Forløbsvejledning - Portal Fysik/kemifokus
Metallernes kemi Niveau: 8. klasse Varighed: 6 lektioner Præsentation: Forløbet ”Metallernes kemi” er placeret i fysik-kemifokus.dk 8. klasse, og det bygger på viden fra forløbene ”Atomer og molekyler”, ”Atomet” og ”Kemiske bindinger”. Forløbet omhandler kemiske processer, der involverer metaller, fx korrosion og elektrolyse, samt resursetænkning omkring metaller i forbindelse med udvinding og genanvendelse. Forløbet består af 5 fagtekster, 17 opgaver med delopgaver og 16 aktiviteter. Desuden findes der Videnstjek. Baggrundsviden og progression: Spændingsrækken I elevteksten danner spændingsrækken udgangspunkt for elevernes forståelse af en række kemiske reaktioner, hvor metaller indgår. Der arbejdes med spændingsrækken på tre niveauer: 1. Metallerne er inddelt i ædle og uædle metaller. De ædle metaller findes som rene metaller i naturen, mens de uædle typisk findes som ioner i kemiske forbindelser, hvorfra de skal udvindes med kemiske metoder. De ædle metaller står til højre for hydrogen i spændingsrækken, mens de uædle står til venstre. 2. Metallerne er inddelt efter, hvor let de afgiver elektroner og går på ionform. Jo lettere de går på ionform, jo længere til venstre står de i spændingsrækken. 3. Metallerne er inddelt efter elektrodespænding, og hydrogen er defineret som spændingsrækkens nulpunkt med 0 V. Det er muligt at differentiere arbejdet med elevernes forståelse af spændingsrækken ud fra ovenstående tre niveauer. Ligeledes kan elevopgaver og aktiviteter differentieres med dette udgangspunkt. Brunstensbatteriet I elevteksten er den kemiske reaktion i brunstensbatteriet beskrevet som en simpel reduktion af 2 Mg ++ til 2 Mg. De korrekte reaktioner er: Den negative pol Zn → Zn++ + 2e- 1 Zinkatomer (Zn) afgiver elektroner til elektrolytten. Den positive pol 2MnO2 + H2O + 2e- → Mn2O3 + 2OHMangandioxid (MnO2) i elektrolytten optager elektroner. Et bilbatteri kan inddrages som et andet eksempel, men da begge poler i et bilbatteri er blyplader nedsænket i fortyndet svovlsyre, er dette eksempel heller ikke helt let for eleverne, idet svovlsyren indgår i reaktionen. I bilbatteriet dannes der ved opladning blyoxid (PbO2) på den negative plade, mens den positive pol består af rent bly (Pb). Magnesium og guldioner I elevteksten står der, at smeltet magnesium dækkes med slagge under produktionen, da det ellers ville bryde i brand. Årsagen er, at magnesium har et relativt lavt flammepunkt, nemlig 550 °C, og magnesiumudvinding fra magnesiumchlorid foregår ved 714 °C I teksten om forgyldning er omtalt guldioner, hvilket godt kan forårsage forundring, idet guld ikke danner ioner. I forgyldningsprocessen opløses guldet i kongevand (en blanding af saltsyre og salpetersyre), cyanid eller kviksølv. Af dette dannes forskellige guldsalte, fx kaliumguldcyanid og aurichlorider. Et alternativ til forgyldning er at belægge genstande med bladguld. 2 Overblik over forløbet: Fagtekst 1: Metaller Læringsmål Eleverne kan redegøre for Faglige begreber Metal generelle egenskaber ved metaller. Ædle og uædle metaller Eleverne kan fortælle om Rene metaller principperne for spændingsrækkens opbygning. Eleverne kan anvende spændingsrækken til at forudsige Metalioner 1: Metallernes egenskaber 1. Rustne søm 2: Ædle og uædle metaller 2. Ædle og uædle metaller 3a, b, c: Spændingsrækken 3. Spændingsrækken 4: Metallerne i spændingsrækken 4. Fremstil sølv 5a, b: Redoxreaktioner 5. Metaller i opløsning 6. Elektrodespænding Elektrokemisk reaktion metaller indgår. Elektrodespænding Eleverne kan skabe en Elektrode spændingsforskel mellem to 3 Aktiviteter Spændingsrækken kemiske reaktioner, hvor metaller. Opgaver Elektrolyt 6. Rens sølvsmykker med alufolie Fagtekst 2: Batterier Læringsmål Eleverne kan redegøre for et Faglige begreber Negativ pol batteris opbygning. Positiv pol Eleverne kan fortælle om hovedtræk i batteriets historie. Kredsløb Eleverne kan forklare, hvordan et Vådbatteri genopladeligt batteri oplades. Tørbatteri Lithium-ion-batteri Genopladeligt batteri 4 Opgaver 7a, b, c: Reaktionerne i et batteri 8: Batteriets historie 9: Genopladelige batterier Aktiviteter 7. Fremstil et batteri Fagtekst 3: Korrosion Læringsmål Eleverne kan beskrive de kemiske Faglige begreber Rust processer, der ligger til grund for rust- og irdannelse. Ir Eleverne kan gøre rede for, at Galvanisk rustbeskyttelse aluminium ofte beskyttes af et tyndt lag aluminiumoxid på overfladen. Eleverne kan fortælle om rustbeskyttelse, herunder galvanisering. Eleverne kan argumentere for, hvorfor man skal anvende galvaniserede søm i et plankeværk af imprægneret træ. 5 Korrosionsbestandig Opgaver Aktiviteter 10: Rust 8. Korrosion 11a, b: Ir 9. Galvanisk rustbeskyttelse 12: Galvanisk rustbeskyttelse 10. Aluminium i syre 11. Find korroderede metaller 12. Galvaniserede søm 13. Knive i opvaskemaskinen Fagtekst 4: Elektrolyse Læringsmål Eleverne kan gøre rede for, at Faglige begreber Opgaver Forgylde langt de fleste metaller udvindes af bjergarter ved hjælp af elektrolyse. Eleverne kan forklare, hvordan genstand forsølves, forgyldes og forkobres ved hjælp af Forsølve Forkobre Udvinding Malme elektrolyse. Bjergarter 6 Aktiviteter 13: Forgyldning 14. Elektrolyse af CuSO4 14: Udvinding af magnesium 15. Forkobring Fagtekst 5: Genanvendelse af metaller Læringsmål Faglige begreber Genanvendelse Eleverne kan argumentere for, at det kan betale sig at genanvende Energi metaller, både økonomisk og miljømæssigt. Affald Eleverne kan redegøre for, Opgaver 15: Genanvendelse af metal Aktiviteter 16. Genbrugsvaner 16: Aluminium 17: Aluminiumsudvinding Miljø hvordan aluminium udvindes og de miljømæssige aspekter ved at genbruge fx sodavandsdåser. Fagtekst 6: Supplerende tekst Læringsmål Eleverne kan diskutere small scale mining ud fra faglige argumenter. 7 Faglige begreber Opgaver Aktiviteter Ingen aktiviteter Færdigheds- og vidensmål Læringsmål Stof og stofkredsløb Eleverne kan redegøre for generelle Eleven kan undersøge grundstoffer og enkle kemiske forbindelser Eleven har viden om stoffers fysiske og kemiske egenskaber Eleven kan undersøge enkle reaktioner mellem stoffer Eleven har viden om kemiske reaktioner og stofbevarelse Eleven kan med modeller beskrive sammenhænge mellem atomers elektronstruktur og deres kemiske egenskaber, herunder med interaktive modeller Eleven har viden om Grundstoffernes periodesystem Eleven kan med repræsentationer beskrive kemiske reaktioner Eleven har viden om kemiske symboler og reaktionsskemaer Eleven kan anvende stoffer hensigtsmæssigt i hverdagen Eleven har viden om egenskaber ved materialer og kemikalier Eleven kan vurdere miljøpåvirkninger af klima og økosystemer Tegn på læring kan være 1. Eleven redegør for generelle egenskaber ved metaller, og fortælle om egenskaber ved metaller. Eleven principperne for spændingsrækkens beskriver de kemiske processer, opbygning, samt anvende der ligger til grund for rust- og spændingsrækken til at forudsige irdannelse, og fortæller om kemiske reaktioner, hvor metaller indgår. rustbeskyttelse, herunder galvanisering. Eleverne kan redegøre for et batteris opbygning. 2. Eleven redegør for generelle egenskaber ved metaller. Eleven Eleven har viden om samfundets brug og udledning af stoffer Eleverne kan beskrive de kemiske beskriver de kemiske processer, processer, der ligger til grund for rust- og der ligger til grund for rust- og irdannelse, og fortælle om irdannelse, og fortæller om rustbeskyttelse, herunder galvanisering. rustbeskyttelse, herunder galvanisering. Eleven fortæller om Eleverne kan argumentere for, at det kan principperne for betale sig at genanvende metaller, både spændingsrækkens opbygning, økonomisk og miljømæssigt. samt anvender spændingsrækken til at forudsige kemiske reaktioner, hvor metaller indgår. 8 Jorden og Universet Eleven kan designe og gennemføre undersøgelser om Jordens ressourcer Eleverne kan redegøre for, hvordan Eleven har viden om ressourceforbrug, deponi og genanvendelse 3. Eleven redegør for generelle aluminium udvindes og de miljømæssige egenskaber ved metaller. Eleven aspekter ved at genbruge fx beskriver de kemiske processer, sodavandsdåser. der ligger til grund for rust- og irdannelse, og fortæller om rustbeskyttelse, herunder Produktion og teknologi Eleven kan undersøge udnyttelse af råstoffer og dele af produktionsmetoder Eleven har viden om råstoffer og produktionsprocesser principperne for spændingsrækkens opbygning, samt anvender spændingsrækken Eleven kan med modeller forklare funktioner og sammenhænge på tekniske anlæg Eleven kan beskrive sammenhænge mellem teknologisk udvikling og samfundsudvikling galvanisering. Eleven fortæller om til at forudsige kemiske reaktioner, hvor metaller indgår. Eleven har viden om centrale teknologiske gennembrud Eleven argumenterer for genanvendelse af metaller, både ud fra et økonomisk og miljømæssigt perspektiv. Eleven Eleven kan beskrive sammenhænge mellem råstoffer, processer og produkt inddrager aluminium som eksempel, og beskriver hvordan aluminium udvindes og evt genanvendes. 9 10
© Copyright 2024