TV Toegepaste chemie

LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

Vak:

TV Toegepaste chemie Specifiek gedeelte

Studierichting:

Natuur- en landschapsbeheertechnieken

Studiegebied:

Land- en tuinbouw

Onderwijsvorm:

TSO

Graad:

derde graad

Leerjaar:

eerste en tweede leerjaar

Leerplannummer:

2007/113 (nieuw)

Nummer inspectie:

2007 / 90 // 1 / H / SG / 1 / III / / V09/

Pedagogische begeleidingsdienst GO! Onderwijs van de Vlaamse Gemeenschap Emile Jacqmainlaan 20 1000 Brussel

2/1 lt/w

TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Natuur- en landschapsbeheertechnieken TV Toegepaste chemie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 1 lestijd/week)

INHOUD Visie ......................................................................................................................................................... 2 Beginsituatie ............................................................................................................................................ 3 Algemene doelstellingen ......................................................................................................................... 4 Overzicht van de leerinhouden ................................................................................................................ 5 A/B Leerplandoelstellingen / leerinhouden / pedagogisch-didactische wenken ..................................... 7 Pedagogisch-didactische wenken ......................................................................................................... 36 Minimale materiële vereisten ................................................................................................................. 40 Evaluatie ................................................................................................................................................ 41 Bibliografie ............................................................................................................................................. 44

1


2

VISIE Chemie als toegepaste en praktische wetenschap Zoals elke natuurwetenschap kan ook chemie onder een dubbel aspect worden beschouwd. Enerzijds is ze een conceptueel kader om fenomenen te beschrijven, te ordenen, te verklaren of te voorspellen. De chemieals-theorie is dan losgemaakt van haar concrete voedingsbodem van steeds wisselende en fluctuerende verschijnselen om, onafhankelijk ervan, tot de stabiele en gemeenschappelijke kern achter deze verschijnselen door te dringen. Anderzijds staat niet het uitbouwen van dit conceptuele kader centraal, maar wordt de toepassing ervan in de courante ervaringswereld of voor het vervullen van specifieke materiële noden en behoeften beoogd. Het accent ligt dan niet meer op verklaren of beschrijven, maar op het omgaan met en het maken van stoffen. Het is vooral via dit technisch-industriële aspect dat de natuurwetenschappen in het algemeen en de chemie in het bijzonder onze hedendaagse materiële cultuur verregaand bepalen. In een algemeen chemische vorming mogen basiselementen van de industriële chemie en van haar impact op de samenleving en milieu bijgevolg niet ontbreken. Een accentverschuiving naar toegepaste chemie zal er bovendien toe bijdragen de waarde van de tweedeling tussen denken en doen, tussen zuivere en toegepaste kennis te relativeren. In het onderwijs bestaat tussen beide aspecten een onmiskenbaar onevenwicht. Traditioneel wordt aan het uitbouwen van het conceptuele kader zoveel aandacht en tijd besteed dat aspecten van toegepaste chemie zeer beperkt of nauwelijks aan bod kunnen komen. De hogere waardering die het zuivere, abstracte denken in onze cultuur geniet, in vergelijking met toepassingsgericht denken, is hiervoor een belangrijke oorzaak. Doordat ze vele disparate feiten onder één noemer brengt is theoretische kennis denkeconomisch ongetwijfeld nuttig. Sommigen zullen er, precies door het afstandelijke en abstracte karakter ervan, door aangetrokken worden. Het is niettemin ook onmiskenbaar dat kennis die geen of onvoldoende ankerpunten in de concrete ervaringswereld vindt, vaak niet beklijft en dat haar relevantie in vraag kan worden gesteld. Zowel met het oog op een evenwichtige vorming door chemie, als om leerpsychologische redenen is het bijgevolg van belang leerinhouden zodanig te kiezen en uit te bouwen dat ook aan de technische en toepassingsgerichte aspecten van de chemie aandacht kan worden besteed. Rekening houdend met de verschillende benaderingen van ‘wetenschap’ kunnen de leerplandoelstellingen chemie op verschillende wijzen met toegepaste, praktische, maatschappelijke of actuele wetenschappelijke contexten worden verbonden.


3

BEGINSITUATIE 1

Bepaling van de leerlingengroep

Dit leerplan chemie is bestemd voor de studierichting Natuur- en landschapsbeheertechnieken van de derde graad TSO. Het omvat 2 lestijden per week in het eerste leerjaar en 1 lestijd per week in het tweede leerjaar. Eventueel kan, via het complementair gedeelte, in het tweede leerjaar voor 2 lestijden per week gekozen wordt (= majorleerplan). Om de veiligheid bij het uitvoeren van leerlingenproeven niet in het gedrang te brengen is het aangewezen dat het aantal leerlingen niet meer dan 20 bedraagt. De leraar oordeelt of hij, rekening houdend met het aantal leerlingen, met de uitrusting van zijn laboratorium en de aard van de te gebruiken toestellen en producten, de door het leerplan voorgeschreven demonstratieen leerlingenproeven zonder gevaar kan uitvoeren of laten uitvoeren. Indien hij oordeelt dat de beschikbare uitrusting gevaar voor zichzelf of voor de leerlingen oplevert, waarschuwt hij onmiddellijk het instellingshoofd, dat de nodige maatregelen treft om de activiteiten in gunstige omstandigheden te laten doorgaan. 2

Beginsituatie

Als beginsituatie wordt uitgegaan van het feit dat de leerlingen die de derde graad aanvatten de minimumdoelstellingen van de tweede graad TSO of ASO hebben bereikt. De beschrijving en de verklaring van chemische structuren en interacties die in de tweede graad behandeld werden, worden verder verfijnd en uitgebreid, vooral naar de koolstofchemie. Na een overwegend kwalitatieve benadering in de tweede graad worden dynamische aspecten van chemische processen zoals reactiesnelheid en -evenwicht op een overwegend kwantitatieve wijze uitgebreid. In ‘Chemische analyse’ wordt, naast het herkennen van enkele courante stoffen, aandacht gevraagd voor de algemene principes van analysen in laboratoria. Voorbeelden van bereikte minimumdoelstellingen (eindtermen): De leerlingen kunnen aan de hand van een chemische formule een representatieve stof classificeren en benoemen (tweede graad SO: natuurwetenschappen, eindterm C 8.) De leerlingen kunnen de begrippen endo- en exo-energetisch illustreren met voorbeelden van chemische processen waarbij verschillende vormen van energie betrokken zijn. (tweede graad SO: natuurwetenschappen, eindterm C 23.)


ALGEMENE DOELSTELLINGEN Deze doelstellingen worden op een voor de derde graad aangepast beheersingsniveau aangeboden. Ze worden, telkens waar mogelijk, in concrete lesdoelstellingen omgezet. 1 Onderzoekend leren / leren onderzoeken Met betrekking tot een concreet wetenschappelijk of toegepast wetenschappelijk probleem, vraagstelling of fenomeen kunnen de leerlingen 1 relevante parameters of gegevens aangeven, hierover informatie opzoeken en deze oordeelkundig aanwenden. 2 een eigen hypothese (bewering, verwachting) formuleren en aangeven hoe deze kan worden onderzocht. 3 voorwaarden en omstandigheden die een hypothese (bewering, verwachting) weerleggen of ondersteunen, herkennen of aangeven. 4 ideeën en informatie verzamelen om een hypothese (bewering, verwachting) te testen en te illustreren. 5 omstandigheden die een waargenomen effect kunnen beïnvloeden, inschatten. 6 aangeven welke factoren een rol kunnen spelen en hoe ze kunnen worden onderzocht. 7 resultaten van experimenten en waarnemingen afwegen tegenover de verwachte, rekening houdend met de omstandigheden die de resultaten kunnen beïnvloeden. 8 resultaten van experimenten en waarnemingen verantwoord en bij wijze van hypothese, veralgemenen. 9 experimenten of waarnemingen in klassituaties met situaties uit de leefwereld verbinden. 10 doelgericht, vanuit een hypothese of verwachting, waarnemen. 11 waarnemings- en andere gegevens mondeling en schriftelijk verwoorden en weergeven in tabellen, grafieken, schema's of formules 12 alleen of in groep, een opdracht uitvoeren en er een verslag over uitbrengen. 2 Attitudes De leerlingen 13 zijn gemotiveerd om een eigen mening te verwoorden. 14 houden rekening met de mening van anderen. 15 zijn bereid om resultaten van zelfstandige opdrachten objectief voor te stellen. 16 zijn bereid om samen te werken. 17 onderscheiden feiten van meningen of vermoedens. 18 beoordelen eigen werk en werk van anderen kritisch en objectief. 19 trekken conclusies die ze kunnen verantwoorden. 20 hebben aandacht voor het correct en nauwkeurig gebruik van wetenschappelijke terminologie, symbolen, eenheden en data. 21 zijn ingesteld op het veilig en milieubewust uitvoeren van een experiment. 22 houden zich aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten.

4


OVERZICHT VAN DE LEERINHOUDEN OVERZICHT A: LEERINHOUDEN VOOR HET EERSTE LEERJAAR (ca. 50 lestijden) ALGEMENE PRINCIPES 1

ATOOMBOUW (ca. 5 lestijden) Uitbreiding van het atoommodel

2

STRUCTUUR VAN MOLECULEN (ca. 6 lestijden)

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Covalente binding Lewisformules Mesomerie Geometrie van moleculen Koolwaterstoffen

3

DRIJFVEREN VAN CHEMISCHE REACTIES (ca. 7 lestijden)

3.1 3.2 3.3

Energie en enthalpie Reactie-enthalpie Entropie

4

REACTIESNELHEID (ca. 7 lestijden)

4.1 4.2 4.3

Reactiesnelheid en effectieve botsingen Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden Chemische snelheidswet

5

CHEMISCH EVENWICHT (ca. 7 lestijden)

5.1 5.2 5.3

Omkeerbaarheid van chemische reacties en chemisch evenwicht Evenwichtsconstante Verschuiving van het chemisch evenwicht

6

ZUREN EN BASEN (ca. 18 lestijden)

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8

Zuren en basen volgens Brønsted Ionisatie-evenwicht van water Waterstofexponent (pH) Sterkte van zuren en basen Berekening van de pH Zuur-base-indicatoren Buffermengsels Neutralisatiereacties

5

TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Natuur- en landschapsbeheertechnieken TV Toegepaste chemie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) OVERZICHT B: LEERINHOUDEN VOOR HET TWEEDE LEERJAAR (ca. 25 lestijden) 7

CHEMISCH REKENEN (ca. 4 lestijden)

7.1 7.2 7.3 7.4

Procentuele samenstelling van een chemische verbinding (U) Molair gasvolume Samenstelling van een oplossing Kwantitatief aspect van de reactievergelijking

8

REDOXREACTIES EN ELEKTROCHEMIE (ca. 7 lestijden)

8.1 8.2 8.3

Oxidatiegetallen en redoxvergelijkingen Sterkte van reductors en oxidators Redoxsystemen

9

ORGANISCHE STOFFEN EN HUN REACTIES (ca. 14 lestijden)

9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 9.8.1 9.8.2 9.8.3 9.9

Halogeenalkanen Alcoholen Aldehyden en ketonen Carbonzuren Esters Ethers Aminen Aromatische koolstofchemie Benzeen Substitutieproducten van benzeen Aromatische zuren Kunststoffen

10

THEMA NAAR KEUZE (ca. 8 lestijden) (U) Voorbeelden: biochemie, biotechnologie, kernchemie.

Omwille van de leesbaarheid worden de leerplandoelstellingen, de leerinhouden en de specifieke pedagogisch-didactische wenken in afzonderlijke cellen geplaatst per hoofdstuk. De niet-verplichte uitbreidingsdoelstellingen zijn met de letter ‘U’ aangeduid.

6


7

A/B LEERPLANDOELSTELLINGEN / LEERINHOUDEN / PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Decr. nr.

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen

chemische informatie in gedrukte bronnen en langs elektronische weg systematisch opzoeken, en met behulp van ICT weergeven in grafieken, diagrammen of tabellen.

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

ALGEMENE PRINCIPES

Algemene principes Deze doelstellingen zijn vakgebonden doelstellingen die niet aan een welbepaalde vakinhoud zijn gebonden. Ze worden in de volgende hoofdstukken geïntegreerd.

veilig en verantwoord omgaan met stoffen en chemisch afval, gevarensymbolen interpreteren en R- en S-zinnen opzoeken.

Voor praktische tips rond ‘Veiligheid in de schoollaboratoria’ en nuttige weblinks: http://www.rago.be/wetenschappen/

de aanwezigheid van een stof vaststellen met behulp van een gegeven identificatiemethode.

Voorbeeld: aantonen van reagentia en reactieproducten bij reacties, zoals Fe3+ met SCN-; Fe2+ met Fe(CN)63-; I2 met zetmeel, enz. Informatie over studie- en beroepsmogelijkheden is te vinden op de website: http://www.jobschemie.be.

het belang van chemische kennis in verschillende opleidingen en beroepen illustreren.

Het chemisch rekenen wordt geïntegreerd in de daarvoor geschikte hoofdstukken.

het chemisch rekenen toepassen.

1 aan de hand van energieniveaus uitleggen hoe een atoom energie kan opnemen en uitzenden.

1 Atoombouw (ca. 5 lessen) 1

ATOOMBOUW

aan de hand van het lijnenspectrum van een atoom uitleggen dat de energieniveaus Uitbreiding van het atoommodel gekwantiseerd zijn.

Uitbreiding atoommodel De atoommodellen van Dalton, Thomson, RutherfordBohr (zie leerinhouden tweede graad) worden kort besproken en in een historisch perspectief geplaatst.


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

een onderscheid maken tussen het hoofdenergieniveau, het subniveau, het magnetisch deelniveau en de spin van een elektron en deze niveaus beschrijven met de kwantumgetallen n, l, ml en ms. een overzicht van de energieniveaus van een atoom geven.

8

PEDAGOGISCHE WENKEN

De hoofdenergieniveaus in verband brengen met de elektronenschillen van Bohr. De subniveaus rangschikken volgens toenemende energie op eenzelfde schil: s, p, d en f. De maximale elektronenbezetting per subniveau aangeven en voorstellen s2, p6, d10 en f14.

de verbodsregel van Pauli toepassen. de elektronenconfiguraties van de elementen voorstellen met pijltjes in vakjes die rekening houden met de kwantumgetallen en de regel van Hund en deze configuraties schrijven met vermelding van s, p, d en f per schil.

De behandeling van dit hoofdstuk gebeurt in overleg met de collega toegepaste fysica, met eventueel uitbreiding naar isotopen en massaspectrometrie.

het verband tussen deze elektronenconfiguraties en de opbouw van het periodiek systeem beschrijven.

2 een covalente binding kenschetsen als een 2 STRUCTUUR VAN atoombinding die tot stand komt door middel van een gemeenschappelijk MOLECULEN elektronenpaar tussen twee atomen. aangeven dat het gemeenschappelijk stellen van een elektronenpaar tussen twee 2.1 Covalente binding atomen de totale energie van het geheel verlaagt en dat de covalente binding dus leidt tot een grotere stabiliteit.

2 Structuur van moleculen (ca. 6 lessen) 2.1 Covalente binding (atoombinding) Voor meer uitleg over dit hoofdstuk, zie de Chemiewebsite van het gemeenschapsonderwijs: http://www.rago.be/wetenschappen/ Een sigma-binding komt tot stand door het ontstaan van een gemeenschappelijk elektronenpaar, waarvan de plaats samenvalt met de internucleaire as van de verbonden atomen. Hierbij zal ook de datief-covalente binding, als ‘bijzonder’ geval behandeld worden.


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

een enkele binding kenschetsen als een sigma-binding.

PEDAGOGISCHE WENKEN

Een pi-binding komt tot stand door het ontstaan van een gemeenschappelijk elektronenpaar waarvan de plaats gelegen is langs één of andere zijde van de internucleaire as, zodat deze binding zwakker is.

een dubbele binding kenschetsen als opgebouwd uit een sigma-binding en een pi-binding.

lewisformules schrijven.

9

2.2 Lewisformules

2.2 Lewisformules

2.3 Mesomerie

2.3 Mesomerie

in lewisformules de formele ladingen aangeven.

de begrippen mesomerie en gedelocaliseerde elektronen verwoorden.

Voorbeelden: SO2, SO3, O3. Bij het onderdeel ‘aromatische koolwaterstoffen’ zal er later uitvoeriger ingegaan worden op de mesomerie van benzeen.

voorbeelden geven van mesomerie.

de ruimtelijke structuur (geometrie) van moleculen, zoals experimenteel vastgesteld, verklaren aan de hand van afstoting tussen elektronenparen. uit de ruimtelijke structuur en het verschil in elektronegatieve waarden afleiden dat de molecule een polair of apolair karakter heeft.

2.4 Geometrie van moleculen 2.4 Geometrie van moleculen

De VSEPR-theorie (Valence Shell Electron Pair Repulsion) steunt op de afstoting tussen elektronenpaargroepen rond het centrale atoom. Daarbij worden dubbele en drievoudige bindingen als één elektronenpaargroep beschouwd. Het komt erop neer dat men de som maakt van het aantal sigma-bindingen en het aantal vrije elektronenparen rond het centrale atoom.


Decr. nr.


keten- en ringstructuur van alkanen voorstellen.

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

2.5 Koolwaterstoffen 2.5 Koolwaterstoffen

het begrip ketenisomerie uitleggen en de naam vormen van eenvoudige ketenisomeren. spiegelbeeldisomerie uitleggen.

10

Alkanen: contexten, bijv. reforming en octaangetal van benzine (opzoeken via ICT). Alkanen

door middel van contexten het belang van alkanen illustreren: herkomst en gebruik van methaan, wasbenzine, white spirit, paraffine. kraken van alkanen. de structuur van alkenen en alkynen voorstellen.

Alkenen en alkynen

Alkenen en alkynen: contexten, bijv. bereiding door ‘kraken’ en gebruik.

3 DRIJFVEREN VAN CHEMISCHE REACTIES

3 Drijfveren van chemische reacties (ca. 7 lessen)

met voorbeelden plaatsisomerie bij alkenen en alkynen uitleggen en de naam vormen van plaatsisomeren. cis-transisomerie bij alkenen uitleggen. m.b.v. contexten het belang van alkenen en alkynen illustreren. 3 de wet van behoud van energie formuleren. uitleggen dat een stof inwendige energie bezit die afhangt van de aard van de bindingen, de aggregatietoestand en de temperatuur. de enthalpieverandering ΔH van een stof definiëren als verandering van de energieinhoud.

3.1 Energie en enthalpie

3.1 Energie en enthalpie Enthalpie (symbool H, van Heat): H = inwendige energie + p. V p en V zijn enkel belangrijk bij gassen. Enthalpieverandering ΔH:


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

uitleggen dat het verbreken van bindingen gepaard gaat met ΔH > 0 en dat het vormen van bindingen gepaard gaat met ΔH < 0. de reactie-enthalpie ΔH definiëren als het verschil tussen de enthalpie van de reactieproducten en de uitgangsstoffen.

Voor inwendige energie wordt het symbool U gebruikt.

3.2 Reactie-enthalpie

3.2 Reactie-enthalpie Experimenteel nagaan of een reactie exo- of endoenergetisch is. De reactievergelijking voor de vorming van een samengestelde stof uit de enkelvoudige stoffen schrijven en de overeenkomstige vormingsenthalpie opzoeken in een tabel.

de vormingsenthalpie definiëren.

De reactie-enthalpie berekenen uit de vormingsenthalpieën van de uitgangsstoffen en de reactieproducten.

de wet van Hess formuleren. stoichiometrische berekeningen maken met reactie-enthalpieën.

aangeven dat zowel enthalpie- als entropie-aspecten een rol spelen als drijfveer bij het verloop van reacties.

PEDAGOGISCHE WENKEN ΔH = verandering aan inwendige energie + p.ΔV.

het verband leggen tussen het teken van ΔH en het exo-energetisch of endoenergetisch karakter van de reactie.

entropie als een maat van wanorde benaderen.

11

3.3 Entropie

3.3 Entropie Entropie (symbool S) als thermodynamische toestandsgrootheid: maat voor de ongeordendheid van een systeem. Experimenteel vaststellen dat ook endo-energetische reacties spontaan kunnen verlopen. Met een voorbeeld uitleggen dat er in dat geval een voldoende grote toename moet zijn van de entropie.


Decr. nr.

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 4 de definitie van reactiesnelheid geven. uitleggen dat in reacties (in de meeste gevallen) bestaande chemische bindingen worden verbroken en nieuwe worden gevormd.

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

4

4 Reactiesnelheid (ca. 7 lessen)

REACTIESNELHEID

4.1 Reactiesnelheid en effectieve botsingen

4.1 Reactiesnelheid en effectieve botsingen Een onderscheid maken tussen gemiddelde snelheid en ogenblikkelijke snelheid. Mogelijke proef: de reactiesnelheid voor een gekozen reactie experimenteel bepalen.

beredeneren dat deeltjes van de uitgangsstoffen met mekaar effectief moeten botsen om te kunnen reageren.

afleiden dat het aantal effectieve botsingen tussen de reagerende deeltjes vergroot door het toenemen van de verdelingsgraad van de stof, de concentraties en de temperatuur.

12

Het verband leggen tussen het toenemen van het aantal effectieve botsingen per seconde en het toenemen van de reactiesnelheid.

4.2 Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden

4.2 Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden De factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden worden verklaard d.m.v. de botsingstheorie en reactiemechanismen. Mogelijke contexten:

aangeven dat niet elke botsing van deeltjes effectief is. het belang van de activeringsenergie bij effectieve botsingen beschrijven. het verband leggen tussen de wijziging van het reactiemechanisme door toevoeging van een katalysator en het ontstaan van een nieuw reactiemechanisme met een kleinere activeringsenergie.

- verdelingsgraad: fijn versnipperd hout brandt vlugger dan een blok hout; stofexplosies in silo's; reacties in oplossing verlopen doorgaans vlugger dan reacties tussen vaste stoffen; in een verbrandingsmotor is de brandstof in een fijn verdeelde (vernevelde) toestand aanwezig; - temperatuur: bewaring van voedingsmiddelen door invriezen; - katalysator: werking van de katalysator op de uitlaatgassen van een auto.


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

illustreren dat economische belangen de ontwikkeling van de chemie kunnen richten en bevorderen.

13

PEDAGOGISCHE WENKEN Het onderzoek naar en het gebruik van katalysatoren bij industriële processen is belangrijk vanuit economisch oogpunt. Het rendement van een chemische reactie kan hierdoor sterk opgedreven worden.

de invloed van de verschillende factoren op Leerlingenpracticum: de reactiesnelheid experimenteel onderzoeken en interpreteren. onderzoek van de factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden

Factoren die kunnen onderzocht en verklaard worden zijn: › de aard van de reagerende deeltjes; › de concentratie van een oplossing; › de druk van gassen; › de temperatuur; › de verdelingsgraad van de stof; › de katalysator of de inhibitor.

aangeven dat de meeste reacties in verschillende stappen, de z.g. ‘elementaire reacties’, verlopen en dat hoofdzakelijk de traagste stap de reactiesnelheid van het totale proces bepaalt. voor een algemene reactie, waarbij de uitgangsstoffen zich in dezelfde fase bevinden, de snelheidswet schrijven.

4.3 Chemische snelheidswet

4.3 Chemische snelheidswet Voor een reactie a A + b B +... ---> x X + y Y +... waarbij A, B,... zich in dezelfde fase bevinden is de uitdrukking van de algemene chemische snelheidswet voor het ogenblik (t) vt = k. [A]mt. [B]nt ,waarbij de exponenten m, n,... experimenteel worden bepaald. De factoren met invloed op de reactiesnelheidsconstante (k) zijn: de temperatuur en een eventueel gebruikte katalysator.


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

5 5 CHEMISCH EVENWICHT enkele voorbeelden als omkeerbare reacties 5.1.Omkeerbaarheid van chemische kenschetsen. reacties en chemisch evenwicht aangeven dat in de chemische evenwichtstoestand de snelheid van de heenreactie gelijk is aan de snelheid van de terugreactie. uit het botsingsmodel van de reacties afleiden dat er een dynamisch evenwicht ontstaat.

14

PEDAGOGISCHE WENKEN

5 Chemisch evenwicht (ca. 7 lessen) 5.1. Omkeerbaarheid van chemische reacties en chemisch evenwicht Evenwichtsconcentraties worden als volgt genoteerd: [A]e met als eenheid mol/l. De notatie mol/L i.p.v. mol/l is toegestaan volgens IUPAC, om verwarring te voorkomen. Voorbeeld van een evenwichtsreactie: de bereiding van ammoniak. Druipsteenvorming in grotten als illustratie van homogene en heterogene chemische evenwichten.

de chemische evenwichtstoestand kenschetsen als een toestand met constant blijvende concentraties.

Mogelijk experiment:aantonen van een omkeerbare reactie

het onderscheid tussen homogeen en heterogeen chemisch evenwicht uitleggen.

Voorbeelden: - broomwater: Br2 + 2 H2O

-

Br + H3O+ + HBrO -

- ijzerthiocyanaat: Fe3+ + SCN

de concentratiebreuk schrijven voor een reactie in de chemische evenwichtstoestand. het verband tussen de evenwichtsconcentraties en evenwichtsconstante Kc schrijven.

5.2 Evenwichtsconstante

Fe(SCN)2+

5.2 Evenwichtsconstante De evenwichtsconstante Kc wordt met zijn numerieke waarde aangeduid (zonder eenheid). Aangeven dat de evenwichtsconstante enkel van de temperatuur afhangt.


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

5.3 Verschuiving van het chemisch uit de evenwichtsvoorwaarde afleiden dat evenwicht een verandering van concentratie van een of meer stoffen een verschuiving van het chemisch evenwicht kan veroorzaken waarbij Kc constant blijft. aangeven dat verandering van de temperatuur een nieuw evenwicht doet ontstaan door verandering van Kc. de evolutie van een reactie in evenwicht voorspellen na een verstoring van het evenwicht door verandering van temperatuur Principe van Le Chatelier - Van 't Hoff of van concentratie. het principe van Le Chatelier - Van 't Hoff formuleren en toepassen op voorbeelden. nagaan dat bij een constante temperatuur een katalysator wel invloed uitoefent op de insteltijd van een chemisch evenwicht, maar niet op de evenwichtsconstante Kc. het onderscheid tussen een evenwichtsreactie en een aflopende reactie beschrijven. verband leggen tussen het begrip ‘aflopende reactie’ en het feit dat bij zulk een reactie ten minste één van de uitgangsstoffen (praktisch) volledig reageert.

15

PEDAGOGISCHE WENKEN

5.3 Verschuiving van het chemisch evenwicht Aangeven dat een concentratieverandering optreedt door stoffen toe te voegen of weg te nemen, of door gassen samen te persen of te ontspannen. Mogelijke experimenten: - invloed van het toevoegen van reagentia (zuur of base) bij het evenwicht in broomwater; - invloed van de temperatuur bij een ampul gevuld met stikstofdioxide. Op reacties toepassen dat in een systeem in de chemische evenwichtstoestand de zin van verschuiving van de ligging van dat evenwicht: - door verandering van de concentratie zo is, dat het gevolg van die verandering wordt tegengewerkt; - door aan- of afvoer van warmte zo is dat die aan- of afvoer van warmte wordt tegengewerkt. Mogelijke context: bij de industriële bereiding van ammoniak, de invloed van de verschillende factoren op het rendement van het proces illustreren. Aflopen van omkeerbare reacties door: - ontsnappen van een gas; - ontstaan van een neerslag.


Decr. nr.

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 6 een brønstedzuur als een deeltje dat een proton afstaat (protondonor) en een brønstedbase als een deeltje dat een proton opneemt (protonacceptor) definiëren.

16

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

6

6 Zuren en basen (ca. 18 lessen)

ZUREN EN BASEN

6.1 Zuren en basen volgens Brønsted

6.1 Zuren en basen volgens Brønsted Het zuur-baseconcept van Brønsted heeft een universeler karakter dan dit van Arrhenius. De zuur-basetheorie van Arrhenius heeft betrekking op stoffen.

zuur-basereacties volgens Brønsted (protolyse) schrijven.

De zuur-basetheorie van Brønsted heeft betrekking op de interactie tussen deeltjes, waardoor ze ruimer bruikbaar is. + − HCl + H2O H3O + Cl PD + PA PD + PA

in een gegeven zuur-base-evenwicht de betrokken deeltjes, op basis van de protonenoverdracht, identificeren als zuur of als base.

(PD = protondonor; PA = protonacceptor)

zuur-basekoppels schrijven.

zuur + base z1 + b2

zuur

zuur + base z2 + b1

geconjugeerde base + H

+

+ Z B + H In deze algemene voorstelling met Z en B klopt de ladingsbalans natuurlijk niet.

De ladingsbalans zal in orde zijn bij voorbeelden: − + CH3COOH CH3COO + H + + NH3 + H NH4


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

17

PEDAGOGISCHE WENKEN − H2PO4

herkennen dat sommige deeltjes zich als zuur of als base kunnen gedragen (amfolyten).

HPO4

2−

+ H

+

Geef ook voorbeelden van gehydrateerde metaalionen: Na(OH)(H2O)5 + H+ Na(H2O)6+ [Fe(H2O)6]3+

[Fe(OH)(H2O)5]2+ + H+ -

Voorbeelden van amfolyten: H2O, HSO4 , HPO42

de protonenoverdracht tussen watermoleculen (autoprotolyse van water) beschrijven en herkennen als een interactie tussen deeltjes die leidt tot een chemisch evenwicht. de waterconstante Kw definiëren.

zure, basische en neutrale oplossingen in verband brengen met de concentratie aan oxonium- en hydroxide-ionen.

6.2 Ionisatie-evenwicht van water

-

6.2 Ionisatie-evenwicht van water + − H3O + OH H2O + H2O Kw = [H3O+].[OH−] = 10-14 (bij 24 °C) Bij het chemisch evenwicht is al vermeld dat de concentraties in de uitdrukking van de evenwichtsconstante evenwichtsconcentraties zijn. K is onbenoemd.

Zure oplossing: − + [H3O ] > 10-7 mol/l en [OH ] < 10-7 mol/l Neutrale oplossing: + − [H3O ] = 10-7 mol/l en [OH ] = 10-7 mol/l Basische oplossing: + − [H3O ] < 10-7 mol/l en [OH ] > 10-7 mol/l


Decr. nr.


een gemeten of een gegeven pH van een oplossing in verband brengen met de concentratie aan oxonium- en aan hydroxide-ionen.

18

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

6.3 Waterstofexponent pH

6.3 Waterstofexponent pH

6.4 Sterkte van zuren en basen

6.4 Sterkte van zuren en basen

de pH van oplossingen definiëren als + -log [H3O ]. de pOH van oplossingen definiëren als − -log [OH ]. het verband uitleggen tussen de pH en de pOH van zure, basische en neutrale oplossingen.

Door meting van de pH en/of het elektrisch geleidingsvermogen van zure oplossingen van HCl (c = 0,1 mol/l) en HAc (c = 0,1 mol/l) kan men vaststellen dat de ligging van het chemisch evenwicht van de protolyse afhankelijk is van de sterkte van het brønstedzuur.

de zuurconstante Kz als evenwichtsconstante van de protolyse van een brønstedzuur met water definiëren.

Op gelijkaardige wijze kan men voor de sterkte van een brønstedbase vertrekken van de pH en/of het elektrisch geleidingsvermogen van NaOH 0,1 mol/l en NH3 0,1 H3O+ + B mol/l.Z + H2O ⎡H O+ ⎤ . ⎡ B ⎤ ⎢ 3 ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ Kz = ⎣ ⎡⎣ Z ⎤⎦


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

19

PEDAGOGISCHE WENKEN

Voorbeelden: CH3COOH + H2O

− + CH3COO + H3O

⎡H O+ ⎤ . ⎡ CH COO - ⎤ 3 ⎢ 3 ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ Kz = ⎣ ⎡⎣ CH3 COOH ⎤⎦

de baseconstante Kb als evenwichtsconstante van de protolyse van een brønstedbase met water definiëren. de uitdrukking van zuur- en baseconstanten in verband brengen met de relatieve sterkte van de betrokken zuren en basen.

+

+ + H2O NH3 + H3O ⎡H O+ ⎤ . ⎡ NH ⎤ 3⎦ ⎢ 3 ⎦⎥ ⎣ Kz = ⎣ ⎡NH+ ⎤ ⎢⎣ 4 ⎥⎦ − + 2− H2PO4 + H2O HPO4 + H3O NH4

Kz =

in zuur-basekoppels het verband leggen tussen de zuurconstante van een brønstedzuur en de baseconstante van de geconjugeerde base. de grootheden pKz en pKb definiëren. in zuur-basekoppels het verband leggen tussen de pKz van een brønstedzuur en de pKb van de geconjugeerde base.

⎡H O+ ⎤ . ⎡ H PO2 - ⎤ ⎢⎣ 3 ⎥⎦ ⎢⎣ 4 ⎥⎦ ⎡H PO- ⎤ 4 ⎥⎦ ⎢⎣ 2

B + H2O

− OH + Z

⎡ OH- ⎤ . ⎡ Z ⎤ ⎢ ⎣ ⎦⎥ ⎣ ⎦ Kb = ⎡⎣B ⎤⎦

Voorbeelden: − CH3COO + H2O

CH3COOH + OH

−


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

20

PEDAGOGISCHE WENKEN ⎡ OH- ⎤ . ⎡ CH COOH ⎤ 3 ⎦ ⎢ ⎦⎥ ⎣ Kb = ⎣ ⎡ CH COO - ⎤ 3 ⎢⎣ ⎥⎦

NH3 + H2O Kb =

NH4

+

+ OH

−

⎡ OH- ⎤ . ⎡NH+ ⎤ ⎣⎢ ⎦⎥ ⎣⎢ 4 ⎦⎥ ⎡⎣NH3 ⎤⎦

Kz.Kb = Kw = 10–14 De pKz en pKb berekenen uit gegeven Kz- en Kb-waarden (en omgekeerd). Aan de hand van een tabel met zuur-basekoppels en pKz-waarden de relatieve sterkte van brønstedzuren en basen aangeven.

de pH van een oplossing van een sterk zuur berekenen. de pH van een oplossing van een sterke base berekenen.

6.5 Berekening van de pH

6.5 Berekening van de pH (van oplossingen in water) Controleer van een aantal oplossingen de berekende pH experimenteel (eventuele afwijking tussen experimentele en berekende waarde kan besproken worden). Voorbeelden van sterke zuren: HBr, HClO3, HCl, HNO3


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

21

PEDAGOGISCHE WENKEN Voorbeelden van sterke basen: NaOH, Ba(OH)2. Voorbeelden van zwakke zuren: HF, CH3COOH (of

de pH van een oplossing van een zwak zuur berekenen.

HAc), HCOOH, HCN, H2S, H3PO4.

de pH van een oplossing van een zwakke base berekenen.

Voorbeelden van zwakke basen: NH3, CH3NH2.

de pH van zoutoplossingen berekenen.

Goed oplosbare zouten dissociëren volledig in ionen bij het oplossen in water. De vrijgekomen ionen ondergaan een protolyse met water. Voorbeeld: oplossen van NH4Cl in water: NH4Cl → NH4

+

+ Cl

−

(dissociatie)

Protolyse met water: + + + NH4 + H2O NH3 + H3O (NH4 = zwak zuur, niet te verwaarlozen) − − − HCl + OH (Cl = zeer zwakke Cl + H2O base, te verwaarlozen)

Elk zout bevat minstens één zuur (positieve ion) en één base (negatieve ion). Zijn beide ionen zwakker dan water, dan is de zoutoplossing neutraal en de pH = 7. Is alleen het negatieve ion een zwakkere base dan water, dan is de zoutoplossing zuur en kunnen we de pH berekenen zoals voor een zwak zuur (pH < 7). Is enkel het positieve ion een zwakker zuur dan water, dan is de zoutoplossing basisch en kunnen we de pH berekenen zoals voor een zwakke base (pH > 7).


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

22

PEDAGOGISCHE WENKEN Is geen van beide ionen zwakker dan water dan wordt met beide evenwichten rekening gehouden (zwak zuur én zwakke base). Zouten die dissociëren in een zeer zwak zuur en een amfolytisch anion komen op hetzelfde neer: het amfolytisch anion vervult simultaan de rol van een zwak zuur én een zwakke base. Afhankelijk van het geval: pH < 7 of pH = 7 of pH > 7. Voorbeelden van zoutoplossingen: NaCl: neutrale oplossing, want zeer zwak zuur Na(H2O)6+ + zeer zwakke base (Cl-). Idem: KNO3. NH4Cl: zure oplossing, want zwak zuur NH4+ + zeer zwakke base (Cl-). Idem: FeCl3. NaAc: basische oplossing, want zeer zwak zuur Na(H2O)6+ + zwakke base (Ac-). Idem: Na2CO3. NH4Ac, NH4F (voorbeelden van zouten die dissociëren in een zwak zuur + zwakke base) NaHCO3:voorbeeld van een zout dat dissocieert in een zeer zwak zuur Na(H2O)6+ + amfolytisch anion HCO3-, dat simultaan de rol van een zwak zuur én een zwakke base vervult).

de werking van zuur-base-indicatoren als toepassing van zuur-base-evenwichten verklaren.

6.6 Zuur-base-indicatoren 6.6 Zuur-base-indicatoren

De experimentele bepaling van de pH van oplossingen in water uitleggen (zuur-base-indicatoren en pH-meter).


Decr. nr.


een buffermengsel definiëren als een mengsel van een zwak zuur en zijn geconjugeerde base.

LEERINHOUDEN

23

PEDAGOGISCHE WENKEN

6.7 Buffermengsels 6.7 Buffermengsels

de eigenschappen van een buffermengsel verwoorden en de werking ervan uitleggen door middel van een voorbeeld.

In het menselijk lichaam zorgen buffers (H2CO3 /HCO3-, H2PO4-/HPO42-) ervoor dat de pH van het bloed constant wordt gehouden (pH = 7,4).

de pH van een buffermengsel berekenen. de pH-verandering berekenen van een buffermengsel waaraan een (kleine) hoeveelheid sterk zuur of sterke base toegevoegd werd. enkele toepassingen van buffermengsels geven.

het pH-verloop tijdens een zuur-basetitratie 6.8 Neutralisatiereacties verklaren. een geschikte zuur-base-indicator voor een titratie kiezen.

6.8 Neutralisatiereacties Bij berekeningen van het pH-verloop tijdens titraties kan men zich beperken tot de berekening van de pH bij het startpunt en bij het equivalentiepunt. Titratiecurven voorstellen.

Leerlingenpracticum: de verschillende stappen van een chemische analyse beschrijven en met een neutralisatiereactie voorbeeld illustreren.

met eenvoudig materiaal een eenvoudige neutralisatiereactie uitvoeren.

Voorbeelden: bepaling van de concentratie van azijnzuur in tafelazijn, controle van het gehalte acetylsalicylzuur in een aspirientje, bepaling van de concentratie NaOH in een commerciële ontstopper.


Decr. nr.


24

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

7

7 Chemisch rekenen (ca. 4 lessen)

7 CHEMISCH REKENEN

De leerkracht gaat na welke leerplandoelstellingen reeds in vorige hoofdstukken werden bereikt. Dit hoofdstuk heeft tot doel het chemisch rekenen te herhalen, te oefenen en eventueel uit te breiden naar nieuwe concepten. uit de procentuele samenstelling de formule van een verbinding afleiden. (U)

aangeven dat het molair gasvolume bij normomstandigheden 22,4 liter per mol bedraagt (en onafhankelijk is van de aard van het gas (U)).

7.1 Procentuele samenstelling van een verbinding (U)

berekeningen maken die een verband

Voorbeeld: het aantal moleculen kristalwater van een hydraat experimenteel bepalen.

7.2 Molair gasvolume 7.2 Molair gasvolume Het molair gasvolume is onafhankelijk van de aard van het gas.

het gasvolume, de massa en/of het aantal deeltjes bij normomstandigheden en bij andere omstandigheden berekenen.

de samenstelling van een oplossing uitdrukken in massa/volumeprocent, concentratie, massaprocent en volumeprocent.

7.1 Procentuele samenstelling van een verbinding (U)

Normomstandigheden (n.o.): 0 °C en 1,013 hPa.

7.3 Samenstelling van een oplossing

7.3 Samenstelling van een oplossing Illustreer de gebruikte uitdrukkingen voor huishoudelijke oplossingen en bij milieunormen (en wijs ook op het gebruik van ppm en ppb (U)).


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

leggen tussen de concentratie in mol per liter en de samenstelling in procent.

25

PEDAGOGISCHE WENKEN Laat de leerlingen de samenstelling van bijv. zuren omrekenen van de ene uitdrukking in de andere: bijv. vertrekken van de gegevens op een etiket.

berekeningen maken die verband houden met het verdunnen van een oplossing.

Berekeningen van verdunningen ook in combinatie met pH-berekeningen.

massa's, stofhoeveelheden, concentraties, gasvolumes (bij normomstandigheden en bij andere omstandigheden) van reagentia en reactieproducten berekenen, bij stoichiometrische hoeveelheden (en bij overmaat van één der reagentia (U)).

7.4 Kwantitatief aspect van de reactievergelijking

7.4 Kwantitatief aspect van de reactievergelijking

zoeken of in een reactie het oxidatiegetal van atomen verandert en besluiten of de reactie een redoxreactie is.

8 REDOXREACTIES EN ELEKTROCHEMIE

8 Redoxreacties en elektrochemie (ca. 7 lessen)

8.1 Oxidatiegetallen en redoxvergelijkingen

8.1 Oxidatiegetallen en redoxvergelijkingen

8

besluiten dat als het oxidatiegetal van een atoom daalt, respectievelijk stijgt, het atoom gereduceerd, respectievelijk geoxideerd wordt. aantonen dat de reductie van atomen van een element steeds gepaard gaat met de oxidatie van andere atomen van een (meestal ander) element.

Maak ook pH-berekeningen na samenvoegen van een zure en een basische oplossing, in stoichiometrische verhouding (en bij overmaat van één der reagentia (U)).

Een groot aantal chemische reacties bestaat louter uit een uitwisseling van atomen of ionen. Bij de vorming van een zout uit zijn ionen (of het omgekeerde: dissociatiereacties) blijven de elektronenconfiguraties van de atomen dezelfde. In tegenstelling tot zuur-basereacties ondergaat de elektronendichtheid rond de atomen een grote wijziging. Als in een reactie elektronen worden overgedragen van het ene atoom naar het andere, spreekt men van een redoxreactie.


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

het begrip redoxkoppel definiëren en in een gegeven redoxevenwicht de betrokken deeltjes, op basis van de elektronenoverdracht, identificeren als oxidator of als reductor.

PEDAGOGISCHE WENKEN

Het getal dat aangeeft hoeveel elektronen het atoom meer of minder heeft dan in ongebonden toestand, noemt men het oxidatiegetal of de oxidatietrap. In het eerste geval is het oxidatiegetal negatief, in het tweede positief. De leerlingen leren vuistregels voor het bepalen van de oxidatiegetallen van de atomen in een verbinding.

redoxvergelijkingen opstellen vertrekkende van de gegevens van het experiment.

Er moet voldoende tijd besteed worden aan het opstellen van redoxvergelijkingen volgens een geëigend algoritme.

redoxvergelijkingen opstellen voor reacties in zuur en in basisch midden.

met eenvoudig materiaal een eenvoudige redoxreactie uitvoeren. van volgende stoffen een typische toepassing of eigenschap aangeven: natriumhypochloriet (bleekwater), waterstofperoxide.

26

Mogelijke contexten: historische evolutie van het begrip oxidatie; verbrandingen zonder zuurstof; redoxreacties bij ademhaling en fotosynthese. (U)

Leerlingenpracticum:

Redoxreacties

Mogelijke experimenten: - verbranding, metaal + zuur, metaaloxide + diwaterstof; - katalytische (MnO2) ontleding van waterstofperoxide; - redoxreacties met KMnO4, afhankelijk van het milieu; - opstellen van een verdringingsreeks van metalen; (U) - opstellen van een verdringingsreeks van halogenen; (U) - een galvanische cel samenstellen (bijv. Volta-element) (U).


Decr. nr.


met voorbeelden aangeven dat in een redoxreactie de sterkste oxidator reageert met de sterkste reductor.

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

8.2 Sterkte van reductors en oxidators

8.2 Sterkte van reductors en oxidators

de sterkte van oxidators en reductors toepassen op de verdringingsreeks van de metalen (U).

het principe van de elektrochemische cel schematisch weergeven. de normcelspanning definiëren en berekenen met behulp van een tabel waarin redoxsystemen gerangschikt zijn volgens de waarde van hun (standaard- of) normreductiepotentiaal. (U) met behulp van deze tabel de afloop van belangrijke redoxreacties voorspellen. de vergelijking maken tussen de elektrolyse en de werking van een galvanisch element.

Naar analogie met de zuur-basekoppels volgens Brønsted kan vastgesteld worden dat met een sterke reductor een zwakke geconjugeerde oxidator overeenkomt en vice versa. (U) Experimenteel een aantal reductors en oxidators kwalitatief vergelijken.

de sterkte van oxidators en reductors toepassen op de verdringingsreeks van de niet-metalen. (U)

de halfreactie of het redoxsysteem van de oxidator of van de reductor schrijven als: oxidator + n e → reductor.

27

8.3 Redoxsystemen

8.3 Redoxsystemen Eenvoudige galvanische elementen maken en de spanning meten. Het ontstaan van elektrische stroom in een galvanisch element verklaren door verschillen in oxiderend, resp. reducerend vermogen. Uit de tabel met reductiepotentialen de te verwachten spanning tussen elektroden afleiden en vergelijken met effectieve metingen. (U) Een verband leggen tussen reductiepotentialen en corrosie van metalen. (U) De anodische oxidatie en de kathodische reductie aantonen. (U) Tenminste één industriële elektrolytische bereidings- of zuiveringsmethode beschrijven. (U)


Decr. nr.


9 een determineertabel gebruiken met minstens volgende stofklassen: alkanen, alkenen, alkynen, alcoholen, halogeenalkanen, aminen, aldehyden, ketonen, carbonzuren, esters, amiden, ethers. koolstofverbindingen aan de hand van een gegeven structuurformule of naam toewijzen aan een stofklasse met behulp van een determineertabel. gegeven eigenschappen van monofunctionele koolstofverbindingen in verband brengen met karakteristieke groep en koolstofskelet. het begrip isomerie uitleggen aan de hand van representatieve voorbeelden van structuur- en stereo-isomerie. een reactie uit de koolstofchemie, die volgens een eenvoudig model is voorgesteld, toewijzen aan één van de volgende reactietypes: substitutie, additie, eliminatie, condensatie, vorming van macromolecule, skeletafbraak. van volgende stoffen of mengsels een typische toepassing of eigenschap aangeven: methaan, wasbenzine, white spirit, paraffine, methanol, ethanol, glycerol, glycol, azijnzuur.

28

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

9 ORGANISCHE STOFFEN EN HUN REACTIES

9 Organische stoffen hun reacties (ca. 14 lessen)

Per onderdeel, daar waar het past: - oefeningen maken op nomenclatuur en isomerie; - de bronnen en/of de bereiding van enkele belangrijke organische stoffen bespreken; - toepassingen in de samenleving geven (contexten); - een organische verbinding herkennen aan de specifieke groep die ze bezit en afleiden welke reacties de verbinding kan aangaan; - aan de hand van een voorbeeld een reactiemechanisme uitleggen; - de invloed van het inductief en mesomeer effect in organische verbindingen op het reactiemechanisme beschrijven; - een overzicht geven van de reacties waarbij een organische stof met specifieke groep betrokken is.


Decr. nr.


de reactieproducten afleiden bij de homolytische substitutiereactie van alkanen met halogenen.

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

9.1 Halogeenalkanen

9.1 Halogeenalkanen Het zal nodig zijn opnieuw aan te knopen bij de structuur en de naamgeving van alkanen zoals gezien in het eerste leerjaar.

elektrofiele additiereacties schrijven met alkenen en alkynen.

Steunend op de kennis van de reactiekinetica uit het eerste jaar, het begrip reactiemechanisme toelichten. (U)

bij nucleofiele substitutiereacties van halogeenalkanen het elektrofiel en het nucleofiel reagens aantonen. U

29

De betekenis uitleggen van ‘homolytisch’ en van ‘substitutie’. Een halogenering van een alkaan uitvoeren en daarbij de invloed van licht onderzoeken.

de definitie van een lewiszuur en een lewisbase geven en deze begrippen toepassen op concrete reacties. (U)

De reactie van pentaan met dibroom uitvoeren (of een andere halogenering van een alkaan) en daarbij de invloed van licht onderzoeken. (U) De nucleofiele substitutie van een broomatoom door een hydroxylgroep uitvoeren (bijv. omzetten van broomethaan in ethanol met natriumhydroxide). Intramoleculaire polarisatie door atomen of atoomgroepen: inductief effect. (U) Sterische effecten op het reactievermogen van moleculen. (U) Het belang van halogeenkoolwaterstoffen toelichten (contexten): oplosmiddelen, koelvloeistoffen, insecticiden, kunststoffen …

de oplosbaarheid en het kookpunt van enkele alkanolen (vergelijken met die van de alkanen en halogeenalkanen in verband brengen met hun structuur (U)).

9.2 Alcoholen

9.2 Alcoholen De reactie uitvoeren van ethanol met kaliumbromide en zwavelzuur (nucleofiele substitutie).


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

30

PEDAGOGISCHE WENKEN

het onderscheid tussen primaire, secundaire en tertiaire alcoholen maken.

Ethanol dehydrateren met zwavelzuur (eliminatiereactie) (U).

bij nucleofiele substitutiereacties het elektrofiel substraat en het nucleofiel reagens aanduiden.

De reactie van een alcohol met kaliumdichromaat (oude alcoholtest). (U)

de vergelijking van een eliminatiereactie schrijven.

Een gloeiende koperdraad in methanol dompelen: oxidatie van methanol tot methanal.

eliminatiereacties schrijven die gebeuren ter hoogte van twee buur C-atomen. (U)

De bacteriologische omzetting van ethanol in azijnzuur bespreken.

eliminatiereacties schrijven die gebeuren ter hoogte van het O-atoom en het buur C-atoom. (U)

Contexten: toepassingen van alcoholen.

het verschil aangeven tussen de oxidatie van een primaire alcohol en de oxidatie van een secundaire alcohol. (U) afleiden waarom een tertiaire alcohol niet kan geoxideerd worden. (U) U

aantonen dat additie van grignardreagentia op methanal, een ander aldehyd of een keton, een primair, secundair of tertiair alcohol levert. (U) de reactievergelijking schrijven voor de reductie van een aldehyd en een keton. uitleggen waarom een aldehyd zich bij oxidatie omzet in een carbonzuur terwijl een keton zich niet leent tot deze omzetting. (U)

9.3 Aldehyden en ketonen

9.3 Aldehyden en ketonen De reactie van een aldehyd of een keton met natriumwaterstofsulfiet. (U) Uitvoeren van de haloformreactie: aceton toevoegen aan een dijoodoplossing in kaliumjodide en verwarmen. (U) Fehlingsreagens achtereenvolgend verwarmen met ethanal (propanal (U)). Een zilverspiegel vormen uit Tollensreagens en een aldehyd.


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

proefondervindelijk een aldehyd identificeren met fehlings- en/of tollensreagens.

carbonzuren als brønstedzuren kenschetsen.

PEDAGOGISCHE WENKEN

Contexten: gebruik van ‘formol’ en aceton.

9.4 Carbonzuren

9.4 Carbonzuren De oplosbaarheid van carbonzuren in water en in apolaire oplosmiddelen proefondervindelijk onderzoeken en de resultaten verklaren.

de verestering van een carbonzuur uitleggen. U

31

Het belang en de toepassingen van enkele carbonzuren en derivaten: mierenzuur, azijnzuur, boterzuur, oxaalzuur, melkzuur (spiegelbeeldisomerie), wijnsteenzuur, citroenzuur. Belang van de aminozuren; vorming van eiwitten (eventueel apart uitwerken onder 10 (U)).

de reactie schrijven van de verestering van een carbonzuur. (U) de reactiviteit van halogeencarbonzuren en zuurhalogeniden vergelijken met die van de overeenstemmende carbonzuren. (U) formules en structuur van amiden aangeven. de spiegelbeeldisomerie bij melkzuur beschrijven. (U)

de hydrolyse van een ester schrijven en aantonen dat deze omzetting de omgekeerde reactie is van de verestering. (U) een verzeping uitvoeren en verklaren.

9.5 Esters

9.5 Esters De reactie van ethaanzuur (of butaanzuur) met ethanol in zuur midden: verestering. De hydrolyse van een ester in basisch midden. (U) Contexten: vetten en zepen (eventueel apart uitwerken onder 10 (U)).


Decr. nr.


bereiding, eigenschappen en gebruik van ethers beschrijven.

32

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

9.6 Ethers

9.6 Ethers De vluchtigheid en oplosbaarheid van ethers onderzoeken. De reactie van een halogeenalkaan met een alkanolaat uitvoeren (williamsonsynthese van een ether). (U) Contexten: de rol van ethers in de geneeskunde en de parfumerie bespreken.

een primair, secundair en tertiair amine als base kenschetsen.

9.7 Aminen

9.7 Aminen Experimenteel de basische eigenschappen van ammoniak, ethylamine, diethylamine en propylamine vergelijken en verklaren. (U)

de reactievergelijkingen schrijven voor de bereiding van een amine. (U)

Een amine bereiden door reactie van een halogeenalkaan met ammoniak of een ander amine. Contexten: toepassingen van aminen toelichten in de industrie van kleurstoffen, geneesmiddelen en plastics.

de historische achtergronden i.v.m. de ontdekking van de structuur van benzeen weergeven. door mesomerie verklaren waarom benzeen bijzondere eigenschappen bezit.

9.8 Aromatische koolstofchemie

9.8 Aromatische koolstofchemie

9.8.1 Benzeen

9.8.1 Benzeen Mesomerie van de benzeenring (met sp2-orbitalen (U)). Het onderscheid tussen alifatische en aromatische cyclische verbindingen.


Decr. nr.


LEERINHOUDEN

het reactiemechanisme van een elektrofiele 9.8.2 Substitutieproducten van benzeen substitutie van benzeen weergeven. de reactievergelijking voor de bereiding van tolueen, broombenzeen, nitrobenzeen en benzeensulfonzuur met structuurformules weergeven. (U)

de bereiding van benzeencarbonzuur (benzoëzuur) uit benzaldehyd door een reactievergelijking weergeven. (U) structuurformules en toepassingen van de ortho-, de metaen de para-isomeer van benzeendicarbonzuur geven. (U)

PEDAGOGISCHE WENKEN

9.8.2 Substitutieproducten van benzeen Voorbeelden; tolueen, broombenzeen, nitrobenzeen en benzeensulfonzuur met structuurformules In het schoollaboratorium zijn experimenten met benzeen niet toegelaten. Als alternatief kan met tolueen gewerkt worden (in de zuurkast).

met structuurformules de ortho-, de metaen de para-isomeren van disubstitutieproducten van benzeen weergeven. oriëntatieregels toepassen. (U)

de structuurformule en toepassingen van benzoëzuur geven.

33

Beschrijving van enkele belangrijke benzeenderivaten: tolueen, fenol, aniline, (azokleurstoffen, vanilline, aspartaam, penicilline). Context; detergenten. 9.8.3 Aromatische (carbon)zuren

9.8.3 Aromatische (carbon)zuren Benzaldehyd met kaliumpermanganaat en natriumcarbonaat oxideren tot benzoëzuur. (U) Context: benzoëzuur als bewaarmiddel voor voedsel. Context: aspirine.


Decr. nr.


voorbeelden geven van natuurlijke macromoleculaire stoffen en van kunststoffen.

LEERINHOUDEN

PEDAGOGISCHE WENKEN

9.9 Kunststoffen

9.9 Kunststoffen De diversiteit van kunststoffen aantonen met een verzameling stalen. Fysische eigenschappen van kunststoffen zoals smeltbaarheid, buigzaamheid, doorzichtigheid, breekbaarheid, enz. onderzoeken.

de reactievergelijking voor de polymerisatie schrijven, wanneer het monomeer gegeven is en motiveren waarom het monomeer een onverzadigde verbinding moet zijn.

Polystyreen bereiden uit styreen met zwavelzuur. Een polycondensatiereactie van ftaalzuuranhydride met glycerol uitvoeren.

reactievergelijkingen van polycondensaties schrijven. (U)

Een polycondensatie van sebacoyldichloride met hexamethyleendiamine uitvoeren.

de bereiding, eigenschappen en toepassingen van een aantal veel gebruikte kunststoffen weergeven.

een kunststof bereiden en de eigenschappen ervan onderzoeken.

34

Een fenoplast (bijv. bakeliet) en een aminoplast bereiden.

Bereiding en eigenschappen van kunststoffen. Leerlingenpracticum


Decr. nr.


zich oriënteren op een onderzoeksprobleem door gericht informatie te verzamelen, te ordenen en te bewerken. een onderzoeksopdracht met een wetenschappelijke component voorbereiden, uitvoeren en evalueren. de onderzoeksresultaten en conclusies rapporteren en ze confronteren met andere standpunten.

LEERINHOUDEN

35

PEDAGOGISCHE WENKEN

Thema naar keuze (ca. 8 lessen) (U) 10 Thema naar keuze (U) Biochemie: - koolhydraten (sachariden) - lipiden: oliën en vetten; zepen - eiwitten (proteïnen)

Biotechnologie Kernchemie


36

PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Toegepaste chemie in deze studierichting heeft vooral een ondersteunende rol en 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 te introduceren in verschillende benaderingen van de chemie, namelijk: -

chemie 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 chemische kennis;

-

chemie 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;

-

chemie als middel om via haar toepassingen de materiële leefomstandigheden te verbeteren. Leerlingen herkennen hoe chemische ontwikkelingen invloed hebben op hun persoonlijke, sociale en fysische omgeving.

Daarnaast wordt er ook aandacht geschonken aan een viertal domeinen die de kwaliteit van eigentijds onderwijs in de chemie kunnen verhogen, nl.: 1. Begeleid zelfstandig leren

1.1 Wat? Met begeleid zelfgestuurd leren bedoelen we het geleidelijk opbouwen van een competentie naar het einde van het secundair onderwijs, waarbij leerlingen meer en meer het leerproces zelf in handen gaan nemen. Zij zullen meer en meer zelfstandig beslissingen leren nemen in verband met leerdoelen, leeractiviteiten en zelfbeoordeling. Dit houdt onder meer in dat: −

de opdrachten meer open worden;

−

er meerdere antwoorden of oplossingen mogelijk zijn;

−

de leerlingen zelf keuzes leren maken en die verantwoorden;

−

de leerlingen zelf leren plannen;

−

er feedback is op proces en product;

−

er gereflecteerd wordt op leerproces en leerproduct.

De leraar is ook coach, begeleider. De impact van de leerlingen op de inhoud, de volgorde, de tijd en de aanpak wordt groter. 1.2. Waarom? Begeleid zelfgestuurd leren sluit aan bij enkele pijlers van ons Pedagogisch Project (PPGO), o.m. −

leerlingen zelfstandig leren denken over hun handelen en hierbij verantwoorde keuzes leren maken;

−

leerlingen voorbereiden op levenslang leren;

−

het aanleren van onderzoeksmethodes en van technieken om de verworven kennis adequaat te kunnen toepassen.

Vanaf het kleuteronderwijs worden werkvormen gebruikt die de zelfstandigheid van kinderen stimuleren, zoals het gedifferentieerd werken in groepen en het contractwerk. Ook in het voortgezet onderwijs wordt meer en meer de nadruk gelegd op de zelfsturing van het leerproces in welke vorm dan ook.


37

Binnen de vakoverschrijdende eindtermen, meer bepaald ‘Leren leren’, vinden we aanknopingspunten als: −

keuzebekwaamheid;

−

regulering van het leerproces;

−

attitudes, leerhoudingen, opvattingen over leren.

In onze (informatie)maatschappij wint het opzoeken en beheren van kennis voortdurend aan belang. 1.3 Hoe te realiseren? Het is belangrijk dat bij het werken aan de competentie de verschillende actoren hun rol opnemen: −

de leraar als coach, begeleider;

−

de leerling gemotiveerd en aangesproken op zijn ‘leer’kracht;

−

de school als stimulator van uitdagende en creatieve onderwijsleersituaties.

De eerste stappen in begeleid zelfgestuurd leren zullen afhangen van de doelgroep en van het moment in de leerlijn ‘Leren leren’, maar eerder dan begeleid zelfgestuurd leren op schoolniveau op te starten is ‘klein beginnen’ aan te raden. Vanaf het ogenblik dat de leraar zijn leerlingen op min of meer zelfstandige manier laat doelen voorop stellen; − strategieën kiezen en ontwikkelen; − oplossingen voorstellen en uitwerken; − stappenplannen of tijdsplannen uitzetten; − resultaten bespreken en beoordelen; − reflecteren over contexten, over proces en product, over houdingen en handelingen; − verantwoorde conclusies trekken; − keuzes maken en die verantwoorden is hij al met een of ander aspect van begeleid zelfgestuurd leren bezig. −

2. ICT

2.1

Wat?

Onder ICT verstaan we het geheel van computers, netwerken, internetverbindingen, software, simulatoren, enz. Telefoon, video, televisie en overhead worden in deze context niet expliciet meegenomen. 2.2

Waarom?

De recente toevloed van informatie maakt levenslang leren een noodzaak voor iedereen die bij wil blijven. Maatschappelijke en onderwijskundige ontwikkelingen wijzen op het belang van het verwerven van ICT. Enerzijds speelt het in op de vertrouwdheid met de beeldcultuur en de leefwereld van jongeren. Anderzijds moeten jongeren niet alleen in staat zijn om nieuwe media efficiënt te gebruiken, maar is ICT ook een hulpmiddel bij uitstek om de nieuwe onderwijsdoelen te realiseren. Het nastreven van die competentie veronderstelt onderwijsvernieuwing en aangepaste onderwijsleersituaties. Er wordt immers meer en meer belang gehecht aan probleemoplossend denken, het zelfstandig of in groep leren werken, het kunnen omgaan met enorme hoeveelheden aan informatie ... In bepaalde gevallen maakt ICT deel uit van de vakinhoud en is ze gericht op actieve beheersing van bijvoorbeeld een softwarepakket binnen de lessen informatica. In de meeste andere vakken of bij het nastreven van vakoverschrijdende eindtermen vervult ICT een ondersteunende rol. Door de integratie van ICT kunnen leerlingen immers: −

het leerproces zelf in eigen handen nemen;

−

zelfstandig en actief leren omgaan met les- en informatiemateriaal;

−

op eigen tempo werken en een eigen parcours kiezen (differentiatie en individualisatie).

TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Natuur- en landschapsbeheertechnieken TV Toegepaste chemie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) 2.3

38

Hoe te realiseren?

In de eerste graad van het SO kunnen leerlingen adequaat of onder begeleiding elektronische informatiebronnen raadplegen. In de tweede en nog meer in de derde graad kunnen de leerlingen ‘spontaan’ gegevens opzoeken, ordenen, selecteren en raadplegen uit diverse informatiebronnen en -kanalen met het oog op de te bereiken doelen. Er bestaan verschillende mogelijkheden om ICT te integreren in het leerproces. Bepaalde programma’s kunnen het inzicht verhogen d.m.v. visualisatie, grafische voorstellingen, simulatie, het opbouwen van schema’s, stilstaande en bewegende beelden, demo ... Sommige cd-roms bieden allerlei informatie interactief aan, echter niet op een lineaire manier. De leerling komt via bepaalde zoekopdrachten en verwerkingstaken zo tot zijn eigen ‘gestructureerde leerstof’. Databanken en het internet kunnen gebruikt worden om informatie op te zoeken. Wegens het grote aanbod aan informatie is het belangrijk dat de leerlingen op een efficiënte en een kritische wijze leren omgaan met deze informatie. Extra begeleiding in de vorm van studiewijzers of instructiekaarten is een must. Om tot een kwaliteitsvol eindresultaat te komen, kunnen leerlingen de auteur (persoon, organisatie ...), de context, andere bronnen die de inhoud bevestigen en de onderzoeksmethode toevoegen. Dit zal het voor de leraar gemakkelijker maken om het resultaat en het leerproces te beoordelen. De resultaten van individuele of groepsopdrachten kunnen gekoppeld worden aan een mondelinge presentatie. een presentatieprogramma kan hier ondersteunend werken. Men kan resultaten en/of informatie uitwisselen via e-mail, blackboard, chatten, nieuwsgroepen, discussiefora ... ICT maakt immers allerlei nieuwe vormen van directe en indirecte communicatie mogelijk. Dit is zeker een meerwaarde omdat ICT zo de mogelijkheid biedt om niet alleen interscolaire projecten op te zetten, maar ook om de communicatie tussen leraar en leerling (uitwisselen van cursusmateriaal, planningsdocumenten, toetsen examenvragen ...) en leraren onderling (uitwisseling lesmateriaal) te bevorderen. Sommige programma’s laten toe op graduele niveaus te werken. Ze geven de leerling de nodige feedback en remediëring gedurende het leerproces (= zelfreflectie en -evaluatie).

3. VOET

3.1

Wat?

Vakoverschrijdende eindtermen (VOET) zijn minimumdoelstellingen, die -in tegenstelling tot de vakgebonden eindtermen - niet gekoppeld zijn aan een specifiek vak, maar door meerdere vakken of onderwijsprojecten worden nagestreefd. De VOET worden volgens een aantal vakoverschrijdende thema's geordend: leren leren, sociale vaardigheden, opvoeden tot burgerzin, gezondheidseducatie, milieueducatie en muzisch-creatieve vorming. De school heeft de maatschappelijke opdracht om de VOET volgens een eigen visie en stappenplan bij de leerlingen na te streven (inspanningsverplichting). 3.2

Waarom?

Het nastreven van VOET vertrekt vanuit een bredere opvatting van leren op school en beoogt een accentverschuiving van een eerder vakgerichte ordening naar meer totaliteitsonderwijs. Door het aanbieden van realistische, levensnabije en concreet toepasbare aanknopingspunten, worden leerlingen sterker gemotiveerd en wordt een betere basis voor permanent leren gelegd. VOET vervullen een belangrijke rol bij het bereiken van een voldoende brede en harmonische vorming en behandelen waardevolle leerinhouden, die niet of onvoldoende in de vakken aan bod komen. Een belangrijk aspect is het realiseren van meer samenhang en evenwicht in het onderwijsaanbod. In dit opzicht stimuleren VOET scholen om als een organisatie samen te werken. De VOET verstevigen de band tussen onderwijs en samenleving, omdat ze tegemoetkomen aan belangrijk geachte maatschappelijke verwachtingen en een antwoord proberen te formuleren op actuele maatschappelijke vragen.

TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Natuur- en landschapsbeheertechnieken TV Toegepaste chemie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) 3.2

39

Hoe te realiseren?

Het nastreven van VOET is een opdracht voor de hele school, maar individuele leraren kunnen op verschillende wijzen een bijdrage leveren om de VOET te realiseren. Enerzijds door binnen hun eigen vakken verbanden te leggen tussen de vakgebonden doelstellingen en de VOET, anderzijds door thematisch onderwijs (teamgericht benaderen van vakoverschrijdende thema's), door projectmatig werken (klas- of schoolprojecten, intra- en extra-muros), door bijdragen van externen (voordrachten, uitstappen). Het is een opdracht van de school om via een planmatige en gediversifieerde aanpak de VOET na te streven. Ondersteuning kan gevonden worden in pedagogische studiedagen en nascholingsinitiatieven, in de vakgroepwerking, via voorbeelden van goede school- en klaspraktijk en binnen het aanbod van organisaties en educatieve instellingen.


40

MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN 1 1

Vaklokaal

De lessen moeten steeds gegeven worden in het daartoe bestemde chemielokaal, voorzien van een goed uitgeruste leraarstafel, leerlingentafels met water, gas en elektriciteit, trekkast(en) en een wandplaat met het Periodiek Systeem van de elementen. Het lokaal moet demonstratieen leerlingenproeven toelaten en is uitgerust voor projecties (met tv, video en/of cd-rom, overhead- en diaprojector). Er moet dus kunnen verduisterd worden. In de voorraadkamer bevinden zich de nodige veiligheidskasten met de nodige chemicaliën en voldoende glaswerk (reageerbuizen, bekerglazen, erlenmeyers, trechters ...) voor demonstratieen leerlingenproeven. Algemene uitrusting: balans (bovenweger), bunsenbranders, exsiccator, statieven, ringen, vuurvast gaas, klemmen, magnetische roerder, noten, verbrandingslepels, stoppenassortiment, mortier met stamper, elektrolysetoestel, set meetspuiten, thermostatisch waterbad, verwarmingsmantel, moleculemodellen (1 set per 2 leerlingen), roostermodellen. Voor de laboratoriumlessen is nodig: - laboratorium met zuurkasten en per twee leerlingen een werktafel voorzien van gassen, water - balans - voorraadkamer met het nodige glaswerk en chemicaliën om de experimenten uit te voeren. Bij voorkeur één of meerdere exemplaren van volgende apparatuur: colorimeter, chronometer, conductometer, elektrische verwarmer, polarimeter, temperatuurssensor, pH-sensor, geleidingssensor.

2

Veiligheid

Om aan de nodige veiligheids- en milieuvoorschriften te voldoen dienen o.a. aanwezig te zijn: veiligheidstekens, veiligheidskasten voor de opslag van gevaarlijke producten (voorzien van de overeenkomstige gevarensymbolen), blustoestel, emmer met zand, branddeken, metalen papiermand, labojassen, veiligheidsbrillen, oogdouche of oogwasfles, handschoenen, EHBO-kit met brandzalf, wandplaat en/of lijst met R- en S-zinnen, containers of flessen voor selectief verzamelen van afvalstoffen.

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 de 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.


41

EVALUATIE 1

De evaluatie heeft een tweevoudig doel

De evaluatie dient aan de leerling informatie te geven over de mate waarin hij of zij er in geslaagd is om zowel de kennis als de vaardigheden te beheersen die mogen verwacht worden na het leerproces. De evaluatie moet aan de leerkracht de feedback geven om vast te stellen of hij of zij de meest aangepaste methode hanteert om de gestelde doelen te bereiken. Een evaluatie is meer dan een getal om een rapportcijfer te berekenen. Het is een werkinstrument waarbij permanent en wederzijds (leerling-leraar) besluiten dienen getrokken te worden over het onderwijs- en leerproces. In het kader van het schoolreglement en het schoolwerkplan is het aangewezen om ouders en leerlingen tijdig over de wijze van evalueren in te lichten.

2

Eigenschappen van een goede evaluatie

Door te evalueren wil men bij de leerlingen nagaan in hoeverre de doelstellingen die men met het leerproces wilde bereiken, bereikt zijn. De evaluatie moet daarom volgende kenmerken bezitten: ze moet valide, betrouwbaar en efficiënt zijn. -

Validiteit: mate waarin de toets of de eindproef overeenstemt met het gegeven onderwijs. Dit betekent o.a. dat er bij de evaluatie voldoende vragen rond de behandelde contexten moeten voorkomen.

-

Betrouwbaarheid: het uitschakelen van toevalsinvloeden en het aanwenden van objectieve meetmethoden.

-

Efficiëntie: de tijd nodig voor het voorbereiden en het afnemen van de toets moet in verhouding staan tot het bekomen van relevante informatie, liefst in een minimum van tijd.

Onvoldoende resultaten bij individuele leerlingen of bij gedeelten van de klasgroep, zullen de leraar ertoe aanzetten om remediërend in te grijpen. Indien nodig zal de leraar voor andere werkvormen en leermiddelen kiezen. Een evaluatie kan een signaal geven om doelstellingen en/of leerinhouden bij te sturen. Verder is de evaluatie een belangrijk gegeven bij de pedagogische begeleiding en bij de controle door de inspectie. Voor de leerling is het van belang, om door de evaluatie te weten te komen, hoe zijn evolutie is binnen het leerproces. Een evaluatiecijfer voor dagelijks werk zal dus noodzakelijker wijze gesteund zijn op veelvuldige evaluatiemomenten die zowel kennis, vaardigheden als attitudevorming omvatten.

3

Soorten evaluatie

3.1

Dagelijks werk (deelproeven)

Mondelinge beurten en korte toetsen hebben vooral als doel na te gaan of de leerlingen de genoemde doelstellingen in voldoende mate hebben bereikt. Leerlingen met achterstand zullen bijkomende opdrachten en taken krijgen om zo snel mogelijk bij te benen. Het is een belangrijke taak voor de leraar om de leerlingen individueel te begeleiden, en om de oorzaken van de achterstand te achterhalen en, mits aangepaste remediëring, deze leerlingen te helpen. ‘Leren leren’ krijgt zo een meer concrete betekenis. Via bepaalde technieken zoals beheersingsleren, geprogrammeerde instructie, hulp van medeleerlingen en eventueel van externe deskundigen (CLB) zullen deze leerlingen geholpen worden.


42

Voor leerlingen die in de betreffende studierichting niet op hun plaats zitten, zal middels afspraken met collega’s, directie en/of CLB, op de begeleidende klassenraad zo snel mogelijk een oplossing gezocht worden. De hoofdbedoeling moet blijven, om zo veel als mogelijk leerlingen mee over de meet te krijgen. Verwacht meer en je zult meer krijgen. Hoge verwachtingen zijn voor iedereen belangrijk, zowel voor leerlingen die moeilijk meekunnen en voor zij die zich niet erg willen inspannen als voor goede, gemotiveerde leerlingen. Het rapportcijfer van het dagelijks werk is gesteund op een zo breed mogelijke permanente evaluatie van de afgelopen periode. Zowel cognitieve als affectieve en psychomotorische doelstellingen komen hierbij aan bod. De leerkracht houdt hiervoor een evaluatieschrift bij. Bij elk cijfergegeven moet summier terug te vinden zijn wat de bedoeling van de evaluatie was. Hiervoor kan de leraar beschikken over: - notities over het leergedrag van de leerling in de klas; - klasgesprekken; - mondelinge overhoringen; - korte schriftelijke toetsen; - herhalingstoetsen (grotere leerstofgedeelten); - huis- en klastaken; - kwalitatieve beoordeling aangaande praktische oefeningen, laboratoriumwerk; - notities over de mate van het beheersen van de vaardigheden. 3.2

Examens (eindproeven)

Examens houden een productevaluatie in. Na analyse van de resultaten wordt ook hier door de leraar een diagnose opgesteld, die aanleiding kan zijn tot bijsturing van het leerproces. Tevens kunnen remediërende maatregelen voor individuele leerlingen ook hier weer uit voortspruiten. Zowel het gepast aanbieden van de leerstof en de evaluatie als het aanbieden van remediërende opdrachten zijn essentieel in het door ons beoogde totale leerproces. Via een grote variatie in vraagvormen (open en halfopen, invulvragen, juist- onjuist vragen, sorteervragen, rangschikkingvragen en meerkeuzevragen) zullen vooral de minimumdoelstellingen (eindtermen) getoetst worden. Uitsluitend theorievragen moeten vermeden worden. De duur van de schriftelijke examens komt ten hoogste overeen met het aantal wekelijkse lestijden voor het vak met een minimum van twee lestijden. De examens worden afgenomen in aanwezigheid van de vakleraar. Hij deelt de leerlingen, bij aanvang van de proef, mee dat bijkomende vragen ter verduidelijking kunnen gesteld worden. Elke bijkomende toelichting wordt hardop gegeven, zodat alle leerlingen op een gelijke wijze worden behandeld. Een exemplaar van de gestelde vragen met aanduiding van de puntenverdeling wordt samen met de verbeterde examenkopijen in het archief bewaard. Dit exemplaar wordt tevens aangevuld met een nietabsolute modeloplossing (de leerling kan terecht een andere oplossingsmethode gebruiken) of met een opsomming van de aandachtspunten die aanwezig moeten zijn voor oplossingen op open vragen en taken. Na de proeven hebben de leerlingen het recht de modeloplossing in te zien. Ook hebben zij het recht, op hun vraag, om hun gecorrigeerd examen in te zien. Voor de examens worden met de leerlingen duidelijke afspraken gemaakt over het verloop ervan. De leerkracht zorgt ervoor dat minimum 75% van de examenvragen het bereiken van de minimumdoelstellingen (eindtermen en andere minimumdoelstellingen) toetst.

TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Natuur- en landschapsbeheertechnieken TV Toegepaste chemie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) 4

43

Algemene richtlijnen

De vragen/opdrachten met aanduiding van de cijferverdeling op de modeloplossing en de aanwijzingen voor de oplossing van de open vragen, worden opgesteld en vooraf aan de directeur overhandigd. Om achteraf discussies te vermijden zorgt men ervoor dat de leerlingen beschikken over: -

een duidelijk beeld van wat van hen verwacht wordt;

-

de vragen en opdrachten die reeds zijn voorgekomen gedurende het didactisch proces;

-

een schriftelijk overzicht van de voor het examen te kennen leerstof;

-

een geschreven mededeling waarin staat welke informatiebronnen en welk materiaal ze mogen/moeten meebrengen op het examen;

-

een blad met vragen om overschrijffouten te vermijden.

Indien in een klas leerlingen van verschillende opties of studierichtingen samen alle lessen of een deel van de lessen volgen, dan is binnen deze klas differentiatie van vragen toegelaten. Bij eventueel herexamen zal men voor de leerling de leerstof voor dat herexamen zeer nauwkeurig schriftelijk bepalen.

5

Correctie

Objectieve correctienormen zijn vanzelfsprekend een noodzaak. Wanneer een antwoord verschillende elementen inhoudt, is het aangewezen per essentieel element een puntenverdeling te maken. De leraar die aan zelfevaluatie wil doen, zal in tabelvorm een overzicht van de behaalde resultaten per leerling en per vraag opstellen. Daarop aansluitend wordt dan verwacht dat de leraar zijn besluiten trekt in verband met de gebruikte onderwijsmethode. Tevens is dit een uitstekend hulpmiddel om gefundeerde remediërende maatregelen t.o.v. de leerlingen te treffen.


BIBLIOGRAFIE 1

Pedagogisch-didactische naslagwerken

BLIECK, A. e.a., Instrumentarium voor leraren en schoolteams, Vakoverschrijdende thema's in het secundair onderwijs: gezondheidsopvoeding, milieueducatie en relationele vorming, Uitgeverij Garant, Leuven-Apeldoorn, 1994. BOEKAERTS, M., SIMONS, P., Leren en instructie, Psychologie van de leerling en het leerproces, Van Gorcum, Assen, 1995. KIEFER D., Barron’s Regents Exams and Answers, ‘Chemistry’, Barron’s Educational Series Inc., New York, ISBN 0-8120-3163-6. TIELEMANS, J., Psychodidactiek, Uitg. Garant, Leuven, 1993, ISBN 90-5350-151-7. 2

Naslagwerken chemie

Een verzameling internetadressen, van belang voor chemielessen. Ze zijn overzichtelijk per hoofdstuk gerangschikt, zoals ze in het chemiecurriculum van het secundair onderwijs voorkomen: http://www.educeth.ch/chemie/servers/material.html#anchor94888 Algemene Chemie en Organische Chemie ATKINS, P.W. en BERAN, J.A., General Chemistry, W.H. Freeman and Co, New York, 1992. BOYO, R.N. en MORRISON, R.T., Organic Chemistry, Sixth Edition, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1992. McQUARRIE, D.A. en ROCK, P.A.,General Chemistry, W.H. Freeman and Co, New York, 1991. VAN DER MEER, A., Basischemie voor het MLO, Heron-reeks, tweede herziene druk, Kluwer, Antwerpen, 2000. VAN DER MEER, A., DIRKS, R., Organische chemie voor het MLO, Heron-reeks, eerste druk, Kluwer, Antwerpen, 1995, ISBN 90 313 1736 5. ZUMDAHL, S.S., Chemical Principles, D.C. Heath, Lexington,1992. ZUMDAHL, ZUMDAHL, Chemistry, sixt edition, Houghton Mifflin Company, 2003. Anorganische Chemie COTTON, F.A. en WILKINSON, G., Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley, New York 1988. Analytische Chemie DEWEGHE, L., MORTIER, J-M., Eten, meten en weten, KVCV, Leuven, ISBN 90-9007430-9. HOLLER, F.J., SKOOG, D.A. en WEST, D.M., Fundamentals of Analytical Chemistry, Sixth Edition, Saunders, Forth Worth, 1992. VAN DER MEER, A., Analytische chemie voor het MLO, Heron-reeks, Kluwer, Antwerpen, 1999. Andere naslagwerken ANGENON, A, Werken met grootheden en wettelijke eenheden, Die Keure, Brugge,1998, ISBN 9057510677. ARNOLD, N., Explosive experiments, Commonwealth House, London UK, ISBN 0-439-99927.8. ATKINS, P.W., Moleculen: chemie in drie dimensies, Natuurwetenschap & Techniek 1990. ATKINS, P.W., Chemische reacties: materie in beweging, Natuurwetenschap & Techniek 1993. BROEK (VAN DE), J., Over sneeuwballen en glaasjes melk, (100 alledaagse onderwerpen chemisch ontmaskerd), Uitg. ten Hagen & Stam, Den Haag, 2000.

44


45

Chemische feitelijkheden. Actuele encyclopedie over chemie in relatie tot gezondheid, milieu en veiligheid, ed. Commissie Voorlichting en Publiciteit van de Kon. Ned. Chemische Vereniging, Alphen a.d. Rijn, Losbladige uitgave met aanvullingen. FAUST, R., e.a., World Records in Chemistry, Wiley–VCH, Weinheim, 1999, ISBN 3-527-29574-7. GEERLINGS, P., Spiegelsymmetrie in de natuur (Over chiraliteit in de exacte en natuurwetenschappen), VUB-Press, Brussel, 1998, ISBN 90-5487-179-2. GLÖCKNER, W. e.a., Handbuch der Experimentellen Chemie, Aulis Verlag Deubner & Co, KG Köln, 1997. HÄUSLER, K., SCHMIDKUNZ, H., Tatort Chemie, Ein Lexicon für den Verbraucher, Delphin, München. HONDEBRINK, J.G., Scheikunde de basis, Uitg. tenHagenStam, Den Haag, 1999, ISBN 070-304 58 88. MEADOWS, J., Geschiedenis van de Wetenschap, Natuurwetenschap & Techniek, Amsterdam, ISBN 90 68251 902. NUNN, A., The essential chemical industry, The Salters Institute of Industrial Chemistry, Department of Chemistry, University of York, Heslington, YO1 5DD, York, Third Edition, 1995, ISBN 185 342 556 7). SELINGER, B., Chemistry in the Market Place, London (HBJ), 1988. SIMMONS J., De Top-100 van wetenschappers, Uitg. Het Spectrum, Utrecht, 1997, ISBN 90-2746-185-6. STÖRIG, H. J., Geschiedenis van de Wetenschap, 3 delen, Prisma, Utrecht. VOLLMER, G., FRANZ, M., Chemische Produkte im Alltag, München, 1985. 3

Leerboeken

BRUGGEMANS, K., HERZOG, Y., Fundamentele begrippen van algemene chemie, leerboek en naslagwerk voor de majorrichtingen ASO), Uitgeverij De Boeck, Antwerpen. DE VROEY, J.-C., VAN DE WEERDT, J., Handboekenreeks Chemie GO, (Chemie voor de minorrichtingen, met uitbreidingen voor de majorrichtingen ASO), Uitgeverij De Boeck, Antwerpen. BRUGGEMANS, K., HERZOG, Y., Periodiek systeem van de elementen, Uitgeverij De Boeck, Antwerpen. VAN DE WEERDT, J., Tabellenboekje voor Chemie, Uitgeverij De Boeck, Antwerpen. 4

Brochures en repertoria

Een website met (Duitstalige) herhalingsvragen o.a. over algemene, anorganische en organische chemie: http://www.abi-tools.de/themen/chemie/chemie_b.htm De chemische industrie in België, Fedichem, Brussel, http://www.fedichem.be Gevaarlijke stoffen en preparaten (herken ze, bescherm u), een uitgave van het Commissariaat-generaal voor bevordering van de arbeid, 1040 Brussel. Geen duurzame ontwikkeling zonder chemie, Fedichem, Brussel. Wel thuis - het voorkomen van vergiftigingen en Wie ons wil bellen, verliest beter geen tijd gratis brochures, Antigifcentrum, p/a Militair Hospitaal Koningin Astrid, Bruynstraat 1120 Brussel, tel (02) 264 96 36 fax (02)264 96 46. Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem. EChO, Essays voor Chemie-Onderwijs, KVCV, Leuven. Jij en de Chemie, een reeks (gratis) thematische documenten over chemie, Fedichem, Brussel. Wat is een chemisch product?, Fedichem, Brussel.

TSO – 3e graad – Specifiek gedeelte Natuur- en landschapsbeheertechnieken TV Toegepaste chemie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) 5

46

Tijdschriften

Laboratorium-Praktijk, Kluwer Editorial, Diegem. Natuurwetenschap & Techniek, NL -1000 BM Amsterdam. NVOX, Tijdschrift voor natuurwetenschappen op school, Uitgave van NVON, de Nederlandse vereniging voor het onderwijs in de natuurwetenschappen, http://home.svm.nl/natwet/nvox/index.htm CHEMIE-Magazine, tweemaandelijkse uitgave van de Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging, Leuven. Chemie-Actueel, tijdschrift voor chemieonderwijs, KPC Groep, Postbus 482, 5201 AL 's-Hertogenbosch (bestelnummer 2.453.00). Journal of Chemical Education, New York. MENS (Milieu-Educatie, Natuur & Samenleving), driemaandelijks tijdschrift, Groeneborgerlaan 171, 2020 Antwerpen, www.2mens.com. EOS-Magazine, Wetenschap en Technologie voor Mens en Maatschappij, Uitg. Cascade, www.eos.be Spectrum, VWR International, Leuven, http://www.merckeurolab.be/ Velewe, Vereniging Leraars Wetenschappen, Zichem. 6

Cd-rom’s

Chemiepractica, Holleen, Meeuwen-Gruitrode. Het Digitale Archief - Natuur & Techniek, Deel 1 en 2. Chemie en Samenleving, Van kleurstof tot kunstmest, De Digitale Wetenschappelijke Bibliotheek Natuurwetenschap & Techniek 1999, Amsterdam. Corel ChemLab, A realistic, interactive chemistry lab, Corel Corporation. Chemistry for Windows, XinMicro Corporation, 1996. Nederlandstalige Encyclopedie, SoftKey, Amsterdam, ISBN: 90-5432-168-7. The chemistry set, (geavanceerd Periodiek Systeem met veel video, o.a. moleculestructuren), Cambridge De Grote Encyclopedie '98, ISBN: 90-5167-655. Science Interactive Encyclopedie, Hachette Multimedia. Encarta Encyclopedie, Winkler Prins Editie, Microsoft. ChemDAT, The Merck Chemical Database, met o.a. Material Safety Data Sheets’, ruim 5000 (gratis) veiligheidskaarten met R- en S-zinnen, VWR, Leuven, [email protected] www.vwr.com 7

Demonstratieproeven

Prof. B. SHAKHASKIRI: Chemical Demonstrations – ‘A Handbook for Teachers of Chemistry’, Volumes 1, 2, 3 en 4. Uitgegeven door The University of Wisconsin Press, ISBN 0-299-08890-1, ISBN 0-299-10130-4, ISBN 0-299-11950-5, ISBN 0-299-12860-1 Voor tekstmateriaal, visualisaties, animaties en videofragmenten i.v.m. (demonstratie)proeven: http://www.scifun.org http://www.ping.be/at_home/ http://www.chem.leeds.ac.uk/delights/texts/ http://jchemed.chem.wisc.edu/JCESoft/index.html http://ice.chem.wisc.edu/seraphim/index.html

TV Toegepaste chemie

Recommend Documents