VLAAMS VERBOND VAN HET KATHOLIEK SECUNDAIR ONDERWIJS LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS TOEGEPASTE CHEMIE

VLAAMS VERBOND VAN HET KATHOLIEK SECUNDAIR ONDERWIJS LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS

TOEGEPASTE CHEMIE DRUK- EN AFWERKINGSTECHNIEKEN DRUKVOORBEREIDINGSTECHNIEKEN GRAFISCHE TECHNIEKEN Derde graad TSO

Licap - Brussel D/1998/0279/032A

-

september 1998

INHOUD

1

BEGINSITUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2

ALGEMENE DOELSTELLINGEN

...........................

3

3

ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

4

OVERZICHT VAN DE LEERINHOUDEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

5 5.1 5.2 5.3

LEERPLANDOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN, PEDAGOGISCHDIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN . . . . . . . . . . Koolstofchemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kunststoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chemie in de grafische wereld (thema) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 5 7 7

6

MINIMALE MATERIELE VEREISTEN

7

EVALUATIE

8

.......................

10

..........................................

11

BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

TV Toegepaste chemie D/1998/0279/032A

2

Druk- en afwerkingstechn. - Drukvoorbereidingstechn. Grafische technieken 3de graad TSO

1

BEGINSITUATIE

De doelstellingen van het vak TV Toegepaste chemie van de tweede graad van de studierichting ‘Grafische technieken’ gelden als beginsituatie. Dit betekent dat de leerlingen voldoende kennis en inzicht verworven hebben voor wat betreft volgende leerinhouden: - het structuurmodel van de materie; - atoombouw en periodiek systeem der elementen; - de chemische binding en chemische verbindingen; - de chemische reactie; - anorganische verbindingsklassen; 2


Chemie zal door de leerlingen ervaren worden als een belangrijk onderdeel van het te verwerven cultuurbezit, het moet voor hen meer betekenen dan gewoon een vak. Ze moeten zich bewust zijn van de gunstige invloed die chemie heeft op onze welvaart en onze samenleving door zijn verwezenlijkingen, bijvoorbeeld op het gebied van kunststoffen. Anderzijds moeten ze op een objectieve manier kunnen oordelen over bepaalde milieuproblemen die hier soms mee gepaard gaan en hoe deze kunnen opgelost worden. Zelf moeten ze een gefundeerde attitude verwerven in verband met het veilig en milieubewust omgaan met stoffen, vooral deze gebruikt in de grafische industrie. Hiervoor moeten ze kennis gebaseerd op inzicht, verwerven. De verworven kennis moet op een inzichtelijke manier worden toegepast. Ze moeten het verband kunnen leggen met verschijnselen uit het dagelijks leven en met onder andere andere meer op praktijkgerichte technische en praktische vakken. Ze moeten de verworven basiskennis kunnen gebruiken bij het verklaren van verschijnselen en van toepassingen die voorkomen in het vak TV Grafische technieken Technologie. 3

ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN

Om de gestelde doelstellingen te bereiken is het noodzakelijk dat de chemielessen in een degelijk aangepast lokaal gegeven worden. De leraar zal zoveel mogelijk uitgaan van demonstratieproeven en verschijnselen uit het dagelijks leven. Bij de demonstratieproeven zal de leraar wijzen op het belang van het verantwoord omgaan met chemische producten, vooral deze die gebruikt worden in de grafische industrie. Telkens zal de aandacht van de leerlingen hierop getrokken worden. Voor het visualiseren van het verloop van chemische reacties zal men stereomodellen gebruiken, aan te vullen met computersimulaties, dia's, transparanten en dergelijke. Men zal in de mate van het mogelijke ondersteunend werken voor het vak TV Grafische technieken Technologie. Volgende thema's die eigen zijn aan de grafische wereld kunnen geïntegreerd in de leerinhouden besproken worden: - inkt; - substraat (papier);


3


- fotografisch proces; - waterkwaliteit (U). Bij de behandeling van de thema's wordt er rekening gehouden met de fysische en chemische achtergrond van de leerlingen. De thema's zullen hierdoor niet theoretisch doch praktisch benaderd worden. Om de leraar behulpzaam te zijn bij het opstellen van de jaarplanning stellen wij volgende urenverdeling voor. EERSTE LEERJAAR LEERINHOUDEN

Aantal uren 12

1 Koolstofchemie . koolstofketens . koolwaterstoffen . monofunctionele verbindingsklassen

2 4 6

2 Kunststoffen

4

3 Chemie in de grafische wereld

9

TOTAAL

4 1

25

OVERZICHT VAN DE LEERINHOUDEN Koolstofchemie

1.1 Koolstofketens De bindingsmogelijkheden van het koolstofatoom Vertakte en onvertakte ketens Acyclische en cyclische ketens Isomerie (U) 1.2 Koolwaterstoffen - Verzadigde KWS - Onverzadigde KWS 1.3 Monofunctionele verbindingsklassen - Zuurstofhoudende verbindingen - Chloorhoudende verbindingen (U) - Stikstofhoudende verbindingen (U) 2

Kunststoffen Polymeren - Samenstelling - Vorming (U)


4


Indeling van kunststoffen Recyclage 3

Chemie in de grafische wereld (thema) ook te integreren in vorige punten Inkt Substraat (papier) Fotografisch proces Waterkwaliteit (U)

5

LEERPLANDOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN, PEDAGOGISCHDIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN

Eerst worden de doelstellingen weergegeven gevolgd door de in een ander lettertype gedrukte leerinhouden en daarna de didactische wenken.

5.1

Koolstofchemie

5.1.1

Koolstofketens

- De bindingsmogelijkheden van het koolstofatoom kunnen afleiden uit het aantal elektronen op de buitenste schil. - Het onderscheid kunnen maken tussen vertakte en onvertakte ketens. - Het onderscheid kunnen maken tussen cyclische en acyclische ketens. - Het begrip isomerie kunnen omschrijven. (U) - Structuurisomeren van elkaar kunnen onderscheiden. (U)

De bindingsmogelijkheden van het koolstofatoom Vertakte en onvertakte ketens Acyclische en cyclische ketens Isomerie (U) De bindingsmogelijkheden van het koolstofatoom worden afgeleid enkel steunend op het aantal elektronen op de buitenste schil, de promotie van een elektron komt hier zeker niet ter sprake. Hier is het gebruik van stereomodellen noodzakelijk. 5.1.2

Koolwaterstoffen

- Verduidelijken waarom KWS apolair of praktisch apolair zijn en dit in verband kunnen brengen met fysische eigenschappen. (U) - Onderscheid kunnen maken tussen verzadigde en onverzadigde verbindingen en dit in verband kunnen brengen met chemische eigenschappen. - Het principe van de nomenclatuurregels toepassen op eenvoudige KWS. - Enkele eigenschappen kunnen aangeven die toegepast worden in de grafische sector.


5


Verzadigde KWS Onverzadigde KWS Toepassingen in de grafische sector Er geschiedt geen systematische benadering met opsomming van bereidingen en eigenschappen van alkanen, alkenen, alkynen en alkadiënen. De fysische eigenschappen zoals oplosbaarheid, vluchtigheid, geleidbaarheid enz. kunnen in verband gebracht worden met het apolair karakter van KWS en met de grootte van de keten. Het gebruik van KWS als oplosmiddel in de grafische industrie kan toegelicht worden. Het nut van minerale olie kan hier aan bod komen namelijk: - als bindmiddel bij dagbladinkt (asfalt, bitumen, pek); - als toevoegmiddel (paraffine maakt de drukinkt minder vloeibaar en verhoogt de wrijving op rollen); - als oplosmiddel voor harsen; - voor het regelen van de viscositeit van inkt; - voor het vervaardigen van zwarte pigmenten (roet). Men benadrukt hier het onderscheid tussen verzadigde en onverzadigde verbindingen en toont dit experimenteel aan. Substitutiereacties zijn eigen aan verzadigde verbindingen en additiereacties zijn eigen aan onverzadigde verbindingen. Een schematische voorstelling van elk reactietype volstaat, er moeten geen reactiemechanismen gegeven worden. Het principe van de naamvorming volstaat, dit moet niet 'eindeloos' ingeoefend worden. 5.1.3

Monofunctionele verbindingsklassen

- Monofunctionele verbindingen beschouwen als afgeleid van KWS door vervanging van één waterstofatoom door een ander atoom of atoomgroep. - Een (geziene) chemische functie kunnen herkennen en benoemen. - Het verband kunnen leggen tussen eigenschappen van monofunctionele verbindingen en aard van het KWS-gedeelte en de chemische functie. - Enkele eigenschappen kunnen aangeven van monofunctionele verbindingen die toegepast worden in de grafische sector.

Zuurstofhoudende verbindingen In functie van het thema 'chemie in de grafische wereld' en in samenspraak met de leraar grafische technieken kunnen er ter illustratie stoffen besproken worden uit volgende verbindingsklassen: - alcoholen en fenolen; - ethers; - aldehyden en ketonen; - carbonzuren; - carbonzuuresters. Er geschiedt geen systematische benadering van stofklassen met bereidingen en eigenschappen. Het principe van de naamvorming bij deze verbindingsklassen volstaat, er kunnen ook triviale namen gegeven worden.


6


De oplosbaarheid, het gebruik als oplosmiddel, vluchtigheid en de geleidbaarheid van deze stoffen worden besproken. Oplosbaarheid en geleidbaarheid worden bij deze verbindingen behandeld. Voor het belang in de grafische industrie kan het volgende vermeld en toegelicht worden: - het gebruik van plantaardige oliën zoals lijnolie (laat op papier geen sporen na) als bindmiddel (vernis); - het gebruik van oplosmiddelen; - ontwikkelstoffen afgeleid uit fenolen.

5.2

Kunststoffen

-

Polymeren beschouwen als een aaneenschakeling van monomeren. Het verloop van een polymerisatiereactie schematisch kunnen weergeven. (U) Het verloop van een polycondensatiereactie schematisch kunnen weergeven. (U) Kunststoffen kunnen indelen op basis van het al dan niet voorkomen van een vernetting tussen de ketens en op basis van de graad van vernetting. - Problemen in verband met het recycleren van kunststoffen verwoorden.

Polymeren @ samenstelling @ vorming (U) Indeling van kunststoffen Toepassing en recyclage Het is niet nodig dat de leerlingen de vormgevingstechnieken kunnen beschrijven. Er moeten hier ook geen reactiemechanismen gegeven worden. De vorming van kunststoffen vertrekkend van petroleum kan hier besproken worden. Enkele toepassingen zoals PVC (met weekmaker) in gom ... kunnen besproken worden. Bij de toepassingsgebieden van de kunststoffen behandelt men bij voorkeur de kunststoffen gebruikt voor de verpakking samen met het recycleren.

5.3 5.3.1

Chemie in de grafische wereld (thema) Inkt

- Kunnen aangeven dat inkt zoals verf in grote lijnen bestaat uit een pigment, een bindmiddel en oplosmiddel. - Het nut van de bestanddelen (pigment, bindmiddel en oplosmiddel) van inkt kunnen verwoorden.

Samenstelling van inkt Functie van de bestanddelen van inkt


7


Als samenstelling van inkten kan in grote lijnen eerst het volgende gegeven worden: - pigmenten; - bindmiddelen; - oplosmiddel. Er kan op gewezen worden dat verf zoals inkt ook pigment, bindmiddel en toevoegmiddelen bevat. De pigmenten kunnen ingedeeld worden in: - kleurpigmenten @ anorganische pigmenten met ter illustratie bijvoorbeeld chroomgeel, berlijnsblauw, kobaltblauw, ultramarijn, chromaatgroen, vermiljoen; @ organische pigmenten met ter illustratie bijvoorbeeld karmijnrood, indigoblauw, indisch geel; - zwarte pigmenten, ontstaan door onvolledige verbranding van @ koolstofverbindingen met als illustratie bijvoorbeeld vlamroet, lampenroet, gasroet; - witte pigmenten @ dekkende pigmenten met ter illustratie bijvoorbeeld titaanwit, zinkwit; @ transparante pigmenten met als illustratie bijvoorbeeld het barietwit. De voorbeelden die ter illustratie gegeven worden moeten door de leerlingen zeker niet van buiten geleerd worden, de algemene indeling volstaat. Men zal benadrukken dat het bindmiddel geen oplosmiddel mag zijn voor het pigment maar wel een dispersiemiddel zodat tijdens het schrijven het oplosmiddel verdampt en het pigment gebonden wordt op het papier. Als functie van het bindmiddel wordt aangegeven: - het transport van de pigmenten; - de hechting van de pigmenten; - het drogen van inkt. Plantaardige olie, minerale olie, natuurlijke en synthetische harsen kunnen hier als bindmiddel vermeld en eventueel toegelicht worden. De drogingsmechanismen (fysische en chemische) kunnen hier verduidelijkt worden. Bij de chemische droging kan het volgende besproken worden: - oxidatieve droging; - tweecomponenteninkt; - stralendroging (IR en UV). Ook kunnen eventueel enkele toevoegmiddelen vermeld worden. Enkele solventen, gebruikt om de inkt minder viskeus te maken en die snel verdampen als de inkt aangebracht is op het substraat, kunnen hier besproken worden zoals: - alkanolen (methanol, ethanol); - polyolen (ethyleenglycol); - ketonen (aceton); - koolwaterstoffen (hexaan, heptaan, tolueen, xyleen). De milieuproblemen die hiermee in verband staan kunnen besproken worden samen met eventuele oplossingen hiervoor.


8


Regelmatig kan bij de studie van inkten de vergelijking gemaakt worden met verven. Het belang van het correct omgaan met chemische producten in de grafische industrie alsook de manier waarop dit moet geschieden zal hier benadrukt worden. Hiervoor wordt er contact genomen met de leraar technologie. 5.3.2

Het substraat (papier)

- Kunnen verwoorden dat de eigenschappen van papier grotendeels bepaald worden door de aard van de gebruikte grondstoffen en de bewerkingen die deze hebben ondergaan bij de papierproductie. - De kwaliteit van schrijf- en drukpapier in verband kunnen brengen met het cellulosegehalte en met de aanwezigheid van vulstoffen en dergelijke. - Milieuproblemen als gevolg van de productie kunnen omschrijven. - In grote lijnen de samenstelling van papier kunnen weergeven.

Productie en recyclage Samenstelling en eigenschappen De formule van cellulose kan hier enkel ter illustratie gegeven worden; de leerlingen moeten deze formule niet kennen vermits de polyfunctionele verbindingsklassen niet behandeld werden. Bij de papierproductie kunnen volgende onderwerpen besproken worden: - de winning van papiervezels (chemisch en mechanisch); - bleking met milieuproblemen als gevolg van het gebruikte bleekmiddel; - recyclage, niet alle papiersoorten komen hiervoor in aanmerking en men kan slechts enkele malen herrecycleren; - het nut van chloorvrij en kringlooppapier. Hoewel de samenstelling van hout afhangt van de houtsoort en de groeilocatie kan men stellen dat het gemiddeld bestaat uit ongeveer 74 % cellulose (met hemicellulose), 24 % lignine en andere stoffen zoals harsen, water, vetten. Verder kan verduidelijkt worden dat voor schrijf- en drukpapier er zuivere cellulose nodig is die zeer goed gebleekt is en dat vulstoffen (gips, bariumsulfaat, kaolien) en lijmstoffen (kaliumsulfaat en harsen), die de poriën tussen de cellulosevezels opvullen, de gladheid van het papier bevorderen. Bij de leerinhoud 'samenstelling en de eigenschappen van het substraat' kan de conservering en de restauratie van grafische werken behandeld worden. Volgende punten kunnen eventueel aan bod komen om het 'verouderen' en het aangetast worden van een grafisch werk te bespreken: - externe invloeden namelijk fysische (temperatuur, vochtigheid, licht) chemische (bijvoorbeeld onder invloed van luchtverontreiniging) biologische (o.a. micro-organismen); - interne invloeden in verband met de aard van het substraat; - het zuurteprobleem. Het thermopapier en het zelfkopiërend papier kunnen hier ook vermeld worden. Het belang van het correct omgaan met chemische producten in de grafische industrie alsook de manier waarop dit moet geschieden zal hier ook benadrukt worden. TV Toegepaste chemie D/1998/0279/032A

9


5.3.3

Fotografisch proces

- Het principe van de zwartwitfotografie kunnen verwoorden.

Fotografische processen De zwartwitfotografie, die reeds ter sprake kwam in de tweede graad, kan verder uitgediept worden. Volgende punten worden behandeld: - de vorming van het latente beeld (fotolyse); - de ontwikkeling met bijvoorbeeld hydrochinon; - het fixeren met bijvoorbeeld een natriumthiosulfaatoplossing; - het negatief-/ positiefprocédé. Het probleem van de fotografische afval dient ook te worden besproken. Ook hier dient aandacht besteed aan het correct omgaan met chemische stoffen gebruikt in de grafische industrie. De kleurenfotografie komt hier niet aan bod vermits de leerlingen hiervoor onvoldoende fysische achtergrond bezitten. 5.3.4

Waterkwaliteit in grafische processen (U)

- Het belang van de waterkwaliteit in grafische processen kunnen toelichten. - Enkele factoren die de hardheid, de geleidbaarheid en de pH van water bepalen kunnen verwoorden.

Hardheid Geleidbaarheid en pH De leerlingen moeten weten dat er in de grafische industrie bepaalde eisen gesteld worden voor de waterkwaliteit, afhankelijk van de toepassing. De factoren die de waterkwaliteit bepalen zijn onder andere de hardheid, de geleidbaarheid en de pH. De invloed van toevoegmiddelen op de harheid, de geleidbaarheid en de pH wordt hier vermeld. Op het theoretisch aspect moet er niet diep worden ingegaan. 6


6.1

Basisinfrastructuur

- Een aangepaste demonstratietafel met water- en energievoorziening - Voorziening voor afvoer van schadelijke dampen en gassen


10 Druk- en afwerkingstechn. - Drukvoorbereidingstechn. Grafische technieken 3de graad TSO

6.2 -

Basismateriaal voor chemie

Volumetrisch materiaal Balans Thermometers Recipiënten (allerhande) Statieven met toebehoren 6.3

Verwarmingselementen

Bijvoorbeeld - bunsenbranders - elektrische verwarmingsplaat - verwarmingsmantel en dergelijke

6.4

Stoffen

- Chemicaliën voor demonstratie-experimenten - Enkele kunststoffen

6.5

Materiaal voor het visualiseren in de chemie

- Stereomodellen - Projectietoestel met benodigdheden 7

EVALUATIE

Evaluatie moet informatie verstrekken over de mate waarin de leerlingen de algemene doelstellingen en de leerplandoelstellingen bereikt hebben. Hierdoor kan de leraar remediërend optreden tijdens het schooljaar en adviserend optreden voor wat de oriëntering betreft op het einde van het schooljaar. Tijdens het lesgebeuren kan nagegaan worden in welke mate algemene doelstellingen bereikt zijn; dit kan door het voeren van een leergesprek tijdens de bespreking van een probleem, door observatie van de leerlingen tijdens laboratoriumoefeningen en natuurlijk ook via summatieve toetsen (proefwerken). Verder kunnen doelstellingen geëvalueerd worden door middel van huistaken, formatieve toetsen (occasioneel over een klein leerstofgedeelte en systematisch over een groot leerstofgedeelte) en natuurlijk ook door summatieve toetsen (schriftelijk en mondeling).



8

BIBLIOGRAFIE

8.1

Leerboeken en werkboeken

De leraar zal catalogi van educatieve uitgeverijen raadplegen. Zicht op Chemie 3A Chemie en alledaagse stoffen Hoofdstukken: 2.5 'Chemie op kantoor' 2.8 'Chemie in de kunst' Wolters/Plantyn

8.2

Tijdschriften

Chemische feitelijkheden Artikels: 'Winnen en bleken van papiergrondstoffen' september 1995 'Natriumhypochloriet/bleekloog)' mei 1997 'Fotochemicaliën' februari 1984

8.3

Naslagwerken

Verf Vademecum Technieken en toepassingen van verven en lakken Ir. M.F. Kooistra ISBN 90-557-6026-9 Kluwer Techniek Plastics Dr. A.E. Schouten Dr. ir. A.K. van der Vegt ISBN 90 6674 2178 Educatieve en technische uitgeverij Delta Press

8.4 8.4.1

Audiovisueel Transparanten

Didac 2 Een reeks transparanten met begeleidende tekst over 'Zilverhalogenidefotografie en kleurenfotografie' TV Toegepaste chemie D/1998/0279/032A


KVCV (Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging) Groot Begijnhof 6, 3000 Leuven 8.4.2

Video

Chemie voor vandaag en morgen Een kennismaking met de boeiende wereld van de chemie SIREV (Scheikundige Industrie Regio Vlaanderen) Maria-Louizasquare 49, 1040 Brussel



DRUK- EN AFWERKINGSTECHNIEKEN DRUKVOORBEREIDINGSTECHNIEKEN GRAFISCHE TECHNIEKEN Derde graad TSO TV TOEGEPASTE CHEMIE Complementair gedeelte Tweede leerjaar: 1 uur/week

In voege vanaf 1 september 1998

D/1998/0279/032A

Complementair gedeelte TV Toegepaste chemie D/1998/0279/032A


INHOUD

1

BEGINSITUATIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2


3

ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4

OVERZICHT VAN DE LEERINHOUDEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 5.1 5.2 5.3

LEERPLANDOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN, PEDAGOGISCHDIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN . . . . . . . . . . Kwantitatieve aspecten in de chemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . De chemische reactie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chemisch evenwicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6


7

EVALUATIE

8

BIBLIOGRAFIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


...........................

.......................

..........................................


1

BEGINSITUATIE

Als beginsituatie gelden de doelstellingen van het vak TV Toegepaste chemie van de tweede graad ‘Grafische technieken’. 2


Chemie zal door de leerlingen ervaren worden als een belangrijk onderdeel van het te verwerven cultuurbezit, het moet voor hen meer betekenen dan gewoon een vak. Ze moeten zich bewust zijn van de gunstige invloed die chemie heeft op onze welvaart en onze samenleving door zijn verwezenlijkingen, bijvoorbeeld op het gebied van kunststoffen. Anderzijds moeten ze op een objectieve manier kunnen oordelen over bepaalde milieuproblemen die hier soms mee gepaard gaan en hoe deze kunnen opgelost worden. Zelf moeten ze een gefundeerde attitude verwerven in verband met het veilig en milieubewust omgaan met stoffen, vooral deze gebruikt in de grafische industrie. Hiervoor moeten ze kennis gebaseerd op inzicht, verwerven. De verworven kennis moet op een inzichtelijke manier worden toegepast. Ze moeten het verband kunnen leggen met verschijnselen uit het dagelijks leven en met onder andere andere meer op praktijkgerichte technische en praktische vakken. Ze moeten de verworven basiskennis kunnen gebruiken bij het verklaren van verschijnselen en van toepassingen die voorkomen in het vak TV Grafische technieken Technologie. 3

ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN

Het vak TV Toegepaste chemie uit het complementair gedeelte dient ter ondersteuning van het thema 'Chemie in de grafische wereld' dat behandeld wordt in het leerplan TV Toegepaste chemie van het fundamenteel gedeelte. Het is aan te raden dit leerplan te realiseren in het eerste leerjaar van de derde graad terwijl het leerplan uitgewerkt voor het fundamenteel gedeelte mag gerealiseerd worden in het tweede leerjaar van de derde graad. Hierdoor wordt het thema 'Chemie in de grafische wereld’ sterker ondersteund. Bij het bespreken van toepassingen uit de grafische wereld zal men ervoor zorgen dat er geen overlapping geschiedt met het leerplan TV Toegepaste chemie van het fundamenteel gedeelte van de derde graad dat mag behandeld worden in het tweede leerjaar van de derde graad. De leerlingen worden actief betrokken bij het lesgebeuren. De leraar gaat zoveel mogelijk uit van demonstratieproeven en stelt het onderwijsleergesprek centraal. Om de leerstof meer te concretiseren is het organiseren van leerlingenexperimenten ten zeerste aanbevolen. Om de leraar behulpzaam te zijn bij het opstellen van de jaarplanning stellen wij volgende urenverdeling voor.



LEERINHOUDEN

Aantal lesuren 8

1 Kwantitatieve aspecten in de chemie Atoom- en molecuulmassa Stofhoeveelheid Oplossingen

2 2 4 12

2 De chemische reactie Reactiesnelheid Belangrijke reactiesoorten

4 8 5

3 Het chemisch evenwicht TOTAAL

4

25

OVERZICHT VAN DE LEERINHOUDEN

1

Kwantitatieve aspecten in de chemie - Atoom- en molecuulmassa - Stofhoeveelheid - Oplossingen

2

De chemische reactie Reactiesnelheid: - Definitie van de reactiesnelheid - Botsingstheorie - Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden Belangrijke reactiesoorten: - Reacties met behoud van oxidatiegetal . neutralisatiereactie . neerslagvorming . gasvorming - Redoxreacties

3

Het chemisch evenwicht - Betekenis van het chemisch evenwicht - Het ionenproduct van water - pH van een oplossing en betekenis van een buffer - Verschuiving van het chemisch evenwicht

5

LEERPLANDOELSTELLINGEN, LEERINHOUDEN, PEDAGOGISCHDIDACTISCHE WENKEN EN DIDACTISCHE MIDDELEN

Per leerstofpunt worden eerst de doelstellingen weergegeven, in een ander lettertype gevolgd door de leerinhouden en vervolgens de didactische wenken.



5.1 5.1.1

Kwantitatieve aspecten in de chemie Atoom-en molecuulmassa

- De atoommassa van een element kunnen bepalen. - De molecuulmassa kunnen omschrijven.

Atoommassa Molecuulmassa De atoommassa van een element wordt bepaald aan de hand van het gewogen gemiddelde van de nuclidemassa's. Een nuclide wordt gedefinieerd als een atoomsoort bepaald door het aantal protonen en door het aantal neutronen. Het omschrijven van de begrippen nuclide en isotoop volstaat geschiedt door de interpretatie van hun symbolische voorstelling. Uit de gegeven nuclidemassa's van de isotopen en de natuurlijke procentuele samenstelling van het isotopenmengsel de atoommassa van een element laten bepalen. Het moet duidelijk zijn dat de atoommassa van een element niet de massa is van een atoom. De leerlingen moeten het verband tussen atoommassa-eenheid en massa niet kennen. 5.1.2 -

Stofhoeveelheid

Stofhoeveelheid beschouwen als een grootheid en de eenheid (één mol) kunnen definiëren. De molmassa kunnen definiëren. Het verband tussen stofhoeveelheid en aantal deeltjes kunnen aangeven. Het verband tussen stofhoeveelheid en massa kunnen aangeven.

Stofhoeveelheid (eenheid: één mol) Molmassa Het is zinvol om enkele stoffen te tonen waarvan de hoeveelheid gelijk is aan één mol. Er moet niet overdreven worden met oefeningen, het principe doen inzien volstaat. 5.1.3

Oplossingen

- De molariteit van een oplossing kunnen definiëren en berekenen met massa- en volumegegevens. - Massaprocent en volumeprocent van oplossingen kunnen definiëren en interpreteren. - De molariteit van een oplossing kunnen berekenen aan de hand van de massadichtheid en het massaprocent van een oplossing. (U)

Molariteit van een oplossing Massaprocent en volumeprocent De molariteit is de verhouding van de hoeveelheid opgeloste stof en het volume van de oplossing. De molariteit wordt uitgedrukt in mol/l. Massaprocent en volumeprocent stellen verhoudingen voor van grootheden van dezelfde soort. Complementair gedeelte TV Toegepaste chemie D/1998/0279/032A


Om de begrippen 'molariteit, massaprocent' te illustreren kan men etiketten tonen waarop de massadichtheid van de oplossing en het massaprocent van de opgeloste stof aangeduid staan. Hiermee berekenen de leerlingen dan de molariteit van de oplossing.

5.2

De chemische reactie

5.2.1

Reactiesnelheid

- De reactiesnelheid kunnen omschrijven. - Een chemische reactie zien als een gevolg van effectieve botsingen tussen deeltjes. - Verduidelijken waarom temperatuur, concentratie, katalysator en verdelingsgraad de reactiesnelheid beïnvloeden.

Definitie van de reactiesnelheid Botsingstheorie Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden De reactiesnelheid kan omschreven worden als de verhouding van een concentratieverandering en een tijdsinterval. Men doet de leerlingen inzien dat de botsingstheorie vooral toepasbaar is op gasreacties. Dit leerstofpunt kan sterk experimenteel ondersteund worden en is zeer geschikt voor laboratoriumoefeningen. De reactiesnelheidsvergelijking moet niet gegeven worden. Er moet zeker niet over reactiemechanismen gesproken worden. 5.2.2

Een indeling van reacties

5.2.2.1

Reacties met behoud van oxidatiegetal

- Door bepaling van oxidatiegetallen bewijzen dat deze niet veranderen tijdens deze reacties. - Neerslagvorming, gasvorming, zuur-basereactie verduidelijken op basis van interacties tussen deeltjes (moleculen, ionen).

Zuur-basereactie Gasvorming Neerslagvorming Dit leerstofpunt kan sterk experimenteel ondersteund worden. De leerlingen doen inzien dat deze reacties ontstaan als gevolg van interacties tussen deeltjes. Hiervoor kan men voor uitgevoerde reacties de leerlingen de stoffenvergelijking en de deeltjesvergelijking laten interpreteren. De leerlingen moeten zelf geen deeltjesvergelijkingen of stoffenvergelijkingen kunnen opstellen.



5.2.2.2

Reacties met verandering van oxidatiegetal

- Oxidatie en reductie kunnen definiëren. - De elementen waarvan de atomen oxidatie en reductie ondergaan aanduiden in een gegeven reactievergelijking en de wijze waarop die veranderingen geschieden kunnen weergeven. - Redoxvergelijkingen van reacties tussen enkelvoudige stoffen opstellen. (U) - Een gegeven spanningsreeks van de metalen kunnen interpreteren. (U)

Oxidatie en reductie Redoxvergelijkingen Spanningsreeks van de metalen (U) Oxidatie en reductie worden gedefinieerd als respectievelijk een toename en een afname van het oxidatiegetal. De leerlingen moeten inzien dat oxidatie niet steeds in verband moet gebracht worden met zuurstof. De leerlingen moeten zelf geen reactievergelijking kunnen opstellen, ze moeten bij een gegeven eenvoudige reactievergelijking de elementen aanduiden waarvan het oxidatiegetal verandert en ook de wijze waarop die verandering geschiedt. De leerlingen interpreteren de weergegeven reactievergelijking, ze moeten deze zelf niet kunnen opstellen en zeker niet van buiten leren. De vorming en de werking van bleekmiddelen, al dan niet chloorvrij, kan hier besproken worden. Een spanningsreeks wordt experimenteel opgesteld.

5.3

Chemisch evenwicht

- De chemische evenwichtstoestand omschrijven als een dynamisch stabiele toestand gekenmerkt door eenzelfde reactiesnelheid van twee reacties die gelijktijdig verlopen in tegengestelde zin. - De evenwichtsconstante kunnen uitdrukken in functie van evenwichtsconcentraties voor homogene en heterogene evenwichten. - Verschuiving van chemische evenwichten kunnen voorspellen en verduidelijken . - Het ionenproduct van water met zijn betekenis weergeven. (U) - De pH van een oplossing kunnen definiëren. (U) - De betekenis van een buffer kunnen verwoorden.

Betekenis van het chemisch evenwicht Verschuiving van het chemisch evenwicht Het ionenproduct van water (U) Definitie van de pH van een oplossing (U) De betekenis van een buffer In eerste instantie kan men als voorbeeld het dynamisch evenwicht tussen een vloeistof en haar damp (in een afgesloten ruimte) aanbrengen, hoewel dit geen homogeen evenwicht is. Vervolgens maakt men het onderscheid tussen homogeen en heterogeen evenwicht. De invloed van de temperatuur op het evenwicht kan hier al ter sprake komen. Complementair gedeelte TV Toegepaste chemie D/1998/0279/032A


Daarna geeft men een voorbeeld van een chemisch evenwicht door een evenwichtsreactie met één van de reagentia in mindermaat waarvan men de aanwezigheid bij het evenwicht aantoont. Bij het heterogeen evenwicht moet enkel het principe gegeven worden namelijk: - het verband tussen de evenwichtsconstante Kc en evenwichtsconcentraties; - de betekenis van het oplosbaarheidsproduct. Er dienen geen oefeningen in verband met het oplosbaarheidsproduct gemaakt te worden. De zuur-/basedefinitie volgens Brönsted kan gegeven worden met uitdrukkelijke vermelding dat het over deeltjes gaat en niet over stoffen. Het onderscheid met de theorie van Arrhenius, waar zuren en basen als stoffen gedefinieerd zijn, wordt gegeven. De definitie van het ionenproduct van water wordt in verband gebracht met het chemisch evenwicht. De pH van een oplossing kan gedefinieerd en enkel berekend worden voor oplossingen met sterke zuren en voor oplossingen met sterke basen. De interpretatie van de pH-schaal werd gezien in de tweede graad. De definitie en de samenstelling van een buffer kan ook gegeven worden, de werking van een buffer dient enkel experimenteel geïllustreerd te worden. De definitie van de buffercapaciteit kan hier eventueel ook aan bod komen. Het belang van de bufferwerking bij tal van grafische processen kan ook ter illustratie gegeven (bijvoorbeeld bij additieven of toevoegmiddelen) worden. De waterkwaliteit in grafische processen kan hier ter sprake komen met onder andere de hardheid, de geleidbaarheid en de pH. 6


6.1

Basisinfrastructuur

- Een aangepaste demonstratietafel met water- en energievoorziening - Voorziening voor afvoer van schadelijke dampen en gassen

6.2 -

Basismateriaal voor chemie

Volumetrisch materiaal Balans Thermometers Recipiënten (allerhande) Statieven met toebehoren

6.3

Verwarmingselementen

Bijvoorbeeld - bunsenbranders - elektrische verwarmingsplaat - verwarmingsmantel en dergelijke Complementair gedeelte TV Toegepaste chemie D/1998/0279/032A


6.4

Stoffen

- Chemicaliën voor demonstratie-experimenten - Enkele kunststoffen

6.5

Materiaal voor het visualiseren in de chemie

- Stereomodellen - Projectietoestel met benodigdheden 7

EVALUATIE

Evaluatie moet informatie verstrekken over de mate waarin de leerlingen de algemene doelstellingen en de leerplandoelstellingen bereikt hebben. Hierdoor kan de leraar remediërend optreden tijdens het schooljaar en adviserend optreden voor wat de oriëntering betreft op het einde van het schooljaar. Tijdens het lesgebeuren kan nagegaan worden in welke mate algemene doelstellingen bereikt zijn; dit kan door het voeren van een leergesprek tijdens de bespreking van een probleem, door observatie van de leerlingen tijdens laboratoriumoefeningen en natuurlijk ook via summatieve toetsen (proefwerken). Verder kunnen doelstellingen geëvalueerd worden door middel van huistaken, formatieve toetsen (occasioneel over een klein leerstofgedeelte en systematisch over een groot leerstofgedeelte) en natuurlijk ook door summatieve toetsen (schriftelijk en mondeling). 8

BIBLIOGRAFIE

8.1

Leerboeken en werkboeken

De leraar zal catalogi van educatieve uitgeverijen raadplegen. Zicht op Chemie 3A Chemie en alledaagse stoffen Hoofdstukken: 2.5 'Chemie op kantoor' 2.8 'Chemie in de kunst' Wolters/Plantyn



8.2

Tijdschriften

Chemische feitelijkheden Artikels: 'Winnen en bleken van papiergrondstoffen' september 1995 'Natriumhypochloriet/bleekloog)' mei 1997 'Fotochemicaliën' februari 1984

8.3

Naslagwerken

Verf Vademecum Technieken en toepassingen van verven en lakken Ir. M.F. Kooistra ISBN 90-557-6026-9 Kluwer Techniek Plastics Dr. A.E. Schouten Dr. ir. A.K. van der Vegt ISBN 90 6674 2178 Educatieve en technische uitgeverij Delta Press

8.4 8.4.1

Audiovisueel Transparanten

Didac 2 Een reeks transparanten met begeleidende tekst over 'Zilverhalogenidefotografie en kleurenfotografie' KVCV (Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging) Groot Begijnhof 6, 3000 Leuven 8.4.2

Video

Chemie voor vandaag en morgen Een kennismaking met de boeiende wereld van de chemie SIREV (Scheikundige Industrie Regio Vlaanderen) Maria-Louizasquare 49, 1040 Brussel



VLAAMS VERBOND VAN HET KATHOLIEK SECUNDAIR ONDERWIJS LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS TOEGEPASTE CHEMIE

Recommend Documents