DERDE GRAAD ASOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc//Chemie-2004-040.pdf · 2004. 6. 21. · CHEMIE...

CHEMIEDERDE GRAAD ASO

september 2004LICAP – BRUSSEL D/2004/0279/040

CHEMIEDERDE GRAAD ASO

LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

LICAP – BRUSSEL D/2004/0279/040September 2004

(vervangt D/1998/0279/022)ISBN-nummer: 90-6858-362-X

Vlaams Verbond van het Katholiek Secundair OnderwijsGuimardstraat 1, 1040 Brussel

3de graad ASO 3 AV Chemie D/2004/0279/040

Inhoud

INLEIDING...........................................................................................................................5

1 Algemene doelstellingen en gemeenschappelijke eindtermen ................................................. 6 1.1 Algemene doelstellingen ......................................................................................................................... 6 1.2 Gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen = W+nr ...................................................... 7

1.2.1 Onderzoekend leren/leren onderzoeken .............................................................................................. 7 1.2.2 Wetenschap en samenleving ................................................................................................................. 7 1.2.3 Attitudes..................................................................................................................................................... 7

2 Algemene didactische wenken........................................................................................................... 9 2.1 Benodigdheden ........................................................................................................................................ 9 2.2 Experimenten............................................................................................................................................ 9

2.2.1 Veiligheidsaspecten ................................................................................................................................. 9 2.2.2 Aanbevolen proeven.............................................................................................................................. 10

3 Leerinhouden en doelstellingen voor 2 graaduren ..................................................................... 11 3.1 Beginsituatie ........................................................................................................................................... 11 3.2 Leerplanoverzicht ................................................................................................................................... 11 3.3 Conceptoverschrijdende activiteiten en inhouden............................................................................. 14 3.4 Structuur en eigenschappen van de materie ..................................................................................... 16

3.4.1 Verdere kennismaking met de stofklassen......................................................................................... 16 3.4.2 Bouw van de stoffen .............................................................................................................................. 18 3.4.3 Eigenschappen van de stoffen............................................................................................................. 19

3.5 De chemische reactie ............................................................................................................................ 20 3.5.1 Materieaspecten ..................................................................................................................................... 20 3.5.2 Dynamiek van chemische reacties ...................................................................................................... 23 3.5.3 Reactiesoorten........................................................................................................................................ 25

4 Leerinhouden en doelstellingen voor 3 en 4 graaduren ............................................................ 29 4.1 Beginsituatie ........................................................................................................................................... 29 4.2 Leerplanoverzicht ................................................................................................................................... 29 4.3 Conceptoverschrijdende activiteiten en inhouden............................................................................. 32 4.4 Structuur en eigenschappen van de materie ..................................................................................... 34

4.4.1 Verdere kennismaking met de stofklassen......................................................................................... 34 4.4.2 Bouw van de stoffen .............................................................................................................................. 36 4.4.3 Eigenschappen van de stoffen............................................................................................................. 38

4.5 De chemische reactie ............................................................................................................................ 39 4.5.1 Materieaspecten ..................................................................................................................................... 39 4.5.2 Dynamiek van chemische reacties ...................................................................................................... 42 4.5.3 Reactiesoorten........................................................................................................................................ 44

4.6 Kunstmatige en natuurlijke polymeren ................................................................................................ 48 4.6.1 Kunststoffen ............................................................................................................................................ 48 4.6.2 Biopolymeren .......................................................................................................................................... 49

5 Evaluatie................................................................................................................................................. 50

6 Minimale materiële vereisten ............................................................................................................ 53 6.1 Basisinfrastructuur ................................................................................................................................. 53 6.2 Veiligheid ................................................................................................................................................. 53

4 3de graad ASO D/2004/0279/040 AV Chemie

6.3 Labomateriaal ......................................................................................................................................... 53 6.4 Visualiseringen ....................................................................................................................................... 53 6.5 Afvalverwijdering .................................................................................................................................... 53

7 Bibliografie ............................................................................................................................................ 54

8 Suggesties voor de vrije ruimte ....................................................................................................... 57 8.1 Inleiding ................................................................................................................................................... 57 8.2 Thema’s voor chemie ............................................................................................................................ 57

8.2.1 Thema 1: Wetenschappelijke literatuur, ook in Moderne vreemde talen....................................... 57 8.2.2 Thema 2: Open onderzoeksopdrachten ............................................................................................. 59 8.2.3 Thema 3: Ontwerpen van een eindwerk, symposium, spel, quiz, tentoonstelling rond

verworvenheden van de chemie en de impact ervan op de maatschappij vroeger en nu .......... 60 8.2.4 Bijkomende suggesties ......................................................................................................................... 61

9 Eindtermen ............................................................................................................................................ 62 9.1 Gemeenschappelijke eindtermen natuurwetenschappen derde graad = W+nummer ................ 62 9.2 Vakgebonden eindtermen chemie derde graad = C+nummer ........................................................ 63 9.3 Decretale specifieke eindtermen wetenschappen derde graad = SET+nummer ......................... 66 9.4 Vakoverschrijdende eindtermen in dit leerplan = VOET+nummer.................................................. 68


Werken aan het christelijk-gelovig opvoedingsproject is een opdracht van de hele schoolgemeenschap. Deze uitdaging is zeker geen aangelegenheid van de leraar godsdienst alleen. Elk vak kan in zijn dia-loog met de werkelijkheid een eigen bijdrage leveren tot een christelijk geïnspireerd zoeken naar waar-heid. Elk vak biedt de kansen en de mogelijkheden om tot waardeverheldering of gelovige duiding te komen. In elk vak kunnen leraren voorbeelden aanreiken die jonge mensen brengen tot een christelijk-ethische reflectie op de inhouden, tot een houding van verwondering en bewondering, van solidariteit, van eerbied en dankbaarheid.

INLEIDING

Dit leerplan richt zich tot een gemotiveerde groep leerlingen die bewust kiezen voor een studierichting met sterke natuurwetenschappelijke en/of wiskundige component. Deze leerlingen mogen dan ook een behoorlijke vorming in de chemie, in de andere natuurwetenschappen en in de wiskunde verwachten. De vorming dient een garantie te bieden voor een vlotte aansluiting op alle vormen van hoger onderwijs met een belangrijk natuurwetenschap-pelijk vakkenpakket in de aanvangfase.

Het leerplan Chemie voor de derde graad ASO bouwt voort op de basisvorming in de chemie die alle leerlingen hebben gekregen in het eerste en het tweede leerjaar van de tweede graad ASO en die beschreven staat in de leerplanbrochure nr. D/2002/0279/028 van het VVKSO. Leraren die niet vertrouwd zijn met de algemene en spe-cifieke doelstellingen van het leerplan chemie voor de tweede graad worden verondersteld zich hierover te in-formeren.

Nieuw in dit leerplan voor de derde graad is de expliciete integratie van de eindtermen in de leerplandoelstellin-gen. Het volgen van dit leerplan betekent dat men in orde is met de eindtermen die door de Vlaamse Regering zijn goedgekeurd. Vanuit bepaalde eindtermen dient er aandacht te zijn voor het gebruik van de computer door de leerlingen, het koppelen van leerinhouden aan maatschappelijk relevante en herkenbare contexten, het on-derzoekend leren en het leren onderzoeken door leerlingen.

Bij een juiste interpretatie biedt dit leerplan de leraar vrijheid om persoonlijke accenten te leggen, om aandacht te kunnen besteden aan ethische vragen, actualiteiten, wetenschappelijke literatuur, integratie van de computer in de brede betekenis, wetenschappelijke interesses van de leerlingengroep, om de relatie tussen chemie en maat-schappij tot uiting te laten komen en om feedback te geven wat betreft toetsen, taken, practica. Bovendien zijn de samenstellers van mening dat het overbrengen van de wetenschappelijke denken werkmethode minstens even belangrijk is als het bijbrengen van pure chemische feitenkennis en hopen ze dat de leraren meer rekening kunnen houden met het formele denkniveau van de modale leerling.

Onderstaande tabel geeft een overzicht van de studierichtingen waarvoor dit leerplan is bedoeld indien men de voorliggende lessentabel van het VVKSO volgt.

Studierichting Leerplan

Economie-wiskunde Moderne talen-wiskunde Latijn-wiskunde Grieks-wiskunde

Leerplan met 2 graaduren

Moderne talen-wetenschappen Latijn-wetenschappen Grieks-wetenschappen Wetenschappen-sport Wetenschappen-wiskunde

Leerplan met 3 graaduren indien aan chemie 3 lestijden worden toegekend OF leerplan met 4 graaduren indien aan chemie 4 lestijden worden toegekend.


1 Algemene doelstellingen en gemeenschappelijke eindtermen

1.1 Algemene doelstellingen

Tussen de exacte wetenschappen neemt de chemie een zeer belangrijke plaats in. Ze heeft als studieob-ject het onderzoek van de samenstelling van de stoffen en de mechanismen waardoor andere stoffen kunnen worden gevormd. Ze bestudeert niet alleen de eigenschappen en omzettingen van stoffen in de levenloze natuur maar evenzeer in de levende organismen. Het is de wetenschappelijke discipline bij uitstek waarlangs de leerlingen veilig en milieubewust leren omgaan met stoffen en inzicht verwerven in zowel nuttige als gevaarlijke toepassingen ervan. Meer nog dan in de tweede graad zullen in de lessen chemie met majorleerplan tijd en aandacht worden besteed aan het verzamelen van empirisch feitenmateriaal over de samenstelling en veranderingen van stoffen en aan de inzichtelijke verwerking ervan. Steeds wordt hierbij gewerkt volgens één of meer fa-sen uit de natuurwetenschappelijke methode. Het verzamelen van dit feitenmateriaal gebeurt onder di-verse specifieke vormen: experimentele waarneming in het schoollabo, waarnemingen in de natuur en in het alledaagse leven, bekijken van audiovisueel materiaal, gegevens opzoeken in tabellenboeken, naslagwerken, geïnformatiseerde databanken, op het internet. De leerlingen worden geoefend in het kritisch analyseren en gebruiken van dit feitenmateriaal. Chemie is een vak met een uitermate hoge onderlinge verwevenheid van concepten, principes en wet-matigheden. Het nog relatief eenvoudige modeldenken in de tweede graad was hoofdzakelijk toege-spitst op de correlatie tussen de macroscopische verschijnselen en hun modelvoorstelling met onzicht-bare, corpusculaire deeltjes van diverse aard. Het modeldenken wordt in de derde graad uitgebreid tot het simultaan, analytisch, overzichtelijk en inzichtelijk leren gebruiken van een ganse verzameling van verklarende modellen in nieuwe situaties van het stoffenonderzoek. De grotere verscheidenheid en complexiteit van de stoffenstructuren vergen ook een grotere bedrevenheid in het gebruik van de che-mische symbolentaal. Via een omvangrijke kennis van stoffenstructuren en hun classificaties en van de fysische en chemische eigenschappen van stoffen mondt de chemie van de derde graad uiteindelijk uit in de benadering van stofgedragingen als resultaat van een dynamisch evenwicht tussen stoffen. Het chemisch evenwichts-model is een verklarend model van corpusculaire en mathematische aard dat hoge cognitieve vaardig-heden onderstelt. De toepassing ervan op concrete stoffensystemen moet de leerlingen een nieuwe en verrijkende visie bieden op het natuurgebeuren, op de ganse problematiek van bescherming van het leefmilieu en op de noodzaak tot zorgzame omgang met grondstoffen en eindproducten. Door de invoering van de verplichte leerlingenpractica krijgen de leerlingen kansen om experimentele vaardigheden te ontwikkelen, om een precieze waarneming te koppelen aan een nauwkeurige verslag-geving, om samenhang te ervaren tussen experiment en theorie, om heel betrokken kennis te maken met de natuurwetenschappelijke methode. Het empirisch karakter van de chemie wordt ongetwijfeld het sterkst geïmplementeerd tijdens de uitvoering van leerlingenproeven. Deze actieve leervorm werkt meestal bijzonder motiverend. Ze bevordert het samenwerken tussen de leerlingen bij het uitvoeren van de experimenten en ontwikkelt de verantwoordelijkheidszin bij het in orde brengen en afruimen van de experimenteerbenodigdheden.


1.2 Gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen = W+nr.

De gemeenschappelijke eindtermen voor wetenschappen gelden voor het geheel van de wetenschappen en worden op een voor de derde graad aangepast beheersingsniveau aangeboden. Dit betekent dat niet elke gemeenschappelijke eindterm (1 tot en met 31) in elk vak aan bod dient te komen. De gemeenschappelijke eindtermen worden gespreid over de verschillende natuurwetenschappelijke vakken. Om dit te waarborgen binnen de school dienen heel concrete afspraken te worden gemaakt tussen de leraren van de drie natuurwetenschappelijke disciplines. Hiervoor kan men best aansluiten bij hierna volgend voorstel afgesproken tussen de leerplancommissies biologie, chemie en fysica.

1.2.1 Onderzoekend leren/leren onderzoeken Deze eindtermen zijn doorlopend in het vizier bij een degelijk experimenteel onderbouwd chemieonderwijs. Vooral concrete demonstratie- en leerlingenproeven komen hiervoor in aanmerking maar ook een meer descrip-tieve aanpak van een theoretisch probleem. Speciaal in de lessen chemie dienen volgende gemeenschappelijke eindtermen te worden verwezenlijkt: 1-4-8-9-12. Voor eindterm 1 kan dit bij het opzoeken en verwerken van gegevens omtrent: - oplosbaarheid van organische verbindingen bij het bereiden van industriële producten - het sterisch getal en bindingshoeken bij de ruimtelijke opbouw van moleculen - de factoren die de reactiesnelheid en het chemisch evenwicht beïnvloeden - waarden van K, Kz, Kb in het kader van het voorspellen van zuur-base-evenwichten - waarden van normelektrodepotentialen bij het voorspellen van redoxevenwichten, … Eindtermen 4 en 8 kunnen meermaals mooi uitgewerkt worden telkens men uitgaat van een probleemstelling die wordt gevolgd door een leergesprek en leidt tot een veralgemening zoals bijvoorbeeld bij factoren die de reactie-snelheid en het chemisch evenwicht beïnvloeden, het al of niet oplossen van een stof in polaire en apolaire sol-venten, het onderzoek van de verschillende reactietypes in de koolstofchemie, ...

Vermits de vakinhoudelijke eindtermen dienen te worden gerealiseerd in leersituaties die steunen op pijlers van chemie als wetenschap, als maatschappelijk verschijnsel en als toegepaste en praktische wetenschap komt eindterm 9 automatisch aan bod. De practica zijn aangewezen mogelijkheden voor de verwezenlijking van eind-term 12.

1.2.2 Wetenschap en samenleving Omdat de vakinhoudelijke eindtermen dienen te worden gerealiseerd in leersituaties die op een evenwichtige wijze steunen op pijlers van chemie als wetenschap, als maatschappelijk verschijnsel en als toegepaste en prak-tische wetenschap kunnen deze eindtermen verwezenlijkt worden door een doordachte keuze van de contexten. Speciaal in de lessen chemie dienen volgende gemeenschappelijke eindtermen worden verwezenlijkt: 13-14-19-20-21. Eindtermen 13 en 14 kunnen worden ingebouwd in de wetenschappelijke literatuur, de verdere histori-sche ontwikkeling van het atoommodel, het pH-begrip, de zuur-base-theorie van Brönsted, de historiek van re-doxprocessen (van Volta-element tot eigentijdse batterij), …. Eindterm 19 kan verwerkt worden in het verder aanwenden van modeldenken bij chemische evenwichtsreacties, de evolutie van het atoommodel na Bohr, ... Eindterm 20 kan worden verwezenlijkt door te illustreren dat chemische begrippen zoals pH (tuinvijver), concen-tratie, veiligheidsnormen, elektrodepotentialen (loodgieter), buffersystemen (geneeskunde), katalysator (auto) worden overgedragen naar een breed publiek. Denken we maar hoe vaak er in de overdrachtelijke betekenis wordt gesproken over de verzuring van de maatschappij en de lakmoestest voor bedrijven. De ethische dimensie of eindterm 21 kan vaak aan bod komen, bijvoorbeeld in de afvalproblematiek, het overmatig gebruik van (kunst)meststoffen en hun oplosbaarheid in water, de uitputting van grondstoffen door overmatige ontginning (stoichiometrische berekeningen), het gebruik van isotopen (radiotherapie) en de hierbij aansluitende problema-tiek van de berging van radioactief afval, …

1.2.3 Attitudes Deze eindtermen worden doorlopend nagestreefd in een leergesprek, klasdiscussie, bij leerlingenproeven, per-soonlijk werk, groepswerk, experimenteel werk, ... Tijdens de lessen chemie dienen volgende gemeenschappe-lijke eindtermen wezenlijke aandacht te krijgen: 22-23-24-25-26-27-28-29-30-31. Behalve voor het verwerven


van een aantal experimenteervaardigheden en concrete aandacht voor de wetenschappelijke onderzoeksmetho-de lenen de leerlingenpractica zich eveneens tot het nastreven van een aantal attitudes zoals: - veilig en milieubewust omgaan met stoffen - experimenten op een verantwoorde wijze uitvoeren - meetresultaten objectief voorstellen en kritisch evalueren - zich wetenschappelijk en taalkundig correct uitdrukken - met anderen samenwerken en rekening houden met de mening van anderen - respect tonen voor het werk van anderen en voor het gebruikte materiaal - zelfstandig kennis verwerven.


2 Algemene didactische wenken

De algemene didactische wenken zoals vermeld in de leerplanbrochure voor chemie in de tweede graad (D/2002/0279/028, blz 13-21) blijven gelden voor het onderwijs van de chemie in de derde graad. Volgende pun-ten vragen echter bijzondere aandacht.

2.1 Benodigdheden

Benodigdheden die absoluut noodzakelijk zijn om het leerplan te realiseren en aan de scholen worden opgelegd staan afzonderlijk vermeld in de rubriek Minimale materiële vereisten. Onder de rubriek ‘Benodigdheden’ van de Didactische wenken staan de minimale materiële vereisten telkens aangegeven met een ‘■’.

Voor een eigentijdse didactische verwerking van de leerinhouden, aanschouwelijke demonstratieproeven en een vlotte organisatie van de leerlingenpractica wordt extra aandacht gevraagd voor de progressieve beschikbaar-heid van:

- computer met cd-romdrive voor weergave van simulatiemodellen, voor inoefenprogramma's en met internet-aansluiting

- een representatieve verzameling van alledaagse gebruiksproducten in hun gebruikelijke handelsverpakking teneinde de toepassingen van de chemie in de alledaagse leefwereld beter en intenser te kunnen illustreren

- gebruiksvriendelijke materiaalsets om veilig, snel en efficiënt eenvoudige leerlingenproeven te kunnen uitvoe-ren

- voldoend aantal precisiebalansen voor massabepalingen van stoffen door leerlingen in het kader van de sa-menstelling van oplossingen, rendementsbepalingen, ...

- voldoende volumetrisch materiaal van behoorlijke kwaliteit om leerlingen titrimetrische en gasvolumetrische analysen te laten uitvoeren

- eenvoudige pH-meters voor gebruik door leerlingen

- geschikte apparatuur voor de bepaling van de elektrische spanning van galvanische cellen en voor het uitvoe-ren van eenvoudige elektrolyses door leerlingen.

2.2 Experimenten

2.2.1 Veiligheidsaspecten Zoals reeds uitvoerig vermeld in de leerplanbrochure van de tweede graad, moeten voor de experimentele as-pecten van het chemieonderwijs de noodzakelijke veiligheidsvoorzieningen worden gewaarborgd. Daartoe is een ernstig en regelmatig overleg tussen de schooldirectie, het diensthoofd veiligheid en de betrokken leraren che-mie noodzakelijk. Het veilig leren omgaan met stoffen tijdens de chemielessen is niet uitsluitend te benadrukken vanuit het oogpunt van elementaire bescherming van leraren en leerlingen maar is tevens een wezenlijke doel-stelling van het chemieonderwijs.

De didactische vormgeving van "veilig leren omgaan met stoffen door chemie" is dan ook een opdracht voor elke school die kwaliteitsonderwijs beoogt. Het is enkel in een vak zoals chemie dat leerlingen op een kritisch-objectieve wijze met bekende en onbekende stoffen kunnen leren omgaan zonder overdreven angstgevoelens, onverantwoorde slordigheid of roekeloosheid. De aanzet tot deze aspecten van veiligheidsonderricht, reeds ge-geven in de tweede graad, mag zeker in de derde graad niet verloren gaan, integendeel. Het dragen van veilig-


heidsbril en beschermende kledij tijdens de uitvoering van laboratoriumproeven blijft verplicht. Ook is het strikt verboden vloeistoffen op te zuigen zonder gebruik te maken van geschikte pipetvullers.

Er wordt ook aan herinnerd dat voor leerlingenpractica waarbij meer dan twintig leerlingen gelijktijdig experimen-teel werk uitvoeren, omwille van de veiligheid en ook om didactische redenen, ofwel extra begeleiding moet wor-den voorzien ofwel een eenvoudigere invulling moet worden gegeven. Net zoals in de tweede graad wordt de concrete organisatie van de leerlingenpractica aan de creativiteit van de leraar overgelaten.

De algemene veiligheidsvoorschriften of op te volgen algemene attitudes bij het uitvoeren van practica chemie moeten aan de leerlingen worden medegedeeld en toegelicht. Deze voorschriften blijven permanent, goed zicht-baar en leesbaar, in het vaklokaal uitgehangen. Een afdruk ervan moet aan de leerlingen jaarlijks, vóór het uit-voeren van het eerste practicum, worden bezorgd. Het is juridisch aan te bevelen naar de gewenste opvolging van deze voorschriften te verwijzen in het schoolreglement dat door ouders of leerlingen wordt ondertekend.

De specifieke veiligheidsvoorschriften of aan te leren technieken tijdens welbepaalde practica moeten uiteraard in het gepaste practicum worden toegelicht. Hiertoe kan ook gebruik worden gemaakt van voorschriften vermeld in de gebruikte leerboeken, voor zover deze voldoende rekening houden met de specifieke omstandigheden van het vaklokaal voor chemie in de betrokken school.

2.2.2 Aanbevolen proeven Suggesties voor mogelijke experimenten staan vermeld in de pedagogisch-didactische wenken bij de leerplanin-houden. Over de concrete uitvoering kan meer informatie worden gevonden op bestaande cd-roms en verzamel-bundels van demonstratie- en leerlingenproeven en in de beschikbare leerboeken. Ook door onderlinge ge-sprekken en uitwisseling van ervaringen, bijvoorbeeld in het kader van vakwerkgroepen voor chemie, kan nuttige informatie worden verkregen en verspreid.

Vooraleer demonstratieproeven of leerlingenproeven uit te voeren raadpleegt men steeds de brochure ‘Chemicaliën op school’ om na te gaan of het wel verantwoord is die stof in die concentratie te gebrui-ken of te laten gebruiken door een bepaalde leerlingengroep. Experimenten voor de bereiding en/of het aantonen van chemische eigenschappen van enkelvoudige stoffen zijn niet steeds zonder gevaar. Men zal dus steeds goed controleren of men een geschikte, dit wil zeggen veilige experimentele werkwijze kan gebruiken en of men beschikt over de nodige veilig-heidshulpmiddelen. Vooral voor de omgang met alkali- en aardalkalimetalen, met de halogenen en met waterstofgas wordt gewaarschuwd. Men zal ook bijzonder voorzichtig en oplettend zijn bij experimen-ten met fosfor (brandgevaar!).


2ET 1ET Vrije ruimte

3 Leerinhouden en doelstellingen voor 2 graaduren

3.1 Beginsituatie

In de lessen chemie van de tweede graad werd een basisinitiatie in de natuurwetenschap chemie beoogd, met een beperkte overdracht van kennis en vaardigheden. De leerlingen werden gesensibiliseerd voor natuurweten-schappelijke studies en geëvalueerd in het vooruitzicht van hun capaciteiten en interesse voor voortgezette stu-die in een natuurwetenschappelijke studierichting. Inhoudelijk kwamen ze tot het inzicht dat de materie in haar macroscopische verschijningsvormen kan worden geanalyseerd van stoffenmengsel tot atoom en dat alle omzet-tingen die de stoffen kunnen ondergaan steeds terug te voeren zijn tot herschikking van atomen en elektronen, gepaard gaande met energie-uitwisselingen.

3.2 Leerplanoverzicht

De opbouw van het leerplan met 2 graaduren (2 lestijden in het geheel van de derde graad) wordt hieronder schematisch voorgesteld. De twee helften van de binnenste cirkel stellen elk een graaduur voor, of beide (1 en 2) te geven in het vijfde jaar of beide (1 en 2) in het zesde jaar of lestijd 1 in het vijfde en lestijd 2 in het zesde jaar. In de twee lestijden zitten de eindtermen ET bedoeld voor de basisvorming chemie. Eventueel kan al dan niet vakoverschrijdend extra wetenschappelijke en/of chemische vorming worden aangeboden in een lestijd voor vrije ruimte, voorgesteld door de buitenste ring. Het leerplan Chemie met 2 graaduren omvat: - conceptoverschrijdende activiteiten en inhouden - 2 hoofdrubrieken met chemie-inhouden: ‘Structuur en eigenschappen van de materie’ en ‘De chemische reac-

tie’ te combineren met contexten. * Conceptoverschrijdende activiteiten en inhouden

Practica - minstens 4 lestijden per graad Gebruik van ICT in de chemie – minstens 2 lestijden per graad Chemie en beroepen – minstens 1 lestijd per graad, al dan niet verdeeld en al dan niet geïntegreerd Wetenschappelijke literatuur – te integreren Technische realisaties – te integreren Maatschappelijke aspecten – te integreren

* Structuur en eigenschappen van de materie Verdere kennismaking met de stofklassen - ca 7 lestijden voor de verplichte doelstellingen

De anorganische verbindingen


De koolstofverbindingen Bouw van de stoffen - ca 2 lestijden voor de verplichte doelstellingen

Atoommodel van Bohr-Sommerfeld Ruimtelijke bouw van de stoffen

Eigenschappen van de stoffen - ca 3 lestijden voor de verplichte doelstellingen Polaire en apolaire stoffen Oplosbaarheid en beïnvloedende factoren

* De chemische reactie Materieaspecten - ca 6 lestijden voor de verplichte doelstellingen

Isotopen Gemiddelde relatieve atoommassa Molair gasvolume Concentratie Stoichiometrie

Dynamiek van chemische reacties - ca 4 lestijden voor de verplichte doelstellingen Reactiesnelheid en factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden Chemisch evenwicht en factoren die het chemisch evenwicht beïnvloeden

Reactiesoorten - ca 8 lestijden voor de verplichte doelstellingen Zuur-base-reacties Redoxreacties Reactietypes in de koolstofchemie

In het leerplan met 2 graaduren zijn de verplichte leerplandoelstellingen vetgedrukt. In het verplicht ge-deelte zijn de eindtermen van de basisvorming opgenomen en aangeduid met C+Nr (vakgebonden eindtermen chemie) en/of W+Nr (gemeenschappelijke eindtermen voor natuurwetenschappen). De niet vetgedrukte leer plandoelstellingen zijn een niet verplichte uitbreiding die mag worden weggelaten of vervangen door persoonlijk gekozen vormende inhouden in verband met het chemieonderwijs. Partim bij een doelstelling betekent dat de vermelde eindterm slechts gedeeltelijk in de leerplandoelstelling aan bod komt. Voorbeelden van vormende inhouden kunnen zijn, al of niet in samenwerking met andere vakken: - het laten uitwerken door leerlingen van een presentatie omtrent een voor de leerlingen nieuwe chemie-

leerinhoud - in een moderne vreemde taal een spreekbeurt laten geven of een wetenschappelijke tekst laten uitschrijven

rond een thema uit de chemie - het verzorgen van een vakoverschrijdend eindwerk, projectwerk, tentoonstelling in verband met chemie

Leerplan Verplicht wordt aangegeven Uitbreiding

2 graaduren Vet-recht Niet vet-recht

Het richtinggevend aantal lestijden geldt enkel voor de verplichte, dus vetgedrukte doelstellingen. Practica en ICT bieden mogelijkheden om vormen van actief en zelfstandig leren in te lassen. Actief en zelfstandig leren brengt niet alleen afwisseling. Deze werkvorm draagt ook positief bij tot de leerlingenactiviteit tijdens de les en biedt tevens de leraar de mogelijkheid in te spelen op de verschillende leerstijlen van de leerlin-gen. Bovendien dwingen de maatschappelijke noodzaak van levenslang leren en de continue confrontatie met nieuwe problemen en taken, het onderwijs om de leerlingen op ‘actief, zelfstandig en samenwerkend leren’ voor te bereiden. Aldus kunnen ook de vakoverschrijdende eindtermen in verband met ‘Leren leren’ breder aan bod komen. Door het feit dat leerlingen meer actief met studiemateriaal bezig zijn, ervaren zij een succeservaring wat hun motivatie doorgaans bevordert. Open onderzoeksopdrachten rond een eenvoudig chemisch probleem bie-den hier interessante mogelijkheden.


Door een oordeelkundige keuze van contexten kan wetenschappelijke literatuur worden geïntegreerd tijdens de lessen chemie. Aanbevolen wordt ook korte teksten in Moderne vreemde talen in te lassen om het vakoverschrijdend werken aan bod te laten komen.


3.3 Conceptoverschrijdende activiteiten en inhouden

Sommige leerplandoelstellingen verwijzen naar de vakoverschrijdende eindtermen: LELE = leren leren, GEED = gezondheidseducatie, MIED = milieueducatie, SOVA = sociale vaardigheden, TTC = technisch-technologische vorming.

LEERPLANDOELSTELLINGEN ca 7 lestijden voor de verplichte doelstellingen

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen: 1 veilig en verantwoord omgaan met stoffen en chemisch

afval, gevarensymbolen interpreteren en R- en S-zinnen opzoeken (C2–W30-GEED8)

2 met eenvoudig materiaal een neutralisatiereactie uitvoe-ren (C3partim-W22 t.e.m. W31-MIED4)

3 met eenvoudig materiaal een redoxreactie uitvoeren (C3partim-W22 t.e.m. W31-MIED4)

4 de aanwezigheid van een stof vaststellen met behulp van een gegeven identificatiemethode (C4)

5 de verschillende stappen van een chemische analyse in een concreet voorbeeld uitvoeren (C20- W22 t.e.m. W31-LELE7-LELE9-MIED4).

Practica een equivalent van minstens 4 lestijden, gespreid over de graad

De leerlingen kunnen: 6 chemische informatie in gedrukte bronnen en langs elek-

tronische weg systematisch opzoeken en verwerken (C5partim- W1-LELE3-LELE4)

7 gevonden informatie weergeven in grafieken, diagram-men of tabellen met behulp van ICT (C5partim-LELE4).

Gebruik van ICT in de chemie een equivalent van minstens 2 lesuren ge-spreid over de graad

De leerlingen kunnen: 8 het belang van chemische kennis in verschillende oplei-

dingen en beroepen illustreren (C6-LELE17-LELE18-TTC5-TTC8).

Chemie en beroepen minstens 1 lestijd al dan niet verdeeld over de graad en al dan niet geïntegreerd

De leerlingen kunnen: 9 mijlpalen in de geschiedenis van de chemie aangeven

(W13) 10 technische realisaties uit het dagelijkse leven herkennen

en/of in verband brengen met bestudeerde chemische concepten en/of werkwijzen (W15)

11 veranderingen in de samenleving koppelen aan nieuwe chemische inzichten en/of toepassingen (W16-W17-W18-W21-TTC1-TTC4).

Wetenschappelijke literatuur Technische realisaties Maatschappelijke aspecten

DIDACTISCHE WENKEN

Mogelijke onderwerpen voor practica zijn: - Een neutralisatiereactie uitvoeren met huishoudproducten: een hoeveelheid tafelazijn neutraliseren met

‘Destop’ met fenolftaleïne als indicator (C3partim). - Verbrandingsreacties uitvoeren(C3partim). - Verdringingsreacties uitvoeren zoals een ijzeren spijker in een CuSO4-oplossing brengen (C3partim).


- Identificatiereacties uitvoeren zoals CO2 aantonen met heldere kalkwater-oplossing, chloriden aantonen met een zilvernitraatoplossing, zuren/basen aantonen met zuur-base indicatoren, Fe3+ aantonen met SCN1-; Fe2+ aantonen met Fe(CN)63-, I2 aantonen met zetmeel en vice-versa, onverzadigde koolstofverbindingen aanto-nen met een additie van dijood, alcoholtest, Fehlingreagens voor de identificatie van aldehyden, …. (C4).

- Studie van de fysische eigenschappen van stoffen zoals oplosbaarheid en polariteit (C10). - Werken met molecuulmodellen. - Studie van de reactiesnelheid en de factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden. - Studie van het chemisch evenwicht en de factoren die het chemisch evenwicht beïnvloeden. - Bepaling van vitamine C in peterselie, fruitsappen, …. (C20). - Analyse van aardappelchips, snoepjes, …. (C20). - Open onderzoeksopdrachten in verband met eenvoudige chemische problemen naar keuze. Mogelijkheden voor ICT-gebruik door leerlingen tijdens de les chemie zijn: - Op een cd-rom met productgegevens de brutoformule, R- en S-zinnen, gevarensymbolen van een opgegeven

stof weervinden en gebruiken. - Gegevens opzoeken op een internetsite, in tabellenboek of cataloog, deze gegevens elektronisch verzamelen

en verwerken om bijvoorbeeld zelfstandig het grafisch verband tussen smeltpunt van koolstofverbindingen en het aantal koolstofatomen op te sporen.

- Raadplegen van het internet voor het opzoeken van informatie omtrent stereochemie, toepasselijke contex-ten, wetenschappers, beroepen en die informatie verwerken (C5).

- Zelfstudiepakketten die gebruik maken van ICT benutten. - Metingen van grootheden en gegevensverwerking met ICT. - Het gebruik van een grafisch rekentoestel bij het vergaren en verwerken van meetgegevens. - Het maken van een laboverslag met tekstverwerker binnen de les en niet als taak. - Gebruiken van computergestuurd oefenen toetsmateriaal. - ICT-opdrachten gekozen door de leraar. Wenken - De eindterm C2 niet exclusief tijdens de practica aan bod laten komen, integreren telkens waar relevant en

mogelijk. - Stoffen met zeer hoge vluchtigheid en zeer lage ontvlammingstemperatuur zoals bijvoorbeeld propanon, pen-

taan, hexaan en andere, mogen slechts in zeer kleine hoeveelheden door leerlingen worden gebruikt tijdens practica en mits inachtneming van strikte veiligheidsnormen zoals het afsluiten van alle bunsenbranders en verwarmingsapparatuur op de leerlingentafels. De leraar moet objectief durven beslissen of een leerlingen-groep over voldoende laboratoriumvaardigheid en zelfdiscipline beschikt om bepaalde experimenten, waarbij gevaar niet uitgesloten is, voldoende risicoloos uit te voeren.

- Bepaalde stoffen mogen niet worden gebruikt door leerlingen tijdens practica, sommige evenmin tijdens de-

monstratieproeven. Voor meer concrete informatie in dit verband wordt verwezen naar de VVKSO-chemicaliënlijst voor gebruik in schoollaboratoria: zie Bibliografie.

- Rond het thema chemie en beroepen kan men eventueel informatie inwinnen bij de Federatie van de Chemi-

sche Nijverheid - www.fedichem.be - of de website www.jobschemie.be of http://www.feelthechemistry.nl raadplegen of informatieve leesteksten in verband met dit onderwerp met de leerlingen bespreken. Eventueel nodigt men personen die chemie in hun beroep gebruiken uit in de klas: chemicus, laborant, ingenieur, ver-pleegster, voedingsdeskundige, journalist, jurist, brandweerman, … Verder kunnen videoclips zoals ‘Actief met chemie’ van de Stichting C3 te Amsterdam hier goede dienst bewijzen.


- Wat betreft de geschiedenis van de chemie kan men zich beperken tot een geïllustreerd overzicht van de mijlpalen of waar mogelijk een bepaalde mijlpaal verder uitdiepen: de vier elementen water, aarde, lucht, vuur in de oudheid, de alchemie in de oosterse landen, de verspreiding van het alchemistisch denken in de wes-terse wereld gekoppeld aan de verspreiding van het christendom, de ontwikkelingen van natuurwetenschap-pelijke inzichten in de veertiende en vijftiende eeuw, de toegepaste chemie in de zestiende eeuw, de ontwik-keling van de chemie als zelfstandige discipline in de zeventiende eeuw, de ontwikkeling van een begrippen-kader en van de kwantitatieve chemie in de achttiende eeuw, de verklarende modellen, het PSE en de kool-stofchemie in de negentiende eeuw, kernchemie, kunststoffen, biochemie en preparatieve chemie in de twintigste eeuw.

3.4 Structuur en eigenschappen van de materie

3.4.1 Verdere kennismaking met de stofklassen LEERPLANDOELSTELLINGEN: ca 7 lestijden voor de verplichte doelstellingen

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen: 1 formules en namen van anorganische ternaire zuren en

zouten schrijven en begrijpen als uitbreiding van chemie in de tweede graad wat betreft oxidatiegetallen, atoom-groepen en naamgeving

2 van enkele veel gebruikte anorganische verbindingen de triviale naam, een typische toepassing in het dagelijkse leven en/of een eigenschap geven (C18 partim)

3 voorbeelden van chemische reacties tussen anorgani-sche verbindingen in de leefwereld geven en gegeven contextuele voorbeelden interpreteren.

De anorganische verbindingen

De leerlingen kunnen: 4 met behulp van een determineertabel de aanwezige func-

tionele groep(en) in een gegeven formule van mono- en polyfunctionele koolstofverbindingen identificeren (C1-C7)

5 naam of formule van alkanen, alkenen, alkynen , alkano-len, halogeenalkanen, alkoxyalkanen, alkanalen, alkano-nen, alkaanzuren, alkylalkanoaten, alkaanamines en al-kaanamiden schrijven op basis van respectievelijk de ge-geven formule of naam

6 het verband aangeven tussen gegeven eigenschappen van koolstofverbindingen en hun karakteristieke groep en/of koolstofskelet (C8)

7 van een aantal representatieve koolstofverbindingen een toepassing en/of een typische eigenschap aangeven (C18partim).

De koolstofverbindingen Koolwaterstoffen: - lineair, vertakt en cyclisch - verzadigd en onverzadigd - aromaten

Monofunctionele koolstofverbindingen

DIDACTISCHE WENKEN

Benodigdheden - Stoffenverzameling van anorganische verbindingen en koolstofverbindingen. - Etiketten, verpakkingen, reclamefolders, ... om het gebruik van anorganische en organische verbindingen in

het dagelijkse leven te illustreren.


- Oefenprogramma's voor naamgeving van stoffen en voor herkennen van verbindingsklassen. ■ Stereomodellen voor koolstofverbindingen: bolmodellen, bolschilmodellen of bolstaafmodellen, naar keuze

computerprogramma voor opbouw van molecuulskeletten. ■ Determineertabel voor koolstofverbindingen conform eindterm C1. ■ Tabel met de belangrijkste oxidatiegetallen voor elementen met meer dan één oxidatiegetal. Mogelijke experimenten - Illustratie van overeenkomstige eigenschappen voor stoffen in eenzelfde verbindingsklasse. - Illustratie van chemische reacties tussen anorganische stoffen in de leefwereld. - Representatieve voorbeelden van chemische reacties met huishoudchemicaliën uitvoeren. - Illustratie van de brandbaarheid en lichtontvlambaarheid van koolstofverbindingen. Wenken - Al de stoffen vermeld onder C18 dienen ergens in de leerplanverwerking aan bod te komen. - De vermelde volgorde om leerinhouden aan te brengen is niet bindend. Naar eigen wens mag men de uitge-

breidere kennismaking met chemische verbindingsklassen verschuiven naar een later stadium van de leer-planverwerking. Beginnen met deze leerinhoud heeft echter als voordelen dat een continue training van na-men en formules automatisch kan worden ingebouwd evenals een betere coördinatie met het leerplan biolo-gie wat betreft de formules van de koolstofverbindingen.

- De systematische naam van anorganische verbindingen zal men vanaf nu vereenvoudigen door het weglaten

van overbodige indices van atomen of atoomgroepen. Is in de naamgeving van verbindingen geen verwarring mogelijk dan is in de naamgeving de vermelding van de indices overbodig en worden de indices daar ook niet vermeld. Is er wel verwarring mogelijk dan wordt de naamgeving met vermelding van de indices door Griekse telwoorden verder gebruikt ofwel wordt de stocknotatie gehanteerd. Leerlingen mogen tabellen raadplegen om te weten van welke elementen de atomen meer dan één oxidatiegetal kunnen aannemen. Naamgeving met de juiste vermelding van indices kan echter niet als fout worden beschouwd.

- De tabel met oxoanionen (zie leerplan tweede graad p.51) wordt nu aangevuld met de overeenkomstige be-

staande ionen met in de naam per-aat, -iet of hypo-iet. - Wat betreft de naamgeving van koolstofverbindingen zullen de leerlingen op de eerste plaats worden getraind

om gegeven namen om te zetten in de juiste chemische formule. Het kunnen geven van een juiste naam be-horend bij een gegeven formule, kan beperkt blijven tot de formules die regelmatig in de chemielessen wor-den gebruikt. Voor het schrijven van formules of namen van koolstofverbindingen en voor het herkennen van stofklassen mogen de leerlingen gebruik maken van een determineertabel, ook op toetsen en examens.

- Men zal er ook over waken niet onnodig veel lesuren aan "het inoefenen van nomenclatuur" te besteden.

Eens de belangrijkste basisprincipes gegeven en ingeoefend zal men het gebruik van aanvaardbare stof-namen continu integreren in de chemielessen. De leerkrachten waken er over bij het 'lezen' van formules de namen van de stoffen te gebruiken in plaats van zich te beperken tot de spelling van formuleletters en in-dices. Een formule zoals HNO3 zal dus worden gelezen als 'waterstofnitraat' en niet uitsluitend als 'ha-en-o-drie'! Ook de aard van het betrokken deeltje (molecule, atoom, ion) formuleert men zo duidelijk mogelijk.

- Een echte kennismaking met de verbindingen wordt heel wat boeiender door enkele eenvoudige experimen-

ten in te lassen of door gebruik te maken van een stoffenverzameling, van etiketten, verpakkingen of reclame-folders om het gebruik in het dagelijkse leven te illustreren.


- Men zal bij het experimenteren met koolstofverbindingen de noodzakelijke veiligheidsmaatregelen zeer goed in acht nemen, vooral in verband met de vluchtigheid en de brandbaarheid van vele organische stoffen.

3.4.2 Bouw van de stoffen LEERPLANDOELSTELLINGEN Ca 2 lestijden voor de verplichte doelstellingen

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen: 8 het atoommodel van Sommerfeld duiden als een aanpassing

van het atoommodel van Bohr vanuit een betere spectraal-analyse

9 hoofdniveaus, subniveaus, magnetische niveaus en spin van een elektron onderscheiden voor het beschrijven van de energietoestand van een elektron

10 de basisregels voor de opvulling van de energieniveaus van de elektronen in de atomen toepassen

11 de symbolische voorstelling van de elektronenconfiguratie in een atoom interpreteren en weergeven

12 de waarde van de ionisatie-energie in verband brengen met de elektronenconfiguratie (W1)

13 het verband tussen de elektronenconfiguratie en de opbouw van het PSE met s, p, d en f-blok aangeven

14 de sterkte van metaal- en niet-metaalkarakter, de monoato-mische ionvorming, afmetingen van atomen en monoatomi-sche ionen en de meest voorkomende oxidatiegetallen ver-klaren en toepassen in relatie met het PSE of in verband brengen met de elektronenconfiguratie.

Atoommodel van Sommerfeld-Bohr

De leerlingen kunnen: 15 lewisformules schrijven van polyatomische moleculen en

ionen waarvan het skelet gegeven is, met identificatie van de bindende elektronenparen, de vrije elektronenparen, de nor-male atoombinding en de donor-acceptor-atoombinding

16 uit gegeven lewisformules de ruimtelijke opbouw van molecu-len voorspellen aan de hand van het sterisch getal, bindings-hoeken en bindingslengten

17 een sigma- en pi-binding onderscheiden wat betreft hun ruim-telijk voorkomen

18 uitleggen wat isomeren zijn (C9) 19 structuurformules van isomeren weergeven uitgaande

van eenvoudige brutoformules (C9) 20 keten-, plaats-, functie-, cis-trans- en optische isomeren

onderscheiden (C9).

Ruimtelijke bouw van de stoffen

DIDACTISCHE WENKEN

Benodigdheden - Eenvoudige illustraties van lijnenspectra. ■ Periodiek systeem met aanduiding van s-, p-, d- en f-blok. ■ Transparanten, afbeeldingen, dia's, stereomodellen en/of computersimulaties voor de visualisering van de

verschillende bindingstypes, σ- en π-bindingen, soorten isomerie. - Databank in verband met bindingslengten, bindingshoeken en geometrie van moleculen.


Mogelijke experimenten - Bouwen van molecuulmodellen. Wenken - Voor de studie van de geometrie van moleculen en isomerie zorgt men ervoor dat aangepaste sets met ruim-

telijke modellen beschikbaar zijn voor de leerlingen. - Bij optische isomerie volstaat het de noodzakelijke aanwezigheid van minstens een asymmetrisch koolstof-

atoom te illustreren met voorbeelden en modelvoorstellingen.

3.4.3 Eigenschappen van de stoffen LEERPLANDOELSTELLINGEN ca 3 lestijden voor de verplichte doelstellingen

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen: 21 polaire en apolaire stoffen onderscheiden vanuit het ver-

schil in EN-waarden tussen de bindingspartners en de gegeven geometrie van de molecule.

Polaire en apolaire stoffen

De leerlingen kunnen: 22 de oplosbaarheid kwalitatief omschrijven als een maxi-

male hoeveelheid opgeloste stof in een bepaald volume oplosmiddel

23 de oplosbaarheid van anorganische en organische stof-fen in water en in andere solventen voorspellen steunend op interacties tussen polaire en/of apolaire stoffen (C10)

24 het belang van intermoleculaire krachten bij het oplosproces illustreren met voorbeelden uit de leefwereld

25 het polair karakter van water in verband brengen met het al dan niet oplossen van bijvoorbeeld verbrandingsgassen, meststoffen, … in water (C10).

Oplosbaarheid en beïnvloedende factoren

DIDACTISCHE WENKEN

Benodigdheden ■ Tabel met EN-waarden. - Databank in verband met polariteit van bindingen en van moleculen. ■ Stereomodellen van moleculen om het dipoolkarakter en de mogelijkheid van waterstofbrugvorming te kun-

nen waarnemen. Mogelijke experimenten - Onderzoek van de polariteit van moleculen via elektrostatische eigenschappen bijvoorbeeld via afbuigings-

proeven van vloeistofstralen in een elektrisch veld. - Waarnemingen voor stoffen naar keuze in verband met bijvoorbeeld aggregatietoestand, kleur, oplosbaarheid

in water en organische solventen, elektrisch geleidingsvermogen, dipoolkarakter.


- De dehydratatie en hydratatie van een zout uitvoeren en waarnemen aan de hand van kleurveranderingen en/of massaveranderingen.

Wenken - De studie van de polariteit van stoffen is een uitbreiding van de tweede graad waar vanuit de geometrie enkel

de polariteit van water werd uitgelegd. - Als voorbeeld van intermoleculaire krachten dient zeker de waterstofbrugvorming aan bod te komen. Fysi-

sche eigenschappen als oplosbaarheid en relatief hoog kookpunt kunnen hiermee worden verklaard. - Het onderscheid tussen het dipoolkarakter van de binding(en) en dat van de molecule kan worden gevisuali-

seerd door ruimtelijke molecuulmodellen waarop ‘ladingsvectoren’ worden aangebracht met een relatieve lengte evenredig met het verschil tussen de elektronegatieve waarde van de bindingspartners. Op die manier kunnen de leerlingen vlot inzien of de dipolen al dan niet elkaar opheffen.

- De oplosbaarheid van een stof dient duidelijk te worden onderscheiden van het elektrolytgedrag. Bepalend

voor de oplosbaarheid is de gelijke aard van opgeloste stof en oplosmiddel.

3.5 De chemische reactie

3.5.1 Materieaspecten LEERPLANDOELSTELLINGEN ca 6 lestijden voor de verplichte doelstellingen

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen: 26 definiëren wat isotopen zijn en de symbolische voorstel-

ling van hun nucliden interpreteren 27 het verband leggen tussen de gemiddelde relatieve

atoommassa uit het PSE en het procentueel voorkomen van de natuurlijke isotopen

28 de gemiddelde relatieve atoommassa berekenen uit het procentueel voorkomen van isotopen

29 het belang van isotopen illustreren in toepassingen voor het leefmilieu, de geologie, de geneeskunde, … (W15-W16-W17).

Isotopen Gemiddelde relatieve atoommassa

De leerlingen kunnen: 30 definiëren dat het molair gasvolume bij normale omstan-

digheden 22,4 liter per mol bedraagt en onafhankelijk is van de aard van het gas

31 het molair gasvolume, de massa en/of het aantal deeltjes bij normale omstandigheden en andere berekenen.

Molair gasvolume

De leerlingen kunnen: 32 andere concentratie-eenheden dan mol/liter en gram/liter

definiëren en hun gebruik en belang in huishoudchemica-liën, milieu en veiligheid illustreren: massaprocent, vo-lumeprocent, ppm, ppb

33 berekeningen maken rond het verband tussen de massa-dichtheid van mengsels en hun concentratie in mol per li-ter, massaprocenten, volumeprocenten

34 concentratiegegevens op etiketten van handelsproducten

Concentratie: uitbreiding


interpreteren in termen van hoge en lage concentraties en van reële en vermeende gevaren (C2)

35 berekeningen maken van de gasdruk, de massa en/of het aantal deeltjes bij normale omstandigheden en andere.

De leerlingen kunnen: 36 massa en stofhoeveelheid berekenen van reagentia en

reactieproducten bij aflopende reacties waarvan de reactievergelijking gegeven is (C14)

37 concentraties, dichtheden, gasvolumes bij normale om-standigheden en andere, berekenen bij stoichiometrische hoeveelheden en bij overmaat.

Stoichiometrie

DIDACTISCHE WENKEN

Benodigdheden - Visuele voorstellingen van molhoeveelheden van vaste en vloeibare zuivere stoffen, van het molair gasvolu-

me bij normale omstandigheden door een kubus of een bol met 22,4 liter inhoud. ■ Etiketten, verpakkingen, ... om concentratiegegevens van stoffen en daaraan verbonden gevaren in het dage-

lijkse leven te illustreren en te interpreteren. - Toestellen voor de bepaling van druk, temperatuur, massa en volume van een gas zoals gasburet, gasmeet-

spuit, gegradueerde gasklok, gashouders, ... Mogelijke experimenten - Bepaling van de molaire massa van stoffen of van het molair gasvolume. - Bereiding van oplossingen met bepaalde concentratie in mol/l en in g/l en in andere eenheden dan mol/liter

en gram/liter. - Verdunning van oplossingen. - Kwantitatieve experimenten met gassen gebaseerd op de molaire druk van gassen. Wenken - In de tweede graad werd de internationale atoommassa-eenheid (1 u = 1,66.10-27 kg) bij benadering gelijk

gesteld aan de absolute massa van één waterstofatoom. Na kennismaking met het isotoopbegrip wordt deze eenheidsmassa gelijk gesteld aan één twaalfde van de absolute massa van een 12C-atoom. Gelijktijdig wordt het begrip relatieve atoommassa opgefrist en het begrip gemiddelde relatieve atoommassa aangebracht.

- Het is een maatschappelijke en ethische vereiste dat enkele basisbegrippen en toepassingen van kernchemie

ergens in het algemeen vormend onderwijs aan bod komen. Voor het aspect ioniserende straling staan deze opgenomen in de eindtermen fysica. In de lessen chemie illustreren we het belang van isotopen in allerlei toepassingen. Overleg met de leraren fysica blijft echter noodzakelijk om overlappingen te voorkomen.

- Het begrip mol is de draaischijf van waaruit alle chemische berekeningen van massa's, volumes, concentra-

ties worden uitgevoerd. De basiswerkwijze aangebracht in de tweede graad wordt best even opgefrist omdat ze ook in de derde graad een uitgangspunt vormt voor oplossingsstrategieën van chemische vraagstukken. Het gebruik van formule-uitdrukkingen voor de berekening van de diverse grootheden wordt hierbij sterk aan-bevolen. Bij de berekeningen worden ook steeds de eenheden vermeld en de benaderingsregels toegepast.

- De concentratieberekeningen worden best geïllustreerd met experimentele waarnemingen.


- Vermits de ideale gaswet reeds behandeld werd in de fysica van het tweede leerjaar van de tweede graad, is

het aan te bevelen, als toepassing daarop, ook problemen te behandelen waarin gassen zich niet in de nor-male omstandigheden bevinden.

- Men zal wijzen op het nut van "ppm en ppb" als concentratie-uitdrukkingen die onafhankelijk zijn van tempe-

ratuur en druk. Het is best enkele omrekeningen te maken van concentratiegegevens naar ppm (deeltjes per miljoen) en ppb (deeltjes per miljard) opdat de leerlingen ppm- en ppb-waarden realistischer zouden kunnen interpreteren. Deze eenheden worden immers meer en meer gebruikt in allerlei wetenschappelijke en vulgari-serende artikels over milieu- en veiligheidsproblematiek, spoorelementanalysen, ...

- Minstens 1 stoichiometrische berekening wordt experimenteel geïllustreerd. Men kan bijvoorbeeld het carbo-

naatgehalte in tabletten tegen maagpijn bepalen door aan een nauwkeurig afgewogen hoeveelheid tabletten voldoende waterstofchloride toe te voegen en het koolstofdioxidegas dat hierbij ontstaat kwantitatief op te vangen. Uit het gemeten volume koolstofdioxidegas kan de hoeveelheid calciumcarbonaat in een maagtablet worden berekend.

- Voor het beantwoorden van stoichiometrische vraagstukken kunnen de leerlingen gebruik maken van een

algemene standaardwerkwijze: * alle gegevens omzetten naar aantal mol * de chemische reactievergelijking correct opschrijven. De formules van de uitgangsstoffen en reactiepro-

ducten worden minstens gegeven in de opgave, eventueel in de reactievergelijking zonder coëfficiënten * de reactievergelijking interpreteren in aantal mol reagentia en reactieproducten of de theoretische hoe-

veelheden vermelden vanuit de volledige reactievergelijking * omrekening van de theoretische hoeveelheden naar de werkelijke hoeveelheden en de bekomen waar-

den herleiden naar de grootheden gevraagd in de opgave.

- Het is de bedoeling in de vraagstukken een coördinatie van begrippen aan bod te laten komen zoals aantal mol, massa, concentratie, dichtheid, limiterend reagens, molaire massa, molair gasvolume bij normale om-standigheden en andere. Vermits de leerlingen voor de eerste maal in contact komen met dit soort vraagstuk-ken start men met eenvoudige oefeningen om het algemeen principe in te oefenen alvorens wordt overge-gaan naar de samengestelde stoichiometrie.

- Men kan deze hoofdrubriek mooi afsluiten met enkele ethische reflecties. De essentie van de chemie blijkt de

studie van stoffen en van de omzetting van stoffen, die gebonden is aan massa- en energiewetten. De ont-ginning en het gebruik van grondstoffen, de verwerking ervan tot natuurvreemde basisproducten en de inhe-rente afvalproductie maken van de chemie geen vrijblijvende activiteit. Vragen kunnen worden gesteld naar het efficiënt gebruik van de beperkte voorraden aan materie en energie, naar de noodzakelijke ontwikkeling van productietechnieken die grondstoffen en energie besparen, naar onze consumptiementaliteit en onze zorg voor de natuur, de medemens en toekomstige generaties.

- De mens blijkt competent stofomzettingen te beheersen, te beïnvloeden en te sturen voor nuttig en/of scha-

delijk gebruik. Kan de productie van natuurvreemde stoffen ongebreideld doorgaan of enkel binnen ethisch-verantwoorde grenzen?

- Vermits elke stofomzetting gebonden is aan universele massa- en energiewetten kunnen geen atomen ver-

dwijnen. Dit vormt het grondprobleem van afvalbergen en milieuverontreiniging. Welke zijn de ethische nor-men die kunnen/moeten worden gehanteerd bij het uitwerken van industriële processen en bij de problema-tiek van afvalproductie en afvalverwerking?

- Onze bezorgdheid voor de natuur kan ons verder doen nadenken over roofbouw van grondstoffen, uitputting

van petroleumvoorraden, vervuiling van water, bodem en lucht, verdwijning van planten diersoorten, giftig-heid van stoffen en experimenten op levende wezens, recuperatie en recycling van stoffen uit afval, oplossin-gen voor het niet-biodegradabele afval, gebruik van een autokatalysator, ...


3.5.2 Dynamiek van chemische reacties LEERPLANDOELSTELLINGEN ca 4 lestijden voor de verplichte doelstellingen

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen: 38 reactiesnelheid omschrijven met behulp van de concentratie-

verandering van een stof binnen een bepaald tijdsverloop 39 reactiesnelheid omschrijven en kwalitatief verklaren in

termen van effectieve botsingen tussen deeltjes en acti-veringsenergie (C15partim)

40 het onderscheid tussen activerings- en reactie-energie illustreren aan de hand van voorbeelden uit het dagelijk-se leven

41 snelheidsbevorderende en snelheidsvertragende facto-ren voor een chemische reactie vermelden, illustreren met en identificeren in representatieve voorbeelden uit de leefwereld (C15partim).

Reactiesnelheid en factoren die de reactie-snelheid beïnvloeden

De leerlingen kunnen: 42 een aflopende reactie begrijpen als een reactie die ver-

loopt tot één van de reagentia is opgebruikt (C16partim) 43 de chemische evenwichtstoestand definiëren en voorstel-

len als een dynamische stabiele toestand gekenmerkt door eenzelfde reactiesnelheid van twee reacties, die ge-lijktijdig verlopen in tegengestelde zin (C16partim)

44 de invloed van concentratie, druk, energie en katalysator op het chemisch evenwicht kwalitatief verklaren en voor-spellen (C17)

45 evenwichtsconstanten, evenwichtsconcentraties en verschui-ving van evenwicht bij eenvoudige voorbeelden van chemisch evenwicht berekenen

46 concrete illustraties van chemische evenwichten thuis, in de natuur en in de industrie toelichten zoals ademhaling, vorming van grotten en druipstenen of andere.

Chemisch evenwicht en factoren die het chemisch evenwicht beïnvloeden

DIDACTISCHE WENKEN

Benodigdheden ■ Uitgebreide sets molecuulmodellen voor demonstratiedoeleinden en voor gebruik door leerlingen. ■ Eenvoudig labomateriaal voor de illustratie van het begrip reactiesnelheid en de factoren die de reactiesnel-

heid beïnvloeden: glaswerk, thermometer, chronometer, balans, ... ■ Eenvoudig labomateriaal voor een meer kwantitatieve benadering van het begrip reactiesnelheid: glaswerk,

thermometer, chronometer, balans, ... ■ Eenvoudig labomateriaal om het bestaan van chemische evenwichten te illustreren. ■ Eenvoudig labomateriaal voor de illustratie van de factoren die de ligging van het chemisch evenwicht kunnen

beïnvloeden.


Mogelijke experimenten - Illustratie van het verschil in reactiesnelheid tussen twee reacties. - Illustratie van de factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden. - Het bestaan van evenwichtsreacties aantonen. - Kwalitatief onderzoek van de factoren die een chemisch evenwicht kunnen verschuiven. Wenken - Als inleiding op dit hoofdstuk kan het interessant zijn te illustreren dat reactietijden kunnen variëren tussen

uitersten en dat de kennis ervan nuttig is voor toepassingen in het dagelijkse leven. - De snelheid van chemische reacties kan worden geïllustreerd met kwalitatieve waarnemingen zoals het snel

of traag weg reageren van een vaste stof, veranderen van kleur, vormen van een neerslag of ontwikkelen van een gas.

- Wat betreft de factoren die de snelheid van een chemische reactie beïnvloeden kan men bijvoorbeeld uitleg-

gen hoe verbrandingsreacties kunnen gecontroleerd worden door een doordacht gebruik van energetische factoren zoals de ontbrandingstemperatuur en snelheidsbepalende factoren zoals de verdeeldheid, concen-tratie, …

- Bij de bespreking van de factoren die de snelheid van chemische reacties kunnen beïnvloeden zal ook het

belang ervan worden geïllustreerd in functie van het rendement en het veilig verloop van chemische proces-sen in de industrie en elders. Vooral de invloed van de concentratie van de reagentia op de snelheid van chemische reacties zal worden benadrukt, onder andere in verband met toxicologische problemen en milieu-effecten.

- Om het onderscheid tussen activeringsenergie en reactie-energie te illustreren maakt men best gebruik van

grafische voorstellingen. - Wegens het complexe en abstracte karakter van het dynamische evenwichtsmodel van chemische reacties is

het absoluut nodig deze leerinhouden sterk te visualiseren en te illustreren aan de hand van concrete stoffen-systemen. De eerste kennismaking met chemische evenwichten zal dan ook proefondervindelijk worden on-dersteund, hetzij met reële experimenten van kwalitatieve aard zoals kleurveranderingen, hetzij met beeld-bandopnamen of computersimulaties.

- De invloed van factoren die het chemisch evenwicht beïnvloeden kunnen ook in grafiek worden voorgesteld.

De interpretatie van dergelijke grafische voorstellingen bevordert het inzicht in het verloop van chemische re-acties. Het is echter niet de bedoeling de waarden voor de grafische voorstelling te berekenen. Inzichten in het verloop ervan volstaan.

- Ook belangrijk is dat leerlingen goed inzien dat de blijvende aanwezigheid van alle reagentia bij chemisch

evenwicht niets heeft te maken met een overmaat aan een van de uitgangsstoffen. - Evenwichtsconstanten kunnen als benoemde of als dimensieloze grootheden worden vermeld. Wel zal men

in eenzelfde school hetzelfde systeem gebruiken in alle klassen. Voor de getalwaarden van de evenwichts-constanten gaat men er steeds van uit dat de concentraties worden uitgedrukt in mol/liter.

- Het wetenschappelijk gegeven dat er tussen stoffen in de levende en levenloze natuur dynamische evenwich-

ten bestaan die nog volop evolueren en die door natuurfenomenen als druk, temperatuur, straling, concentra-ties, ... worden beïnvloed, roept ethische vragen op in hoeverre de mens kan/mag/moet ingrijpen. Enerzijds is er het enorme aanpassingsvermogen van stoffenevenwichten aan veranderende omgevingsfactoren, ander-


zijds is de milieuproblematiek deels het gevolg van evenwichtsverstoringen waarop de natuur niet snel ge-noeg meer kan reageren.

3.5.3 Reactiesoorten LEERPLANDOELSTELLINGEN ca 8 lestijden voor de verplichte doelstellingen

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen: 47 zuur-base-koppels volgens Brönsted-Lowry schrijven en

opmerken dat sommige deeltjes in water zowel een zuur- als een base-gedrag kunnen vertonen (C11)

48 de pH en pOH van oplossingen definiëren en berekenen voor waterige oplossingen van sterke zuren en van ster-ke basen (C19)

49 eenvoudige methoden hanteren om de zuurgraad van allerlei oplossingen uit het dagelijkse leven te bepalen (C19)

50 het pH-verloop tijdens een titratie van een sterk zuur of een sterke base kwalitatief verklaren (C3-C19)

51 het algemeen belang van buffermengsels illustreren met een concreet voorbeeld (C18partim).

Zuur-base-reacties

De leerlingen kunnen: 52 in een gegeven redoxevenwichtsreactie de oxidator en

reductor herkennen op basis van de elektronenover-dracht (C12)

53 redoxreacties met binaire en ternaire verbindingen opstellen 54 de oxidator- en reductorsterkte in verband brengen met de

spanningsreeks van de metalen 55 de werking van een chemische cel en elektrolyse onderschei-

den als een respectievelijk voorbeeld van spontane en ge-dwongen chemische reactie en van een exo- en endo-energetisch proces

56 voorbeelden van redoxprocessen in het dagelijkse leven ge-ven en bespreken (W15-W16-W17-W18).

Redoxreacties

De leerlingen kunnen: 57 in een gegeven chemische reactie tussen koolstofverbin-

dingen, voorgesteld volgens een eenvoudig model, het reactietype identificeren als substitutie, additie, elimina-tie, condensatie, polymeervorming en/of degradatie (C13)

58 reactiesoorten herkennen naar de: • wijze waarop de binding wordt verbroken • aard van het aanvallend reagensdeeltje

59 voorbeelden van bestudeerde reactietypes benutten om bepaalde verbindingen te identificeren (C4).

Reactietypes in de koolstofchemie

DIDACTISCHE WENKEN

Benodigdheden ■ Verzameling zuur-base-indicatoren, oplossingen van sterke zuren en sterke basen.


- Verzameling dagelijkse stoffen als illustratie voor pH-waarden: bijtende soda, cola, zeep, ... ■ Demonstratie pH-meter voorzien van de nodige elektrode. - Eenvoudige pH-meters voor gebruik door leerlingen. ■ Volumetrisch materiaal: buret, pipet, maatkolf. ■ Titratiemateriaal: statief, trechter, pipetvuller, ... - Magnetische roerder. - Eventueel computer als meetinstrument, dus voorzien van meetpaneel met pH-sensor. ■ Tabel met zuur-baseconstanten. - Tabel met omslaggebieden van zuur-base-indicatoren. - Chemicaliën voor de bereiding van buffermengsels en voor de controle van de bufferwerking. ■ Set van metalen en oplossingen van metaalionen. ■ Set van niet-metalen en oplossingen van niet-metaalionen. ■ Set van oplossingen van polyatomische ionen. ■ Verzameling redoxindicatoren om het verloop van redoxreacties te volgen. - Tabellen en/of wandkaarten en/of transparanten met normpotentialen. - Elektrolysecel. - Set elektroden: Fe, Cu, Pb, Zn, Cgrafiet, eventueel Pt. - Verzameling van galvanische cellen, batterijen (geschakelde cellen), accu's (herlaadbaar). - Allerlei simulaties, bij voorkeur van dynamische aard, ter illustratie van skeletveranderingen van organische

moleculen door reacties met aanvallende reagensdeeltjes: video, dia, transparant, computer, magneetbord, ... ■ Uitgebreide sets molecuulmodellen voor demonstratiedoeleinden en voor gebruik door leerlingen. ■ Basislaboratoriummateriaal voor de bereiding van organische stoffen. ■ Elementaire reagentia en/of testkits voor de identificatie van organische stofklassen. - Basisset met glaswerk, best voorzien van schroefdoppen of slijpstukken, voor de snelle montage van proef-

opstellingen voor de organische chemie. - Eenvoudig syntheseschema met de mogelijke omzettingen tussen organische verbindingsklassen. - Stoffenverzamelingen van zuivere organische stoffen, hun belangrijkste toepassingsgebieden en hun voor-

komen in het dagelijkse leven, bijvoorbeeld: azijnzuur-huishoudazijn, hexaan-benzine. Mogelijke experimenten - Bepalen van de zuurgraad van allerlei oplossingen uit het dagelijkse leven. - Bereiding van een buffermengsel en de werking ervan controleren. - Bepaling van het omslaggebied van een zuur-base-indicator. - Uitvoeren van titraties via klassieke titrimetrie met indicatoren. - Bepaling van de geschikte zuur-base-indicator bij pH-bepalingen en titraties. - Studie van de reacties tussen redoxkoppels. - Opstellen van verdringingsreeks van metalen of niet-metalen door waarneming van de optredende reacties. - Rangschikking van redoxkoppels volgens sterkte door meting van halfcelpotentialen. - Bereiden van stoffen via elektrolyse, vernikkelen, verzinken, verkoperen van voorwerpen. - Samenstellen van galvanische cellen en meten van celspanningen. - Proeven die de veilige omgang met organische stoffen illustreren bijvoorbeeld voorzorgsmaatregelen bij ver-

brandingsreacties. - Bromering van alkanen en alkenen. - Bereiding van ethyn uit calciumacetylide (gebruiksnaam calciumcarbide). - Oxidatiereacties van primaire en secundaire alkanolen. - Identificatiereacties van organische stoffen. - Bereiding van een alkylalkanoaat, een zeep, ...


- Via een geschikte techniek een organische stof afzonderen uit een bestaand mengsel (planten, voedingsmid-delen, aardolie ...). De afgezonderde stof identificeren en het gehalte ervan in het oorspronkelijk mengsel be-palen.

- Synthese van een organische stof gekoppeld aan een identificatie en eventueel aan een opbrengstbepaling. Wenken - Duiden dat het zuur-base-concept van Brönsted-Lowry een universeler karakter heeft dan dit van Arrhenius. - De uitbreiding naar pOH kan functioneel praktisch zijn voor vlotte berekeningen van de pH van basische op-

lossingen maar is ondergeschikt aan het gebruik van het begrip pH. - De berekeningen van de pH worden eenvoudig gehouden en beperkt tot oplossingen met één opgeloste stof.

Bij berekeningen van het pH-verloop tijdens titraties mag men zich beperken tot de berekening van de pH bij het startpunt en bij het equivalentiepunt van de titratie.

- Het aanleren van de symbolische schrijfwijze van redoxreacties met binaire en ternaire verbindingen wordt

progressief aangebracht. Na het schetsen en toelichten van een algemene werkwijze vertrekt men van een-voudige voorbeelden. Het is pedagogisch interessant deze voorbeelden experimenteel te illustreren. Men kan deze rubriek nuttig koppelen aan een experimentele studie van de invloed die de pH, aard en concentratie van de reagentia hebben op de aard van de reactieproducten.

- Reductor- en oxidatorsterkte kunnen in verband worden gebracht met de normpotentiaal. Men gebruikt in

eenzelfde school, in alle klassen, dezelfde tabel met normpotentialen, waarbij het redoxkoppel met de sterkste oxidator de hoogste (=positieve) normpotentiaalwaarde bezit en het redoxkoppel met de sterkste reductor de laagste (=negatieve) normpotentiaalwaarde heeft.

- Overeenkomstig de IUPAC-Conventie van Stockholm wordt de benaming elektrodepotentiaal exclusief

gebruikt voor de potentiaal van halfreacties voorgesteld als reducties Oxidator + n e- → Reductor of OX/RED Zn2+ + 2 e- → Zn(v) of Zn2+/Zn(v) E0 = - 0,763V

De benaming oxidatiepotentiaal duidt op het omgekeerd proces en heeft het tegengesteld teken van de elek-trodepotentiaal.

Het teken van de elektrodepotentiaal wordt bepaald door het gedrag van de halfcel ten opzichte van de stan-daard-waterstof-elektrode. Bevindt de halfcel zich op een hogere potentiaal dan de standaard-waterstof-elektrode, dan krijgt de elektrodepotentiaal een positief teken. Bevindt de halfcel zich op een lagere potentiaal dan de standaard-waterstof-elektrode, dan krijgt de elektrodepotentiaal een negatief teken. Anders gezegd: een positieve elektrodepotentiaal betekent dat de reductie van de oxidator spontaan verloopt ten opzichte van de standaard-waterstof-elektrode, een negatieve elektrodepotentiaal betekent dat de reductie van de oxidator onmogelijk is ten opzichte van de standaard-waterstof-elektrode. Zo verloopt volgende reactie spontaan en is de elektrodepotentiaal positief

2 Ag1+ + H2(g) → 2 Ag(v) + 2 H1+ E0 = + 0,799V

De negatieve elektrodepotentiaal geeft aan dat de volgende, analoge reactie spontaan onmogelijk is.

Zn2+ + H2(g) → Zn(v) + 2 H1+ E0 = - 0,763V

- Als referentie fungeert dus de standaard-waterstof-elektrode. Voor het redoxkoppel

2 H3O1+ + 2 e- → H2 + 2 H2O wordt bij afspraak de elektrodepotentiaal op 0,00V gesteld. Het verschil tussen de potentiaal van een wille-keurig redoxkoppel en de potentiaal van de standaard-waterstof-elektrode komt dan overeen met de elektro-


depotentiaal E van het beschouwde redoxkoppel. De norm-elektrodepotentiaal E0 van een redoxkoppel is dan de gemeten spanning tussen het beschouwde redoxkoppel en de standaard-waterstof-elektrode, beide in normomstandigheden of STP: alle concentraties = 1 mol/liter, T=25°C= 298 K en pgas= 1013 hPa.

- Eveneens overeenkomstig de IUPAC-Conventie van Stockholm wordt de benaming kathode gegeven aan de

elektrode waar de reductie plaatsvindt en is de anode de elektrode waar de oxidatie plaatsvindt. - Het heeft weinig belang of men eerst het elektrolyseproces dan wel de galvanische cel behandelt. Vanuit de

experimentele bepaling van normpotentialen kan men mooi aansluiten op de rubriek galvanische cel en daar-na het elektrolyseproces bespreken als een omgekeerd gedwongen redoxproces. Om het begrip normpoten-tiaal beter te onderscheiden van celpotentiaal kan het pedagogisch verantwoord zijn na de invoering van E0 eerst elektrolyseprocessen te behandelen en nadien de galvanische cel. Bovendien lijkt deze volgorde beter aan te sluiten bij de actieve kennis van elektrische verschijnselen eerder aangebracht in de lessen fysica. Di-dactisch belangrijk is dat men zowel de galvanische cel als de elektrolyse illustreert met hetzelfde re-doxevenwicht. Zo levert de spontane reactie tussen zinkmetaal en koper(II)-ionen elektrische energie (denk aan de daniëllcel) terwijl de gedwongen reactie tussen kopermetaal en zinkionen elektrische energie verbruikt (elektrolyse van zinksulfaatoplossing met koperelektroden).

- Wat betreft de toepassingen van elektrolyse, chemische cel en corrosieverschijnselen gaat de voorkeur uit

naar allerlei toepassingen in het dagelijkse leven. Denken we in dit verband aan industriële elektrolytische be-reidingen van zuivere metalen, natriumhydroxide en dichloor, galvaniseren, verzilveren van voorwerpen, ka-thodische bescherming van schepen, ...

- Bij de aanvang van dit hoofdstuk kan het nodig zijn namen en formules van courante stoffen uit de monofunc-

tionele organische verbindingsklassen vooraf even op te frissen. Een overzichtstabel met de verschillende klassen, de algemene naamvorming en een concreet voorbeeld kan de leerlingen hierbij ondersteunen.

- De wijze waarop de binding wordt verbroken kan homolytisch (radicalair) of heterolytisch zijn. Reacties on-

derscheiden volgens de aard van het aanvallend reagensdeeltje betekent volgens de nucleofiele, elektrofiele of radicalaire aard van de deeltjes die een molecuulskelet aanvallen. Bij de indeling volgens de aard van de skeletverandering in het aangevallen substraat volstaat de kennismaking met substituties, addities en elimina-ties. De veranderingen van de molecuulskeletten bij chemische reacties worden voorgesteld met structuur-formules en best gevisualiseerd met stereomodellen. Het is dus niet de bedoeling de reactiemechanismen gedetailleerd aan de hand van elektronenverschuivingen in de betrokken reagentia te bespreken.

- Gedacht wordt aan de identificatie van een onverzadigdheid door een additiereactie met dijood of dibroom,

van een alkaan door het optreden van homolytische substituties, aan het onderscheiden van primaire, secun-daire en tertiaire alcoholen via eliminatiereacties, …

- Een bespreking van benzeen toevoegen is verantwoord omwille van zijn belang en als unieke illustratie van

een elektrofiele substitutie. In het schoollabo zijn experimenten met benzeen volledig verboden. - Een overzichtsschema van elementaire synthesewegen wordt best progressief opgebouwd bij de studie van

de chemische eigenschappen van de organische verbindingsklassen. Het is niet de bedoeling dat de leerlin-gen dit schema kunnen reproduceren. Bedoeling is dat ze inzicht verwerven in de onderlinge samenhang van de organische verbindingsklassen en dit schema kunnen gebruiken bij de studie van elementaire synthese-wegen uitgaande van eenvoudige grondstoffen.

- De behandeling van de macromoleculaire verbindingsklassen zal zich beperken tot een elementaire kennis-

making met de structuur en de belangrijkste skeletonderdelen van dergelijke moleculen.


4 Leerinhouden en doelstellingen voor 3 en 4 graaduren

4.1 Beginsituatie

In de lessen chemie van de tweede graad werd een basisinitiatie in de natuurwetenschap chemie beoogd, met een beperkte overdracht van kennis en vaardigheden. De leerlingen werden gesensibiliseerd voor natuurweten-schappelijke studies en geëvalueerd in het vooruitzicht van hun capaciteiten en interesse voor voortgezette stu-die in een natuurwetenschappelijke studierichting. Inhoudelijk kwamen ze tot het inzicht dat de materie in haar macroscopische verschijningsvormen kan worden geanalyseerd van stoffenmengsel tot atoom en dat alle omzet-tingen die de stoffen kunnen ondergaan steeds terug te voeren zijn tot herschikking van atomen en elektronen, gepaard gaande met energie-uitwisselingen.

4.2 Leerplanoverzicht

De opbouw van het leerplan met 3 en 4 graaduren (3 of 4 lestijden in het geheel van de derde graad) wordt hier-onder schematisch voorgesteld. De segmenten in de binnenste cirkel stellen elk een graaduur voor, 3 of 4 lestij-den te spreiden over het vijfde en het zesde jaar. De nummers verwijzen elk naar een graaduur. In de eerste drie graaduren zitten de eindtermen voor de basisvorming ET en een aantal decretale specifieke eindtermen voor wetenschappen SET. Volgens afspraken in de Coördinatiecommissie Natuurwetenschappen moeten hiervan verplicht in het chemieleerplan volgende nummers voorkomen: SET Nr. 1, 2, 6, 7, 8, 13, 15, 16, 18, 25, 26, 27, 28, 29, 30 en 31. Eventueel kan al dan niet vakoverschrijdend extra wetenschappelijke en/of chemische vorming worden aangeboden in de lestijd voor vrije ruimte, voorgesteld door de buitenste ring. Het leerplan Chemie met 3 en 4 graaduren omvat: - conceptoverschrijdende activiteiten en inhouden - 3 hoofdrubrieken met chemie-inhouden: de verplichte rubrieken ‘Structuur en eigenschappen van de materie’

en ‘De chemische reactie’ en de uitbreidingsrubriek ‘Kunstmatige en natuurlijke polymeren’, telkens te combi-neren met contexten.

* Conceptoverschrijdende activiteiten en inhouden

Practica – minstens 9 of 12 lestijden voor respectievelijk 3 of 4 graaduren Gebruik van ICT in de chemie – minstens 3 of 4 lestijden voor respectievelijk 3 of 4 graaduren Chemie en beroepen – minstens 1 lestijd per graad, al dan niet verdeeld en al dan niet geïntegreerd Wetenschappelijke literatuur – te integreren Technische realisaties – te integreren Maatschappelijke aspecten – te integreren

4

4

4

3ET+SET

1ET+SET

2ET+SET

Vrije ruimte


* Structuur en eigenschappen van de materie Verdere kennismaking met de stofklassen - ca 7 lestijden voor de verplichte doelstellingen (3 graaduren)

De anorganische verbindingen De koolstofverbindingen

Bouw van de stoffen - ca 5 lestijden voor de verplichte doelstellingen (3 graaduren) Atoommodel van Bohr-Sommerfeld Ruimtelijke bouw van de stoffen

Eigenschappen van de stoffen - ca 3 lestijden voor de verplichte doelstellingen (3 graaduren) Polaire en apolaire stoffen Oplosbaarheid en beïnvloedende factoren

* De chemische reactie Materieaspecten - ca 7 lestijden voor de verplichte doelstellingen (3 graaduren)

Isotopen Gemiddelde relatieve atoommassa Molair gasvolume Concentratie Stoichiometrie

Dynamiek van chemische reacties - ca 7 lestijden voor de verplichte doelstellingen (3 graaduren) Reactiesnelheid en factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden Chemisch evenwicht en factoren die het chemisch evenwicht beïnvloeden

Reactiesoorten - ca 13 lestijden voor de verplichte doelstellingen (3 graaduren) Zuur-base-reacties

Redoxreacties Reactietypes in de koolstofchemie

* Kunstmatige en natuurlijke polymeren - uitbreidingsleerstof Kunststoffen Biopolymeren

In het leerplan voor 3 en 4 graaduren zijn de vetgedrukte leerplandoelstellingen (recht en schuin) ver-plicht. Hierin zijn de eindtermen van de basisvorming opgenomen, aangeduid met C+Nr (vakgebonden eindter-men chemie) en W+Nr (gemeenschappelijke eindtermen voor natuurwetenschappen), evenals de verplichte de-cretale specifieke eindtermen, aangeduid met SET+ Nr. Partim bij een doelstelling betekent dat de vermelde eindterm slechts gedeeltelijk in de leerplandoelstelling aan bod komt. In het leerplan voor 4 graaduren komt daar voor het vierde graaduur bovenop: een verplichte keuze tus-sen ofwel de niet vet- én schuingedrukte doelstellingen aangeduid met een SET+Nr ofwel de studie van de kunstmatige en natuurlijke polymeren. De rest van de lessen mogen in elk van de leerplannen worden ingevuld door uitbreiding met niet-verplichte doelstellingen of door persoonlijk gekozen vormende inhouden in verband met het chemie-onderwijs. De tabel hieronder geeft dit alles overzichtelijk weer. Voorbeelden van vormende inhouden kunnen zijn, al of niet in samenwerking met andere vakken: - het laten uitwerken door leerlingen van een presentatie omtrent een voor de leerlingen nieuwe chemie-

leerinhoud - in een moderne vreemde taal een spreekbeurt laten geven of een wetenschappelijke tekst laten uitschrijven

rond een thema uit de chemie - het verzorgen van een vakoverschrijdend eindwerk, projectwerk, tentoonstelling in verband met chemie

Leerplan Verplicht wordt aangegeven Uitbreiding 2 graaduren Vet-recht Anders gedrukt 3 graaduren Vet-recht + Vet-schuin Anders gedrukt 4 graaduren Vet-recht + Vet-schuin + niet vet-schuin of polymeren Anders gedrukt

Het richtinggevend aantal lestijden geldt enkel voor de verplichte, vetgedrukte doelstellingen. Niet vet en rechtgedrukte leerplandoelstellingen zijn overal uitbreiding.


Practica en ICT bieden mogelijkheden om vormen van actief en zelfstandig leren in te lassen. Actief en zelfstandig leren brengt niet alleen afwisseling. Deze werkvorm draagt ook positief bij tot de leerlingenactiviteit tijdens de les en biedt tevens de leraar de mogelijkheid in te spelen op de verschillende leerstijlen van de leerlin-gen. Bovendien dwingen de maatschappelijke noodzaak van levenslang leren en de continue confrontatie met nieuwe problemen en taken, het onderwijs om de leerlingen op ‘actief, zelfstandig en samenwerkend leren’ voor te bereiden. Aldus kunnen ook de vakoverschrijdende eindtermen in verband met ‘Leren leren’ breder aan bod komen. Door het feit dat leerlingen meer actief met studiemateriaal bezig zijn, ervaren zij een succeservaring wat hun motivatie doorgaans bevordert. Open onderzoeksopdrachten rond een eenvoudig chemisch probleem bie-den hier interessante mogelijkheden. Door een oordeelkundige keuze van contexten kan wetenschappelijke literatuur worden geïntegreerd tijdens de lessen chemie. Aanbevolen wordt ook korte teksten in Moderne vreemde talen in te lassen om het vakoverschrijdend werken aan bod te laten komen.


4.3 Conceptoverschrijdende activiteiten en inhouden

Sommige leerplandoelstellingen verwijzen naar de vakoverschrijdende eindtermen: LELE = leren leren, GEED = gezondheidseducatie, MIED = milieueducatie, SOVA = sociale vaardigheden, TTC = technisch-technologische vorming.

LEERPLANDOELSTELLINGEN Ca 13 lestijden voor de verplichte doelstellingen (3 graaduren)

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen algemeen: 1 een open opdracht bij een onderzoek van een eenvoudig

chemisch probleem voorbereiden, uitvoeren en evalue-ren (SET30)

2 een onderzoeksvraag formuleren bij een eenvoudig na-tuurwetenschappelijk probleem (W2)

3 gepaste hulpmiddelen en informatietechnologie gebrui-ken om gegevens te verzamelen, relaties te onderzoeken en resultaten voor te stellen (SET29)

4 reflecteren over de bekomen onderzoeksresultaten en over de aangewende methode (SET31).

De leerlingen kunnen specifiek: 5 veilig en verantwoord omgaan met stoffen en chemisch

afval, gevarensymbolen interpreteren en R- en S-zinnen opzoeken (C2-W30-GEED8)

6 met eenvoudig materiaal een neutralisatiereactie uitvoe-ren (C3partim- W22 t.e.m. W31-MIED4)

7 met eenvoudig materiaal een redoxreactie uitvoeren (C3partim- W22 t.e.m. W31-MIED4)

8 de aanwezigheid van een stof vaststellen met behulp van een gegeven identificatiemethode (C4)

9 de verschillende stappen van een chemische analyse in een concreet voorbeeld uitvoeren (C20- W22 t.e.m. W31-LELE7-LELE9-MIED4)

10 de factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden kwalitatief onderzoeken (SET18-W22 t.e.m. W31)

11 de factoren die het chemisch evenwicht beïnvloeden kwalitatief onderzoeken (SET15- W22 t.e.m. W31).

Practica een equivalent van minstens 9 lestijden

DERDE GRAAD ASOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc//Chemie-2004-040.pdf · 2004. 6. 21. · CHEMIE...

Documents

Transcript of DERDE GRAAD ASOond.vvkso-ict.com/leerplannen/doc//Chemie-2004-040.pdf · 2004. 6. 21. · CHEMIE...