LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS Vakken: AV/TV /Chemie/Toegepaste chemie/ (6/6 lt/w) Basisvorming en specifiek gedeelte

Studierichting: Techniek-wetenschappen Studiegebied: Chemie Onderwijsvorm: TSO Graad: tweede graad Leerjaar: eerste en tweede leerjaar Leerplannummer: 2015/016 (vervangt 2012/031 en 2000/034) Nummer inspectie: 2015/1117/1//V17 (vervangt 2012/739/1//D)

Pedagogische begeleidingsdienst Huis van het GO! Willebroekkaai 36 1000 Brussel

TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie/TV Toegepaste chemie (1e leerjaar: 6 lestijden/week; 2e leerjaar: 6 lestijden/week)

2

Inhoud 1. 2. 3.

Visie Beginsituatie Algemene doelstellingen 3.1. 3.2.

4.

Leerplandoelstellingen, leerinhouden en specifieke pedagogisch-didactische wenken 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. 4.10.

5.

5 9 10

Stoffen en mengsels Stoffen en reacties Karakteristieken van chemische reacties Periodiek systeem en atoombouw Organische chemie Classificatie van stoffen Oplossingen in water Kwantitatieve analyse Zuren en basen Redoxreacties

10 14 17 21 23 26 28 31 33 35

Algemene pedagogisch-didactische wenken

37

5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 6. 7. 8.

Wetenschappelijke vaardigheden Wetenschap en samenleving

3 4 5

Algemene leerlijn voor natuurwetenschappen Overzicht van de leerstof in het leerplan Wenken bij de uitvoering van de leerlingenproef Wenken bij de informatieopdracht

Minimale materiële vereisten Evaluatie Bibliografie

37 38 38 39 41 42 44


1.

3

Visie

Wetenschappen voor de burger van morgen Wetenschappen zijn een belangrijke component van onze cultuur. Ze reiken niet alleen middelen en methoden aan om de materiële werkelijkheid te begrijpen, maar ook om deze werkelijkheid te veranderen in overeenstemming met de menselijke noden. Wetenschappen bepalen in belangrijke mate het wereldbeeld van de maatschappij. Omgekeerd hebben waarden en opvattingen die in de samenleving leven ook een invloed op de wetenschappen en op hun ontwikkeling. Wetenschappen in de basisvorming beoogt de natuurlijke nieuwsgierigheid van jongeren tegenover de hen omringende wereld te stimuleren en te ondersteunen door er een wetenschappelijke fundering aan te geven. Dit gebeurt door hen in beperkte mate te introduceren in verschillende benaderingen van de natuurwetenschappen, namelijk:  wetenschappen als middel om toestanden en verschijnselen uit de dagelijkse ervaringswereld te verklaren. Hier gaat het om het leggen van de verbinding tussen praktische toepassingen uit het dagelijkse leven en natuurwetenschappelijke kennis;  wetenschappen als middel om op proefondervindelijke wijze gefundeerde kennis over de werkelijkheid te vinden. Het gaat dan om het ontwikkelen van een rationeel en objectief raamwerk voor het oplossen van problemen en het begrijpen van concepten die de verschillende natuurwetenschappelijke disciplines met elkaar verbinden;  wetenschappen als middel om via haar technische toepassingen de materiële leefomstandigheden te verbeteren. Leerlingen herkennen hoe natuurwetenschappelijke ontwikkelingen invloed hebben op hun persoonlijke, sociale en fysieke omgeving;  wetenschappen als cultuurverschijnsel en natuurwetenschap als mensenwerk. Leerlingen hebben notie van historische, filosofische, sociale en ethische aspecten van de natuurwetenschappen. Hierdoor zien en begrijpen ze relaties met andere disciplines. De leerlingen van Techniek wetenschappen worden voorbereid om als burger deel te nemen aan een moderne duurzame kennismaatschappij. In een steeds veranderende maatschappij zullen zij een actieve rol spelen als burger en als gebruiker van wetenschappelijke kennis. Zij beschikken over goede wetenschappelijke vaardigheden en zij zijn voldoende communicatievaardig om de relaties tussen wetenschappen en de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij te duiden. Zo zal de leerling ook verschillende attitudes nodig hebben om levenslang te leren, om in groep of zelfstandig, nauwkeurig en milieubewust te werken. De nadruk bij het specifiek gedeelte wordt gelegd op de grotere diepgang van sommige onderwerpen, op het aanbieden van een groter aantal contexten, van meer begeleide experimenten, zelfstandige opdrachten en leerlingenproeven.


2.

Beginsituatie

Alle leerlingen die de tweede graad aanvatten, hebben de leerplandoelstellingen van het vak natuurwetenschappen van de eerste graad (A-stroom) bereikt. Tijdens de lessen natuurwetenschappen hebben ze kennis gemaakt met enkele kernbegrippen van materie, energie, interactie tussen materie en energie en systemen. Verschijnselen uit de niet-levende en de levende natuur komen beide aan bod. De begrippen atoom en molecule en het deeltjesmodel komen reeds aan bod in de eerste graad. Naast inhoudelijke leerplandoelstellingen hebben de leerlingen ook een aantal wetenschappelijke vaardigheden en informatievaardigheden ingeoefend. De leerlingen uit de basisopties Industriële wetenschappen, Latijn en Moderne wetenschappen hebben ruimer kennis kunnen maken met wetenschappelijke vaardigheden, de wetenschappelijke methode en leren onderzoeken tijdens het wetenschappelijk werk natuurwetenschappen. Het is duidelijk dat we in de tweede graad starten met leerlingen die op een verschillend niveau vaardigheden hebben ingeoefend naargelang de gekozen basisoptie.

4


3.

5

Algemene doelstellingen

Naast de constructie van kennis en inzicht in een vakspecifiek begrippenkader ontwikkelen leerlingen ook wetenschappelijke vaardigheden en communicatievaardigheden.

3.1.

Wetenschappelijke vaardigheden

Deze wetenschappelijke vaardigheden worden door de eindtermen als volgt geformuleerd:  Steunend op wetenschappelijke inzichten verantwoord omgaan met veiligheid en gezondheid in leefwereldsituatie.  Courante grootheden en SI-eenheden hanteren die voorkomen in leefwereldsituaties.  Onder begeleiding illustreren dat natuurwetenschappelijke kennis wordt opgebouwd via natuurwetenschappelijke methoden. Wetenschappelijke vaardigheden ontwikkelen is van groot belang bij leerlingen die de tweede graad TSO techniek-wetenschappen volgen. Om een optimaal rendement te bekomen zullen de leerlingenproeven en oefeningen die tijdens het gedeelte toegepaste chemie aan bod komen, aansluiten op de theoretische beschouwingen die in het vak chemie behandeld worden. De labovaardigheden blijven echter van doorslaggevend belang binnen de opleiding techniek-wetenschappen. Leerlingen hebben tijdens de eerste graad kennis gemaakt met fasen van de natuurwetenschappelijke methode en zetten in de tweede graad de ontwikkeling van de wetenschappelijke vaardigheden verder. Om de beginsituatie van de leerlingen bij aanvang van de tweede graad duidelijk te stellen is een overleg tussen de leraren van de eerste graad en tweede graad noodzakelijk, zodat het duidelijk is welke deelvaardigheden van de natuurwetenschappelijke methode de leerlingen tijdens de eerste graad hebben ingeoefend. De uitdrukking in de algemene doelstellingen “Onder begeleiding…uitvoeren” betekent dat de leerlingen de activiteiten uitvoeren waarbij ze de wetenschappelijke vaardigheden bewust en stapsgewijs inoefenen onder leiding van de leraar. Bij uitvoering van de leerlingenproeven worden zo een aantal algemene doelstellingen geselecteerd en ingeoefend door de leerlingen. De uitvoering van proeven en opdrachten is maar effectief indien de leerlingen zelf ontdekkend en actief kunnen leren en werken. Het is van belang dat de leraar ervoor zorgt dat de leerlingen voldoende ruimte krijgen voor eigen werk en ontwikkeling. Met een leerlingenproef wordt bedoeld een proef die de leerlingen (onder begeleiding) alleen of in kleine groepjes (max. drie leerlingen) uitvoeren, verwerken en ook rapporteren in de vorm van een verslag. Indien er in de klas maar één proefopstelling aanwezig is kan het experiment worden uitgevoerd als klasproef. De werkvorm waarbij verschillende opstellingen aangeboden worden als een roterend leerlingenpracticum kan wel als leerlingenproef fungeren. Bij de aanvang van elke leerlingenproef moet men voldoende aandacht besteden aan de veiligheidsaspecten. Leerlingen moeten voldoende op de hoogte zijn van de gevaren van bepaalde opstellingen, stoffen of instrumenten. Ook zal de leraar aandacht besteden aan andere attitudes zoals zin voor samenwerking en respect voor materiaal en milieu... Tijdens de uitvoering van demo - experimenten kan steeds een didactische aanpak toegepast worden waarbij tijdens elke fase van de demoproef de algemene doelstellingen geëxpliciteerd worden. (onderzoekend leren).


6

Het accent ligt hierbij op het aanleren van deelvaardigheden of op de toepassing van de volledige cyclus van de wetenschappelijke methode. Algemene doelstellingen bij de ontwikkeling van wetenschappelijke vaardigheden en het gebruik van de natuurwetenschappelijke methode

Nummer algemene doelstelling

AD1

Onder begeleiding informatie over een gegeven natuurwetenschappelijk verschijnsel verzamelen en ordenen. (oriëntatie)

AD2

Onder begeleiding bij een natuurwetenschappelijk verschijnsel een onderzoeksvraag opstellen en eventueel een hypothese formuleren. (onderzoeksvraag en hypothese)

AD3

Onder begeleiding een methode of een onderzoeksplan opstellen om de gestelde vraag te onderzoeken. (onderzoeksplan)


7

Wenken  De leerlingen laten brainstormen, de verschillende facetten van het gegeven duidelijk laten beschrijven en eventueel met een schematische tekening de situatie laten verduidelijken. (AD1)  Met enkele vragen de voorkennis van de leerlingen toetsen en eventueel bijsturen. (AD1)  Samen met de leerlingen vanuit de concrete situatie mogelijke vragen formuleren om zo te komen tot een duidelijke onderzoeksvraag. (AD2)  De leerlingen proberen een toetsbare hypothese te formuleren. (AD2)  Na het formuleren van de hoofdvraag aandacht hebben voor de factoren die constant blijven tijdens het onderzoek en voor de gegevens bij de proef. (AD3) AD4

Het onderzoeksplan uitvoeren en de resultaten overzichtelijk en nauwkeurig ordenen. (uitvoering)

AD5

Tijdens de uitvoering van de opdracht/experiment de productetiketten interpreteren. (uitvoering)

AD6

Tijdens de uitvoering van de opdracht/experiment veilig en verantwoord omgaan met stoffen, voorwerpen en toestellen. (uitvoeren)

AD7

Bij het noteren van de meetwaarden de correcte wetenschappelijke terminologie, symbolen en SI-eenheden gebruiken. (verwerking)

Wenken  De leerlingenproeven een uitdagend en motiverend karakter geven en in verband brengen met een betekenisvolle en/of technische context.  In de eerste lessen wordt het labo verkend, worden de gevaren aangehaald en de te volgen veiligheidsprocedures overlopen. Een laboreglement is hiervoor een nuttig instrument. (AD5, 6)  De productetiketten moeten goed leesbaar en volledig zijn. De leerlingen houden rekening met de gevarensymbolen en de P- en H-zinnen en kunnen die toepassen. (AD5, 6)  Het chemisch afval wordt steeds gesorteerd en verwijderd op een daartoe voorziene manier.  Voor praktische tips rond ‘Veiligheid in de schoollaboratoria’ en nuttige weblinks: smart¬school virtuele klas chemie. (AD5 en 6)  Leerlingen moeten het onderzoeksplan kennen en begrijpen vooraleer ze starten met de uitvoering van hun onderzoek. (AD6)  Bij de uitvoering van de proef planmatig en efficiënt werken met respect voor de omgeving en de materialen. (AD6)  Waarnemingen moeten objectief geregistreerd worden en mogen niet verward worden met interpretaties. (AD4)  De leerlingen moeten inzien dat meettoestellen moeten aangepast worden aan te meten hoeveelheid stof.  De specifieke voordelen van het ordenen van meetwaarden in een tabel of grafiek toelichten.


AD8

Onder begeleiding uit de waarnemingen/meetwaarden/grafieken conclusies trekken en het resultaat evalueren. (besluit en evaluatie)

AD9

Onder begeleiding over een opdracht/onderzoek rapporteren en reflecteren. (rapportering)

8

Wenken  Leerlingen proberen op basis van hun waarnemingen een relevant besluit te formuleren. (AD8)  “Onder begeleiding … evalueren” kan gebeuren via een aantal gerichte vragen en opdrachten. (AD8)  De leerlingen reflecteren over het besluit. Het besluit wordt teruggekoppeld naar de geformuleerde hypothese, deze wordt bevestigd of weerlegd. In het laatste geval denken de leerlingen na over de hypothese, gebruikte methode …(AD8)  Leerlingen leren rapporteren en communiceren over de resultaten van de proef door het maken van een verslag, een poster, korte mondelinge presentatie. (AD9)  De leerlingen leren zelfstandig een verslag maken en gebruiken hierbij zoveel mogelijk ICT.  Het verslag bevat minimaal volgende punten: (AD9)  doel van de proef in de verwoording van een onderzoeksvraag;  hypothese; (eventueel)  beschrijving of tekening van de opstelling;  plan of werkwijze met notatie van de waarnemingen en/of meetwaarden;  het besluit;  reflectie.  Het is belangrijk dat de verslaggeving persoonlijk of in kleine groepjes gebeurt en dat leerlingen het verslag nauwkeurig en met de nodige discipline leren maken. Bij het aanleren van de opmaak van een verslag kan als start een voorgedrukt werkblad ter ondersteuning worden gebruikt. Leerlingen leren zo om geleidelijk aan zelfstandig een verslag te maken (tegen het einde van de tweede graad).  Bij de evaluatie van de leerlingenproef aandacht hebben voor verschillende vaardigheden en attitudes die bij uitvoering van de proef en het maken van het verslag aan bod komen: nauwkeurigheid, respect voor het materiaal, samenwerking, uitvoeren van instructies, aandacht voor veiligheid …


3.2.

9

Wetenschap en samenleving

In het domein “wetenschap en samenleving” maken de leerlingen kennis met de maatschappelijke relevantie en verschillende toepassingen van de chemische kennis. Vanuit de contextgebieden duurzaamheid, cultuur en maatschappij worden een aantal informatie- en /of communicatievaardigheden ingeoefend. De leerlingen leren hierbij op een efficiënte manier informatie verwerven, verwerken, presenteren en maken hierbij zoveel mogelijk gebruik van ICT. Om een optimaal rendement te bekomen zullen de informatieopdrachten en oefeningen die tijdens het gedeelte toegepaste chemie aan bod komen, aansluiten op de theoretische beschouwingen die in het vak chemie behandeld worden. Bij het verduidelijken van en het zoeken naar oplossingen voor duurzaamheidvraagstukken AD10 onder begeleiding wetenschappelijke principes hanteren die betrekking hebben op grondstoffenverbruik, energieverbruik (duurzaamheid). Onder begeleiding de natuurwetenschappen als onderdeel van de culturele ontwikkeling van de AD11 maatschappij duiden (cultuur) en de wisselwerking met de maatschappij op ecologisch, economisch, ethisch en technisch vlak illustreren (maatschappij). Wenken  Informatieopdrachten kunnen gerealiseerd worden via activerende werkvormen. Mogelijke werkvormen:  een discussiegesprek waarbij gefundeerde argumenten worden gebruikt;  een stellingenspel of andere werkvormen waarbij communicatie wordt geactiveerd;  een presentatie van een onderzoek; (poster, ppt, …);  taal activerende of taal ondersteunende opdrachten (slangenspel, placemat, bingo …);  verslag van bedrijfsbezoek of bezoek aan musea of wetenschapscentra;  expert als gastleraar in de school;  projectmatig werken,  informatieopdracht over historische figuur;  gebruik van artikels uit de media.  Duurzaamheid:  kunststoffen: isolatiemateriaal, coatings;  silicium in fotocellen;  PET en andere recycleerbare plastics, bioplastics;  duurzaam bouwen;  sorteren en/of recycleren van chemisch afval (batterijen, plastics..).  Cultuur:  carbonfiber en andere sportmaterialen;  voedingssupplementen, kleurstoffen,  cosmetica;  soorten verven en restauratie van schilderijen.  Maatschappij:  bijv. doos van Technopolis “time voor Nano”;  geneesmiddelen;  doping, drugs;  het verschil duiden tussen pseudo – wetenschappelijke kennis en wetenschappelijke kennis.  Deze algemene doelen kunnen ook vakoverschrijdend of projectmatig gerealiseerd worden.

TSO – 2e graad – Basisvorming en specifiek gedeelte Techniek-wetenschappen AV Chemie/TV Toegepaste chemie (1e leerjaar: 6 lestijden/week, 2e leerjaar: 6 lestijden/week)

4.

10

Leerplandoelstellingen, leerinhouden en specifieke pedagogisch-didactische wenken

Bij elke leerplandoelstelling wordt in de eerste kolom een verwijzing gemaakt naar één van de volgende symbolen:  Het nummer van de gemeenschappelijke eindterm natuurwetenschappen;  D: deze leerplandoelstellingen worden voorzien om aan differentiatie te doen zodat de leerkracht kan inspelen op de verschillende interesses, leerstatus en leerprofielen van de leerlingen. Deze differentiatiedoelstellingen worden cursief gedrukt en aangeduid met een D;  De uitvoering van minimaal zes leerlingenproeven per leerjaar is verplicht, de leerplandoelstellingen i.v.m. leerlingenproeven zijn suggesties;  De uitvoering van vier informatieopdrachten per graad is verplicht.

    

Demonstratie en observatie dienen als basis voor de realisatie van de leerinhouden. Lessen zoveel als mogelijk benaderen vanuit de leefwereld van de leerling of van uit de actualiteit. De leerinhouden staan in de rechterkolom bij de doelstellingen. De wenken zijn per deel geformuleerd en bieden een ondersteuning. Voor bijkomende Informatie over leerlingenproeven en leerinhouden alsook voor interessante internetsites en linken kan je terecht op de virtuele klas van chemie (smartschool GO!).  Bij elk onderdeel staan na de wenken mogelijke proeven; hieruit kunnen leerlingenpractica en/of demoproeven gekozen worden.

4.1. DECR. NR 11

Stoffen en mengsels LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 1.

3,12, 13,14

2.

3,12, 13,14

3.

in algemene termen aangeven wat de chemie bestudeert;

veilig en verantwoord werken in het laboratorium;

eenvoudige basis-labohandelingen uitvoeren;

LEERINHOUDEN Verschil tussen chemie en fysica Sectoren van de chemische industrie Chemie in het dagelijks leven (film) Laboreglement Specifieke benaming en gebruik van het labomateriaal en chemische apparatuur Glasbewerking, boren van stoppen, wegen en meten van vloeistoffen en vaste stoffen, …


het verschil aangeven tussen een voorwerp en een stof;

Verschil tussen stof en voorwerp

stoffen onderscheiden aan de hand van fysische en chemische eigenschappen;

Fysische en chemische eigenschappen

6.

de overgangen tussen de verschillende aggregatietoestanden experimenteel vaststellen;

7.

uitleggen dat de oorsprong van een zuivere stof, natuurlijk ontstaan of synthetisch bereid, geen invloed heeft op haar eigenschappen;

Leerlingenproef: Bijv. kookpuntbepaling, stolcurve opstellen, sublimatie Voorbeelden zoals: zout, riet- en bietsuiker, CO2

8.

aan de hand van voorbeelden uitleggen wat het verschil is tussen een mengsel en een zuivere stof;

Bijv. gedestilleerd- en zeewater, zuurstofgas en lucht, zeezout en keukenzout, ijzer en staal, …

verschillende types mengsels bereiden;

Leerlingenproef: Bijv. homogene en heterogene mengsels

4. 5. 4,12, 13,14 2

3 12,13,14

9.

1 10. 1

11. 12.

3 12,13,14

11

13.

de oplosbaarheid van vaste stoffen, vloeistoffen en gassen in een vloeibaar oplosmiddel herkennen en beschrijven; mengsels onderscheiden op basis van de componenten; enkele scheidingstechnieken beschrijven; verschillende scheidingstechnieken uitvoeren.

Verschillende soorten mengsels: Heterogeen en homogeen mengsel zoals emulsie, suspensie, aerosolen, rook, schuim, …en oplossing, gasmengsel Bijv.: gefractioneerde destillatie van aardolie Scheidingstechnieken zoals filtratie, extractie, destillatie, chromatografie … Leerlingenproef

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN  In het vak natuurwetenschappen en technologische opvoeding in de eerste graad is reeds aandacht besteed aan grondstoffen, materialen en voorwerpen. De leerlingen hebben ook reeds kennis gemaakt met het begrip stof en het onderscheid tussen mengsel en zuivere stof geleerd.  Er kan vertrokken worden vanuit het idee dat leerlingen zelf over chemie hebben, de vertoning van de video ‘Chemie voor vandaag en morgen’ van SIREV de video op http://chemistryallaboutyou.eun.org/ of vanuit posters (aan te vragen bij www.Chemieoveral.nl ).  Mogelijke contexten: geneesmiddelen, drugs, huishoudproducten, onderzoek in de omgeving, wapens, giftige stoffen, kunststoffen versus natuurproducten.


 Aan de hand van een aantal dagelijkse gebruiksvoorwerpen het onderscheid uitleggen tussen een voorwerp en de stof(fen) waaruit dat voorwerp bestaat; proeven van of ruiken aan stoffen kan gevaarlijk zijn.  De verschillen tussen stoffen zoals azijn, water, alcohol, ijzer, koper, zout, kristalsuiker, enz. zijn gebaseerd op fysische en chemische eigenschappen.  Er zijn ook fysische scheidingstechnieken op basis van magnetische en elektrostatische eigenschappen.  Voorbeelden: rietsuiker en bietsuiker; CO2 uitstoot van wagens en CO2 in spuitwater en CO2 in adem.  Enkele mengsels die in het dagelijkse leven voorkomen, worden bij voorkeur als voorbeelden gebruikt: dranken (o.a. spuitwater, limonade, wijn) voedingswaren (o.a. mayonaise), cosmetica (o.a. huidcrèmes).  Lucht als voorbeeld van een mengsel. De samenstelling van lucht kan eventueel bepaald worden. (zie verder) MOGELIJKE PROEVEN  Stoffen classificeren naar eigenschappen.  Mengsels maken, bijv. krijt en water, olie en water, mayonaise maken (met en zonder mosterd), inkt en water, zout en rijst, zout in water, spuitwater, …  Scheiding van een mengsel  Filtreren  leren plooien van een filter, juist plaatsen van filter in een trechter, opstellen van en filtreren met een büchnertrechter (verwijzen naar het filtreren in de industrie)  betekenis van de poriëngrootte bij het filtreren: filtreren van modderig rivierwater door muggengaas, nylonkous, grindfilter, zandfilter, ...  filtreerpapier (verwijzen naar het zuiveringsprobleem van water) bijv. scheiden van zeewater (zout, zand, water); (filtratie en indamping).  Decanteren en centrifugeren  Destilleren  destilleren van oplossingen in water (zeewater of rivierwater: verwijzen naar industrieel ontzilten van zeewater en de kostprijs ervan)  demonstratieproef of leerlingenproef: gefractioneerde destillatie van bv. een oplossing van dijood in een organisch oplosmiddel (kolom van minstens 1 m lengte) (verwijzen naar de petroleumindustrie)  Kristalliseren  bestuderen van de factoren die de snelheid van uitkristalliseren en de korrelgrootte bepalen:  afkoelingssnelheid (al dan niet roeren)  kristalkern (aanwezig of niet): laten groeien van een groot kristal (verwijzen naar het vormen van kristallen in de industrie en hun toepassingen, bijv. halfgeleiders, zoutwinning)  kristallisatie uit een smelt  uitkristalliseren van een oplossing, bijv. aluin in water, koper(II)sulfaat in water  Extraheren  extractie van planten, vruchten, bloemen ... , bijv. gemalen koffie(koffie zetten: extractie en filtratie), schil van sinaasappel met ethanol (verwijzen naar de industrie van extracten voor het bekomen van reuk- en smaakstoffen), extractie van olie uit pindanoten (extractie).  demonstratieproef of leerlingenproef: continue extractie in een soxhletapparaat (cafeïne uit koffie, chlorofyl uit spinazie, vet uit noten...)

12




    

 demonstratieproef of leerlingenproef: extraheren bijv. van een oplossing van kristalviolet in water met een organisch oplosmiddel, als voorbeeld van enkelvoudige en meervoudige extractie  met één volume van a ml  achtereenvolgens viermaal met volume van a/4 ml  vergelijken van de bekomen resultaten Adsorberen  adsorptie van kleurstoffen uit oplossingen bijv. brandalcohol, benzine, rode wijn...(opgelet, niet alle kleurstoffen zijn adsorbeerbaar!) (verwijzen naar gasmasker, suikerindustrie)  demonstratieproef: adsorptie van dibroom aan actieve kool  eenvoudige proefnemingen i.v.m. papierchromatografie Bladgroen uit bladeren (extractie en chromatografie). Maken of scheiden van biodiesel (destillatie en decanteren) Ontkleuren van bruine suiker, cola, (adsorptie) Destillatie van rode wijn kan als experiment didactisch zeer waardevol zijn. Eventueel met de alcohol Grand Manier maken: extractie van sinaasappelen en koffiebonen (+ suiker) in alcohol. http://www.solo-be/nl/recepten/zelf-grand-marnier-maken.htm. Van suikerbiet tot suiker (extractie – filtratie – adsorptie – filtratie – kristallisatie) eventueel gekoppeld aan een bedrijfsbezoek.

13


4.2. DECR. NR 12,13,14

Stoffen en reacties LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen vanuit experimenten chemische en fysische verschijnselen onderscheiden; 14. 15.

1

wet van behoud van elementen formuleren;

LEERINHOUDEN Leerlingenproef: Verschil tussen een chemisch en een fysisch verschijnsel Atomen, moleculen Enkelvoudige/samengestelde stoffen

16.

aan de hand van voorbeelden enkelvoudige en samengestelde stoffen herkennen op basis van hun opbouw; het symbool schrijven als de naam gegeven is en de naam noemen als het symbool gegeven is;

Belangrijkste elementen met hun symbolen

17. D 18.

3 19.

20. 3 12,13,14

14

21.

correcte elementenvergelijkingen schrijven met aanduiding van de aggregatietoestand;

door vergelijking van reactieschema’s het verschil uitleggen tussen een analyse en een synthese; elementaire gegevens in het periodiek systeem terugvinden en benoemen; enkelvoudige en samengestelde stoffen op basis van fysicochemische kenmerken identificeren.

Bijv. elementvergelijking: water  waterstofgas + zuurstofgas (H,O)vl (H)g (O)g (v) voor vast, (vl) voor vloeibaar, (g) voor gasvormig en (aq)voor opgelost in water Analyse en synthese

De metalen en de niet-metalen, de groepen, de periodes Rangschikking volgens stijgende atoommassa Leerlingenproef: identificatie van stoffen


15

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN  Leerlingen kennen de begrippen atoom, molecule en maakten kennis met het deeltjesmodel in de eerste graad.  Als voorbeelden van chemische reacties kunnen omzettingen van eetwaren gekozen worden, (bijv. bakken en braden, zuur worden van melk en wijn, rijzen van deeg) aantasting van metalen, verbrandingsreacties, uitharding van gips, ontkalken van koffiezet en reinigen van sanitair.  Stoffen die niet kunnen ontleed worden in andere stoffen noemt men enkelvoudige stoffen, stoffen die wel ontleed kunnen worden noemt men samengestelde stoffen(bijv. door elektrolyse van water ontstaat er waterstofgas en zuurstofgas, door verhitting van suiker ontstaat kool en water). Hierbij kan gebruik gemaakt worden van het deeltjesmodel.  Wanneer een stof wordt ontleed in andere stoffen, is dit een analyse; wanneer uit twee verschillende stoffen één nieuwe stof gevormd wordt, spreekt men van synthese.  De materie is opgebouwd uit atomen. In enkelvoudige stoffen komen alleen atomen voor van één atoomsoort, in samengestelde stoffen komen minstens twee atoomsoorten voor. Een element is een atoomsoort. Atomen zijn uiterst kleine deeltjes die bij een chemische reactie niet vernietigd worden. In de natuur komen 92 atoomsoorten (elementen) voor; ze verschillen in grootte en in massa en worden voorgesteld door symbolen.  De belangrijkste elementen: Cl, I, O, S, N, P, C, H, He, Ne, Ar, Na, Ca, Mg, Fe, Zn, Hg, Al, Pb, Cu, Ag, Au.  Voorbeelden van samengestelde stoffen: waterstofchloride (H, Cl): verwijdering van cementresten, zwavelzuur (H, S, O): accu, natriumhydroxide (Na, O, H): ontstopper van afvoerbuizen, ammoniak (N, H): ontvettingsmiddel, calciumhydroxide (Ca, O, H): bepleisteren van muren, natriumchloride (Na, Cl): keukenzout, natriumwaterstofcarbonaat (Na, H, C, O): maagzout, calciumcarbonaat (Ca, C, O): krijt, marmer.  De oorsprong van een zuivere stof (synthetisch bereid of in de natuur ontstaan) heeft geen invloed op haar eigenschappen. Om bij stoffen het onderscheid tussen het element en de enkelvoudige stof te maken, spreken we bijv. van zuurstof en zuurstofgas en bijv. van natrium en natriummetaal. Pas als de leerlingen duidelijk het verschil inzien tussen het element en de enkelvoudige stof, kan voor metalen de uitgang -metaal weggelaten worden.  De elementen worden in het PSE gerangschikt volgens toenemende atoommassa waarbij rekening gehouden wordt met de eigenschappen van de overeenkomstige enkelvoudige stoffen. Het historisch belang van het periodiek systeem wordt uitgelegd: D. I. Mendelejev kon voorspellingen doen over het bestaan van (nog niet ontdekte) elementen en eigenschappen van de overeenstemmende stoffen.  Waarneembare eigenschappen van metalen en niet-metalen zijn de fysische eigenschappen: aggregatietoestand bij kamertemperatuur, elektrische geleidbaarheid, warmtegeleiding, vervormbaarheid, …Hierbij kunnen bijv. kwik, zwavel en andere stoffen met speciale eigenschappen aan bod komen.  In het PSE kunnen 18 groepen worden onderscheiden. Ze worden genummerd van 1 tot 18. De oude benaming (onderverdeling in a en b groepen) kan worden vermeld. Sommige groepen worden speciaal benoemd: alkalimetalen, aardalkalimetalen, edelgassen, halogenen.  De rangschikking kan worden verduidelijkt door voor verschillende groepen de eigenschappen en de toepassingen toe te lichten. Bijv.: edelgassen: inert, halogenen: in lampen, alkalimetalen: zachte, reactieve metalen … Hierbij kan gebruik gemaakt worden van het PSE met toepassingen (te bestellen bij KVCV).Spectaculaire en gevaarlijke experimenten met alkalimetalen kunnen eventueel getoond worden aan de hand van filmpjes (http://www.periodicvideos.com/ ).


MOGELIJKE PROEVEN  Identificatie van een aantal stoffen: geur, geleidbaarheid, aggregatietoestand, kristalvorm, dichtheid, kleur … (fysische kenmerken) brandbaarheid, ... (chemische kenmerken).  Aanwezigheid van H2 (knalproef) en O2 (gloeiende houtspaander) aantonen, CO2 met kalkwater, H2O met kobaltchloride, …  Platinadraad, magnesiumlint, koperdraad of ijzerdraad verwarmen.  Demoproef: aluminiumfolie in water en in HCl.  Identificeren van de verschillende stoffen in een lucifer (zwavel, parafine, hout) en het strijkvlak (fosfor).  Verwarmen van bijv. bakpoeder, suiker, ammoniumchloride, oplossen van een bruistablet in water met CO2 ontwikkeling.  Reactie van ijzer(poeder) met zwavel: aantonen met magneet dat er geen ijzermetaal meer is.  Demoproef: elektrolyse van water.  Demoproef: in beker met water en fenolftaleïne: schaatsende natrium.  Demoproef: in reageerbuis met laagje pentaan bovenop water: dansende natrium. MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT  Van enkele enkelvoudige stoffen (bijvoorbeeld: diwaterstof, dizuurstof, trizuurstof, dichloor, dijood, diamant, grafiet, octazwavel, natrium, magnesium, aluminium, ijzer, zink, lood, koper, kwik, goud, zilver) kunnen één of meer van de volgende aspecten besproken worden: voorkomen, winning, bereiding, fysische eigenschappen, chemische eigenschappen, toepassingen.

16


4.3. DECR. NR 3 12,13,14

Karakteristieken van chemische reacties LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 22.

3

de wet van behoud van massa bij chemische processen (wet van Lavoisier) formuleren en toepassen;

24.

de wet van de constante massaverhoudingen in samengestelde stoffen (wet van Proust) verwoorden en toepassen;

25.

de constante samenstelling van een samengestelde stof verklaren met het atoommodel van Dalton;

26.

met voorbeelden en aan de hand van de begrippen molecule en atoom, verduidelijken wat een formule is;

LEERINHOUDEN Leerlingenproef: Bijv. massa bepaling voor en na de reactie bij gesloten en open systemen Bij een chemische reactie is de som van de massa’s van de reagerende stoffen gelijk aan de som van de massa’s van de reactieproducten. Tijdens de reactie tussen twee stoffen, reageren die uitgangsstoffen slechts in een bepaalde verhouding met elkaar. Is er één product teveel aanwezig, dan blijft dit na de reactie over. Atoommodel van Dalton.

28.

de verbranding van een enkelvoudige stof herkennen als een oxidatie met zuurstofgas waarbij een oxide gevormd wordt;

Een molecule is opgebouwd uit atomen, die in een bepaalde verhouding voorkomen. De formule of formule-eenheid (voor zouten) van een stof geeft aan welke atoomsoorten erin voorkomen en in welke verhouding. Termen reagens en reactieproducten en de pijl komen hier aan bod Verbranding van enkelvoudige stoffen, bv koolstof

29.

de verbranding van een samengestelde stof herkennen als een oxidatie met zuurstofgas waarbij verschillende oxiden gevormd worden;

Verbranding van samengestelde stoffen, bv aardgas

27.

3

3

3 12,13,14

de wet van behoud van massa aantonen;

23. 3

3

17

30.

aan de hand van gegeven reacties de reactievergelijkingen in evenwicht brengen;

verbrandingsreacties uitvoeren;

Leerlingenproef


31.

gebruik maken van de gegeven formules om de reactievergelijking te schrijven van de verbranding van enkelvoudige en samengestelde stoffen;

32.

met behulp van indicatoren dagdagelijkse producten opdelen in zuur en basisch en neutraal;

33.

methoden aangeven om de zuurgraad van een oplossing vast te stellen en op basis hiervan de oplossing karakteriseren als zuur, neutraal of basisch;

11 12,13,14

12,13,14 34.

35.

aantonen met indicator dat een zure oplossing ontstaat door reactie van een nietmetaal-oxide met water en een basische oplossing ontstaat door reactie van een metaaloxide met water; verklaren hoe een zuur ontstaat vertrekkend vanuit een niet-metaal en een base vanuit een metaal;

3, 11

18

Formules en reactievergelijkingen

Leerlingenproef: Bijv.: cola, water, azijn, ontvettingsmiddel, ontstopper, Bijv. indicator: rodekool sap, rode-rozenextract, lakmoes, universeel indicator, Een zuur-base-indicator als middel om oplossingen in drie groepen in te delen: zure, basische en neutrale oplossingen. Leerlingenproef

Twee duidelijke stappen onderscheiden door woordvergelijkingen (reactieschema’s). Metalen reageren met niet-metalen en vormen binaire verbindingen (zouten). Binaire verbindingen tussen een metaal en een niet-metaal geleiden de elektrische stroom niet in vaste toestand, wel in gesmolten toestand of als ze opgelost worden in water. Bijv. reactie tussen waterstofgas en zuurstofgas

36.

het optreden van reacties tussen metalen en niet-metalen met voorbeelden verwoorden;

37.

het optreden van reacties tussen niet-metalen onderling met voorbeelden verwoorden; aan de hand van een formule een representatieve stof benoemen als: een metaal, een niet-metaal, een oxide, een hydroxide, een zuur of een zout;

Indeling van de materie: oefeningen.

38.

39.

de begrippen exo- en endo-energetisch omschrijven en illustreren met voorbeelden van chemische processen;

Exo- en endo-energetische reacties bijv. elektrolyse van water, verbranding van aardgas

9, 11


9, 11 40. 9, 12, 14 9

41. 42.

9 43. 9

44.

D 45.

19

aan de hand van voorbeelden verschillende vormen van energieomzettingen bij chemische reacties herkennen;

Bijv.: luminescentie, stralingsenergie, …

eenvoudige exo- of endoenergetische reacties uitvoeren;

Leerlingenproef: eenvoudige exo- en energetische reacties. Oxidatie van een metaal.

het roesten van metalen als trage oxidatie beschrijven; een reductie beschrijven als een reactie waarbij zuurstof aan een stof onttrokken wordt; een ontploffing beschrijven als een zeer snelle exo-energetische reactie;

Reductie van bijv. koperoxide met koolstofpoeder 2 CuO + C  2 Cu + CO2 Buskruit

een ontploffing beschrijven door gebruik te maken van de begrippen oxidatie en reductie.

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN      

Synthese van ijzersulfide in verschillende massaverhoudingen. Onderscheid aangeven tussen de moleculen van enkelvoudige en samengestelde stoffen aan de hand van het begrip atoomsoort. Molecuulformules van stoffen, bijv. CO2, CO, O2. De naamgeving van deze eenvoudige stoffen. Er zijn applets om voorgetallen in reacties in orde te brengen. Bijv. http://phet.colorado.edu/en/simulation/balancing-chemical-equations. http://users.telenet.be/wiskundehoekje/chemie.htm. Voorstelling van reacties door moleculetekeningen. Reactievergelijkingen, bijv.:

 Ook op de onvolledige verbranding kan ingegaan worden (vorming van koolstofmonoxide).  De vorming van CO2 kan aangetoond worden met kalkwater.  Aan de hand van experimenten de voorwaarden voor een verbranding inventariseren.


 De verbranding van metalen zoals Mg en Al wordt toegepast in vuurwerk.  Sommige niet-metalen vormen niet-metaaloxiden, die met water een zure oplossing vormen. Als voorbeeld kan de bereiding van zwaveligzuur, vertrekkend van zwavel gedemonstreerd worden.  Sommige metalen vormen metaaloxiden, die met water een basische oplossing vormen. Voorbeeld van een experiment en reactieschema:  ongebluste kalk + water  gebluste kalk;  (Ca, O)  (H, O) (Ca, O, H);  CaO + H2O  Ca(OH)2;  of vertrekkend van magnesium  verbranden  gevormde magnesiumoxide in water (+ fenolfteleïne) brengen.  Exo-energetische reacties omschrijven als reacties die energie vrijmaken onder de vorm van:  warmte, bijv. verbranding, hotpacks, licht, bv. light-stick (te vergelijken met de vuurvliegjes);  elektriciteit, bijv. batterij; beweging, geluid.  Endo-energetische reacties omschrijven als reacties die energie opnemen. Bijv. coldpacks, oplossen van ammoniumnitraat in water.  Bij het roesten van ijzermetaal treedt een oxidatie op. Roest is een volksnaam voor ijzeroxide.  Buskruit is een mengsel van kaliumnitraat (75%), houtskool (15%) en zwavel (10%). Bij de ontploffing van buskruit wordt kaliumnitraat gereduceerd.  Blussen van brandende olieputten (Golfoorlog, Irak) door er springstof in te werpen. MOGELIJKE PROEVEN  Samenstelling van lucht.  Aantonen met behulp van een bunsenbrander: de (on)volledige verbranding, roetvorming, koude kegel (eventueel aantonen met lucifer).  Massabehoud aan de hand van eenvoudige reacties onderzoeken, bijv. marmer + zoutzuur; bakpoeder + huishoudazijn (met ballon op flesje), bariumhydroxide-opl. + kopersulfaat-opl.  Eenvoudige verbrandingsreacties: verbranden van een kaars, houtskool, aardgas, magnesiumlint, suiker …  Eenvoudige endotherme reactie: bijv. bakpoeder en huishoudazijn en de reactie tussen bariumhydroxide en ammoniumchloride. De temperatuur wordt gevolgd.  Eenvoudige exotherme reactie: bijv. blussen van ongebluste kalk, de reactie tussen natriumhydroxide en waterstofchloride. De temperatuur wordt gevolgd.  Roesten van ijzer.  Bereiding van zuurstofgas uitgaande van waterstofperoxide en mangaandioxide.  Oxidatie van magnesium, koper, staalwol, ... en bepalen van de massavermeerdering.  Reductie van koper(II)oxide en/of lood(II)oxide met houtskool (verwijzen naar de metallurgie).  Bereiden van een kleine hoeveelheid diwaterstof, aantonen dat bij de verbranding ervan water ontstaat.  Demonstratieproef: elektrolyse van water en aantonen van dizuurstof en diwaterstof.  Demonstratieproef of leerlingenproef: reduceren van een metaaloxide met diwaterstof aantonen van het ontstane water.

20


21

 Demonstratieproef of leerlingenproef: reduceren van ijzer(III)oxide met aluminium.  Demonstratieproef: reactie van aluminium en dibroom.  Reactie van calcium met water, opvangen en aantonen van H2 MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT  ICT opdracht over de werking en toepassing van cold- en hotpacks.  Verschillende toepassingen van energetische reacties bespreken: luminescentie, stralingsenergie, batterijen, …

4.4. DECR. NR

Periodiek systeem en atoombouw LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen een atoom beschrijven als kern omgeven door elektronen gekaderd in een historisch 46. perspectief; 47. 48. 49.

11 50. 51. 52. 53. 54.

LEERINHOUDEN Protonen, neutronen, elektronen

het atoommodel van Bohr beschrijven;

Historische opbouw naar model van Bohr, Rutherford

de samenstelling van atomen afleiden uit het atoomnummer en het massagetal;

A-Z geeft het aantal neutronen

verduidelijken dat er 92 unieke atoomsoorten bestaan;

Stabiele en onstabiele nucliden

isotopen als verschillende nucliden van een zelfde element beschrijven, berekenen en voorbeelden uit het dagelijks leven geven;

Procentuele voorkomen van elementen met 2 of meerdere isotopen

de elektronenconfiguratie met schillen schematisch voorstellen;

Voor de belangrijkste elementen

het verband leggen tussen de elektronenconfiguratie en de plaats in het PSE;

Elementen uit de hoofdgroepen, atomen gerangschikt volgens toenemende massa

op basis van de elektronenconfiguratie de Lewisvoorstelling tekenen;

Lewisstructuur

inzien dat elk atoom streeft naar een edelgasconfiguratie;

Begin van ionvorming, atoombinding


55.

met voorbeelden uitleggen hoe een ionbinding, een atoombinding en een metaalbinding tot stand komen.

22

Ionbinding, atoombinding, metaalbinding, metaalrooster, ionrooster en molecule, Van der Waalskrachten

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN         

Filmpjes van elk element http://www.systeemderelementen.nl Gratis App: PSE Het maximale aantal elektronen per schil kan steeds berekend worden met de formule 2n², waarbij n het schilnummer is. Aangeven dat elementen uit eenzelfde hoofdgroep dezelfde reacties vertonen, als gevolg van een analoge elektronenconfiguratie in de buitenste schil bezitten de elementen in een hoofdgroep gelijkaardige chemische en fysische eigenschappen. De namen van de belangrijkste hoofdgroepen (a-groepen) geven: alkalimetalen, aardalkalimetalen, aardmetalen, C-groep, N-groep, O-groep, halogenen en edelgassen. De atoommassa’s zijn niet steeds gehele getallen, bijv. de atoommassa van 37,5 bij chloor wijst niet op het bestaan van halve neutronen in chloor maar op het bestaan van isotopen. 92 unieke atoomsoorten; transuranen zijn radioactieve elementen, snel vervallende nucliden. Helium kan je inademen (piepstemmetje) want is –als edelgas- totaal niet reactief en dus onschadelijk voor je longen, het verhoogt enkel de trillingsfrequentie van de stembanden. Neon wordt gebruikt in TL-lampen, ook argon heeft als edelgas toepassingen bij grote hitte zoals in argon lampen of bij laswerken. Helium wordt zeer schaars. Het atoommodel eindigt niet bij de neutronen en protonen, onderzoek naar nog meer fundamentele bouwsteentjes gaat verder: LHC in het CERN.

MOGELIJKE PROEVEN  Vlamproeven geven een analogie met het ROGGBIV spectrum en de kleur van de vlam toont op die manier het aantal schillen van het metaal dat wordt onderzocht. Voorbeeld van lithiumzout (ROOD), natriumzout (ORANJE), koperzout (GROEN), de leerlingen vergelijken de kleur van de vlam met de positie in het spectrum en tegelijkertijd op PSE en concluderen dat de 7 kleuren van het ROGGBIV spectrum en de 7 perioden van het PSE een overeenkomst hebben.


4.5. DECR. NR

Organische chemie LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren of 56. benoemen als een anorganische of organische stof;

12, 14 57.

58.

12, 14

door middel van eenvoudige proeven de aanwezigheid van koolstof en van waterstof in organische stoffen aantonen; op basis van de Lewisvoorstelling de bindingsmogelijkheden van C-atoom afleiden;

59.

het model van de atoombinding als gemeenschappelijk elektronenpaar tussen twee atomen voorstellen;

60.

structuurformules, bruto formules en namen van alkanen, alkenen en alkynen schrijven;

61.

12, 14

23

62. 63.

LEERINHOUDEN Het begrip ‘organische stof’: alle C-verbindingen behalve CO, CO2 en carbonaten Leerlingenproef

Vier bindingen van C-atoom de ketenstructuur van organische moleculen voorstellen Lewisvoorstelling van moleculen

Naamgeving en voorstelling (zaagtand, visgraatstructuur)

molecuulmodellen met bouwstenen voorstellen;

Methaan: tetraëdrische structuur Etheen: vlakke trigonale structuur Ethyn: lineaire structuur Aard van de bindingen (verzadigd, onverzadigd) Bindingshoeken Leerlingenproef

een verband leggen tussen de eigenschappen van alkanen en hun ketenlengte;

Leerlingenproef

de 3D-structuur van methaan, etheen en ethyn voorstellen;


11 64.

65.

66.

67.

12, 14, 11

68.

enkele toepassingen van alkanen, alkenen en alkynen bespreken;

isomeren van alkanen door structuurformules voorstellen en benoemen;

typische reacties van alkanen, alkenen en alkynen in verband brengen met hun structuurformule;

de structuurformules en van methanol en ethanol schrijven en het gebruik toelichten;

de eigenschappen van de alcoholen onderzoeken.

24

Alkanen: brandstof, aardgas, verwarming, kaarsvet, paraffine, vaseline Alkenen: etheen als belangrijke grondstof in polymeerchemie Alkynen: ethyn als lasgas Isomeren Alkanen (met verzadigde bindingen): substitutiereactie Alkenen, alkynen (met onverzadigde bindingen): additiereactie, polymerisatie Het gebruik van etheen (en andere alkenen en alkynen) in de polymeerchemie kunnen toeschrijven aan de aanwezigheid van onverzadigde bindingen (dubbele en drievoudige bindingen). Een substitutiereactie van alkanen met dihalogenen door een reactievergelijking voorstellen. Er ontstaat een halogeenalkaan. Het gebruik van halogeenalkanen, bijv. CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, CCl4. Een additiereactie van alkenen en alkynen met dihalogenen door een reactievergelijking voorstellen Alcoholen De functionele groep (-OH) van een alcohol Additie van water aan etheen geeft ethanol Methanol als brandalcohol, biobrandstof en ethanol voor consumptie, biobrandstof, ontsmettingsmiddel Opgelet met absint Leerlingenproef


SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN  Het verschil aangeven tussen een organische stof en een anorganische stof op basis van de samenstellende elementen, of aan de hand van een voorbeeld. bijv. CH4, C2H6, C2H4, C2H2, CH3CH2OH: organische stoffen – voornamelijk C en H (maar O, N, S ook mogelijk) bv. NaCl, Fe, CaCO3, O2, O3, CO, H2, NH3: anorganische stoffen.  Synthetische stoffen verschillen enkel in bereidingswijze van hun natuurlijke equivalent.  Vroeger dacht men dat een bepaalde ‘levenskracht’ van planten en dieren nodig was voor de synthese van organische stoffen. Organische chemie wordt ook wel ‘koolstofchemie’ genoemd.  Kamperen in de winter: het gebruik van campinggas (propaan/butaan) is afhankelijk van het seizoen. Dit kan verklaard worden aan de hand van de kookpunten van propaan en butaan. (klimmers op grote hoogte gebruiken daarom propaan).  Doe-opdracht: de 3D- structuur van methaan, etheen en/of ethyn maken met staafjes en bolletjes (bijv. met Cochranes of Oxford Molecular Models). MOGELIJKE PROEVEN     

    

Ontvlambaarheid van alkanen in verband brengen met de ketenlengte en molecuulmassa. Vergelijkende studie van het vlampunt van enkele stoffen, bijv. aardolie, stookolie, benzine. De dichtheid van alkanen in vergelijking met de dichtheid van water; de oplosbaarheid van alkanen in water nagaan. De oplosbaarheid van bepaalde stoffen (bijv. dijood, keukenzout, olie) in alkanen (bijv. pentaan) vergelijken met de oplosbaarheid in water. Het verband tussen de aggregatietoestand en de ketenlengte van alkanen kan als volgt geïllustreerd worden:  Demoproef alkanen: onderzoek naar het verband tussen de aggregatietoestand van onvertakte alkanen en de ketenlengte. De volgende alkanen kennen de leerlingen uit het dagelijkse leven: methaan (bunsenbrander), propaan (kampeergas), butaan (aansteker): gassen bij kamertemperatuur; pentaan, hexaan, heptaan, octaan, benzine: vloeibaar bij kamertemperatuur; hogere alkanen (aanwezig in paraffine, kaarsvet, vaseline): vast bij kamertemperatuur;  Demoproef 2: aansteker 1 in de koelkast (vloeibaar), aansteker 2 bij kamertemperatuur (gas) aansteker 1 enkele minuten bij kamertemperatuur laten liggen. ‘De zaak Polly Meer’ is te verkrijgen via Technopolis: alle granulaten en halffabricaten zitten in de doos. Kwalitatief aantonen van C en H in organische verbindingen. Eenvoudige substitutiereacties, bv. pentaan en dibroom. Eenvoudige additiereacties, bijv. etheen (of oliezuur) en dibroom. Bereiding en eigenschappen van polymeren: bereiding van nylon, bakeliet, …

25


26

MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT       

ICT-opdracht: de 3D-structuur van methaan en andere alkanen bestuderen met behulp van applets of chemsketch. Invloed op de ozonlaag door gebruik van CFK’s. De opwarming van de aarde door het vrijkomen van methaangas. Drugs. Sportmaterialen, carbon etc… Opzoeken van de recyclagecodes bij kunststoffen en de voornaamste eigenschappen en gebruik van bijv. PET, PE en PVC. ICT-opdracht:  het belang van fossiele bronnen (steenkool, aardgas, aardolie) aangeven;  toepassingen en gebruik van alkanen in het dagelijkse leven, in de natuur.

4.6. DECR. NR

Classificatie van stoffen LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen de formules van metaal- en niet-metaaloxiden herkennen, benoemen; 69.

70.

de brutoformules van belangrijke binaire en ternaire zuren in verband brengen met hun wetenschappelijk en triviale naam en omgekeerd;

71.

hydroxiden classificeren als stoffen die opgebouwd zijn uit positieve metaalionen en negatieve hydroxide-ionen;

72.

de verhoudingsformules van enkele belangrijke hydroxiden in verband brengen met hun naam en omgekeerd;

LEERINHOUDEN Metaal- en niet-metaaloxiden Formules van zuren: algemene voorstellingswijze: HZ. Een zuur is een stof die, opgelost in water, een waterstofion zal vormen (H+) en een zuurrestion (Z-) Voorbeelden: zoutzuur (HCl), koolzuur (H2CO3), zwavelzuur (H2SO4), fosforzuur (H3PO4) en salpeterzuur (HNO3) Formules van hydroxiden: algemene voorstellingswijze: M(OH)n (met Mn+: metaal-ion, OH- : hydroxide-ion) Bijv.: blussen van kalk, gebruik van kalk in kalkmortel. Naamgeving indien meerdere mogelijke ladingen voor metaalion (b-groep): Voorbeelden: Fe(OH)2: ijzer(2+)hydroxide, ijzerdihydroxide Fe(OH)3: ijzer(3+)hydroxide, ijzertrihydroxide


27

73.

zouten classificeren als stoffen die opgebouwd zijn uit een positief metaalion en een negatieve zuurrest;

74.

de verhoudingsformules van binaire en van ternaire zouten in verband brengen met hun naam en omgekeerd;

Zouten zijn ionverbindingen met als verhoudingsformule MZ. Zouten indelen in binaire en ternaire zouten. Naamgeving en formules van zouten bepalen door toepassing van de neutraliteitsregel.

formules samenstellen en benoemen;

Oefeningen op formulevorming

aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren;

Classificatie van stoffen (zuren, basen en zouten) op basis van hun formule leerlingenproef: reactie van een metaaloxide en een nietmetaaloxide in water. Toepassingen

75. 76. 3 77.

eenvoudige reacties uitvoeren en de uitgangsstoffen en reactieproducten in stofklassen indelen;

78.

aan de hand van voorbeelden uit het dagelijkse leven het belang van zuren, hydroxiden, zouten en oxiden aantonen.

11

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN  Voor zouten en basen met metaalionen uit de a-groepen volstaat de naam zonder tussenvoegsel (di, tri); de lading van de metaalion tussen haakjes vermelden is overbodig. bijv. Ca(OH)2 is calciumhydroxide.  Voor zouten en basen met metaalionen met meerdere mogelijke ladingen (uit de b-groepen) moet de naam met tussenvoegsel (di, tri) geschreven worden; of de lading van het metaalion moet tussen haakjes vermeld worden. Fe(OH)2 is ijzer(2+)hydroxide, ijzerdihydroxide.  Toepassingen van zouten, zuren en basen uit het dagelijkse leven: natriumhydroxide is WC-ontstopper, natriumchloride is keukenzout, zwavelzuur zit in accu van wagen, natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO3) in bruistabletten en bakpoeder, meststoffen: bereiding van ammoniak en ammoniumzouten. Zoutzuur: verwijderen cementresten, kalkaanslag; Koolzuur: ontstaat bij oplossen van koolstofdioxide (CO2) in water (H2O) bijv. frisdranken; Fosforzuur: voedingsadditief in o.a. cola en gist, Salpeterzuur: gebruik bij synthese van meststoffen, vormt samen met zoutzuur ‘aqua regia’(=koningswater)  Aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren als: enkelvoudige of samengestelde stof, metaal of niet-metaal, ionverbinding of moleculeverbinding, organische of anorganische stof, metaaloxide of niet-metaaloxide, hydroxide, zuur: binair of ternair (oxozuur), zout: binair of ternair.  Leren omgaan met een organogram van stofklassen. MOGELIJKE PROEVEN  Ontbranding van fosfor (laten zien via film of demoproef).  Aantonen van zuren en basen met een indicator.  Principe van ontkalking: CaCO3 (kalk) reageert met HCl (zoutzuur). Er wordt koolstofdioxide gevormd.


     

28

Keukenzoutoplossing laten indampen tot zoutkristallen. Demoproef: bereiding van zwavelig zuur uitgaande van zwavelbloem. Bereiding van fosforigzuur uitgaande van difosfor. Bereiding van kalkwater uitgaande van calciumoxide (bereiding van barietwater uitgaande van bariumoxide). Het rijzen van cake deeg verklaren: bij verhitten van natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO3 ) ontstaan natriumcarbonaat, koolstofdioxide en water. Bij verhitten van calciumcarbonaat ontstaan calciumoxide en koolstofdioxide.

4.7.

Oplossingen in water

DECR. NR

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen

79.

80.

het onderscheid tussen polaire en apolaire atoombindingen maken aan de hand van elektronegativiteit;

uit de ruimtelijke structuur en het verschil in elektronegativiteit van de samenstellende atomen afleiden dat de molecule water een dipoolmolecule is;

LEERINHOUDEN Elektronegativiteit (onbenoemd getal) als een maat voor het vermogen van een atoom om in een binding de elektronen van een ander atoom aan te trekken. Hiermee het ontstaan van partiële ladingen (deelladingen) verklaren. Een dipoolmolecule of polaire molecule is een molecule die Elektrisch neutraal is, maar die toch een positief geladen kant en dus ook een negatief geladen kant bezit. Een watermolecule bevat twee polaire covalente bindingen. De twee H-O bindingen maken een hoek van 104°.

81. 1

82. 83.

12, 14 84.

het optreden van waterstofbruggen tussen watermoleculen uitleggen;

Waterstofbruggen

het oplossen van stoffen in water beschrijven in termen van corpusculaire interacties;

Corpusculaire interacties bij het oplossen

een ionisatie- en een dissociatiereactie uitschrijven;

Dissociatie en ionisatie en vervolgens hydratatie

de oplosbaarheid van ionverbindingen en covalente verbindingen in polaire en in apolaire oplosmiddelen onderzoeken;

Leerlingenproef


12, 14 85.

D

86.

steunend op het elektrisch geleidingsvermogen stoffen indelen in elektrolyten en in niet-elektrolyten; de elektrolyse van oplossingen van elektrolyten schematisch voorstellen;

29

Leerlingenproef: geleidingsvermogen testen van verschillende oplossingen (zouten, zuren, …)

elektrolyse van elektrolytoplossingen Oplosbaarheidstabellen gebruiken

87.

in een tabel het onderscheid tussen goed en slecht in water oplosbare ionverbindingen aflezen en daaruit afleiden of een neerslag kan ontstaan;

1,3 88.

12,14

89.

het ontstaan van een neerslag door reactie tussen elektrolytoplossingen beschrijven in termen van corpusculaire interacties;

enkele neerslagreacties uitvoeren.

Alle natrium-, kalium- en ammoniumzouten en alle nitraten zijn goed oplosbaar. Een neerslagreactie corpusculair voorstellen, symbolisch weergeven en interpreteren. Neerslagreacties voorstellen door ionreactievergelijkingen. Leerlingenproef

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN  Met behulp van een elektrisch geladen staaf het al of niet afbuigen van een vloeistofstraal (water, pentaan) en aldus het polair of apolair karakter van molecuulverbindingen aantonen.  Bindingshoeken aangeven en voorstellen van moleculen zoals water, ammoniak, methaan, koolstofdioxide of koolstoftetrachloride.  Wijzen op het verschil tussen een binding en een verbinding. Beide kunnen polair of apolair zijn.  Met behulp van waterstofbruggen de afwijkende eigenschappen van water verklaren, o.a. het hoge kookpunt.  Steunend op het model van het ionkristal van keukenzout en het polair karakter van de watermolecule, het mechanisme afleiden van het oplossen van een ionverbinding. Het oplossen van NaCl in water kan mooi geïllustreerd worden aan de hand van applets, bijvoorbeeld: http://users.skynet.be/eddy/zout_en_methanol.html of http://users.skynet.be/eddy/nacl.html .  Het geleidingsvermogen van oplossingen van sommige molecuulverbindingen verklaren door de vorming van vrije ionen, ten gevolge van een reactie met water: ionisatie. Bijv. HCl  H+ + Cl-.  De werking van zeep is volledig gebaseerd op het polair/apolair principe.  Door het nagaan van het elektrisch geleidingsvermogen van vaste en gesmolten stoffen en zuivere vloeistoffen enerzijds en waterige oplossingen van deze stoffen anderzijds,


30

 afleiden dat er elektrolyten (bijv. NaCl) en niet-elektrolyten (bijv. suiker) zijn;  afleiden dat er twee groepen elektrolyten zijn, zij die in de smelt én in oplossing geleiden (bijv. NaOH) en zij die alleen opgelost (in water) geleiden (bijv. CH3COOH).  Vaststellen dat tijdens een neerslagreactie het geleidingsvermogen van de oplossing verandert. MOGELIJKE PROEVEN  Testen van de geleidbaarheid van enkele zouten en zuren in water: keukenzout, CaCO3, HCl.  Testen van de oplosbaarheid van NaCl en dijood in water en pentaan. Oplosbaarheid van inkt in water en pentaan: polariteit van inkt kan hieruit worden afgeleid.  Onderzoek van zeewater, leidingwater en gedemineraliseerd water met behulp van een zilvernitraatoplossing.  Neerslagreacties tussen twee zoutoplossingen uitvoeren en door reactievergelijkingen voorstellen.  Kwantitatieve bepaling van het kristalwater in aluin en koper(2+)sulfaat-water.  Oplosbaarheid van verschillende zouten vergelijken.  Neerslagreacties gebruiken als identificatiemiddel en als scheidingsmethode (waterzuivering).  Testen van geleidbaarheid in een mengsel van waterstofsulfide in een koper(2+)sulfaatoplossing.  Bariumacetaat of bariumhydroxide laten reageren met een zwavelzuuroplossing.  Elektrolyse van smelten en van oplossingen in water. MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT  Invloed van zware metalen op het milieu.  Invloed op de gezondheid van de mens.


4.8.

Kwantitatieve analyse

DECR. NR

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen

31

LEERINHOUDEN De eenheidsmassa is de unit

90.

91.

de grootheid atoommassa in het PSE opzoeken;

de moleculemassa van een moleculeverbinding of de formulemassa van een ionverbinding uit de atoommassa’s berekenen;

Het symbool A als massagetal en Z als atoomnummer Het verschil tussen een molecule en een formule-eenheid in het kristalrooster uitleggen Vraagstukken over omrekeningen mol naar aantal deeltjes onderling

92.

Oorsprong van de mol, eenheden van unit en gram de constante van Avogadro definiëren als het aantal materiedeeltjes per mol stof;

Overgang van unit naar gram

94.

op basis van een gegeven formule uit een gegeven massa de stofhoeveelheid in mol berekenen en omgekeerd;

Molaire massa, symbool M, gebruikelijke eenheid g/mol

de concentratie van een oplossing berekenen uit de massa opgeloste stof en het volume van de oplossing;

In mol/L of in gram/100 mL (procentueel)

95.

een oplossing maken met een bepaalde concentratie;

Leerlingenproef

eenvoudige stoichiometrische vraagstukken oplossen;

Op basis van een gegeven reactievergelijking en gegeven stofhoeveelheden het beperkend reagens kunnen bepalen, de hoeveelheid gevormd product en de overmaat berekenen

93.

12, 14

met voorbeelden uitleggen wat een mol materie is;

96.

97.


D

32

Stofhoeveelheid bij gassen omrekenen naar mol met PV=nRT 98.

99.

de ideale gaswet toepassen bij stoichiometrische vraagstukken; Het molaire gasvolume bepalen bij N.O. als 22,4 l/mol verdunningsfactoren en concentratie berekenen vertrekkende van een andere oplossing.

Verdunningen met water en met lagere concentraties

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN  Het getal van Avogadro ( NA) eenmaal voluit schrijven als 602000000000000000000000 om duidelijk te maken over welk getal we spreken, de leerlingen zijn nog niet volledig vertrouwd met de wetenschappelijke notatie.  Het plaatsen van de juiste eenheden en van de symbolen voor die eenheden nauwgezet opvolgen.  Hoge concentraties verdunnen met lagere geeft een concentratie die tussen beide ligt.  Aangeven dat door reactie van 2 gevaarlijke stoffen (HCl en NaOH) een ongevaarlijke oplossing van keukenzout ontstaat.  Voorbeeld van afwegen van stofhoeveelheden: 5 grote knikkers voor speler A, 5 kleine knikkers bij speler B, ieder 5 knikkers maar een andere massa knikkers. MOGELIJKE PROEVEN  Concentraties en verdunningen. De leerlingen maken bepaalde oplossingen met gegeven molaire of procentuele concentratie.  De leerlingen testen de maximale oplosbaarheid van keukenzout in water bij kamertemperatuur en berekenen vervolgens de molaire en procentuele concentratie. (eventueel bij verschillende temperaturen en koppelen aan een grafiek)  Zilvernitraat (gegeven massa) en keukenzout (gegeven massa) worden opgelost in water in één recipiënt, de leerlingen meten de massa van het afgefiltreerde neerslag zilverchloride en rekenen dit stoichiometrisch na. Afwijkingen tussen theorie en praktijk worden besproken (onderzoekend leren).  Bij reactie van een gegeven massa magnesiumlint in zoutzuuroplossing de opgevangen hoeveelheid H2 meten. Het resultaat vergelijken met het volume berekend via de gaswet. Afwijkingen worden besproken (onderzoekend leren). (Uitbreiding)  Bepaling van het gehalte Mg in een magnesiumbruistablet (uit massavermindering).  Bepaling van het gehalte calciumcarbonaat in tandpasta (opletten, niet alle tandpasta bevat calciumcarbonaat).  Een verdunningsreeks maken.  De concentratie: uitvoeren van de klokreacties, bijv. van kaliumjodide met waterstofperoxide, gevolgd door reactie met thiosulfaat; reacties tussen waterstofchloride-oplossing en thiosulfaat (zetmeel oplossing toevoegen om de verkleuring te zien).


4.9. DECR. NR 12,14

33

Zuren en basen LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen aan de hand van indicatoren een oplossing karakteriseren als zuur, neutraal of basisch; 100.

LEERINHOUDEN Leerlingenproef Zuren als stoffen met formule HZ, die in water H+ -ionen vrijmaken;

101.

D

102.

zuren en basen definiëren;

de ionisatie van zuren in water voorstellen met Lewisstructuur;

de pH-schaal van 0 tot 14 in verband brengen met zure, neutrale en basische 103. oplossingen en met de concentratie van H+-ionen en OH—ionen; 12,14

de pH van allerlei zure en basische oplossingen bepalen met behulp van 104. universeelindicator of pH meter;

105. 12,14

106. 107.

Basen voorstellen als stoffen die in water OHionen vrijmaken Ionisatie Zuurtegraad aangeven dat in 1 liter water slechts 10-7 mol H+ en 10-7 mol OH- aanwezig zijn en dat hiermee een pH = 7 overeenstemt; Leerlingenproef

eenvoudige neutralisatieredacties en gasontwikkelingsreacties herkennen;

Herkennen op basis van de reactievergelijking en op basis van waarnemingen

een eenvoudige titratie uitvoeren;

Leerlingenproef

een eenvoudige gasontwikkelingsreactie uitvoeren.

Leerlingenproef

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN     

Zuren smaken zuur! Lagere en hogere pH in verband brengen met een hogere, respectievelijk lagere concentratie H+-ionen. Voor de maagwerking is zuur milieu nodig, zure oprispingen en maagtabletten. De gouden raad van tante Kaat gaat veelal over neutralisatiereacties. De pH schaal beperken tot een schaal van 0 tot 14 met 7 als neutraal. Waar plaats je Coca-Cola, ontstopper, ammoniak, melk, maagzuur, spuitwater?.


MOGELIJKE PROEVEN  Met indicatoren (lakmoes, rode koolsap) oplossingen indelen in zure, neutrale en basische oplossingen (azijn, citroensap, water, keukenzoutopl., oplossing van maagzout, ontstopper …).  Proefje van droogijs in ammoniakoplossing met rode koolsap als indicator.  Onderzoek van enkele indicatoren (omslaggebied): methyloranje, broomthymolblauw.  Onderzoek van de universeel indicator.  pH-bepaling van oplossingen (dranken, cosmeticaproducten, onderhoudsproducten).  Een eenvoudige titratie: van een zuur met een base (berekeningen in mol/liter),  titratie van natriumhydroxide (aq) met waterstofchloride (aq): met zuur-base indicator volgen (enkelvoudige en universele)  titratie van bariumhydroxide (aq) met zwavelzuur (aq): vorming van neerslag en geleidingsvermogen volgen  bepalen van de concentratie van maagtabletten  bepalen van de concentratie van keukenazijn  Een eenvoudige gasontwikkelingsreactie:  mmoniak  bepalen van concentratie maagtabletten  zink en zoutzuur  knalgas MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT  Invloed van zure regen op bodemkwaliteit, gebouwen en oceanen.  Verminking met sterke zuren.  Kleuren van haar (een permanent).

34


35

4.10. Redoxreacties DECR. NR

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen uitleggen hoe een metaalbinding tot stand komt en enkele kenmerken van het 108. metaalrooster beschrijven; 109.

de oxidatietrap van de elementen in een formule bepalen;

een oxidatie definiëren als het afstaan van elektronen door een atoom, zodat de oxidatietrap van het donoratoom stijgt, een reductie definiëren als het opnemen van 110. elektronen door een atoom, zodat de oxidatietrap van dat atoom daalt; 3

3

Metalen en metaalroosters: ijzer (atomium) Oxidatie en reductie Oxidatietrap Oxidatie en reductie

Verbrandingsreacties: bijv. roesten van ijzer in verbrandingsreacties, in synthesereacties met enkelvoudige stoffen en in ontledingsreacties van binaire stoffen oxidatie en reductie aanduiden aan de hand van 111. elektronenuitwisseling;

12, 14

LEERINHOUDEN

met enkele goed gekozen experimenten een beperkte verdringingsreeks van metalen, bijv. Na, Mg, Zn, Cu opstellen en toepassingen hiervan aangeven en idem voor niet112. metalen, bijv. Cl, Br, I; 113.

redoxreacties voorstellen door redoxvergelijkingen.

Synthesereactie: Na en Cl2 Ontledingsreactie: bijv. aluminiumoxide naar aluminium Leerlingenproef: verdringingsreeksen van metalen en niet-metalen

Redoxvergelijkingen

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN  Metalen hebben specifieke eigenschappen. Hierdoor worden ze al sinds de oertijd (kopertijd, bronstijd, ijzertijd) gebruikt in allerlei toepassingen: in kommen wegens hun vervormbaarheid, in wapens en gereedschappen wegens hun elasticiteit en hardheid, in sierraden wegens hun glans. Meer recent worden ze ook gebruikt in toepassingen waar hun goed geleidingsvermogen voor warmte en elektriciteit wordt benut.  De specifieke eigenschappen kunnen worden verklaard door de structuur van het metaalrooster, de vrije elektronen zorgen bijvoorbeeld voor de goede geleiding en vervormbaarheid. Het atomium stelt de eenheidscel voor van het metaalrooster van ijzer.  Verbrandingsreacties van metalen zoals het roesten van ijzer en het verbranden van magnesium zijn specifieke voorbeelden van redoxreacties. Oxidatieen reductiereacties moeten worden uitgebreid naar reacties waarbij elektronen worden afgestaan, respectievelijk opgenomen.


 De oxidatietrap van een element in een formule is het getal dat met een Romeins cijfer aangeeft hoeveel eigen elektronen een atoom in een binding geheel of gedeeltelijk afgeeft (positieve oxidatietrap) of hoeveel vreemde elektronen het atoom geheel of gedeeltelijk naar zich toetrekt (negatieve oxidatietrap).  In een reactie gaan oxidatie en reductie steeds samen. een oxidator is een middel dat de oxidatie veroorzaakt, een reductor is een middel dat de reductie veroorzaakt. Dit kan worden geïllustreerd met de reactie: 2 I - + Br2 → 2 Br - + I2 Uit de resultaten van de proef en uit de identificatie van de gevormde stoffen kan men afleiden dat elektronenoverdracht plaatsvindt.  Ter illustratie kunnen belangrijke oxidatoren (O2, O3, Cl2, H2O2) en reductoren worden aangegeven (onedele metalen, cokes).  De criteria ‘elektronenoverdracht’ en verandering van oxidatietrap kunnen met elkaar in verband gebracht worden en toegepast om redoxreacties uit te werken.  In verbrandingsreacties (het roesten van ijzermetaal, de verbranding van magnesiummetaal), in synthesereacties met enkelvoudige stoffen (de synthese van natriumchloride) en in ontledingsreacties van binaire stoffen (de ontleding van kwikoxide) worden elektronen uitgewisseld, waardoor oxidatie en reductie optreden. MOGELIJKE PROEVEN      

Demoproef: reactie tussen een metaal (Zn, Cu, ) en I2 in een I2 oplossing, reactie van Al met Br2. Demoproef: verbrandingen van metalen (poeders) in een bunsenbrander. Verbranding van zwavel, houtskool. Reactie van ijzer en zwavel. Eenvoudige redoxreacties uitvoeren (zie eventueel hierboven) en door reactievergelijkingen voorstellen. Verdringingsreeks van de metalen en van de niet-metalen.  uitvoering van enkele eenvoudige redoxreacties, bijv. koper met dichloor en dijood  aantonen van de relativiteit van het oxiderend of reducerend vermogen van een stof, bijv. reacties van waterstofperoxide met kaliumpermanganaat of met kaliumjodide  opstellen van de verdringingsreeks van de metalen via reacties van metalen met water, waterstofchloride-oplossing en zoutoplossingen bijv. met water: Na, Ca, Mg; met waterstofchloride-oplossing: Mg, Ca, Zn, Pb, Sn, Fe, Cu met zoutoplossingen: alle voorgaande metalen  opstellen van de verdringingsreeks van niet-metalen bijv. reactie van chloorwater- en broomwater met halogenide-oplossingen  opbouw van een galvanisch element, bv. Cu/Zn; Cu/Fe; Cu/Pb; Cu/Mg... (toepassing en bevestiging van de verdringingsreeks van de metalen = spanningsreeks)  kwantitatieve uitvoering van een eenvoudige redoxreactie, bijv. koper in een zilvernitraatoplossing, ijzer in een koper(II)sulfaatoplossing

MOGELIJKE INFORMATIEOPDRACHT  Bereiding van staal, koper, aluminium uit hun ertsen, ammoniaksynthese en toepassingen van NH3.

36


5.

37

Algemene pedagogisch-didactische wenken 5.1.

Algemene leerlijn voor natuurwetenschappen

Basisonderwijs Wereldoriëntatie    

Basisbegrippen in het domein natuur; Basisbegrippen in het domein techniek; Onderzoekende houding; Aandacht en respect voor eigen lichaam en leefwereld.

Eerste graad (A-stroom)

Natuurwetenschappen

Tweede graad

Natuurwetenschappen

Biologie/Chemie/Fysica

Wetenschap voor de burger, technicus …

Wetenschap voor de burger, technicus, wetenschapper …

 Natuurwetenschappelijke basiskennis en vaardigheden uitbreiden binnen het begrippenkader materie, energie, interactie tussen materie en energie en systemen;  De wetenschappelijke methode (onderzoeksvraag, hypothese, experiment, waarnemingen, besluit) stapsgewijs inoefenen;  Onderzoekende houding verder ontwikkelen zowel bij terreinstudie als bij het experimenteren.  Basisinzichten verwerven in:  Het gebruik van modellen zoals o.a. het deeltjesmodel om eenvoudige verschijnselen te verklaren;  De cel en de samenhang tussen cel, weefsel, organen, stelsels en het ganse lichaam;  Omkeerbare en niet-omkeerbare stofveranderingen.  Communicatievaardigheden ontwikkelen over natuurwetenschappen.

 Uitbreiding van het begrippenkader vanuit verschillende contexten of thema’s;  Communicatie over natuurwetenschappen verder ontwikkelen.

Derde graad

 Uitbreiding van een vakspecifiek begrippenkader;  Context als illustratie bij de natuurwetenschappelijke begrippen;  Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden.

Natuurwetenschappen

Biologie/Chemie/Fysica

Wetenschap voor de burger

Wetenschap voor de wetenschapper, technicus

 Begrippenkader in samenhang met contextgebieden;  Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden.

 Vakspecifiek begrippenkader;  Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden.


5.2.

38

Overzicht van de leerstof in het leerplan

Het volgende overzicht van de leerinhouden en de lestijden is bedoeld als richtlijn voor het opstellen van de jaarplanning. Er worden minimaal 6 leerlingenproeven en twee informatieopdrachten per leerjaar uitgevoerd. Indien het leerplan door verschillende leraren gegeven wordt, dient er goed afgesproken te worden zodat alles evenwichtig aan bod komt. De bedoeling van het vak chemie binnen techniek wetenschappen is het geven van een degelijk basis naast het inoefenen van de labovaardigheden en in de praktijk brengen van aangeleerde concepten. Eerste leerjaar (150 lestijden) Thema 1. Stoffen en mengsels 2. Chemische reacties

3. Karakteristieken van de reacties

4. PSE en atoombouw

Concepten Stof en voorwerp Eigenschappen van stoffen Enkelvoudig/samengestelde stoffen PSE: belangrijkste elementen, groepen, perioden Wet Lavoisier Reactievergelijking Verbranding Exo- en endotherm Atoombouw (kern samenstelling en e-schillen) atoommassa, moleculemassa Atoombinding

Tweede leerjaar (150 lestijden) Thema 1. Organische chemie

2. Classificatie van stoffen 3. Oplossingen in water

4. Kwantitatieve analyse

5. Zuren en basen 6. Redoxreacties

Concepten Atoombinding Alkanen, (structuurformule, brutoformule) Etheen en ethyn Zuren/ basen/ zouten Ionbinding Polair – apolair Oplosbaarheid Elektrolyten Neerslag Atoom- en molculemassa Mol Constante van Avogadro Concentratie Eenvoudige stoichiometrie Zuren en basen pH Metalen Oxidatie en reductie

5.3. Wenken bij de uitvoering van de leerlingenproef Met een leerlingenproef wordt bedoeld een proef die de leerlingen zelfstandig in kleine groepjes (max. drie leerlingen) uitvoeren, verwerken en ook rapporteren in de vorm van een persoonlijk verslag. Indien


39

er in de klas maar één proefopstelling in voorraad is, kan het experiment worden uitgevoerd als klasproef. Deze klasproef kan niet als een leerlingenproef worden beschouwd. Het is de bedoeling de proeven een uitdagend en motiverend karakter te geven en het verband met een dagelijkse context te illustreren. Om de eigen inbreng van leerlingen te stimuleren en leerlingen in toenemende mate van zelfstandigheid te laten werken bij de uitvoering van de leerlingenproeven zijn volgende factoren van belang:  een motiverende en uitdagende stimulus bieden waardoor het experiment een duidelijk doel en betekenis bekomt;  de mogelijkheid bieden aan de leerlingen om actief en zelfstandig een aantal beslissingen te nemen;  de mogelijkheid bieden om hun eigen ideeën te verwoorden en te overleggen tijdens de uitvoering van de proef. Bij het aanleren van de opmaak van een verslag kan eventueel een voorgedrukt werkblad ter ondersteuning worden gebruikt. Doordat het verslag een apart werkstuk is van een(kleine groep) leerling(en) is het aan te bevelen om deze taak in de evaluatie op te nemen en bij de bespreking van de resultaten van de leerlingenproef hierover klassikaal te rapporteren. Bij de evaluatie aandacht hebben voor verschillende vaardigheden en attitudes die bij uitvoering van de proef en het maken van het verslag aan bod komen: aandacht voor de veiligheid, goede meetresultaten, nauwkeurigheid, orde en netheid, opvolgen van instructies, opmaak van het verslag … Bij de aanvang van de leerlingenproef voldoende aandacht besteden aan de veiligheidsaspecten. Leerlingen moeten voldoende op hoogte zijn van de gevaren van bepaalde opstellingen, stoffen of instrumenten. De leerlingen leren ook veilig en milieubewust omgaan met allerlei stoffen. Laat de leerlingen niet met giftige stoffen (bijv. kwik) werken. Raadpleeg steeds de COS brochure. De evaluatie van een leerlingenproef zal in grote mate de wetenschappelijke vaardigheden evalueren. Hiertoe is het belangrijk dat de doelstellingen duidelijk zijn naar de leerlingen toe. Het is aangewezen tijdens de practica rekening te houden met de vakattitudes. De ontwikkeling van deze vakattitudes (voor alle wetenschapsvakken) gebeurt vooral tijdens de uitvoering van leerlingenproeven of andere projectmatige opdrachten. Vakattitudes:  zijn ingesteld op veilig, verantwoord en milieubewust omgaan met stoffen, voorwerpen en toestellen;  tonen respect en interesse voor de natuur, dier en plant;  houden zich aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten;  hebben aandacht voor correct en nauwkeurig gebruik van wetenschappelijke terminologie, symbolen, eenheden en data.

5.4. Wenken bij de informatieopdracht Om de eindtermen rond wetenschappen en samenleving te bereiken voeren de leerlingen vier informatieopdrachten uit per graad. Bij de uitvoering van deze opdrachten ontwikkelen de leerlingen communicatievaardigheden waarbij zij de relaties tussen wetenschappen en de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij leren duiden. Het is aangewezen om taalactiverende werkvormen te gebruiken zodat de leerlingen leerinhouden gebruiken door interactie met elkaar in een motiverende context. Het is belangrijk de doelstellingen van deze opdrachten duidelijk te stellen en beperkt te houden.


40

Om de informatievaardigheid van leerlingen te ontwikkelen is het noodzakelijk dat leerlingen informatie efficiënt leren opzoeken (gebruik van zoekmachines) maar ook dat zij informatie kunnen verwerken tot een leesbare en goed gestructureerde tekst of korte presentatie of andere. Doordat de opdrachten een apart werkstuk zijn van één of enkele leerling(en) is het aan te bevelen om deze taak in de evaluatie op te nemen. Evaluatiecriteria dienen dan ook vooraf duidelijk aan de leerlingen meegeven te worden, zodat het voor elke leerling vooraf duidelijk is waarop hij/zij zal geëvalueerd worden. Mogelijke criteria: zie virtuele klas biologie bij documenten, evaluatie van vaardigheden en attitudes.


41

Minimale materiële vereisten1

6.

Vaklokaal De lessen moeten steeds gegeven worden in het daartoe bestemde chemielokaal, voorzien van een goed uitgeruste leraarstafel met noodstop, leerlingentafels met water, gas en elektriciteit, trekkast(en) en een wandplaat met het Periodiek Systeem van de elementen. Integratie van multimedia en ICT. Het lokaal is voorzien van ten minste een goed uitgeruste computer met internetaansluiting en mogelijkheden voor 'real-time'-metingen via bijv. Pasco, TI of Coach en is uitgerust voor projectie. Veiligheid Om aan de nodige veiligheids- en milieuvoorschriften te voldoen dienen o.a. aanwezig te zijn: veiligheidstekens, afsluitbare veiligheidskasten voor de opslag van gevaarlijke producten (voorzien van de overeenkomstige gevarensymbolen), brandblustoestel, emmer met zand, branddeken, metalen papiermand, labojassen, veiligheidsbrillen, oogdouche of oogwasfles, beschermende handschoenen, EHBO-kit met brandzalf, wandplaat en/of lijst met - P en H-zinnen, wettelijke etikettering van chemicaliën. Twee efficiënte vluchtuitgangen voor snelle evacuatie van het lokaal. De regelgeving in verband met veiligheidsaspecten en afvalbehandeling in het schoollaboratorium dient opgevolgd te worden. Meer informatie hiervoor vind je in de COS brochure of in de virtuele klas (smartschool) van chemie. Afvalverwijdering Er zijn containers of flessen voor het selectief verzamelen van afvalstoffen. Er is een milieubewuste verwijdering van chemisch afval uit de school. Dit aspect van de omgang met chemicaliën is een belangrijk onderdeel van de milieubewuste opvoeding in de chemielessen. Algemene labuitrusting Balans, bunsenbranders, statieven, ringen, vuurvast gaas, klemmen, noten, verbrandingslepels, stoppenassortiment, mortier met stamper, elektrolysetoestel, set meetspuiten, pH-meter, stereomodellen voor de visualisering van molecuul- en roosterstructuren. Voldoende glaswerk en chemicaliën voor demonstratie- en leerlingenproeven. Voor het werken in contexten te stimuleren, is het best een aantal stoffen uit het dagelijkse leven in school voorradig te hebben; zoals tafelazijn, citroensap, bruisend mineraalwater, ontkalkingmiddel, gebluste kalk, ammoniak, keukenzout, maagzout, kristalsoda, gips, eierschalen, schelpen, bruistabletten, meststoffen, campinggas, brandspiritus, kaarsen, enkele cosmetica.

1

Inzake veiligheid is de volgende wetgeving van toepassing: Codex ARAB AREI Vlarem Deze wetgeving bevat de technische voorschriften die in acht moeten genomen worden m.b.t.: De uitrusting en inrichting van lokalen; De aankoop en het gebruik van toestellen, materiaal en materieel. Zij schrijven voor dat: Duidelijke Nederlandstalige handleidingen en een technisch dossier aanwezig moeten zijn; Alle gebruikers de werkinstructies en onderhoudsvoorschriften dienen te kennen en correct kunnen toepassen; De collectieve veiligheidsvoorschriften nooit mogen gemanipuleerd worden;

-

De persoonlijke beschermingsmiddelen aanwezig moeten zijn en gedragen worden, daar waar de wetgeving het vereist.


7.

42

Evaluatie

Doelstelling Evaluatie wordt beschouwd als de waardering van het werk waarmee leraar en leerlingen samen bezig zijn. Het is de bedoeling dat zowel de leraar als de leerling informatie krijgen over het bereiken van de doelstellingen en over het leerproces. De leraar gebruikt deze informatie bij toekomstige besluiten over de manier van lesgeven. Daarenboven is evaluatie – de evaluatie- en rapporteringspraktijk – een belangrijke pijler binnen de kwaliteitszorg van de school en als dusdanig spoort de evaluatie met de schoolvisie op leren. Omdat evaluatie naar de leerlingen toe eenvormigheid moet vertonen over de vakken en de leerjaren heen, is het logisch dat:  

de school hierover haar visie ontwikkelt; de betrokken leerkrachten deze visie concretiseren voor hun vak in de vakgroepwerking.

De leerling en zijn ouders vinden in de rapportering (score, commentaar, remediëring) bruikbare informatie over de doelmatigheid van de gevolgde studiemethode. Kwaliteitsvol evalueren De leraar houdt rekening met verschillende criteria die bijdragen tot kwaliteitsvolle leerlingenevaluatie: Geïntegreerde evaluatie De leraar stemt de doelstellingen, het lesgeven en de evaluatie op elkaar af. Er zijn verschillende vragen of opdrachten voorzien voor verschillende doelstellingen. De lat ligt voldoende hoog voor iedereen. De leerlingen weten wat ze moeten doen. Het is ook nuttig om eventueel de evaluatietaak te maken voor je de les uitwerkt. Representativiteit/validiteit De leraar ontwerpt een evaluatietaak die de competenties die hij wil beoordelen goed weerspiegelt. Daarvoor moet wat de leraar wil meten geëxpliciteerd zijn en moet hij meten wat hij wil weten. Transparantie De leraar maakt aan de leerlingen duidelijk wat hij evalueert, hoe hij evalueert en welke beoordelingscriteria hij gebruikt. Reproduceerbaarheid/betrouwbaarheid De leraar zorgt dat evaluatieresultaten niet worden beïnvloed door toevalligheden en storende factoren. De vragen zijn onderling onafhankelijk en er zijn voldoende vragen voorzien. Een leerling moet steeds een vergelijkbaar resultaat halen, ongeacht wie de evaluatietaak afneemt en beoordeelt of in welke omstandigheden de evaluatietaak wordt afgenomen. Bij twijfel kan per twee beoordeeld worden. Eerlijkheid De leraar zorgt ervoor dat de evaluatie fair is voor alle leerlingen (ongeacht geslacht, etnische achtergrond, sociaaleconomische status, beperking …). Betrokkenheid De leraar laat leerlingen mee participeren in het evaluatieproces (voor, tijdens (bv. via zelf-, peer of coevaluatie) en/of na de evaluatie). Authenticiteit


43

De leraar gaat in de evaluatietaak uit van levensechte, reële situaties. Cognitieve complexiteit De leraar daagt leerlingen uit om in de evaluatietaak hogere cognitieve vaardigheden toe te passen (bv. probleemoplossend denken, kritisch denken, redeneren …). Verantwoording De leraar rechtvaardigt de beoordeling van de evaluatietaak. Impact De leraar houdt rekening met de invloed die de evaluatie heeft op het leergedrag van de leerlingen en op de eigen onderwijspraktijk. Differentiatie In de evaluatie kan de leraar differentiëren door keuzevragen te voorzien, voorbeeldvragen uit de les als toetsvragen aan te bieden, verschillende wijzen van toetsen toe te laten voor dezelfde doelstellingen, te variëren in toetsmateriaal … Feedback geven (mondeling en schriftelijk) is een goede manier om via evaluatie gedifferentieerd te werken met leerlingen. Door feedback te geven stimuleert en motiveert de leraar het leerproces van de leerlingen zodat ze de vooropgestelde doelstellingen kunnen bereiken. Feedback geven kan op taakniveau (juist of fout), op procesniveau (het leerproces, de gebruikte strategie), zelfregulatie (gericht op zelf evalueren en zelfstandig werken) en op persoonlijk niveau. Effectieve feedback beantwoordt volgende vragen: hoe doet de leerling het, wat is het doel van de leerling en wat nu? Soorten Er bestaand verschillende evaluatievormen: observeren, co-evaluatie (waarbij leerling en leraar samen evalueren), peerevaluatie (waarbij leerlingen elkaars werk beoordelen), zelfevaluatie, portfolio, toets, projectwerk … Het gaat niet zozeer om welke evaluatievorm de beste is, wel om afwisseling te brengen in de evaluatiepraktijk gezien de verscheidenheid aan leerlingen. Het kiezen van de juiste evaluatievorm hangt bovendien af van het doel van de evaluatie (bijv. vaststellen, rapporteren, remediëren, onderwijsaanpak evalueren, vaardigheden evalueren …) en het moment waarop je evalueert. Bronnen BERBEN, M. & VAN TEESELING, M, Differentiëren is te leren. Omgaan met verschillen in het voortgezet onderwijs, CPS Onderwijsontwikkeling en advies, Amersfoort, 2014 COUBERGS, C., Struyven, K., Engels, N., COOLS, W. & DE MARTELAER, K., Binnenklasdifferentiatie. Leerkansen voor alle leerlingen., Acco, Leuven, 2013 COUBERGS, C. & STRUYVEN, K., Zomerdriedaagse. Verschillen als troef., Brussel, 1-3 juli 2014 HARRE, K., SMEYERS, L. & VANHOOF, J., Evaluatiepraktijk op school. 10 pijlers voor een kwaliteitsvolle leerlingenevaluatie., Politeia nv, 2014 HATTIE, J., Leren zichtbaar maken., Abimo, 2013 Steunpunt Diversiteit en Leren, Evalueren om te leren. Document geraadpleegd op 19/11/2014: http://www.diversiteitenleren.be/sites/default/files/Evalueren_om_te_leren_0.pdf


8.

Bibliografie

Een uitgebreide bibliografie kunt u terugvinden in de virtuele klas chemie Smartschool GO!

44

LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

Recommend Documents