nova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nlnova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nl/uploads/manual/do… · Web...

SCHEIKUNDE

6 VWO | GYMNASIUM

DOCENTENHANDLEIDING

Auteurs

Ilse Landa

Joris Schouten

Eindredactie

Toon de Valk

Eerste editie

Malmberg ’s-Hertogenbosch

www.nova-malmberg.nl

Inhoud

1 Nova Scheikunde 6 vwo in schema’s 41.1 Nova 6 vwo en het CE/SE 41.2 De domeinen in Nova 6 vwo en uw lesplanning 4

2 Lesgeven in scheikunde met Nova 82.1 De methode in hoofdlijnen 8

2.1.1 Onderdelen 82.2 Nova in de dagelijkse praktijk 10

2.2.1 Uw eigen werkwijze 102.2.2 Opgaven 112.2.3 Experimenten en onderzoek 12

2.3 Online materiaal voor de leerling 132.3.1 Open source materiaal 132.3.2 Alternatieve context 132.3.3 Maatschappij (M-delen) 132.3.4 Alternatieve informatiebronnen 132.3.5 Toetsen 13

2.4 Online materiaal voor de docent 142.4.1 Eindtoetsen 142.4.2 Digiboek 142.4.3 Practica 14

3 Hoofdstuk voor hoofdstuk 153.1 Hoofdstuk 11 Materialen 15

3.1.1 Uitgangspunten 153.1.2 Filmpjes 153.1.3 Voorkennistoets 163.1.4 Praktijk 163.1.5 Theorie 163.1.6 Per paragraaf 183.1.7 Experimenten 193.1.8 Open onderzoek 213.1.9 Maatschappij 21

3.2 Hoofdstuk 12 Analytische chemie 223.2.1 Uitgangspunten 223.2.2 Filmpjes 223.2.3 Voorkennistoets 223.2.4 Praktijk 223.2.5 Theorie 233.2.6 Per paragraaf 243.2.7 Experimenten 253.2.8 Open onderzoek 283.2.9 Maatschappij 28

3.3 Hoofdstuk 13 Chemie van het leven 293.3.1 Uitgangspunten 293.3.2 Filmpjes 293.3.3 Voorkennistoets 293.3.4 Praktijk 293.3.5 Theorie 303.3.6 Per paragraaf 313.3.7 Experimenten 32

Inhoud

3.3.8 Open onderzoek 353.3.9 Maatschappij 35

3.4 Hoofdstuk 14 Groenere chemische industrie363.4.1 Uitgangspunten 363.4.2 Filmpjes 363.4.3 Voorkennistoets 363.4.4 Praktijk 373.4.5 Theorie 373.4.6 Per paragraaf 383.4.7 Experimenten 403.4.8 Open onderzoek 423.4.9 Maatschappij 42

4 Integrale tekst van de experimenten 434.1 Experimenten van hoofdstuk 11 Materialen434.2 Experimenten van hoofdstuk 12 Analytische chemie 464.3 Experimenten van hoofdstuk 13 Chemie van het leven 504.4 Experimenten van hoofdstuk 14 Groenere chemische industrie 53

5 Materialenlijst 56

1 Nova Scheikunde 6 vwo in schema’s


In dit hoofdstuk van de handleiding bieden we u een aantal tabellen. Daarin vindt u informatie over:• de hoofdstukken van het leeropdrachtenboek Nova Scheikunde 6 vwo en hoe hun relatie is tot het examenprogramma;• het aantal uren dat u ongeveer nodig heeft om een hoofdstuk te behandelen;• de domeinen en subdomeinen uit de Syllabus (Syllabus centraal examen 2016 van het College voor Examens) die in de drie boeken van Nova vwo aan de orde komen.

1.1 Nova 6 vwo en het CE/SE

In het schema hierna ziet u dat alle hoofdstukken stof bevatten voor het CE. In 1.2 staat een meer gedetailleerde indeling naar CE en SE.

Hoofdstuk CE

Moet in SE* Mag in SE

11 Materialen X X X12 Analytische chemie X X X13 Chemie van het leven X X X14 Groenere chemische industrie

X X X

* Dit betreft in elk hoofdstuk Domein A, Vaardigheden.

1.2 De domeinen in Nova 6 vwo en uw lesplanning

Om u te helpen bij het opstellen van een lesplanning is hier een voorbeeld opgenomen. U kunt dit aanpassen naar uw eigen situatie.

Bij het opstellen van deze planning is uitgegaan van een leerjaar met effectief 28 lesweken van drie lessen van elk 50 minuten. Totaal zijn er tot het einde van het schooljaar 84 lessen. Hierbij is rekening gehouden met bijvoorbeeld toetsweken, rapportvergaderingen, eventuele projecten of projectweken en vrije dagen buiten de vakanties, zoals Pasen en Pinksteren.

Hoofdstuk Aantal lessen11 Materialen 1912 Analytische chemie 1713 Chemie van het leven 1714 Groenere chemische industrie

15

Totaal 68


U kunt hieruit afleiden dat u tijd overhoudt voor herhaling en examenvoorbereiding.De tijd die nodig is om een P-deel af te handelen, zal over het algemeen langer zijn dan de tijd die nodig is voor een M-deel. U kunt dan mogelijk ook twee M-delen in die les doen. Open onderzoek kan het beste in groepjes van twee of drie leerlingen worden uitgevoerd. Besef dat beoordeling van open onderzoek relatief veel tijd kost. Laat leerlingen één of twee open onderzoeken per jaar uitvoeren en probeer bij elk hoofdstuk enkele leerlingen uit de klas in te delen. U kunt de resultaten van de open onderzoeken klassikaal bespreken zodat ook andere leerlingen ervan leren die niet daadwerkelijk dat onderzoek hebben uitgevoerd.

Lesplanning hoofdstuk 11 Materialen

Les Domeinopmerkingen1 Inleiding hoofdstuk, filmpjes,

voorkennistoetsAlles in CE mag ook in SE

2 P-deel naar keuze3 Paragraaf 1 Eigenschappen van materialen B1 B2 B3 B4 CE4 Paragraaf 1 Eigenschappen van materialen B1 B2 B3 B4 CE5 Paragraaf 1 experiment 1 A5 SE6 Paragraaf 2 Metalen en keramiek B1 B2 B3 B4 CE7 Paragraaf 2 Metalen en keramiek B1 B2 B3 B4 CE8 Paragraaf 2 experiment 2 A5 SE9 Paragraaf 3 Additiepolymeren B1 B3 C1 C4 CE D4 SE10 Paragraaf 3 / 4 B1 B3 C1 C4 CE D4 SE11 Paragraaf 4 Condensatiepolymeren B1 B3 C1 C4 CE D4 SE12 Paragraaf 4 experiment 3 A5 SE13 Paragraaf 5 Nieuwe

materiaaleigenschappenB1 B3 C1 C4 CE E3 E4 E5 SE

14 Paragraaf 5 Nieuwe materiaaleigenschappen

B1 B3 C1 C4 CE E3 E4 E5 SE

15 Paragraaf 5 experiment 4 A5 SE16 Toepassingsdeel P-deel17 M-deel + Open onderzoek18 Afronding hoofdstuk + Diagnostische

toets19 Proefwerk hoofdstuk 11


Lesplanning hoofdstuk 12 Analytische chemie



2 P-deel naar keuze3 Paragraaf 1 Analyse C1 D1 CE4 Paragraaf 1 / 2 C1 D1 CE5 Paragraaf 2 experiment 1 D1 CE A5 SE6 Paragraaf 2 Chromatografie D1 CE7 Paragraaf 3 Gaschromatografie D1 CE8 Paragraaf 3 experiment 2 (Demo) + 4 D1 CE A5 SE9 Paragraaf 4 Massaspectroscopie D1 CE10 Paragraaf 4 Massaspectroscopie D1 CE11 Paragraaf 5 Titrimetrie C2 CE12 Paragraaf 5 experiment 5 C2 CE A5 SE13 Paragraaf 5 Titrimetrie C2 CE14 Toepassingsdeel P-deel15 M-deel + Open onderzoek16 Afronding hoofdstuk + Diagnostische


Lesplanning hoofdstuk 13 Chemie van het leven



2 P-deel naar keuze3 Paragraaf 1 De cel B3 C1 G1 CE4 Paragraaf 2 Vetten B4 C1 G1 CE5 Paragraaf 2 / 3 B4 C1 G1 CE6 Paragraaf 3 Koolhydraten C1 G1 CE7 Paragraaf 4 experiment 1 B4 C1 G1 CE A5 SE8 Paragraaf 4 Eiwitten B4 C1 G1 CE9 Paragraaf 4 / 5 B4 C1 E2 G1 G2 CE10 Paragraaf 5 experiment 2 (demo) + 3 E2 G2 CE A5 SE11 Paragraaf 5 Enzymen E2 G2 CE12 Paragraaf 6 RNA en DNA B1 B3 C1 C4 CE13 Paragraaf 6 experiment 4 B3 G1 CE A5 SE14 Toepassingsdeel P-deel15 M-deel + Open onderzoek16 Afronding hoofdstuk + Diagnostische



Lesplanning hoofdstuk 14 Groenere chemische industrie



2 P-deel naar keuze3 Paragraaf 1 Chemische productieprocessen F1 F2 CE C8 SE4 Paragraaf 1 experiment 1 F1 F2 CE A5 SE5 Paragraaf 2 Energievoorziening F1 F3 G3 CE6 Paragraaf 2 experiment 2 (demo) F1 F3 G3 CE A5 SE7 Paragraaf 3 Principes van de groene

chemieF1 F2 G3 CE

8 Paragraaf 3 Principes van de groene chemie

F1 F2 G3 CE

9 Paragraaf 4 Veiligheid en milieu D2 F2 G2 CE F4 G4 SE10 Paragraaf 4 / 5 D2 F2 G2 CE F4 G4 SE11 Paragraaf 5 Afval en grondstofbeheer F2 CE F5 G4 SE12 Toepassingsdeel P-deel13 M-deel + Open onderzoek14 Afronding hoofdstuk + Diagnostische


2 Lesgeven in scheikunde met Nova’s

2 Lesgeven in scheikunde met Nova

2.1 De methode in hoofdlijnen

In dit hoofdstuk van de docentenhandleiding gaan we in op enkele didactische onderwerpen die speciaal van belang zijn wanneer u voor het eerst met Nova scheikunde vwo bovenbouw werkt. Bij de samenstelling van de methode en de presentatie van de leerstof met bijbehorende opgaven en practicumopdrachten is er rekening mee gehouden dat de leerlingen voor een deel zelf met de stof aan de slag gaan.

2.1.1 Onderdelen

Nova scheikunde bouwt voort op wat de leerlingen in de onderbouw hebben geleerd. Gezien de concentrische opzet van de methode is dat ook logisch. Allerlei onderwerpen die in de onderbouw zijn behandeld, komen in de bovenbouw opnieuw aan de orde. De aanpak is echter formeler.

2.1.1.1 YouTubeBij elk hoofdstuk zijn links naar enkele YouTube-filmpjes opgenomen. Elk filmpje toont op een verrassende manier een van de scheikundige concepten die in het hoofdstuk aan bod komen. U kunt ervoor kiezen een hoofdstuk met een filmpje te beginnen en er iets bij te vertellen.

2.1.1.2 VoorkennistoetsDe voorkennistoets is een toets waarmee vereiste voorkennis wordt geactiveerd. Via de uitwerkingen op deze vragen komt de leerling stof uit vorige delen of hoofdstukken nog eens tegen. Zo beginnen alle leerlingen op eenzelfde niveau.De toets wordt online aangeboden, zowel in Word als in de interactieve leeromgeving.

2.1.1.3 Praktijk (P-delen)Elk hoofdstuk biedt twee contexten in de vorm van natuurwetenschappelijke artikelen. Altijd is er één P-deel met een NG-insteek en één met een NT-insteek. Eén van de twee P-delen wordt online aangeboden met links naar relevante filmpjes of sites. Het andere P-deel is opgenomen in het leeropdrachtenboek.Er is voor gekozen geen profiel bij de P-delen te vermelden, om te voorkomen dat leerlingen alleen contexten vanuit hun eigen profiel bestuderen. Wij denken dat het juist goed is als leerlingen ontdekken dat scheikunde van belang is voor een groot scala aan onderwerpen. We hebben geprobeerd de NG-praktijk en de NT-praktijk zo veel mogelijk afwisselend in het boek en online op te nemen.De P-delen worden afgesloten met toepassingsopdrachten. Deze opdrachten kunnen pas worden uitgevoerd nadat het Theorie-deel is behandeld.


2.1.1.4 Theorie (T-deel)Het T-deel biedt de scheikundige concepten. We hebben geprobeerd de stof zakelijk en beknopt aan te bieden. Via sommige opgaven wordt de theorie in context geplaatst.Elke paragraaf begint met een korte inleiding. Daarna volgt de theorie die soms wordt toegelicht aan de hand van duidelijk herkenbare voorbeeldopgaven met uitwerkingen. Op sommige plaatsen is een verwijzing opgenomen naar relevante experimenten, die aan het einde van het hoofdstuk gegroepeerd worden aangeboden. Elke paragraaf sluit af met een Onthoud!. Deze tekstblokjes dienen om de kern van de paragraaf nog eens aan te geven. Ze volstaan niet om een toets mee voor te bereiden.De laatste opgave van het T-deel is een zogeheten eindopdracht. Aan de hand van een nieuwe context komt de stof van het hoofdstuk, en soms ook van eerdere hoofdstukken, nogmaals aan bod. De eindopdracht is een uitwerking van het begrip ‘recontextualisering’ (het toepassen van de verworven kennis op een nieuwe context), zoals gehanteerd door de Vernieuwingscommissie Scheikunde.

2.1.1.5 Experimenten en open onderzoekIn het T-deel wordt regelmatig verwezen naar experimenten. Deze zijn aan het einde van het hoofdstuk gegroepeerd, om de theorie zo overzichtelijk mogelijk te houden. De experimenten zijn tamelijk gesloten van aard. Waar mogelijk en relevant is een onderzoeksvraag opgenomen. Een deel van de experimenten zal niet gemakkelijk door de leerlingen zelf kunnen worden uitgevoerd: deze worden aangeduid als demonstratieproeven (demo). Demonstratieproeven zijn experimenten die de docent/TOA uitvoert, terwijl de klas toekijkt. Tijdens demonstratieproeven moet de leerling de waarnemingen zelf noteren en een aantal vragen beantwoorden over het experiment. Hiermee wordt passief kijken tegengegaan.Aan het einde van elk hoofdstuk zijn enkele open onderzoeken opgenomen. Bij een open onderzoek krijgt de leerling een korte inleiding over een bepaald onderwerp. Daarna volgt een onderzoeksvraag. De leerling dient zelfstandig of in een groepje een werkplan te maken, dat te bespreken met zijn docent en vervolgens het onderzoek uit te voeren.

2.1.1.6 Maatschappij (M-delen)Waarom is kennis van de theorie belangrijk voor jou, als lid van de maatschappij? Wat kun je met de theorie die in dit hoofdstuk is behandeld? Bij elk hoofdstuk worden minimaal twee M-delen aangeboden. Soms wordt aan de hand van een specifieke bedrijfssituatie getoond welke rol scheikunde speelt. Ook worden af en toe relevante vervolgopleidingen voor het voetlicht gebracht. De M-delen worden online aangeboden.

2.1.1.7 Diagnostische toetsBij elk hoofdstuk is een diagnostische toets beschikbaar. De toets wordt online aangeboden, zowel in Word als in de interactieve leeromgeving.


2.2 Nova in de dagelijkse praktijk

Nova scheikunde is geschreven op basis van de concepten zoals vermeld in de Syllabus (het overzicht van het centraal examenprogramma) dat in juni 2012 is goedgekeurd door de Minister van OCW. Daarbij is ons uitgangspunt dat het voor zowel docent als leerling helder moet zijn welke stof de leerling voor het eindexamen dient te beheersen. Indien u de T-delen uit de reguliere hoofdstukken behandelt, zijn uw leerlingen uitstekend voorbereid op het centraal schriftelijk examen. Zorg er wel voor dat u altijd de eindopdracht van het T-deel laat maken en bespreekt. De eindopdrachten zijn een goed voorbeeld van de opdrachten waaruit het centraal examen zal worden opgebouwd.

Dit betekent overigens niet dat bij Nova voor een louter theoretische invalshoek is gekozen. Via zowel de P- als de M-delen wordt voortdurend het verband gelegd tussen de scheikundeleerstof en de wereld om ons heen. Het didactische uitgangspunt is nog steeds dat scheikundige concepten hulpmiddelen zijn om de werkelijkheid beter te begrijpen; ze vormen daarom nooit een doel op zich. U ziet dat bijvoorbeeld in de opgaven: daarin wordt regelmatig van de leerlingen gevraagd om de scheikundeleerstof toe te passen op concrete situaties.

Uiteraard garandeert het werken met een ‘contextrijke’ methode zoals Nova nog niet dat de leerlingen werkelijk een verband leggen tussen de scheikundeleerstof en de wereld om hen heen. Minstens even belangrijk is uw eigen inbreng als docent. U kunt uw leerlingen op allerlei manieren stimuleren, om verbanden te leggen met de alledaagse werkelijkheid. Een paar voor de hand liggende mogelijkheden zijn:• aan de leerlingen vragen om voorafgaand aan een berekening de orde van grootte van het antwoord te schatten (op basis van gezond verstand en praktische kennis);• praktische toepassingen van scheikundige kennis aan leerlingen laten zien en die bespreken; in deze docentenhandleiding vindt u daarvoor ook een aantal suggesties;• alledaagse voorwerpen tonen in de klas en aan de leerlingen vragen wat deze met de stof te maken hebben;• de leerlingen zelf met voorbeelden van toepassingen van de theorie laten komen.

2.2.1 Uw eigen werkwijze

Veel methoden schrijven een bepaalde didactiek voor. Bij Nova is dat niet het geval. Er zijn verschillende manieren waarop u met Nova kunt werken. Allereerst kiest u de leerlijn die het best bij u past. Daarmee hoeft u geen concessies te doen aan uw collega’s. Verder bepaalt u welke keuzes u aan de leerlingen laat en welke u voorschrijft.Na een gezamenlijke start in de vorm van het activeren van voorkennis, kunt u op verschillende manieren met Nova werken:• Wilt u het liefst vanuit een aansprekende context werken, begin dan met een P-deel. Daarbij kunt u uw leerlingen een van de P-delen voorschrijven, of u kunt hen zelf laten kiezen. Daarna behandelt u het T-deel en (eventueel) een M-deel.


• Wanneer uw interesse vooral uitgaat naar het belang van scheikunde voor de maatschappij, begin dan met de M-delen. Vervolgens kunt u aandacht besteden aan de P-delen of gaat u direct naar het T-deel.• Vindt u het belangrijk om eerst de theoretische concepten te bestuderen, om daarna te kijken hoe die theorie in de praktijk en de maatschappij wordt gebruikt? In dat geval begint u met het T-deel en doet daarna de P- en eventueel de M-delen.

Iedereen sluit af met het beantwoorden van de toepassingsopdrachten aan het einde van een P-deel. Het maakt niet uit welk P-deel van dat hoofdstuk wordt gekozen. Indien leerlingen de stof voldoende beheersen, kunnen zij de toepassingsopdrachten van allebei de P-delen maken.Indien u anders wilt werken dan collega’s in uw sectie, dan is dat met Nova zeer goed mogelijk. Op welke manier u de stof ook behandelt, de leerlingen komen altijd op hetzelfde punt uit: bij de toepassingsopdrachten van de P-delen.

2.2.2 Opgaven

De opgaven kennen een verschillende opbouw. Voor sommige opgaven staat een +. Het zijn pittige opgaven voor de betere vwo-leerling. Laat niet alle leerlingen de plusopgaven maken, maar gebruik die vooral voor leerlingen die duidelijk wat extra’s aankunnen. In geval u aan bepaalde onderwerpen wat meer aandacht besteedt, kunt u natuurlijk wel meer leerlingen de plusopgaven laten maken. In de meeste hoofdstukken zijn examenopgaven opgenomen. Soms zijn ze bewerkt (‘naar’), soms zijn ze letterlijk overgenomen (‘bron’).Alle opgaven, ook die van de eindtoetsen, zijn ingedeeld naar TIMSS-systematiek.

TIMSSAangezien de Vernieuwingscommissie Scheikunde met het TIMSS-model werkt, is bij scheikunde ook volgens deze indeling een classificatie aangegeven. TIMSS staat voor Trends in International Mathematics and Science Study.De TIMSS-indeling is gebaseerd op handelingswerkwoorden:TIMSS1: weten (handeling: benoemen, herkennen, toelichten)TIMSS2: toepassen (handeling: berekenen, beschrijven, aangeven, gebruiken)TIMSS3: toepassen (handeling: berekenen meer variabelen, verbanden leggen, redeneren)TIMSS4: redeneren (handeling: analyseren, complexe berekeningen maken, concluderen,

voorstellen)TIMSS5: redeneren (handeling: voorspellen, beoordelen, beargumenteren)

SignificantieBij Nova natuurkunde en bij Nova scheikunde wordt significantie op exact dezelfde wijze uitgelegd.


2.2.3 Experimenten en onderzoek

ExperimentenPer hoofdstuk zijn enkele experimenten opgenomen. De hoeveelheid is afhankelijk van het thema dat wordt behandeld.De experimenten zijn over het algemeen ‘kookboekpractica’ en de leerlingen kunnen er in principe zelfstandig doorheen gaan. Een deel van de experimenten zal niet gemakkelijk door de leerlingen zelf kunnen worden uitgevoerd; deze worden aangeduid als demonstratieproeven.

Demonstratieproeven (demo’s) zijn experimenten die de docent uitvoert, terwijl de klas toekijkt. Tijdens demonstratieproeven moet de leerling de waarnemingen zelf noteren en een aantal vragen beantwoorden over het experiment. Hiermee wordt passief kijken tegengegaan.

Open onderzoekAan het einde van elk hoofdstuk zijn enkele open onderzoeken opgenomen. Bij open onderzoek krijgt de leerling een korte inleiding over een bepaald onderwerp. Daarna volgt een onderzoeksvraag. De leerling dient zelfstandig of in een groepje een werkplan te maken, dat te bespreken met zijn docent en vervolgens het onderzoek uit te voeren.Meer over het practicum en over open onderzoek vindt u in hoofdstuk 3 van deze docentenhandleiding.

VeiligheidBij het doen van experimenten in het scheikundelokaal moeten de leerlingen, en natuurlijk ook de docent, voldoende op de hoogte zijn van regels rond veilig werken. Nuttige regels over veiligheid zijn te vinden op bijvoorbeeld www.arbo-vo.nl.

CMR-lijstAchter in deze handleiding (hoofdstuk 5) vindt u een materialenlijst, met daarin een overzicht van de stoffen en materialen die u nodig hebt om de experimenten uit te kunnen voeren. Sommige stoffen staan op de CMR-lijst (voor meer informatie verwijzen wij u naar www.rivm.nl/rvs/Gevaarsindeling/CMR). Er kunnen stoffen op staan, ook fenolftaleïen, ethanol en kopersulfaat, die op grote schaal worden gebruikt op scholen.Dat stoffen een risico vormen, betekent niet dat u er niet mee mag werken, maar wel dat u veiligheidseisen in acht moet nemen bij het werken ermee. Dat doen scholen uiteraard door het gebruik van labjassen, veiligheidsbrillen, handschoenen en zuurkasten.Zwaar carcinogene/mutagene stoffen gebruiken we niet voor de experimenten, dus u kunt de experimenten met een gerust hart uitvoeren als u de voorzorgsmaatregelen in acht neemt.

http://www.rivm.nl/rvs/Gevaarsindeling/CMR


2.3 Online materiaal voor de leerling

Via het ePack krijgt de leerling toegang tot online lesmateriaal. Dat bestaat uit filmpjes, alternatieve informatiebronnen of practica en toetsen.

2.3.1 Open source materiaal

Aangezien er een enorme hoeveelheid open source materiaal voor scheikunde beschikbaar is en de leerlingen inmiddels voldoende de Engelse taal beheersen, zijn er bij Nova geen computerlessen ontwikkeld. Wel zijn er soms links aangebracht naar open source materiaal, bijvoorbeeld in de P-delen die online worden aangeboden.

2.3.2 Alternatieve context

In de titelbalk van het P-deel in het boek is aangegeven welk P-deel online wordt aangeboden. Om en om is dit deel vanuit een NG- of vanuit een NT-context geschreven. Dit online materiaal kan geprint worden en heeft dezelfde vormgeving als de P-delen uit het boek. Het online materiaal bevat echter links naar ander online materiaal, bijvoorbeeld filmpjes op YouTube of applets.Indien daar aanleiding toe is, kunnen nieuwe P-delen eenvoudig worden toegevoegd.

2.3.3 Maatschappij (M-delen)

In de M-delen komt het belang van de zojuist geleerde stof in minimaal twee maatschappelijke contexten naar voren. In bepaalde gevallen wordt ook aandacht besteed aan vervolgopleidingen. Bij de informatie, die soms bestaat uit een document terwijl een andere keer een link naar een bepaalde site is opgenomen, is een aantal opdrachten geformuleerd. Indien daar aanleiding toe is, kunnen nieuwe M-delen eenvoudig worden toegevoegd.

2.3.4 Alternatieve informatiebronnen

In samenwerking met externe partners worden in bepaalde gevallen alternatieve bronnen opgenomen. Te denken valt aan experimenten die met de grafische rekenmachine kunnen worden uitgevoerd, maar ook aan bijvoorbeeld experimenten die op universiteiten kunnen worden uitgevoerd.

2.3.5 Toetsen

VoorkennistoetsBij elk hoofdstuk is een voorkennistoets (instaptoets) online beschikbaar. Met de voorkennistoets kunnen de leerlingen nagaan wat ze al van het onderwerp van het hoofdstuk afweten. Door het maken van de opgaven in de voorkennistoets wordt de vereiste voorkennis geactiveerd.


Diagnostische toetsMet behulp van de online diagnostische toets kan de leerling zichzelf ‘overhoren’. Deze toets is vooral bedoeld om te kijken of de leerling de rode draad van het hoofdstuk heeft begrepen.

2.4 Online materiaal voor de docent

De ePack-licentie geeft u toegang tot de eindtoetsen, de docentenhandleiding en de digiboeken (pdf van het complete leeropdrachtenboek). Ook is al het digitale leerlingenmateriaal in het ePack opgenomen.

2.4.1 Eindtoetsen

De eindtoetsen worden aangeboden in twee verschillende vormen: als pdf-bestand (voor AcrobatReader) en als doc-bestand (voor Word):• Het pdf-bestand kan meteen worden afgedrukt. U gebruikt het als u de toets wilt afnemen die de auteurs van Nova hebben geschreven.• Het Word-bestand is handig als u een toets wilt veranderen, bijvoorbeeld om een alternatieve versie te maken voor een parallelklas. Overigens wordt er van elke eindtoets een A-versie en een B-versie aangeboden: bijvoorbeeld voor een parallelklas of voor een herkansing.

2.4.2 Digiboek

Met Digiboek kunnen het leeropdrachtenboek en het uitwerkingenboek digitaal worden weergegeven met een beamer of via een digitaal schoolbord.

2.4.3 Practica

In deze handleiding zijn – indien relevant – tips en extra aanwijzingen gegeven bij de experimenten. Daarnaast zijn alle experimenten als Worddocument opgenomen, zodat u ze naar eigen inzicht of omstandigheden kunt wijzigen. Zie daarvoor hoofdstuk 3 van deze docentenhandleiding.

5 Materialenlijst

3 Hoofdstuk voor hoofdstuk

3.1 Hoofdstuk 11 Materialen

3.1.1 UitgangspuntenHet theoretisch deel van dit hoofdstuk behandeld materialen. Omdat het micro-meso-macro denken in het nieuwe examenprogramma een grote rol speelt worden deze relatief nieuwe begrippen in het begin van het hoofdstuk uitgebreid behandeld. Omdat structuren op micro- en mesoniveau voor alle materialen gevolgen hebben voor hun eigenschappen op macroniveau, zijn de materiaalsoorten die de leerlingen moeten kennen in dit hoofdstuk verzameld. Het is van groot belang de leerlingen in hun denken en formuleren te leren de micro-, meso- en macroniveau goed uit elkaar te houden. Probeer ze aan te leren deze begrippen niet in één zin door elkaar te laten gebruiken.

In de eerste paragraaf worden de begrippen micro, meso en macro uitgelegd en zijn er enkele voorbeeldopgaven met reeds bekende deeltjes. Er wordt in deze paragraaf verder gegaan met het macroniveau, de eigenschappen van stoffen, waarbij enkele voorbeelden worden gegeven hoe deze eigenschappen kunnen worden gemeten. Zonder dat de details op microniveau bekend zijn worden begrippen als thermoharder en thermoplast al uitgelegd en wordt het belang van mesostructuren aangegeven. In de tweede paragraaf worden metalen en keramische materialen behandeld. Na behandeling van de eigenschappen, voorraden van metalen in de wereld volgt da de behandeling van legeringen en hoe de eigenschappen hiervan op microniveau kunnen worden verklaard. Na uitleg over het verschil tussen klassiek en technisch keramiek volgt dan een andere indeling van de keramiek, namelijk ionogene en covalente keramiek. In paragraaf drie worden de additiepolymeren behandeld waarbij meer aandacht is gegeven aan de reactiemechanisme met radicale initiatie en micro-macro opgaven. In de vierde paragraaf worden de condensatiepolymeren behandeld. Nu de leerlingen veel meer weten over de opbouw van polymeren op microniveau wordt in paragraaf vijf teruggegaan naar de eigenschappen van allerlei materialen en composieten maar met name van polymeren, in relatie tot hun micro- en mesostructuren. Ook worden enkele moderne toepassingen besproken.

Aan het eind van dit hoofdstuk worden enkele Scheikunde Olympiade vragen en eindexamenvragen behandeld om dit gedeelte op examenniveau te kunnen afsluiten.

3.1.2 Filmpjes

https://www.youtube.com/watch?v=Y2sqJQGSUGY

Piëzo elektrische kristallen kunnen beweging omzetten in een elektrisch stroompje. Grootschalige toepassing van dit materiaal is lastig, omdat het giftig lood bevat. Beatriz Noheda, onderzoeker aan de Rijksuniversiteit Groningen, probeert nog betere piëzo materialen te maken, zonder lood.

5 Materialenlijst

https://www.youtube.com/watch?v=ueUP1n8vvfo

Grafeen is het nieuwe wondermateriaal, maar waarom eigenlijk? In dit korte filmpje wordt de basis van grafeen uitgelegd: het eerste tweedimensionale materiaal.

3.1.3 Voorkennistoets

In de voorkennistoets wordt basiskennis van zouten en worden enkele eenvoudige vragen gesteld over micro- en macroniveau omdat dit op enkele plaatsen in eerdere hoofdstukken sporadisch aan bod is geweest. Ook micro/macrovragen omtrent vanderwaalskrachten en waterstofbruggen komen aan de orde. De naamgeving en soorten reacties van organische verbindingen worden in de voorkennistoets bevraagd, omdat deze kennis nodig is verder te kunnen werken in de polymeerchemie.

3.1.4 Praktijk

P1 NT: Duurzame kunststoffen ; P2 NG ICT: Chemische oase.

P1 is een praktijkdeel waarin het vaak fout gebruikte begrip duurzaamheid en de levenscyclus van een product uitgebreid wordt behandeld. Daarna worden de voorbeelden van PET en PEF als veelgebruikt en mogelijk toekomstig veelgebruikt polymeer uitgewerkt en wordt ingegaan op de vraag of een duurzame PET-fles mogelijk is en op de vraag of de toekomstige grote frisdrankmerken overgaan op het nieuwe PEF-polymeer omdat dit uit biomassa te produceren is. De leerlingen krijgen dan inzicht in de duurzaamheidsproblemen waar de huidige industrie nu voor staat. In de onderzoeksopdracht moeten de leerlingen zich dan ook in deze vragen op micro- en macroniveau verdiepen.

P2 is een praktisch deel waarin enkele aansprekende voorbeelden van toepassingen van polymeren worden besproken om in dorre gebieden zoals woestijnen water te verzamelen. Naar aanleiding van de manier waarop een woestijnkevertje op vergelijkbare manier in de woestijn weet te overleven kunnen mensen in de woestijn met speciale waterbindende netten en dekens ook drinkwater en irrigatiewater verzamelen. hierbij is micro-, meso- en macrodenken weer onmisbaar om de eigenschappen van allerlei waterbindende materialen te verklaren. In de onderzoeksopdracht gaan de leerlingen zelf met dergelijke zelfgekochte materialen aan de slag.

3.1.5 Theorie

In dit hoofdstuk komen naast het micro-, meso- en macrodenken ook de polymeerchemie aan bod. De daarbij benodigde tekenvaardigheden moeten nadrukkelijk getraind worden.

LeerdoelenAan bod komen: Domein A Vaardigheden:– A2 Informatievaardigheden (P-delen)- A5 onderzoeksvaardigheden (P- en T-deel)- A7 Modelvorming (P-deel)

5 Materialenlijst

- A9 Waarderen en oordelen (P-deel)- A10 Toepassen van chemische concepten- A11 Redeneren in concept/contextDomein B Stoffen en materialen in de chemie: - B2 Eigenschappen en modellen- B3 Bindingen en eigenschappen- B4 Bindingen, structuren en eigenschappenDomein C Chemische processen en behoudswetten: - C1 Chemische processen- C4 ReactiekinetiekDomein D Ontwikkelen van chemische kennis - D3 Chemische syntheseDomein E Innovatie en chemisch onderzoek- E1 Chemisch onderzoek

TIMSSVeel scholen besteden aandacht aan TIMSS (classificatie van de opgaven). Bij ieder hoofdstuk zijn de opgaven volgens deze methodiek geclassificeerd.

TIMSS staat voor Trends in International Mathematics and Science Study. De TIMSS-indeling is gebaseerd op handelingswerkwoorden:TIMSS1: Weten (handeling: benoemen, herkennen, toelichten)TIMSS2: Toepassen (handeling: berekeningen, beschrijven, aangeven, gebruiken)TIMSS3: Toepassen (handeling: berekeningen meer variabelen, verbanden leggen, redeneren)TIMSS4: Redeneren (handeling: analyseren, complexe berekeningen, conclusie, voorstel)TIMSS5: Redeneren (handeling: voorspellingen, beoordelen, beargumenteren)

Paragraaf TIMSS1weten

TIMSS2toepassen

TIMSS3toepassen

TIMSS4Redeneren

TIMSS5Redeneren

1 1a, 7, 2, 4, 9a, 9b 1b, 3, 5, 8, 9c tm e

9 f

2 10 tm 16, 18e.

17, 18a tm d

3 32a, 32c,

19 tm 21, 23, 24, 32b, 32g, 32h

22, 25, 31, 32f,

26 tm 30, 32e

32i

4 33 34a en b, 35a, 36, 39, 40h, 40i,

37, 38, 40e, 40j, 41,

34c, 35b, 40a tm d, 40f, 40g, 42

5 43a, 44, 57a en b

43b, 45, 47, 48,

46, 49, 50, 51, 52, 57c

53, 54, 55, 56, 58

examenopgave 59a en b 59 c en deindopdracht 60

5 Materialenlijst

3.1.6 Per paragraaf

Paragraaf 1

In paragraaf 1 wordt eerst uitgelegd wat er bedoeld wordt met macro-, meso- en microniveau/structuren, waarna er (voorbeeld-)opgaven beschikbaar zijn om dit te trainen. Daarna worden er enkele methodes besproken waarmee materiaaleigenschappen gemeten kunnen worden. Bij de bespreking van macromoleculen wordt alleen ingegaan op meso- en macroniveau en uitgelegd wat het verschil is tussen thermoharders en thermoplasten op deze niveau’s en hoe de eigenschappen op macroniveau kunnen worden beïnvloed door veranderingen op meso-niveau.

Paragraaf 2

in de behandeling van de metalen wordt ingegaan deze worden gewonnen uit ertsen en wordt in enkele voorbeelden berekend hoeveel energie deze winning soms kost. Aangegeven wordt waarom recycling van metalen een grote vlucht heeft genomen en waarom metaalschroot vaak geld oplevert. Het besef wordt benadrukt dat voor technologische toepassingen steeds meer zeldzame mineralen nodig zijn en hergebruik dus steeds belangrijker wordt. Daarna wordt ionogene en covalente keramiek besproken wordt ingegaan hoe de eigenschappen van keramische materialen op microniveau kunnen worden verklaard.

Paragraaf 3

Eerst wordt het reactiemechanisme van een additiepolymerisatie besproken waarin de initiatie- propagatie en terminatiefase aan bod komen. Daarna worden de verschillende etheensubstituten besproken en wat hun invloed is op de verschillende eigenschappen van de resulterende additiepolymeren. Standaard vaardigheden als het tekenen van enkele repeterende eenheden, het berekenen van de molecuulmassa en de polymerisatiegraad van een polymeer, alsmede het herkennen en tekenen van ketengroei en kop/staart addities wordt behandeld. Tenslotte worden de voorwaarden voor de vorming van zijketens en copolymeren besproken.

Paragraaf 4

De kenmerken van condensatiepolymerisatie en stapgroei worden in deze paragraaf behandeld, zodat de leerling deze kan herkennen. Tevens worden de voorwaarden besproken die aan een monom(e)er(en) moet(en) worden gesteld voordat deze kan/kunnen deelnemen in een condensatiepolymerisatie en/of het vormen van zijketens. het verschil tussen polyamides en polyesters wordt gesproken. De leerlingen worden uitgebreid getraind in de basisvaardigheden die nodig zijn om de verschillende types condensatiepolymeren te herkennen, tekenen en te benoemen, al of niet met zijketens.

Paragraaf 5

In deze paragraaf wordt, nu de leerlingen meer weten over de micro-aspecten van polymeren, teruggegaan naar de eigenschappen van materialen en in hoeverre de microstructuren van invloed zijn op de eigenschappen op macroniveau. Met name mechanische eigenschappen zoals treksterkte en elasticiteit worden behandeld, maar ook brandbaarheid, afbreekbaarheid, wateropnemend of waterafstotend vermogen en geleidbaarheid worden in relatie gebracht met

5 Materialenlijst

de meso- en microstructuren van polymeren. Bij supersterke vezels wordt met name gekeken hoe deze bijzondere eigenschappen op microniveau verklaard kunnen worden.

3.1.7 ExperimentenHieronder vindt u aanwijzingen en tips bij de experimenten. Achterin deze handleiding zijn alle experimenten te vinden; deze kunt u desgewenst aanpassen aan uw eigen situatie en/of materialen.

Experiment 1 Materiaaleigenschappen van verschillende zetmeelplastics

Onderzoeksvraag

Wat is de treksterkte van verschillende soorten plastics die van zetmeel gemaakt zijn?

Nodig Nodig voor 15 experimenten:2x bovenweger,125 g zetmeel150 mL 0,1 M zoutzuur150 mL 0,1 M natronloog50 mL glycerol2 druppelflesjes levensmiddelenkleurstof15 x bekerglazen 250 mL, maatcylinder 10 en 25 mL, roerstaven, driepoten, branders, gaasjesstatieven, rolletjes verbandgaas45 x plastic petrischaaltjestouw, gewichtjes

Voorbereiding

Voer deze proef tevoren uit met name om de mate van polymerisatie te beoordelen. Deze kan nogal variëren ten gevolge van de reactietemperatuur- en –tijd.Zorg dat alles klaar staat aan de begin van de les

Werkwijze Zie uitvoering boek.Voor het onderzoek aan zetmeelplastices kan informatie gehaald worden van de site:https://www.wageningenur.nl/upload_mm/1/9/6/36840988-5ea4-47c1-a5a9-760a93ea741a_140217_Scheikunde%20module_bioplastics_plastic%20zonder%20olie.pdf

Veiligheid en milieu

Alles dient na afloop als organisch afval verwijderd te worden.

Experiment 2 Hydratatiewarmte van cement

Onderzoeksvraag Wat is de hydratatiewarmte van cement?

Nodig Nodig voor 15 experimenten:30 x plastic bekertjes15 x roerstaven, thermometers, maatcylinder 10 mL2 x bovenweger400 g snelcement400 g metselzandleidingwater

5 Materialenlijst

Voorbereiding Voer deze proef tevoren uit met name om te kijken hoe snel de thermometer uit het hardende cement getrokken moet worden. Vergeet deze niet tijdig eruit te halen!

Zorg dat alles aan het begin van de proef klaarstaat.

Werkwijze Zie beschrijving experiment. Voor het onderzoek aan beton kan informatie gehaald worden van de site:http://www.scheikundeinbedrijf.nl/Les/index.rails?id=33&module_id=9


Alles kan na afloop in de vuilnisbak gegooid worden.

Experiment 3 Polymelkzuur maken

Onderzoeksvraag Wat zijn de mechanische eigenschappen van zelfgemaakt polymelkzuur?

Nodig nodig voor 15 experimenten:15 x bekerglaasjes 100 mL, roerstaven, branders, driepoten, gaasjes, petrischaaltjes30-50 glasparels250 mL melkzuur20 mL 2,0 M zoutzuur

Voorbereiding Voer deze proef tevoren uit om te zien hoe het melkzuur polymeriseert. Zorg dat alles aan het begin van de proef klaarstaat.

Werkwijze Zie beschrijving experiment


Let op dat leerlingen het melkzuur niet te hard laten koken. Dit kan irritaties aan ogen en luchtwegen veroorzaken door de ronddrijvende melkzuurdampen. Mogelijk is een reflux-opzet met Microchem apparatuur of een grotere demo-opstelling een goed alternatief als men wat langer en harder de oplossing wil laten koken.


Experiment 4 Serieus afbreekbaar bioplastic

Onderzoeksvraag Wat zijn de mechanische eigenschappen en afbreekbaarheid van een polymeer van glycerol en citroenzuur?

Nodig Nodig voor 15 experimenten:Magnetron met draaiplateau en instelbaar vermogen (wattage), rol aluminiumfolie5 x magnetische roermotor;15 x horlogeglazen, glasstaven of lange satéprikkers, bekerglazen 100 mL, verbandgaasjes30 mL glycerol;120 g citroenzuur.

5 Materialenlijst

Voorbereiding Voer deze proef tevoren uit om te bepalen welke mechanische eigenschappen je kunt verwachten en in hoe het vermogen van de magnetron moet worden ingesteld. Zorg dat alles aan het begin van de proef klaarstaat.

Werkwijze Zie beschrijving experiment.



3.1.8 Open onderzoekAan het eind van het hoofdstuk staat een drietal onderzoeksopdrachten. Die zijn praktisch van aard en moeten in overleg met de TOA en/of docent worden opgestart om te beoordelen of de benodigde materialen en chemicaliën beschikbaar zijn. Zorg dat de leerlingen eerst gedegen vooronderzoek doen en niet zonder werkplan of nadenken allerlei stoffen bij elkaar gooien. Laat ze in hun verslag op micro- en mesoniveau verklaringen geven voor de waarnemingen die ze doen. Laat ze vooral ook bespreken of de onderzoeksvraag/ hypothese al of niet beantwoord is.

Voor het onderzoek aan beton kan informatie gehaald worden van de site:http://www.scheikundeinbedrijf.nl/Les/index.rails?id=33&module_id=9

Voor het onderzoek aan superslurpers kan de volgende site geraadpleegd worden of vergelijkbare trefwoorden ingegeven worden:duidelijke onderzoeksvraag.www.fisme.uu.nl/materialen/download.php?bes=10_supe0827.pdf en www.fisme.uu.nl/materialen/download.php?bes=10_supe0828.doc @

3.1.9 MaatschappijM-deel 1 gaat over het bedrijf FejinAramid, een bedrijf van AKZO en Fejin, dat is voortgekomen uit Enka, een dochterbedrijf van AKZONobel. Enka heeft in het verleden de supersterke aramidevezel ontwikkeld waarover AKZONobel later een grimmige patentenstrijd heeft gevoerd met de chemische gigant Dupont. Inmiddels worden er door FejinAramid 3 types aramides met verschillende eigenschappen en toepassingen op de markt gebracht en is het een voorbeeld hoe Nederlands onderzoek kan leiden tot een wereldwijd bekende chemische producten.

M-deel 2 gaat over het beroep materiaaldeskundige. Dit beroep combineert chemische met natuurkundige kennis waarbij de werkzaamheden zich met name in het laboratorium afspelen. Er wordt beschreven met welke apparatuur de materiaaldeskundige werkt en wat het belang is van zijn/haar bevindingen. Er wordt beschreven dat een materiaaldeskundige in een onderzoeksinstelling of –afdeling met name onderzoek doet naar nieuwe materialen, terwijl hij/zij in een productieomgeving vaak kwaliteitscontrole doet.

5 Materialenlijst

3.2 Hoofdstuk 12 Analytische chemie

3.2.1 UitgangspuntenIn het nieuwe eindexamenprogramma komt een aantal onderdelen van de analytische chemie niet meer aanbod: colorimetrie en IR-spectroscopie. Deze onderwerpen en de wet van Lambert Beer zult u in dit hoofdstuk dan ook niet terugvinden. Wel worden de scheidingsmethoden nogmaals behandeld en komen in de laatste paragraaf allerlei verschillende titraties aan bod, zodat het chemisch rekenen en allerlei chemische reacties nogmaals flink geoefend kan worden.

De twee analytische technieken die wel behandeld worden zijn chromatografie, en in het bijzonder gaschromatografie, en massaspectrometrie. In de theorie is veel aandacht voor wat er op microniveau gebeurd bij beide technieken. In de opgaven is aandacht voor verschillende contexten waarbinnen de technieken worden toegepast. Regelmatig wordt de leerling gevraagd in de schoenen van de analytisch chemicus te gaan staan en keuzes te maken in et analyseprotocol. In de opgaves wordt teruggegrepen op alle voorgaande hoofdstukken om de samenhang van de stof te benadrukken.

Door het hoofdstuk heen hoofdstuk worden enkele Scheikunde Olympiade vragen en eindexamenvragen behandeld om dit gedeelte op examenniveau te kunnen afsluiten.

3.2.2 Filmpjes

https://www.youtube.com/watch?v=YBrdFDHTQO4 Een stukje uit CSI waarin met behulp van chromatografie bewijsmateriaal wordt verkregen. Lekker herkenbaar. (1m35s)

https://www.youtube.com/watch?v=7zm0zKidFD4

Deze korte docu vormt onderdeel van een serie van filmpjes over de toepassing van forensische technieken in archeologisch onderzoek. De filmpjes zijn onderdeel van de reizende tentoonstelling 'Cold Cases in Nederlandse Archeologie'. (4m58s)


In de voorkennistoets wordt de basiskennis over scheidingsmethodes opgefrist, notaties van oplossingen van zouten en zuren/basen en de kennis van isotopen. Daarnaast komen de verschillen tussen oplossingen, suspensies en emulsies op macro en microniveau aan bod en de bindingen tussen moleculen.

3.2.4 Praktijk

P1 NG: Doping ; P2 NT ICT: Analyses in de ruimte

In het praktijkdeel ‘Doping’ wordt aandacht besteed aan de rol van d analytisch chemicus bij de opsporing van het gebruik van verboden middelen in de sport. Naast de chemische aspecten wordt ook ingegaan op de ethische kant van het verhaal. ‘Waarom is doping verboden?’, ‘Leidt een verbod op doping tot eerlijke sport?’ en ‘Hoeveel inbreuk mag de anti-

5 Materialenlijst

doping autoriteit op het privéleven van een sporter plegen?’ zijn vragen die aan bod komen. Voor de onderzoeksopdracht wordt de leerling uitgedaagd na te denken over een standaard protocol waarmee een drugstest uitgevoerd zou kunnen worden. Het gaat er hierbij uiteraard niet om tot een bruikbaar protocol te komen, maar wel om de leerling na te laten denken over alle keuzes die gemaakt en gestandaardiseerd moeten worden om tot een eerlijke en reproduceerbare test te komen.

P2 is een praktijkdeel waarin aandacht wordt besteed aan chemische analyses in de ruimte. Waar is men eigenlijk naar op zoek in de ruimte? welke stoffen hoopt men aan te tonen, en wat kan er dan bewezen worden? Deze en andere vragen komen in dit P-deel aan bod. Analyseapparatuur die in de ruimte moet kunnen functioneren moet aan andere eisen voldoen dan apparatuur op een standaard laboratorium. In de onderzoeksopdracht wordt de leerling gevraagd na te denken over het eisenpakket van een GC-MS die in de ruimte moet kunnen functioneren.

3.2.5 TheorieIn dit hoofdstuk komen naast de (gas)chromatografie en massaspectrometrie, scheidingsmethodes en titraties aan de orde.

LeerdoelenAan bod komen:

Subdomein A1. Informatievaardigheden gebruikenSubdomein A4. Studie en beroep (M-delen)Subdomein A5. OnderzoekenSubdomein A7. ModelvormingSubdomein A8. Natuurwetenschappelijk instrumentariumSubdomein A11: Redeneren in termen van context-conceptSubdomein A15: Redeneren over ontwikkelen van chemische kennis

Subdomein B1: DeeltjesmodellenSubdomein B2: Eigenschappen en modellenSubdomein B3: Bindingen en eigenschappen

Subdomein C1: Chemische processenSubdomein C2: Chemisch rekenen

Subdomein D1: Chemische vakmethodesSubdomein D2: Veiligheid

Subdomein E1: Chemisch onderzoek


TIMSS staat voor Trends in International Mathematics and Science Study. De TIMSS-indeling is gebaseerd op handelingswerkwoorden:TIMSS1: Weten (handeling: benoemen, herkennen, toelichten)

5 Materialenlijst

TIMSS2: Toepassen (handeling: berekeningen, beschrijven, aangeven, gebruiken)TIMSS3: Toepassen (handeling: berekeningen meer variabelen, verbanden leggen, redeneren)TIMSS4: Redeneren (handeling: analyseren, complexe berekeningen, conclusie, voorstel)TIMSS5: Redeneren (handeling: voorspellingen, beoordelen, beargumenteren)


TIMSS2toepassen

TIMSS3toepassen

TIMSS4Redeneren

TIMSS5Redeneren

1 1, 2 3, 4, 52 6 9 7, 8, 11 103 14 13, 12 15, 18, 19 16, 174 20, 21 23 24, 25 26, 28 275 29, 30 31 32 33eindopdracht 34

3.2.6 Per paragraaf

Paragraaf 1 In paragraaf 1 wordt aandacht besteed aan de verschillende scheidingsmethoden. Ook komen de belangrijkste reagentia aan bod. De scheidingsmethoden zijn ingedeeld naar stofeigenschap waarop de methodes berusten. En passant worden er heel wat concepten uit klas 4 en 5 herhaald (zuurbasereacties, redoxreacties) en komen er enkele belangrijke begrippen voorbij.

Paragraaf 2 Bij de uitleg van chromatografie als analyse- en scheidingsmethode wordt de nadruk gelegd op het feit dat de verschillende componenten van een mengsel steeds in verschillende mate worden vertraagd. Stoffen dei zich met name in de stationaire fase bevinden worden meer vertraagd dan stoffen die zich met name in de mobiele fase bevinden. Het berekenen van Rf waarden zit niet langer in het examenprogramma en wordt niet behandeld. In plaats daarvan is er meer aandacht voor de chemische achtergrond en manieren om de scheiding te verbeteren. Het begrip analiet wordt geïntroduceerd om verder in het hoofdstuk korter van stof te kunnen zijn. Opgaven 10 en 11 behandelen twee nieuwe chromatografie technieken. Deze technieken zijn geen examenstof, maar zou de leerling op basis van de theorie van deze paragraaf wel meten kunnen begrijpen.

Paragraaf 3 Deze paragraaf behandelt specifiek gaschromatografie. Het begrip retentietijd (tR) moeten de leerlingen kennen en kunnen gebruiken om een stof te kunnen identificeren. Er wordt veel geoefend met het berekenen van concentraties aan de hand van piekoppervlakten. Hierbij wordt ook het begrip ‘interne standaard’ gehanteerd, hoewel dit niet specifiek genoemd is in de syllabus. Hiervoor is gekozen omdat het in de praktijk zeer gebruikelijk is bij gaschromatografie met een interne standaard te werken. Desgewenst zou het rekenwerk met de interne standaard achterwege gelaten kunnen worden. Opgaves 18 en 19 komen dan te vervallen.

5 Materialenlijst

Paragraaf 4 Bij de uitleg van massaspectrometrie is gekozen het scheiden van de brokstukken niet te laten plaatsvinden door afbuiging in een elektrisch veld (sector analysor), maar met de modernere time of flight spectrometer. Het principe is verder uiteraard hetzelfde. In deze paragraaf veel aandacht voor de analyse van de MS-spectra. De Binastabellen in 39D worden uitgebreid gebruikt.

Paragraaf 5In deze paragraaf worden verschillende soorten titraties behandeld. Vanuit het basisprincipe van elke titratie (een aflopende reactie waarvan het eindpunt zichtbaar is/gemaakt kan worden) worden onder andere zuurbase- en redoxtitraties behandeld. Zowel in de tekst als in de opgaven aandacht voor indirecte en terugtitraties, verschillende manieren om het eindpunt te bepalen en titerstellingen.


Experiment 1 TLC-analyse van spinazie-extract

Onderzoeksvraag Hoeveel pigmenten zitten er minimaal in spinazie?

Nodig Nodig voor 15 experimenten:2x bovenweger,500 gram spinazie15 mortieren met stamperschoon zilverzand200 mL aceton15 filterhouders15 filters15 paar rubberen handschoenen50 mL petroleumether15 demiflesjes water15 10 mL maatcilinders15 plastic pipetjes30 reageerbuizen15 reageerbuisrekjes15 rubberen stopjesKeukenzout30 kooksteentjesWaterbad15 TLC-plaatjes van 1,5x9,0 cm15 potloden200 mL loopvloeistof (petroleumether/2-propanol/water, 400 : 48 : 1 volumedelen)15 bekerglazen (9 cm hoog)15 capilairs/gele pipetpuntjes15 afdekglaasjes (horlogeglazen / petrischalen en/of deksels)2x fohn

5 Materialenlijst

Voorbereiding Voer deze proef tevoren uit, met name om te weten hoe de proef er in alle stadia uit ziet. Zet op tijd het waterbad aan in de zuurkast op 80 graden.

Werkwijze Zie uitvoering boek.Benadruk het belang van het tijdig ontluchten van de buis.Niet altijd worden twee mooie lagen verkregen. De scheiding wordt dan minder mooi.Het extract kookt snel droog. De leerlingen kunnen niet weglopen tijdens het inkoken.Het mooiste resultaat wordt verkregen met een capilair, maar een geel pipetpuntje volstaat ook (zonder pipet eraan!). Hoe kleiner en geconcentreerde de stip, hoe mooier de scheiding. Tussentijds drogen met een föhn helpt.De looptijd is ongeveer een kwartier. Bij korte lesuren kunt u ervoor kiezen de chromatogrammen zelf te stoppen (vergeet niet het front aan te geven!) en er de volgende les verder mee te werken.

Dit experiment is goed te combineren met experiment 2. U kunt de klas opsplitsen over beide proeven, of elk groepje beide experimenten uit laten voeren. Eventueel kunt u het mooiste extract van experiment 1 gebruiken om experiment 2 als demonstratie uit te voeren


In verband met de vluchtige organische oplosmiddelen kan deze proef zonder zuurkast niet uitgevoerd worden. Zorg voor voldoende ventilatie in het lokaal.Alles dient na afloop als organisch afval verwijderd te worden.

Experiment 2 Zuivering van pigmenten uit spinazie-extract

Doel Het zuiveren van pigmenten uit spinazie

Nodig Nodig voor 15 experimenten:15x spinazie-extract van exp 115x kolommetje met kraantje (microchemdoos)100 gram siliciumdioxidepoeder200 mL loopvloeistof (petroleumether/2-propanol/water, 400 : 48 : 1 volumedelen)15x statief met klem15x klein propje watten15 (klein) bekerglas/erlenmeyer30x plastic pipetje15 x 5 reageerbuizen in rekje

Voorbereiding Voer de proef een keer uit van tevoren. Als u geen microchemdozen heeft volstaat een kleine injectiespuit met naald en rubber stop als ‘kraantje’ ook prima.

Werkwijze Als in boek.


Alles dient na afloop als organisch afval verwijderd te worden.De siliciumdioxide kan eventueel hergebruikt worden.

5 Materialenlijst

Experiment 3 Gaschromatografie met de nano2 (Demo)

Doel Het tastbaar maken van gaschromatografie

Nodig nano2IP-coach, aangesloten op smartboardAardgas, gasaansteker, butagas, gas uit een deodorant/haarlakspuitbusEen aantal schone injectiespuiten

Voorbereiding Zorg dat de opstelling klaarstaat en getest is. Vergeet het pompje niet aan te zetten.Vul eventueel een paar potjes alvast met spuitbusgas. Deksels met een septum zijn hiervoor erg handig.

Werkwijze Injecteer de verschillende monsters na elkaar. Vraag eventueel aan de klas of iemand een aansteker of spuitbus ter analyse wil aanbieden.Aanstekers met een wieltje werken het best: die kun je gewoon openzetten zonder vlam.Gebruik steeds een schone spuit om vervuiling van het monster tegen te gaan.Door de chromatogrammen steeds over elkaar in het zelfde chromatogram op te nemen kunnen de retentietijden van de verschillende gassen goed met elkaar vergeleken worden.


-

Experiment 4 Gehaltebepaling hypochloriet in bleekwater

Onderzoeksvraag Wat is het gehalte natriumhypochlorier in bleekwater?

Nodig Nodig voor 15 experimenten:100 gram bleekwater of bleekhoudende WC-reiniger15 kleine bekerglazen15x 100 mL maatkolf met stop15 demiwaterflesjes15x 10 mL volpipet15x 250 mL erlenmeyer met stop15x maatcilinder 100 mL500 mL 2 M zwavelzuur1,0 L 0,1 M KI-oplossing15x buret in statief1,0 L 0,100 M natriumthiosulfaatoplossing20 mL 1% zetmeeloplossing

Voorbereiding Voor de titratie van te voren een keer uit.

Werkwijze Laat de zwavelzuuroplossing toevoegen in de zuurkast, eventueel met behulp van een dispenser. Dit voorkomt dat het hele lokaal naar chloor gaat ruiken.

5 Materialenlijst


Zwavelzuur is corrosief. Wees voorzichtig met gebruik. Na afloop kan alles door de gootsteen gespoeld met overvloedig water.

3.2.8 Open onderzoekAan het eind van het hoofdstuk staat een tweetal onderzoeksopdrachten. Die zijn praktisch van aard en moeten in overleg met de TOA en/of docent worden opgestart om te beoordelen of de benodigde materialen en chemicaliën beschikbaar zijn. Zorg dat de leerlingen eerst gedegen vooronderzoek doen en niet zonder werkplan of nadenken allerlei stoffen bij elkaar gooien. Laat ze in hun verslag ook ingaan op de nauwkeurigheid van hun bepaling.

3.2.9 MaatschappijM-deel 1 gaat over het Nederlands Forensisch Instituut (NFI). Het NFI legt zich toe op het verzamelen en analyseren van forensisch bewijs. Door de toenemende technische mogelijkheden wordt forensisch bewijs steeds belangrijker in een rechtszaak. Het NFI doet naast forensisch onderzoek, actief aan kennisoverdracht en wetenschappelijk onderzoek naar nieuwe en betere analysetechnieken.

M-deel 2 gaat over de werking van een MRI-scan. Met behulp van een MRI-scan kan er in het lichaam van een patiënt gekeken worden zonder het daadwerkelijk open te maken. Een MRI-scan wordt vaak gebruikt om een scan te maken van zacht weefsel omdat hij onderscheid kan maken tussen vetweefsel, kraakbeen en bloedvaten. De detaillering van een MRI-scan is tot op 0,3 mm nauwkeurig.

5 Materialenlijst

3.3 Hoofdstuk 13 Chemie van het leven

3.3.1 UitgangspuntenEr is in dit hoofdstuk gekozen voor een functionele benadering van de biochemie. In de eerste paragraaf wordt uitgelegd op welke principes het leven berust. De cel, als kleinste eenheid van het leven wordt behandeld, met de belangrijkste organellen. In de volgende paragrafen wordt telkens een type biomolecuul behandeld, waarbij steeds de functionaliteit van het molecuul gekoppeld wordt aan de chemische eigenschappen.

Ten opzichte van het oude examenprogramma is er weinig veranderd. De begrippen translatie en transcriptie hoeven niet meer gekend te worden. De rol van tRNA is belangrijker en er ligt meer nadruk op transport en afbraak.

Door het hoofdstuk heen hoofdstuk worden enkele Scheikunde Olympiade vragen en eindexamenvragen behandeld om dit gedeelte op examenniveau te kunnen afsluiten.

3.3.2 Filmpjes

https://www.youtube.com/watch?v=tpBAmzQ_pUE Een Amerikaans filmpje ter introductie van de biochemie. Het is wat bombastisch, maar bevat erg mooie animaties. (3m49s)

http://keuringsdienstvanwaarde.kro.nl/seizoenen/2014/afleveringen/06-02-2014Een aflevering van de keuringsdienst van waarde over broodverbeteraar, gemaakt van mensenhaar. Deze wat langere video is geschikt voor wat later in het hoofdstuk en geeft stof voor een ethische discussie: Hoe erg is dat eigenlijk: mensenhaar in brood? Reacties gegarandeerd!(24m56s)


In de voorkennistoets vooral aandacht voor de koolstofchemie en polymeerchemie. Ook komen begrippen als emulgator en hydrofobiciteit aan de orde.

3.3.4 Praktijk

P1 NT: Drugdesign: medicijnen van de ontwerptafel ; P2 NG ICT: Botox

In het praktijkdeel ‘Drugdesign: medicijnen van de ontwerptafel’ komen de verschillende manieren waarom medicijnen worden ontwikkeld aan de orde; van de ouderwetse manier van trial en error tot het moderne molecular modelling. Een aantal tot de verbeelding sprekende voorbeelden passeert de revue: antibiotica, Viagra en HIV-medicijnen. In de onderzoeksopdracht mag de leerling zelf in de huid kruipen van de medicijnontwerper.

P2 is een praktijkdeel waarin aandacht wordt besteed aan het populaire verjongingsmiddel Botox. Na het lezen van dit P-deel weet de leerling waar botox vandaan komt, hoe het werkt en wat de gevaren zijn. De leerling mag zelf een oordeel vellen over de wenselijkheid van de

http://keuringsdienstvanwaarde.kro.nl/seizoenen/2014/afleveringen/06-02-2014

https://www.youtube.com/watch?v=tpBAmzQ_pUE

5 Materialenlijst

wijdverbreide toepassing. In de onderzoeksopdracht mag de leerling aan de slag met het maken van een wetenschappelijke poster over de verschillende botuline toxine producerende bacteriestammen.

3.3.5 TheorieIn dit hoofdstuk worden alle belangrijke biomoleculen zowel op functioneel niveau als op chemisch niveau behandeld.

LeerdoelenAan bod komen:

Subdomein A4. Studie en beroep (M-delen)Subdomein A5. OnderzoekenSubdomein A7. ModelvormingSubdomein A8. Natuurwetenschappelijk instrumentariumSubdomein A9. Waarderen en oordelen (P-delen)Subdomein A10: Toepassen van chemische conceptenSubdomein A11: Redeneren in termen van context-conceptSubdomein A12: Redeneren in termen van structuur-eigenschappen

Subdomein B3: Bindingen en eigenschappenSubdomein B4: Bindingen, structuren en eigenschappen

Subdomein C1: Chemische processenSubdomein C2: Chemisch rekenen

Subdomein E2: Selectiviteit en specificiteit

Subdomein G1: Chemie van het leven


TIMSS staat voor Trends in International Mathematics and Science Study. De TIMSS-indeling is gebaseerd op handelingswerkwoorden:

TIMSS1: Weten (handeling: benoemen, herkennen, toelichten)TIMSS2: Toepassen (handeling: berekeningen, beschrijven, aangeven, gebruiken)TIMSS3: Toepassen (handeling: berekeningen meer variabelen, verbanden leggen, redeneren)TIMSS4: Redeneren (handeling: analyseren, complexe berekeningen, conclusie, voorstel)TIMSS5: Redeneren (handeling: voorspellingen, beoordelen, beargumenteren)


TIMSS2toepassen

TIMSS3toepassen

TIMSS4Redeneren

TIMSS5Redeneren

1 2, 3 1 5 4

5 Materialenlijst

2 6a&b, 7, 8

9 6c-e, 10 11, 12

3 13, 15 14 16, 174 18, 19 20, 21, 22,

25, 2623, 24 27a-c 27d

5 29 28, 32 30 316 36,

37a&b33, 34, 35, 37c

37d

eindopdracht 38

3.3.6 Per paragraaf

Paragraaf 1 In paragraaf 1 wordt de cel als eenheid van leven geïntroduceerd. Er is veel aandacht voor de chemische kant van deze structuur. De verschillende belangrijke biomoleculen worden benoemd. Er licht vrij veel nadruk op de cel als waterig systeem met verschillende compartimenten die van elkaar afgescheiden zijn met behulp van membranen. Nieuw in het examenprogramma is nadruk op transport. Daarom komen de verschillende manieren van transport over het membraan aan bod. Belangrijk om te benadrukken is dat bij alle vormen van passief transport er altijd sprake is van een verdelingsevenwicht. Het netto transport kan één richting uit gaan, maar op microniveau gaan de moleculen beide kanten op. Opgave 4 besteed hier aandacht aan.

Paragraaf 2 Zowel de structuur als de verschillende functies van vetten en oliën komen aan bod. Ook de manier waarom vetten en vetzuren door het lichaam getransporteerd worden, door middel van lipoproteinen, wordt behandeld. Omdat verzeping geen onderdeel meer is van het examenprogramma komt dit type reactie alleen voorbij in een opgave. Hydrolyse van vetten behoort wel nog tot het examenprogramma.

Paragraaf 3 Deze vrij korte paragraaf behandelt de verschillende koolhydraten. De verschillen in functie tussen mono, -di- en polysacharides worden vanuit een chemisch oogpunt verklaard. Oplosbaarheid speelt daarbij een belangrijke rol, zowel om het transport te vergemakkelijken (monosacharides) als om de osmotische waarde tijdens opslag te voorkomen (polysacharides).

Paragraaf 4 Bij de behandeling van eiwitten is ervoor gekozen om iets breder uit te leggen dan het examenprogramma vereist, door ook de vorming van de zwavelbrug te behandelen. Nieuw in het examenprogramma is kennis over de afbraak van eiwitten tot onder andere ureum. In de opgaven veel tekenwerk, maar ook veel denkvragen over functie van aminozuren.

Paragraaf 5Een aparte paragraaf over enzymen met aandacht voor binding van substraat en product aan het actieve centrum. In de opgaven wordt gevraagd voor deze processen de evenwichtsvoorwaarde op te stellen. Ook is er aandacht voor de manier waarop een verandering in pH de lading van aminozuren verandert en zo ook de binding van substraat en/of product.

5 Materialenlijst

Paragraaf 5In de laatste paragraaf komen DNA en RNA aan bod. In het examenprogramma meer aandacht voor RNA, met name voor tRNA. Begrippen als translatie en transcriptie hoeven niet gekend te worden. Ook de complementaire streng komt niet meer aan bod, maar omdat uitleg van het principe wel erg lastig is zonder het dubbelstrengskarakter te benoemen, komt de term ‘complementair’ in de tekst wel aan bod. Bij de behandeling zult u ten opzichte van vorige jaren meer aandacht aan de eiwitsynthese moeten besteden, en in het bijzonder aan de functie van tRNA.


Experiment 1 Eiwitdenaturatie

Doel Verschillende manieren van eiwitdenaturatie zichtbaar maken

Nodig Nodig voor 15 experimenten:15 eieren30 bekerglazen45 reageerbuizen15 reageerbuisrekjes60 plastic pipetjes50 mL wasbezine45 rubberen stopjes15 bunzenbranders15 reageerbuisknijpers50 mL 1 M zwavelzuuroplossing50 mL 1 M natronloog

Voorbereiding Voer deze proef tevoren uit, met name om te weten hoe de proef er in alle stadia uit ziet. Zwavelzuur en natronloog kunnen eventueel in een doseerdispenser.

Werkwijze Zie uitvoering boek.Bijna alle vet van het ei zit in het eigeel (en ook het meeste eiwit, trouwens). De gele kleur is wateroplosbaar

Dit experiment is goed te combineren met experiment 2. U kunt de klas opsplitsen over beide proeven, of elk groepje beide experimenten uit laten voeren. Eventueel kunt u het mooiste extract van experiment 1 gebruiken om experiment 2 als demonstratie uit te voeren


In verband met de vluchtige organische oplosmiddelen kan deze proef zonder zuurkast niet uitgevoerd worden. Zorg voor voldoende ventilatie in het lokaal.Alles dient na afloop als organisch afval verwijderd te worden.

Demonstratie Experiment 2 Kiwi en yoghurt

Doel Enzymactiviteit zichtbaar maken.

5 Materialenlijst

Nodig Nodig voor 1 demonstratie:2 rijpe kiwi’sGelatine (poeder)2 petrischalen2 demobuizen100 mL yoghurt2 roerstaven

Voorbereiding Pureer 1 ½ kiwi. Deel de kiwipuree in tweeën. Één deel van de puree verwarmen tot 80 °C. Het andere deel gekoeld bewaren. De halve kiwi die over is in plakjes snijden. Één plakje overgieten met kokend water en enige tijd laten staan.Bereid volgens de gebruiksaanwijzing ongeveer 20 mL gelatine met water. Leg het gekookte plakje kiwi en een ongekookt plakje kiwi elk in een eigen petrischaal. Overgiet de plakjes met gelatine en laat stollen. Noem de petrischalen A en B. Laat een nacht staan. Als het goed is stolt de gelatine met de gekookte kiwi goed, maar wordt de gelatine rond de ongekookte kiwi afgebroken. Dit gebeurt onder invloed van een enzym uit kiwi, actinidine, dat eiwitten afbreekt.

Werkwijze Als in boek. Meng eventueel een beetje water door de yoghurt om het mengen beter te laten gaan. Afhankelijk van de rijpheid van de kiwi gaat de yoghurt met ongekookte kiwi binnen 5 tot 15 minuten schiften


Alles kan door de gootsteen en/of in de prullenbak. Wanneer u de proef buiten het lab uitvoert, kan de yoghurt met kiwi ook geproefd worden. De yoghurt wordt erg bitter.

Experiment 3 Katalase

Onderzoeksvraag Wat is het temperatuursoptimum van katalase?

Nodig Nodig voor 15 experimenten:15x 5 reageerbuizen3% waterstofperoxideoplossing15x 5 verschillende stukjes levende (plakje rauwe aardappel, een stukje rauw gehakt,stukje verse lever) en dode (plakje gare aardappel, gebraden gehakt, leverworst, stukje hout) materialen15x opstelling om gasontwikkeling te meten (NOVA4 H2 Experiment 3)15x thermometer100 mL gistsuspensie (elk groepje 2 temperaturen)WaterkokerIjsblokjes15x plastic bak of afwasteiltje15x stopwatch

Voorbereiding Verzamel levende en dode materialen. In totaal 5 verschillende materialen is al wel aardig. Meer mag, maar dat kost meer glaswerk. Probeer de proef even uit. Waterstofperoxideoplossingen lopen nog wel eens achteruit in activiteit.

5 Materialenlijst

Zorg voor voldoende ijsblokjes en heet water om uiteenlopende temperaturen te kunnen testen.

Werkwijze Als in boek.Zet een excelsheet klaar om de resultaten in te verzamelen zodat direct een grafiek gemaakt kan worden van de gezamenlijke resultaten. U kunt de kale cijfers ook rondmailen en de leerlingen hun excelvaardigheden laten oefenen met de opdracht.


Pas op het kokend water.Alle materialen kunnen door de gootsteen en/of in de prullenbak.

Experiment 4 DNA extractie uit banaan

Doel DNA zichtbaar maken.

Nodig Nodig voor 15 experimenten:15 rijpe bananen15x vork15x snijplank15x bekerglas 250 mL15x bekerglas 500 mL15x thermometer15x maatcilinder 100 mL150 mL afwasmiddel15x demiwaterflesje50 gram NaCl50 mL ijskoude 96% ethanol15x bunzenbrander15x driepoot met gaas15x roerstaaf15x trechter15x filter100 ml flesje met dop15x Reageerbuis15x Pasteurpipet15x haakje

Voorbereiding Zet voldoende ethanol op ijs. Het is belangrijk dat het ijskoud is.Probeer de proef een keer uit zodat u weet hoe het eruit moet zien.Haakjes zijn goed te maken door het uiteinde van een pasteurspipet in een hete vlam te smelten.

Werkwijze Als in boek. Het DNA is duidelijk een draderige structuur.


Na afloop kan alles door de gootsteen gespoeld en/of in de prullenbak.

5 Materialenlijst

3.3.8 Open onderzoekAan het eind van het hoofdstuk staat een tweetal onderzoeksopdrachten. De één is praktisch van aard, en vereist de beschikking over een eiwitelectroforese systeem. Vaak is zoiets bij de biologiesectie wel aanwezig. Het is een mooie kans om eens vakoverstijgend bezig te zijn. De tweede onderzoeksopdracht is een kennismaking met bio-informatica. De leerlingen maken kennis met de enorme hoeveelheid data op internet en leren hoe ze daarin kunnen zoeken. Voor u leerlingen met deze opdracht aan de gang laat gaan, is het raadzaam zelf de opdracht eens uit te voeren, zodat u een beetje wegwijs bent in de database.

3.3.9 MaatschappijM-deel 1 gaat over het de studie bioprocestechnologie. Veel levensmiddelen worden gemaakt met behulp van micro-organismen. Hoe op industriële schaal met micro-organismen geproduceerd kan worden leer je bij deze opleiding.

M-deel 2 gaat over genetisch gemodificeerde organismen (GMO’s). Leerlingen die dit M-deel doorlopen worden uitgedaagd de standpunten van voor- en tegenstanders genuanceerd te verwoorden.

5 Materialenlijst

3.4 Hoofdstuk 14 Groenere chemische industrie

3.4.1 UitgangspuntenIn dit hoofdstuk wordt de bijdrage van de chemische industrie aan de welvaart en het welzijn in onzesamenleving besproken, zoals het maken van voedsel, kleding, medicijnen en materialen. De noodzaak van voortdurend onderzoek naar steeds efficiëntere processen en katalysatoren wordt daarin regelmatig benadrukt. Ook wordt het besef dat we de afgelopen honderd jaar veel milieuschade hebben veroorzaakt en onomkeerbare roofbouw hebben gepleegd op de grondstoffen uit de aarde, uitgebreid onder de aandacht gebracht. De nieuwe elementen rondom de groene chemie in het examenprogramma worden behandeld, inclusief industriële berekeningen rond energie- en massabalans.

In de eerste paragraaf maken de leerlingen kennis met de benodigde begrippen van industriële chemie en het maken van blokschema’s. De noodzaak van de ontwikkeling en het gebruik van katalysatoren, continue- of batchprocessen en scheidingsmethoden komt uitgebreid aan de orde. In paragraaf twee wordt aandacht besteed aan het energieverbruik in Nederland en hoe het energieverbruik van industriële processen en hoe de uitstoot van ongewenste afvalproducten kan worden geminimaliseerd. Aspecten als energiebalans, warmtewisselaars en duurzame economie komen daarbij aan de orde. In paragraaf drie komen de twaalf uitgangspunten van de groene chemie aan de orde. Deze worden gekoppeld aan begrippen als massabalans, rendement, atoomeconomie en de E-factor. In de vierde paragraaf worden veiligheids- en milieuaspecten behandeld die te maken hebben met de chemische industrie. Het GHS-systeem, gevarenaanduidingen, de werkwijze van de MER-richtlijnen en de afvalproblematiek komen hierbij aan de orde. Afvalscheiding en grondstofproblematiek komen uitgebreider in paragraaf vijf aan de orde, waarbij de atoomeconomie en de E-factor worden toegepast om daarmee de afvalstromen van een proces te bestuderen. De inzet van grondstoffen van biologische oorsprong en de productie van afbreekbare kunststoffen wordt behandeld als mogelijkheden om de afval- en grondstofproblematiek te bestrijden.

3.4.2 Filmpjes

https://www.youtube.com/watch?v=G1e5D4Uf4HwTwee middelbare scholieren uit de VS die uitleggen hoe kunststoffen worden gemaakt en gerecycled.

https://www.youtube.com/watch?v=HPRURtORnisDe vierde industriële revolutie: de visie op de toekomst


In de voorkennistoets wordt basiskennis getoetst van het opstellen van reactievergelijkingen uit een beschrijving, het molrekenen, het kunnen opstellen van beschouwingen over evenwichten en het maken van energieberekeningen in reacties. Verder wordt het opstellen van polycondensatiereacties getoetst, alsmede het afwisselend kunnen denken op micro-, meso- en macroniveau.

https://www.youtube.com/watch?v=HPRURtORnis

https://www.youtube.com/watch?v=G1e5D4Uf4Hw

5 Materialenlijst

3.4.4 Praktijk

P1 NG: Duurzame energie; P2 NT (ICT): Nieuwe toekomst voor steenkool?

In het praktijkdeel Duurzame energie in het leerboek worden eerst de verschillen tussen eerste, tweede en derde generatie biobrandstoffen uitgelegd. Aan de hand van enkele aansprekende praktijkvoorbeelden zoals de nieuwe bioethanol fabriek van DSM in het hart van de Verenigde Staten die uit maisafval op commerciële basis bioethanol produceert voor gebruik als voertuigbrandstof. Een ander voorbeeld is de proeffabriek van de Universiteit Wageningen voor de productie van biodiesel uit algen. Vervolgens wordt ingegaan op de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van de waterstofauto en welke technische problemen daarbij zijn overwonnen voordat de productie van de eerste commerciële modellen kon beginnen. Gewezen wordt op de uitdaging om voldoende waterstof op duurzame wijze te produceren. In de onderzoeksopdracht moeten de leerlingen met behulp van de aangeleerde vaardigheden uit het hoofdstuk nagaan hoe duurzaam de productie van bioethanol uit landbouwafval eigenlijk is en hoe deze duurzaamheid kan worden verbeterd.

P2 is een praktisch deel waarin een mogelijk nieuwe toekomst beschreven wordt voor steenkool. Dit is een controversieel onderwerp omdat steenkool wordt gezien als een uitermate vervuilende fossiele brandstof. Door de toepassing van andere processen zoals kolenvergassing en het Fisher-Tropsch proces kan steenkool niet alleen schoon verbrand worden, maar ook dienen als grondstof voor vloeibare brandstoffen. Na uitleg over de werkwijze van aardgascentrales, STEG-eenheden en moderne kolencentrales en kolenvergassers worden deze nieuwe processen, inclusief de voor- en nadelen van deze werkwijze, uitgebreid in beeld gebracht.

3.4.5 Theorie

De volgende vaardigheden en kennis komen in dit hoofdstuk aan bod:

Domein A Vaardigheden:– A2 Informatievaardigheden (P-delen)- A5 onderzoeksvaardigheden (P- en T-deel)- A7 Modelvorming (P-deel)- A9 Waarderen en oordelen (P-deel)- A10 Toepassen van chemische concepten- A11 Redeneren in concept/contextDomein C Chemische processen en behoudswetten: - C3 Behoudswetten en kringlopen (CE)- C8 Technologische aspecten (SE)- C9 Kwaliteit van energie (SE)Domein D Ontwikkelen van chemische kennis - D2 Veiligheid (SE)Domein E Innovatie en chemisch onderzoek- E3 Duurzaamheid (SE)- E4 Nieuwe materialen (SE)- E5 Onderzoek en ontwerp (SE)Domein F Industriële (chemische) processen- F1 Industriële processen(CE)- F2 Groene chemie (CE)

5 Materialenlijst

- F3 Energieomzettingen (CE)- F4 Risico en veiligheid (SE)- F5 Duurzame productieprocessen (SE)Domein G Maatschappij, chemie en technologie- G2 Milieueffectrapportage (CE)- G3 Energie en industrie (CE)- G4 Milieueisen (SE)- G5 Bedrijfsprocessen (SE)


TIMSS staat voor Trends in International Mathematics and Science Study. De TIMSS-indeling is gebaseerd op handelingswerkwoorden:TIMSS1: Weten (handeling: benoemen, herkennen, toelichten)TIMSS2: Toepassen (handeling: berekeningen, beschrijven, aangeven, gebruiken)TIMSS3: Toepassen (handeling: berekeningen meer variabelen, verbanden leggen, redeneren)TIMSS4: Redeneren (handeling: analyseren, complexe berekeningen, conclusie, voorstel)TIMSS5: Redeneren (handeling: voorspellingen, beoordelen, beargumenteren)


TIMSS2toepassen

TIMSS3toepassen

TIMSS4Redeneren

TIMSS5Redeneren

1 1, 2, 3a tm c, 4a, 5 a tm c, 6 a tm c,

3d en e, 4b tm e, 5 d tm f, 6d tm h,

2 7a 8 a en b, 9 a, c, e en f

7b tm d, 8c, 9b, d en g, 10

3 11, 12, 13, 14 a tm c, 15a tm c

17a 14d en e, 15d, 16, 17b

4 20, 22, 23a, 28a en e,

21, 23b tm d, 26a tm c

18a tm c, 19b, d tm f,

18d, 19a en c, 28b, c, f en g

24, 25, 26d, 27, 28d en h,

5 32b 30a tm d 29, 30f en g, 31, 32a

30e, 33

examenopgave 34 c 34 a, b, d en e

eindopdracht 35

3.4.6 Per paragraaf

Paragraaf 1 In de eerste paragraaf maken de leerlingen kennis met de verschillende fasen die een fabriek moet doorlopen voordat een echte fabriek van start gaat, namelijk de R&D-fase, de

5 Materialenlijst

proeffabriek-fase en het bouwen en testen van de echte fabriek. Het nut van blokschema’s wordt hierbij duidelijk omdat deze schema’s vaak op grote besturings- en monitoring displays in de controlekamer zichtbaar zijn. Het verschil tussen de fijnchemie en bulkchemie en batch- en continuproces wordt uitgelegd waarna aan de hand van voorbeelden de leerlingen keuzes kunnen maken voor het meest voor de hand liggende proces aan de hand van de verschillende kenmerken en voor- en nadelen van deze processen. Ook komt het vaak noodzakelijke gebruik van katalysatoren en voorbewerkingsprocessen aan de orde.

Paragraaf 2 In paragraaf twee wordt aandacht besteed aan het energieverbruik in Nederland en hoe het energieverbruik van industriële processen en hoe de uitstoot van ongewenste afvalproducten kan worden geminimaliseerd. Het opstellen van een energiebalans van een proces wordt uitgelegd, mede aan de hand van voorbeeldopgaven. De toepassing van warmtewisselaars in een proces met exotherme en endotherme reacties wordt beschreven zodat duidelijk wordt dat door een goed ontwerp er zo min mogelijk energie van buiten hoeft te worden toegevoerd. Het wordt duidelijk gemaakt dat katalysatoren hierin een onmisbare rol spelen en er daarom nog veel onderzoek naar betere katalysatoren in bestaande en nieuwe processen nodig blijft. De multifuelcentrale wordt als voorbeeld gebruikt van een nieuwe centrale waarin ook biomassa op een duurzame wijze verbrand kan worden, dankzij de toepassing van nieuwe technologieën en katalysatoren.

Paragraaf 3 In paragraaf drie komen de twaalf uitgangspunten van de groene chemie aan de orde. Duidelijk wordt gemaakt dat het rendement en de atoomeconomie van een proces zo hoog mogelijk moeten zijn en de E-factor dicht mogelijk bij nul. Daarvoor is het nodig om op basis van reactievergelijkingen, procesgegevens en blokschema’s deze parameters te kunnen berekenen. Dit wordt geoefend, waarbij ook begrippen als massabalans en elementenbalans worden gebruikt. Het principe “cradle-to-cradle” wordt behandeld door uit te gaan van volledig hergebruik van de resten van een product aan het eind van de levenscyclus.

Paragraaf 4 In de vierde paragraaf worden veiligheids- en milieuaspecten behandeld die te maken hebben met de chemische industrie. Het GHS-systeem en andere gevaren- en preventieaanduidingen komen aan de orde. De eisen die worden gesteld aan een milieu-effectrapportage (MER) worden behandeld waarin aspecten als duurzaamheid, milieubelasting en veiligheid uitgebreid gerapporteerd moeten worden voor het verkrijgen van een vergunning. Dat dit noodzakelijk is wordt duidelijk uit de indringende beschrijving van de wereldwijde afvalprobleem, zoals de plastic soep op de oceanen.

Paragraaf 5In de laatste paragraaf wordt duidelijk gemaakt dat afval- en grondstofscheiding onmisbaar is om grondstoffen op grote schaal te hergebruiken. Hoe zuiverder de herwonnen grondstof, hoe hoogwaardiger het afval wordt. Er wordt geoefend met berekeningen waarom scheiding van metalen met name energiebesparing oplevert. Voor hergebruik van thermoplasten wordt verduidelijkt hoe deze met bepaalde coderingen zoveel mogelijk gescheiden kunnen worden en waarom de ene thermoplast beter herbruikbaar is dan de andere. Uitgelegd wordt dat het plastic afvalprobleem ook bestreden kan worden met biologisch afbreekbare plastics en het grondstofprobleem door grondstoffen van biologische oorsprong te gebruiken.

5 Materialenlijst


Experiment 1 Materiaaleigenschappen van verschillende zetmeelplastics

Onderzoeksvraag Hoe maak je glucose uit tissuepapier?

Nodig Nodig voor 15 experimenten:waterbad 50 oC1,6 L 1,0 M natriumacetaat (83,02 g L-1), pH stellen met azijnzuur op pH 4,5.15x bekerglas 100 mL2x maatcilinder 100 mL15x erlenmeyer 250 mL80 g tissuepapier/toiletpapier80 glucose teststrips (apotheek)80 mL cellulase enzymoplossing60 reageerbuizen voor verdunningsreeksen

Voorbereiding Voer deze proef tevoren uit met name om de activiteit van het enzym te meten en of de productie van glucose goed op gang komt.Zorg dat alles klaar staat aan de begin van de les

Werkwijze Zie uitvoering boek.

Extra informatie: De enzymoplossing is te verkrijgen via het NLT steunpunt van Wageningen Universiteit. Het gaat om het enzym Multifect® CX 10L van Genencor International. Deze oplossing dient u zelf nog eens 2x te verdunnen, voordat deze gebruikt wordt als enzymoplossing door de leerlingen.Multifect®CX 10L geeft het beste resultaat bij de volgende temperatuur en pH range.

Temperatuur pH70°C 4.5 – 5.050 - 65°C 4.0 – 5.5< 50°C 3.5 – 6.5

Glucose-stripsDe teststrips voor de glucosebepaling zijn te bestellen via de webshop van fisher scientific op www.emergolab.com. Op deze site is dit product te vinden via het artikelnummer 530702. De kosten voor dit product zijn 6,25 euro voor een verpakking met daarin 50 strips.

De opstellingDe enzymen werken optimaal bij een temperatuur van 50°C, daarom is het ideaal om hiervoor een stoof te gebruiken, hoewel een waterbad bij dezelfde temperatuur hetzelfde resultaat geeft. Hierbij moet wel worden opgemerkt dat veel water uit het waterbad zal verdampen en dat het waterbad droog zou kunnen komen te staan. Om dit probleem te ondervangen kan het waterbad aan de bovenkant worden afgesloten met bijvoorbeeld aluminiumfolie.

Veiligheid en Alles dient na afloop als organisch afval verwijderd te worden.

5 Materialenlijst

milieu

Experiment 2 Ethanol maken door vergisting van glucose

Onderzoeksvraag Hoe maak je ethanol door vergisting van glucose?

Nodig Nodig voor 15 experimenten:waterbad 35 oC15x 500 mL erlenmeyer met daarop passend doorboorde stop met daarin een waterslot15 x 400 mL glucoseoplossing uit experiment 1 óf 40 g glucose per 400 mL water15x 1g bakkersgist100 mL kalkwater15x glucosetripsrefractometerdestillatieopstelling

Voorbereiding Voer deze proef tevoren uit met name om te kijken hoe snel de bakkersgist de glucose kan omzetten in bakkersgist.

Zorg dat alles aan het begin van de proef klaarstaat.

Werkwijze Zie beschrijving experiment.

extra informatie:Waterslot met daarbij een rubberen capDeze is te bestellen op www.brouwland.com. Op deze site kun je het waterslot vinden onder het kopje bottles/tanks/casks en dan airlocks. De kosten zijn 0,88 euro. Om dit waterslot op het reactievat aan te brengen is een rubberen cap nodig waar dit waterslot opgezet kan worden. Deze zijn op dezelfde site onder corks/crown caps te vinden. Afhankelijk van de vorm van het reactievat dat gebruikt gaat worden, kan hiervoor een “rubber cap” of een “rubber bung” gebruikt worden. Als reactievat kan bijvoorbeeld een glazen fles of een erlenmeyer gebruikt worden. Het gebruik van een bak met deksel waarin een gat voor het waterslot is gemaakt is ook mogelijk. Belangrijk is wel dat het vat een volume heeft van 500 ml.

GistDe gist die in het protocol wordt gebruikt is het gist van het merk Bruggemans. Deze is te verkrijgen bij de Welkoop. De prijs is 3,70 euro voor 500 gram. Gisten van andere bronnen zijn waarschijnlijk ook bruikbaar.

De fermentatie dient geroerd te worden en moet op 33 graden Celsius gebeuren. (Aangeraden wordt om de gisting over het weekend te laten gebeuren zodat de overgebleven tissues in de suspensie nog voor een deel worden omgezet.) Het reactievat kan hiervoor in het waterbad gezet worden, waaronder een magneetroerder is gezet. Mocht dit niet mogelijk zijn, dan

http://www.brouwland.com/

5 Materialenlijst

kan de fermentatie ook plaatsvinden op kamertemperatuur. Het is echter wel belangrijk dat de suspensie goed geroerd wordt!


Alles kan na afloop in de vuilnisbak gegooid worden.

3.4.8 Open onderzoekAan het eind van het hoofdstuk staat een onderzoeksopdracht over het maken van biodiesel. Bij het intikken van de trefwoorden “biodiesel” en “frituurvet” in Google komen allerlei voorschriften en Youtube filmpjes tevoorschijn. Bijvoorbeeld een voorschrift over het maken van biodiesel uit methanol en frituurvet met behulp van gootsteenontstopper (natriumhydroxyde pellets). Frituurvet en gootsteenontstopper zijn in de supermarkt te krijgen, methanol moet door de school worden verstrekt. Zorg dat de leerlingen eerst gedegen vooronderzoek doen en niet zonder werkplan of nadenken allerlei stoffen bij elkaar gooien. Wijs ze vooral ook op de gevaren van methanol en gootsteenontstopper. Laat ze nadenken over het scheiden van de biodiesel van de overige chemicaliën en hoe ze de sterk basische oplossing / emulsie neutraliseren. Ook moeten ze een methode bedenken waarop de biodiesel van de overige bestanddelen wordt gescheiden. Tenslotte moet er een goede test bedacht worden hoe je nu aantoont dat het frituurvet is omgezet in frituurvet. Er is op internet / Youtube veel te vinden op dit vlak, dus daar moeten ze even hun best voor doen. Laat ze tenslotte in hun verslag aangeven of hun onderzoeksvraag/ hypothese al of niet beantwoord is en dat alle vragen over de groene chemie duidelijk zijn beantwoord.

3.4.9 MaatschappijM-deel 1 gaat over het bedrijf FrieslandCampina, een coöperatief zuivelbedrijf wat groot geworden is door vele fusies van kleinere zuivelcoöperaties in Nederland. Het onderscheid zich doordat het in 2012 nummer twee stond op de sustainability index van de 40 meest duurzame bedrijven in Nederland. Het heeft tot 2020 doelstellingen geformuleerd waarmee ze wel willen groeien maar zonder dat dat een hogere productie van CO2 en afval met zich meebrengt. Daarbij willen ze de energie betrekken van de bij de coöperatie aangesloten zuivelbedrijven die deze energie dan met zonnepanelen en windturbines opwekken, waarmee ze uiteindelijk geheel duurzaam willen opereren.

M-deel 2 gaat over het beroep milieutechnoloog. Dit beroep wordt omschreven als een uitermate belangrijk omdat de milieutechnoloog kan meewerken aan een duurzame samenleving waarin een schoon milieu en cyclisch grondstof en brandstofgebruik steeds belangrijker worden. Vakken als scheikunde en biologie zijn daarbij essentieel, maar ook spelen juridische en economische aspecten een steeds belangrijker rol. Betoogd wordt dat de milieutechnoloog trots kan zijn op zijn/haar beroep.

5 Materialenlijst

4 Integrale tekst van de experimenten

In dit onderdeel vindt u de integrale teksten van de experimenten. Deze tekst kunt u gebruiken om de experimenten aan te passen aan uw eigen situatie. Ook kunt u deze tekst gebruiken om sets te printen voor uw leerlingen, zodat zij hun leeropdrachtenboek niet hoeven te gebruiken tijdens practica.

4.1 Experimenten van hoofdstuk 11 Materialen

► Experiment 1: Materiaaleigenschappen van verschillende zetmeelplastics

InleidingPlastic gemaakt van zetmeel is niet zo sterk. Door het zetmeel te modificeren, veranderen ook meestal de materiaaleigenschappen.Een manier om zetmeel te modificeren, is door middel van zure hydrolyse de polysaccharideketens in het zetmeel korter te maken.In dit experiment voer je een zure hydrolyse uit. Tevens onderzoek je de invloed van glycerol op de eigenschappen van het plastic en in hoeverre de toevoeging van katoenvezelshet materiaal versterkt.

Benodigdhedenbekerglas 250 mL; maatcilinder 10 en 25 mL; glazen roerstaaf; bovenweger; driepoot met gaasje; brander; drie plastic petrischaaltjes; aardappelzetmeel; demiwater; glycerol;0,1 M zoutzuur; 0,1 M natronloog; universeelindicator; statief; statiefklemmen; touw; gewichten; eventueel levensmiddelenkleurstof; rolletje verbandgaas

Veiligheid en milieuDraag een labjas en veiligheidsbril.

Uitvoering• Voor dit experiment in drievoud uit, zowel met als zonder glycerol.• Weeg 7,5 g zetmeel af in een bekerglas van 250 mL.• Voeg 75 mL water en 9 mL 0,1 M zoutzuur toe. Het mengsel is nu een witte suspensie.• Verwarm het mengsel al roerende tot het gaat koken.Laat het mengsel vijf minuten doorkoken terwijl je blijft roeren. Tijdens het verwarmen wordt het mengsel erg viskeus (stroperig) en minder troebel. Als het te hard borrelt, haal je even de brander weg. Blijf wel doorroeren.• Haal het bekerglas van de driepoot en voeg een paar druppels universeelindicator toe.• Voeg al roerende 0,1 M natronloog toe tot de pH van het mengsel neutraal is.• Kleur het mengsel eventueel met een levensmiddelenkleurstof.• Leg in één petrischaal enkele laagjes verbandgaas.• Giet in de tweede petrischaal 2 mL glycerol.• Verdeel het mengsel in gelijke hoeveelheden over de drie petrischalen en voorkom luchtbellen.• Laat het plastic een aantal dagen drogen aan de lucht.

5 Materialenlijst

• Rol de drie velletjes plastic in een rolletje en probeer de treksterkte van beide materialen te bepalen met een statief, statiefklemmen en gewichtjes.• Voer het hele experiment nogmaals uit, maar dan zonder toevoeging van zoutzuur en vergelijk de materiaaleigenschappen van de zes verschillende plastics.

verwerking1 Wat is het verschil in materiaaleigenschappen van de drie plastics? Denk dan aan buigbaarheid, elasticiteit en treksterkte.2 Wat is volgens jou de functie van het glycerol?3 Wat is de functie van het verbandgaas?4 Verklaar op microniveau van alle zes plastics het verschil in eigenschappen op macroniveau.

► Experiment 2: Hydratatiewarmte van cement

InleidingHet harden van beton is een exotherm proces. In de praktijk kan het een groot probleem worden als de temperatuur tijdens het harden van betonnen constructies te veel oploopt.In dit experiment bepaal je de hydratatiewarmte van cement.

Benodigdhedentwee plastic bekertjes, roerstaaf; maatcilinder 10 mL; thermometer; weegschaal; 25 g snelcement; 25 g metselzand; 20 mL leidingwater

Uitvoering• Weeg met de weegschaal 25 g metselzand af en doe dit in het plastic bekertje.• Meet daarna met de maatcilinder 10 mL leidingwater af.• Meet de temperatuur van het water en noteer deze begintemperatuur in een tabelletje.• Voeg dit toe aan het zand en roer het mengsel met de staaf twee minuten rustig door.• Lees de temperatuur na twee minuten weer af en noteer deze in de tabel.• Herhaal dit experiment, maar gebruik nu 25 g snelcement in plaats van metselzand.

verwerking1 Wat meet je voor verschil in temperatuur tussen de begintemperatuur en de temperatuur na twee minuten in beide proeven?2 Bereken de hydratatiewarmte per kg cement in gemengde toestand.3 Wat is je conclusie hieruit?4 Geef een verklaring op microniveau voor de temperatuurverschillen die je hebt gemeten.

► Experiment 3: Polymelkzuur maken

InleidingMelkzuur is het monomeer dat nodig is om polymelkzuur te maken. Dit kan worden gebruikt als afbreekbaar verpakkingsmateriaal of chirurgisch hechtdraad. De polymerisatie verloopt via een condensatiereactie.In de industrie worden een paar honderd melkzuurmoleculen aan elkaar gekoppeld. In dit experiment kun je tien tot dertig melkzuurmoleculen aan elkaar koppelen tot polymelkzuur. Dit lengteverschil heeft gevolgen voor de eigenschappen van dit materiaal.

Benodigdheden

5 Materialenlijst

bekerglaasje 100 mL; roerstaafje; brander; driepoot; gaasje; glasparels of kooksteentjes; melkzuur; 2,0 M zoutzuur; petrischaaltje

Veiligheid en milieuDraag een labjas en veiligheidsbril. Melkzuur en 2,0 M zoutzuur zijn irriterend op de huid. Spoel direct af met water als je hiermee in aanraking bent geweest of draag handschoenen.

Uitvoering• Doe 15 mL melkzuur in het bekerglaasje.• Voeg tien druppels 2,0 M zoutzuur toe en een paar glasparels of kooksteentjes.• Zet het bekerglaasje op de driepoot en verwarm het mengsel tot het kookt.• Zorg ervoor dat het mengsel zachtjes blijft koken en roer regelmatig met het roerstaafje. Na ongeveer tien tot vijftien minuten wordt de kleur van het mengsel lichtgeel.• Laat het mengsel nog twee minuten staan en giet het daarna snel uit in een petrischaal.• Laat het mengsel afkoelen. Het gevormde polymelkzuur is nogal kleverig.

verwerking1 Vergelijk de stevigheid, het smeltpunt en de kleur van het zelfgemaakte polymelkzuur met het polymelkzuur van een tomatenverpakking.2 Geef een verklaring op microniveau van de verschillen in materiaaleigenschappen.

► Experiment 4: Serieus afbreekbaar bioplastic

InleidingVan glycerol en citroenzuur kun je een polyester maken die pas écht goed biologisch afbreekbaar is. In dit experiment ga je dit polyester maken én onderzoekenof het afbreekbaar is.

Benodigdhedenmagnetron (draaiplateau en instelbaar wattage); horlogeglas; glasstaaf of lange satéprikker; bekerglas 100 mL; 1,7 g glycerol; 7 g citroenzuur; water; verbandgaasje; aluminiumfolie;eventueel roermotor met magnetische roervlo

Uitvoering1 Het composiet voorbereiden• Knip een stukje (enkel) verbandgaas van 5 × 5 cm.• Vouw van aluminiumfolie een bakje met een opstaand randje (ongeveer 1 cm hoog).2 Het polymeer maken• Stel de magnetron in op 800 watt.• Breng de glycerol en het citroenzuur in het bekerglas van 100 mL.• Zet het bekerglas aan de rand van het draaiplateau in de magnetron.• Stel de tijd van de magnetron in op één minuut.• Zet de magnetron aan.• Kijk na een minuut.• Als het citroenzuur nog niet volledig is opgelost in de glycerol, verwarm het dan nogmaals kort in de magnetron tot een heldere doorzichtige oplossing is ontstaan.• Giet een deel van de vloeistof op het horlogeglas. Giet het andere deel in het aluminiumfoliebakje met het verbandgaas.• Laat afkoelen. Tijdens het afkoelen kun je proberen van het polymeer op het horlogeglas met de glasstaaf (of satéprikker) draden te trekken.

5 Materialenlijst

3 Het polymeer oplossen• Neem een stukje van je polymeer en breng dat in water. Roer af en toe.• Noteer hoelang het duurt voor het polymeer is verdwenen.

verwerking1 Teken de structuurformules van glycerol en citroenzuur.2 Leg uit dat uit deze twee stoffen een polyester kan worden gemaakt.3 Teken een stukje van het polyester met minimaal drie repeterende eenheden.Het polyester is niet bestand tegen water.4 Geef de naam van de reactie die optreedt als de polyester reageert met water.5 Geef de naam van het type materiaal dat ontstaat als je vezels mengt met polymeren.

4.2 Experimenten van hoofdstuk 12 Analytische chemie

► Experiment 1: TLC-analyse van spinazie-extract

In bladgroenten bevindt zich naast chlorofyl nog een aantal andere pigmenten. Met behulp van TLC kun je analyseren hoeveel dat er minimaal zijn.

OnderzoeksvraagHoeveel pigmenten zitten er minimaal in spinazie?

Benodigdhedenbladspinazie; mortier met stamper; schoon zilverzand; aceton; petroleumether; rubberen handschoenen; twee reageerbuizen met rubberen stop; filter en filterhouder; plastic pipetje; kooksteentjes; loopvloeistof: petroleumether/2-propanol/water, 400 : 48 : 1 volumedelen; TLC-plaatje (1,5 × 9 cm); capillair of pipetpuntje; potlood; bekerglas; afdekglaasje; waterbad in de zuurkast op 80 °C

Uitvoering• Doe 25 g spinazie, 5 mL aceton en een schepje zand in de mortier. Wrijf het blad fijn.• Voeg nog eens 5 mL aceton bij de fijngewreven spinazie en wrijf nogmaals goed fijn tot er een homogene massa ontstaat.• Zet de filterhouder met filter op een reageerbuis, trek de handschoenen aan en schenk de vloeistof af in het filter.• Voeg 2 mL petroleumether en 2 mL water toe aan het filtraat. Schud de buis (voorzien van een rubberstop) goed. Ontlucht de buis regelmatig: het vluchtige petroleumether en aceton verdampen snel waardoor er druk kan ontstaan.• Er moeten nu twee vloeistoflagen zichtbaar zijn. Indien er geen twee duidelijke lagen zichtbaar zijn, voeg dan nog wat keukenzout toe en schud nogmaals goed.• Verwijder met een plastic pipet de bovenste vloeistoflaag en breng die over in een andere reageerbuis. Let erop dat er absoluut niets van de onderste laag meekomt!Voeg vervolgens twee kooksteentjes toe aan de oplossing in de nieuwe reageerbuis.• Breng de reageerbuis behoedzaam in contact met het hete water van het waterbad in de zuurkast. De petroleumether in de reageerbuis begint nu te koken. Na verloop van tijd kun je de buis dieper in het hete water brengen. Ga door met indampen totdat slechts de rondingin de bodem van de reageerbuis gevuld is. Let op dat het extract niet droogkookt.

5 Materialenlijst

• Zet met potlood je initialen bovenaan op het TLC-plaatje en geef de opbrenglijn aan op 2 cm van de onderkant. Pas op dat je de poederlaag niet beschadigt.• Breng met behulp van een capillair of pipetpunt een zo klein mogelijke stip extract aan op de opbrenglijn van het TLC-plaatje. Laat drogen (gebruik een föhn) en breng op precies dezelfde plek nog een paar stippen aan.• Vul het bekerglas met ongeveer 1 cm loopvloeistof. Zet het TLC-plaatje erin (de stip mag niet in de loopvloeistof komen!), dek het bekerglas af en zet het in de zuurkast. Haal het plaatje uit de vloeistof als het vloeistoffront bijna de bovenkant van het plaatje heeft bereikt. Dat is na ongeveer een kwartier. Laat het plaatje drogen.

verwerking1 Hoeveel verschillende vlekken zie je?2 Welke kleur hebben de vlekken?3 Probeer met behulp van Binas tabel 67I en 73 de pigmenten te identificeren. Zoek eventueel de structuurformule van onbekende pigmenten uit Binas tabel 73 op internet op.4 Waarom staat er in de onderzoeksvraag ‘minimaal’?

Conclusie5 Beantwoord de onderzoeksvraag.

► Experiment 2: Zuivering van pigmenten uit spinazie-extract

InleidingDe verschillende pigmenten die je in experiment 1 hebt aangetoond, kun je met behulp van preparatieve kolomchromatografie ook opzuiveren (afbeelding 34).

Benodigdhedenspinazie-extract (experiment 1); kolommetje met kraantje (microchemdoos); siliciumdioxidepoeder; statief met klem; bekerglaasje; watje; loopvloeistof: petroleumether/2-propanol/water, 400 : 48 : 1 volumedelen; reageerbuizen; druppelpipetje

Uitvoering• Neem een klein plukje watten en stop het onder in de kolom (dit voorkomt dat het kolommateriaal eruit loopt). Klem de kolom vast in het statief. Zorg ervoor dat hij mooi recht staat. Doe het kraantje dicht.• Weeg 5 g siliciumdioxide af en suspendeer het in 10 mL loopvloeistof.• Giet de suspensie in de kolom. Zorg ervoor dat er geen luchtbelletjes in komen. Verwijder deze eventueel door tegen de kolom te tikken.• Zet, wanneer het kolommateriaal bezonken is, het kraantje open en laat de loopvloeistof bijna allemaal weglopen. Doe het kraantje dicht voordat de kolom helemaal droogstaat.• Druppel met een pipet voorzichtig het spinazie-extract op de kolom. Zet het kraantje open en laat het extract in de kolom lopen.• Druppel nu voorzichtig loopvloeistof op de kolom. In het begin steeds een paar druppels, maar als het extract wat dieper in de kolom is gezakt, kun je wat grotere hoeveelheden tegelijk laden.• Houd in de gaten wanneer de eerste kleurstof van de kolom komt. Probeer alle kleurstoffen in aparte reageerbuizen op te vangen.

verwerking

5 Materialenlijst

1 Hoeveel verschillende kleurstoffen heb je opgevangen?2 Hoe zou je de zuiverheid van de verschillende fracties kunnen controleren?3 Waarom is het belangrijk dat het spinazie-extract goed is geconcentreerd voordat het op de kolom gaat?4 Hoe zou je de scheiding kunnen verbeteren?

► Experiment 3: Gaschromatografie met de nano2 (DEMO)

InleidingMet eenvoudige materialen valt er al een werkende chromatograaf te maken. Een aquariumpomp kan bijvoorbeeld dienstdoen als gaspomp en voor veel toepassingen is luchteen prima dragergas.

DemonstratieMet behulp van een injectiespuit wordt een kleine hoeveelheid aardgas (uit de gaskraan) in de nano2 geïnjecteerd. Met behulp van IP-Coach kan het resultaat van de analyse worden geprojecteerd. De oppervlakten van de verschillende pieken worden opgemeten. Vervolgens wordt een aantal andere gasmonsters geanalyseerd, bijvoorbeeld aanstekergas, gas uit een campinggasbusje en/of gas uit een spuitbus.

verwerking1 Maak in je schrift een schets van de resultaten van de verkregen chromatogrammen.2 Beargumenteer welke piek bij welk type gas hoort.3 Aardgas bestaat uit 80% methaan, 3% ethaan en 0,3% propaan. De rest is voornamelijk stikstofgas. Wat kun je op grond van de opgemeten piekoppervlakten zeggen over de gevoeligheid van de detector voor de verschillende gassen?

5 Materialenlijst

4 Voor welke stofeigenschap is de detector van de nano2 waarschijnlijk gevoelig? Beargumenteer je antwoord met gegevens uit Binas.

► Experiment 4: Gehaltebepaling hypochloriet in bleekwater

InleidingIn tegenstelling tot wat je misschien zou denken, is het werkzame bestanddeel van bleekwater niet chloor, maar natriumhypochloriet (NaClO). Op het etiket van bleekwater staat het gehalte hypochloriet niet exact gegeven.Hoeveel er precies in zit, kan worden bepaald met een redoxtitratie.

OnderzoeksvraagWat is het gehalte natriumhypochloriet in bleekwater?

Benodigdhedenbleekwater of bleekhoudende wc-reiniger; klein bekerglas; 0,1 M kaliumjodideoplossing; 2 M zwavelzuuroplossing; 0,100 M natriumthiosulfaatoplossing; 100 mL maatkolf; balans; maatcilinder 100 mL; volpipet 10 mL; erlenmeyer met rubberen stop 250 mL; buret 1% zetmeeloplossing

Uitvoering• Weeg ongeveer 10 g bleekwater nauwkeurig af in een bekerglas. Noteer de precieze massa.• Breng het bleekwater kwantitatief over in de 100 mL maatkolf en vul aan met demiwater tot 100 mL. Homogeniseer de oplossing.• Pipetteer 10,00 mL van het verdunde bleekwater in de erlenmeyer.• Voeg 50 mL 0,1 M KI-oplossing en 20 mL 2 M zwavelzuur toe. Sluit de erlenmeyer onmiddellijk af met de rubberstop en homogeniseer. Laat het mengsel twee minuten staan. Zwenk af en toe.• Vul ondertussen de buret met de natriumthiosulfaatoplossing. Noteer de beginstand van de buret.• Titreer het bleekwater met de natriumthiosulfaatoplossing tot de kleur lichtgeel is.• Voeg 1 mL stijfseloplossing toe en titreer verder tot de vloeistof kleurloos wordt. Noteer de eindstand.

verwerking1 Het hypochlorietion is een zwakke base. Welk deeltje ontstaat na toevoeging van het zwavelzuur?2 Geef de reactievergelijking die plaatsvindt na toevoeging van het kaliumjodide en de zwavelzuuroplossing.3 Na toevoeging van het zwavelzuur ontstaat ook wat chloorgas. Dat heeft te maken met de aanwezigheid van chloride-ionen in het bleekwater. Leg dit uit met behulp van getalswaarden uit Binas.4 Na twee minuten heeft vrijwel alle chloorgas met jodide-ionen gereageerd. Leg uit dat het tijdelijke ontstaan van chloorgas geen invloed heeft op de bepaling.5 Geef de vergelijking van de reactie die plaatsvindt tijdens de titratie.6 Wat is de functie van de zetmeeloplossing?7 Is dit een indirecte titratie of een terugtitratie? Licht je antwoord toe.8 Bereken de concentratie hypochloriet in het verdunde bleekwater.

Conclusie

5 Materialenlijst

9 Beantwoord de onderzoeksvraag in massa%.

4.3 Experimenten van hoofdstuk 13 Chemie van het leven

► Experiment 1: Eiwitdenaturatie

InleidingEen ei zit boordevol eiwitten (afbeelding 30). Daar kun jeleuke proeven mee doen.

Benodigdhedeneen ei; twee bekerglazen; drie reageerbuizen; vier plastic pipetjes; wasbenzine; water; bunsenbrander; reageerbuisknijper; 1 M natronloog; 1 M zwavelzuuroplossing; rubberendopjes

Veiligheid en milieuNatronloog en zwavelzuur zijn bijtende stoffen. Gebruik een labjas en veiligheidsbril. Ruim gemorste vloeistof direct op.

Uitvoering• Splits het eiwit van het eigeel. Doe het eigeel in het ene bekerglas en het eiwit in het andere.• Markeer de reageerbuizen met A tot en met D.• Doe met behulp van een pipetje wat eigeel in reageerbuis A.• Doe met behulp van een ander pipetje wat eiwit in alle drie de andere reageerbuizen.• Voeg aan reageerbuis A 2 mL wasbenzine en 2 mL water toe. Homogeniseer en laat de reageerbuis even staan.

5 Materialenlijst

• Verwarm reageerbuis B voorzichtig in de vlam.• Voeg bij reageerbuis C 2 mL zwavelzuuroplossing. Schud voorzichtig.• Voeg bij reageerbuis D 2 mL natronloog. Schud voorzichtig.• Noteer je waarnemingen.• Voeg bij reageerbuis C nu 2 mL zwavelzuuroplossing en schudt.• Voeg bij reageerbuis D 2 mL natronloog en schud. Houd de buis nog even op zijn kop om goed te kunnen waarnemen wat er precies gebeurt.• Noteer je waarnemingen.

verwerking1 Vergelijk het oorspronkelijke eiwit met het eigeel. Noteer de verschillen.2 Geef een verklaring voor de situatie in reageerbuis A.3 Geef een verklaring voor de situatie in reageerbuis B.4 Wat kun je zeggen over de reactie tussen zuren en de eiwitten uit ei-eiwit?5 Wat kun je zeggen over de reactie tussen basen en de eiwitten uit ei-eiwit?

► Experiment 2: Kiwi en yoghurt (DEMO)

InleidingKiwi is lekker, yoghurt is lekker, maar kiwi met yoghurt is vies. Dat komt doordat er in kiwi enzymen zitten die eiwitten uit de yoghurt afbreken. Hierdoor gaat de yoghurt schiften en bitter smaken. Een gelatinepudding maken met kiwi lukt ook al niet. Toch is er volop kiwi-yoghurtdrank verkrijgbaar in de supermarkt. Hoe doen ze dat?

DemonstratieTwee reageerbuizen worden voor een derde gevuld met yoghurt. Aan beide reageerbuizen wordt een fl inke schep kiwipuree toegevoegd, elk uit een ander bakje. De buizen blijven vijftien minuten staan. Door de klas gaan twee petrischalen. Beide zijn gevuld met gelatine en een schijfje kiwi.

verwerking1 Beschrijf het verschil tussen beide petrischaaltjes.2 Beschrijf na vijftien minuten het verschil tussen beide buizen.3 Verzin een manier om de enzymactiviteit in kiwi uit te schakelen.

► Experiment 3: Katalase

InleidingWaterstofperoxide (H2O2) is een bijproduct dat spontaan ontstaat bij het metabolisme in elk levend weefsel. Omdat het erg schadelijk is, wordt het meteen afgebroken door verschillende enzymen, waaronder katalase. Dit enzym katalyseert de afbraak van waterstofperoxide tot water en zuurstof.

Onderzoeksvragen1 Is verschil in katalaseactiviteit waarneembaar?2 Wat is het temperatuuroptimum voor katalase uit gist?Veiligheid en milieuEen waterstofperoxideoplossing is bijtend. Gebruik een labjas en veiligheidsbril. Ruim gemorste vloeistof direct op.

5 Materialenlijst

Benodigdhedenreageerbuizen; 3% waterstofperoxideoplossing; levende materialen (plakje rauwe aardappel, stukje rauw gehakt, stukje verse lever, gistsuspensie); dode materialen (plakje gare aardappel, gebraden gehakt, leverworst, stukje hout); opstelling om gasontwikkeling te meten; thermometer; water van verschillende temperatuur; plastic bak of afwasteiltje; stopwatch

Uitvoering1 Katalaseactiviteit in verschillende materialen• Vul de reageerbuizen met ongeveer 5 mL waterstofperoxide.• Voeg steeds een stukje materiaal toe en noteer of er gasontwikkeling is.2 Temperatuuroptimum van katalase uit gist• Spreek met de klas af welk groepje bij welke temperatuur gaat meten.• Vul het teiltje met water van de juiste temperatuur.• Zet in het water een erlenmeyer met 50 mL waterstofperoxideoplossing en een reageerbuis met 2,5 mL gistoplossing. Zorg ervoor dat beide op temperatuur komen.• Bouw ondertussen de gasmeetopstelling.• Voeg de gist bij de peroxideoplossing en sluit de erlenmeyer af.• Meet na hoeveel seconden 25 mL gas is ontstaan.

verwerking1 Leg uit dat 1/t een maat is voor de reactiesnelheid.2 Verzamel de meetgegevens van alle groepjes en maak een grafi ek waarin je de 1/t uitzet tegen de temperatuur.

Conclusie3 Beantwoord de onderzoeksvragen.

► Experiment 4: DNA-extractie uit banaan

InleidingMet eenvoudige chemicaliën kun je DNA uit organisch materiaal isoleren.

Benodigdhedenbanaan; vork; snijplank; bekerglas 250 mL; bekerglas 500 mL; thermometer; maatcilinder 100 mL; afwasmiddel; demiwater; NaCl; ijskoude 96% ethanol; bunsenbrander;driepoot met gaas; roerstaaf; trechter; filter; 100 mL flesje met dop; reageerbuis; pasteurpipet; haakje

Uitvoering• Vul het grote bekerglas voor een derde met water en warm het op tot ongeveer 70 °C.• Meng in het kleine bekerglas 3 g natriumchloride met 100 mL water en 10 mL afwasmiddel. Zorg ervoor dat het natriumchloride helemaal is opgelost. Dit is het extractiemiddel.• Pel de banaan en prak hem goed fijn. Doe het vruchtvlees in het kleine bekerglas bij de extractievloeistof. Meng goed en zet het kleine bekerglas in het grote bekerglas. Houd de bananenpulp zo ‘au bain-marie’ vijftien minuten op 60 °C. Roer regelmatig.• Laat de bananenpulp afkoelen. Plaats de trechter op de reageerbuis, doe het filter erin en giet er wat bananenpulp in. Vang een paar milliliter filtraat in de reageerbuis op.

5 Materialenlijst

• Voeg met de pasteurpipet voorzichtig een paar milliliter ijskoud ethanol toe. Laat het ethanol langs de wand van de reageerbuis lopen. De twee lagen die ontstaan, moeten niet mengen.• Op het grensvlak van de twee lagen ontstaat nu een troebeling. Dit is het DNA. Haak het eruit met het haakje. Als het goed is, komt alles in één keer mee.

verwerking1 Wat is de functie van het afwasmiddel in de extractievloeistof?2 De hoge temperatuur heeft twee functies. De één heeft te maken met de extractie, de ander met de activiteit van het enzym DNA-ase. Leg uit welke twee functies worden bedoeld.3 Waarom moet het ethanol ijskoud zijn?4 Hoe weet je dat de neerslag het DNA is en niet een neerslag van een zout of eiwit?

4.4 Experimenten van hoofdstuk 14 Groenere chemische industrie

► Experiment 1: Glucose maken uit tissuepapier

InleidingOver de hele wereld worden steeds meer fabrieken gebouwd die landbouwafval en hout verwerken tot bioethanol. Het grootste probleem in deze industriële processen is om de cellulose in de hout- en plantenvezels om te zetten in glucose. Hiervoor zijn door onderzoek op onder andere de Wageningen Universiteit inmiddels enzymen beschikbaar gekomen die stapsgewijs de lange celluloseketens afbreken en omzetten in glucose. Tissuepapier is gemaakt van cellulose uit hout en kan met deze enzymen worden omgezet in glucose.

DoelGlucose maken uit tissuepapier.

Benodigdheden16,4 g natriumacetaat; gedestilleerd water; pH-meter; tissue of keukenrol; erlenmeyer 250 mL; glucosestrips; waterbad 50 °C; weegschaal; maatcilinder 250 mL; glazen roerstaaf

Veiligheid en milieuDoe een labjas aan en zet een veiligheidsbril op.

Uitvoering• Maak een acetaatbuffer door 8,2 g natriumacetaat (NaC H 3 COO 82,03 g mol–1) op te lossen in 100 mL water. Nadat het natriumacetaat is opgelost, wordt de pH met behulp van een pH-meter bijgesteld naar een pH van 4,5 door druppelsgewijs azijnzuur (C H 3 COOH)toe te voegen.• Weeg ongeveer 5 g tissues of keukenrol af en doe dit in de erlenmeyer.• Doe de 100 mL bufferoplossing bij de tissues in de erlenmeyer.• Bepaal het uitgangsgehalte glucose door het teststripje ongeveer twee seconden in de oplossing te steken en dan na ongeveer vijftien seconden de ontstane kleur te vergelijken met de kleuren op het testdoosje. Je kunt dan de glucoseconcentratie afl ezen. Waarschijnlijk is deconcentratie glucose laag, omdat er nog geen enzym is toegevoegd.• Voeg 5 mL enzymoplossing toe aan de erlenmeyer en zorg er met de glazen roerstaaf voor dat alle tissue goed doordrenkt is met enzym-bufferoplossing.

5 Materialenlijst

• Zet de erlenmeyer in het waterbad en zorg ervoor dat hij niet kan omvallen.• Meet aan het einde van de les (of na minimaal tien minuten) weer de glucoseconcentratie om te zien of het enzym werkzaam is. Waarschijnlijk wordt de glucoseindicator nu groen en valt de concentratie buiten het meetbereik.• Meet de glucoseconcentratie na 24, 48 en 72 uur. Om deze meting goed te kunnen doen, moet je verdunningsreeksen maken van 1 : 10, 1 : 100 en 1 : 500 om ervoor te zorgen dat je binnen het meetbereik van het glucosestripje komt.

ResultatenNoteer je waarnemingen in een tabel.

verwerking1 Deze enzymen zijn in staat om cellulose af te breken.Beredeneer waar deze enzymen vandaan zouden kunnen komen.2 Bereken na het beëindigen van de enzymreactie de concentratie glucose op basis van de glucose-indicatorstripjes in g L–1 in de oplossing.3 Bereken de atoomeconomie als je ervan uitgaat dat tissue voor 80 massa% bestaat uit cellulose.4 Bereken het rendement van deze omzetting.5 Bereken de E-factor van deze omzetting.

► Experiment 2: Ethanol maken door vergisting van glucose

InleidingVergisting is het proces waarbij gist suikers omzet in andere stoffen. Gist kan suikers gebruiken om nieuwe celbouwstoffen te maken voor zijn eigen voortplanting of om ethanol te maken. De aerobe omzetting (in aanwezigheid van zuurstof) van suikers levert de gistcel veel meer energie dan de anaerobe omzetting (zonder zuurstof). Deze energie gebruikt de gist om te groeien. Ethanol wordt alleen gevormd tijdens de anaerobe omzetting van suikers.Wanneer er zuurstof aanwezig is, zal de gist bij voorkeur de aerobe reactie uitvoeren, omdat dit veel meer energie oplevert. Om zo veel mogelijk ethanol te produceren, is het dus belangrijk dat de gistcellen geen zuurstof krijgen. Voor dit experiment kun je ook de glucoseoplossing uit experiment 1 gebruiken die gemaakt is met behulp van enzymen en papier.

5 Materialenlijst

DoelEthanol maken uit glucose.

Benodigdhedenerlenmeyer of rondbodemkolf; waterslot; glucose of suiker; gedroogde bakkersgist; kalkwater; waterbad 35 °C; twee glucose strips; refractometer; destillatieopstelling

Veiligheid en milieuDoe een labjas aan en zet een veiligheidsbril op.

Uitvoering• Doe twee eetlepels (40 g) glucose in de erlenmeyer of kolf.• Voeg 400 mL lauw water toe en schud even; het is niet erg als alle suiker niet direct oplost.• Voeg de bakkersgist toe en schud nogmaals.• Sluit de erlenmeyer af met het waterslot gevuld met kalkwater (afbeelding 30).• Zet de opstelling in een waterbad van 35 °C en zorg ervoor dat hij niet kan omvallen.• Schud de erlenmeyer af en toe om uitzakken van de gist te voorkomen.• Laat de gist een nacht in het waterbad staan en schud dan weer om.• Laat de gist nog een nacht in het waterbad staan en haal deze de volgende dag (twee dagen mag ook) uit het waterbad.• Filtreer de oplossing één of twee keer om zo veel mogelijk gist uit de oplossing te halen.• Bepaal met een glucosestrip of de glucose is omgezet.• Bepaal met een refractometer de concentratie alcohol.• Destilleer de oplossing en meet hoeveel massa% alcohol er uit deze oplossing kan worden gehaald.

ResultatenNoteer je waarnemingen in een logboek.verwerking1 Leg uit welk gas er bij dit experiment ontstaat.2 Omschrijf hoe je dat gas zou kunnen aantonen en welke waarneming je dan doet.3 Geef de reactievergelijking van de vergisting van glucose.4 Bereken de atoomeconomie van deze reactie.5 Bereken de behaalde rendementen van deze processen op basis van de meting met de refractometer en op basis van de destillatie.6 Bereken de E-factor van deze omzettingen.

5 Materialenlijst

5 Materialenlijst

De materialenlijst is samengesteld door Eurofysica. U kunt uw materialen bestellen via www.eurofysica.nl. Daarvoor kunt u de bestelnummers uit de eerste kolom gebruiken.Sommige stoffen staan op de CMR-lijst (www.rivm.nl/rvs/Gevaarsindeling/CMR). Dat stoffen een risico vormen, betekent niet dat u er niet mee mag werken, maar wel dat u veiligheidseisen in acht moet nemen bij het werken ermee. Dat doet u al door het gebruik van labjassen, veiligheidsbrillen, handschoenen en zuurkasten.Zwaar carcinogene/mutagene stoffen gebruiken we niet voor de experimenten, dus u kunt de experimenten met een gerust hart uitvoeren als u de voorzorgsmaatregelen in acht neemt.

* voor demonstratie of voor meerdere groepjesKomt voor op CMR-lijst

artikelnummer omschrijving aantal118612 Beschermbril Panorama blauw 1118602 Laboratoriumjas maat L 52/54 1118634 Handschoenen latex, mt large 100st. 1118639 Handschoenen Neoprene/latex maat L 1

(watervaste) stift117823 Bekerglas Duran LM 250 ml 1117110 Maatcilinder HM 10 ml 1117111 Maatcilinder HM 25 ml 1117135 Roerstaaf glas 200 x 6 mm 25 stuks 1130602 Balans Kern EMB 200 g 0,01 g 1*118123 Teclu-unit of 1118126 Brander teclu 14 mm aardgas kop17mm 1118138 Zuignap teclubrander 1118146 Brander-driepoot 21 cm RVS 1118155 Brandergaasje nichroom 15x15 cm 1118256 Slang gas 1 mtr 1117330 Petrischaal PL 94 mm 20 st 8

S79040001 Aardappelzetmeel, Eur.Ph. 1 kilo 1*116581 Gedemin. Water in can 10 l 1*

S76050771 Glycerol s.g. 1,23 z.z. 1 liter 1*S80011895 Zoutzuuroplossing 0,1M, gesteld, 1L 1*S80011918 Natriumhydroxide oplossing 0,1M 1L 1*

SU/0025/pb05 Universeelindicator 100 ml 1*

http://www.rivm.nl/rvs/Gevaarsindeling/CMR

http://www.eurofysica.nl/

5 Materialenlijst

artikelnummer omschrijving aantal118422 Statief platzool 75 cm RVS st. 1118470 Dubbelklem 1118476 Statiefklem 90 mm spanwijdte 1

Touw111212 Schijfmassaset 250 gram 1111211 Schijfmassaset 50 gram 1412921 Kleurstof vr levensmiddelen rood 1*412930 Kleurstof vr levensmiddelen geel 1*412913 Kleurstof vr levensmiddelen blauw 1*

Rolletje verbandgaasPlastic bekertjes 2

111600 Thermometer -10/110°C rood 30cm 1111674 Thermometer digitaal -40/+240°C 1

SnelcementMetselzandLeidingwater

117821 Bekerglas Duran LM 100 ml 2117076 Glasparels 4 mm, 1 kg 1*

S76054102 Kooksteentjes 250 gram 1*S76051171 Melkzuur 88% zz 500 ml 1*S80011978 Zoutzuuroplossing 2M, gesteld, 2,5l 1*

117041 Pipetjes druppel-glas 10 stuks 1*117038 Druppelpipetfles 30 ml bruin glas 1

Magnetron (draaiplateau en instelbaar wattage)117081 Horlogeglas 90 mm 1

S76050508 Citroenzuur, kristallen z.z. 500 g 1*Aluminiumfolie *

118076 Magneetroerder, mini, type Topolino *118032 Magneetroerstaaf 20x6 mm ring (vlo) *

Materialen voor open onderzoekBladspinazie

117207 Mortier H70x100mm 275ml met stamper 1Schoon zilverzand

S76050006H Aceton technisch 1 liter 1*S61905502I Petroleumether 60-80°C p.a. 2,5 l 1*

117594 Reageerbuis 160/16 Duran Rand 100st aantal118270 Rubberstop D12,5xD16,5xH20mm 10 st 1*117373 Reageerbuisrek PP 2x6 buisjes D21mm 1117139 Trechter glas 40 mm 1118353 Filter rond middelsnel 70mm 100st 1*117370 Druppelpipetjes PE 1 ml 500st 1*

5 Materialenlijst

artikelnummer omschrijving aantalS76021554H 2-propanol (IPA) z.z. 1 liter 1*

116442 Alu.folie SIL G/UV254 5x20cm 50 st 1*116484 Glascapillairen 10 ul 250 stuks 1*116486 Pipethulp voor glascapillairen 1*

Potlood117813 Bekerglas HM 250 ml 1118224 Parafilm, rol 38m x breedte 10 cm 1*117080 Horlogeglas 60 mm 1117971 Waterbad met dakdeksel 7 liter 1*

Zuurkast of laminaire flowkast met juiste filters117638 Scheitrechter open 250 ml 1

Op aanvraag Siliciumdioxide ph.eur. 500 g 1*118172 Watten verpakking 200 gram 1*

Nano2113125 Gaschromatograaf mini Vernier 1*113503 Logger Pro 3 software Vernier 1*

Bleekwater of bleekhoudende wc-reinigerOp aanvraag Kaliumjodide in water 0,1 M 100ml 1*Op aanvraag Zwavelzuuropl. ca. 2 M, p.a. 1l 1*S80011353 Natriumthiosulfaatoplossing 0,1M 1l 1*

117691 Maatkolf 100 ml met NS14 stop 1117113 Maatcilinder HM 100ml 1117192 Volpipet 10 ml 1118191 Pipetteerballon FLIP 1117852 Erlenmeyerkolf Duran NM 250 ml 1118277 Rubberstop D29xD35xH30mm 10 st 1*118478 Buretklem metaal enkel schroef 1117603 Buret met NS-kraan recht 50 ml 1

S80011649 Zetmeeloplossing 1% 250ml 1*Benodigdheden open onderzoekEi

S76051805 Wasbenzine 1 liter 1*118228 Reageerbuishouder hout 1118230 Reageerbuishouder metaal 1

S80011931 Natriumhydroxideoplossing 1M 1ltr 1*YoghurtKiwiGelatine

S80011807 Waterstofperoxide 3% c.z. 1 liter 1*Levende materialen (rauwe aardappel, rauw gehakt, verse lever, gistsuspensie)

5 Materialenlijst

artikelnummer omschrijving aantalDode materialen (gare aardappel, gebraden gehakt, leverworst, stukje hout)

111538 Gasmeetspuit 50 ml 1118295 Slang siliconen 5x8mm, 1 meter 1118297 Slang siliconen 8x12 mm, 1 meter 1117069 Glasbuis recht 100x6/7 25 st 1*119375 Gratnell bak 312x427x150 mm transp. 1111154 Stopwatch Stratos 1301613 Edvotek Hoe ziet DNA er uit? 1*

S76021544H 2-propanol (IPA) z.z. 1 liter 1*Banaan, vork, snijplank

117825 Bekerglas Duran LM 600 ml 1Afwasmiddel

S76021267V Natriumchloride z.z. 1 kg 1*S76053183 Ethanol 96% geden. met methanol 1l 1*

117190 Pasteurpipetten, 150 mm 250st 1*117189 Pipet-speentjes latex 100st 1*

IJzerdraad om haakje te maken of gebruik glasbuisBenodigdheden open onderzoek

S51006268 Natriumacetaat watervrij pa 250 g 1*S80010230 Azijnzuuroplossing 96% 1 liter 1*S76044004J Water, gedestilleerd 5 liter 1*

118051 pH-meter digitaal 1*118643 Doos tissues 114 stuks wit 1*300192 Medi-test glucose in urine 50 st. 1*117114 Maatcilinder HM 250ml 1117145 Waterslot gistingsbuis 1117853 Erlenmeyerkolf Duran NM 500 ml 1

S76020761U D+ glucose.H2O zz 500 gram 1*Gedroogde bakkersgist

S80010984H Kalkwater 1 liter 1*118073 Refractometer 0-32% 1*117165 Destillatietoestel 100 ml Duran 1

118252 Slang rubber 6x9 mm, 1 meterSituatie-

afhankelijk118269 Rubberstop D18xD24XH30mm+1gat 10st 1*

nova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nlnova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nl/uploads/manual/do… · Web...

Documents

Transcript of nova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nlnova-scheikunde.prd.vo.malmberg.nl/uploads/manual/do… · Web...