Hoe te doen: basiscursus chemie

[ArcherBarry]

zo uit zijn verhaal te lezen raakte hij zelf ook in de verwarring

[Thionyl]

2H⁺ . Zit effe 2H+ uit te proberen, sorry

Maar goed, fijn dat het probleem duidelijk gaat worden. Want volgens mij, ik ben er nu zo'n 5 j uit, wordt deze malle scheikunde-didactiek nog steeds toegepast en maakt daardoor de aansluiting op hoger onderwijs duidelijk moeilijker.

Dus tijd voor een andere aanpak en misschien is de mijne wat beter.

Er waren toen ook nog andere zaken die het scheikundeonderwijs bemoeilijkten, maar het zijn regels van boven, dus moet je er gevolg aan geven.

Er werd ipv Na-en Scheikunde een soort science geïntroduceerd. Nl. NaSk-1 en NaSk-2. De éne was Natuurkunde met een beetje scheikunde en de andere omgekeerd. Helemaal duidelijk voor leerlingen, maar niet heus.

Op het ministerie zitten echt knappe koppen en de leraar zit met de lasten.

Bovendien willen ze ook dat biologie er nog bij komt en dat zou ik dan ook moeten gaan geven.

Hoe doet H₂ het met O₂, wel BOEM en dan heb je water.

Maar goed, to the point. Ik moet effe wat op papier zetten en wil vooral iets neerzetten over het abstractieve denken, zoals ik dat in mijn klas deed. Tenslotte is basis het begin van alles, de rest volgt.

[JFeenstra]

Kunnen jullie niet een stuk wiki inbouwen in het forum. ik weet dat onderwijs instellingen dit tegenwoordig gebruiken zodat iedere student dingen kan veranderen en de docenten kunnen bijhouden wat er veranderd wordt.

als er trouwens zo iets komt wil ik wel helpen met opbouwen. heb zelf al aardig wat digitale (interactieve) stukken over chemie en wiskunde. zo is er binnen de HLO door een docent een wiskunde oefen site gemaakt waar je als student de basis wiskunde kan leren en oefenen.

[woelen]

Die komma methode lijkt mij niks, daarmee breng je volgens mij alleen maar verwarring en bovendien is het niet eenduidig.

H₂O en H₂O₂ zijn beide H,O? Als dat echt zo is, dan is het echt een flut-methode en ben ik zwaar tegenstander.

Die vergelijking met de Nederlandse taal van thionyl vind ik wel heel goed. De zelfde letters, maar een andere volgorde, dat is een ander woord (en het kan echt heel anders zijn). De zelfde letters, maar andere aantallen, ook een ander woord.

fut en fuut (mooie vergelijking met water en waterstofperoxide, heel andere woorden, en ook heel andere stoffen)

plas en slap(mooie vergelijking met ethanol en dimethylether, zelfde letters in zelfde aantallen, isomeren in de chemie die echter heel verschillende stoffen zijn).

Letters zijn atomen, woorden zijn moleculen.

Wat je wel moet aangeven is dat in de analogie met letters en woorden je alleen maar reeksen hebt, in de chemie heb je 2D en zelfs 3D structuren, maar het doet aan de basis van de analogie niet veel af.

Uitleggen van een begrip als 'mol' zou ik doen m.b.v. het begrip 'dozijn'. Een 'mol' is niets anders dan een aantals aanduiding, net als een 'dozijn' of een 'gros'. Het gaat alleen om een veel groter aantal, maar het idee is het zelfde.

De relatie met atoomgewichten en grammen kun je dan als volgende stap introduceren. Hoeveel weegt een mol zuurstofatomen? 16 gram. De afspraak is dat het atoomgewicht van een specifiek soort atoom het gewicht is in grammen van een mol van deze atomen.

Om nu molecuulgewichten te bepalen kun je weer de letter analogie gebruiken. Stel je kent aan iedere letter een gewicht G toe en je zegt dat een mol van die letter G gram weegt dan kun je ook mooi laten zien dat fut lichter is dan fuut, maar dat slap even zwaar is als plas. Je kunt de analogie tastbaar maken met scrabblestenen. Voor fuut heb je 4 stenen nodig, voor fut maar drie, dus fut weegt minder. Je moet in de analogie wel duidelijk maken dat verschillende letters verschillend gewicht hebben.

[SamtheChemist_CF]

Ik moet zeggen dat ik het idee en de insteek van dit topic relaxt vind, zal het eens bij gaan houden!

[Thionyl]

Ja, zo ongeveer. Maar ik wou het gaan doen in een soort dialoog met bijvoorbeeld een neefje van zeg 13 j die in de 2e klas zit en wel al natuurkunde-les heeft, maar weet dat jij scheikunde studeert en jou dan vraagt "Wat is dat, die scheikunde".

Als je hem dan een leerboek in zijn handen stopt, dan denk ik dat de interesse gauw weg is, omdat je al gauw stuit op abstracte begrippen en autodidact zijn is niet iedereen gegeven.

Maar ik probeer om in ca 10-sessies van level 0 naar level 2 te komen.

In de loop van de dag schrijf ik wel sessie -1 en dan lees ik jullie commentaar wel. Schiet er maar gaten in.

Wat betreft die komma-scheikunde, eigenlijk verbaast het me dat dat bij zo weinig mensen bekend is. Het wordt al meer dan 25 j in Nederland toegepast en heeft ook wel wat voordelen, alleen had het na ca 10 lessen op moeten houden en daarna wat vloeiend over moeten gaan in echte formules. Nu zat je er, tot in het absurde aan toe, bijna het hele 3e leerjaar aan vast. Daarom stopte ik meestal begin Mei met het derde klasboek en ging over op stencils, die werkten met echte formules. Ik denk, dat de leerling daardoor ook beter kon kiezen of hij/zij scheikunde als examen-vak kon nemen. Onder andere het kloppend maken, was een behoorlijk struikelblok en als je dat pas in de 4e krijgt en het lukt niet, zit je daar behoorlijk gefrustreerd in een examenklas.

Er waren trouwens ook 2 scheikunde-examens naast elkaar voor MAVO-4 en dat alles in één formulier. Moet je nagaan, je bent al zenuwachtig en dan staat er op je blad: sla deze vragen over, als je meedoet aan het mavo-project en dat soms tot 2 x aan toe. En 2 keer het woordje "einde examen".

Dat ging natuurlijk wel eens fout, met alle gevolgen vandien.

Ook zag je dat ll. ineens weer met die komma's gingen werken, ja afleren is lastiger dan aanleren.

Bovendien waren ook vervolgscholen niet altijd op de hoogte en liepen leerlingen daar op stuk. Kortom, eigenlijk te bizar voor woorden.

Ik ga niet pretenderen dat ik de ideale oplossing heb gevonden, zoals al gezegd, scheikunde is heel breed en diep. Maar misschien een stapje in de goede richting.

[ArcherBarry]

ik ben in 2001 van de MAVO af gekomen met een 9 op me diploma en heb nooit een les gehad met kommaformules.

nou had ik een leeraar van de oude stempel.

[Thionyl]

Goed, hierbij de eerste Sessie.

Sessie-1 De eerste kennismaking

Bevat de volgende begrippen:

Stof(fen),proef, gereedschap, waarnemen, reactievergelijking.

Neefje: Wat is dat die scheikunde, leeg eens effe uit.

Neef: Nou dat gaat over stoffen en wat je daar allemaal mee kan doen, je kunt ze verbranden en laten reageren en analyseren en uitrekenen, hoeveel er inzit enzo.

Neefje: Verbranden, dat snap ik, dat is leuk. Maar daar kan je toch niets aan uitrekenen, lekker laten fikken, doen we op school ook soms.

Neef: Heb je wel eens goed gekeken, wat je allemaal kan zien als je een stuk papier verbrandt?

Neefje: Ja hoor, je ziet vlammen en rook en daarna is het weg

Ooh en, er blijft as over en het stinkt soms.

Neef: Helemaal niet slecht, zullen we het eens gaan doen en dan extra goed kijken?

Neefje: Ok, is leuk.

Neef: Goed, we noemen zoiets een proef en dat moeten we wel netjes gaan doen. Zoek effe een stuk papier, dan ga ik een schoteltje zoeken.

Proef: Verbranding van papier

Een wit schoteltje, met een prop papier en een aansteker.

Neef: Je ziet waarmee we beginnen, een prop wit papier op een schoteltje. Steek hem maar aan en goed kijken!

Neefje: Ok, boss.

Neef: En heb je goed gekeken? Wat is daar nou precies gebeurd, je begon met papier en toen?

Neefje: Gewoon, het is verbrand en je houdt niets over.

Neef: Is dat zo? En die zwarte stof dan, is dat niets?

Neefje: Nee, dat is gewoon as. Dat gaat de vuilnisbak in.

Neef: Wel eens gehoord van zwarte verf? Hoe denk je dat ze dat maken?

Neefje: Met as?

Neef: Ja, zo doen ze dat. Een beetje in de witte verf en het wordt grijs en als je er meer in gooit wordt het zwarte verf.

Neefje: O, zo doen ze dat, eigenlijk nooit over nagedacht, best slim. Dus dat is scheikunde, hoe je verf maakt?

Neef: Ja, een beetje. Je hebt een witte stof veranderd in een zwarte stof, dat noemen we een scheikunde-reactie. Uit die zwarte stof kun je geen wit papier meer maken, het is voor eeuwig veranderd. En die zwarte as, noemen we een stof, omdat je het in een potje kan stoppen en bewaren, totdat je het nodig hebt.

Neefje: Dus alles wat je in een potje kan stoppen, is een stof?

Neef: Nou alles, je moet wel wat onderscheid maken. Dus niet een muis in een potje ofzo.

Neefje: Ok, niet iets levends.

Neef: Nee, en ook geen dooie muis of zoiets.

Neefje: En lucht dan? Is dat ook een stof?

Neef: Ja, denk maar aan een duiker, die heeft zijn lucht in duikflessen.

Neefje: En water?

Neef: Zeker, stop je in een fles, is ook een soort potje.

Neefje: En vlammen?

Neef: Nee, die kun je niet in een potje bewaren en is dus geen stof.

Neefje: Ja,ja, ik geloof dat ik het snap.

Neef: Maar kijk nog eens goed naar het schoteltje, was er alleen maar zwarte as, of zie je nog wat?

Neefje: Hé, ik zie nog wat geels, wat is dat?

Neef: Dat is teer, denk je dat dat ook een stof is?

Neefje: Ja, dat zou ik ook in een potje kunnen stoppen, grappig, nooit eerder gezien.

Neef: Dat noemen we nu waarnemen, zo goed mogelijk kijken wat er allemaal gebeurt. Ook de rook, of de stank had je in een potje kunnen stoppen. Dus uit dat witte papier, heb je eigenlijk 3 nieuwe stoffen gemaakt. Zwarte as, gele teer en stinkende rook.

En als je dat nou, zo kort mogelijk, opschrijft, dan heb je je eerste scheikunde-vergelijking.

En Neefje, slim als ie is:

wit papier wordt (door verbranding) zwarte as en gele teer en stinkende rook.

Einde sessie-1





Goed, op deze manier dus. Het jachtseizoen is geopend.

[Fuzzwood]

Sessie-2 Oplossen van stoffen

Bevat de volgende begrippen:

Oplossen, oplosbaarheid, neerslaan, verzadigen, moleculen, atomen, zouten, ionen

1: Als ik suiker in warme thee doe, waarom verdwijnt dat na roeren?

2: De suiker lost op, dat betekent dat de stof tussen de watermoleculen in gaat zitten.

1: Watermoleculen, wat zijn dat?

2: Er zijn ontelbare soorten moleculen, watermoleculen bijvoorbeeld, maar ook suikermoleculen en zoutmoleculen. Als ik een korreltje suiker zo fijn mogelijk zou vermalen, dan is het kleinste deeltje wat ik zou terugvinden dat nog echt suiker is een molecuul.

1: En oplossen, hoe gaat dat nu?

2: Watermoleculen zullen botsen met de suikerkorrels, zodat die langzaam maar zeker zelf als moleculen in het water gaan. Dat botsen kun je al doen door met een lepeltje te roeren, de watermoleculen zullen daardoor bewegen.

1: Ok, dus suiker lost op in water omdat het botst en uitelkaar valt. Hoe zit dat nu met zout?

2: Dat is een goede vraag. Je moet weten dat moleculen zelf weer uit atomen bestaan. Suiker ook, alleen als dat in atomen uitelkaar valt, is het geen suiker meer. Zout bestaat ook uit atomen, en wel uit natrium- en chlooratomen.

1: Natrium? Chloor? Zijn dat stoffen?

2: Inderdaad, je zou ze in een potje kunnen stoppen. Maar met natrium en chloor is iets speciaals. Je zult misschien hebben gehoord van koolstof en zuurstof. Die hebben hetzelfde speciaals: het zijn namelijk elementen. Er zijn in totaal 92 elementen bekend. Alles om je heen bestaat uit deze elementen.

1: Ok natrium en chloor zijn dus de elementen van zout?

2: Ja. Als nu dat zout in water oplost, zullen ook hier watermoleculen tegen botsen en zullen de zoutmoleculetjes ook tussen het water verdwijnen. Alleen zullen de zoutmoleculetjes ook nog eens uitelkaar vallen.

1: Uitelkaar vallen? In de elementen? Waarom gebeurt dat alleen met zout?

2: Omdat zoutmoleculen anders zijn opgebouwd. Suikermoleculen zijn echt losse deeltjes. Zoutmoleculen zitten in een zogenaamd kristalrooster verpakt. Dit betekent dat elk natriumatoom is omringd door chlooratomen en elk chlooratoom weer omringd is door natriumatomen. Het zijn niet eens atomen meer, maar zogenaamde ionen.

1: Ionen?? 8-[

2: Ionen ja. Dat zijn ook nog atomen, maar ze hebben een + of - lading. Dat komt omdat ze te weinig of te veel elektronen hebben. Elektronen hebben zelf een - lading. Elektronen kun je zelfs een beetje zien als het onweert, of wanneer je 's nachts je trui uitdoet. Hier verspringen de elektronen naar iets dat elektronen te weinig heeft. + trekt - aan zullen we maar zeggen. Elektronen draaien om een zogenaamde atoomkern heen, die atoomkern heeft zelf weer een + lading.

1: Ok zout zal in water dus uitelkaar vallen in ionen, die dus een + of - lading hebben. Welk ion is nu + of -? Kan het ene natriumion + zijn en het andere -?

2: Nee, natriumionen zullen altijd een + lading hebben. Chloor altijd een - lading. Natrium is een zogenaamd metaal, chloor is een niet-metaal. Zouten zullen altijd opgebouwd zijn uit een metaal en een niet-metaal.

1: ZoutEN?? 8-[

2: Ja, je kunt je voorstellen dat uit die 92 elementen heel veel verschillende stoffen kunnen maken. Met zout wordt vaak het zout uit natrium en chloride bedoeld, dit schrijven scheikundigen als NaCl. Je hebt misschien weleens gehoord van ketelsteen of kalkaanslag? Ook dat is een zout. Dit zout bestaat uit calcium en carbonaat. Calcium is de stof waarvan je botten gemaakt zijn, ook een element, dat als Ca wordt geschreven. Carbonaat is zelf een beetje een molecuul. Het wordt geschreven als CO₃^2-. Het is opgebouwd uit 1 koolstofatoom en 3 zuurstofatomen. Dat 2- betekent dat het 2 elektronen teveel heeft. Calcium als ion heeft weer 2 elektronen te weinig.

1: Calciumionen, schrijf je die dan als Ca²⁺?

2: Precies, zo simpel kan het zijn. Ketelsteen zelf is CaCO₃. Ketelsteen is slecht oplosbaar in water, daarom hoor je ook zovaak dat zich dat in wasmachines ophoopt. Kunnen we laten zien.

Proef: neerslag van calciumcarbonaat.

We lossen wat strooizout (CaCl₂) op in water en gooien daar een handje soda (Na₂CO₃) bij. Er zal meteen calciumcarbonaat neerslaan.

1: NaCl zal wel goed oplosbaar zijn dan? Kan ik zoveel in water oplossen als ik wil?

2: Het klopt dat NaCl goed in water oplost, maar ook dat kan niet oneindig. Als er geen molecuul extra aan een NaCl oplossing kan worden toegevoegd zonder dat dit neerslaat, dan heet dat een verzadigde oplossing. Ook hier is een proefje voor te bedenken.

Proef: oplosbaarheden en verzadigdheid (we gaan nu zelfs met hoeveelheden werken )

We lossen voorzichtig 125 g zout op in een kwart liter water. Je zult zien dat niet alles oplost. Dit water gieten we voorzichtig in een glas en dit glas gaat in de koelkast. Als het water voldoende afkoelt, zul je weer zout op de bodem zien liggen.

1: Dus als water heet is, lost er meer zout in op als dat het koud is?

2: Dat is een zeer goede conclusie die je kunt trekken.

[ArcherBarry]

dan neem ik zuren

[Thionyl]

Hoi FsWd, leuk dat je er op inhaakt, maar ondanks je goede uitleg, moet je wel het abstractie-niveau in de gaten houden. Anders gaat het grondig mis.

Bedenk svp dat dit de eerste kenningsmaking was.

Maar ik hoop dat je er geen bezwaar tegen hebt, om sommige delen van jouw sessie later in de mijne in te bouwen. Woelen had ook goede suggesties, die zeker bruikbaar zijn.

Eigenlijk wilde ik eerst naar scheiden, en kennis van wat stoffen gaan, je moet het zorgvuldig opbouwen. En atomen en moleculen, misschien ok, maar ionen is echt nog een stap te ver.

Het is een hypothetische wereld en hoe krijg je het voor elkaar om een puber abstract te laten denken, zonder dat je hem/haar overbelast en daardoor zijn interesse verliest.

Bedenk maar eens hoe lang je erzelf over gedaan hebt.

Op dit nivo mag je soms al blij zijn, dat er een magneet wordt gebruikt om koperen en ijzeren schroeven te scheiden, ipv met de hand cq oog.

Je moet ze leren, selectief lui te zijn, en dat op de juiste manier, maar wel scherp en nieuwsgierig.

[Fuzzwood]

Mja nu je erover begint, ik had inderdaad moeite om het begrip "ion" al op deze manier uit te leggen . Daarbij heb ik geen copyright onder mijn werk staan , al zijn credits altijd wel leuk.

En je hebt gelijk, duurt inderdaad lang voordat je er iets van snapt, tot op het zeer speciale moment dat alles ineens inelkaar past.

[woelen]

FsWd, ik denk inderdaad dat jij veel te snel gaat.

Zelf moet ik ook vaak dingen uitleggen en het is verbazend hoe moeilijk het is om iets uit te leggen als je zelf (ver) boven de stof staat. Je bent dan al gauw geneigd om concepten te gebruiken die voor jou heel gewoon zijn, maar voor de toehoorder onbekend.

[woelen]

Ik heb ook nog eens nagedacht over die scrabble stenen. Als gewicht kun je de punten nemen, zoals die op de stenen staan. Dan heb je automatisch dat verschillende letters verschillend gewicht hebben. Hiermee kun je de analogie met molecuulgewichten nog verder doorvoeren. De leerlingen kunnen gewoon punten tellen en hebben direct door dat fut minder punten heeft dan fuut en dat slap en plas evenveel punten hebben.

[Thionyl]

Mol en atoommassa en at.nr, dat worden straks nog wel wat lastige zaken om dat goed duidelijk te maken. En niet alles hoeft natuurlijk via scrabble.

Maar plas en slap en fuut enz, dat zul je onderweg wel ergens gaan tegen komen, mits men mij me gang laat gaan.

Zelf dacht ik meer in de richting van Lego-stenen. Dan kun je 4 dingen samen nemen. Aantal nopjes, grootte, volgorde en massa en nog zo wat dingen.

Zolang het maar concrete dingen uit het dagelijks leven zijn, die een abstract begrip kunnen vertolken.

Tenslotte is eten maken ook scheikunde, met kookboek erbij.

Maar ik zie nog geen kritiek op sessie-1, dus op naar de volgende??