Nøkler til naturfag
Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Nøkler til naturfag Kursdeltakerne har «studentrollen» august/september 2015 Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Program kursdag 1 Tid Hva Rolle Hvem 09.00-10.00 Velkommen Praktisk info om kurset Hva er Forskerføtter og leserøtter ? Forankring i læreplanen Lærer Sonja 10.00-10.10 Pause 10.10-11.30 Gjennomgang av enheten Kjemiske endringer VGG Elev/lærer Elev/lærer Sonja Berit 11.30-12.00 Lunsj 12.00-13.00 Kjemi: Stoffer og kjemiske reaksjoner Student Brit og Svein 13.00-13.10 Pause 13.10-14.10 Kjemi: Stoffer og kjemiske reaksjoner Student Brit og Svein 14.10-14.20 Pause 14.20-14.50 Gjennomgang av enheten Kjemiske endringer Elev/lærer Sonja 14.50-15.00 Pause 15.00-15.50 Nettsider og utdeling av bokser med utstyr Lærer Maria 15.50-16.00 Oppsummering: Hvordan har vi jobbet som forskere i dag? Oppgave til neste gang Lærer Sonja Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Oppbygning av stoffer • stoffers egenskaper • stoffer rene stoffer og stoffblandinger • atomer og molekyler • makro-, mikronivå og symboler og modeller Kjemiske endringer • kjemiske reaksjoner • utgangsstoff og produkt Læringsmål Etter kurset skal studentene kunne • gjøre rede for noen grunnleggende begreper i kjemi • gjennomføre enkle forsøk som kan brukes til videreutvikling av praktiske ferdigheter • kjenne til informasjonskilder til ny kunnskap i kjemi Forsøk • noen eksempler • faremerking • risikovurdering 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Aktivere forkunnskaper Hvilke kompetanser har elevene med seg fra 1. – 4. årstrinn? «tenk-par-del» • noter tre viktige begreper som er nevnt i læreplanen på neste lysbilde. 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Læreplanen 1. – 4. årstrinn Forskerspiren Fenomener og stoffer • stille spørsmål, samtale og filosofere rundt naturopplevelser og menneskets plass i naturen • bruke sansene til å utforske verden i det nære miljøet • beskrive, illustrere og samtale om egne observasjoner fra forsøk og fra naturen • gjenkjenne faresymbol for farlige stoffer og for farlig lys • lese og forstå faremerking på hverdagsprodukter • beskrive og sortere stoffer etter observerbare kjennetegn • gjennomføre forsøk som viser at stoffer og stoffblandinger kan endre karakter når de blir utsatt for ulike påvirkninger 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Læreplanen 5. – 7. årstrinn 5. – 7. årstrinn • forklare hvordan stoffer er bygd opp, og hvordan stoffer kan omdannes ved å bruke begrepene atomer og molekyler • gjennomføre forsøk med ulike kjemiske reaksjoner og beskrive hva som kjennetegner dem 06.01.15 begreper fra lavere trinn • • • • • • • • • • • sortere kjennetegn observere stoffer forsøk faresymboler farlige stoffer stoffblandinger faremerking påvirkning stoffers karakter Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Hva er et stoff? Forsøket: Sortere seks væsker Undersøk 6 rør med væsker, alle rør inneholder vann: 1. 2. 3. Se på innholdet i rørene Ta av korken og lukt Smaking er IKKE tillatt! «Plassér» rørene i de fire røde «boksene» grunnstoffer Rent stoff forbindelser Stoff Noter hvilke kjennetegn du bruker for å avgjøre hvor rørene skal legges. 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi homogene blandinger Stoffblanding (løsninger) heterogene blandinger vet ikke Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Resultat Rent stoff Heterogen blanding • Vann med potetmel Homogen blanding (løsning) Vet ikke (må undersøkes videre) • Løsning av ammoniakk, fortynnet Salmi (< 1% ) • 7 % eddik • Vann med konditorfarge • Vann • Løsning av natriumklorid, ca. 3 % 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Hva er kjennetegn på en løsning? • En løsning er en væske som er helt klar og gjennomsiktig. • En løsning kan være farget eller fargeløs. • Hvis væsken er fargeløs, kan vi ikke alltid avgjøre om væsken er en løsning ved å dampe bort løsemidlet. • Hvis det oppløste stoffet er et fast stoff som salt, blir det liggende igjen når vannet damper bort • Hvis det oppløste stoffet er en gass, forsvinner gassen når vannet damper bort (for eksempel ammoniakkløsning eller saltsyre). • Ikke alle væsker som er klare og gjennomsiktige, er løsninger. 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Laser-demo av løsning og blanding Demo av reaksjon mellom gasser (ammoniumklorid) Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Faremerkingen avhenger av konsentrasjonen kons. ammoniakk ca. 25 % Salmi ca. 9 % ammoniakk 1-3 % ammoniakk Fare Fare Advarsel Gir alvorlige etseskader på hud og øyne. Kan forårsake irritasjon av luftveiene. Meget giftig for liv i vann. Gir alvorlige etseskader på hud og øyne. Kan forårsake irritasjon av luftveiene. Gir alvorlig øyeirritasjon. Irriterer huden. Elever i grunnskolen skal ikke eksponeres for disse løsningene 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Les mer om oppbevaring og håndtering av kjemikalier i skolen Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Mange, veldig mange atomer sammen blir til stoff. Vi kjenner noen stoffer Demo av flammefarger Forskjellige atomer 118 forskjellige atomer, alle har et nummer, et navn og et symbol. Her er noen av dem: Atomnr 3 11 19 20 29 06.01.15 Navn Litium Natrium Kalium Kalsium Kobber Atomsymbol Li Na K Ca Cu Flammefarge rød gul-oransje syrinfarge mursteinsrød grønn Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Periodesystemet Periodic Puzzle 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Atomer metaller 06.01.15 ikke-metaller Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi karbon Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Kjemiske forbindelser består av minst to forskjellige atomer Siden vi har to grupper av atomer, kan de kombineres på tre måter 1. Atomer som hører til gruppen metaller (bare blå = metaller, metallbinding) 2. Atomer som hører til gruppen ikke-metaller (bare røde = molekyler eller nettverksmolekyler, kovalent binding) 3. Atomer fra begge gruppene (både røde og blå = ioneforbindelser, ionebinding ) 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet ikke-metaller metaller metaller nettverksmolekyler ioneforbindelser ”Uendelige” partikler ”Uendelige” partikler ”Uendelige” partikler atomer og små og store molekyler Eks: CO2 Eks: CH4 Eks: He Eks: H2, O2, N2 og Cl2 Eks: S8 (svovel) Eks: hydrokarboner, polymerer av hydrokarboner, stivelse, proteiner. DNA Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Molekyler og ioneforbindelser i «Fem hvite stoffer» • salt Cl− • sukker Na+ C12H22O11 • kremortartari C4H4O6− hydrogentartration • potetmel K+ • natron HCO3− hydrogenkarbonation Na+ (C12H22O11)n n= 50-300 Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Fem hvite stoffer • , et forsøk fra samlingen «Kjemi på boks» • Læremiddelfirmaer: – Ferdige poser til «Kjemi på boks»: http://www.ska-as.no – Utstyr og kjemikalier: http://www.fybikon.no/ – Utstyr og kjemikalier: http://kptkomet.no/ • Nyttig lærebok i kjemi: Kjemi for lærere, M. Hannisdal og V. Ringnes (2. utgave 2013) Oslo, Gyldendal akademisk. 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Krystaller er stoffer hvor atomer, molekyler eller ioner er ordnet i et spesielt mønster. Sukker er bygd opp av sukkermolekyler Diamant er bygd opp av karbonatomer Jern er bygd opp av jernatomer Vanlig bordsalt er bygd opp av to typer ioner som er ladete atomer Grunnstoffer 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemiske forbindelser Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Kjemiske endringer Før natron og + rødkål → natron + rødkål fiolett 06.01.15 etter Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi blå Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet VGG reaksjonen • Det blir Varmt (temperaturforandring) • Det blir Gult (fargeforandring) • Det blir Gass (det dannes nytt stoff) OBS! Gassen er ikke gul Hvorfor blir det gult? CaCl2 + 2NaHCO3 2NaCl + CaCO3 + CO2 + H2O 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet → + HCO3− CO32- H+ til «marmor» Ca2+ + HCO3− 06.01.15 + H+ → + CO2 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi + H2O Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet VGG reaksjonen • vannfritt kalsiumklorid løses i vann, denne reaksjonen avgir varme og gir frie kalsium- og kloridioner. • natriumhydrogenkarbonat løses i vann. I en løsning med hydrogenkarbonationer finnes alltid også karbonationer • når en løsning med kalsiumioner blandes med en løsning med karbonationer, felles det ut kalsiumkarbonat (marmor er en form for kalsiumkarbonat) • når karbonationer fjernes fra løsningen (ved utfellingen av kalsiumkarbonat), dannes det nye karbonationer fra hydrogenkarbonat som også gir fra seg H+ ioner. Det blir overskudd av H+ ioner, og løsningen blir sur. • fenolrødt er en syrebaseindikator som blir gul i sur løsning • når løsningen blir sur nok, tar hydrogenkarbonationene opp H+ ioner og danner karbonsyre som med en gang spaltes i karbondioksid og vann. 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Google: skolelab kjemi https://www.facebook.com/skolelabkjemi Dagens presentasjon: NTN august 2015 06.01.15 Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Sortere seks væsker Hensikt Hensikten er å lære om sortering. Utstyr 1 rør med rent vann 5 rør med rent vann pluss noe annet (eddik, Salmi, konditorfarge, salt, potetmel) Fremangsmåte •Sorter rørene i de fire kategoriene: rent stoff, løsning, blanding og vet ikke. •Du kan lukte på væskene. Det er ikke lov å smake. grunnstoffer Rent stoff forbindelser Stoff Stoffblanding homogene blandinger (løsninger) heterogene blandinger Diskusjon Hvordan kan du gå videre for å finne ut hvilken av væskene som er rent vann? Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi vet ikke Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Laser for å se forskjell på en løsning og en blanding Hensikt Vise at man kan bruke en laserpeker for å se forskjell på en løsning og en blanding. Utstyr 2 begerglass (500 mL), konditorfarge, melk Forberedelse Fyll begerglassene med vann Tilsett konditorfarge til det ene begerglasset, og rør Tilsett en teskje melk til det andre begerglasset, og rør Sjekk at du ser laserstrålen når du lyser gjennom begerglasset som er tilsatt melk. Hvis ikke tilsetter du litt mer melk. Bildet viser laser gjennom en kobber(II)sulfatløsning. Prinsippet er det samme som for en løsning av vann og konditorfarge Demonstrasjon Sett begerglassene godt synlig for elevene. Lys gjennom begerglasset som er tilsatt konditorfarge. Hold hånden opp bak begerglasset, slik at elevene ser at laserstrålen går gjennom løsningen. Gjør tilsvarende med begerglasset som er tilsatt melk. Forklaring Melk er en blanding som inneholder svært små fettperler. Lyset blir spredt når det treffer disse, og derfor ser vi laserstrålen. I stedet for å bruke melk, kan man også lage en tynn blanding av vann og potetmel. Løsningen av vann og konditorfarge inneholder bare veldig små partikler, slik at lyset ikke blir spredt. Derfor ser vi ikke laserstrålen som går gjennom en løsning. Bildet viser laser gjennom en blanding av melk og vann 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Reaksjon mellom gasser Hensikt Vise at selv om de aller fleste reaksjoner skjer i løsning, er det også en del reaksjoner som skjer i gassfasen. Utstyr Konsentrert ammoniakkløsning Konsentrert saltsyre Forberedelse Ingen forberedelse Demonstrasjon Sett flaksene med konsentrert ammoniakkløsning og saltsyre ved siden av hverandre Skru av korkene og observer «røyken» som dannes Forklaring Ammoniakkløsning er en løsning av ammoniakkgass i vann. Saltsyre er en løsning av hydrogenkloridgass i vann. Når man skrur av lokket på de konsentrerte løsningene vil en del av den oppløste gassen «stikke» av fra løsningen. «Røyken» man ser, er ingen gass, men det faste stoffet ammoniumklorid som dannes i reaksjonen mellom ammoniakkgass og hydrogenkloridgass. Det er ammoniumklorid som gir saltsmaken i salte godterier som for eksempel Hockey Pulver. 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi By Illustratedjc (Own work) [CC-BYSA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/b y-sa/3.0)], via Wikimedia Commons Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Flammefargen til noen atomer Hensikt Vise at noen atomer sender ut lys med en karakteristisk farge når de varmes opp i en flamme. Utstyr LiCl, NaCl, KCl, CuCl2 og CaCl2 (Det er best å bruke klorider, men man kan også bruke andre salter, f. eks nitrater). Ca. 70 % etanol 5 Sprayflasker Spritbrenner Fyrstikker Forberedelse Tillagning av løsning (100mL). Ha 70 mL etanol (rødsprit kan brukes) og 30 mL vann i et begerglass. Tilsett 0,1g LiCl, og rør til saltet er helt løst (hvis du ikke har vekt tilsetter du en bitteliten «klype» av saltet). Gjør tilsvarende for de andre saltene Ha løsningene på hver sin sprayflaske Demonstrasjon Tenn spritbrenneren og spray løsningene inn i flammen Forklaring For elever på barnetrinnet: Mange atomer har sin egen karakteristiske flammefarge, nesten som fingeravtrykk hos mennesker. Dette kan vi bruke for å finne ut hvilket atom vi har med å gjøre. 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi Bildet viser flammefargen til litium Kjemisk institutt - Skolelaboratoriet Fem hvite stoffer • Se «Kjemi på boks» 06.01.15 Brit Skaugrud og Svein Tveit - Skolelab-kjemi
© Copyright 2024