorien bag solfangerens form kan evt. kræve en yderligere illustration,
hvorpå brændpunktet kan visualiseres.
Forberedelse Måske skal der laves en skabelon til kartongen.
Sikkerhed
Laver man en effektiv solovn, skal man passe på med at henstille den et
sted, hvor den kan antænde noget.
51
Emnet ”Olie”
Råolie er tyk, mørkebrun og brændbar væske, som består af en kompleks blanding af forskellige
kulbrinter. Råolien kan variere meget i udseende, sammensætning og renhed. Råolie udvindes fra
jordens undergrund og raffineres til forskellige produkter på et olieraffinaderi. De forskellige
fraktioner kan anvendes som en vigtig energikilde til drivstof for forbrændingsmotorer. I tillæg er olie
råmateriale i petrokemisk industri.
Destillation af olie
Faglig sammenhæng På et olieraffinaderi raffineres råolie til fraktioner (produkter), såsom
benzin, diesel, petroleum og asfalt. Råolien varmes op og ledes over i et
destillationstårn. Her vil kun stoffer med de højeste kogepunkter forblive i
væskeform, mens resten fordamper. Gassen afkøles langsom på vej op i
tårnet. Her vil de forskellige fraktioner så fortætte til en væske og samles
op.
På laboratoriet er destillation en metode til adskillelse af væsker eller faste
stoffer med forskellige kogepunkter. Adskillelsen foregår ved at opvarme
blandingen i en beholder, indtil et af stofferne fordamper. Dampen afkøles
til fortætning, og destillatet opsamles i en separat beholder.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleven skal kunne lave et enkelt destillationsopsæt og destillere en
hjemmelavet ”råolieblanding” med opsamling af 3 fraktioner.
Faglige grundbegreber Destillation, fragmenter, destillater, carbonhydrid, kogepunkt
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Kogepunkterne afhænger af længden på kæden samt mængden af
forgreninger. Her tager vi dog bare udgangspunkt i længden på alkanerne.
I destillaterne vil der selvfølgelig også findes alkaner med forgreninger.
Temperaturen, termometeret viser, vil være højere end det kogepunkt,
som destillatet har, da termometeret i denne opstilling sidder længere
nede end ”knækket”, hvor destillatet bliver taget fra. Dette skal eleverne
være opmærksomme på, når de kommer med bud på, hvilke alkaner de har
i deres forskellige destillater.
OBS! Det vil være fordelagtigt, at eleverne allerede har kendskab til den
organiske kemi samt opbygningen af forskellige carbonhydrider.
Navngivningen er ikke et must, da fokus er på sammenhængen mellem
størrelsen og kogepunktet.
Forberedelse Råolie – hjemmelavet (fra www.plmadsen.dk)
Fremstilling af 20 gram råolie:
52
0,5 g sort tjære (f.eks. tagtjære; svovlholdig)
1,5 g fast paraffin
2 g vaseline
3 g flydende paraffin (apoteket har det)
2 g smøre- eller motorolie
2 g dieselolie eller fyringsolie
Varm blandingen på en kogeplade til temperaturen når 90-100 grader C -
indtil det ser homogent ud. Afkøl til 40-50 grader og tilsæt derefter
yderligere:
3 g petroleum
2 g mineralsk terpentin
4 g rensebenzin
Rør indtil blandingen ser homogen ud.
Hvis man ønsker en tykkere "råolie", kan mængden af højtkogende
bestanddele forøges på bekostning af en tilsvarende mængde af de
lavtkogende komponenter.
Evt. kan noget af den faste paraffin erstattes af en tilsvarende mængde
vaseline. Der er mange variationsmuligheder.
Vær opmærksom på at det sviner meget at lave, så det kan betale sig at
lave en stor portion og gemme til senere.
Sikkerhed
Det er ikke tilladt at anvende rigtig råolie i undervisningen. I stedet kan der
laves en hjemmelavet råolieblanding.
Produktet er mærkepligtigt, og skal have summen af de klassificeringer
med tilhørende R- og H-sætninger, som de enkelte kemikalier har hver
især. Det er sandsynligvis dieselolien, der udgør det største problem, da
dieselolie ofte er klassificeret med R-40 (Mulighed for kræftfremkaldende
effekt). R-40 forefindes på eksklusionslisten (bilag 1 til At-meddelelse nr.
4.01.7) over stoffer elever i grundskolen ikke bør arbejde med.
I henhold til At-meddelelse nr. 4.01.7 må eleverne lejlighedsvis og
kortvarigt anvende stoffer, der giver skadevirkninger efter langvarig og
gentagen udsættelse herunder organiske opløsningsmidler, hvis dette er
nødvendigt for at gennemføre en given opgave, og hvis arbejdet i øvrigt
gennemføres på en forsvarlig måde. Det betyder blandt andet, at eleverne
skal have tilstrækkelig oplæring og instruktion i at udføre de praktiske
53
øvelser sikkert, og at eleverne får grundig information om farer ved
arbejdet. Når eleverne anvender ”råolien”, vil det være nødvendigt, at
dampene fjernes på udviklingsstedet ved procesventilation.
Cracking
Faglig sammenhæng Cracking kommer af det engelske ord cracke, som betyder at ”knække”.
Processen medfører, at man bryder C-C-bindinger i lange carbonhydrid-
kæder og danner kortere umættede kæder (også aromatiske). Cracking
benyttes i petroindustrien til at omdannet tunge fraktioner til lettere
fraktioner som LPG og benzin. Højtemperatur-cracking kaldes også for
pyrolyse.
C-C-bindinger, der brydes, fører først til dannelse af frie radikaler, som kan
reagerer og danne alkener (carbonhydrider med enkeltbindinger), fx
sådan:
CH3CH3 → 2 CH3*
CH3* + CH3CH3 → CH4 + CH3CH2*
CH3CH2* → CH2=CH2 + H*
Vælger vi et relativt kort carbonhydrid som butan (CH3-CH2-CH2-CH3) som
eksempel, kan vi opstille 3 forskellige resultater af crackingen:
1. alternativ (sandsynlighed: 48%): brydning sker ved CH3-CH2 binding.
Radikaler: CH3* / *CH2-CH2-CH3
Slutprodukt: CH4 + CH2=CH-CH3 (methan og propen)
2. alternativ (sandsynlighed: 38%): brydning sker ved CH2-CH2 binding.
Radikaler: CH3-CH2* / *CH2-CH3
Slutprodukt: CH3-CH3 + CH2=CH2 (ethan og ethen)
3. alternativ (sandsynlighed: 14%): brydning sker ved C-H binding
Slutprodukt: CH2=CH-CH2-CH3 + H2 (but-1-en og dihydrogen)
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleven skal kunne gennemføre en cracking på en forsvarlig måde, og
relatere processen til de forskellige produktionsmetoder, som findes i den
petrokemiske industri.
54
Faglige grundbegreber Cracking, carbonhydrid, gas, katalysator, kemisk formel, model af
carbonhydrid.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Eleverne vil typisk opsamle nogle ml. væske i reagensglasset, som står i
koldt vand (midterste reagensglas) og en halvfyldt urinpose med en
gasblanding.
Dodecan, C20H42, CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-
CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Nonan, C9H20, CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Butan; C4H10; CH3-CH2-CH2-CH3
Propan; C3H8; CH3- CH2-CH3
Ethen; C4H8; CH2=CH2
Man kan overveje at lave test på produkterne, gerne som lærerforsøg:
1. Undersøg om væsken er brændbar ved at antænde nogle
dråber af væsken i en forbrændingsske. Gør dette under
udsugning. En sodende flamme indikerer, at blandingen
indeholder carbonhydrider med dobbeltbindinger.
2. Undersøg om gassen i urinposen er brændbar: Kobl et glasrør
for enden af slangen på urinposen og tryk jævnt på posen for at
få en passende gasstrøm ud af glassrøret. Antænd gassen med
en tændstik. Gør dette under udsugning. En sodende flamme
indikerer, at gasblandingen indeholder carbonhydrider med
dobbeltbindinger.
3. Man kan teste produkterne for dobbeltbindinger ved at tilsætte
bromvand og ryste. Jo mere bromvand som affarves, desto flere
carbonhydrider med dobbeltbindinger er det i produktet. Dette
er et lærerforsøg, da eleverne ikke selv bør anvende bromvand.
OBS! Forsøgets formål er bl.a., at eleverne kan stifte bekendtskab med de
forskellige reaktionstrin, som findes i den kemiske industri. Det vil derfor
være oplagt at lave cracking-forsøget i forlængelse af destillationen af
olien.
Et andet mål er desuden, at der bliver arbejdet både på det mikroskopiske
og makroskopiske niveau. Det mikroskopiske repræsenteret ved selve
crackingreaktionen på mikroniveau, herunder hvad der sker med de
enkelte carbonhydrider.
Makroniveauet repræsenteret ved den synlige reaktion i forsøget foruden
55
selve perspektiveringen til industrien. Arbejdet med mikroniveauet vil
stille relativt høje krav til elevernes kognitive kapacitet. Man kan derfor
overveje at anvende forskellige modeller for molekylerne.
Selve forsøgsbeskrivelsen vil for en stor del af eleverne være ret
kompliceret, så det er derfor vigtigt, at det gøres klart, hvad det centrale i
forsøget er, så det ikke drukner i selve opstillingen.
Forberedelse
Sikkerhed
Parafinolie er mærket med H-sætning ”H319 - Forårsager alvorlig
øjenirritation”. Det er derfor vigtigt, at eleverne arbejder med
sikkerhedsbriller.
Der vil dannes forskellige produkter i reaktionen, som kan udgøre fare.
Derfor er det vigtigt, at hele forsøget udføres med god udsugning, også når
udstyret kobles ned.
Cracking kræver kraftig opvarmning af perlekatalysatoren. Det er vigtigt,
at eleverne er fuldt indforstået med, at de IKKE skal røre ved udstyr, der
har været varmet kraftig op, før de er helt sikre på, at det har haft tid til at
køle ned.
Emnet ”Strømproduktion”
Vores samfund er i høj grad afhængig af rigelig tilgang af elektrisk energi. Men elektrisk energi er ikke
en primær energikilde – det er en energibærer. Det vil sige, at elektrisk energi skal produceres fra en
anden energikilde, for eksempel vindenergi eller fossile energikilder. På de store kraftvarmeværker
sker der en energiomdannelse fra kemisk energi i kul (eller biomasse) og til elektrisk energi. Her
spiller opvarmning af vand og damp en vigtig rolle.
Damp til bevægelse
Faglig sammenhæng Forsøget er en måde, hvorpå man kan lade eleverne arbejde med selv at
konstruere en energihistorie og tilhørende opstilling. Nogle klasser eller
elever vil have brug for meget hjælp, hvorimod andre nemt kan finde på
idéer selv. For at tilgodese dette kan man evt. have lavet et eksempel på en
konstruktion. Det anbefales i alle tilfælde, at der er fundet en masse
materialer frem, som vil være fordelagtige for eleverne at anvende i deres
konstruktioner.
Forsøget er placeret under emnet ”Strømproduktion”, da det er tænkt som
et trinbræt til at arbejde med, hvordan man producerer elektricitet. Fra
dampmaskinen kan der perspektiveres til en samfundsmæssig vinkel på
strøproduktionen, hvor selve elevernes konstruktioner og energihistorier
56
kan perspektiveres til, hvordan man kan anvende bevægelse til at generere
en strøm.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleven skal kunne konstruere en energihistorie og tilhørende opstilling,
hvori de beskriver, hvordan energi omdannes.
Faglige grundbegreber Alle energiord
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Efterbehandlingen leder frem mod, at eleverne skal fremlægge deres
konstruktion og energihistorie for hinanden. Dette kan eksempelvis gøres
som en tur til små stationer i klassen. Energihistorien skaber både
grundlag for, at eleverne kan få gavn af hinandens idéer og overvejelser,
samt se mange forskellige eksempler på, hvor vi møder de forskellige
energiformer. Ved at eleverne i talesætter deres viden, er det desuden en
måde, hvorpå læreren kan evaluere eleverne. En progression i forsøget kan
være, at der skal anføres, hvor der udføres et arbejde, eller hvor der afgives
energi til omgivelserne.
OBS! Dampmaskinen er tænkt som en introduktion til opgaven, og kan evt.
forklares og introduceres ved hjælp af en energihistorie. På Youtube findes
der adskillelige eksempler på dampmaskiner, som kan benyttes, hvis ikke
skolen er i besiddelse af en fysik model.
Forberedelse Ingen specielle
Sikkerhed Ingen specielle
Bevægelse til strøm (elektrisk energi)
Faglig sammenhæng En elektrisk generator er en maskine, hvor bevægelsesenergi omdannes til
elektrisk energi ved hjælp af induktion: En elektrisk leder (spole) udsættes
for et varierende magnetfelt, hvorved der induceres en elektrisk spænding.
Tidsramme 1 lektion
Faglige mål Eleven skal kunne opstille en vekselspændingsgenerator og undersøge,
hvilke faktorer der har betydning for den inducerede spænding.
Faglige grundbegreber Generator, magnetisme, induktion, spænding, variabelkontrol.
Eksempel på behandling
af forsøgsempiri
Ting eleverne fx kan ændre på:
Magnetens styrke
Antal vindinger
57
Rotationshastighed
Hvor tæt magneten og jenskernen er på hinanden
OBS! Hvis eleverne skal have mulighed for ”variabelkontrol” er det vigtig, at de
finder en metode til at skabe en jævn roterende bevægelse af magneten.
Det kan for eksempel være en elmotor. Har skolen en dampmaskine, kan
den tjene som model for kraftværket. Men den kan være svær at få til at
give en konstant bevægelse.
Forberedelse Ingen
Sikkerhed Ingen
58
Temaet ”Vand og liv” Temaet Vand og liv indeholder fire emner med tilhørende ideer til øvelser:
1. Vandets tilstandsformer (5 øvelser)
2. Vejr og klima (3 øvelser)
3. Vandrensning (3 øvelser)
4. Vand og liv (5 øvelser)
Temaet er rettet mod de tre fag biologi, fysik/kemi og geografi og væsentlige dele af det trinmål, de tre
fag deler på 8. klassetrin: beskrive hovedtræk af vand og kulstofs kredsløb i naturen. Emner og øvelser,
der kan tænkes ind under kulstofs kredsløb i naturen, kan findes under temaet Kulstofkredsløb.
Der er vand over alt! ¾-dele af jorden er dækket af oceaner. I tillæg har vi søer, vandløb, sne og
gletsjer. Levende organismer kan indeholde optil 99 % vand. Både fotosyntesen i planterne og
celleåndingen i alle levende organismer er afhængig af reaktioner i cellerne, som foregår i vand.
Fælles mål
Fællesmål, som relaterer sig til temaet Vand og liv hentet fra faghæfterne i Fysik/kemi, geografi og
Biologi.
Faghæftet for Biologi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
kende levende cellers bygning og
funktion
give eksempler på og sammenligne
forskellige arters tilpasninger i bygning,
funktion og adfærd i forhold til føde,
næringsstoffer, vand, oxygen og
temperatur
kende forskellige celletyper og deres
funktion, herunder nerve- og muskelceller
samt kønsceller
beskrive hovedtræk af vand og kulstofs
kredsløb i naturen (fælles med
fysik/kemi og geografi)
kende til grundvandsdannelse i
Danmark og forhold, der har indflydelse
på vores muligheder for at indvinde
rent drikkevand (fælles med fysik/kemi
og geografi)
59
Faghæftet for fysik/kemi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
anvende enkle fysiske begreber og
sammenhænge i beskrivelsen af
fænomener, der knytter sig til vejr og
klima, herunder vands tilstandsformer,
temperatur, tryk, luftfugtighed, gnidnings
- elektricitet og vindhastighed (fælles
med fysik/kemi)
beskrive vigtige forhold, der har
indflydelse på vejr og klima - herunder
menneskelige aktiviteter, der kan
påvirke vejr og klima (fælles med
fysik/kemi)
kende enkle modeller, herunder
forestillingen om, at stof er opbygget af
partikler
beskrive nogle grundstoffer og kemiske
forbindelser, der har betydning for liv
eller hverdag
kende generelle egenskaber ved
hverdagens stoffer og materialer,
herunder tilstandsformer, surhedsgrad,
varmeudvidelse, elektrisk- og termisk
ledningsevne
beskrive hovedtræk af vands og kulstofs
kredsløb i naturen (fælles med biologi og
geografi).
kende til grundvandsdannelse i Danmark
og forhold, der har indflydelse på vores
muligheder for at indvinde rent
drikkevand (fælles med biologi og
fysik/kemi)
Faghæftet for Geografi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
60
anvende enkle fysiske begreber og
sammenhænge i beskrivelsen af
fænomener, der knytter sig til vejr og
klima, herunder vands tilstandsformer,
temperatur, tryk, luftfugtighed, gnidnings
- elektricitet og vindhastighed (fælles
med fysik/kemi)
beskrive vigtige forhold, der har
indflydelse på vejr og klima - herunder
menneskelige aktiviteter, der kan
påvirke vejr og klima (fælles med
fysik/kemi)
beskrive hovedtræk af vands og kulstofs
kredsløb i naturen (fælles med biologi og
geografi)
kende til grundvandsdannelse i Danmark
og forhold, der har indflydelse på vores
muligheder for at indvinde rent
drikkevand (fælles med biologi og
fysik/kemi)
”Vand og liv” i bogsystemerne
I det nedenstående er der givet eksempler på, hvilke kapitler/sider (fra de mest brugte grundbøger)
der berører temaer kost og krop.
Biologi
Bios
(Gyldendal)
Ind i Biologien
(Alinea)
Xplore
(GO-forlaget)
A B C 7. kl. 8. kl. 9.kl. 7.kl. 8.kl. 9.kl.
Ferskvand
(s 6-27)
Skov
(6-
29)
Kyst
og
hav
(30-
45)
Økologi
(22-37)
Forurening
(84-97)
Affald
(98-105)
Det åbne
land
(6-31)
Grundlag
for liv
(32-51)
Ferskvand
(142-169)
Havet –
bærdygtig
udnyttelse
(118-143)
Økosystemer/
Økosystemer
(9-13)
Modeløkosystemer
(14-17)
To økosystemer
(18-19)
Regnskov – et
økosystem
(20-37)
Ørkenen – et
økosystem
(38-49)
Jordens
vejr
(27-45)
Seje
planter
med
stærke
rødder
(60-73)
Det er
bare
vand
(88-107)
Ingenting
forsvinder
(114-127)
Fysik/kemi
Kosmos
(Gyldendal)
Naturens univers
(Alinea)
Xplore Fysik/kemi
(GO-forlaget)
61
A B C 7. kl. 8.
kl.
9.kl. 7 8 9
Stofegenskaber
(28-45)
Tryk og opdrift
(47-63)
Stoffer i
hverdagen (107-
125)
Tilstandsformer (12-
25)
Vand, hydrogen og
oxygen (63-69)
Den blå planet (93-
121)
Jordens vejr
(16-31)
Det er bare
vand (84-
103)
Geografi
Geos
(Gyldendal)
Ind i geografien
(Alinea)
Xplore Geografi
(GO-forlaget)
A B C A B C 7.kl. 8.kl. 9.kl.
Vejr og klima
(110-134)
Råstoffer (18-
22)
Vandets kredsløb
(63-88)
Vejret (89-112)
Det er bare vand
(92-113)
Emne 1 – Vands tilstandsformer
Vand er et af de få stoffer, vi finder naturligt i alle tre tilstandsforme. Is, vand og vanddamp har helt
specielle egenskaber, som knytter sig til den tilstandsform, de er i.
Handske på kolbe
Faglig sammenhæng
Forsøget udforsker det fænomen, at vand fylder mere som vanddamp end i
væskeform. Der er hydrogenbindinger (brintbindinger) mellem vandmolekyler i
både fast form og væskeform. I is ordner vandmolekylerne sig i et regelmæssig,
tredimensionalt netværk med en relativt åben struktur. Det giver større tomrum
mellem vandmolekylerne i is end i vand i flydende form. Isen tag mere plads og
udvider sig. Det gør, at is får mindre massefylde end vand, og dermed flyder i
vand. Når vand skifter tilstandsform fra væske til gas, sker der en endnu større
ændring i massefylde. Samtlige hydrogenbindinger brydes, og vandmolekylerne
kan bevæge sig uafhængig af hinanden.
Vand har størst massefylde ved + 4 °C. Vand har en massefylde (densitet) på 1,00
kg/L ved + 4 °C og 0,958 kg/L ved 100 °C, mens vanddamp blot har massefylden
0,000590 kg/L ved 100 °C og 1 atm.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion
Faglige mål Eleven skal kunne vise, at vand har større massefylde i flydende form end i
dampform.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Engangshandsken udvider sig efterhånden som der dannes vanddamp i kolben.
Der vil på et tidspunkt opstå en ligevægt, således at handsken ikke længer
62
udvider sig. Det skyldes, at vanddampen kondenserer (fortætter) på indersiden af
handsken og løber tilbage i kolben. Der opstår altså et lille vandkredsløb. Så snart
kolben afkøles, vil vanddampen kondensere, og handsken klapper sammen.
OBS! Massefylde er ikke et nemt begreb for eleverne. Man kan overveje, om man blot
vil fokusere på rumfanget, når mængden af vand er ”konstant”.
Som et demonstrationsforsøg kan man som lærer vente med at sætte handsken
fast på kolben til ca. et minut efter, at vandet er kommet i kog i kolben. Således
sikrer man, at al atmosfærisk luft er drevet ud af kolben og erstattet med
vanddamp. Når man efterfølgende afkøler kolben, vil handsken skubbes ind i
kolben af den omkringliggende atmosfære, fordi der nu ikke er noget ”luft” tilbage
i kolben.
Faglige begreber Varme, vanddamp, termisk energi, kinetisk energi, faseskift, bevægelse,
massefylde.
Forberedelse Ingen specielle
Sikkerhed Eleverne bør instrueres i at lave en opstilling, som sikrer, at de ikke skoldes ved kontakt med kogende vand eller vanddamp.
Lav din egen is
Faglig sammenhæng
Forsøget går ud på at fryse flødeis ved hjælp af en kuldeblanding.
Ren is smelter, når temperaturen bliver 0 °C. Ved smeltpunktet råder ligevægten:
H2O (s) ↔ H2O (l)
Ved smeltningen brydes de permanente brintbindingerne mellem
vandmolekylerne, og det kræver energi. Vi må derfor konstant tilføre energi i
form af varme fra omgivelserne, for at isen skal smelte. Temperaturen kommer
ikke over 0 °C, før al is er smeltet.
Når vi opløser salt i blandingen, vil temperaturen i ”kuldeblandingen” falde. Saltet
sænker smeltepunktet, så smeltning nu vil kunne ske ved temperaturer langt
under 0 °C. I en kuldebladning af 3 vægtdele knust is og 1 vægtdel natriumklorid
(kogsalt) vil blandingstemperatur synker til ca. −21 °C. Temperaturfaldet skyldes
ikke saltet i sig selv, men smeltningen af is. Smeltning af is kræver energi, og
energien tages fra ”kuldeblandingen” (blanding af is, vand og salt), og så falder
temperaturen.
Vi kan forklare det ændrede smeltepunkt på ”mikroniveau” med, at ionerne
påvirker bindingsforholdet i vand, således at det ikke kræver så meget energi, at
bryde de permanente brintbindinger.
Kuldeblandingens temperatur vil være under frysepunktet til ismassen. Ismassen
63
vil derfor fryse til ”is”. Frysningen af ismassen frigør energi, og vil medvirke til at
temperaturfaldet i elevernes ”ismaskine” bliver knapt så stor som i en ren
”kuldebladning”.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion.
Faglige mål Eleven skal kunne lave en kuldebladning af is, vand og salt og forklare
energiovergangene i kuldeblandingen med at smeltning kræver energi.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Når vi opløser salt i blandingen, vil isen smelte og temperaturen i
”kuldeblandingen” falde. Smeltning af is kræver energi.
Ismassen fryser til ”flødeis”, og det frigør energi.
OBS! Kuldeblandinger kan være svære at forstå for elever. Det er vigtig at diskutere
energiovergangene med eleverne: Salt ”køler” ikke. Derimod sænker saltet
smeltepunktet til is således, at isen ”snydes” til at blive ved med at smelte ved
temperaturen godt under 0 °C. Temperaturfaldet skyldes at smeltning af isen
”stjæler” varmeenergi fra i kuldeblandingen. Dette ”tyveri” kan vi måle med et
termometer og observere ved, at ismassen fryser til flødeis.
Husk at begrebet ”varme” i naturfag per definition er energi som overføres fra et
sted til et andet pga. en temperaturforskel. Varme er ikke noget, man kan have
(på samme måde som man ikke kan have et ”kys” – det er noget, der også blot
eksisterer, som noget der ”overføres”) – derimod kan man have ”varmeenergi” (=
termisk energi).
Man skal også overveje brugen af ordet ”is” – og måske skelne mellem
”isterninger” og ”flødeis”, så der ikke opstår misforståelser.
Vi kan sagtens lave kuldebladninger med andre stoffer end salt. Det kan være
sjovt at prøve med fx sukker.
Faglige begreber Tilstandsform, fase, smelt, fryse, smeltepunkt, temperatur, varme. varmeenergi.
Forberedelse Indkøb af ingredienser til ismassen. Nedfrysning af isterninger.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg.
Vand og damp
Faglig sammenhæng
Forsøget udforsker vandets tilstandsformer. Vand fylder mere som vanddamp
end i væskeform. Samtlige hydrogenbindinger mellem vandmolekylerne brydes,
og vandmolekylerne kan bevæge sig uafhængig af hinanden.
Vand har størst massefylde ved + 4 °C. Vand har en massefylde (densitet) på 1,00
kg/L ved + 4 °C og 0,958 kg/L ved 100 °C, mens vanddamp blot har massefylden
0,000590 kg/L ved 100 °C og 1 atm.
64
Forsøget berører også energiforhold ved kogning. Når vandet koger, går energien
med til at ændre tilstandsformen (bryde hydrogenbindingerne) og ikke til at
ændre temperaturen. Den varme Q, vi må tilføre for at fordampe massen m vand,
kalder vi for specifik fordampningsvarme (Lf):
Lf = Q/m
Vi måler specifik fordampningsvarme i J/Kg. (NB! Den specifikke fordampning er
en ”lille smule” temperaturafhængig).
H2O (l) ↔ H2O (g), Lf = 2257 kJ/kg (ved 100 °C og 1 atm)
Når vanddampen kondenserer, frigøres fordampningsvarmen.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion.
Faglige mål Eleven skal kunne koge vand og forklare de fænomener, som opstår med
ændringer i vands tilstandsform.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Efterhånden som eleverne varmer vand op i kolben, vil der i begyndelsen frigøres
små luftbobler, der har været opløst i vandet. Opvarmningen får også luften i
kolben til at udvide sig, således at der bobler luft ud af røret, der går ned i karet
med vand. Disse bobler er altså luft. Når vandet varmes op til kogepunktet, sker
der en ændring i tilstandsform fra væske til gas. Vanddampen fortrænger luften i
kolben og presses ud igennem slange/rør og ud i karet. Eleverne kan observere,
at boblerne, som nu dannes ved udløbet af glasrøret, nu ændrer karakter.
Boblerne af vanddamp kollapser (imploderer) umiddelbart efter, at det rammer
det kolde vand i karet. Kollaps af boblerne larmer! Derudover sker der nu en
hurtig temperaturstigning i karet, da vanddampen kondenserer og frigør sin
fordampningsvarme.
Når der slukkes for bunsenbrænderen, vil den vanddamp, der nu fylder kolben,
fortætte til vand. Atmosfæretrykket vil nu presse vand fra karet tilbage i kolben.
OBS! Forsøget egner sig godt til at diskutere forskellen på vand i væskeform og i
gasform. Det kræver både nøjagtige observationer og fagbegreber for at forklare
det, der sker.
Eleverne vil nok beskrive sidste del af forsøget som et tilbagesug. Diskuter
forskellen på, at ”undertrykket” i kolben ”suger” vandet tilbage, og at lufttrykket
underfor kolben presser vandet tilbage i kolben, med eleverne.
Faglige begreber Vands tilstandsformer, massefylde, tryk, temperatur, varme, termisk energi.
Forberedelse Ingen specielle
Sikkerhed Det er vigtigt, at opstillingen bliver lavet således, at der ikke er risiko for, at den vælter. Der er meget energi i varmt vandt, og endnu mere energi i vanddamp!
65
Æg og dåser
Faglig sammenhæng
Forsøget udforsker vandets tilstandsformer; specielt vand og vanddamp. Vand
fylder mere som vanddamp end i væskeform. Samtlige hydrogenbindinger
mellem vandmolekylerne brydes, og vandmolekylerne kan bevæge sig uafhængig
af hinanden.
Vand har størst massefylde ved + 4 °C. Vand har en massefylde (densitet) på 1,00
kg/L ved + 4 °C og 0,958 kg/L ved 100 °C, mens vanddamp blot har massefylden
0,000590 kg/L ved 100 °C og 1 atm. Det vil sige, at 1,00 kg vand ved 100 °C fylder
1,04 L i væskeform og 1695 L som vanddamp.
Det vil derfor opstå et stort undertryk i en beholder, der er fyldt med vanddamp,
som kondenserer til vand i væskeform.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion
Faglige mål Eleven skal forklare det undertryk, der opstår, når vand kondenserer i en
(næsten) lukket beholder.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Vanddampen kondenserer (fortætter) indeni kolben, når opvarmningen stopper.
Vanddamp (med volumen som kolben) omdannes til et lille volumen vand i
væskeform. Ægget bliver presset ind i kolben, fordi det omgivende lufttryk ikke
længere modsvares af et tilsvarende tryk inde i kolben.
Vanddampen kondenserer (fortætter) meget hurtig indeni sodavandsdåsen, når
opvarmningen stopper, og dåsen vendes på hovedet i koldt vand. Vanddamp
(med volumen som sodavandsdåsen) omdannes til et lille volumen vand i
væskeform. Sodavandsdåsen kollapser, fordi det omgivende lufttryk ikke længere
modsvares af et tilsvarende tryk inde i dåsen.
OBS! Dette er to små forsøg, som vækker underen hos eleverne og kræver en
forklaring. Lad eleverne opstille hypoteser og diskuter, hvordan de kan afprøves.
NB! Det er det omgivende lufttryk, der presser ægget ind, ikke ”undertrykket” der
suger.
Faglige begreber Vanddamp, temperatur, undertryk, kinetisk energi, termisk energi, massefylde.
Forberedelse Koge æg og fremskaffe sodavandsdåse.
Sikkerhed Selv om eleven benytter en grillhandske, er det muligt at brænde sig. Så gennemgå forsøgsbeskrivelsen nøje med eleverne.
66
Emne 2 – Vejr og klima
Vand spiller en meget vigtig rolle i Jordens vejr- og klimasystem. Vanddamp er for eksempel en
drivhusgas. Fordampning og kondensering er helt centrale processer for at forstå energiomsætningen
i atmosfæren.
Sky i flaske
Faglig sammenhæng
Når man pumper luft ind i flasken, udfører man et arbejde. Arbejdet øger luftens
termiske energi, og det kan man observere som en temperaturstigning. Når luften
slippes hurtig ud af flasken, er det den, som udfører et arbejde på omgivelserne.
Energien, der skal til for at udføre arbejdet, tages fra den termiske energi, og
dermed falder temperaturen. Damptrykket er afhængigt af temperaturen. Når
temperaturen stiger vil mere vand kunne fordampe. Når temperaturen falder
igen, vil vanddamp fortætte til små vandråber. Og det er disse vandråberne, der
ses som en hvid sky.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion.
Faglige mål Eleven skal kunne gennemføre et forsøg, der viser princippet for skydannelse.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Der dannes en fin tåge af små vanddråber, der kondenserer, når luften lukkes ud
af flasken. Det er det samme, som sker, når en sky dannes, fordi varm, fugtig luft
stiger opad til et lavere atmosfæretryk og derfor udvides. Det er selve udvidelsen,
der giver temperaturfaldet. Temperaturfaldet gør, at man når dugpunktet.
OBS! Fysikken bagved forsøget er måske mere sammensat, end man kan forvente at
eleverne forstår. Derfor: Læg hovedvægt på det rent observerbare. Kan eleverne
koble ”skyen” i flasken med den skydannelse, der sker i naturen?
Faglige begreber Tryk, faseskift (fortætning), energi, udvidelse, omgivelser.
Forberedelse Ingen specielle
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg.
Vandets kredsløb
Faglig sammenhæng
Vandets kredsløb (den hydrologiske cyklus) er den kontinuerlige cirkulation af
vand mellem oceanerne, atmosfæren og Jordens overflade. Vandets kredsløb
drives af solenergien, og er nødvendig for alt liv på Jorden. Når vandet bevæger
sig igennem kredsløbet, veksler det mellem tilstandsformene fast stof (is), væske
(vand) og gas (vanddamp). Vandet bevæger sig fra vandlager til vandlager, for
eksempel fra vandløb til ocean, gennem processer som fordampning, nedbør,
afstrømning og grundvandsbevægelse.
Vandet kan opholde sig i lang tid i gletsjer, søer eller grundvand, men er hele
tiden i bevægelse tilbage til oceanern. Opholdstiden i grundvand og gletsjere kan
være tusinder af år; i atmosfæren derimod er opholdstiden kort, i gennemsnit ca.
10 døgn.
67
Størstedelen af det vand, som årlig cirkulerer, fordamper fra oceanerne og falder
som nedbør tilbage på oceanerne. Differencen løber tilbage til oceanerne fra
landjorden eller fordamper fra landjorden.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion.
Faglige mål Eleven skal være i stand til at lave en enkel model af vandet kredsløb.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
En mulig måde at løse opgaven på: akvariet indrettes med et hav samt en ø med vat og karsefrø. Akvariet dækkes med husholdningsfilm, der skal slutte tæt. Øen placeres i den ene ende. Isterningerne/ eller små sten lægges i en bunke på filmen, over øen.
OBS! Eleverne skal så vidt muligt selv konstruere deres kredsløb. De skal bygge modellen på baggrund af de overvejelser, de gør sig om kulde og varme, fortætning og fordampning, regn og tørke etc. Modellen kan udbygges med en større ø med en sø (en fordybning i midten), der også kan vise tilbageløb til havet. Hvis solenindstrålingen ikke er kraftig nok, kan der bruges en kraftig lampe i stedet.
Faglige begreber Fortætning, kondens, plantevækst, nedbør, fordampning, energi.
Forberedelse Ingen specielle, udover indkøb af materialer.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
Vands massefylde
Faglig sammenhæng
Vand har størst massefylde ved + 4 °C. Vand har en massefylde (densitet) på 1,00
kg/L ved + 4 °C.
Et temperaturspringlag (termoklin) skiller det varme overfladevand i en sø eller
havet fra det kolde bundvand. De to lag kan kun vanskeligt blandes, fordi det
varme vand har en lavere massefylde (er lettere) end det kolde. Springlag er en af
årsagerne til, at der kan udvikles langvarige iltsvind i bundvand. Først når
temperaturen i overfladevandet falder om efteråret, nærmer massefylden sig
bundvandets, så vinden kan blande de to lag og føre vand med ilt til bunden.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion.
Faglige mål Eleverne skal kunne udføre et forsøg, der viser, at vandets massefylde er
temperaturafhængig, og at det er en vigtig faktor for at forklare omrøring i en
vandmasse.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Det røde, ”varme” vand vil ligge ovenpå det blå, ”kolde” vand.
OBS!
Faglige begreber Massefylde, temperatur, springlag, cirkulation.
Forberedelse Ingen specielle
68
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg.
Emne 3 – Vandrensning
Mennesker har brug for rent drikkevand. Drikkevand må ikke indeholde sygdomsfremkaldende
mikroorganismer eller giftstoffer. Vi kan derfor anvende forskellige metoder til rensning af
drikkevand:
Filtrering, hvor vandet passerer en si med tilstrækkeligt fin maskestørrelse.
Kogning, hvor vandet bringes i kog længe nok til, at mikroorganismer er uskadeliggjort eller
dræbt. Kogning kan også fjerne "hårdhed" i vandet ved at kalk udfældes som kedelsten.
Metoden fjerner dog ikke andre mineralske stoffer fra vandet.
Destillation, hvor vandet bringes i dampform ved kogning, hvorefter dampen fortættes under
afkøling.
Filtrering med aktivt kul.
Omvendt osmose er en metode, hvor man udnytter en såkaldt halvgennemtrængelig hinde
(membran). Ved omvendt osmose sætter man den forurenede vandmængde under et tryk, der
er stærkt nok til at presse vandet igennem hinden.
Demineralisering er en proces, hvor vandet passerer et filter med harpiksagtige stoffer, der
binder metalioner.
Regnvandets tur gennem undergrunden
Faglig sammenhæng
Forsøget går ud på at bestemme gennemløbstiden til vand gennem forskellige
jordtyper. Vandet skal passere:
Sand er sedimenter, der har en diameter på ca. 0,06-0,5 mm. Kornene er
ofte afrundede.
Jord kan have mange forskellige udseender og egenskaber, men består af
en blanding af både ler (meget fint), fint og groft sand, samt organisk
materiale.
Ler er meget fine sedimenter med en diameter på under 0,002 mm.
Lerpartikler er ofte flade.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion. Faglige mål Eleven skal kunne bestemme gennemløbstiden for vand gennem forskellige
jordtyper.
Faglige begreber Grundvand, jordtyper, grundvandsdannelse, overflade vand, vandkredsløb
Forberedelse Ingen specielle Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg.
69
Vandrensning med destillering
Faglig sammenhæng Destillation er en metode til adskillelse af væsker eller faste stoffer med
forskellige kogepunkter. Adskillelsen foregår ved at opvarme blandingen i
en beholder, hvorfra et af stofferne fordamper. Dampen afkøles til
fortætning, og kondensatet opsamles i en separat beholder.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion. Faglige mål Eleverne skal kunde planlægge og gennemføre et forsøg, som demonstrerer
rensning af vand ved destillation.
OBS! Eleverne skal introduceres for destilleringsopstilling.
Enten gennem et papir med en forsøgsopstilling, eller ved at have stillet en
model op på katederet, som de kan kigge efter.
Hvis klassen har brug for en udfordring mere, kan bakterieindholdet også
testes. Dette kan gøres med Uricult testen.
De to type af vandrensning kan sammenlignes. Hvad virker bedst? Er der
fordele/ulemper ved dem? Fx energiforbrug ved destillering.
Faglige begreber pH, surhedsgrad, destillering, organisk spildevand, kemisk spildevand.
Forberedelse Opskrift på de to typer spildevand – hver gruppe skal have 400 ml af hver
spildevandstype til rådighed.
ORGANISK SPILDEVAND (skal laves et par dage i forvejen):
- En liter lunken vand i en tom sodavandsflaske med skruelåg - 3 spiseskefulde kaffegrums - 3 spiseskefuld jord fra haven - 5 spiseskefuld mælk
Skru låget på og ryst flasken. Lad den så stå lunt et par dage – evt. weekenden over. Lad vandet bundfælde sig. Når det skal bruges, hæld da forsigtigt, så bundfaldet ikke kommer med. KEMISK SPILDEVAND:
- En liter lunken vand i en tom sodavandsflaske med skruelåg - 1 spiseskefuld opvaskemiddel - 1 spiseskefuld vaskepulver - 2 spiseskefuld kalkfjerner
Skru låget på og ryst flasken. Dette kan bruges med det samme.
Sikkerhed Der skal benyttes sikkerhedsbriller og handsker.
70
I henhold til At-meddelelse 4.01.07 bør rengøringsmidler, der er klassificeret som ætsende, ikke anvendes af eleverne. Dog må eleverne godt arbejde med brugsklare blandinger af rengøringsmidler, hvor det koncentrerede rengøringsmiddel er ætsende, blot den brugsklare blanding ikke er ætsende.
Vandrensning, mekanisk
Faglig sammenhæng
Det første trin i renseprocessen vil være at fjerne større enheder, sand, fedt og
grove partikler. Dette fjernes gerne ved mekanisk rensning med en rist.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af en lektion.
Faglige mål Eleverne skal kunde planlægge og gennemføre et forsøg, som demonstrerer
mekanisk rensning af vand.
OBS! Hvis klassen har brug for en udfordring mere, kan bakterieindholdet evt. også
testes. Dette kan fx gøres med Uricult testen.
Hvis der er tidsmangel, kan den ene halvdel af grupperne i klasserne lave denne
opgave, mens den anden laver vandrensning ved hjælp af destillering (se
foregående øvelse: Vandrensning, destillering).
De to type af vandrensning (mekanisk og destillering) kan sammenlignes. Hvad
virker bedst. Er der fordele ulemper ved dem. Fx energiforbrug ved destillering.
Faglige begreber pH, surhedsgrad, kemisk spildevand, organisk spildevand, mekanisk rensning.
Forberedelse Opskrift på de to typer spildevand – hver gruppe skal have 400 ml af hver
spildevandstype til rådighed.
ORGANISK SPILDEVAND (skal laves et par dage i forvejen):
- En liter lunken vand i en tom sodavandsflaske med skruelåg - 3 spiseskefulde kaffegrums - 3 spiseskefuld jord fra haven - 5 spiseskefuld mælk
Skru låget på og ryst flasken. Lad den så stå lunt et par dage – evt. weekenden over. Lad vandet bundfælde sig. Når det skal bruges, hæld da forsigtigt, så bundfaldet ikke kommer med. KEMISK SPILDEVAND:
- En liter lunken vand i en tom sodavandsflaske med skruelåg - 1 spiseskefuld opvaskemiddel
71
- 1 spiseskefuld vaskepulver - 2 spiseskefuld kalkfjerner
Skru låget på og ryst flasken. Dette kan bruges med det samme.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risicis forbundet med dette forsøg.
Emne 4 – Vand og liv
Vand er et grundlæggende stof for alle levende organismer. Vand er forudsætningen for, at der findes
liv på Jorden. En stor del af Jordens planter og dyr lever i kortere eller længere tid i et vandigt miljø.
Det er jo helt oplagt, at disse organismer er afhængige af vand, men alle andre dyr og planter er altså
også afhængige af vand.
Hos mennesket udgør vand mellem 60 – 65 % af legemsvægten. Vand er langt den største stofgruppe i
menneskekroppen.
Vand har flere vigtige roller i organismen:
• Vand bruges til opløsning og transport af stoffer. Rigtig mange stoffer kan opløses i vand, dog
ikke fedtstoffer. På den måde kan stofferne transporteres rundt i cellen og hos flercellede
organismer rundt i hele organismen. Vand benyttes bl.a. til transport af næringsstoffer og ilt
inde i cellerne, ligesom vand er med til at fjerne affaldsstofferne. Fx urinstof.
• Vand indgår i kemiske reaktioner. Vand indgår ofte i de mange biokemiske reaktioner, som
finder sted i en organismes celle.
• Vand bruges til temperaturregulering. Sved og blod består hovedsageligt af vand. Når vi bliver
varme af at bevæge os kraftigt eller af at opholde os i høje temperaturer, cirkulerer blodet
hurtigere i vores årer for at regulere temperaturen i kroppen. For at undgå, at kroppens
temperatur stiger for meget øges blodgennemstrømningen til huden. Blodkarrene tæt ved
huden sørger for, at varmen afgives til omgivelserne. For at øge varmeafgivelsen til
omgivelserne forøger hudens svedkirtler svedproduktionen. Fordampningen af sveden øger
kroppens afgivelse af varme til omgivelserne.
• Vand smører og blødgør led og væv, vand er hovedkomponenten i de væsker, der smører vore
led, som knæ og albuer, ligesom vandet er med til at blødgøre bl.a. vævet i vores hud.
Vandtransport mellem celler og deres ydre miljø skyldes i høj grad osmose. Dette handler to af
emnets forsøg om.
For landlevende organismer er vandtab en udfordring. Hos pattedyr og herunder mennesket er
huden en meget væsentlig faktor til at fremme en god vandøkonomi. Selv om den ikke er helt
uigennemtrængelig for vandmolekyler, udgør den en vigtig barriere for et alt for stor tab af vand
ved fordampning. Hos mange planter udgør korklaget en tilsvarende barriere. Forsøget Udtørring
med og uden hud handler om betydningen af sådan et væv som fordampningsværn.
Planter består hovedsageligt af vand. Alligevel er planters indhold af vand på et givet tidspunkt kun en
brøkdel af den mængde vand, der konstant transporteres igennem planter. Hos mange planter
72
fordamper mere end 95 % af det optagne vand. Det er hovedsageligt fra plantens blade, der foregår
fordampning. Dette handler forsøget Bladmængde og væskefordampning om.
Transport af vand foregår igennem plantens ledningsstrenge – eller mere præcist igennem vedkarene,
som er en del af ledningsstrengene. Dette handler forsøget Farvede ledningsstrenge om .
Osmose i basilikum
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med temaer, hvor klassen arbejder med
vands betydning for levende organismer. Med forsøget her kan eleverne erfare, at
forskel i saltkoncentration har betydning for vands bevægelse over
cellemembraner.
Osmose er vands diffusion over en halvgennemtrængelig (semipermeabel)
membran som følge af forskellig koncentration af fx sukker eller salt på yderside
og inderside af membranen. En semipermeabel membran har huller, der er så
store, at vandmolekyler kan bevæge sig igennem, men så små, at større molekyler
eller ioner (fx sukker og salt) ikke kan. De opløste stoffer gør koncentrationen af
vand lavere. Jo mere opløst stof, jo lavere vandkoncentration. Vandet vil
diffundere fra et sted med høj vandkoncentration til et sted med lav
vandkoncentration. På grund af den semipermeable membran, vil osmosen ske
fra den side af membranen med lav koncentration af opløst stof til siden med høj
koncentration af opløst stof.
Alle celler er afgrænset af en cellemembran. Cellemembranen er semipermeabel.
Derfor vil vandtransporten af vand ind eller ud af cellen være påvirket af
forskellen af fx saltkoncentrationen inde i og uden for cellen.
I forsøget her benyttes planter. Men princippet med vandbevægelse over
cellemembranen som følge af osmose er det samme for andre organismer. Også
for mennesket.
Når en plantes celler optager vand, vil celleindholdet trykke på cellens cellevægge
– dette kaldes saftspænding. Når planten ikke er saftspændt, det vil sige, når der
ikke er nok vand i cellen til at trykke på cellevæggen, vil blade og skud hænge
slapt ned.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af to lektioner. Opstillingen skal stå i mindst 24 timer.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at der er en sammenhæng mellem saltkoncentrationen og
vandets bevægelse over cellemembraner.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, hvad der er sket med planternes stængler og blade.
Blandt andet ved at mærke på stænglernes spændstighed. Denne spændstighed
skal sammenholdes med de forskellige opløsninger, planterne har stået i. At
73
stænglen har mistet spændstighed, kan tolkes som et resultat af, at plantens
celler har mistet vand.
Drøft med eleverne, hvordan deres observationer stemmer overens med
deres hypoteser.
Drøft med eleverne, hvad der er årsagen til det, de observerer.
Som opfølgning eller hjælp kan de evt. forsøge at tegne deres forklaringer på
transport af vand over cellemembranen. Ved at tegne en streg som gør det ud for
cellemembran og skrive, hvilke stoffer der er på hver side - vand, salt og
mineraler. Herefter skal de sætte pile på, hvor de tror, de forskellige stoffer vil
bevæge sig hen.
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres mobiltelefoner
til at dokumentere, hvad der observeres i forbindelse med de enkelte forsøg. Fx
ved at tage billeder.
Efterfølgende kan man lade eleverne efterredigere billederne ved at tilføje pil og
tekst, som uddyber, hvad der observeres.
OBS! Der kan anvendes et stort udsnit af forskellige planter til dette forsøg. Da fx
tulipaner er sæsonvarer, er det også muligt at gennemføre forsøget med
basilikum eller toppene fra forårsløg med rigtig godt resultat. Er der behov for et
hurtigt resultat, er basilikum at foretrække. Med basilikum kan man få et
brugbart resultat inden for et par timer. Forårsløgene tager noget længere tid.
Tilsættes der frugtfarve til vandet i reagensglassene, vil man på tulipanen med
vandhanevand og demineraliseret vand se farvestoffet på stænglerne og have
mulighed for også at tale om vandtransport i planter. Forsøget kan evt.
kombineres med forsøget ”farvede ledningsstrenge”.
Faglige begreber Osmose, ioner, salt, halvgennemtrængelig membran, celle, cellemembran,
vandbevægelse, diffusion.
Forberedelse Indkøb af planter
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
Udtørring med eller uden hud
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
vands betydning for levende organismer eller andet tema, hvor der sættes fokus
på plantens opbygning og funktion. Med forsøget her kan eleverne undersøge
sammenhæng mellem korklag (Kartoffelskrællen består bl.a. af kork) og
fordampning af vand fra kartoffelknoldens indre væv. Forsøget lægger op til, at
74
der gøres sammenligningen mellem hudens (hos mennesket) og korkens (hos
kartoffelknolden) rolle som fordampningsværn.
Tidsramme Forsøget kan igangsættes i løbet af en lektion. Forsøget skal dog følges af eleverne over et par uger – se øvelsesvejledningen.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at der er sammenhæng mellem tilstedeværelsen af et
korklag på kartoffelknolden og fordampning af vand fra kartoffelknoldens væv.
Eleverne skal kunne overføre dette til hudens tilsvarende rolle i forhold til at
forhindre for stor vandtab fra kroppens væv
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal registrere, hvor meget vand, der er forsvundet fra de to kartofler –
den ene med skræl, den anden uden. Vandtabet erkendes ved vægttab.
Drøft sammenhænget mellem vægttab og fordampning af vand med
eleverne.
Drøft med eleverne, om der er forskellige måder at repræsentere
måleresultaterne på.
Drøft med eleverne, hvilke sammenhænge der er mellem
kartoffelknoldens korklag (skræl) og menneskekroppens hud.
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres mobiltelefoner
til at dokumentere, hvad der observeres i forbindelse med de enkelte forsøg. Fx
ved at tage billeder.
OBS! Det kan være en god idé at oprette en mappe på skolens server til hver gruppe,
hvor de kan lægge deres billeder op undervejs. Både så de har styr på dem, og alle
i gruppen kan benytte dem. Til sidst kan alle billederne sættes op kronologisk, så
man kan se udviklingen.
I forsøg er der observeret, at den skrællede kartoffel har mistet 75% af sin vægt
på en måned, mens den uskrællede kun mistede 4% i samme tidsperiode
Faglige begreber Fordampning, hud, vand, vandtab
Forberedelse Ingen
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
Vand i cellerne
Faglig sammenhæng Forsøget kan anvendes i forbindelse med temaer, hvor klassen arbejder
med vands betydning for levende organismer. Med forsøget kan eleverne
erfare, at forskel i sukkerkoncentration har betydning for vands bevægelse
over en halvgennemtrængelig (semipermeabel) membran.
Osmose er vands diffusion over en semipermeabel membran som følge af
forskellig koncentration af fx sukker eller salt på yderside og inderside af
75
membranen. En semipermeabel membran har huller, der er så store, at
vandmolekyler kan bevæge sig igennem, men så små at større molekyler
eller ioner (fx sukker og salt) ikke kan. De opløste stoffer gør
koncentrationen af vand lavere. Jo mere opløst stof, jo lavere
vandkoncentration. Vandet vil diffundere fra et sted med høj
vandkoncentration til et sted med lav vandkoncentration. På grund af den
semipermeable membran vil osmosen ske fra den side af membranen med
lav koncentration af opløst stof til siden med høj koncentration af opløst
stof.
Alle celler er afgrænset af en cellemembran. Cellemembranen er
semipermeabel. Derfor vil vandtransporten af vand ind eller ud af cellen
være påvirket af forskellen af fx sukkerkoncentrationen inde i og uden for
cellen.
I forsøget her benyttes hinden omkring et hønseæg. Men princippet med
vandbevægelse over æggets hinde som følge af osmose er det samme for
celler. Også for menneskets celler.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af 2 - 3 lektioner. At fjerne æggeskallerne tager ca. 24 timer og selve osmoseforsøget tager 1-2 dage. Opstilling 2 x 15 min.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at der er en sammenhæng mellem
sukkerkoncentrationen og vandets bevægelse over cellemembraner.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, hvad der er sket med de to æg. Observationerne
gøres ved at registrere vægtforøgelse /-tab efter, at æggene har ligget i
henholdsvis postevand og sirup.
Lad eleverne opstille hypoteser om, hvad der vil ske med de to æg,
inden forsøget igangsættes. Drøft efterfølgende med eleverne,
hvordan deres observationer stemmer overens med deres
hypoteser.
Drøft med eleverne, om der er forskellige måder at repræsentere
måleresultaterne på.
Drøft med eleverne, hvad der er årsagen til det, de observerer.
Hvilke sammenhænge er der mellem vægtændringerne og den
væske, æggene var placeret i?
Drøft med eleverne, hvilke sammenhænge der er mellem det, de
observerer i forsøget og kroppen.
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres
mobiltelefoner til at dokumentere, hvad der observeres i forbindelse med de
enkelte forsøg. Fx ved at tage billeder. Efterfølgende kan man lade eleverne
efterredigere billederne ved at tilføje pil og tekst, som uddyber, hvad de har
76
observeret.
OBS! Vær sikker på at eleverne er klar over, at det er sukkerindholdet i sirup, der
skaber det osmotiske potentiale.
Forsøget kan varieres ved at bruge en saltopløsning i stedet.
Faglige begreber Osmose, ioner, salt, halvgennemtrængelig membran, celle, cellemembran,
vandbevægelse, diffusion.
Forberedelse Indkøb af æg
Sikkerhed
Pas på at eleverne ikke får eddike i øjnene – brug eventuelt
sikkerhedsbriller.
Eddikesyre er i henhold til Arbejdstilsynets At-vejledning C.0.1 et organisk
opløsningsmiddel.
10 % eddikesyre har følgende H-sætninger:
H314 - Forårsager svære ætsninger af huden og øjenskader. H226 - Brandfarlig væske og damp.
Almindelig husholdningseddike (7 %) vil dog normalt ikke have en faremærkning.
Farvede ledningsstrenge
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
vands betydning for levende organismer eller andet tema, hvor der sættes fokus
på plantens opbygning og funktion. Med forsøget her kan eleverne undersøge,
hvor i en plante vandtransporten foregår.
Langt de fleste planter optager vand gennem deres rødder, hvorefter det sendes
op til plantens øvrige dele (stængel, blomst og blade) gennem plantens
ledningsstrenge.
Ledningsstrenge består af to typer væv, som udgør hvert deres rørsystem:
sivævet som forestår transport af organisk materiale (fx sukker, proteiner,
hormoner mv.), og vedvævet som forestår transport af vand og næringssalte.
Ledningsstrengene afstives af styrkevæv, som er placeret mellem ved-og sivævet.
Ledningsstrengene er dog placeret lidt forskelligt i plantens stængel, afhængig af
om det er planter, der tilhører gruppen af enkimbladede eller gruppen af
tokimbladede planter. Enkimbladede planters stængler har på et tværsnit
ledningsstrengene liggende spredt ud over hele tværsnittet. Hos tokimbladede
77
planters stængler er ledningsstrengene ordnede i en krans (el. cirkel) på
tværsnittet, med sivævet placeret yderst og vedvævet inderst i hver
ledningsstreng.
Tulipan tilhører gruppen af enkimbladede planter og bladselleri tilhører gruppen
af tokimbladede planter.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af to lektioner. Forsøget kan igangsættes i den ene lektion, og den fordampede mængde vand kan observeres i den næste.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at der er en sammenhæng mellem en plantes samlede
bladareal og plantens fordampning af vand.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, hvilke områder i plantens stængel, der er blevet farvet.
Det er vigtigt at drøfte med eleverne, hvorfor disse dele af planten er blevet
farvet, så eleverne kan erkende, at vandet transporteres igennem specielt væv –
ledningsstrengene.
Forsøget lægger op til, at eleverne skal tegne det, de observerer.
Alternativt kan man udnytte de muligheder, eleverne har med deres
mobiltelefoner til at dokumentere, hvad der observeres i forbindelse med de
enkelte forsøg. Fx ved at tage billeder. Efterfølgende kan man lade eleverne
efterredigere billederne ved at tilføje pil og tekst, som uddyber, hvad eleverne
har observeret.
OBS! Som alternativ til frugtfarve kan der benyttes blæk til farvning af
ledningsstrengene.
Klip den nederste del af stænglen af under vand. Luftbobler i ledningsstrengenes
vedkar kan forhindre vandtransporten op igennem planten.
Man kan lade eleverne lave et tværsnit af stænglen og observere de farvede
ledningsstrenge under en stereolup. De farvede ledningsstrenge på tværsnittet af
bladselleriens tværsnit kan observeres med det blotte øje.
Faglige begreber Vandtransport, ledningsstrenge, plante, stængel.
Forberedelse Indkøb af tulipaner / bladselleri
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
Bladmængde og vandforbrug
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
vands betydning for levende organismer eller tema, hvor der sættes fokus på
plantens opbygning og funktion. Med forsøget her kan eleverne undersøge
sammenhæng mellem en plantes samlede bladareal og fordampning fra planten.
78
Langt de fleste planter optager vand gennem deres rødder, hvorefter det sendes
op til plantens øvrige dele (stængel, blomst og blade) gennem plantens
ledningsstrenge.
På bladenes overflade findes et stort antal spalteåbninger. Hos hovedparten af
planter er de fleste spalteåbninger placeret på undersiden af bladet.
Spalteåbningerne har flere funktioner, bl.a. at lukke CO2 ind i plantens blade, så
det kan indgå i fotosyntesens dannelse af sukker. Samtidigt med at planten
optager CO2 , vil der fordampe vand. I tørre perioder kan det det være en ulempe,
hvis fordampningen bliver for stor. Derfor kan planten lukke spalteåbningerne,
så fordampningen nedsættes – men en vis fordampning kan ikke undgås.
Fordampning fra bladene er dog også en livsvigtig funktion for planten. Bl.a.
medfører fordampningen, at planten afkøles, og selve fordampningen er
drivkraften bag transporten af vand fra rødderne op i planten.
Fra røddernes rodhår vandrer vandet ind til røddernes ledningsstrenge. Herfra
starter den opadgående transport af vandet. Langt det meste vand transporteres
til bladene og herfra ud til spalteåbningerne. Fra spalteåbningerne bliver
vandmolekylerne afgivet til den omgivne luft (der foregår en fordampning). Det
er fordampningen der – populært sagt – ”trækker” vandet op igennem plantens
ledningsstrenge. Det vil sige: jo større bladareal, jo større fordampning… og jo
større transport af vand op igennem planten.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af to lektioner. Forsøget kan igangsættes i den ene lektion, og mængden af fordampet vand kan registreres i den følgende.
Faglige mål Eleverne skal erfare, at der er sammenhæng mellem en plantes samlede
bladareal og plantens fordampning af vand.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal registrere hvor meget vand, der er forsvundet.
Drøft med eleverne, hvordan mængden af forsvunden vand registreres,
og om resultaterne fra de forskellige opstillinger kan sammenlignes.
Drøft med eleverne, om der er forskellige måder at repræsentere
måleresultaterne på.
Drøft med eleverne, hvilke sammenhænge der er mellem den mængde
vand, der er ”forsvundet”, og antal blade på planten.
Drøft med eleverne, hvilken fysiologi hos planten, der har indflydelse på
fordampningen
OBS! Der kan gøres brug af andre planter end basilikum, fx bladrige grene/kviste fra et
træ eller busk. Sørg for at plantedelene (bortset fra forskellige antal blade) er
nogenlunde ens, så forsøgene er sammenlignelige.
Klip den nederste del af stænglen af under vand. Luftbobler i ledningsstrengenes
vedkar kan forhindre vandtransporten op igennem planten.
79
Faglige begreber Vandtransport, fordampning, vandoptag, ledningsstrenge, plante, stængel, blad,
spalteåbninger.
Forberedelse Fremskaffe planter til forsøget.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
80
Temaet ”Kulstofkredsløb” Temaet Kulstofkredsløb indeholder seks emner med tilhørende idéer til øvelser:
1. Carbon (2 øvelser)
2. Fotosyntese (3 øvelser)
3. CO2’s egenskaber (2 øvelser)
4. Udledning af CO2 (3 øvelser)
5. Drivhuseffekten (1 øvelse)
6. Kalk (2 øvelser)
Temaet er rettet mod de tre fag biologi, fysik/kemi og geografi og væsentlige dele af det trinmål, de tre
fag deler på 8. klassetrin: beskrive hovedtræk af vand og kulstofs kredsløb i naturen. Emner og øvelser,
der kan tænkes ind under vands kredsløb i naturen, kan findes under temaet Vand og liv.
Carbon indgår i et stort og vidt forgrenet kredsløb i naturen, hvor det hele tiden udveksles mellem
reservoirer i oceanet, på land og i atmosfæren. I oceanerne findes carbon især i form af opløst
kuldioxid og i levende organismer som plankton. På land findes carbon især i levende planter og i
organisk materiale, som nedbrydes i de øverste jordlag. I atmosfæren findes carbon i form af
kuldioxid. Endelig findes carbon i undergrunden som fossilt organisk kulstof og kalksten.
Som det fremgår af ovenstående, er kulstofkredsløbet meget kompliceret, og det kan være svært at få
det fulde overblik over for eleverne. Som et supplement til klassens grundbøger i biologi, fysik/kemi
og geografi, tilbyder vi med dette tema en række videoer og tilhørende øvelser, som dykker ned i nogle
væsentlige delelementer af kulstoffets kredsløb. Der bliver sat specielt stort fokus på kuldioxidens
rolle i kredsløbet.
Fælles mål
Fællesmål, som relaterer sig til temaet Kulstofkredsløb hentet fra faghæfterne i Biologi, Fysik/kemi,
og Geografi.
Faghæftet for Biologi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
kende udvalgte organismer og deres placering i
fødekæder, samt anvende begreber om deres
livsytringer, herunder fødeoptagelse,
respiration, vækst, formering og bevægelse
beskrive den biologiske betydning af
energistrømme, samt udvalgte kredsløb i
forskellige økosystemer
81
gøre rede for hovedtræk ved fotosyntese og
respiration, herunder disse processers
betydning i økosystemer (fælles med
fysik/kemi)
beskrive hovedtræk af vand og kulstofs
kredsløb i naturen (fælles med fysik/kemi og
geografi)
Faghæftet for fysik/kemi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
gøre rede for hovedtræk ved fotosyntese
og respiration, herunder disse processers
grundlæggende betydning i økosystemer
(fælles med biologi)
beskrive hovedtræk af vands og kulstofs
kredsløb i naturen (fælles med biologi og
geografi).
give eksempler på, at der ved
energiforsyning ofte produceres stoffer
og varme, der påvirker miljøet
beskrive, hvorledes anvendelse af
råstoffer eller materialer kan påvirke
ressourceforbrug, miljø og
affaldsmængde, herunder kul, plast og
træ
forklare, hvordan indgreb i naturens
stofkredsløb kan påvirke miljøet,
herunder anvendelse fossilt brændsel
Faghæftet for Geografi
Trinmål efter 8. klassetrin Trinmål efter 9. klassetrin
kende processerne i et geologisk
kredsløb: forvitring, erosion, transport,
aflejring og bjergartsdannelse
82
beskrive hovedtræk af vands og kulstofs
kredsløb i naturen (fælles med
fysik/kemi og biologi)
kende til naturlige klimasvingninger og
menneskets påvirkning af Jordens klima -
herunder hvorledes CO2 udledes og
indgår i naturen
beskrive vigtige forhold, der har indflydelse på
vejr og klima - herunder menneskelige
aktiviteter, der kan påvirke vejr og klima (fælles
med fysik/kemi)
Kulstofkredsløb i bogsystemerne
I det nedenstående er der givet eksempler på hvilke kapitler/sider (fra de mest brugte grundbøger)
der berører temaet kulstofkredsløb.
Bios
(Gyldendal)
Ind i Biologien
(Alinea)
Xplore
(GO-forlaget)
A B C 7. kl. 8. kl. 9.kl. 7.kl. 8.kl. 9.kl.
Skov
(6-
29)
Økologi (22-37)
Forurening (84-
97)
Opsamling (s.
120-130)
Grundlag
for liv
(32-51)
Globale
miljøproblemer
(92-117)
Økosystemer
(9-13)
Modeløkosystemer
(14-17)
Ingenting
forsvinder
(114-127)
Kosmos
(Gyldendal)
Naturens univers
(Alinea)
Xplore
Fysik/kemi
(GO-
forlaget)
A B C 7 8 9 7 8 9
Ild
(147
-
169)
Luft (91-
109)
Global
miljøkem
i (152-
173)
Kemisk
produktio
n (113-
133)
Forbrændingsprocesse
r og kuldioxid (71-79)
Tema
4:
Kulsto
f og
klima
(89-
118)
Den
livgivend
e jord
(105-
121)
Du bliver hvad
du spiser (91-
109)
Bæredygtighe
d (110-123)
83
Geos
(Gyldendal)
Ind i geografien
(Alinea)
Xplore Geografi
(GO-forlaget)
A B C A B C 7.kl. 8.kl. 9.kl.
Jordens klima (121-
124)
Den livgivende jord (114-127)
Emne 1- Carbon
Carbon er grundstof nr. 6 i det periodiske system og kaldes i kemien for carbon. Det forkortes til et C.
I ren form kendes carbon bl.a. i to forskellige former: grafit og diamant. Det meste carbon findes dog i
kulstofforbindelser. Carbon er det grundstof af alle, som indgår i flest kemiske forbindelser.
De fleste carbonforbindelser er organiske stoffer, og der er mange af dem. Det skyldes, at
carbonartomerne kan binde sig til hinanden på mange forskellige måde. Nogle organiske stoffer
indeholder tusinder af carbonatomer. Ud over carbonartomer findes der i de organiske molekyler altid
atomer af hydrogen og som oftest også ilt.
Nogle stoffer, der indeholder carbon, regnes ikke for organiske stoffer. Fx kuldioxid (CO2) og
calciumcarbonat (CaCO3).
Carbontest
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
kulstof og dets rolle i naturen (herunder kulstoffets kredsløb) eller et tema, hvor
der sættes fokus på, hvordan man identificere forskellige stoffer i naturen. Med
øvelsen kan eleverne undersøge, hvordan man identificerer stoffer, der
indeholder kulstof.
Sod er næsten rent kulstof, som dannes ved en ufuldstændig forbrænding af
kulstofholdige stoffer. De kulstofholdige stoffer vil ved ophedning danne dampe
og gasser, som forbrænder i en flamme. Soddannelsen foregår i flammen, hvori
kulstofholdige gasser gennemgår en ufuldstændig forbrænding pga. mangel på ilt.
Stoffernes indhold af hydrogen vil typisk forbrænde (og danne vand), mens
kulstoffet (eller blot en lille del af det) forbliver uforbrændt tilbage. Soddannelsen
skyldes altså iltmangel i flammen. Iltmanglen kan forårsages af for lille
lufttilførsel eller af dårlig sammenblanding af luft og brændbar gas.
Når opvarmningen af et stof foregår i et reagensglas, vil ilttilførslen blive
reduceret. Hvis det er et kulstofholdig stof, der opvarmes til en tilstrækkelig høj
temperatur, vil der foregå en ufuldstændig forbrænding, og der vil dannes sort
sod.
Fremkomsten af den sorte farve indikerer, at det er et kulstofholdigt stof, der
opvarmes i reagensglasset.
Når man opvarmer et materiale uden luftens adgang med det formål at uddrive
flygtige stoffer, kaldes det en tørdestillation. I de fleste tilfælde sker processen
84
ved så høj temperatur, at stoffet delvis nedbrydes, således at der opnås større
mængder destillat. Destillatet kan være kulstof. Når man laver trækul, er det en
tørdestillation.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne erfarer, at der findes en metode til at identificere stoffer, som
indeholder kulstof.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Ved tørdestillation skal eleverne afgøre om bestemte stoffer indeholder kulstof.
Resultaterne indføres i skemaet som vist i forsøgsvejledningen.
Ud fra forsøgsresultaterne skal eleverne give et bud på andre stoffer, de kender
fra deres hverdag, som sandsynligvis også indeholder kulstof.
Drøft med eleverne, hvilken teori der ligger bag carbon-testen
Drøft med eleverne, om der er nogle bestemte forhold, der karakteriserer
stoffer, som indeholder kulstof
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres mobiltelefoner
til at dokumentere, hvad der observeres i forbindelse med forsøget. Fx ved at tage
billeder eller små videosekvenser af det der sker i reagensglassene.
OBS! Nogle af reagensglassene kan være meget besværlige at gøre rene efter
carbontesten (specielt den med sukker), så det vil være fordelagtigt at vælge en
billigere type eller gamle brugte reagensglas, som alligevel trænger til at blive
udskiftet. Vær dog sikker på, at de pågældende reagensglas tåler opvarmning.
Faglige begreber Carbon (kulstof), organiske forbindelser, sod, ufuldstændig forbrænding.
Forberedelse Fremskaffe de materialer der skal anvendes (se forsøgsbeskrivelsen)
Sikkerhed Udvis altid ekstra agtpågivenhed, når der arbejdes med ild. Eleverne skal benytte sikkerhedsbriller.
Hvad indeholder carbon
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
kulstof og dets rolle i naturen (herunder kulstoffets kredsløb) eller et tema, hvor
der sættes fokus på, hvad forskellige stoffer består af.
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne erfarer, at en lang række stoffer indeholder kulstof.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal finde frem til nogle ting, de vil undersøge indeholder kulstof.
Eleverne skal fremkomme med begrundede bud på, hvilke af stofferne, de tror,
85
der indeholder kulstof og føres ind i tabelen, der er anvist i forsøgsbeskrivelsen.
Drøft med eleverne om der er specielle karakteristika ved stoffer, som
indeholder kulstof
OBS! Eleverne kan forud for denne øvelse med fordel have gennemført øvelsen carbon-
test.
Det kan måske være svært for eleverne at finde frem til stoffer, som er oplagte at
vurdere på. Læreren kan - som opstart - anvise bestemte ting, der kan tages
udgangspunkt i og derefter lade elevernes nysgerrighed tage over.
Vær opmærksom på, at mange af de metaller, vi bruger i dagligdagen (fx stål),
faktisk indeholder en smule kulstof.
Faglige begreber Kulstof, kulstofforbindelser, organisk stof, uorganisk stof.
Forberedelse Sørg for at der er nogle eksemplariske stoffer i lokalet, som eleverne kan
udvælge.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
Emne 2- Fotosyntese
Fotosyntesen er en vigtig proces i kulstoffets kredsløb. Ved denne proces fikseres luftens CO2 (hvis det
er planter i et vandigt miljø, er det CO2 opløst i vandet, der fikseres), og carbonet indbygges i organiske
forbindelser.
I plantecellernes kloroplaster (grønkorn) reagere kuldioxid og vand med hinanden, og der dannes ilt
og glukose:
6 CO2 + 6H2O + lysenergi ---> C6H12O6 + 6O2
Energien til processen kommer fra sollyset.
Ilten afgiver planten til omgivelserne. Glukosen kan planten bruge til opbygning af en lang række
andre organiske stoffer, som er med til at opbygge planten.
Glukosen kan også optages i plantecellernes mitokondrier, hvor det respireres, og der dannes
kuldioxid og vand. Herved får planten omdannet energi, som planten kan udnytte til energikrævende
livsprocesser. Så længe planten er i vækst, er den samlede fotosyntese dog større end den samlede
respiration, og der foregår en nettoopbygning af organisk materiale (nettoprimærproduktion).
86
Fotosyntese og lys
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
planters rolle i kulstofkredsløbet eller et tema, hvor der sættes fokus på plantens
generelle opbygning og funktion. Med øvelsen kan eleverne undersøge
sammenhæng mellem lysintensitet og planters afgivelse af ilt.
Det er energi fra sollyset, som driver fotosyntesen:
6 CO2 + 6H2O + lysenergi ---> C6H12O6 + 6O2
Som det ses af ovenstående ligning producere planten ilt i forbindelse med
fotosyntesen. Ilten fra fotosyntesen diffunderer fra planten ud til omgivelserne.
I forsøget anvendes vandplanten vandpest. Når planten befinder sig i et vandigt
miljø, kan den producerede ilt let erkendes som små bobler, der dannes ved
planten og efterhånden begynder at stige op igennem vandsøjlen.
Mængden af iltbobler kan give et billede af fotosynteseaktiviteten. Jo flere
iltbobler, jo større fotosynteseaktivitet.
Sammenhænget mellem fotosyntes og lysintensitet (jo større lysintensitet, jo
større fotosyntese) gælder kun inden for et begrænset intensitetsområde. Man
siger, at planten når et lysmætningsniveau, hvor yderligere lys ikke fører til øget
fotosyntese. Dette skyldes, at det enzymatiske beredskab sætter en begrænsning
på hvor meget CO2, der kan fikseres pr. tidsenhed.
Tidsramme Forsøget kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne erfarer, at der er sammenhæng mellem lysintensitet og fotosyntese
(mængden af ilt dannet ved fotosyntese).
At eleverne gør sig erfaringer med indsamling af data, repræsentation af data og
tolkning af de indsamlede data.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal registrere antallet af bobler vandpesten producerer i ét minut.
Registreringen gentages flere gange med forskellige afstande mellem vandpest og
lyskilde (OHP’eren). Eleverne skal registrere afstanden mellem plante og lyskilde
for hver tælling af iltbobler.
Efterfølgende skal eleverne indsætte resultater i et koordinatsystem, og der
fremstilles en grafisk repræsentation af de indsamlede data:
x- aksen: afstand mellem plante og lyskilde.
y- aksen: antal bobler pr. minut.
Man kan med fordel indføre de indsamlede data i et regneark og lade regnearket
generere den grafiske repræsentation.
87
Drøft med eleverne, hvor mange målinger der skal foretages
o Hvor mange gange skal afstanden mellem plante og lyskilde
varieres?
o Kan det være en fordel at registrere antallet af bobler per minut
flere gange med den samme afstand mellem plante og lyskilde?
Hvordan findes en middelværdi?
Drøft med eleverne, hvordan den grafiske repræsentation skal udformes?
Skal det fx være en graf eller et pindediagram?
Drøft med eleverne, hvilke sammenhænge der er mellem lysintensitet og
produktion af ilt.
Drøft med eleverne hvilken sammenhæng der er mellem plantens
produktion af ilt og plantens fiksering af kulstof.
OBS! Sørg for at bruge frisk vandpest.
Sørg for at der er tilstrækkeligt med CO2 i vandet, fx ved at bruge danskvand (m.
brus) eller gennemblæs vandet med udåndingsluft.
Man kan også anvende andre lyskilder end OHP’er. Sørg blot for, at det er en
kraftig lyskilde. Et lysbilledapparat kan fx godt bruges.
Faglige begreber Fotosyntese, lysenergi, ilt, kuldioxid, lysintensitet
Forberedelse Fremskaffe vandpest til forsøget.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
Fotosyntese og CO2
Faglig sammenhæng
Forsøget kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
planters rolle i kulstofkredsløbet eller et tema, hvor der sættes fokus på plantens
generelle opbygning og funktion. Med øvelsen kan eleverne registrere, at planter
optager kuldioxid.
Det er energi fra sollyset, som driver fotosyntesen:
6 CO2 + 6H2O + lysenergi ---> C6H12O6 + 6O2
Som det ses af ovenstående ligning forbruger planten kuldioxid i forbindelse med
fotosyntesen. Kulstoffet fikseres i den producerede glukose og dermed i det
organiske stof, planten opbygger.
I forsøget her anvendes vandplanten vandpest. Når planten befinder sig i et
vandigt miljø, optager den kuldioxid, som er opløst i vandet. Mængden af opløst
kuldioxid i vandet kan man få en indikation af ved at tilsætte CO2-indikator. CO2-
indikatoren skifter fra rød til gul, når CO2-indholdet stiger. Hvis CO2-indholdet
88
falder, bliver farven først orange og derefter mørkere rød.
Det er kun så længe, at planten modtager lysenergi, at den vil fiksere kuldioxid.
Hvis der ikke er lys tilstede (fx om natten), vil planten udelukkende respirere, og
så vil den udskille kuldioxid til omgivelserne.
Tidsramme Forsøget kan opstilles i løbet af én lektion – det tager ca. 15-20 minutter. Samlede varighed 2 døgn.
Faglige mål At eleverne erfarer, at planten – så længe at den modtager lysenergi – forbruger
kuldioxid.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal registrere farveskiftet i CO2-indikatoren.
Lad eleverne, i forbindelse med forsøgsopstillingen, give bud på, hvad der
sker (de opstiller hypoteser). Drøft med eleverne, hvad de bygger deres
hypotese på.
Drøft med eleverne, hvorfor der skal indgå et kontrolglas (glasset uden
vandpest).
Drøft med eleverne, hvad de erfarer, når de blæser udåndingsluft
igennem vandet med CO2-indikatoren. Hvad er det CO2-indikatoren viser?
Drøft med eleverne, hvilke sammenhænge der er mellem plantens
fotosyntese og det farveskifte, de observerer.
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres mobiltelefoner
til at dokumentere, hvad der observeres i forbindelse med forsøget. . Fx ved at
tage billeder af reagensglassene lige efter opstillingen og ved øvelsens afslutning.
OBS! Sørg for at bruge frisk vandpest.
Hvis glassene kontrolleres meget tideligt om morgenen, kan det være, at eleverne
ikke kan erkende et tydeligt farveskifte (vandet i glasset med vandpest er stadig
gul), da planten igennem natten kun har respireret og dermed udskilt kuldioxid.
Forsøget kan udvides med endnu et reagensglas med vand, CO2-indikator og
vandpest. Reagensglasset pakkes ind i stanniol (så planten slet ikke modtager
lys). Planten kan ikke foretage fotosyntes og vil derfor ikke fiksere vandet
kuldioxid. Vandets indhold af kuldioxid vil derimod stige i dette glas, da planten
udelukkende respirerer.
Faglige begreber Fotosyntese, lysenergi, , kuldioxid, indikator
Forberedelse Fremskaffe vandpest til forsøget.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg.
89
Byg fotosyntesen
Faglig sammenhæng
Øvelsen kan anvendes i forbindelse med et tema, hvor klassen arbejder med
planters rolle i kulstofkredsløbet eller et tema, hvor der sættes fokus på plantens
generelle opbygning og funktion. Med øvelsen får eleverne erfaringer med de
stoffer, der indgår i fotosyntesen på molekyleniveau.
6 CO2 + 6 H2O ---> C6H12O6 + 6 O2
For hvert molekyle glukose, der produceres i fotosyntesen, produceres der også 6
molekyler ilt. Til denne produktion forbruges der 6 molekyler kuldioxid og 6
molekyler vand.
Hvert molekyle er opbygget af atomer. Det samlede antal kulstof-, ilt- og
hydrogen-atomer på begge sider af lighedstegnet er det samme.
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne gør sig erfaringer med reaktionsligningen for fotosyntesen og de
stoffer, der indgår i fotosyntesen.
At eleverne gør sig erfaringer med forskellige måder at repræsentere disse
stoffer på.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal arbejde med molekylemodeller og derefter finde materialer i
undervisningslokalet, som indeholder eller er opbygget af de samme stoffer
(molekyler), som de har lavet molekylemodeller af.
Opgaven med at bygge fotosyntesen med molekylebyggesæt kan gøres på mange
forskellige måder, alt efter hvad man har som fokus. Eleverne skal højst
sandsynlig have hjælp til at konstruere glukosemolekylet, så måske man skulle
starte med at bygge dette i fællesskab.
Det til opgaven skrevne eksempel skal ses som et forslag!
Man kan også benytte karton, sakse mv. og klippe figurer ud, som skal illustrere
stofferne.
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres mobiltelefoner
til at fastholde deres molekylemodeler og de stoffer (på makroniveau), de har
fundet. Fx ved at tage billeder eller små videosekvenser.
OBS! Eleverne kan også tegne de forskellige molekyler. På nettet kan man hente
programmet CemSketch, som kan downloades på www.acdlabs som freeware. Ud
over at man kan tegne modeller af molekylerne, får man en grafisk opfattelse af
modellernes størrelse og rumlige udformning meget lig det, der fremkommer i de
fysiske modelle eleverne har udarbejdet. Ligeledes kan man i programmet skifte
imellem forskellige modelrepræsentationer af molekylerne.
90
Faglige begreber Fotosyntese, lysenergi, ilt, kuldioxid, vand, glukose, molekyle, atom,
reaktionsligning, model, stofbevarelse.
Forberedelse Vedrørende anden del af opgaven, hvor eleverne skal finde makroskopiske
udgaver af deres molekyler, kan forberedes en rullevogn med et udvalg af stoffer
(eller repræsentationer af stoffer), som eleverne kan vælge imellem.
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med denne øvelse.
Emne 3- CO2’s egenskaber
I atmosfæren er kulstoffet hovedsageligt bundet i kuldioxid. Kuldioxidkoncentrationen i
atmosfæren er på knap 0,04 % (385 ppm). Ved jordens overflade under normale temperaturer er
kuldioxid en gas. Den er lugtløs og farveløs. Kuldioxid har den kemiske formel CO2. Kuldioxids
kemiske struktur giver det den egenskab, at det kan absorbere varmestråling. Det er netop denne
egenskab, der gør, at CO2 virker som drivhusgas.
Ved atmosfærisk tryk kan kuldioxid kun findes i to tilstandsformer; som en gas, og ved
temperaturer under -78,5 °C som et fast stof, der ligner fin, tætpakket sne (tøris). Væskeformen
opstår ved tryk over 5,1 atm. Dette udnyttes ved opbevaring af kuldioxid på trykflaske.
Kuldioxid kan opløses i vand. En del af kuldioxiden vil reagere med vand og danne
hydrogencarbonat (HCO3-):
CO2 + H2O <=> [H2CO3] <=> H+ + HCO3
-
Kuldioxid + vand <=> kulsyre <=> proton + hydrogencarbonat
Oceanerne indeholder store mængder kulstof, hvilket er 93% af den samlede tilgængelige
kulstofmængde. Hovedparten af dette findes som hydrogencarbonat.
Kuldioxid anvendes i industri og samfund til mineralvand og fadøl, ildslukkere, bedøvelse,
beskyttelsesgas ved svejsning, som konservering ved pakning af nærings- og nydelsesmidler,
øgning af luftens indhold af kuldioxid i drivhuse og til køling og frysning.
CO2 i vand
Faglig sammenhæng Kuldioxid har en forholdsvis lav opløselighed i vand. Som for alle gasser
gælder det, at opløseligheden i vand afhænger af gastrykket.
Yderligere afhænger opløseligheden af vandets temperatur. Jo lavere
temperatur, jo mere gas kan der opløses i vandet.
Når CO2 opløses i vand, danner CO2 svage bindinger til vandmolekylerne.
Hvis temperaturen i vandet stiger, mindskes styrken af bindingerne og
dermed også mængden af opløst CO2. Dette princip gælder for alle
91
vandopløselige gasser. Opløseligheden af CO2 i vand er 3,48 g/l ved 0 ˚C
og 1,45 g/l ved 25 ˚C.
Når CO2 opløses i vand reagerer det til en vis grad med vand, og der
opstår følgende ligevægt:
CO2 + H2O <=> H2CO3
H2CO3 (kulsyre) er en syre, der yderligere vil reagere med vand efter
følgende ligevægt:
H2CO3 + H2O <=> HCO3- + H
+
Dannelsen af H
+ medfører, at opløsningen bliver mere sur.
I forsøget anvendes to forskellige indikatorer til bestemmelse af, om der
er kuldioxid til stede: Mættet kalkvand og CO2-indikator.
Mættet kalkvand giver ved tilstedeværelse af kuldioxid bundfald af calciumcarbonat:
Ca(OH)2(aq) + CO2(g)-> CaCO3(s) + H2O(l)
Calciumhydroxid + kuldioxid -> calciumcarbonat + vand
Calciumcarbonat er tungtopløseligt, og vil hurtigt udfælde sig som et hvidt bundfald.
CO2-indikatoren er egentlig en pH-indikator, der skifter fra rød til gul, når pH’en falder (CO2-indholdet stiger). Hvis pH’en stiger (CO2-indholdet falder), bliver farven først orange og derefter mørkere rød.
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne gør sig erfaringer med, at kuldioxid kan opløses i vand.
At eleverne bliver fortrolige med to indikatorer til påvisning af kuldioxid:
mættet kalkvand og CO2-indikator
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, hvad der sker med henholdsvis det mættede
kalkvand og CO2-indikatoren, når der opløses kuldioxid i de to væsker.
Drøft med eleverne, hvad en indikator er
Drøft med eleverne, hvad det er, der er årsagen til, at de to
indikatorer reagere, som de gør
Drøft med eleverne, hvad indikatorerne kan bruges til
Drøft med eleverne, om indikatorerne kan bruges til at undersøge
om andre stoffer indeholder kuldioxid (fx udåndingsluft, cola,
postevand)
92
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres
mobiltelefoner til at fastholde deres observationer med de to indikatorer. Fx
ved at tage billeder eller små videosekvenser af, hvordan de to indikatorer
reagerer.
OBS! Vær opmærksom på CO2indikatorens farve inden forsøget igangsættes.
Faglige begreber Kuldioxid, opløselighed, indikator, mættet kalkvand, CO2indikator.
Forberedelse Ingen
Sikkerhed
Kalkvand er en basisk, og dermed en ætsende væske. Brug af
sikkerhedsbriller er påbudt.
Overskydende kalkvand må ikke hældes i afløbet, men bortskaffes som
kemisk affald. Skal hældes i affaldsdunken til basisk væsker.
Mættet kalkvand har følgende H-sætning:
H318 - Forårsager alvorlig øjenskade.
CO2-indikatoren ikke klassificeret som farligt. Den har dog følgende H-
sætninger:
H335 - Kan forårsage irritation af luftvejene. H319 - Forårsager alvorlig øjenirritation. H315 - Forårsager hudirritation. H225 - Meget brandfarlig væske og damp.
CO2 som ildslukker
Faglig sammenhæng For at en brand kan opstå og vedligeholdes, kræves der tre ting: et brandbart
materiale, en antændelsestemperatur og tilstedeværelsen af tilstrækkeligt ilt.
Hvis et af elementerne fjernes – fx ilt – vil en brand slukkes.
Brandtrekanten er et udtryk indenfor brandslukning. Ovenstående tre
elementer illustreres normalt som værende siderne i brandtrekanten.
Sammensættes disse elementer, kan ilden opstå – fjernes et af elementerne
slukkes ilden (eller kan ikke opstå).
Densiteten af kuldioxid er væsentlig højere end densiteten af atomsfærisk
luft. Ved atmosfærisk tryk og en temperatur på 25 oC er densiteten af
kuldioxid 1,80 g/l, mens densiteten af atmosfærisk luft kun er 1,18 g/l.
93
Pga. den høje densitet kan udledningen af kuldioxid fortrænge den
atomsfæriske luft og dermed fortrænge ilten, som er nødvendigt for at
vedligeholde forbrændingen.
En CO2-slukker (kulsyreslukker) indeholder kuldioxid under så højt tryk, at
gassen fortættes til væske. Når væsken frigives med stor hastighed mod
ilden, opnås en dobbelt virkning: 1) indholdet er koldt og sænker
temperaturen, 2) når væsken fordamper fortrænger kuldioxidgassen ilten fra
området.
Når et stearinlys brænder forbruges ilten, og der dannes kuldioxid. Eleverne
kan måske undre sig over, hvorfor lyset i glasset så ikke går ud. Årsagen
skal findes i varmeudviklingen, som skaber en opadgående luftstrøm
omkring flammen. Kuldioxiden bæres derved hele tiden væk fra flammen
og ud af glasset, og der trækkes frisk luft – og dermed ilt – ind i glasset til
flammen.
Til produktion af kuldioxid anvendes bagepulver og eddikesyre. Bagepulver består bl.a. af natriumhydrogencarbonat, NaHCO3, som ved reaktion med eddike (CH3COOH opløst i vand) vil danne en stor mængde carbondioxid.
Bagepulver + Eddike Natriumacetat + Vand +
Carbondioxid
NaHCO3 + CH3COOH CH3COONa + H2O + CO2
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne gør sig erfaringer med, at kuldioxid er tungere end almindelig
atomsfærisk luft, og at dette kan udnyttes til brandslukning idet ilten
fortrænges.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, at flammen går ud, når der hældes kuldioxid ned i
glasset med det tændte fyrfadslys.
Kuldioxiden producerer eleverne selv ved hjælp af bagepulver og eddike.
Drøft med eleverne, hvad der sker under reaktionen mellem
bagepulver og eddike
Drøft med eleverne, hvordan begrebet densitet (vægtfylde) forstås
Drøft med eleverne, hvad densitet er for noget, og hvorfor der er
forskel på de forskellige gassers densitet
Drøft brandtrekanten med eleverne og sæt specielt fokus på iltens
rolle i forbindelse med en brand
Drøft med eleverne, hvad der er årsagen til, at flammen går ud, når der
hældes kuldioxid ned i glasset med det tændte fyrfadslys
94
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres
mobiltelefoner til at fastholde deres observationer med de to indikatorer. Fx
ved at optage små videosekvenser af kuldioxidproduktionen og
”brandslukningen”.
OBS! Vær opmærksom på, at hvis kuldioxiden hældes for langsomt ned i glasset,
kan det trække atmosfærisk luft – og dermed ilt – med ned i glasset, og lyset
bliver ikke slukket.
Nu da vi har fokus på kuldioxids høje densitet, kan man tage drøftelsen om
faren ved et stort udslip af kuldioxid. I områder med fx vulkansk aktivitet kan
kuldioxid fra udsivninger lægge sig i lavninger, og udgør her en potentiel fare
for dyr og mennesker.
Faglige begreber Kuldioxid, forbrænding, massefylde (densitet), brandslukning,
brandtrekanten, ilt.
Forberedelse Indkøb bagepulver
Sikkerhed
Udvis altid ekstra agtpågivenhed, når der arbejdes med ild. Pas på at eleverne ikke får eddike i øjnene – brug eventuelt sikkerhedsbriller. Eddikesyre er i henhold til Arbejdstilsynets At-vejledning C.0.1 et organisk opløsningsmiddel. 10 % eddikesyre har følgende H-sætninger:
H314 - Forårsager svære ætsninger af huden og øjenskader. H226 - Brandfarlig væske og damp.
Almindelig husholdningseddike (7 %) vil dog normalt ikke have en faremærkning. Natron er ikke klassificeret som et farligt stof.
Emne 4 – Udledning af CO2
Kuldioxid er slutproduktet ved enhver forbrænding af stof, som indeholder kulstof. Alle organiske
stoffer indeholder kulstof. Fx mineralske brændsler som kul, olie og gas, der er dannet af levende
organismer for millioner af år siden. Træ, korn, halm og ethanol er eksempler på andre organiske
stoffer, som dog er dannet for langt færre år siden.
Dyr og planters respiration af organisk stof er en anden slags forbrænding. Den foregår ved en
meget lavere temperatur inde i organismernes celler. Denne forbrænding af stof danner også
kuldioxid. Derfor indeholder luften som mennesker og dyr udånder mere kuldioxid, end den luft de
95
indånder. Så længe planter er i vækst, optager de til gengæld mere kuldioxid via fotosyntesen, end
de afgiver via respiration.
Ved gæringsprocesser frigøres også kuldioxid. Her foretager organismen kun en delvis nedbrydning
af det organiske materiale. De fleste gæringsprocesser foregår, hvis der ikke er ilt til stede og
foretages hovedsageligt af bakterier og svampe. Gærsvampe er et eksempel på organismer, som
foretager gæring, hvis der ikke er ilt til stede. Når vi bruger gær i vores dej, er det gærcellernes
produktion af kuldioxid, der får dejen til at hæve.
Afbrænding af flaskegas
Faglig sammenhæng Flaskegas består hovedsageligt af kulbrinterne propan (C3H3) og butan (C4H10). Ved afbrænding dannes vand og kuldioxid. Forbrændingsreaktionen kan for de to gasser kan skrives som: 2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O Hvis forbrændingsgassen ledes igennem mættet kalkvand, vil kuldioxiden reagere med calciumhydroxiden og danne calciumcarbonat. Calciumcarbonat er tungtopløseligt og vil hurtigt udfælde sig som et hvidt bundfald. Der dannes altså vand og kuldioxid ved afbrænding af de to gasser.
CO2 + Ca(OH)2 ----> CaCO3 + H2O
Hvis forbrændingsgassen ledes igennem vand med CO2-indikator, vil kuldioxiden reagere med vandet og danne kulsyre. Forsuringen vil få CO2-indikatoren til at skifte farve fra rød til gul.
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne erfarer, at der dannes vand og kuldioxid ved forbrænding af
flaskegas.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, om der i det første reagensglas dannes vand, og om
der i det andet reagensglas er indikation på tilstedeværelsen af kuldioxid.
Efterfølgende skal eleverne færdiggøre forbrændingsreaktionen for propan.
Drøft med eleverne, hvad flaskegas er, og hvor det kommer fra
Drøft med eleverne, hvad der sker i forbindelsen med
96
forbrændingen af flaskegas
Drøft med eleverne, hvad der sker ved forbrænding af andre
kulbrinter
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres
mobiltelefoner til at fastholde deres observationer. Fx ved at optage små
videosekvenser af, hvad der sker ved de to reagensglas.
OBS! Vær sikker på at tragten, der placeres over flammen, er varmebestandig, samt at eleverne holder en tilstrækkelig afstand mellem flamme og slanger, så slangerne ikke smelter. Sørg for at kontrollere elevernes opstilling, inden de går i gang med selve forsøget.
Til påvisning af at dråberne i det første reagensglas faktisk er vand, kan
bruges kobbersulfat. Det blå kobbersulfat indeholder vand (CuSO4-5 H2O),
rent kobbersulfat (CuSO4) er gråhvidt. Opvarmer man det blå kobbersulfat
uddrives krystalvandet – farven bliver gråhvid. Ved kontakt med vand
kommer den blå farve igen.
Forsøget kan eventuelt udvides med afbrænding af andre organiske stoffer.
Fx træ, stearinlys, papir, sukker (dyppet i aske) osv.
Faglige begreber Forbrænding, organiske stoffer, kulbrinter, ilt, kuldioxid, vand.
Forberedelse Ingen
Sikkerhed
Udvis altid ekstra agtpågivenhed, når der arbejdes med ild.
Sørg for at elevernes opstilling er godt fastspændt.
Kalkvand er en basisk, og dermed en ætsende væske. Brug af
sikkerhedsbriller er påbudt. Mættet kalkvand har følgende H-sætning:
H318 - Forårsager alvorlig øjenskade.
Overskydende kalkvand må ikke hældes i afløbet, men bortskaffes som
kemisk affald. Skal hældes i affaldsdunken til basisk væsker.
CO2-indikatoren er ikke klassificeret som farligt. Den har dog følgende H-
sætninger:
H335 - Kan forårsage irritation af luftvejene. H319 - Forårsager alvorlig øjenirritation. H315 - Forårsager hudirritation.
97
H225 - Meget brandfarlig væske og damp.
Indåndings- og udåndingsluft
Faglig sammenhæng
Ved indånding trækkes der ”nyt” luft ned i lungerne. Fra luften i lungerne diffunderer
ilt over i blodet og kuldioxid fra blodet over i lungerne. Med blodet transporteres
ilten ud til kroppens celler, bl.a. kroppens muskelceller. Ude i cellerne anvendes ilten
til cellernes respiration:
C6H12O6 + 6 O2 -------> 6 CO2 + 6 H2O + energi
Energien benyttes bl.a. til musklernes arbejde. Jo mere musklerne skal arbejde, jo
mere energi skal der frigøres i forbindelse med muskelcellernes respiration - og jo
mere kuldioxid og vand produceres der. Kuldioxiden og vandet afgives til blodet og
transporteres til lungerne, hvor det afgives til omgivelserne.
Udåndingsluften indeholder typisk 4 % kuldioxid. Indåndingsluften (som er
atmosfærisk luft) indeholder knap 0,04 % kuldioxid.
I forsøget anvendes der CO2-indikator. CO2-indikatoren skifter fra rød til gul, når CO2-
indholdet stiger. Hvis CO2-indholdet falder, bliver farven først orange og derefter
mørkere rød.
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne erfarer, at udåndingsluft indeholder betydeligt mere kuldioxid end den
luft der indåndes.
At eleverne igennem forsøget får styrket deres forståelse af respirationen.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, hvad der sker med CO2-indikatoren i de to koniske kolber.
Lad eventuelt eleverne komme med et begrundet bud på, hvad der vil ske, inden de
går i gang med selve forsøget.
På baggrund af eventuelle farveskift, skal eleverne vurdere, om der er forskel på
kuldioxidkoncentrationen i henholdsvis ind- og udåndingsluften og give en forklaring
på forskellen.
Drøft med eleverne, hvad CO2-indikatorens rolle i forsøget er
Drøft forsøgsopstillingen med eleverne, så alle er klar over luftens vej gennem
de to kolber
Drøft med eleverne, sammenhænget mellem cellerespirationen, som den
fremstår i respirationsligningen og lungerespirationen (udveksling af gasser
mellem lungerne og omgivelserne)
Lad eventuelt eleverne udnytte de muligheder, de har med deres mobiltelefoner til at
98
fastholde deres observationer. Fx ved at optage små videosekvenser af, hvad der sker
med indikatoren i de to kolber.
OBS! Sørg for at kontroller elevernes opstilling, inden de går i gang med selve forsøget. Faglige begreber
Respiration, kuldioxid, CO2-indikator.
Forberedelse Ingen
Sikkerhed
CO2-indikator er ikke klassificeret som farligt. Den har dog følgende H-sætninger: H335 - Kan forårsage irritation af luftvejene. H319 - Forårsager alvorlig øjenirritation. H315 - Forårsager hudirritation. H225 - Meget brandfarlig væske og damp.
Kul, ilt og CO2
Faglig sammenhæng
Kuldioxid er slutproduktet ved enhver forbrænding af stof, som indeholder kulstof.
I denne øvelse benyttes (næsten) rent kulstof af et stykke kul. Ved en
iltkoncentration, som vi har i atmosfæren, brænder kul ikke med en flamme, men
med gløder (som vi også oplever det, når vi bruger vores grill om sommeren).
Men ilt skal der til, og ilten reagerer med kulstoffet og danner kuldioxid:
C + O2 --------> CO2
For at sætte forbrændingen i gang, skal kulstykker varmes kraftigt op over en
bunsenbrænder. Når kulstykket gløder, kan det føres ned i et fad med koncentreret ilt
og nu vil kulstykket flamme op.
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne erfarer, at forbrænding af kul forbruger ilt og produceres kuldioxid.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
OBS!
Faglige begreber
Forberedelse
Sikkerhed
99
Emne 5 – Drivhuseffekten
Jorden tilføres energi fra Solen, i form af lysstråler (kortbølget stråling). Jorden vil absorbere en del af lyset, og omdanne det til termisk energi. Jordoverfladen afgiver den termiske energi, som
varmestråling (langbølget stråling) til atmosfæren og til verdensrummet. I atmosfæren absorberes en
del af varmestrålingen af skyerne og af forskellige gasser. Når varmestrålingen fra jordoverfladen
absorberes af skyer og gasser, varmes atmosfæren op. Atmosfæren afgiver varme, ved at skyerne og
gasserne udsender varmestråling, både ud mod rummet og ned mod jordoverfladen.
De gasser, som absorbere de langbølgede varmestråler, kaldes drivhusgasser. Drivhusgasserne er
kendetegnede ved, at de kun i begrænset omfang absorberer de kortbølgede lysstråler, men i langt
større grad absorberer de langbølgede varmestråler. De vigtigste drivhusgasser er vanddamp og
kuldioxid, men også metan, lattergas, ozon og halocarboner har betydning. Drivhusgasserne er
forudsætningen for at tale om en drivhuseffekt.
Betegnelsen drivhuseffekt henviser lidt misvisende til et drivhus af glas. Den høje temperatur her
skyldes, at glasset i væggene og taget tillader solstrålingen at slippe igennem, men forhindrer
ventilation af drivhuset. Atmosfærens drivhuseffekt skyldes derimod drivhusgassernes evne til at
absorbere infrarød stråling, som nær jordoverfladen hovedsagelig stammer fra overfladen selv.
Atmosfærens evne til at absorbere infrarød stråling ækvivaleres af en tilsvarende evne til at stråle ud
igen, både ud i rummet og ned mod jordoverfladen. Den nedadrettede stråling kaldes
atmosfærestrålingen og giver sammen med Solens strålingsenergi grundlaget for den højere
temperatur ved overfladen.
Der vil altid opstå en ligevægt mellem den energi, der stråler ind, og den der stråler ud. Mængden af
drivhusgasser i atmosfæren har betydning for, ved hvilken temperatur denne ligevægt indstiller sig.
Stiger mængden af drivhusgasser, indfinder ligevægten sig ved en højere temperatur. Falder
mængden af drivhusgasser, indfinder ligevægten sig ved en lavere temperatur.
Uden drivhusgasser i atmosfæren ville Jordens globale middeltemperatur være ca. 33 oC mindre end
den, vi har i dag: ca. -18 oC.
Drivhuseffekten
Faglig sammenhæng
De vigtigste drivhusgasser er vanddamp og kuldioxid. Det er de gasser i
atmosfæren, der har størst absorberingseffekt. Selvom der er langt mere vanddamp
end kuldioxid i atmosfæren, spiller kuldioxid en vigtig rolle som drivhusgas.
Kuldioxid absorberer varmestråling langt bedre end vanddamp.
Store mængder kulstof indgår i et naturligt kredsløb på Jorden, og atmosfærens
kuldioxid er et vigtigt element i kredsløbet. Men det tager årtier til århundreder for
atmosfæren at indstille sig på en ny ligevægt, hvis kuldioxidniveauet ændres. Så
selvom de menneskeskabte kuldioxidudslip er små i forhold til naturens kredsløb af
kulstof, har det en stor effekt.
Atmosfærens koncentration af kuldioxid er siden industrialiseringen steget med
100
cirka 45 %. Det har ført til en strålingspåvirkning på knap 2 watt per kvadratmeter.
I forsøget kan eleverne få erfaring med, at en atmosfære med 100 % kuldioxid (den
ene kolbe) vil opnå en højere temperatur end en atmosfære (den anden kolbe) med
atmosfærisk luft.
De to atmosfærer skabes i to kolber. Den ene skal indeholde almindelig atmosfærisk
luft, den anden fyldes med kuldioxid.
Husk: kuldioxid har en større densitet end atmosfærisk luft og kan derfor bare
”hældes” ned i kolben.
Pæren i forsøget udsender både lys- og varmestråling, men det er kun
varmestrålingen, der er interessant i denne forbindelse. Det er varmestrålingen,
kuldioxiden absorberer og som derefter resulterer i en temperaturstigning.
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne erfarer, at en ”atmosfære” med 100 % kuldioxid opnår en større
temperaturstigning end en ”atmosfære” med atmosfærisk luft, hvis de begge
udsættes for samme mængde varmestråling.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal registrere temperaturstigningen i de to kolber. Det vil være en fordel,
hvis eleverne aflæser temperaturen med jævne mellemrum og får noteret både tid og
temperatur.
Efterfølgende kan dataene sættes ind i et koordinatsystem, og kurverne over de to
temperaturudviklinger kan tegnes.
Drøft selve opstillingen med eleverne. Hvad er pærens rolle? Skal der være
lige lang afstand fra pæren til de to kolber? Skal kolberne have samme
udsende? m.m.
Drøft med eleverne, hvordan de indsamlede data kan repræsenteres i et
koordinatsystem
Drøft med eleverne, hvad årsagen til de forskellige temperaturstigninger i de
to kolber er
Drøft med eleverne, om der er en sammenhæng mellem det, de erfarede
igennem forsøget og teorien om drivhuseffekten
Hvis man har dataloggere til rådighed på skolen, kan disse bruges til opsamling af
temperaturmålingerne i stedet for væsketermometrene. Dataloggerne opsamler både
temperatur og tid, og dataloggeren kan selv generere graferne. Eleverne kan på
denne måde følge med i de to graffers udvikling, samtidigt med at forsøget afvikles.
OBS! Brug en pære, som har en forholdsvis stor varmeafgivelse. I stedet for rundbundede kolber kan fx anvendes koniske kolber. Det er blot vigtigt, at det er samme type og størrelse kolber, der anvendes i samme forsøg.
101
Eleverne skal være bevidste om, at pæren ikke er et billede på Solen! Pæren er i
højere grad et billede på Jorden. Dette kan evt. introduceres ved at tale om, at alt med
en temperatur udsender stråling. At de selv udsender stråling! Evt. fortælle dem, at
der er en sammenhæng mellem legemets temperatur og bølgelængden af den
stråling, den udsender. Man kan evt. sætte en jordskive af pap (eller noget
tilsvarende) foran pæreren. Eller male den, så det ikke er så tydeligt, at den udsender
lys.
Som supplement, kan man evt. lave en kolbe med vanddamp for at sammenligne med
dennes effekt som drivhusgas.
Faglige begreber
Drivhuseffekt, drivhusgas, stråling, varmestråling, lysstråling, absorptions,
temperatur, indstråling, udstråling.
Forberedelse Ingen
Sikkerhed Der er ikke nogle specielle sikkerhedsmæssige risici forbundet med dette forsøg
Emne 6 – Kalk
Kalk er et mineralsk stof, som er udbredt over hele Jorden i forholdsvis store mængder. Kalk bliver i
daglig tale brugt om en gruppe af velkendte stoffer, fx kridt, marmor og kalksten. Kalk er en
udfældning af calciumcarbonat CaCO3. Som det ses af den kemiske formel indeholder calciumcarbonat
(og dermed også kalk) kulstof.
Kalk og syre
Faglig sammenhæng
En syre har den evne, at den kan opløse kalk, og derfor er syre velegnet til afkalkning
af husholdningsmaskiner som kaffemaskiner og vaskemaskiner. Syrer kan også
bruges til rengøringen, hvor man har behov for at fjerne kalk f.eks. fra fliser i
badeværelset eller WC-kumme. Der bruges ofte en svag syre – fx eddikesyre – til
disse opgaver. Når muren skal rense en nymuret væg for kalk, bruger han en lidt
stærkere syre - ofte saltsyre.
I forsøget benyttes saltsyre, og reaktionen kan beskrives således:
2 HCl + Ca(CO3) ---------> CaCl2 + CO2 + H2O
Saltsyre + Kalk ------> Calciumchlorid + Kuldioxid + Vand
Kalken bliver opløst, og der dannes vand, kuldioxid og calciumchlorid. Man kan også
sige, at syren bliver neutraliseret. Det er det landmænd udnytter, når de spreder kalk
på landbrugsarealerne.
102
I forsøget benyttes CO2-indikator. CO2-indikatoren skifter fra rød til gul, når CO2-
indholdet stiger. Hvis CO2-indholdet falder, bliver farven først orange og derefter
mørkere rød.
Tidsramme Øvelsen kan afvikles i løbet af én lektion.
Faglige mål At eleverne erfarer, hvordan kalk og syre påvirker hinanden.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
Eleverne skal observere, hvad der sker i de to reagensglas. På baggrund af den i
forsøgsbeskrivelsen opstillede reaktionsligning, skal eleverne give bud på årsager til
det, de observerer i de to reagensglas.
Drøft med eleverne, hvilken rolle CO2-indikatoren har. Hvad betyder
farveskiftet?
Drøft med eleverne, hvad der er årsag til, at det bruser i reagensglas 1
Drøft reaktionsligningen med eleverne. Drøft med eleverne, hvordan
reaktionen ville være, hvis der blev brugt en anden syre.
OBS! Proppen med hullet skal bruges på reagensglas 1. Der må ikke bruges prop på
reagensglas 2.
Faglige begreber
Syre, kalk, kuldioxid, pH.
Forberedelse Ingen
Sikkerhed
1 M saltsyre er ikke klassificeret som et farlig stof, men har dog følgende H-sætninger:
H335 - Kan forårsage irritation af luftvejene. H314 - Forårsager svære ætsninger af huden og øjenskader.
CO2-indikatoren er ikke klassificeret som farligt. Den har dog følgende H-sætninger:
H335 - Kan forårsage irritation af luftvejene. H319 - Forårsager alvorlig øjenirritation. H315 - Forårsager hudirritation. H225 - Meget brandfarlig væske og damp.
Der bør benyttes sikkerhedsbriller i forsøget. Eleverne skal være instrueret i, hvordan de på en forsvarlig måde samler glasudstyret.
Kemisk forvitring
Faglig sammenhæng Begrebet forvitring bruges af geologer om nedbrydning af fast fjeld eller
sedimenter pga. ydre, geologiske kræfter. Der kan være tale om en fysisk
forvirring, hvor der foregår en mekanisk sønderdeling, eller en kemisk
forvitring, hvor der foregår en kemisk omdannelse af bjergarternes
mineraler.
103
Jordens mineraler kan typisk opløses i jordvand, der indeholder kuldioxid
(od der dannes kulsyre) eller humussyr. Regnvand vil også have en pH på
under 7. Regnvand indeholder også opløst kuldioxid, og der indfinder sig en
ligevægt:
CO2 + H2O <=> [H2CO3] <=> H+ + HCO3
-
Afbrænding af fossile brændstoffer øger, ud over mængden af kuldioxid,
også mængden af andre oxider i atmosfæren, som er med til at forsure
regnvandet.
Udover at det sure regnvand forårsager en kemisk forvitring af en lang
række bjergarter, sætter det også skub i nedbrydningen af bygninger og
statuer.
Ting lavet af kalk (bl.a. marmor) nedbrydes af den sure påvirkning:
CACO3 + 2H+ -----> Ca2+ + H2O + CO2
Eksempelvis bliver en zinktagrende også påvirket af det sure regnvand:
Zn + 2H+ -----> Zn2+ + H2
Syres evne til at opløse kalk udnyttes også i husholdingen. I forsøget kan
eleverne undersøge forskellige kemikaliers evne til at nedbryde kalk. Eller
udtrykt på en anden måde: deres evne til at foretage en kemisk forvitring af
kalk.
Tidsramme Elevernes undersøgelse af forskellige kemikaliers nedbrydning af kalk, kan afvikles i løbet af en lektion. At fjerne æggeskallerne tager ca. 24 timer.
Faglige mål At eleverne erfarer, at kalk kan opløses af forskellige stoffer, og at deres
evne til at opløse kalk er afhængig af deres pH.
Eksempel på behandling af forsøgsempiri
I den ene del af øvelsen skal eleverne observere, hvad der er sket med
ægget, når det placeres i eddike.
Lad eleverne opstille hypoteser om, hvad der vil ske med ægget,
inden forsøget igangsættes. Drøft efterfølgende med eleverne
hvordan deres observationer stemmer overens med deres
hypoteser.
I den anden del af øvelsen skal eleverne registrere, hvor stor en del af
kridtet -placeret i de forskellige væsker - der bliver opløst efter 10 minutter,
Eleverne skal også registrere de forskellige væskers pH.
104
Eleverne skal overveje, hvordan de vil repræsentere deres observationer for
resten af klassen.
Drøft med eleverne, hvordan de vil udføre deres undersøgelse
o Hvor meget kridt skal bruges? Skal der bruges lige meget
kridt til hver væske? Har det nogen betydning? Hvordan
vurdere man, hvor meget kridt der er blevet opløst?
o Hvor meget væske af hver slags, skal der bruges? Skal der
bruges lige meget væske af hver slags? Har det betydning i
forhold til at kunne sammenligne de forskellige væskers
evne til at opløse kalk?
o Hvordan og hvornår vil de måle væskernes pH?
Drøft med eleverne, hvad der ligger bag begrebet pH
Drøft med eleverne, hvordan de vil repræsentere deres
observationer
Drøft med eleverne, om der er sammenhæng mellem væskernes pH
og deres evne til at opløse kalk
Drøft med eleverne, om der er sammenhæng mellem deres
observationer og kemisk forvitring af bjergarter, bygninger og
statuer
OBS! Husk at eleverne skal måle væskernes pH før kridtet tilføres.
Overvej om eleverne også skal måle væskernes pH efter forsøget og overvej
hvilke drøftelser, dette kan afstedkomme.
Faglige begreber Syre, kalk, pH, forvitring, kemisk påvirkning.
Forberedelse Fremskaf de sure væsker
Sikkerhed
Der skal benyttes sikkerhedsbriller og handsker. I henhold til At-meddelelse 4.01.07, bør rengøringsmidler, der er klassificeret som ætsende, ikke anvendes af eleverne. Dog må eleverne godt arbejde med brugsklare blandinger af rengøringsmidler, hvor det koncentrerede rengøringsmiddel er ætsende, blot den brugsklare blanding ikke er ætsende.