Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
1
Wassen Waarom wassen we? Om ongewenste stoffen te verwijderen (het ‘vuil’). Wat wassen we? Huid en haren, textiel, de vaat, de auto,… Hier zullen we vooral aandacht besteden aan het wassen van textiel. De prehistorische mens beschikte alleen over water en veel energie om te schrobben. Nu nog leven er volken waar vrouwen aan de oever van de rivier langdurig hun wasgoed bewerken met stromend water en borstels. Archeologen vertellen ons dat in Babylonië (het huidige Irak) 5 000 jaar geleden al zeep gebruikt werd. Die werd gemaakt door dierlijk vet te koken met plantenas. De welgestelde Romeinen, Germanen en Galliërs konden zich ook een dergelijke zeep veroorloven. In de 7de eeuw waren er in Europa gilden van zeepzieders. Naast dierlijk vet gebruikten ze ook plantaardige olie (bv. olijfolie) en ze voegden er vaak parfums aan toe. De Middeleeuwen waren in onze streken op hygiënisch vlak een duistere periode: zeep was een schaars luxeproduct; ziekten, zoals de pest, konden zich gemakkelijk verspreiden. Een belangrijke stap voorwaarts werd gezet door de Franse chemicus Nicolas Leblanc (in 1791). Hij stelde een procédé op punt om het actieve bestanddeel van plantenas, nl. soda, te bereiden uit keukenzout (natriumchloride) en kalksteen (calciumcarbonaat). Voor het eerst kon een natuurproduct (soda = natriumcarbonaat) op industriële schaal (goedkoop) worden gefabriceerd. In 1863 kreeg de Belgische chemicus Ernest Solvay een patent op een nieuw sodaprocédé. Uit zout en kalksteen maakte hij soda via recupereerbare ammoniak i.p.v. via zwavelzuur (Leblanc). Wereldwijd maakt men nog steeds soda op deze manier. Het is een basisgrondstof voor zeep, maar ook voor glas en tal van andere goederen. Dankzij de chemische kennis van de samenstelling en werking van zeep, zijn de moderne wasmiddelen sterk geëvolueerd. De klassieke zeep werd grotendeels verdrongen door synthetische zgn. detergenten. De grondstoffen hiervoor zijn geen vetten en geen soda, maar aardoliederivaten. Naast geurstoffen bevatten ze tal van andere additieven, elk met een specifieke functie. Enkele daarvan zullen we in wat volgt nader onderzoeken.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
2
Ontdek de geheimen van het wassen • • •
In zeven experimenteerstations ontdekken jullie zelf hoe wasmiddelen werken en gemaakt worden. In het zoekstation testen jullie je chemische kennis aan de hand van probleemstellingen waarin wassen een belangrijke rol speelt. In het ICT station kunnen jullie sommige experimenten virtueel uitvoeren of een toets over wassen afleggen.
Werkwijze • • •
Je leerkracht verdeelt jullie in groepjes van drie en duidt voor elk groepje het startstation aan. Na beëindiging van een experiment gaan jullie verder met een willekeurig ander station dat vrij is. Als alle experimenteerstations bezet zijn gaan jullie naar het zoekstation of naar het ICT station tot wanneer er een experimenteerstation vrijkomt. • • • •
Lees vooraf de instructies. Vraag uitleg aan je leerkracht als iets niet duidelijk is Maak per groep en per afgewerkt station een kort verslag Ruim werkplek en materiaal op voor de volgende groep
Veiligheid en milieu • •
Volg de instructies nauwgezet. Vraag bij twijfel hulp aan je leerkracht Verwijder de afvalproducten in de daartoe bestemde afvalemmers
De stations 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Zeep maken Oppervlaktespanning Hydrofiel en hydrofoob Hard water Bleekmiddelen Enzymen Wasmiddelenonderzoek Zoekopdrachten ICT station
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
3
Station 1. Zeep maken Om zeep te maken heb je vet of olie nodig en een voldoend sterke base. De sterkste basen zijn NaOH en KOH, maar ook zouten zoals Na2CO3 veroorzaken basische oplossingen en kunnen bij de zeepbereiding worden gebruikt.
De opdracht Tijdens deze opdracht zal je de verzeping van een olie(ricinusolie) met een NaOH-oplossing uitvoeren. Hierbij ontstaat het natriumzout van een vetzuur( zeep) en glycerol. Vetzuren zijn carbonzuren met een lange koolstofketen en glycerol is een trialcohol met drie koolstofatomen. Men kan de reactie in het algemeen als volgt weergeven: O O H2C-OH R1-C-O - Na+ H2C-O-C-R1 O O HC-OH + + HC -O-C-R2 R2-C-O Na + 3 NaOH H2C-OH
H2C-O- C-R3
R3-C-O-
O
Na+
O
olie of vet
glycerol
natriumhydroxide
zeep
Hierin stellen de R-groepen koolwaterstofketens voor met meestal 15 of 17 Catomen.
Veiligheid en milieu •
Veiligheidsfiche
Mengsel/stof
Gevaarsymbool R-zinnen
NaOH
C •
Studiedag IDLO 20 mei 2005
35
S-zinnen 2-26-37/39
Dragen van veiligheidsbril en labjas is verplicht.
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
4
Uitvoering •
Zoek de betekenis op van de gevaarsymbolen en van de R- en S-zinnen. Gebruik de bijgeleverde documentatie.
•
Vul een beker van 500 ml voor tweederde met leidingwater en breng aan de kook.
•
Plaats hierin een reageerbuis met 4 ml ricinusolie en 4 ml NaOHoplossing(20%).
•
Roer gedurende 10 minuten de inhoud van de reageerbuis regelmatig om met een glazen staaf.
•
Breng met een glazen buisje 5 druppels uit bovenstaande reageerbuis over in een andere reageerbuis die voor de helft gevuld is met gedestilleerd water.
•
Zet op deze reageerbuis een stop en schud krachtig. Wat zie je ? Vergeet niet op te ruimen na het experiment.
Verslag en bijkomende opdrachten •
Zie bijgevoegd blad.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
5
Technische fiche. Station 1. Zeep maken Per carrousel • Ricinusolie • NaOH-oplossing(20%) • 3 reageerbuizen waarvan 1 met stop • Bekerglas van 500 ml • Maatcilinder van 10 ml • Een glazen roerstaaf • Een glazen buisje (ca. 20 cm) • Lege reageerbuis met stop • Spuitfles met gedestilleerd water • Bunsenbrander, driepikkel en draadnet
Station 1. Zeep maken. Verslag Groep: 1. Betekenis van gevaarsymbolen, R- en S- zinnen NaOH : o Gevaarsymbool o C o R - zinnen o R 35 o S- zinnen o S2 o S 26 o S 37/39 2. Wat is de kleur van ricinusolie? …………………………………………. 3. Wat is de aggregatietoestand van ricinusolie bij kamertemperatuur? …………………………………………..
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
6
4. Wat ontstaat er bij het schudden van zeep met gedestilleerd water? ………………………………………….. 5. Is het mengsel dat bij vraag 4) ontstaat heterogeen of homogeen? Wat kan je daaruit besluiten wat betreft de oplosbaarheid van zeep in water? ………………………………………… …………………………………………. 6. a. Wat gebeurt er bij het oplossen van keukenzout(NaCl) in water? ……………………………………………………………. b.Wat zal er in analogie hiermee gebeuren met natriumzeep in water(zeep is een natriumzout van een vetzuur)? ……………………………………………………………. c. Als je natriumzeep voorstelt als NaZ met Z- de zuurrest van het vetzuur, geef dan door een reactievergelijking weer wat in punt b) wordt bedoeld. …………………………………………………………….
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
7
Station 2. Oppervlaktespanning Sommige insecten kunnen over het water lopen. Waterdruppels proberen een bolvorm aan te nemen. Van zeepwater kun je bellen blazen. Allemaal effecten gebaseerd op oppervlaktespanning, een kracht in het grensvlak tussen een vloeistof en lucht. Bij de werking van wasmiddelen speelt naast het ontvetten ook het verlagen van de oppervlaktespanning een rol.
De opdracht •
Effect van een wasmiddel op de oppervlaktespanning van water onderzoeken.
Veiligheid en milieu •
Er worden geen stoffen met risico voor gezondheid, veiligheid of milieu gebruikt.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
8
Uitvoering •
Vul een petrischaal met water.
•
Leg voorzichtig een omgekeerde punaise op het wateroppervlak en strooi zwavelpoeder regelmatig verdeeld naast de punaise op het wateroppervlak.
•
Laat een druppel (af)wasmiddel in het midden van de petrischaal vallen. Vergeet niet op te ruimen na het experiment.
Verslag en bijkomende opdrachten •
Zie bijgevoegd blad.
Technische fiche. Station 2. Oppervlaktespanning Per carrousel • petrischaal • water • strooibusje met zwavelpoeder • punaise • druppelpipet • (af)wasmiddel
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
9
Station 2. Oppervlaktespanning Verslag Groep: 1.
Welke kracht zorgt ervoor dat het zwavelpoeder en de punaise niet zinken, alhoewel ze beide een grotere dichtheid hebben dan die van water? …………………………………………………………….
2.
Waarom zinken het zwavelpoeder en de punaise na het toevoegen van een druppel wasmiddel? …………………………………………………………….
3.
Welke is de eenheid van kracht, genoemd naar een beroemd geleerde? naam:………………………………symbool:……
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
10
Station 3. Hydrofiel of hydrofoob Alle wasmiddelen hebben een eigenschap gemeen, namelijk dat hun moleculen twee verschillende kanten hebben. De ene kant is hydrofoob en de andere kant is hydrofiel. Hydrofoob wil zeggen dat het niet makkelijk oplost in water (waterafstotend). Een hydrofiel deeltje lost juist wel goed op in water (wateraantrekkend). Vetten lossen niet op in water.
De opdracht • •
Effect van wasmiddel op suspensies en emulsies in water onderzoeken Microscopisch onderzoek van een olie-emulsie in water
Veiligheid en milieu •
Er worden geen stoffen met risico voor gezondheid, veiligheid of milieu gebruikt.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
11
Uitvoering •
Breng in een reageerbuis ca. 1 ml zonnebloemolie.
•
Voeg hieraan 10 ml water toe.
•
Sluit af met een kurk en schud krachtig.
•
Bekijk het resultaat na een minuut.
•
Voeg enkele druppels wasmiddel toe, sluit af en schud krachtig.
•
Bekijk het resultaat en onderzoek een druppel ervan met een microscoop. Vergeet niet op te ruimen na het experiment.
Verslag en bijkomende opdrachten •
Zie bijgevoegd blad.
Achtergrondinformatie – Hydrofiel en hydrofoob Na het schudden van olie en water, waaraan een druppel wasmiddel toegevoegd werd, krijgen we een stabiele emulsie. De moleculen van het wasmiddel steken met hun hydrofoob uiteinde in de kleine oliedruppeltjes. Hierdoor zullen de druppeltjes een hydrofiel karakter krijgen, en vindt er geen vorming van grotere oliedruppels plaats.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
12
Technische fiche. Station 3. Hydrofiel of hydrofoob Per carrousel • reageerbuis met passende kurken stop • (zonnebloem)olie • water • wasmiddel • microscoop • objectglaasje en dekglaasje
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
13
Station 3. Hydrofiel of hydrofoob Verslag Groep: 1. Door het schudden van olie en water ontstaat er een heterogeen mengsel. Hoe wordt zo’n mengsel genoemd? ………………………………. 2. Wat gebeurt er na korte tijd met dit olie/water-mengsel ? …………………………………………………………………..………………………… 3. Wat stel je vast na het schudden van olie en water, nadat er een druppel wasmiddel aan toegevoegd werd? …………………………………………………………….………………………………. 4. Maak een tekening van wat je onder de microscoop ziet.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
14
Station 4. Hard water De hardheid van water geeft informatie over de concentratie van de opgeloste Ca2+ -ionen en Mg2+ -ionen. Deze ionen veroorzaken een neerslag met wasmiddelen, waardoor er meer wasmiddel verbruikt wordt en waardoor er vlokken neerslaan op het wasgoed. Om dit te vermijden gebruikt men zacht water en voegt men zeolieten toe aan waspoeder.
De opdracht • • • •
Calciumionen in leidingwater aantonen Het effect van calciumionen op de schuimvorming van een wasmiddel onderzoeken. Het effect van zeolieten op de aanwezigheid van vrije calciumionen aantonen Een gewone zeep met een waspoeder vergelijken.
Veiligheid en milieu •
Er worden geen stoffen met risico voor gezondheid, veiligheid of milieu gebruikt.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
15
Uitvoering •
Giet in drie erlenmeyers van 100 ml: (1) 30 ml gedemineraliseerd water (2) 30 ml leidingwater (3) 30 ml gedemineraliseerd water waarin je twee spatelpunten (ca.0,10 g CaCl2 oplost. 0,10 g CaCl2 bevat 33 mg Ca2+ ionen.
•
Bepaal tussen welke grenzen de concentratie van Ca2+ -ionen gelegen is in de drie watersoorten, door onderdompelen van een indicatorstrip (bv. Aquamerck). Rangschik de oplossingen van ‘zacht’ naar ‘hard’ water.
•
Giet 5 ml van driemaal elke watersoort in negen genummerde reageerbuizen: 1, 4, 7 : gedemineraliseerd water 2, 5, 8 : leidingwater 3, 6, 9 : water met calciumchloride
•
Rasp gewone zeep (met een rasp of op een draadnet). Voeg met een spatel ongeveer eenzelfde ‘spatelpunt’ zeep (ca. 0,05 g) in de reageerbuizen 1, 2 en 3. Sluit af met een stop en schud krachtig gedurende 10 seconden. Vergelijk de schuimvorming in de drie reageerbuizen. Verklaar het verschil.
•
Voeg een spatelpunt ‘zeolieten’ (ca. 0,10 g) toe in de reageerbuizen 4,5 en 6 en daarna twee spatelpunten zeep (0,10 g). Sluit af met een stop en schud krachtig gedurende 10 seconden. Vergelijk de schuimvorming in de reageerbuizen 4,5 en 6 met de schuimvorming in de reageerbuizen 1,2 en 3. Verklaar het verschil in je waarnemingen.
•
Voeg een spatelpunt waspoeder (ca. 0,15 g) toe in de reageerbuizen 7,8 en 9. Schud krachtig gedurende 10 seconden en vergelijk je waarnemingen met deze in de reageerbuizen 1, 2 en 3. Het gebruikte waspoeder bevat zeolieten als additief. Hoe kan je daarmee de waarnemingen verklaren? Vergeet niet op te ruimen na het experiment.
Verslag en bijkomende opdrachten •
Zie bijgevoegd blad.
Technische fiche. Station 4. Hard water Per carrousel • rek met 9 reageerbuizen, gemerkt van 1 tot 9 Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
16
• • • • • • •
drie erlenmeyers 100 ml, maatcilinder 100 ml, zuigpipet 5 ml, spatel Hardheidsindicator: bv Aquamerck ‘Calcium’: 3 strips CaCl2 zeolieten waspoeder dat zeolieten bevat (bv. Persil) stukje harde zeep + rasp of draadnet gedemineraliseerd water
Station 4. Hard water Verslag Groep: 1. Rangschikking van zacht naar hard water Watersoort
grensconcentraties Ca2+
hardheid zacht hard zeer hard
2. Reageerbuizen 1, 2, 3 zeep + gedemineraliseerd water zeep + leidingwater zeep + calciumchloride-oplossing Verklaring:
3. Reageerbuizen 4, 5, 6 zeolieten + gedemineraliseerd water zeolieten + leidingwater zeolieten + calciumchloride-oplossing Verklaring:
4. Reageerbuizen 7, 8, 9 Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
17
waspoeder + gedemineraliseerd water waspoeder + leidingwater waspoeder + calciumchloride-oplossing Verklaring:
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
18
Station 5. Bleekmiddelen Introductie. Nette mensen herkent men veelal aan nette kledij. Daarom heeft men er steeds naar gestreefd om kledingstukken er stralend doen uit te zien. Een primitieve maar efficiënte methode was het “bleken” op het gras. Tegenwoordig hebben fabrikanten van wasmiddelen echter moderne technieken ontwikkeld. Men maakt namelijk gebruik van natriumpercarbonaat (2Na2CO3.3H2O2) als bleekmiddel.
De opdracht • •
Onderzoeken bij welke temperatuur natriumpercarbonaat gekleurde verbindingen kan ontkleuren De werking van natriumpercarbonaat waarnemen.
Veiligheid en milieu •
Veiligheidsfiche
STOF
Gevaarsymbool
natriumpercarbonaat •
Xn
R-zinnen R 38, 22
S-zinnen S 26, 17
Dragen van veiligheidsbril en labjas is verplicht.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
19
Uitvoering •
Zoek de betekenis op van de gevaarsymbolen en van de R- en S-zinnen. Gebruik de bijgeleverde documentatie.
•
Proefbeschrijving: 1. Bevestig een wijde vuurvaste reageerbuis hoog en schuin in een klem aan een statief. 2. Breng hierin 20 ml van een lichtgekleurde methyleenblauw oplossing. 3. Voeg 2 spateltjes natriumpercarbonaat toe. 4. Neem de bunsenbrander in je linkerhand en verwarm zachtjes. Roer voortdurend met je thermometer om de toegevoegde warmte gelijkmatig te verdelen over de oplossing. Stop regelmatig met verwarmen, want de temperatuur loopt nog op na verhitten. 5. Lees de temperatuur af op het ogenblik van de ontkleuring.
Vergeet niet op te ruimen na het experiment.
Verslag en bijkomende opdrachten •
Zie bijgevoegd blad.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
20
Technische fiche. Station 5. Bleekmiddelen Per carrousel o o o o o o o o
methyleenblauw oplossing natriumpercarbonaat 1 spatel thermometer (min. 110°C) wijde hittebestendige reageerbuis statief + klem bunsenbrander lucifers
Station 5. Bleekmiddelen Verslag Groep:
1. Betekenis van gevaarsymbolen, R- en S- zinnen
natriumpercarbonaat
Gevaarsymbool
o Xn R- zinnen o
R 22
o
R 38
S –zinnen
o S 26 o S 17 Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
21
2. Proefverslag
1. Noteer de temperatuur waarbij de oplossing ontkleurt : t° =
°C
2. Welke verschijnselen kan je waarnemen tijdens de werking van natriumpercarbonaat ? a. b. c. 3. Welk is het actief bleekbestanddeel van natriumpercarbonaat ? (raadpleeg eventueel de achtergrondinformatie van station 5)
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
22
Station 6. Enzymen Enzymen zijn moleculen die onder bepaalde omstandigheden andere moleculen zoals eiwitten, vetten of cellulose in kleinere stukjes kunnen knippen die gemakkelijker in water oplossen. De enzymmolecule blijft hierbij onveranderd achter zodat één enzymmolecule vele andere moleculen kan afbreken. Een enzym is dus een katalysator. Een enzym dat vetmoleculen kan afbreken wordt een lipase genoemd. Lipasen worden in heel kleine hoeveelheden aan wasmiddelen toegevoegd om hardnekkige vetvlekken te verwijderen.
De opdracht •
Effect van een enzym (lipase) op vlekverwijderend vermogen van zeep onderzoeken.
Veiligheid en milieu •
Er worden geen stoffen met risico voor gezondheid, veiligheid of milieu gebruikt.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
23
Uitvoering •
Laat één druppeltje olie neer in het midden van elk van de drie gegeven lapjes stof.
•
Verwarm ongeveer 1 liter water tot ongeveer lichaamstemperatuur
•
Doe in drie bekers van +/- 200 ml, 100 ml warm water.
•
Rasp een beetje zeep met een draadnet.
•
Voeg toe: In A: een spatelpunt zeepschilfertjes In B: 1 ml van een suspensie lipase in water In C: niets.
• Dompel een gevlekt lapje in elke beker. • Roer in de drie bekers regelmatig met een glazen staafje. •
Spoel de lapjes na 10 minuten met koud water.
•
Bekijk het resultaat na het drogen van de lapjes.
•
Noteer het resultaat Vergeet niet om op te ruimen na het experiment.
Technische fiche. Station 6. Enzymen Per carrousel • Beker van 1l. • Drie bekertjes van +/- 200 ml. • Drie lapjes stof van ongeveer 5 cm x 5 cm (na elk gebruik te vervangen). • Draadnet • Potje met enkele ml slaolie en druppelteller. • Drie roerstaafjes. • Potje of reageerbuis met lipase suspensie.(+/- 25 ml). • Zeep. • Spatel. • Elektrische haardroger.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
24
Station 6. Enzymen Verslag Groep: Toestand van de vetvlek na wassen, spoelen en drogen In A: In B: In C: Besluit
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
25
Station 7. Wasmiddelenonderzoek Moderne wasmiddelen hebben zeep verdrongen voor het wassen van textiel. Voor de vergelijking van het effect van wasmiddelen zijn bepaalde procedures voorgeschreven. Die vergen tijd en het gebruik van wasmachines. In een kort bestek (een tiental minuten) kunnen we moderne wasmiddelen moeilijk vergelijken, maar het verschil met traditionele zeep is wel vlug merkbaar.
De opdracht •
Waskracht van zeep vergelijken met deze van waspoeder.
Veiligheid en milieu •
Er worden geen stoffen met risico voor gezondheid, veiligheid of milieu gebruikt.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
26
Uitvoering •
Breng met een penseeltje een streep bloed aan op drie lapjes stof van ongeveer 5 cm x 5 cm.
•
Verwarm ongeveer 1 liter water tot lichaamstemperatuur.
•
Giet ongeveer 100 ml warm water in drie bekertjes: A, B en C.
•
Rasp een beetje zeep met een draadnet.
•
Voeg bij A een mespunt zeepschilfers.
•
Voeg bij B een mespunt waspoeder.
•
Hou in C zuiver water.
•
Breng in elk bekertje een bezoedeld lapje.
•
Roer regelmatig in elke vloeistof en kneed het lapje stof.
•
Spoel elk lapje na een tiental minuten.
•
Vergelijk het resultaat. Vergeet niet om op te ruimen na het experiment.
Technische fiche. Station 7. Wasmiddelenonderzoek Per carrousel • 1 beker van 1l. • Drie bekertjes van 200 ml. • Drie lapjes stof (5 cm x 5 cm). • Drie roerstaafjes. • Draadnet. • Reageerbuisje met runderbloed. • Penseel. • Spatel. • Zeep. • Bekertje van 50 ml met waspoeder (bv. Dash).
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
27
Station 7. Wasmiddelenonderzoek Verslag Groep: Vergelijk het resultaat: In A: In B: In C: Besluit
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
28
Station 8. Zoekopdrachten Als je alle experimenteeropdrachten hebt vervuld of als de andere stations bezet zijn kun je je kennis over chemische reacties toetsen. Volgende hulpmiddelen kun je hiervoor gebruiken: Leerboeken Chemie Hardheidskaart van België Als er een PC ter beschikking staat kun je bijkomende informatie over wasmiddelen vinden op: http://www.fbt-innovatiecel.be/energietips.htm http://www.ecoline.org/verde/infobladen/06was.shtml http://www.isditproductveilig.nl/index.php?file_id=161 http://www.unilever.nl/onzemerken/omhethuis/wassenenhetmilieu.asp http://www.omo.com/nl/index.php http://www.pws-exact.leidenuniv.nl/scripts/toonArtikel.php?vak=scheikunde&id=1 http://www.ariel.info/nl_BE 1. De 2 meest voorkomende vetzuren bij de bereiding van zeep zijn stearinezuur of octadecaanzuur en palmitinezuur of hexadecaanzuur. Geef van beide de structuurformule.
2. Natriumstearaat is de natriumzeep afgeleid van stearinezuur. Geef de structuurformule van natriumstearaat.
3. Zoek in je documentatie of op het internet op wat het verschil is tussen harde zeep en zachte zeep.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
29
4. Wanneer men bij een oplossing van natriumstearaat in water fenolftaleïne brengt kleurt deze zuur- base indicator magenta. • Welk soort oplossing is er dan ontstaan? • Welk ion veroorzaakt dergelijke soort oplossing? • Geef door een gepaste reactievergelijking een verklaring voor het ontstaan van dit soort oplossing.
5. Welk is altijd het actief bestanddeel bij elk oxiderend bleekmiddel ? (raadpleeg de achtergrondinfo bij station 5)
6. Vroeger werd textiel vaak gebleekt op het gras (zie achtergrondinformatie bij station 5) Hierbij grijpen volgende reacties plaats: a.Ozon ontstaat uit zuurstofgas. Schrijf hiervoor de reactievergelijking :
b.Ozon ontbindt terug in zuurstofgas en vrije zuurstofradicalen. Schrijf hiervoor de reactievergelijking :
7. Economisch wassen Wassen kost geld ! De prijs wordt bepaald door het verbruik van elektriciteit, water, waspoeder en eventueel andere toevoegingen zoals wasverzachter … In deze opdracht ga je het waspoederverbruik na in functie van de waterhardheid. Je maakt een vergelijkende studie tussen een streek met een gemiddelde waterhardheid en je eigen woonzone. •
Zoek de waterhardheid in je gemeente op de kaart van België. Raadpleeg hiervoor het Stimulus project over wasmiddelen op je computer. Vul je eigen gemeente en de waterhardheid in de tabel in.
•
De benodigde hoeveelheid waspoeder lees je af op de verpakking van het gebruikte wasproduct.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
30
•
Bereken voor een referentiegemeente met een gemiddelde waterhardheid van 20° F (F = Franse hardheidsgraden) en ook voor je eigen gemeente telkens: •
het aantal gram waspoeder nodig voor een volle wasmachine met 4 à 5 kg sterk verontreinigde was
•
hoeveel dergelijke wasbeurten je met een pak waspoeder van 6 kg kan doen
•
hoeveel zo’n wasbeurt aan waspoeder kost als een pak waspoeder van 6 kg 15 € kost
Zoek eerst de waterhardheid van je gemeente op de PC of op de bijgevoegde kaart van België.
Gemeente Referentie
•
hardheid hoev.poeder/beurt 20 °F °F
aantal beurten/pak
prijs/wasbeurt
g g
€ €
Noteer de 3 factoren die de hoeveelheid waspoeder bepalen: 1.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
31
1. 2. 3.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
32
Station 9. ICT station - meerkeuzevragen Kleren wassen is geen eenvoudige opdracht. Het vergt een boel kennis met betrekking tot wasmiddelen, textiel soorten, wasprogramma’s. Voor je aan de slag gaat is het nuttig je kennis over zeepwerking, waterhardheid, synthetische wasmiddelen te testen en bij te spijkeren. Dat laatste is mogelijk via onze feedback na elk antwoord en onze bibliotheek.
•
Selecteer opdracht 1 met je cursor. Stimulus brengt je naar een televisieQUIZ, inclusief QUIZmaster die je een aantal meerkeuzevragen presenteerd. Je moet met je cursor doorheen de scene’s klikken!!! Gebruik het pijltje.
•
Wanneer je een antwoord hebt aangeklikt, krijg je automatisch een reactie van onze QUIZmaster. Klik op het pijltje en een volgende vraag verschijnt op je scherm. Herhaal dit tot aan vraag 9 Succes....
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
33
Technische fiche. Station 9. ICT station • Flash applicatie te zien met behulp van computer (Mac of PC), bij voorkeur via Explorer en Flash 7.0.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
34
Uitvoering •
Zoek de correcte antwoorden voor elk van de negen meerkeuzevragen.
•
Gebruik de bijgeleverde BIBLIOTHEEK. In de BIBLIOTHEEK vindt je per thema specifieke leestekstjes. Zij bevatten vitale informatie voor de oplossing van de meerkeuzevragen (zie Achtergrondinformatie).
•
Na elk antwoord zal je feedback verkrijgen. Een tweede antwoordmogelijkheid is niet voorzien.
•
Het aantal juiste antwoorden wordt opgeteld en verschijnt op je scorebord, rechtsboven in je beeldkader.
Achtergrondinformatie o
Gebruik de bijgeleverde leesteksten in de BIBLIOTHEEK (rechtsonder in je scherm te vinden).
Verslag en bijkomende opdrachten •
Zie bijgevoegd blad.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
35
Station 9. ICT station - meerkeuzevragen Verslag Groep: VRAAG 1 Wat weet je over synthetische wasmiddelen? o Synthetische wasmiddelen werden na wereldoorlog 2 uitgevonden. o Synthetische wasmiddelen werden aanvankelijk vooral gebruikt om een schuimbad te nemen. o Synthetische wasmiddelen bevatten al sinds de jaren 50 van vorige eeuw chemische bleekmiddelen. o Synthetische wasmiddelen worden vanaf 1990 vaak gemengd met enzymen. VRAAG 2 Hoe wordt zeep op industrieel niveau bereid? o Vet en in water opgeloste soda (NaOH) worden bij elkaar gevoegd en verhit. o Vet en in water opgeloste soda (NaOH) worden bij elkaar gevoegd en afgekoeld. o Vet en zwavelzuur worden bij elkaar gevoegd en aan de hand van stoom verhit. o Vet en zwavelzuur worden bij elkaar gevoegd en afgekoeld. VRAAG 3 Welke functie kan zeep vervullen? o Vuildeeltjes colloïdaal verspreiden. o De vuildeeltjes aan elkaar doen kleven o De oppervlaktespanning van water verhogen. o Het weefsel verstevigen VRAAG 4 Wat is juist? o Zachte zepen zijn zuiniger in gebruik dan harde zepen. o Zeepdeeltjes zijn zuiver apolair. o Zeep verlaagt de oppervlaktespanning* o Zeep is een oplossing van vetdeeltjes. VRAAG 5 Water kan men ontharden door o Het sterk af te koelen o Keukenzout toe te voegen. o Nitraten toe te voegen. o Het door een ionenwisselaar te leiden.
VRAAG 6 Zoek het juiste voordeel van synthetische wasmiddelen o Synthetische wasmiddelen kunnen beter worden gedoseerd. o Synthetische wasmiddelen kunnen makkelijker tot staven of blokken worden verwerkt. o Synthetische wasmiddelen kunnen vanzelf geparfumeerd zijn. o Synthetische wasmiddelen ondervinden geen hinder van hard water.
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
36
VRAAG 7 Wat is juist? o o o o
De meeste stoffen lossen slechter op bij hogere temperatuur. Bij oververhitting kunnen enzymen vernietigd worden. De was koken geeft altijd betere resultaten. Het wasproces verloopt bij elke temperatuur even snel.
VRAAG 8 Wat is juist? o Alle vuil in ons waswater is biologisch afbreekbaar. o Biologisch afbreekbare wasmiddelen zijn effectiever tegen bacteriën en schimmels. o Wasmiddelen kunnen huidvet oplossen en huidirritatie veroorzaken. o Het drinken van synthetische wasmiddelen is ongevaarlijk.
VRAAG 9 Zeep-en wasmachineproducenten trachten het milieu minder te belasten. Wat doen ze niet? o o o o
Het aanbieden van navulverpakkingen of kleine verpakkingen. Werken met ultra-compacten Wasmachines ontwikkelen die minder water verbruiken Wasmachines ontwikkelen die hogere temperaturen bereiken
Studiedag IDLO 20 mei 2005
Stimulus is educatieve software ontwikkeld door de Vrije Universiteit Brussel - cel wetenschapscommunicatie meer info http://stimulus.vub.ac.be/
37