9-11 jaar
Wetenschappelijke inhoud: Chemie Beoogde concepten/vaardigheden: Zure, neutrale en basische substanties. Basisconcepten binnen de chemie en het belang van deze concepten in het dagdagelijkse leven van de leerlingen. Beoogde leeftijdsgroep: 9-11 jaar oud Duur van de activiteit: 2 uur Samenvatting: De leerlingen onderzoeken wat het betekent wanneer een substantie zuur, neutraal of basisch is. Eerst wordt aan de kinderen gevraagd wat ze over deze concepten weten. Hiervoor kan de fabel over de vos en de lijsterbessen van Aesopus worden verteld. Kunnen de leerlingen substanties opnoemen die zuur zijn? Kunnen ze substanties opnoemen die basisch zijn? De antwoorden worden opgeschreven zodat iedereen ze kan zien. De leerlingen ontdekken de betekenis van indicatoren door gebruik te maken van rode kool als pH-indicator. Vervolgens onderzoeken ze zelf enkele substanties. Voor de praktische, experimentele studie, wordt hun gevraagd hypotheses te uiten en hun veronderstellingen met hun klasgenoten in groepjes te bespreken.
Doelstelling: Op het einde van de activiteit moeten de kinderen tot het volgende in staat zijn: • Micropipetten en multititerplaten gebruiken • Accurate observaties uitvoeren • Hypotheses uiten • Conclusies trekken op basis van de gedane observaties • Zure en basische substanties van elkaar onderscheiden door het gebruik van indicatoren • Onderzoeken uitvoeren om te testen of substanties zuur of basisch zijn Materiaal: Voor de hele klas: • Rode kool • Verschillende huishoudelijke substanties om te bestuderen Voor iedere groep leerlingen: • Plastic multititerplaten • Micropipetten • Mes of rasp • Zeef • 2 potjes of bekers • Substanties om te bestuderen: kraantjeswater, melk, thee, koffie, appelsap, bakpoeder, coca cola, afwasmiddel, azijn etc.
Zuur, neutraal of basisch? Auteurs: Tuula Asunta, Departement van Onderwijs, Universiteit van Jyväskylä, Finland The content of the present document only reflects the author’s views and the European Union is not liable for any use that may be made of the information therein.
DitThis project Pri-Sci-Net wordt door het Zevende Kaderprogramma van de project Pri-Sci-Net hasgefinancierd received funding from the European Union Seventh Europese Unie (FP7 2007 onder subsidieovereenkomst 266647 Framework Programme (FP7/13) 2007 /13) under grant agreement nr. No.266647
Zuur, neutraal of basisch? Acidic, Neutral or basic? Lesplan Beschrijving van de activiteit (met inbegrip van de notities van de leerkracht)
1. Aanzet (Hypotheses vormen) 1. De leerkracht stelt de leerlingen vragen met betrekking tot zure, neutrale of basische substanties. Al de antwoorden worden op het bord of de computer genoteerd en worden met de kinderen besproken. 2. De leerkracht geeft de leerlingen enkele voorbeelden van zure, basische en neutrale substanties (enkel wanneer de leerlingen zelf niet voldoende voorbeelden hebben gegeven), bv. azijn is zuur, bakpoeder is basisch, zuiver water is neutraal etc. De leerkracht kan de praktische betekenis van de concepten zuur, neutraal en basisch wat verduidelijken. Hij/Zij kan ook het gegeven van een indicator bespreken en aan de kinderen uitleggen waar een indicator voor dient. 3. De leerkracht laat de kinderen kennismaken met pipetten en multititerplaten. Hij/Zij legt daarna uit hoe de kinderen rodekoolsap als indicator kunnen gebruiken. De leerkracht laat de kinderen rodekoolsap maken of doet dit zelf. 4. De leerkracht demonstreert hoeveel van de indicatorvloeistof er in iedere ruimte van de multititerplaat moet zitten en hoeveel druppels de kinderen moeten toevoegen van de substantie die ze willen onderzoeken.
5.
6.
7. 8.
Hij/Zij toont ook hoe de kleur van de rode kool verandert wanneer er azijn of citroensap aan wordt toegevoegd. De leerkracht legt de volgende onderzoeksvraag voor aan de kinderen: “Is het mogelijk om te zien welke vaak voorkomende huishoudelijke substanties (de leerkracht vermeldt enkele voorbeelden zoals azijn, citroensap, afwasmiddel, water, appelsap etc.) zuur, neutraal en basisch zijn?” De leerkracht deelt de werkblaadjes voor de kinderen uit. De leerlingen uiten hun hypotheses (de leerkracht legt uit wat ze moeten doen) over de huishoudelijke substanties die ze graag willen onderzoeken en noteren die op het werkblad. De leerkracht moedigt hen aan om hun ideeën in groepjes te bespreken. Om de onderzoeksvraag afdoend te kunnen beantwoorden, moeten de leerlingen ten minste 10 verschillende substanties onderzoeken. De leerlingen voeren hun onderzoeken uit en de leerkracht helpt waar nodig. De kinderen kunnen kiezen uit verschillende substanties/huishoudelijke stoffen. De leerkracht geeft hun voldoende tijd.
2. Onderzoek (Ontwerpen en uitvoeren van experimenten en observaties) Nadat de leerlingen hun hypothese hebben genoteerd met betrekking tot de substanties die ze willen onderzoeken, gaan ze samenzitten in groepjes om een antwoord te vinden op hun onderzoeksvraag. Met behulp van tabel 1 zullen ze ten minste 10 substanties bestuderen en hun bevindingen noteren, meer bepaald de kleuren die ze telkens zien. De leerkracht loopt rond doorheen de klas en praat met de leerlingen. Ze worden aangemoedigd om hun observaties te noteren en om met elkaar te discussiëren als ze het over iets oneens zijn. De leerkracht geeft de kinderen voldoende tijd om de tabel in te vullen en na te denken over de onderzoeksvraag. Na het onderzoek worden de kinderen aangezet om in hun groepjes te bespreken welke informatie ze via hun experimenten hebben verkregen. Er wordt hun ook gevraagd wat ze al wisten of tenminste dachten dat ze al
wisten voor het onderzoek (is coca cola bijvoorbeeld zuur of basisch?) en wat ze nu weten. Nadat alle leerlingen klaar zijn met hun werk, vraagt de leerkracht aan de leerlingen welke substanties ze hebben onderzocht en welke kleuren ze hebben verkregen. Hij/Zij kan de antwoorden op het bord of op de computer noteren. De leerkracht kan vragen wat de leerlingen denken: “Is een citroen zuur of basisch en welke kleur krijgt het rodekoolsap wanneer citroen wordt toegevoegd?” Dit stuurt de conversatie terug naar de initiële onderzoeksvraag. De leerkracht kan ook uitleggen waarom sommige leerlingen verschillende kleuren kregen ondanks het feit dat ze met dezelfde substanties werkten (vuile multititerplaten of micropipetten).
DitThis project Pri-Sci-Net wordt door het Zevende Kaderprogramma van de project Pri-Sci-Net hasgefinancierd received funding from the European Union Seventh Europese Unie (FP7 2007 onder subsidieovereenkomst 266647 Framework Programme (FP7/13) 2007 /13) under grant agreement nr. No.266647
Zuur, neutraal of basisch? Acidic, Neutral or basic? 3. Evaluatie (Bewijsmateriaal evalueren) Na de gezamenlijke discussie kunnen de leerlingen hun voorspellingen verifiëren door met de andere groepen te praten en samen te beslissen hoe ze hun resultaten moeten interpreteren. Om tot een conclusie te komen en een antwoord te kunnen geven op de onderzoeksvraag, vraagt de leerkracht aan de leerlingen: “Wat hebben jullie ontdekt?”
verschilt van hun hypothese. Daarna kunnen ze bespreken waarom dat zo is!
Wanneer ze niet zeker zijn van hun antwoord kan de leerkracht hen van pH-papier voorzien, uitleggen hoe ze dit moeten gebruiken en ze een extra opdracht geven: “Verifieer je resultaat met behulp van dit pH-papier.” Daarna kunnen de resultaten opnieuw worden besproken. De hele groep wordt hierbij betrokken. De leerkracht kan ook vragen of het zinvol zou zijn om meer of minder substanties te bestuderen etc.
De leerkracht vertelt de kinderen dat ze hun onderzoek kunnen verderzetten met behulp van indicatorpapier en legt uit hoe ze dit kunnen gebruiken. Hij/Zij bespreekt de resultaten en verklaart waarom ze van elkaar kunnen verschillen. Er kan huiswerk over het onderwerp aan de leerlingen worden meegegeven indien de leerkracht dat wenst. De leerkracht probeert een discussie over het thema op gang te brengen: “Waarom is het belangrijk om iets te weten over zuurheid-basiciteit?” Hij/Zij noteert de antwoorden.
Nadat de leerlingen hun experimenten hebben afgerond, bespreekt de leerkracht samen met hen hoe accuraat het rodekoolsap is als indicator. Indien er nog wat tijd over is, kan de leerkracht de kinderen een klein stukje pH-papier geven en uitleggen hoe ze dit moeten gebruiken (als hij/zij dit nog niet heeft gedaan). Ze kunnen dan alle substanties opnieuw gaan onderzoeken met behulp van het pH-papier en kijken hoeveel het resultaat
De leerkracht kan de leerlingen nog meer onderzoeksvragen voorleggen, zoals: • Is zure melk zuur? • Heeft het rodekoolsap altijd dezelfde kleur?
De leerlingen voeren een gesprek over de antwoorden. Indien de leerkracht wil, kan het onderzoek worden verdergezet door de leerlingen pH-papier te geven. Daarmee kunnen ze de substanties opnieuw testen en hun resultaten noteren (werkblad 1 kan worden gebruikt).
DitThis project Pri-Sci-Net wordt door het Zevende Kaderprogramma van de project Pri-Sci-Net hasgefinancierd received funding from the European Union Seventh Europese Unie (FP7 2007 onder subsidieovereenkomst 266647 Framework Programme (FP7/13) 2007 /13) under grant agreement nr. No.266647
Zuur, neutraal of basisch? Acidic, Neutral or basic? Achtergrondinformatie Zuur en basisch zijn twee extremen die de eigenschappen van chemische stoffen omschrijven. De pH-schaal meet hoe zuur of basisch/alkalisch een substantie is. De pH-schaal loopt van 0 tot 14: een pH-waarde van 7 is neutraal, een pH-waarde lager dan 7 is zuur en een pH-waarde hoger dan 7 is basisch. Voorbeelden: Zuiver water is neutraal. Wanneer chemische stoffen echter gemengd worden met water, kan dit mengsel ofwel zuur of basisch worden. Azijn en citroensap zijn zuur; sommige waspoeders, wasmiddelen en zeep zijn basisch.
Onderzoeksvragen: Leg enkele onderzoeksvragen voor aan de leerlingen: 1. Welke kleur heeft een neutrale substantie? 2. Je zult minimum 10 verschillende substanties krijgen (zie tabel op werkblad 1). Denk je dat het mogelijk is om te weten welke van die substanties zuur en welke basisch zijn? 3. Kan je de substanties die je vindt in je keuken rangschikken volgens zuurheid of basiciteit?
Informatie voor de leerkracht: Definitie van pH – pH wordt gedefinieerd als het tegengestelde van de logaritme (met grondtal 10) van de concentratie H3O+ (oxonium). pH = -log [H3O+] (Brønsted-Lowry) 2H2O <--> H3O+ + OHKenmerken van basen/ alkaliën: • ze smaken bitter • ze voelen glibberig aan • sterke basen zijn erg gevaarlijk en kunnen de huid verbranden Een indicator is een speciaal soort chemische stof die bij een verschillende zuurtegraad een andere kleur laat zien, en dus de pH-waarde van die oplossing weergeeft. Een overzicht van de meest gebruikelijke indicatoren vind je bijvoorbeeld op het internet: http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/ images2/186indicators.jpg In de lagere school kunnen gerust natuurlijke indicatoren gebruikt worden: rode kool, rozenbottelthee, bosbessensap etc. Voorkennis van de leerlingen Vooraleer je met een activiteit op basis van experimenten begint, peil je naar de voorkennis van de leerlingen: wat weten de kinderen al over het onderwerp? Stel vragen zoals: • Ken je voorbeelden van zure substanties? Noem er enkele op! • Ken je voorbeelden van basische substanties? Noem er enkele op! De leerlingen zullen vermoedelijk appel, citroen, veenbes etc. vermelden bij het geven van voorbeelden van zure substanties en afwasmiddel en zeep als voorbeelden van basische stoffen.
Fig 1. Een multititerplaat, een pipet en pH-papier
Fig 2. Een beker en een zeef
De leerkracht kan het rodekoolsap voor de leerlingen vooraf prepareren of het de leerlingen zelf laten maken. Snijd de rode kool in kleine stukjes met behulp van een mes of een rasp. Doe de stukjes in een beker of in een potje en giet er warm water over (ongeveer 1 l water voor 1 kleine rode kool). Meng goed en laat het 15-30 minuten rusten. Filter er de stukjes rode kool uit en gebruik het sap voor de experimenten (een vierde van een kleine rode kool levert voldoende sap op voor de hele klas, voor verschillende experimenten). Vertel aan de leerlingen dat als ze vaste huishoudelijke substanties willen bestuderen (bakpoeder bijvoorbeeld) dat ze er eerst een oplossing van moeten maken door een kleine hoeveelheid van de substantie in water op te lossen (ca. 1 eetlepel in 10 ml water).
DitThis project Pri-Sci-Net wordt door het Zevende Kaderprogramma van de project Pri-Sci-Net hasgefinancierd received funding from the European Union Seventh Europese Unie (FP7 2007 onder subsidieovereenkomst 266647 Framework Programme (FP7/13) 2007 /13) under grant agreement nr. No.266647
Zuur, neutraal of basisch? Acidic, Neutral or basic? Leidraad voor de leerlingen Achtergrond “Zuur!” zei de vos na het eten van een lijsterbes. Al in de eeuwenoude fabel van Aesopus werd het concept ‘zuur’ gebruikt. De meeste van jullie zullen al hebben gemerkt dat sommige appels anders smaken dan andere en dat citroenlimonade ‘bitter’ is. (Lijsterbessen bevatten trouwens inderdaad sorbine- en looizuur, dus de vos had gelijk!) Denk even na over welke substanties volgens jou zuur en welke basisch zijn. Onderzoeksvragen: 1. Welke kleur heeft een neutrale substantie? 2. Kan je de substanties die je vindt in je keuken rangschikken volgens zuurheid of basiciteit? 3. Je zult minimum 10 verschillende substanties krijgen (zie tabel op werkblad 1). Kan je de pH-waarde ervan achterhalen op basis van je onderzoek? Materialen en uitrusting • plastic multititerplaat (zie fig.1 vorige pagina) • micropipetten • rodekoolsap • substanties om te bestuderen: kraantjeswater, water van thuis, melk, thee, koffie, appelsap, sinaasappelsap, bakpoeder, coca cola, afwasmiddel, azijn etc.
Fig 3. Lijsterbessen
DitThis project Pri-Sci-Net wordt door het Zevende Kaderprogramma van de project Pri-Sci-Net hasgefinancierd received funding from the European Union Seventh Europese Unie (FP7 2007 onder subsidieovereenkomst 266647 Framework Programme (FP7/13) 2007 /13) under grant agreement nr. No.266647
Zuur, neutraal of basisch? Acidic, Neutral or basic? Werkblad 1.
Neem enkele gebruikelijke huishoudelijke materialen bij je die je wilt bestuderen.
2.
Kies de substantie die je wilt onderzoeken.
3. Uit je hypothese: • Denk je dat je substantie zuur, neutraal of basisch is? Vul de relevante letter in tabel 1 in: Z (zuur), N (neutraal) of B (basisch). 4.
Neem de plastic multititerplaat bij de hand en doe telkens 10-12 druppels van het rodekoolsap in de verschillende ruimtes (‘welletjes’ genoemd). Markeer de ruimtes met A1, A2 ... B1, B2 ... C1, C2 etc. Voor iedere substantie die je wilt bestuderen heb je een welletje nodig.
5.
Voeg per substantie enkele druppeltjes toe aan het rodekoolsap in een welletje en bekijk wat er gebeurt.
6.
Vergeet niet het nummer van het welletje te noteren zodat je later kunt terugvinden aan welk welletje je welke substantie hebt toegevoegd!
7.
Noteer je observaties (kleur van de vloeistof) op je werkblad.
8.
Gebruik daarna de pH-indicator (vloeistof of lakmoespapier) om de substanties opnieuw te testen. Noteer de resultaten op het werkblad.
Op het einde beantwoord je de onderzoeksvragen: 1.
Kan je de substanties die je vindt in je keuken rangschikken volgens zuurheid of basiciteit? Ja Neen
2.
Je zult minimum 10 verschillende substanties krijgen (zie tabel op werkblad 1). Kan je de pH-waarde ervan achterhalen op basis van je onderzoek?
3.
Welke kleur heeft een neutrale substantie?
This project Pri-Sci-Net has received funding from the European Union Seventh Framework Programme (FP7 2007 /13) under grant agreement No.266647
Zuur, Acidic-Neutral-basic Find your own indicator from nature neutraal of basisch?
Tabel 1: Substanties en hun zuurheid-basiciteit
Materiaal/substantie
Voorrbeeld: waspoeder Bakpoeder Thee Citroen Appelsap Andere huishoudelijke substantie
Hypothese
Welletje A1, A2, B1, B2 etc. Kleur
Zuur
Neutraal
Basisch
pH (later gemeten met pH-papier)
