Hoofdstuk 1
Experimenteren
§1 Scheikunde §2 Veiligheid §3 Experimenteren §4 Temperatuur §5 Chemische reacties en faseovergangen §6 Verbranding §7 Het practicumverslag
§1 Scheikunde
In dit hoofdstuk ga je leren hoe je scheikunde experimenten kan uitvoeren. Maar voordat we daarmee beginnen is het eerst van belang goed te weten wat scheikunde eigenlijk is.
Welkom bij de wetenschapsschool. Op deze website ga je leren over de wetenschap genaamd scheikunde. Het doel van wetenschap is te begrijpen hoe de wereld werkt. Scheikunde is echter niet de enige wetenschap. Naast de scheikunde bestaat ook nog de natuurkunde en de biologie. In de rest van deze paragraaf bespreken we de verschillen.
De scheikunde gaat over stoffen. In dit vak bestuderen we de eigenschappen van deze stoffen en onderzoeken we waar deze stoffen uit opgebouwd zijn. In sommige omstandigheden veranderen stoffen in compleet andere stoffen. Als dit gebeurt, spreken we van een chemische reactie. Tijdens een chemische reactie kan er van alles gebeuren. Stoffen kunnen van kleur veranderen, licht geven of zelfs ontploffen. Hieronder zien we links bijvoorbeeld een wit poeder genaamd kopersulfaat dat blauw wordt als het in contact komt met water. Rechts zien we de verbranding van thermiet dat o.a. gebruikt wordt voor het lassen van tramrails.
(Afbeelding: Benjah-bmm27; PD / CaesiumFluoride; CC BY-SA 3.0)
Natuurkunde gaat over de natuurwetten die in het universum werken. Deze wetten vertellen ons welke krachten er werken op materie en voor welke beweging deze krachten zorgen. Twee belangrijke begrippen in de natuurkunde zijn dus beweging en kracht. Bij beweging kan je bijvoorbeeld denken aan het opstijgen van een vliegtuig of het vallen van een steen. Bij krachten kan je bijvoorbeeld denken aan de zwaartekracht of aan elektrische en magnetische krachten.
Hoewel natuurkunde het woord "natuur" bevat, heeft het weinig te maken met het leven op aarde. Dit wordt beschreven door de biologie.
Leerdoelen:
|
|
|
Opdrachten
|
|
§2 Veiligheid
In de scheikunde werken we vaak met chemicaliën. Voordat we gaan experimenteren met deze stoffen is het van belang dat je hier veilig mee om kan gaan. In deze paragraaf lees je hier meer over. Ook bespreken we de E-nummers.
Ter bescherming van je kleding en je armen dragen we tijdens scheikunde-experimenten een labjas en ter bescherming van je ogen draag je een veiligheidsbril (zie de onderstaande afbeelding). Beide dien je ten alle tijden op te hebben als er in het lokaal scheikunde-experimenten worden uitgevoerd. Denk er tevens aan om lange haren met een elastiek in een knotje te binden. Je wilt immers niet dat je haren in een gevaarlijke stof of in een vlam belanden. Let er ook op dat je niet eet en drinkt in het scheikundelokaal, omdat stoffen via je handen in je eten kunnen gaan zitten. Om gevaarlijke stoffen niet onopgemerkt via je handen mee naar buiten te nemen, is het van belang je handen te wassen na afloop van een experiment.
Let er tevens op dat je veel stoffen die je gebruikt in de scheikundeles niet in de prullenbak of de gootsteen kan gooien. Dit geldt bijvoorbeeld voor stoffen die giftig zijn of schadelijk zijn voor het milieu. Vaak wordt dit verzameld in er een speciaal afvalvat in het lokaal.
Mocht er toch iets misgaan tijdens een experiment, dan zijn er in het lokaal een aantal hulpmiddelen aanwezig. Als je een stof in je ogen krijgt, spoel je ogen dan zo snel mogelijk schoon met de oogdouche. Als je kleding in brand vliegt, ga dan onder de douche staan. Als er in het lokaal een brand ontstaat, dan kan je gebruik maken van de branddeken of de brandblusser. Gelukkig zijn deze noodmaatregelen zelden tot nooit nodig, maar mocht het een keer misgaan, dan is het belangrijk dat je weet wat je in zo’n situatie moet doen.
(Afbeelding: TEDxNewcastle met Andrew Szydlo)
Bij het gebruik van stoffen is het van belang eerst op het etiket te kijken, zodat je weet waar je op moet letten bij het gebruik van de stof. Op het etiket staan namelijk zogenaamde gevarenpictogrammen. Hieronder zie je een aantal pictogrammen die je uit je hoofd wilt kennen. De pictogrammen staan ook in BINAS. In de onderstaande tabel zijn een aantal pictogrammen toegelicht. Het is belangrijk dat je deze toelichtingen uit je hoofd kent.
|
Pictogram |
Betekenis |
|
Onder druk |
Een fles kan exploderen of de dop kan er hard afschieten als de fles te warm wordt. |
|
Schadelijk |
Deze stoffen zijn irriterend of schadelijk voor de huid en ogen of bij het inademen of inslikken. |
|
Corrosief |
Deze stof reageert bijtend op de huid en kan ook bepaalde materialen aantasten. |
|
Ontvlambaar |
Deze stof kan gemakkelijk in brand vliegen. |
|
Oxiderend |
Deze stof kan andere stoffen gemakkelijk laten ontbranden of kan verbranding heftiger maken. |
|
Langetermijn-schade |
De schade bij deze stoffen is niet direct merkbaar, maar wel op lange termijn. Denk bijvoorbeeld aan kankerverwekkende stoffen. |
Als laatste bespreken we ook nog de veiligheid van stoffen in ons voedsel. Als je op het etiket van voeding in de supermarkt kijkt, dan zie je daar vaak een hele lijst aan ingrediënten. Bij een aantal van deze ingrediënten staan E-nummers vermeld. Dit zijn hulpstoffen die door de Europese Unie zijn goedgekeurd er dus veilig worden geacht. Hiertoe behoren o.a. geur-, smaak en kleurstoffen, verdikkingsmiddelen en conserveringsmiddelen (waarmee voedsel langer bewaard kan blijven). Deze E-nummers zijn ook te vinden in BINAS.
|
Leerdoelen:
|
|
|
Opdrachten
|
|
§3 Experimenteren
In deze paragraaf komen we dan eindelijk toe aan het uitvoeren van experimenten. In de theorie bespreken we een aantal materialen die we gebruiken bij experimenteren.
Als we stoffen willen mengen of verwarmen, dan doen we deze stoffen vaak eerst in glaswerk. Een bekend voorbeeld is de reageerbuis. Dit is een lang, dun, glazen buisje dat wordt gebruikt als we werken met kleine hoeveelheden stof (zie de onderstaande afbeelding). Door de onderkant van een reageerbuis rustig heen en weer te schudden (te kwispelen) kan je de stoffen die erin zitten voorzichtig mengen. Als harder schudden nodig is, kan je de reageerbuis dichtmaken met een rubberen stop. Met een reageerbuisknijper kan de reageerbuis opgepakt worden en in een vlam verhit worden.
(Afbeelding: Alvy16; CC BY 4.0 )
Een type glaswerk waar we meer stof in kwijt kunnen is het bekerglas (zie de eerste onderstaande afbeelding). Daarnaast hebben we ook de erlenmeyer (zie de tweede afbeelding). Een erlenmeyer heeft een brede bodem en een smalle hals en als gevolg kan je dit type glaswerk gemakkelijk schudden zonder te morsen. Zowel het bekerglas als de erlenmeyer kunnen ook verwarmd worden met een brander. Ze worden hiervoor eerst op een driepoot gezet (zie de derde afbeelding). Een ander type glaswerk is de maatcilinder (zie de vierde afbeelding). Een maatcilinder is een lange cilinder met op de zijkant een maatverdeling waarmee we het volume van vloeistoffen kunnen bepalen. Meestal wordt de maatverdeling gegeven in milliliters. Maatcilinders zijn niet bedoeld om te verwarmen.
Hieronder zien we de links een buret. Door aan het kraantje onder aan de buret te draaien kan je gecontroleerd een bepaald volume vloeistof in bijvoorbeeld een erlenmeyer gieten. Merk op dat de schaalverdeling in dit geval van boven naar beneden loopt. Als je de buret tot "0 mL" vult en daarna telkens een beetje vloeistof toevoegt, dan kan je aan de vloeistofstand aflezen hoeveel er in totaal is toegevoegd. Rechts zien we een pipet. Dit is een klein glazen buisje met aan de bovenkant een rubberen ballonnetje. Als je hierin knijpt en dan loslaat als je de punt van de pipet in een vloeistof houdt, dan vult de pipet zich met de vloeistof.
Om stoffen te verwarmen gebruiken we een gasbrander (zie de onderstaande afbeelding). De branders in het scheikundelokaal werken op aardgas. Dit gas bestaat voornamelijk uit het brandbare methaan (CH4). Dit gas is kleurloos en geurloos en daarom niet door mensen te detecteren. Omdat het gevaarlijk kan zijn als dit gas in een afgesloten ruimte ontsnapt, is een geur toegevoegd, zodat we het aardgas direct kunnen herkennen. Als we het aardgas met een lucifer aansteken, dan reageert het gas met de zuurstof in de lucht. Bij deze reactie komt warmte en licht vrij—er ontstaat vuur.
Als je met de gasbrander wilt werken, zorg je eerst dat de twee draaiknoppen van de brander dicht zijn. De onderste knop regelt de gastoevoer. Draai deze knop een beetje open en steek het gas met een lucifer aan. Als het goed is krijg je nu een gele vlam te zien. Door de gastoevoer nog verder open te draaien wordt de vlam groter.
De bovenste knop regelt de luchttoevoer. Op dit moment is deze knop nog dicht en als gevolg kan er maar weinig zuurstof bij de vlam komen. We spreken in dit geval van onvolledige verbranding. Bij dit type verbranding komt naast water en koolstofdioxide ook koolstof (C) en koolstofmonoxide (CO) vrij. Koolstofmonoxide is een onzichtbaar gas dat bij hoge concentratie gevaarlijk is voor de mens en bij grote concentratie zelfs dodelijk. Dit is waarom veel mensen in huis een koolstofmonoxidemelder hebben hangen. Koolstof is een zwarte vaste stof die we in het dagelijks leven "roet" noemen. Het ontstaan van roet merken we bijvoorbeeld als we een stukje glas in deze vlam houden (zie de onderstaande afbeelding). Omdat we geen roet op ons glaswerk willen hebben, wordt een gele vlam niet gebruikt voor het verwarmen van materialen. Als we brander even niet gebruiken, gebruiken we wel de gele vlam, omdat deze vlam het best zichtbaar is. De gele vlam wordt daarom ook wel de waarschuwingsvlam genoemd.
(Afbeelding: ... / Arthur Jan Fijalkowski; CC BY 3.0)
Als we stoffen willen verwarmen, dan zetten we de luchttoevoer verder open. Als we dit geleidelijk doen, zullen we eerst zien dat de vlam blauw wordt. Bij grote hoeveelheden zuurstof gaat de vlam daarnaast ook hoorbaar ruisen en wordt er een lichtblauwe kern in de vlam zichtbaar. We noemen deze vlammen de stille blauwe vlam en de ruisende blauwe vlam. De drie vlammen kan je in de onderstaande linker afbeelding zien. Hoe meer we de luchttoevoer openzetten, hoe heter de vlam wordt. Het topje van de lichtblauwe kern is het heetste deel van de vlam en daar worden dan ook materialen gehouden die we sterk willen verhitten.
Bij de blauwe vlam en de ruisende vlam vindt volledige verbranding plaats. Bij dit type verbranding ontstaat alleen koolstofdioxide (CO2) en waterdamp (H2O).
Waterdamp en koolstofdioxide zijn beide kleurloze en geurloze gassen. Ze zijn daardoor niet zichtbaar. We kunnen de aanwezigheid van deze stoffen wel aantonen met behulp van andere stoffen. De aanwezigheid van water of waterdamp kunnen we aantonen door het water te laten reageren met wit kopersulfaat. Deze stof krijgt na aanraking met water een blauwe kleur (zie de linker onderstaande afbeelding). Koolstofdioxide kan worden aangetoond door dit gas door helder kalkwater te laten stromen. Na aanraking met CO2 wordt deze vloeistof troebel wit (zie de onderstaande rechter afbeelding).
(Afbeelding: Benjah-bmm27; PD / CaesiumFluoride; CC BY-SA 3.0)
|
Leerdoelen:
|
|
|
Opdrachten
|
|
§4 Temperatuur
In deze paragraaf gaan we begrijpen wat temperatuur met stoffen doet. Het kan stoffen doen krimpen en uitzetten, kan de dichtheid veranderen en kan zorgen voor faseovergangen.
De temperatuur wordt veroorzaakt door de beweging van de deeltjes waaruit een stof bestaat. Hoe sneller deze deeltjes bewegen, hoe hoger de temperatuur van de stof.
Andersom geldt ook dat hoe langzamer de atomen bewegen, hoe lager de temperatuur wordt. Als we een voorwerp blijven afkoelen, dan komt er een moment dat alle atomen stil staan. Dit gebeurt pas bij -273 °C. Op dat moment is de allerlaagste temperatuur bereikt. We noemen deze temperatuur het absolute nulpunt. Het is niet mogelijk dat een materiaal nog kouder wordt, want de atomen staan bij deze temperatuur immers al helemaal stil.
Sinds de ontdekking van het absolute nulpunt is de eenheid kelvin (K) bedacht. Er geldt:
| $$ 0 \text{ K} = -273\,^{\circ}\text{C} $$ |
We rekenen kelvin en graden Celsius als volgt in elkaar om:
|
|
Als voorbeeld zien we hieronder het smeltpunt van water weergegeven. Water smelt bij 0 oC. Volgens de bovenstaande formules komt dit overeen met 0 oC + 273 = 273 K. Het kookpunt van water is 100 oC. Dit komt overeen met 100 oC + 273 = 373 K.
Eerder hebben we gelezen dat hoe hoger de temperatuur is, hoe sneller de deeltjes van de stof bewegen. Er geldt ook dat hoe sneller deeltjes bewegen, hoe harder ze de omliggende deeltjes wegduwen. Het materiaal neemt als gevolg meer ruimte in (zie de onderstaande animatie). Over het algemeen geldt daarom dat stoffen uitzetten als de temperatuur toeneemt en krimpen als de temperatuur weer afneemt.
Bij gassen kan je krimpen en uitzetten duidelijk zien. Als je een ballon met daarin lucht koud maakt door het bijvoorbeeld onder te dompelen in vloeibare stikstof, dan zie je de ballon duidelijk krimpen (zie het onderstaande filmpje en de onderstaande afbeeldingen). Als je de ballon daarna weer opwarmt, dan zet de ballon weer uit.
Bij het uitzetten van een stof neemt de dichtheid af. De dichtheid is de massa van een kubieke centimeter van een bepaalde stof. Als de deeltjes van de stof verder van elkaar af staan, dan passen er minder deeltjes in een kubieke centimeter, waardoor de dichtheid lager is.
De dichtheid heeft weer invloed op drijven en zinken. Een stof met een lagere dichtheid drijft op een stof met een hogere dichtheid. Dit geldt niet alleen voor vaste stoffen in vloeistoffen. Ook warme gassen en vloeistoffen stijgen op en "drijven" op koudere gassen en vloeistoffen.
Met temperatuur kunnen we ook de verschillende fasen begrijpen. Stoffen bevinden zich meestal in één van de volgende drie fasen:
- gas
- vloeibaar
- vast
In de scheikunde worden deze fasen aangegeven met de letters g ("gas)", l ("liquid" = vloeibaar) en s ("solid" = vast).
We kennen allemaal de drie fasen van water. Vast water noemen we ijs, vloeibaar water noemen we gewoon "water" en water in gasvorm noemen we waterdamp. Bij een vaste stof zitten de deeltjes in de stof op een vaste plaats en kunnen op deze plaats alleen een beetje heen en weer trillen (zie de linker onderstaande afbeelding). Bij een vloeistof zitten de deeltjes nog steeds tegen elkaar aan, maar hebben ze geen vaste plek meer. Ze kunnen nu vrij langs elkaar heen bewegen (zie de middelste afbeelding). Dit verklaart de beweeglijkheid van vloeistoffen. In een gas zijn de atomen helemaal los van elkaar en vliegen kriskras door elkaar heen (zie de rechter afbeelding). Als een gas kleurloos is (wat bijvoorbeeld bij lucht het geval is), dan zijn gassen niet zichtbaar. De individuele deeltjes zijn immers te klein om met het oog waar te nemen.
Als een stof van de ene fase overgaat naar een andere, dan spreken we van een faseovergang. Als een vloeistof in een vaste stof verandert, dan noemen we dit stollen (het stollen van water noemen we ook wel bevriezen). Als een vaste stof in een vloeistof verandert, dan noemen we dit smelten. Water stolt als we het afkoelen onder de 0 °C en smelt als we het verwarmen boven de 0 °C. We noemen 0 °C daarom het smeltpunt of het stolpunt van water. Verschillende stoffen hebben een verschillend smeltpunt. In BINAS kan je het smeltpunt van een heel aantal stoffen vinden.
Als een vloeistof in een gas verandert, dan noemen we dit verdampen. Als een gas in een vloeistof verandert, dan noemen we dit condenseren (of condensatie). Water verdampt als we het verwarmen boven de 100 °C en condenseert als we het afkoelen onder de 100 °C. We noemen 100 °C daarom het kookpunt van water. Ook het kookpunt van verschillende stoffen kunnen we vinden in BINAS.
Een stof is vast als de temperatuur onder het smeltpunt ligt. Een stof is vloeibaar als de temperatuur tussen het smeltpunt en het kookpunt ligt en een stof is gasvormig als de temperatuur boven het kookpunt ligt (zie de onderstaande afbeelding).
De smelt- en de kookpunten kan je vinden in BINAS. Hieronder zijn de smelt- en de kookpunten van een aantal stoffen weergegeven. Zoals je ziet zijn de temperaturen gegeven in kelvin. In de vorige paragraaf heb je geleerd dit om te rekenen naar graden Celsius:
|
Stof |
Smeltpunt |
Kookpunt |
|
Alcohol (ethanol) |
159 K |
351 K |
|
Benzine |
123 K |
- |
|
Ether |
157 K |
308 K |
|
Kwik |
234 K |
630 K |
|
Melk |
272 K |
373 K |
|
Olijfolie |
- |
570 K |
|
Petroleum |
203 K |
423 K |
|
Spiritus |
183 K |
351 K |
|
Water (277 K) |
273 K |
373 K |
|
Zeewater |
270 K |
- |
|
Zwavelzuur |
284 K |
603 K |
|
Leerdoelen:
|
|
|
Opdrachten
| ||||||||||
|
§5 Chemische reacties en faseovergangen
In deze paragraaf gaan we het verschil tussen chemische reacties en natuurkundige processen bestuderen.
Scheikunde gaat over de eigenschappen van stoffen en wat er gebeurt als we deze stoffen mengen. In sommige omstandigheden kunnen stoffen veranderen in compleet andere stoffen. Als dit gebeurt, spreken we van een chemische reactie. Bijvoorbeeld een kleurverandering of een verbranding is een aanwijzing dat er een chemische reactie heeft plaatsgevonden.
Een bekend voorbeeld van een chemische reactie is de verbrandingsreactie. In de eerste onderstaande afbeelding zien we de verbranding van staalwol. Staalwol bestaat voornamelijk uit ijzer en bij hoge temperaturen reageert het met de zuurstof in de lucht. Dit gebeurt bijvoorbeeld als je een batterij tegen staalwol aanhoudt. Bij de verbranding van ijzer ontstaat ijzeroxide. In het dagelijks leven noemen we dit ook wel "roest". Bij deze reactie is zuurstof en ijzer dus veranderd in een nieuwe stof: ijzeroxide. Er heeft dus een chemische reactie plaatsgevonden. In de natuur roest ijzer ook, maar dat gaat veel langzamer (zie de tweede afbeelding).
(Afbeelding: alennzg / Islander61; CC BY-SA 4.0)
Chemische reacties kunnen we beschrijven met een reactieschema. In een reactieschema schrijven we schematisch op welke stoffen voor de reactie aanwezig waren (de reactanten) en welke stoffen na de reactie zijn ontstaan (de producten):
$$ \mathrm{reactant} 1 + \mathrm{reactant} 2 + \mathrm{...} \rightarrow \mathrm{product} 1 + \mathrm{product} 2 + \mathrm{...} $$Laten we als voorbeeld de verbranding van staalwol nemen. Zoals we eerder gelezen hebben, reageert het ijzer waaruit staalwol bestaat met de zuurstof in de lucht en ontstaat er ijzeroxide. De reactanten zijn dus ijzer en zuurstof en het product is ijzeroxide. We schrijven dit op als:
$$ \mathrm{ijzer} + \mathrm{zuurstof} \rightarrow \mathrm{ijzeroxide} $$Een ander voorbeeld van een chemische reactie treedt op als we carbid (ook wel calciumcarbide genoemd) combineren met water. Er ontstaat hierbij de stof ethyn en calciumhydroxide. Er geldt dus:
$$ \mathrm{carbid} + \mathrm{water} \rightarrow \mathrm{ethyn} + \mathrm{calciumhydroxide} $$Als we de stof ethyn combineren met lucht en dan aansteken, dan ontstaat een explosie waarbij de gassen koolstofdioxide en waterdamp vrijkomen.
$$ \mathrm{carbid} + \mathrm{zuurstof} \rightarrow \mathrm{koolstofdioxide} + \mathrm{waterdamp} $$In sommige delen van Nederland wordt rond de jaarwisseling carbid en water in een melkbus gedaan. Bij het ontsteken schiet de dop van de melkbus soms meters ver weg en is een grote knal te horen en een vlam te zien.
(Afbeelding: Jjdez; CC BY-SA 3.0)
Het is belangrijk chemische reacties te kunnen onderscheiden van natuurkundige processen. Bij een natuurkundig proces verandert een stof, maar er ontstaat geen nieuwe stof en er is dan dus ook geen sprake van een chemisch reactie. Een voorbeeld hiervan zijn faseovergangen. Denk bijvoorbeeld aan het smelten van ijs of het koken van water. Of je water nu in gas-, vloeibare- of vaste vorm tegenkomt, het blijft water. Bij een faseovergang ontstaat dus nieuwe stof. We krijgen gewoon dezelfde stof te zien, alleen dan in een andere fase. Een faseovergang is daarom geen chemische reactie, maar een natuurkundig proces.
Een ander voorbeeld is het uitzetten of krimpen van een gas door dit gas te verwarmen of af te koelen. Als we bijvoorbeeld een ballon in een koude vloeistof duwen, dan wordt het gas kouder en daardoor krimpt de ballon (zie hoofdstuk “Temperatuur”). Dit is een voorbeeld van een natuurkundig proces, want er ontstaan bij deze verandering geen nieuwe stoffen.
|
Leerdoelen:
|
|
|
Opdrachten
|
|
§6 Verbranding
In deze paragraaf gaan we bestuderen welke factoren nodig zijn voor verbranding.
Brand kunnen we herkennen aan een aantal verbrandingsverschijnselen, namelijk vlammen, roet, rook, vonken en warmte. Vlammen bestaan uit gloeiend gas, roet is de zwarte stof genaamd koolstof die bij veel verbranding ontstaat, rook bestaat uit zwevende vaste roetdeeltjes, vonken zijn kleine gloeiende deeltjes die wegschieten van de brandstof en bij verbranding komt ook altijd warmte vrij.
Een stof vliegt in brand als aan drie voorwaarden wordt voldaan. De eerste factor is de aanwezigheid van een brandstof, de tweede factor is de aanwezigheid van genoeg zuurstof en de derde factor is een temperatuur boven de ontbrandingstemperatuur. Deze drie voorwaarden zijn samengevat in de onderstaande verbrandingsdriehoek.
Misschien had je naast de drie factoren ook verwacht dat het noodzakelijk zou zijn dat de brandstof "aangestoken" wordt. Dit is echter niet noodzakelijk. Als aan de bovenstaande eisen wordt voldaan, dan vliegt de stof automatisch in brand (dit zie je bijvoorbeeld gebeuren in het onderstaande filmpje). De vlam van een lucifer kan natuurlijk wel helpen om de ontbrandingstemperatuur te bereiken.
The Chemistry of Fire, 1948Als we een brand willen blussen, dan kan dat door één of meerdere van de drie factoren weg te nemen. Als bijvoorbeeld olijfolie in een koekenpan in brand vliegt, dan is het voldoende om een deksel op de pan te plaatsen. Als gevolg raakt de zuurstof in de pan op en stopt de verbrandingsreactie. De brandweer gebruikt vaak water om vuur te doven. Water werkt omdat het afkoelt. Het zorgt ervoor dat de temperatuur van de brandstof onder de ontbrandingstemperatuur komt. Een andere mogelijkheid om een brand te blussen is met een CO2-brandblusser. De koolstofdioxide in de blusser duwt de zuurstof in de lucht weg bij het vuur en daardoor gaat het vuur uit. We zien dit effect in het onderstaande filmpje.
|
Leerdoelen:
|
|
|
Opdrachten
|
|
§7 Het practicumverslag
In deze laatste paragraaf bespreken we de opzet van een goed practicumverslag. Je loopt de onderstaande stappen door tijdens het uitvoeren van een experiment. Daarna werkt je de stappen nauwkeurig uit in een verslag.
1. Onderzoeksdoel of onderzoeksvraag
Schrijf kort op wat het doel van de proef is of schrijf de onderzoeksvraag op.
2. Hypothese
Geef, zo mogelijk, een redelijke schatting van wat het resultaat van je experiment zal zijn. Doe dit aan de hand van de natuurkunde theorie, algemene kennis of een snelle meting. Leg kort uit waar deze schatting op gebaseerd is. Bij sommige experimenten is het niet mogelijk een redelijke hypothese te geven. In dat geval kan je deze stap overslaan.
3. Het werkplan
Beschrijf hier hoe je het experiment hebt uitgevoerd. Begin met een beschrijving van de opstelling en maak hier een schematische tekening bij. Noteer daarna welke metingen je hebt uitgevoerd en welke formules en natuurkundige technieken je gebruikt hebt. Noem hier nog niet welke specifieke meetwaarden je gevonden hebt. Dat komt pas in de volgende stap. Je wilt hier alleen opschrijven wat je gedaan hebt om op het eindresultaat te komen. Denk eraan dat het nauwkeuriger is om een meting meerdere keren uit te voeren en dan het gemiddelde te nemen.
4. Waarnemingen en verwerking
Voer hier de stappen uit die je in de vorige vraag beschreven hebt. Noteer o.a. je metingen die je verricht hebt. Dit worden ook wel waarnemingen genoemd. De waarnemingen kan je dan verwerken door er bijvoorbeeld mee te rekenen of door de gegevens in tabellen en grafieken te gebruiken. Denk bij het maken van grafieken aan de grootheden en eenheden bij de assen. Zet daarna alle meetpunten zo nauwkeurig mogelijk in de grafiek en trek dan een trendlijn door de punten. Het komt regelmatig voor dat een aantal meetpunten niet op de trendlijn liggen. Dit komt omdat zo goed als alle metingen onnauwkeurigheden bevatten.
5. De conclusie
Hier trek je een conclusie op basis van je resultaten. Zorg dat je conclusie goed aansluit op je onderzoeksdoel of onderzoeksvraag. Vergelijk je resultaten zo mogelijk ook met je hypothese.
6. De discussie
Metingen zijn altijd onzeker. Noteer welke meetfouten in je onderzoek een rol hebben gespeeld en hoe ze de conclusie hebben beïnvloed. Als je geen goede conclusie hebt kunnen trekken, vermeld hier dan hoe het experiment aangepast moet worden om wel een goede conclusie te kunnen trekken.
Let op: het gaat bij de discussie om inhoudelijke kritiek op het experiment en de meetinstrumenten die je van de docent gekregen hebt. Het gaat niet om jullie persoonlijke werkhouding. Schrijf hier dus niet zoiets als "we hadden beter moeten samenwerken". Wel een goede toevoeging is: "het meten van de tijd met een stopwatch is onnauwkeurig".
|
Leerdoelen:
|
|
|
Opdrachten
|
|
Stoffen die je uit je hoofd moet kennen:
|
Moleculen |
|
|
Water |
H2O |
|
Koolstofdioxide |
CO2 |
|
Koolstofmonoxide |
CO |
|
Methaan |
CH4 |
| BINAS: | |
| 1 | Omrekenen kelvin en graden Celsius |
| 15-17 | Dichtheid, smeltpunt en kookpunt van verschillende stoffen |
| 39 | Veiligheidspictogrammen |
| 40 | Informatie over gevaarlijke chemicaliën |
| 45 | E-nummers |