VSKO. Leerplan OPLEIDING. Chemie. HOKTSP Modulair. Categorie Technisch hoger onderwijs

VSKO

Leerplan OPLEIDING

Chemie HOKTSP Modulair

Categorie Technisch hoger onderwijs

Goedkeuringscode: 06-07/1650/N/G

1 maart 2007

Structuurschema Chemie 35023 - blad 2

Hoger Onderwijs Voor Sociale Promotie - Categorie Technisch - opleiding Chemie 35023 Module A Chemie: basis

Module B Chemie: uitbreiding

Chemie 35023 - blad 3 Module D Kwaliteitszorg Veiligheid

Module C

Optie Ba Chemie 240 lestijden

Optie Bb Kunststoffentechnologie & Biochemie 240 lestijden

A1 8332 Anorganische chemie TV 40 lestijden

Ba 1 8338 Lab anorganische synthese TV 40 lestijden

Bb 1 8344 Anorganische chemie uitbreiding TV 40 lestijden

Ca 1 8350 Toegepaste wiskunde TV 40 lestijden

Ca 2 8351 Toegepaste statistiek TV 40 lestijden

Ca 3 8352 Scheidingstechnieken TV 40 lestijden

Cb 1 8364 Gereedsschapstechnologie TV 40 lestijden

Cb 2 8365 Additieven TV 40 lestijden

Cb 3 8366 Chemie van de kunststoffen TV 40 lestijden

Cc 1 8379 Biochemie TV 40 lestijden

Cc 2 8380 Analytische biochemie TV 40 lestijden

Cc 3 8381 Lab Analytische biochemie TV 40 lestijden

A2 8333 Lab anorganische chemie TV 40 lestijden

Ba 2 8339 Structuurchemie TV 40 lestijden

Bb 2 8345 Lab anorganische chemie uitbreiding TV 40 lestijden

Ca 4 8353 Fysicochemie TV 40 lestijden

Ca 5 8354 Elektrochemie TV 40 lestijden

Ca 6 8355 Spectroscopie TV 40 lestijden

Cb 4 8367 Fysicochemie TV 40 lestijden

Cb 5 8368 Elektromechanische en thermodynamische technologie

Cb 6 8369 Polymeerchemie TV 40 lestijden

Cc 4 8382 Fysicochemie TV 40 lestijden

Cc 5 8383 Elektromechanische en thermodynamische technologie

Cc 6 8384 Lab Instrumentele chemie TV 80 lestijden

A3 8334 Organische chemie TV 40 lestijden

Ba 3 8340 Organische chemie ruimtelijke structuur TV 40 lestijden

Bb 3 8346 Organische chemie uitbreiding TV 40 lestijden

Ca 7 8356 Macromoleculen TV 40 lestijden

Ca 8 8357 Organische synthese 1 TV 40 lestijden

Ca 9 8358 Organische synthese 2 TV 40 lestijden

Cb 7 8370 Rheologie TV 40 lestijden

Cb 8 8371 Kunststoffen TV 160 lestijden

Cb 9 8372 Kunststofverwerking TV 80 lestijden

Cc 7 8385 Algemene en toegepaste microbiologie TV 160 lestijden

Cc 8 8386 Chemie van de biotechnologische bedrijven TV 80 lestijden

Cc 9 8387 Macromoleculaire biologie TV 40 lt

A4 8335 Lab organische chemie TV 40 lestijden

Ba 4 8341 Lab organische chemie uitbreiding TV 40 lestijden

Bb 4 8347 Lab organische chemie uitbreiding TV 40 lestijden

Ca 10 8359 Lab organische synthese TV 40 lestijden

Ca 11 8360 Lab instrumentele analyse TV 40 lestijden

Ca 12 8361 Chemische technologie 1 TV 40 lestijden

Cb 10 8373 Technologie van de chemische bedrijven TV 40 lestijden

Cb 11 8374 Kunststofvormgeving TV 40 lestijden

Cb 12 8375 Ontwerpen met kunststoffen TV 80 lestijden

Cc 10 8388 Enzymologie TV 40 lestijden

Cc 11 8389 Immunologie en celtechnologie TV 40 lestijden

Cc 12 8390 Ecologie TV 40 lestijden

A5 8336 Analytische chemie TV 40 lestijden

Ba 5 8342 Analytische chemie titrimetrie TV 40 lestijden

Bb 5 8348 Analytische chemie uitbreiding TV 40 lestijden

Ca 13 8362 Chemische technologie 2 TV 40 lestijden

Ca 14 8363 Eindwerk Chemie TV 80 lestijden

Cb 13 8376 Chemische en fysische controle Kunststoffen TV 80 lestijden

Cb 14 8377 Composieten TV 40 lestijden

Cb 15 8378 Eindwerk Kunststoffentechnologie TV 80 lestijden

Cc 13 8391 Toegepaste biotechnologie TV 120 lestijden

Cc 14 8392 Eindwerk Biochemie TV 80 lestijden

A6 8337 Lab analytische chemie TV 40 lestijden

Ba 6 8343 Lab analytische chemie titrimetrie TV 40 lestijden

Bb 6 8349 Lab analytische chemie uitbreiding TV 40 lestijden

deelcertificaat chemie basis 240 lestijden

deelcertificaat chemie uitbreiding optie chemie 240 lestijden

deelcertificaat chemie uitbreiding optie kunststoffentechnologie en biochemie 240 lestijden

goedgekeurd op 31 mei 2006

Leerplan Chemie - HOSP

Optie Ca Chemie

Optie Cb Kunststoffentechnologie

Optie Cc Biochemie

deelcertificaat chemie - optie biochemie 920 lestijden

deelcertificaat chemie - optie chemie 600 lestijden

deelcertificaat chemie - optie kunststoffentechnologie 920 lestijden

D1 8393 Kwaliteitszorg en veiligheid TV 40 lestijden

goedgekeurd op 31 mei 2006 namens de Vlaamse minister bevoegd voor onderwijs de gemachtigde ambtenaar

Patrick Weckesser adjunct van de directeur

deelcertificaat Kwaliteitszorg en veiligheid 40 lestijden

DIPLOMA HOGER ONDERWIJS CHEMIE - OPTIE CHEMIE = module A + submodule Ba + submodule Ca + module D totaal 1120 lestijden DIPLOMA HOGER ONDERWIJS CHEMIE - OPTIE KUNSTSTOFTECHNOLOGIE = module A + submodule Bb + submodule Cb + module D totaal 1440 lestijden DIPLOMA HOGER ONDERWIJS CHEMIE - OPTIE BIOCHEMIE = module A + submodule Bc + submodule Cc + module D totaal 1440 lestijden

goedgekeurd op 31 mei 2006

2007-03-01

2

Meewerkende centra voor volwassenenonderwijs 1

CVO HORITO, de Merodelei 220, 2300 Turnhout

2

CVO De Ledebaan – De Welvaert, Ledebaan 101, 9300 Aalst

3

CVO IVV de Avondschool, Schoonmeersstraat 52, 9000 Gent

4

CVO TNA, Londenstraat 43, 2000 Antwerpen


2007-03-01

3

Inhoudstafel 1

Beginsituatie ___________________________________________________________________ 6

2

Algemene doelstellingen van de opleiding ____________________________________________ 7

3

Module: A1, Anorganische chemie, TV 40 lestijden _____________________________________ 9

4

Module: A2, Lab anorganische chemie, TV 40 lestijden _________________________________ 11

5

Module A3: Organische chemie, TV 40 lestijden_______________________________________ 16

6

Module A4: Lab organische chemie, TV 40 lestijden ___________________________________ 19

7

Module A5: Analytische chemie, TV 40 lestijden_______________________________________ 22

8

Module A6: Lab analytische chemie, TV 40 lestijden ___________________________________ 25

9

Module Ba1: Lab anorganische synthese, TV 40 lestijden _______________________________ 27

10

Module Ba2: Structuurchemie, TV 40 lestijden ________________________________________ 29

11

Module Ba3: Organische chemie – ruimtelijke structuur, TV 40 lestijden ____________________ 31

12

Module Ba4: Lab organische chemie, TV 40 lestijden __________________________________ 34

13

Module Ba5: Analytische chemie - titrimetrie, TV 40 lestijden_____________________________ 37

14

Module Ba6: Lab Analytische chemie - titrimetrie, TV 40 lestijden _________________________ 39

15

Module Bb1: Anorganische chemie – uitbreiding, TV 40 lestijden _________________________ 42

16

Module Bb2: Lab anorganische chemie - uitbreiding, TV 40 lestijden ______________________ 48

17

Module Bb3: Organische chemie - uitbreiding, TV 40 lestijden____________________________ 55

18

Module Bb4: Lab organische chemie – uitbreiding, TV 40 lestijden ________________________ 60

19

Module Bb5: Analytische chemie – uitbreiding, TV 40 lestijden ___________________________ 66

20

Module Bb6: Lab analytische chemie – uitbreiding, TV 40 lestijden ________________________ 71

21

Module Ca 1: Toegepaste wiskunde, TV 40 lestijden ___________________________________ 76

22

Module Ca 2: Toegepaste statistiek, TV 40 lestijden ___________________________________ 79

23

Module Ca 3: Scheidingstechnieken, TV 40 lestijden ___________________________________ 83

24

Module Ca 4: Fysicochemie, TV 40 lestijden _________________________________________ 86

25

Module Ca 5: Elektrochemie, TV 40 lestijden _________________________________________ 88

26

Module Ca 6: Spectroscopie, TV 40 lestijden _________________________________________ 90

27

Module Ca 7: Macromoleculen, TV 40 lestijden _______________________________________ 92

28

Module Ca 8: Organische synthese 1, TV 40 lestijden __________________________________ 94

29

Module Ca 9: Organische synthese 2, TV 40 lestijden __________________________________ 97

30

Module Ca 10: Lab organische synthese, TV 40 lestijden ______________________________ 100

31

Module Ca 11: Lab instrumentele analyse; TV 40 lestijden _____________________________ 103

32

Module Ca 12: Chemische technologie 1, TV 40 lestijden ______________________________ 105

33

Module Ca 13: Chemische technologie 2, TV 40 lestijden ______________________________ 108

34

Module Ca 14: Eindwerk chemie, TV 80 lestijden _____________________________________ 111

35

Modules Cb 1-15 ______________________________________________________________ 113

36

Module Cb 1: Gereedstechnologie, TV 40 lestijden ___________________________________ 114

37

Module Cb 2: Additieven, TV 40 lestijden ___________________________________________ 117

38

Module Cb 3: Chemie van de kunststoffen, TV 40 lestijden _____________________________ 120

39

Module Cb 4: Fysicochemie, TV 40 lestijden ________________________________________ 122

40

Module Cb 5: Elektromechanische en termodynamische technologie, TV 80 lestijden ________ 126

41

Module Cb 6: Polymeerchemie, TV 40 lestijden ______________________________________ 133

42

Module Cb 7: Rheologie, TV 40 lestijden ___________________________________________ 136

43

Module Cb 8: Kunststoffen, TV 160 lestijden ________________________________________ 140

44

Module Cb 9: Kunststofverwerking, TV 80 lestijden ___________________________________ 147

45

Module Cb 10: Technologie van de chemische bedrijven, TV 40 lestijden __________________ 151

46

Module Cb 11: Kunststofvormgeving, TV 40 lestijden__________________________________ 156

47

Module Cb 12: Ontwerpen met kunststoffen, TV 80 lestijden ____________________________ 159

48

Module Cb 13: Chemische en fysische controle kunststoffen, TV 80 lestijden _______________ 163

49

Module Cb 14: Composieten, TV 40lestijden ________________________________________ 166

50

Module Cb 15: Eindwerk kuststoffentechnologie, TV 80 lestijden_________________________ 169

51

Modules Cc 1-14 ______________________________________________________________ 173

52

Module Cc 1: Biochemie, TV 40 lestijden ___________________________________________ 174

53

Module Cc 2: Analytische biochemie, TV 40 lestijden__________________________________ 179

54

Module Cc 3: Lab analytische biochemie, TV 40 lestijden ______________________________ 184

55

Module Cc 4: Fysicochemie, TV 40 lestijden_________________________________________ 188

56

Module Cc 5: Elektromechanische en thermodynamische techologie, TV 80 lestijden ________ 193

57

Module Cc 6: Lab instumentele chemie, TV 80 lestijden________________________________ 200

58

Module Cc 7: Algemene en toegepaste microbiologie, TV 160 lestijden ___________________ 204

59

Module Cc 8: Chemie van de biotechnologische bedrijven, TV 80 lestijden_________________ 215

60

Module Cc 9: Macromoleculaire biologie, TV 40 lestijden_______________________________ 221

61

Module Cc 10: Enzymologie, TV 40 lestijden ________________________________________ 224

62

Module Cc 11: immunologie en celtechnologie, TV 40 lestijden __________________________ 227

63

Module Cc 12: Ecologie, TV 40 lestijden ____________________________________________ 230

64

Module Cc 13: Toegepadte biotechnologie, TV 120 lestijden ____________________________ 236

65

Module Cc 14: Eindwerk biochemie, TV 80 lestijden __________________________________ 245

66

Module D 1: Kwaliteitszorg en veiligheid, TV 40 lestijden _______________________________ 248

67

Methodologische wenken en didactische hulpmiddelen ________________________________ 250

68

Evaluatie ____________________________________________________________________ 251

1

Beginsituatie

De toelatingsvoorwaarden zijn bepaald in overeenstemming met het decreet van 02 maart 1999 tot regeling van een aantal aangelegenheden van het volwassenenonderwijs, artikels 34 tot en met 37: •

wie een diploma of getuigschrift van het algemeen of het technisch secundair onderwijs heeft behaald, of

•

wie een diploma of getuigschrift van een hoger secundaire technische leergang (HSTL) heeft behaald, of

•

wie een brevet van het aanvullend secundair beroepsonderwijs (7de leerjaar) heeft behaald, of

•

wie 21 jaar is en slaagt voor een toelatingsexamen.


2007-03-01

6

2 2.1

Algemene doelstellingen van de opleiding Algemeen

De opleiding stelt zich tot doel een volwaardig diploma Hoger Onderwijs van het Korte Type af te leveren en cursisten met voorkennis bij te scholen in hun specialiteit of in een andere discipline zodat ze zich kunnen kwalificeren als hooggeschoolde technici. De THOKTSP cursist krijgt een praktische opleiding, onderbouwd door een brede theoretische achtergrond, waarbij uitdrukkelijk geleerd wordt een verband te leggen tussen theorie en praktijk. De theorie staat ten dienste van de praktijk. De afgestudeerde moet in staat zijn te functioneren binnen een laboratorium (zowel een analyse laboratorium als een onderzoekslaboratorium). De opleiding richt zich op het begrijpen, analyseren en afregelen van scheikundige processen. Het begrijpen omvat vooreerst de basiskennis van de scheikunde. De opleiding omvat vervolgens een kennisverruiming met betrekking tot organische en analytische chemie. Tijdens de verschillende opties (chemie, biochemie, kunststoffentechnologie) worden deze gebieden van de chemie verder uitgediept. Bovendien verwerft de cursist kennis en inzicht van zorgsystemen. Tijdens de opleiding worden attitudes ontwikkeld zoals zin voor initiatief, flexibiliteit, autonoom en in teamverband werken, zin voor efficiëntie, doorzettingsvermogen, zin voor nauwkeurigheid, analytisch en logisch denken.

2.2

Het opleidingsconcept

Het opleidingsconcept is uitgewerkt in vier delen:

2.2.1

Basis

Deze modules moeten de cursist in staat stellen om met eenzelfde voorkennis aan de verschillende opties te beginnen. Voornamelijk de verschillen tussen algemeen en technisch secundair onderwijs worden hier weggewerkt. Voor de cursist die al geruime tijd is afgestudeerd, en in het bezit is van een diploma secundair onderwijs, bieden deze modules de mogelijkheid om de wetenschappelijke basis opnieuw in te oefenen.

2.2.2

Uitbreiding

Dit algemeen gedeelte beoogt een uitbreiding van de basiskennis uitgesplitst naar de optie chemie (een verdere opbouw van de algemene principes van de scheikunde) enerzijds en de opties biochemie en kunststoffentechnologie (uitdiepen van de scheikundige principes die nodig zijn bij de studie van de biochemie en de kunststoffentechnologie) anderzijds als voorbereiding op de drie opties.

2.2.3

Opties

Hier nemen het laboratoriumwerk en het eindwerk een belangrijke plaats in. Hier wordt opgeleid tot gegradueerde technicus. In functie van de gekozen optie wordt opgeleid tot scheikundige, biochemicus of kunststoffentechnoloog, die zowel in het laboratorium als in de productie een plaats kan vinden.


2007-03-01

7

2.2.4

Kwaliteitszorg en veiligheid

Deze module besteedt aandacht aan de kwaliteitszorg en de veiligheid bij het werken met chemische producten. Een hooggeschoolde technicus moet inzicht hebben in de verschillende mogelijkheden die bestaan om een kwalitatief hoogstaand product af te leveren in een veilige omgeving.


2007-03-01

8

3

Module: A1, Anorganische chemie, TV 40 lestijden

Administratieve code: 8332

3.1

Algemene doelstelling van de module

De cursisten verwerven een basiskennis van de anorganische chemie.

3.2

Beginsituatie

De normale toelatingsvoorwaarden voor een opleiding van dit niveau.

3.3

Leerplandoelstellingen en leerinhouden Leerplandoelstellingen

met inbegrip van eindtermen (ET), specifieke eindtermen (SET), basiscompetenties (B), uitbreidingsdoelstellingen (U), sleutelvaardigheden (SV)

Leerinhouden

B/U SV (S)ET

Methodologische wenken

De cursisten kunnen de elementaire bouw van het atoom uitleggen

Atoombouw en periodiek systeem

de plaats van de elementen en de periodieke eigenschappen verklaren aan de hand van de elektronenconfiguratie

• algemene structuur van het atoom periodiek systeem – periodieke eigenschappen

de basisprincipes en voorkomen van de bindingen verklaren

Chemische binding −

ionbinding

− covalente binding metaalbinding de systematische naam geven van de enkelvoudige stoffen, binaire verbindingen en ternaire verbindingen de triviale naam geven van veelgebruikte verbindingen verklaren aan de hand van de elektronenconfiguratie. de voornaamste definities van concentratiegrootheden geven en berekenen correct een chemische reactievergelijking schrijven


Naamvorming •

enkelvoudige stoffen

• binaire verbindingen ternaire verbindingen Stoichiometrie •

samenstelling van oplossingen

•

chemische reactievergelijkingen

2007-03-01

9

Leerplandoelstellingen met inbegrip van eindtermen (ET), specifieke eindtermen (SET), basiscompetenties (B), uitbreidingsdoelstellingen (U), sleutelvaardigheden (SV)

B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen het rendement bereken van een reactie neutralisatiereacties correct opschrijven deelreacties en totale reactie opschrijven

rendement van een reactie Chemische reacties •

neutralisatiereacties

redoxreacties

correct de uitdrukking van het chemisch evenwicht opschrijven de betekenis van K interpreteren de invloed van de verschillende parameters op K geven

3.4

Chemische evenwicht −

evenwichtsconstante

−

parameters die evenwicht beïnvloeden

principe van Le Chatelier – Van ‘t Hoff

Bibliografie

Atkins P. W., Jones L., CHEMISTRY – Molecules, Matter and Changes – 3d ed. 1997, W. H. Freeman and company – New York (met CD – rom) Atkins P.W, Physical Chemistry, 4th ed. 1990, Oxford University Press Cotton F.A, Wilkinson G., Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley, New York 1988 Zumdahl S.S., Chemical Principles, D.C. Heath, Lexington, 1992 Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem Van De Weerdt J., Tabellenboekje voor chemie, De Sikkel (De Boeck), Oostmalle Hondebrink J., Scheikunde de basis, Ten Hagen Stam Den Haag Fast J.D., Materie en leven, Natuur en Techniek, Maastricht Fast J.D., Energie uit atoomkernen, Natuur en Techniek, Maastricht Potting J.A., Algemene en anorganische chemie, Heron, Reeks Bohn Stafleu Van Loghum


2007-03-01

10

4

Module: A2, Lab anorganische chemie, TV 40 lestijden


4.1


De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen. De cursist legt gemakkelijk sociaal contact. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken.

4.2

Beginsituatie


4.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen correct werken met de balansen

Basistechnieken

correct werken met een bunsenbrander

•

wegen

de verschillende methoden voor het verwarmen juist toepassen

•

verwarmen

de voorzorgen nemen bij het verwarmen van vloeistoffen en brandbare producten

• glaswerk en glasbewerkingen scheidingsmethoden (filtratie ...)

thermometers correct gebruiken een opstelling maken zoals aangegeven in een figuur de maatapparatuur op een correcte wijze gebruiken


2007-03-01

11


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen het onderscheid maken tussen de verschillende toebehoren die gebruikt worden om vaste stoffen en vloeistoffen af te wegen en/of op te lossen uitmaken wanneer glaswerk mag verwarmd worden (zowel qua veiligheid als qua gebruik) de gevaren kennen en de nodige voorzorgen nemen tijdens het uitvoeren van glasbewerkingen de scheidingsmethoden juist toepassen

de betekenis van de gevarensymbolen begrijpen

Veiligheid

de betekenis van R/S zinnen opzoeken en interpreteren

−

R/S zinnen

−

gevaarsymbolen

het juiste beschermingsmiddel kiezen en gebruiken voor de bescherming van ogen, gezicht, handen, huid en ademhalingswegen

−

bescherming en brandgevaar

beslissen wanneer in een zuurkast moet gewerkt worden

− omgaan met chemicaliën afvalverwerking en milieu

veilig werken met brandgevaarlijke producten het etiket op een verpakking interpreteren en de nodige voorzorgen nemen om met het product te werken beslissen wat met afvalproducten moet gebeuren en de afspraken volgen die hierover gemaakt werden inzicht verwerven in de veiligheidsaspecten van een chemisch laboratorium en stoffen onderscheid maken tussen volumetrisch en nietvolumetrisch glaswerk


Inleiding tot de volumetrie •

volumetrisch en niet-volumetrisch glaswerk

2007-03-01

12


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen de nauwkeurigheid van glaswerk aangeven

bereiden van oplossingen

de berekeningen maken voor het bereiden van oplossingen met een bepaalde concentratie oplossingen maken zowel voor analytisch als nietanalytisch gebruik Reacties Een keuze wordt gemaakt uit volgende onderwerpen (eventueel kunnen gelijkaardige proeven bepaalde proeven vervangen): de empirische formule of verhoudingsformule van een verbinding bepalen uit experimentele gegevens

Bepaling van de empirische formule of de verhoudingsformule van een verbinding (bijvoorbeeld metaaloxide, koperbromide)

de soort vloeistof bepalen die kan gebruikt worden voor het oplossen van polaire en apolaire stoffen

Polaire en apolaire stoffen

het belang van het kristalwater aangeven het warmte-effect aangeven bij ionisatie en hydratatie uitgaande van de gaswetten het molaire volume van een gas berekenen en bepalen (bijvoorbeeld met Victor Meyer methode)

Gaswetten: bepaling van het molaire volume

uitgaande van de theoretische begrippen molmassa berekenen en bepalen

Bepaling van de molaire massa van een vloeistof (bijvoorbeeld aceton, ethylacetaat) of een gas (bijvoorbeeld CO2)

uitgaande van de theoretische begrippen reactiesnelheid berekenen en bepalen

Bepaling van de reactiesnelheid

enkele parameters die de reactiesnelheid beïnvloeden experimenteel verifiëren en kwantitatief verwerken

Parameters die de reactiesnelheid beïnvloeden


2007-03-01

13


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen uitgaande van theoretische begrippen evenwichtsconstante en evenwichtsconcentraties berekenen en bepalen

Onderzoek naar een evenwichtsreactie

enkele parameters die het evenwicht van een chemische reactie beïnvloeden experimenteel verifiëren

Parameters die het chemische evenwicht beïnvloeden

uitgaande van theoretische begrippen en experimenteel onderzoek het getal van Avogadro bepalen

Bepaling van het getal van Avogadro

standaardoplossing bereiden uitgaande van een oertiterstof

Stellen van oplossingen (bijvoorbeeld NaOH-oplossing stellen met oxaalzuur, HCl oplossing stellen met NaOH-oplossing)

een stof heel nauwkeurig stellen d.m.v. titratie en gebruik van een standaardoplossing concentraties van een oplossing nauwkeurig berekenen en in de praktijk uitvoeren

Volumetrie, concentratie en nauwkeurigheid

de juiste kleurindicator kiezen om in volumetrie het equivalentiepunt van een reactie zichtbaar te maken aantonen dat een sterk zuur een zwak zuur uit zijn zouten verdrijft

Bereiding en eigenschappen van koolstofdioxide

de zuiverheidgraad van marmer berekenen het verband grafisch weergegeven tussen de hoeveelheid opgelost zout en de temperatuur van de oplossing

Bepaling van de oplosbaarheidcurve van kaliumnitraat

enkele parameters die de oplosbaarheid van chemische stoffen beïnvloeden experimenteel verifiëren

Parameters die de oplosbaarheid beïnvloeden

door experimenteel onderzoek het reducerend vermogen van een aantal metalen vergelijken en op basis hiervan deze metalen in een reeks rangschikken


2007-03-01

14

4.4

Bibliografie

Atkins P. W., Jones L., CHEMISTRY – Molecules, Matter and Changes, 3d ed. 1997, W. H. Freeman and company – New York (met cd-rom) Atkins P.W, Physical Chemistry, 4th ed. 1990, Oxford University Press Cotton F.A en Wilkinson G., Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley, New York 1988 Zumdahl S.S., Chemical Principles, D.C. Heath, Lexington, 1992 Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editoriaal, Diegem Van De Weerdt J., Tabellenboekje voor chemie, De Sikkel (De Boeck), Oostmalle Holler F.J., SKoog D.A. en West D.M., Fundamentals of Analytical Chemistry, 7 th ed., Saunders College Publishing, 1996 Van Der Meer A., Analytische chemie voor het MLO, Heron-reeks, Kluwer, Antwerpen, 1999 Hondebrink J., Scheikunde de basis, Ten Hagen Stam, Den Haag Fast J.D., Materie en leven, Natuur en Techniek, Maastricht Fast J.D., Energie uit atoomkernen, Natuur en Techniek, Maastricht Potting J.A., Algemene en anorganische chemie, Heron Reeks, Bohn Stafleu Van Loghum


2007-03-01

15

5

Module A3: Organische chemie, TV 40 lestijden


5.1


De cursisten verwerven een basiskennis van de organische chemie.

5.2

Beginsituatie


5.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen de regels voor de systematische nomenclatuur toepassen

Nomenclatuur van organische verbindingen

substitutieve naamgeving, radicofunctionele naamgeving en/of het gebruik van triviale namen toepassen

Verzadigde en onverzadigde alifatische koolwaterstoffen;

namen en structuren van veel gebruikte verzadigde en onverzadigde alifatische koolwaterstoffen, cyclische koolwaterstoffen, alcoholen, fenolen, thiolen, ethers, halogeenkoolwaterstoffen, aminen, nitroverbindingen, carbonzuren en carbonzuurderivaten, aldehyden, ketonen en nitrillen afleiden

Cyclische koolwaterstoffen; Alcoholen, fenolen en thiolen; Ethers; Halogeenkoolwaterstoffen; Aminen; Nitroverbindingen; Carbonzuren en carbonzuurderivaten; Aldehyden en ketonen; Nitrillen;

de structuur weergeven van de voornaamste reactieintermediairen

Organische reacties en reagentia

een onderscheid maken tussen homolytische en heterolytische reacties een onderscheid maken tussen nucleofiele en elektrofiele


2007-03-01

16


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen reagentia en reacties een onderscheid maken tussen substitutie-, additie- en eliminatiereacties het reactiemechanisme van een substitutiereactie weergeven

Reactiemechanismen Substitutiereacties

de invloed van de substituenten op de reactiviteit en de oriëntatie bij elektrofiele substitutiereacties nagaan een onderscheid maken tussen een SN1- en een SN2mechanisme; nagaan welke factoren het reactiemechanisme van een nucleofiele substitutie bepalen; een onderscheid maken tussen een nucleofiele en een elektrofiele additie

Additiereacties

regioselectiviteit (regel van Markovnikov) toepassen bij elektrofiele additiereacties; een onderscheid maken tussen het E1- en het E2mechanisme

Eliminatiereacties

problematiek van de competitie tussen E1 en SN1 en E2 en SN2 begrijpen Zaitsev-regel toepassen bij E2-eliminatie rekening houden met stereospecificiteit E2-eliminatie

5.4

Bibliografie

Ege S.N., Organic Chemistry, D.C. Heath and Company, Lexington, Massachusetts, 3de druk, 1994 March J., Advanced Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1992 Mourik J. van, J.H. van Dijk Chemie voor het HBO, Deel 2, (Heron-reeks), Bohn Stafleu Van Loghum, Houten, 3de druk, 1996 Solomons T.W.G., Fundamentals of Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1994


2007-03-01

17

KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, secties A en B, Den Haag KNCV, 1987 KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, sectie C, Den Haag KNCV, 1987


2007-03-01

18

6

Module A4: Lab organische chemie, TV 40 lestijden


6.1


De cursisten verwerven een basiskennis van de laboratoriumtechnieken in de organische chemie. De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen. De cursist legt gemakkelijk sociaal contact. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken.

6.2

Beginsituatie


6.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen inzicht en kennis verwerven in de voornaamste scheidingsen zuiveringstechnieken in de organische chemie de basistechnieken toepassen in synthesen, analysen en extracties

Basistechnieken ¾

algemene werkwijze in het laboratorium

¾

reinigen en drogen van glaswerk en drogen van producten

¾

belangrijke scheidingsen zuiveringstechnieken in de organische chemie zuiverheid van producten bepalen: smeltpuntbepaling, … de betekenis van de gevarensymbolen begrijpen

Veiligheid


¾

R/S zinnen en gevaarsymbolen

het juiste beschermingsmiddel kiezen en gebruiken voor de

¾



2007-03-01

19


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen bescherming van ogen, gezicht, handen, huid en ademhalingswegen beslissen wanneer in een zuurkast moet gewerkt worden

¾ omgaan met chemicaliën afvalverwerking en milieu

veilig werken met brandgevaarlijke producten het etiket op een verpakking interpreteren en de nodige voorzorgen nemen om met het product te werken beslissen wat met afvalproducten moet gebeuren en de afspraken volgen die hierover gemaakt werden inzicht verwerven in de veiligheidsaspecten van een chemisch laboratorium en (organische) stoffen Reacties: een keuze wordt gemaakt uit (eventueel kunnen gelijkaardige proeven bepaalde proeven vervangen) de basistechnieken toepassen kwalitatieve tests uitvoeren waar nodig scheidingsen zuiveringstechnieken uitvoeren

Identificatie van aldehyden en ketonen (bijvoorbeeld met 2,4dinitrofenylhydrazine, semicarbazide, Tollensreagens, Fehlingreagens)

synthesereacties uitvoeren

Specifieke reacties met een aldehyd (bijvoorbeeld polymerisatiereactie, aldolcondensatie)

de zuiverheidgraad bepalen van organische producten

Identificeren en zuiveren van alcoholen

de nodige berekeningen maken

Omkristallisatie van zuren

de bekomen resultaten weergeven in een overzichtelijk en goed gestructureerd verslag

Scheiden van 3 en 4 componentsystemen Isolering van het fosfoproteïne caseïne en de suiker lactose uit melk Aromatische en alifatische estervorming Bereiding van aspirine Bereiding van cyclohexeen Synthese van een kunststof (bijvoorbeeld nylon)


2007-03-01

20


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen Chemoluminescentie Bereiding van picrinezuur

6.4

Bibliografie

Atkins P. W., Jones L., CHEMISTRY – Molecules, Matter and Changes – 3d ed. 1997, W. H. Freeman and company – New York (met CD–rom) Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry, Longman Scientific & Technical, Essex, 4de druk, 1987 The Merck Index, Merck & Co., Inc., Rahway, New Jersey, 11de druk, 1989 CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Inc., Cleveland, Ohio, 56ste druk, 1976 Chemiekaarten, veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem


2007-03-01

21

7

Module A5: Analytische chemie, TV 40 lestijden


7.1


De cursisten verwerven een basiskennis van de analytische chemie.

7.2

Beginsituatie


7.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen zuren en basen herkennen

Zuur-base evenwichten in water

een zuur en zijn geconjugeerde base bepalen

•

pH, ionenproduct van water

de definitie geven van pH

•

zuurconstante en basiciteitsconstante

de betekenis van KW geven

•

de evenwichtsconstante van zuren en basen opschrijven het verband tussen zuurconstante en basiciteitsconstante geven

pH van oplossingen van een zuur, een base, een zout, een amfolyt pH van een bufferoplossing

het onderscheid maken tussen sterke zuren en zwakke zuren en basen de pH berekenen van oplossingen van sterke zuren, sterke basen, zwakke zuren, zwakke basen, zouten en amfolyten de definitie van een bufferoplossing geven de pH berekenen van een bufferoplossing het pH verloop berekenen van de titratie van een zuur met een base betekenis en bepaling van het equivalentiepunt met


2007-03-01

22


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen indicatoren bespreken

de berekeningen uitvoeren om tot een resultaat te komen in een volumetrische analyse de verschillende titratiecurven bespreken

Volumetrische analyse •

zuur-base titratie

•

neutralisatieregel titratiecurven

de definitie van KS geven

Neerslagreacties

de oplosbaarheid berekenen uit KS

•

KS berekenen uit de oplosbaarheid

• oplosbaarheid S Factoren die de oplosbaarheid beïnvloeden: gemeenschappelijk ion-effect – zouteffect – temperatuur - pH

berekenen wanneer een slecht oplosbare verbinding begint neer te slaan

oplosbaarheidproduct KS

de factoren opnoemen die de oplosbaarheid beïnvloeden de oplosbaarheid van een verbinding berekenen in aanwezigheid van een overmaat gemeenschappelijke ionen kwalitatief uitleggen waarom de oplosbaarheid stijgt als de zoutconcentratie toeneemt de oplosbaarheid berekenen van hydroxiden bij een bepaalde pH uitleggen wat het ligand en het coördinatiegetal is de verschillende stabiliteitconstanten schrijven de dissociatieconstante van de reacties schrijven


Complexvormingsreacties •

complexe ionen

• evenwichten met complexe ionen evenwichtsconstanten

2007-03-01

23

7.4

Bibliografie

Atkins P. W., Jones L., Chemistry, Molecules, Matter and Changes – 3rd ed. 1997; W. H. Freeman and company, New York (met CD–rom) Atkins P.W, Physical Chemistry, 4th ed. 1990, Oxford University Press Cotton, F.A, Wilkinson, G., Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley, New York 1988 Zumdahl S.S., Chemical Principles, D.C. Heath, Lexington, 1992 Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem Van De Weerdt J., Tabellenboekje voor chemie, De Sikkel (De Boeck), Oostmalle Shakhaskiri B., Chemical Demonstrations – ‘A Handbook for Teachers of Chemistry‘, Volumes 1, 2, 3 en 4, The University of Wisconsin Press


2007-03-01

24

8

Module A6: Lab analytische chemie, TV 40 lestijden


8.1


De cursisten verwerven een basiskennis van de technieken van het laboratorium analytische chemie. De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen. De cursist legt gemakkelijk sociaal contact. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken.

8.2

Beginsituatie


8.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen het maatglaswerk op de juiste manier gebruiken

Basistechnieken: gebruik van buret, pipet en ander maatglaswerk

de betekenis van de gevarensymbolen begrijpen

Veiligheid


•



•



•

omgaan met chemicaliën afvalverwerking en milieu

veilig werken met brandgevaarlijke producten het etiket op een verpakking interpreteren en de nodige voorzorgen nemen om met het product te werken


2007-03-01

25


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen een juist etiket aanbrengen op producten die bewaard worden beslissen wat met afvalproducten moet gebeuren en de afspraken volgen die hierover gemaakt werden de begrippen oertiterstof en standaardoplossingen uitleggen aangeven hoe de concentratiebepaling gebeurt de eindpuntdetectie van een zuur-base-titratie aangeven titratiekrommen berekenen en schetsen

Analytische technieken •

stellen van een standaardoplossing

•

zuur-base titratie: er wordt een keuze gemaakt uit (of analoge experimenten) 1 bepaling van het zuurgehalte in tafelazijn 2 bepaling van het zuurgehalte in wijn 3 bepaling van het acetylzuurgehalte in pijnstillers

bepalen van het ammoniakgehalte voorbereiden, analyseren en berekeningen uitvoeren pH-curve tekenen

8.4

Potentiometrische zuur-base analyse: titratie van eenwaardige en meerwaardige zuren in waterige oplossingen

Bibliografie

Atkins P. W., Jones L., Chemistry – Molecules, Matter and Changes, 3rd ed. 1997, W. H. Freeman and company, New York (met CD–rom) Atkins P.W, Physical Chemistry, 4th ed. 1990, Oxford University Press Cotton F.A, Wilkinson, G., Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley, New York 1988 Zumdahl S.S., Chemical Principles, D.C. Heath, Lexington, 1992 Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem Van De Weerdt, J., Tabellenboekje voor chemie, De Sikkel (De Boeck), Oostmalle Shakhaskiri B., Chemical Demonstrations – ‘A Handbook for Teachers of Chemistry‘, Volumes 1, 2, 3 en 4, The University of Wisconsin Press


2007-03-01

26

9

Module Ba1: Lab anorganische synthese, TV 40 lestijden


9.1


De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen. De cursist legt gemakkelijk sociaal contact. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken.

9.2

Beginsituatie


9.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen een syntheserecept kritisch analyseren en nauwkeurig uitvoeren

Bereiding en eigenschappen van enkelvoudige en samengestelde stoffen

het verloop van een synthese en het onderzoek van eigenschappen objectief noteren in een labschrift

•

Waterstofgas

•

Zuurstofgas

•

Halogenen en halogeenverbindingen

•

Zwavel en zwavelverbindingen

•

Stikstof en stikstofverbindingen

•

Metalen en hun verbindingen

methoden bepalen en uitvoeren om het bekomen eindproduct te identificeren en eventueel te zuiveren kritisch de bekomen resultaten onderzoeken en eventueel verklaringen geven waarom een experiment mislukt is


2007-03-01

27


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen • Zuren en basen Oxidantia en reductantia Kationen scheiden in verschillende groepen naargelang hun oplosbaarheid in bepaalde omstandigheden, en ze vervolgens identificeren met selectieve of specifieke reagentia Anionen identificeren met selectieve of specifieke reagentia, na een reeks voorafgaande tests

9.4

Semi-micro kwalitatieve analyse van ionen •

Identificatie van kationen, bijvoorbeeld: Al3+, Ca2+, Ag+, Pb2+, Hg+, Cu2+, Cd2+, Fe2+ / Fe3+, Zn2+, Cr3+

•

Identificatie van anionen, bijvoorbeeld Cl−, Br−, I−, S2−, SO42−, 2− 2− SO3 , CO3

Bibliografie

Atkins, P. W., Jones L., Chemistry – Molecules, Matter and Changes, 3rd ed. 1997, W. H. Freeman and company, New York (met CD–rom) Atkins, P.W, Physical Chemistry, 4th ed. 1990, Oxford University Press Cotton, F.A., Wilkinson G., Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley, New York 1988 Zumdahl, S.S., Chemical Principles, D.C. Heath, Lexington, 1992 Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem Van De Weerdt, J., Tabellenboekje voor chemie, De Sikkel (De Boeck), Oostmalle Shakhaskiri, B., Chemical Demonstrations – ‘A Handbook for Teachers of Chemistry‘, Volumes 1, 2, 3 en 4, The University of Wisconsin Press


2007-03-01

28

10

Module Ba2: Structuurchemie, TV 40 lestijden


10.1


De cursist inzicht geven in de bouw van het atoom en laten kennismaken met de moderne opvattingen op dat gebied. Een inzicht geven in de verschillende modellen voor de bouw van een molecule en de verschillende manieren om een chemische binding te beschrijven.

10.2

Beginsituatie


10.3



B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen de principes van de atoombouw en de atoommodellen uitleggen en toepassen in oefeningen.

bouw van het atoom: •

elementaire deeltjes

•

waterstofspectrum

• atoommodel van Bohr atoommodel van Bohr-Sommerfeld golfkarakter van elektronen Schrödinger vergelijking en orbitalen kwantumgetallen

begrippen zoals orbitaal, angulair deel, radiaal deel verklaren. de voostelling van het angulaire deel weergeven. de elektronenconfiguraties schrijven. de plaats van de elementen in het periodiek systeem verklaren aan de hand van de elektronenconfiguratie.

de verschillende bindingstypen uitleggen en aan de hand hiervan de vorming van verbindingen verklaren en eigenschappen ervan geven.


periodieke eigenschappen: elektronenconfiguratie, verbodsregel van Pauli, regel van Hund verband elektronenconfiguratie en het periodiek systeem chemische binding •

moleculen van het type A2

•

moleculen van het type AXn en hybridisatie

2007-03-01

29


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen de structuur van een molecule geven en verklaren.

•

moleculen met meervoudige bindingen

•

ionbinding en covalente binding

• Lewisstructuur, formele lading, oxidatiegetal polariteit van bindingen en moleculen de verschillende inter-moleculaire krachten beschrijven en hun invloed op het gedrag van stoffen verklaren.

10.4

inter-moleculaire krachten

Bibliografie

Atkins P.W., Physical Chemistry, Oxford University Press Oxford Merlbourne Tokyo Eyring H., Walter J., Kimball G.E., Quantum Chemistry, John Wiley & Sons Inc Hondebrink J., Scheikunde de basis, Ten Hagen Stam, Den Haag Fast J.D., Materie en leven, Natuur en Techniek, Maastricht Fast J.D., Energie uit atoomkernen, Natuur en Techniek, Maastricht Potting J.A., Algemene en anorganische chemie, Heron Reeks, Bohn Stafleu Van Loghum


2007-03-01

30

11

Module Ba3: Organische chemie – ruimtelijke structuur, TV 40 lestijden


11.1


De cursisten verwerven een grondige kennis van de ruimtelijke structuur in de organische chemie.

11.2

Beginsituatie


11.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen de verschillende conformaties bij ethaan, propaan en butaan bepalen Newman-projectieformules weergeven

Ruimtelijke structuur van organische moleculen • De ruimtelijke structuur van acyclische verbindingen De ruimtelijke structuur van cyclische verbindingen

de Pitzer- of torsiespanning definiëren met behulp van Newman-projectieformules de verschillende uiterste conformaties van eenvoudige organische moleculen bepalen en het verschil in stabiliteit verband tussen ruimtelijke structuur en stabiliteit afleiden uit verbrandingsenthalpieën de hoek- of Baeyerspanning definiëren vaststellen dat de ringspanning bepaald wordt door de hoek- of Baeyerspanning en de Pitzer- of torsiespanning de ruimtelijke structuren van cyclopropaan, cyclobutaan, cyclopentaan en cyclohexaan analyseren de meest voorkomende configuratie(s) bij mono- en digesubstitueerd cyclohexaan bepalen de begrippen isomerie en isomeren definiëren


Isomerie

2007-03-01

31


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen structuurisomerie bij organische moleculen vaststellen

•

een onderscheid maken tussen ketenisomerie, plaatsisomerie en functionele isomerie op basis van een brutoformule de namen en structuren van structuurisomeren bepalen geometrische isomerie bij organische moleculen vaststellen

•

Structuurisomerie

Ketenisomerie

Plaatsisomerie

Functionele isomerie

Stereo-isomerie Geometrische isomerie Optische isomerie

een onderscheid maken tussen de geometrische isomeren op basis van cis-trans en E,Z-nomenclatuur de begrippen optisch isomeer of enantiomeer, chiraal centrum, optische draaiingshoek, specifieke rotatie, racemisch mengsel of racemaat definiëren het verband tussen optische isomeren en hun chemische en fysische eigenschappen algemeen weergeven Fischer-projectieformules weergeven de absolute configuratie van een chiraal centrum bepalen met behulp van de R,S-nomenclatuur optische isomerie bepalen bij moleculen met meer dan één chiraal centrum de begrippen diastereomeren, mesovorm, erythro en threo definiëren het begrip inductief effect definiëren

Elektronenverdeling in organische moleculen

bepalen of een atoom of atoomgroep een positief of een negatief inductief effect uitoefent

•

Inductief effect

•

Mesomerie of resonantie

•

Mesomeer effect

de begrippen mesomerie of resonantie, grens- of mesomere structuren, resonantiehybride, resonantieenergie beheersen regels voor het opstellen van grensstructuren toepassen


• Combinatie van inductief en mesomeer effect Aromaticiteit

2007-03-01

32


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen vaststellen wanneer mesomerie optreedt de grensstructuren en resonantiehybride van organische verbindingen bepalen het begrip mesomeer effect definiëren bepalen of een atoom of atoomgroep een positief of een negatief mesomeer effect uitoefent de gezamenlijke invloed van het inductief en mesomeer effect toepassen de aromatische structuur van benzeen weergeven verklaren waarom de delokalisatie van π-elektronen in de aromatische ring tot een bijzondere stabiliteit leidt bepalen of de structuur van een organische verbinding aromatisch is

11.4

Bibliografie

Ege S.N., Organic Chemistry, D.C. Heath and Company, Lexington, Massachusetts, 3de druk, 1994 March J., Advanced Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1992 Mourik J. van, J.H. van Dijk Chemie voor het HBO, Deel 2, (Heron-reeks), Bohn Stafleu Van Loghum, Houten, 3de druk, 1996 Solomons T.W.G., Fundamentals of Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1994 KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, secties A en B, Den Haag KNCV, 1987 KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, sectie C, Den Haag KNCV, 1987


2007-03-01

33

12

Module Ba4: Lab organische chemie, TV 40 lestijden


12.1


De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen. De cursist legt gemakkelijk sociaal contact. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken. De cursist kan in overleg afspraken maken over de taakverdeling tijdens een proef. De cursist kan op zelfstandige basis een synthese of een analyse uitvoeren. De cursist gaat systematisch te werk bij het oplossen van praktische problemen.

12.2

Beginsituatie


12.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen de betekenis van de gevarensymbolen begrijpen

Veiligheid


•



•



• omgaan met chemicaliën afvalverwerking en milieu

veilig werken met brandgevaarlijke producten het etiket op een verpakking interpreteren en de nodige voorzorgen nemen om met het product te werken


2007-03-01

34


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen beslissen wat met afvalproducten moet gebeuren en de afspraken volgen die hierover gemaakt werden Een keuze wordt gemaakt uit de volgende synthesen (eventueel kunnen gelijkaardige synthesen bepaalde synthesen vervangen): de basistechnieken toepassen

Synthese van 1-fenyl-azo-2-naftol

synthesereacties uitvoeren

Sulfonering

scheidingsen zuiveringstechnieken uitvoeren

Cannizzaroreactie op benzaldehyd

de nodige berekeningen maken

Synthese van een amide van een alifatisch zuur (bijvoorbeeld aceetamide)

de bekomen resultaten weergeven in een overzichtelijk en goed gestructureerd verslag

Bereiden van sulfanilamide Bereiden van benzoylchloride Bereiding van 2-aminodifenylamine en 4-nitrofenylamine Bereiding van ethylbenzeen uit acetofenon en benzeen Synthese van tertiair butychloride (via halogenering) Synthese van dibutylether (via dehydratatie) Synthese van 3-hexanol (via Grignardreactie) Synthese van jodoform (jodoformreactie; identificatiereactie van methylketon aceton). Synthese van een aromatisch amine (bijvoorbeeld aniline) Synthese van adipinezuur


Kwaliteitsonderzoek van organische stoffen Bepaling zuiverheid van producten: smeltpuntbepaling, … Op het bekomen product van de synthesen een kwaliteitsonderzoek uitvoeren


2007-03-01

35

12.4

Bibliografie

Atkins P. W., Jones L., CHEMISTRY – Molecules, Matter and Changes – 3d ed. 1997, W. H. Freeman and company – New York (met CD–rom) Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry, Longman Scientific & Technical, Essex, 4de druk, 1987 The Merck Index, Merck & Co., Inc., Rahway, New Jersey, 11de druk, 1989 CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Inc., Cleveland, Ohio, 56ste druk, 1976 Chemiekaarten, veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem


2007-03-01

36

13

Module Ba5: Analytische chemie - titrimetrie, TV 40 lestijden


13.1


De cursisten verwerven een goede kennis van de klassieke analytische chemie (titrimetrie en gravimetrie)

13.2

Beginsituatie


13.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET


De cursisten kunnen titratiecurven berekenen en schetsen

Volumetrische analyse

het principe van de neerslagtitraties uitleggen

•

zuur-base titratie meerwaardige zuren

het principe en toepassingen van argentometrie geven

•

titratiecurven van meerwaardige zuren

•

redoxtitraties

de eindpuntbepaling volgens Mohr, Volhard en Fajans omschrijven

• neerslagtitraties (argentometrie) complexometrische titraties

de titratiekromme van een EDTA-titratie berekenen en verklaren toepassingen van complexometrische titraties geven het principe van permanganometrie en jodometrie uitleggen

het principe van gravimetrie door neerslaan uitleggen

Gravimetrische analyse

het gehalte van oplossingen door middel van gravimetrische analyse bepalen

•

doel en principe van de gravimetrie

•

overzicht van de gravimetrische methoden

voorbeelden gravimetrische berekeningen uitvoeren

•

berekeningen en analysefactor

het mechanisme van de neerslagvorming beschrijven

•

mechanisme van neerslagvorming


2007-03-01

37


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen het begrip zuiverheid van een neerslag uitleggen

13.4

zuiverheid van de neerslag

Bibliografie

Atkins P. W., Jones L., Chemistry – Molecules, Matter and Changes, 3rd ed. 1997, W. H. Freeman and company, New York (met CD–rom) Atkins P.W, Physical Chemistry, 4th ed. 1990, Oxford University Press Cotton, F.A en Wilkinson, G., Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley, New York 1988 Zumdahl, S.S., Chemical Principles, D.C. Heath, Lexington, 1992 Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem Van De Weerdt, J., Tabellenboekje voor chemie, De Sikkel (De Boeck), Oostmalle Shakhaskiri B., Chemical Demonstrations – ‘A Handbook for Teachers of Chemistry‘, Volumes 1, 2, 3 en 4, The University of Wisconsin Press


2007-03-01

38

14

Module Ba6: Lab Analytische chemie - titrimetrie, TV 40 lestijden


14.1


De cursisten verwerven kennis van de technieken van het laboratorium analytische chemie. De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen. De cursist legt gemakkelijk sociaal contact. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken.

14.2

Beginsituatie


14.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET



Veiligheid


•



•



• omgaan met chemicaliën afvalverwerking en milieu

veilig werken met brandgevaarlijke producten het etiket op een verpakking interpreteren en de nodige voorzorgen nemen om met het product te werken een juist etiket aanbrengen op producten die bewaard


2007-03-01

39


B/U SV (S)ET

Leerinhouden


De cursisten kunnen worden beslissen wat met afvalproducten moet gebeuren en de afspraken volgen die hierover gemaakt werden basisbegrippen, gebruikt bij redoxtitraties verwoorden

Volumetrie redoxtitraties: permanganometrie, jodometrie

de invloed van de zuurgraad op het oxiderend vermogen van kaliumpermanganaat aangeven aangeven hoe de eindpuntdetectie met redoxindicatoren gebeurt de gebruikte reagentia en standaardoplossingen bij permanganometrie aangeven toepassingen van permanganometrie opsommen een redoxtitratie nauwkeurig uitvoeren en de resultaten berekenen het principe van de neerslagtitraties uitleggen

Neerslagtitraties

het principe en toepassingen van argentometrie geven

•

de eindpuntbepaling volgens Mohr, Volhard en Fajans omschrijven een neerslagtitratie nauwkeurig uitvoeren en de resultaten berekenen

• bepaling van het Cl--gehalte volgens Volhard Bepaling van het Cl--gehalte volgens Fajans

het principe van EDTA-titraties uitleggen

Complexvormingstitraties

de titratiekromme van een EDTA-titratie uitleggen

•

toepassingen van complexometrische titraties geven een complexvormingstitratie nauwkeurig uitvoeren en de resultaten berekenen

• bepaling door een substitutietitratie Bepaling door een indirecte titratie

principe verwoorden en experiment nauwkeurig uitvoeren

Gravimetrische bepaling (bijvoorbeeld sulfaat)


bepaling van het Cl--gehalte volgens Mohr

bepaling door een directe titratie

2007-03-01

40

14.4

Bibliografie

Atkins P. W., Jones L., Chemistry – Molecules, Matter and Changes, 3rd ed. 1997, W. H. Freeman and company, New York (met CD–rom) Atkins P.W, Physical Chemistry, 4th ed. 1990, Oxford University Press Cotton F.A., Wilkinson, G., Advanced Inorganic Chemistry, John Wiley, New York 1988 Zumdahl S.S., Chemical Principles, D.C. Heath, Lexington, 1992 Chemiekaarten, Gegevens voor veilig werken met chemicaliën, Kluwer Editorial, Diegem Van De Weerdt J., Tabellenboekje voor chemie, De Sikkel (De Boeck), Oostmalle Shakhaskiri B., Chemical Demonstrations – ‘A Handbook for Teachers of Chemistry‘, Volumes 1, 2, 3 en 4, The University of Wisconsin Press


2007-03-01

41

15

Module Bb1: Anorganische chemie – uitbreiding, TV 40 lestijden


15.1

Visie

Algemeen De afgestudeerden van het OSP–HOKT opleiding graduaat Biochemie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog is het zelfstandig of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie, brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en biochemisch-biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog kan werken in teamverband. Specifiek Anorganische Chemie is het basisvak bij uitstek wat chemie betreft. Naast basisaspecten van de chemie wordt er een inzichtelijk overzicht gegeven van de chemie. In dit vak verwerven de cursisten inzicht in de relaties die bestaan tussen de verschillende onderdelen van de chemie.

15.2


Algemeen De opleiding gegradueerde Biochemie staat voor een grondige vorming in chemie, microbiologie, biochemie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biochemische, biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de student een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biochemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Studenten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biochemisch & biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

Specifiek


2007-03-01

42

De cursisten verwerven een grondige basis van de chemie en kunnen relaties leggen tussen de verschillende onderdelen van de chemie.

15.3

Beginsituatie

Algemeen De opleiding gegradueerde Biochemie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Specifiek De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis”.

15.4



Leerinhouden

B/U SV (S)ET

De cursisten kunnen reducties en oxidaties onderscheiden en beschrijven door de passende reactievergelijkingen - uitbreidende oefeningen oplossen


1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11

2007-03-01

Redox Verbranding en oxidatie Zuurstof in de lucht Zuurstof met metalen Verbranden van alkanen Oxidatiebegrip met uitbreiding Oxidatiegetal Reducties Edele, halfedele en onedele metalen Metallurgie en verdringingsreeksen Equivalentmassa Redoxoefeningen

43


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen de invloeden op de reactiesnelheid evalueren een kwantitatieve evaluatie geven van de snelheid van een reactie.


2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14

2007-03-01

Reactiesnelheid Heterogene en homogene reacties Reactiesnelheid Wet der massawerking Concentratiedaling in functie van de tijd Reactieconstante Orde van een reactie Invloeden op de reactiesnelheid Concentratie Drukverhoging en volumeverkleining Endotherm en exotherm Katalysatoren Verdelingsgraad Invloed van straling Affiniteit van de reagentia

44


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen het belang van de invloeden op een evenwichtsreactie weergeven en voor sommige invloeden ook berekenen.


3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20

2007-03-01

Evenwichtsreacties Evenwichtsconstante – wet der massawerking voor gassen Bepaling van de evenwichtsconstante Verschuiving van het evenwicht Concentratieverandering – Wet van Le Chatelier Drukverandering of volumeverandering Verandering van de temperatuur Invloed katalysator Splitsingsgraad bij evenwicht Thermische dissociatie Berekeningen voor simpele gasreacties Invloeden op de dissociatiegraad Warmtetoevoer Druk en volumeverandering Specifieke dissociatie-energie Elektrolytische dissociatie of ionisatie Theorie van Arrhenius Invloed oplosmiddel Verdunningswet van Ostwald Zwakke en sterke elektrolyten Activiteit en activiteitscoëfficiënt

45


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13

de soorten energie aangeven die uit een reactie voortkomen. de nodige berekeningen uitvoeren om de verschillende grootheden te bepalen.

15.5

Energie bij chemische reacties Reactiewarmte Q Energie-inhoud van een systeem Inwendige energie Arbeid Eerste wet van de thermodynamica Activeringsenergie Soorten reactie-enthalpie Enthalpie H Vormingsenthalpie Verbrandingsenthalpie Neutralisatie-enthalpie Bindingsenthalpie Wet van Hess


Pedagogisch-didactische wenken Daar veel studenten in het secundair onderwijs geen of weinig chemie aangeboden krijgen, wordt de leerstof vanaf het strikte begin gegeven om zo het chemisch denken aan te brengen. Talrijke numerieke oefeningen helpen de studenten een kwantitatief doorzicht te krijgen in de chemie. Wij verliezen niet uit het oog dat er een praktisch gedeelte labo gekoppeld is aan de theoretische lessen. Didactische hulpmiddelen De cursisten beschikken over een gedocumenteerde aanschouwelijke cursus die de gehele leerstof bestrijkt. Er wordt gebruikgemaakt van tabellenboekjes en tabellenhandboeken om de data bij vraagstukken en oefeningen op te zoeken. Hier is het bezit van een gedetailleerd periodiek systeem der elementen onmisbaar. Molecuulmodellen en kristalstructuren worden aangebracht aan de hand van fysische modellen.


2007-03-01

46

Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

15.6

Evaluatie

De evaluatie gebeurt door een schriftelijk examen over de geziene leerstof na het beëindigen van de lessenreeks.

15.7

Bibliografie

Reeks Chemie Actief (ned)

Andries en Co

Uitgeverij Pelckmans - Kapellen

Reeks Chemie (ned)

Mortelmans en Co

Uitgeverij van In – Lier

Reeks Chemie in-zicht (ned)

Put en Co

Uitgeverij Wolters – Leuven

Reeks Chemie Eenheid (ned)

Chalmet en Co

Uitgeverij standaard educatieve

Leerboek der scheikunde (ned)

Bockhorst en Co

Uitgeverij Wolters-Noordhoff - Groningen

Reeks Het spel der atomen (ned)

Brandt en Co

Uitgeverij Plantijn Antwerpen

Reeks Chemie 2000 (ned)

Brandt en Co

Uitgeverij Plantijn Antwerpen

Standaard Chemie (ned)

Van Hooydonck

Uitgeverij standaard educatieve

Wetenschappelijk Vademecum (ned)

Nachtegael en Co

Uitgeverij Pelckmans - Kapellen

Chemical principles (eng)

Zumdahl

Uitgeverij D.C.Heath en Co, Lexington

Certificate Chemistry (eng)

Atkinson

Uitgeverij Longman – Aylesbury

College Chemistry (eng)

Schaum

Uitgeverij McGraw-Hill – New York

General Chemistry (eng)

Whitten en Co

Uitgeverij Saunders - New York

Thinking Chemistry (eng)

Lewis en Co

Uitgeverij Oxford Press- Oxford

Chemistry for you (eng)

Ryan

Uitgeverij Stanley Thornes - London

Chimie Minérale (fra)

Nekrassov

Uitgeverij Mir – Moscou

Chimie (fra)

Cessac en Co

Uitgeverij Fernand Nathan - Paris


2007-03-01

47

16

Module Bb2: Lab anorganische chemie - uitbreiding, TV 40 lestijden


16.1

Visie

Algemeen Het betreft een modulaire opleiding waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biochemisch-biotechnologische technieken. In module B wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Deze kennis & vaardigheden kunnen in module C ontplooid worden in volledig toepassingsgerichte zin. De afgestudeerden van het graduaat Biochemie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische, biochemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog kan werken in teamverband. Specifiek De cursisten die deze reeks practica volgen zijn in staat om op een zelfstandige manier de theoretische aspecten van anorganische chemie, algemene en analytische chemie te koppelen aan praktijksituaties in het lab. Alhoewel heden ten dage heel wat chemische oplossingen commercieel verkrijgbaar zijn en heel wat analyses m.bijv.. apparatuur worden uitgevoerd, is het toch nuttig en noodzakelijk dat men specifieke oplossingen en bepalingen kan maken en uitvoeren door gebruik te maken van de fundamentele handelingen en technieken van algemene en analytische chemie. Aansluitend bij de stelling uit de vorige paragraaf vormt het kunnen uitvoeren van de overeenkomstige en passende berekeningen een cruciaal onderdeel bij de vorming van analisten.


2007-03-01

48

16.2


Algemeen De opleiding graduaat Biochemie staat voor een grondige vorming in chemie, biochemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biochemische, biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biochemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biochemisch & biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden. Specifiek De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen. De cursist legt gemakkelijk sociaal contact. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken. De cursist kan in overleg afspraken maken over de taakverdeling tijdens een proef. De cursist kan op zelfstandige basis een synthese of een analyse uitvoeren. De cursist gaat systematisch te werk bij het oplossen van praktische problemen. De cursisten kunnen kwantitatief werken in een laboratorium. De cursisten kunnen aangeven wat een standaardstof is en wanneer een standaardoplossing zal gebruikt worden om de concentratie van niet-stabiele oplossingen te bepalen. Door gebruik te maken van de volumetrie als analysemethode zijn ze in staat stoffen te doseren in oplossingen. De cursisten kunnen de belangrijkste aanverwante theoretische basisprincipes illustreren.

16.3

Beginsituatie

Algemeen De opleiding gegradueerde Biochemie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


2007-03-01

49

Specifiek De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis”. De cursisten dienen de theoretische aspecten van anorganische chemie voldoende te kennen en te begrijpen. Deze leerstof wordt binnen dezelfde opleiding & module gegeven en het practicum sluit daarop aan.

16.4

Leerplandoelstellingen en leerinhouden LEERPLANDOELSTELLINGEN


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 1

statistische formules aanwenden om analyseresultaten te verwerken & te evalueren. de nauwkeurigheid en de juistheid van de gebruikte methoden bij analyses aantonen aan de hand van enkele frequent gebruikte formules uit de statistiek.

1

Statistische verwerking van analyseresulaten

Standaardafwijking, variatiecoëfficiënt en relatieve fout

Een keuze wordt gemaakt uit volgende onderwerpen. 2

voorbereidingen, analysen en berekeningen uitvoeren.

2

Zuurbase titratie

3


3

Redoxtitratie

4

door gebruik te maken van een gestelde NaOH-oplossing de hoeveelheid (gram) azijnzuur in tafelazijn bepalen en het gewichts-volume-procent berekenen. de procentische zuiverheid bepalen van technisch azijnzuur en berekenen hoeveel gram azijnzuur aanwezig is per liter oplossing.

4 4.1 4.2

Doseren van stoffen in oplossing Doseren van azijnzuur in tafelazijn Bepalen van de zuiverheidgraad van ijsazijn

• •

Verdunningsmethode Weegmethode

de dissociatiereacties van een meerwaardig zuur optekenen en de betekenis van de zuurconstanten correct verwoorden. een fosforzuuroplossing van gekende concentratie titreren tot aan het tweede equivalentiepunt en de molariteit berekenen plus de hoeveelheid gram fosforzuur aanwezig in de oplossing. het verloop van een titratiecurve volgen d.m.v. een pH-meter (mét gecombineerde kalomel-glas-elektrode) en door het grafisch uitzetten van de titratiecurve m.bijv.. het programma Excel de twee equivalentiepunten bepalen en de passende berekeningen doen.

5

5


2007-03-01

5.1 5.2 5.3

Doseren van meerwaardige zuren Toepassen op bijv.. fosforzuur of een ander meerwaardig zuur Klassieke volumetrische titratie van fosforzuur Potentiometrische titratie van fosforzuur Bepalen van fosforzuur in cola

50

LEERPLANDOELSTELLINGEN met inbegrip van eindtermen (ET), specifieke eindtermen (SET), basiscompetenties (B), uitbreidingsdoelstellingen (U), sleutelvaardigheden (SV)

LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen door gebruik van een potentiometrische titratie, de hoeveelheid (gram) fosforzuur in cola berekenen. 6 het reactiemechanisme van de redoxreactie (jodo-jodimetrie) toegepast op de analyse van sulfiet in wijn verduidelijken. een zetmeelindicator zelf aanmaken. d.m.v. een klassieke titratie het sulfietgehalte bepalen voor 1 liter witte wijn. d.m.v. een potentiometrische titratie (mét Platina-elektrode) het potentiaalverloop grafisch uitzetten m.bijv.. het programma Excel en daaruit het gehalte sulfiet in 1 liter rode wijn berekenen. 7 de bufferwerking van een buffer verklaren. berekenen hoeveel zuurfractie en zoutfractie nodig is om de buffer te maken. de pH van de buffer meten en vergelijken met de theoretische waarde. door het opstellen van een titratiecurve de buffercapaciteit bepalen. d.m.v. een klassieke zuurtitratie en basetitratie de concentraties van de zuurfractie en de zoutfractie bepalen en vergelijken met de theoretische waarden. 8

16.5

voorbereidingen, analysen en berekeningen uitvoeren. bepalingen & berekeningen van totale hardheid, Ca- & Mghardheid, … uitvoeren.

6 6.1

Redoxtitraties Analyse van sulfiet in wijn

7 7.1 7.2 7.3 7.4

Bereiden van een buffer Bereiden van een specifiek volume buffer met een specifieke pH De pH-waarde van de buffer controleren De buffercapaciteit controleren De concentratie van de zuurfractie en de zoutfractie controleren

8 8.1

Complexometrie Hardheidsbepaling van waterstalen


Pedagogisch-didactische wenken Daar veel cursisten in het secundair onderwijs geen of weinig chemie aangeboden krijgen, wordt bijzondere aandacht geschonken aan de veiligheid in het labo.


2007-03-01

51

Het labo dient om de theoretisch aangebrachte begrippen in de praktijk te toetsen en onderwijl de handelingen eigen aan het verloop van een chemisch labo tot een verworven standaardroutine te brengen. De basisbewerkingen bij het verloop van een chemisch experiment worden stelselmatig aangeleerd en verbeterd. De rapportering van de vastgestelde fenomenen gebeurt in een wetenschappelijke taal die kernachtig, eenduidig en gefundeerd is. Elk practicum begint met een theoretische kijk op de uit te voeren oefening. In korte bewoordingen doceert de lesgever de theorie die van toepassing is op de oefeningen. Ook het onderwijsleergesprek wordt vaak gebruikt om de theorie aan te brengen. De lesgever demonstreert de cursisten de cruciale punten van de oefeningen. Daarbij wordt ook gebruikgemaakt van praktijkvoorbeelden die geïllustreerd kunnen worden met specifiek beeldmateriaal, publicaties of verwijzingen naar vaktijdschriften en krantenartikels. Op passende wijze en bij specifieke oefeningen geldt het internet als bron van informatie naast de uitgebreide informatie die o.a. te vinden is in de plaatselijke bibliotheek van de school. Didactische hulpmiddelen De materiële inrichting van het laboratorium voor anorganische chemie, algemene en analytische chemie, bestaat uit: •

Glaswerk: bekers, erlenmeyers, gegradueerde maatcilinders en pipetten, maatkolven, buretten en dergelijke

•

Klein materiaal: trechters, glazen roerstaven, labo-peren, weegflesjes, horlogeglazen, en dergelijke

•

Apparatuur: pH-meters met elektroden (gecombineerde glas-kalomelelektrode en platinaelektrode), magneetroerders, bovenwegers en analytische balansen.

•

Chemische reagentia (vaste stoffen en vloeistoffen), kleurindicatoren.

•

Het labo bezit tevens een aantal catalogi met informatie over de scheikundige producten.

•

Veiligheidsfiches zijn aanwezig in het laboratorium.

•

In het labo is er tevens een computer aanwezig met o.a. het programma Excel voor het grafisch verwerken van meetresultaten.

•

Het volledige arsenaal van het chemisch labo staat ter beschikking.

Voor “Lab anorganische chemie” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel analysereacties als voorbereidende extracties uitgevoerd kunnen worden.De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn. De veiligheidsvoorschriften worden aangegeven aan de hand van cursusnota’s. De opgaven worden, gestoffeerd met achtergrondinformatie, per onderwerp aangegeven. Er wordt gebruikgemaakt van tabellenboekjes en tabellenhandboeken om de data bij de oefeningen te verzamelen. Het bezit van een gedetailleerd periodiek systeem der elementen is onmisbaar.


2007-03-01

52

16.6

Evaluatie

De aanwezigheid in het labo is verplicht; er is permanente evaluatie. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: •

Hoofding (school, afdeling, naam, datum)

•

Titel oefening + doelstelling

•

Reactievergelijking

•

Praktische handelingen

•

Waarnemingen

•

Berekeningen (in chronologische volgorde)

•

Besluit (resultaat)

•

Algemene opmaak

Het werk van de cursisten in het labo wordt permanent geëvalueerd volgens volgende criteria: •

labo-jas bij zich hebben

•

Veiligheidsbril dragen

•

Vod, notitieboekje, spatel bijhebben

•

Netjes houden van de labo-tafel

•

Reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal

•

Algemene houding

•

Kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum

16.7

Bibliografie

•

Tables scientifiques Documenta Geigy

•

Hilfstabellen Merck

•

3000 Solved problems in chemistry, David E. Goldberg, McGraw-Hill, Inc.

•

Langes Handbook of chemistry, McGraw-Hill, Inc.

•

Scheikunde voor analisten, Dr. S. C. Bokhorst, Drs. I. J. Poortvliet, Drs. I. J. Smit, Wolters-Moordhoff

•

Laboratory exercises in general chemistry, V. Semishin, MIR Moscow


2007-03-01

53

•

SI chemical data, Gordon Aylward en Tristan Findlay, John Wiley and Sons

•

Praktische proeven, nota’s Jozef Van Wezemael

•

Algemene chemie voor biomedische richtingen door Prof. S. Hoste UG - bestelnummer UC 492

•

Oefeningen analytische chemie en instrumentele analyse Dr. De Doncker K., DR. Diricks G., uitgegeven door Hogeschool Gent – Industriële wetenschappen

•

Analytische scheikunde 1 en 2, W. Biermans, A. Pyra, F. Schuyten, uitgeverij ASTO ISBN 90 260 4300 7

•

Fundamentals of analytical chemistry - 7th edition - Skoog, West en Holler ISBN 0-03-005938-0


2007-03-01

54

17

Module Bb3: Organische chemie - uitbreiding, TV 40 lestijden


17.1

Visie

Algemeen Het betreft een modulaire opleiding waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke kunststofverwerkingtechnieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In module A wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In module B wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Module C is toepassingsgericht. De afgestudeerden van het HOKT-OSP opleiding graduaat Biochemie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouwsector en agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische, biochemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog kan werken in teamverband. Specifiek In dit vak verwerven de cursisten inzichtelijke kennis in de relaties die bestaan tussen de verschillende functionele groepen. Zij krijgen een inleiding tot de studie van synthesestrategieën. Inzicht verwerven in het belang van de stereochemie voor de synthese van organische verbindingen is zeer belangrijk. De methoden in verband met de katalyse van organische verbindingen worden bestudeerd.

17.2


Algemeen De opleiding graduaat Biochemie staat voor een grondige vorming in chemie, biochemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biochemische, biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biochemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds tewerkgesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


2007-03-01

55

Specifiek In module B wordt de nadruk gelegd op de binding en de voorkomende dipolen. Dit geeft de mogelijkheid de onderlinge polariteitverschillen van de moleculen scherper in het licht te stellen. Aan de hand hiervan wordt een indeling gemaakt in functionele groepen. Hierop is dan de nomenclatuur gebaseerd. Deze functionele groepen worden verder vergeleken op basis van hun chemische en fysische eigenschappen. Verder wordt nagegaan hoe de verschillende functies kunnen gesynthetiseerd worden. Bij reactiviteit en synthese worden de verschillende organische reacties bestudeerd a.d.h.v. reactietype en -mechanisme. Speciale aandacht wordt besteed aan de stereochemie. Tevens worden de industriële productiemethoden voor organische verbindingen belicht. Tijdens de cursus wordt ook de nodige aandacht besteed aan de ontwikkeling van een zgn. “Groene Chemie” en de duurzame ontwikkeling.

17.3

Beginsituatie

Algemeen De opleiding graduaat Biochemie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen en chemie, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen. Specifiek

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis”. In module B kan volop gesteund worden op de kennis en vaardigheden verworven in module A voor de vakken “Organische chemie”, “Lab organische chemie”, “Anorganische chemie” en “Lab Anorganische chemie.

17.4



LEERINHOUDEN


2

a.d.h.v. de structuur de reactiviteit verklaren van enerzijds aldehyden/ketonen en anderzijds carbonzuren en derivaten.

•

Functies met O – Carbonylverbindingen

8.2 8.3 8.4

Structuur van de carbonylfunctie Reactiviteit Beïnvloedende factoren

de systematiek van de naamgeving verklaren. de typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen

9

Functies met O – Carbonylverbindingen – Alkanalen en Alkanonen


2007-03-01

56


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

3

4

5

verklaren. aggregatietoestand, kookpuntsvergelijking, oplosbaarheid, … verklaren. zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillende reactietypes. synthesemethoden algemeen en m.bijv.. reactiemechanismen weergeven. verband leggen met Biochemie & Chemie van de biotechnologische Bedrijven – sacchariden & aminozuren.

9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6

Nomenclatuur Structuur Fysische eigenschappen Zuurbase karakter Chemische eigenschappen Synthese

overzicht geven van de structuur van carbonzuren en derivaten; m.n. carbonzuren, acylhalogenen, esters, zuuranhydriden, zuuramiden, nitrillen (cyaniden). de systematiek van de naamgeving verklaren. de typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen verklaren. aggregatietoestand, kookpuntsvergelijking, oplosbaarheid, … verklaren en de verschillende vertegenwoordigers vergelijken. zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillende reactietypes. synthesemethoden algemeen en m.bijv.. reactiemechanismen weergeven.

10

Functies met O – Carbonylverbindingen – Carbonzuren en derivaten Nomenclatuur Structuur Fysische eigenschappen Zuurbase karakter Chemische eigenschappen Synthese

de systematiek van de naamgeving verklaren. de typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen verklaren. aggregatietoestand, kookpuntsvergelijking, oplosbaarheid, … verklaren en de verschillende vertegenwoordigers vergelijken. zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit van deze functies en de verschillende reactietypes verklaren. synthesemethoden algemeen en m.bijv.. reactiemechanismen weergeven.

11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6

Functies met N – Aminen – Nitroverbindingen – Nitrosoverbindingen – Azoverbindingen Nomenclatuur Structuur Fysische eigenschappen Zuurbase karakter Chemische eigenschappen Synthese

overzicht geven van de verschillende cyclische verbindingen.

12

Cyclische verbindingen - Overzicht


2007-03-01

10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6

57


LEERINHOUDEN


de systematiek van de naamgeving verklaren. de typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen verklaren. aggregatietoestand, kookpuntsvergelijking, oplosbaarheid, … verklaren en de verschillende vertegenwoordigers vergelijken. zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillende reactietypes. synthesemethoden algemeen en m.bijv.. reactiemechanismen weergeven.

13 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6

7

de systematiek van de naamgeving verklaren. de typische functies die karakteristiek zijn voor deze verbindingen verklaren. aggregatietoestand, kookpuntsvergelijking, oplosbaarheid, … verklaren en de verschillende vertegenwoordigers vergelijken. zuurbase karakter van deze functies verklaren a.d.h.v. pKz. de reactiviteit verklaren van deze functies en de verschillende reactietypes. synthesemethoden algemeen en m.bijv.. reactiemechanismen weergeven.

17.5

14 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6

Cyclische verbindingen – Aromatische verbindingen – Benzeen en derivaten Nomenclatuur Structuur Fysische eigenschappen Zuurbase karakter Chemische eigenschappen van benzeen en monogesubstitueerde en digesubstitueerde benzeenderivaten Synthese Cyclische verbindingen – Aromatische verbindingen – Heterocyclische verbindingen Nomenclatuur Structuur Fysische eigenschappen Zuurbase karakter Chemische eigenschappen Synthese


Pedagogisch-didactische wenken De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. De cursisten moeten de verschillende niveaus inzien: nomenclatuur – fysische eigenschappen – chemische eigenschappen – reactiviteit en reactietypes – reactiemechanismen. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdracht moet de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. Ze leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken.


2007-03-01

58

Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •

uitgerust voor projecties;

•

met tenminste één goed uitgeruste PC (in de laboratoria) en eventueel internetaansluiting;

•

volledige infrastructuur en apparatuur om (demonstratie)proeven toe te laten.

Didactische hulpmiddelen De noodzakelijke didactische hulpmiddelen omvatten een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en Cd-rom’s dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

17.6

Evaluatie

Het schriftelijk examen bestaat uit verschillende delen, met tijddruk. Het omvat de nomenclatuur; fysische en chemische eigenschappen – reactiviteit en synthese.

17.7

Bibliografie

•

Inleiding tot een verklarende Organische Chemie, K. Bruggemans – Y. Herzog, (A. De Boeck, Uitgeverij N.V. Brussel)

•

Organische Chemie, H. E. Hilderson, (Wetenschappelijke uitgeverij en Boekhandel scientia Story)

•

Contempory Organic chemistry, Ternay, (W.B. Saunders Company)

•

Basic Principles of Organic Chemistry, Roberts en Caserio ,(W.A. Benjamin Inc.)

•

Introduction to Organic Chemistry, Steitwieser – Jeatloch – Kosaner, (Macmillan Publishing C°)

•

Organic Chemistry, Peter – Volhardt, (W.H. Freeman and Company)

•

Advanced Organic Chemistry – Reactions, Mechanisms en Structure, March, (John Wiley en sons)

•

Biotransformations in Organic chemistry, Faber, (Springer Verlag)

•

Inleiding in de Bio-Organische Chemie, Engbersen – De Groot, (Pudoc Wageningen)

•

Bio-Organische Chemie voor levenswetenschappen, Engbersen – De Groot, (Wageningen academic Publishers)

•

Organic Chemistry, Bruice, ISBN 0-13-841925-6


2007-03-01

59

18

Module Bb4: Lab organische chemie – uitbreiding, TV 40 lestijden


18.1

Visie

Algemeen

Het betreft een modulaire opleiding waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biochemischbiotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In module A wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In module B wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Module C is toepassingsgericht. De afgestudeerden van het HOKT-OSP opleiding graduaat Biochemie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden.

Het werkveld van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie en brouwerij. Ook de landbouw en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische, biochemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog kan werken in teamverband. Specifiek Cursisten kunnen een syntheseprocedure en een analyseprocedure zelfstandig doorlopen en koppelen aan resultaatberekeningen en rapportering.

18.2


Algemeen De graduaat Biochemie staat voor een grondige vorming in chemie, biochemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biochemische, biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biochemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten en testresultaten, literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biochemisch & biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.


2007-03-01

60

Specifiek “Lab organische chemie” en “Organische chemie” hebben een complementair karakter. In het Lab organische chemie worden de theoretische aspecten verwerkt en gekoppeld aan praktische vaardigheden. In het kader van het Lab organische chemie dienen de cursisten zich volgende attitudes eigen te maken: •

het veilig manipuleren van glaswerk en reagentia;

•

logische opbouw van proefopstellingen;

•

manipulaties uitvoeren conform de veiligheidsvoorschriften en brandpreventievoorschriften, om ongevallen te voorkomen;

•

routinematig bedienen van meetapparatuur;

•

het laboratoriumwerk zodanig organiseren dat er op een efficiënte wijze gewerkt kan worden;

•

nauwkeurigheid, netheid, orde, verantwoordelijkheidsgevoel, voorzichtigheid;

•

solidariteit om goed groepswerk mogelijk te maken;

•

systematisch te werk gaan bij het oplossen van praktische problemen;

•

rapportering van syntheseresultaten en analyseresultaten;

•

voorbereiden van practica

•

efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren.

•

efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren.

•

meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken.

•

mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren.

•

regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen.

•

gemakkelijk sociaal contact.

•

gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken).

•

nauwkeurig rapporteren.

•

veilig werken.

18.3

Beginsituatie

Algemeen De opleiding graduaat Biochemie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen of chemie, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen.


2007-03-01

61

Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd.

Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen. Specifiek

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis”. In module B kan volop gesteund worden op de kennis en vaardigheden verworven in module A voor de vakken “Organische chemie”, “Lab organische chemie”, “Anorganische chemie” en “Lab Anorganische chemie.

18.4



LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen deze theoretische achtergrond toepassen in synthesen, analysen en extracties.

1

Theoretische principes

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

Algemene werkwijze in het laboratorium Veiligheidsmaatregelen Drogen van producten en glaswerk Destillatie/Rectificatie Refluxen (Om)kristallisatie Extractie Zuiverheid van producten bepalen: o.a. smeltpuntbepaling, …

bovenvermelde technieken toepassen uit een keuze van practica. de bekomen resultaten weergeven in een overzichtelijk en goed gestructureerd verslag. de zuiverheidsgraad bepalen van organische producten.

Praktische oefeningen

2

synthesereacties uitvoeren en de nodige berekeningen maken.

2


3


3

Sulfoneren

4


4

Cannizaroreactie op Benzaldehyde

5


5

Bereiden van sulfanilamide

1


2007-03-01

62


LEERINHOUDEN



6

Bereiden van p-aminobenzeensulfonzuur

7


7

Benzoylchloride

8


8

Bereiding van 2-aminodifenylamine en 4-nitrofenylamine

9


9

Bereiding van Ethylbenzeen uit acetofenon en benzeen

10


10


de theoretische principes toepassen in probleemstellingen.

Theoretische oefeningen Een keuze wordt gemaakt uit onderstaande oefeningen.

11

synthesemethoden algemeen en m.bijv.. reactiemechanismen weergeven. synthesestrategie ontwikkelen a.d.h.v. een probleem. structuur ophelderen m.bijv.. spectroscopische methoden.

11

Functies met O – Carbonylverbindingen

12


12

Functies met O – Carbonylverbindingen – Alkanalen en Alkanonen

13


13

Functies met O – Carbonylverbindingen – Carbonzuren en derivaten

14


14

Functies met N – Aminen – Nitroverbindingen – Nitrosoverbindingen – Azoverbindingen

15


15

Cyclische verbindingen – Aromatische verbindingen – Benzeen en derivaten

16

synthesemethoden algemeen en m.bijv.. reactiemechanismen weergeven. synthesestrategie ontwikkelen a.d.h.v. een probleem.

16

Cyclische verbindingen – Aromatische verbindingen – Heterocyclische verbindingen


2007-03-01

63


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen structuur ophelderen m.bijv.. spectroscopische methoden.

18.5


Pedagogisch-didactische wenken Cursisten dienen zich een aantal praktische attitudes eigen te maken en deze dienen gekoppeld te worden aan resultaatberekening. Cursisten dienen erin te slagen om uitgaande van een proefrecept het practicum voor te bereiden, uit te voeren en de resultaatberekening uit te voeren. D.m.v. rapportering kunnen cursisten de uitgevoerde praktische oefeningen weergeven en van de nodige commentaar voorzien.

Didactische hulpmiddelen Voor “Lab organische chemie” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel synthesereacties, analysereacties als extracties uitgevoerd kunnen worden. De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn.

18.6

Evaluatie

De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. verslagen, evaluatie tijdens de practica en opdrachten. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: •


•


•

Reactievergelijking

•


•

Waarnemingen

•


•

Besluit (resultaat)

•

Algemene opmaak

Permanente evaluatie van hoe de cursist in het labo werkt volgens volgende criteria: •


•



2007-03-01

64

•


•


•


•

Algemene houding

•


De oefeningenreeks kan afgesloten worden met een open boek examen.

18.7

Bibliografie

•

Practical Organic Chemistry, Vogel, (Longman)

•

Inleiding tot een verklarende Organische Chemie, K. Bruggemans – Y. Herzog, (A. De Boeck, Uitgeverij N.V. Brussel)

•

Organische Chemie, H. E. Hilderson, (Wetenschappelijke uitgeverij en Boekhandel Scientia Story)

•

Contemporary Organic chemistry, Ternay, (W.B. Saunders Company)

•

Basic Principles of Organic Chemistry, Roberts en Caserio, (W.A. Benjamin Inc.)

•

Introduction to Organic Chemistry, Steitwieser – Jeatloch – Kosaner, (Macmillan Publishing C°)

•

Organic Chemistry, Peter – Volhardt, (W. H. Freeman and Company)

•

Advanced Organic Chemistry – Reactions, Mechanisms en Structure, March , (John Wiley en sons)

•

Biotransformations in Organic chemistry, Faber, (Springer Verlag)

•

Inleiding in de Bio-Organische Chemie, Engbersen – De Groot, (Pudoc Wageningen)

•

Bio-Organische Chemie voor levenswetenschappen, Engbersen – De Groot, (Wageningen academic Publishers)

•

Organic Chemistry, Bruice, ISBN 0-13-841925-6

•

Practical Organic Chemistry, Vogel, (Longman) ISBN 0 582 44245 1


2007-03-01

65

19

Module Bb5: Analytische chemie – uitbreiding, TV 40 lestijden


19.1

Visie

Algemeen

Het betreft een modulaire opleiding waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biochemischbiotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In module A wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In module B wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Module C is toepassingsgericht. De afgestudeerden van het HOKT-OSP opleiding graduaat Biochemie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden.

Het werkveld van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische, biochemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog kan werken in teamverband. Specifiek De cursist leert welke de voornaamste technieken en methodes zijn die ter beschikking staan om de hoeveelheid van een bestanddeel in een monster te bepalen. Via de fundamentele reacties en reactievergelijkingen (volumetrie) en de fysische principes (instrumentele analyse) verwerft de cursist de noodzakelijke kennis om een meetwaarde om te zetten tot een precies en betrouwbaar analyseresultaat.

19.2


Algemeen De opleiding graduaat Biochemie staat voor een grondige vorming in chemie, biochemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biochemische, biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biochemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden.


2007-03-01

66

De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biochemisch & biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden. Specifiek In module B wordt voortgebouwd op de kennis uit module A, vnl. de chemie van de "natte weg". In module B wordt het zwaartepunt verlegd naar de zgn. "droge chemie" of de spectroscopische analysemethoden.

De cursist kan de verschillende elektrochemische analysemethoden bespreken & oefeningen oplossen. De cursist kan de principes van de fotometrie bespreken & oefeningen oplossen.

19.3

Beginsituatie

Algemeen De opleiding graduaat Biochemie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen. Specifiek De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis”.

19.4


LEERINHOUDEN


schematisch het verloop van een elektrolyse weergeven. de principes van de verschillende elektrochemische analysemethoden bespreken. oefeningen en problemen oplossen.


2007-03-01

1

Elektrochemie

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8

Elektrolyse en elektrolytische gravimetrie Coulometrische analyse Amperometrische titratie Polarografie Potentiometrie en potentiometrische titratie pH-metingen Ionselectieve elektroden Conductometrie

67

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN


2 2.1 2.2 2.3

de principes van de fotometrie bespreken. oefeningen en problemen oplossen. de principes bespreken. oefeningen en problemen oplossen. de principes bespreken. oefeningen en problemen oplossen.

3

• • •

Spectrochemische analyse Atomaire absorptie AAS

3

X-straatfluorescentie, massaspectrometrie (U)

2.4

de principes bespreken.

19.5

2.5

Fotometrische analysemethoden Inleiding (spectra, lichtbreking, interferentie) Colorimetrie Spectrofotometrie: absorptie, wetten van Lambert-Beer, spectrofotometer, VIS- en UV-spectrofotometrische bepalingen; IR-spectrofotometrie Fluorimetrie; turbidimetrie en nefelometrie; spectrofotometrische titratie Vlamfotometrie


Pedagogisch-didactische wenken Structuuropheldering en concentratiebepaling van verbindingen m.bijv.. spectrofotometrische methoden: de theorie wordt maximaal gekoppeld aan de practica. Voornamelijk de praktische aspecten worden belicht. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •



2007-03-01

68

•


•


Didactische hulpmiddelen Het didactisch materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

19.6

Evaluatie

Er wordt een schriftelijk examen afgenomen. Halverwege het semester kan er een tussentijds examen afgenomen worden.

19.7

Bibliografie

•

Daniel C. Harris, Quantitative Chemical Analysis W. H. Freeman and Company New York

•

Alun Evans, Potentiometry and Ion Selective Electrodes, John Wiley and Sons London

•

T. Reiley, C. Tomlinson, Principles of Electroanalytical Methodes, John Wiley and Sons London

•

M. T. C. de Loos-Vollebregt, Atoomspectrometrie, Bohn Stafleu Van Loghum

•

De Vries A. B. Practicum voorschriften scheikunde Heron Bibliotheek Elsevier

•

Analytical Chemistry, Theory and Problems Schaum’s Outline Series – A. Gordus, McGraw-Hill, Inc

•

Quantitative Chemical Analysis D. C. Harris W. H. Freeman and Company

•

Potentiometry and Ion Selective Electrodes Evans John Wiley and Sons London

•

Principles of Electroanalytical Methodes T. Reiley, C. Tomlinson John Wiley and Sons London

•

Atoomspectrometrie M. T. C. de Loos-Vollebregt Bohn Stafleu Van Loghum

•

Practicum voorschriften scheikunde De Vries A.B. Heron Bibliotheek Elsevier

•


•


•

http://www.acros.be/

•

http://www.bioblock.com/pages/home.asp

•

http://www.knowitall.com/academic/welcome.html


2007-03-01

69

•

http://be.vwr.com/app/Header?tmpl=/documentatie/documentatie.htm

•


•


•



2007-03-01

70

20

Module Bb6: Lab analytische chemie – uitbreiding, TV 40 lestijden


20.1

Visie

Algemeen Het betreft een modulaire opleiding waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biochemisch-biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In module A wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In module B wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Module C is toepassingsgericht. De afgestudeerden van het HOKT-OSP opleiding graduaat Biochemie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische, biochemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog kan werken in teamverband. Specifiek De cursist leert de fundamentele principes van de analytische technieken zowel de klassieke volumetrische als de instrumentele methodes. Als toepassing daarop wordt via een aantal oefeningen praktische ervaring opgedaan in de volumetrie en de instrumentele analyse en hoe men via meting en berekeningen komt tot de kwantitatieve resultaten. Bij het uitwerken van de resultaten worden enkele concepten van kwaliteitscontrole op de analyseresultaten uitgevoerd. Op de gevaren van chemische producten wordt de aandacht gevestigd via het opstellen van het veiligheidsrapport van de gebruikte chemische producten.

20.2


Algemeen De opleiding graduaat Biochemie staat voor een grondige vorming in chemie, biochemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biochemische, biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biochemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden.


2007-03-01

71

De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biochemisch & biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden. Specifiek

De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving inzake veiligheids- en milieubeleid toepassen. De cursist legt gemakkelijk sociaal contact. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken. De cursisten kunnen praktische problemen op een wetenschappelijke en technische manier benaderen. Deze attitude omvat zelfstandig werken, logisch en kritisch denken, methodisch te werk gaan, organisatorisch efficiënt zijn, problemen ontleden en oplossen, overzichtelijk werken, efficiënte rapportering en een synthese maken. Aan de rapportering van de resultaten wordt veel belang gehecht: opbouw, inhoud, verwerking, reactievergelijkingen, berekeningen, grafieken, resultaten.

20.3

Beginsituatie

Algemeen De opleiding graduaat Biochemie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen. Specifiek De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis”.

20.4

Leerplandoelstellingen en leerinhouden

De cursisten kunnen


LEERINHOUDEN Een keuze wordt gemaakt uit volgende onderwerpen:

1


1

2

oefeningen en problemen oplossen in verband met conductometrie

2


2007-03-01

Conductometrie

72

LEERPLANDOELSTELLINGEN De cursisten kunnen

LEERINHOUDEN Een keuze wordt gemaakt uit volgende onderwerpen:

3


3

4

oefeningen en problemen oplossen in verband met potentiometrische analysen.

4

5


5

6

oefeningen en problemen oplossen in verband met UV-VIS spectrofotometrie 6

7


7

8

oefeningen en problemen oplossen in verband met IR-spectrofotometrie

8

9


9

10

oefeningen en problemen oplossen in verband met titratie

10

11


11

12

oefeningen en problemen oplossen in verband met vlamfotometrie, AAS

12

20.5

Potentiometrische analysen

UV/VIS-spectrofotometrie

IR-spectrofotometrie

Automatische titrator

Facultatief: vlamfotometrie; AAS


Pedagogisch-didactische wenken Cursisten dienen zich een aantal praktische attitudes eigen te maken en deze dienen gekoppeld te worden aan resultaatberekening. Cursisten dienen erin te slagen om uitgaande van een proefrecept het practicum voor te bereiden, uit te voeren en de resultaatberekening uit te voeren. D.m.v. rapportering kunnen cursisten de uitgevoerde praktische oefeningen weergeven en van de nodige commentaar voorzien. Didactische hulpmiddelen Voor “Lab analytische Chemie” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel synthesereacties, analysereacties als extracties uitgevoerd kunnen worden. De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn.

20.6

Evaluatie

De voorbereiding, het werk in het labo en de rapportering worden geëvalueerd. De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. verslagen, evaluatie tijdens de practica en opdrachten. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: •


•



2007-03-01

73

•

Reactievergelijking

•


•

Waarnemingen

•


•

Besluit (resultaat)

•

Algemene opmaak



•


•


•


•


•

Algemene houding

•


De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. opdrachten, voorbereidingen, oefeningen. De oefeningenreeks kan afgesloten worden met een open boek examen.

20.7

Bibliografie

•

Daniel C. Harris, Quantitative Chemical Analysis W. H. Freeman and Company New York

•

Alun Evans, Potentiometry and Ion Selective Electrodes, John Wiley and Sons London

•

T. Reiley, C. Tomlinson, Principles of Electroanalytical Methodes, John Wiley and Sons London

•

M. T. C. de Loos-Vollebregt, Atoomspectrometrie, Bohn Stafleu Van Loghum

•


•

Analytical Chemistry, Theory and Problems Schaum’s Outline Series – A. Gordus

•

McGraw-Hill, Inc

•

Quantitative Chemical Analysis D. C. Harris W. H. Freeman and Company

•

Potentiometry and Ion Selective Electrodes Evans John Wiley and Sons London

•

Principles of Electroanalytical Methodes T. Reiley, C. Tomlinson John Wiley and Sons London


2007-03-01

74

•

Atoomspectrometrie M. T. C. de Loos-Vollebregt Bohn Stafleu Van Loghum

•

Practicum voorschriften scheikunde De Vries A.B. Heron Bibliotheek Elsevier

•


•


•

http://www.acros.be/

•

http://www.bioblock.com/pages/home.asp

•

http://www.knowitall.com/academic/welcome.html

•

http://be.vwr.com/app/Header?tmpl=/documentatie/documentatie.htm

•


•


•



2007-03-01

75

21

Module Ca 1: Toegepaste wiskunde, TV 40 lestijden


21.1


De cursist de nodige wiskundige basis geven voor de chemische vakken. Hoewel de leerinhoud van de module Ca1 een herhaling is van de leerstof van het secundair onderwijs, wordt specifiek verwezen naar leerstof met betrekking tot het vakgebied dat de cursist heeft gekozen.

21.2

Beginsituatie


21.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET

De cursisten kunnen rekenkundige bewerkingen uitvoeren

Rekenkundige bewerkingen •

soorten en voorstelling van getallen

•

volgorde van bewerkingen

Hoofdbewerkingen met breuken algebraïsch rekenen

Algebraïsch rekenen Merkwaardige producten Omvormen van formules

machten en wortelvormen correct uitvoeren

Machtsverheffing en worteltrekking ¾ wetenschappelijke schrijfwijze van getallen Rekenen met rekentoestel

eerstegraadsvergelijkingen opstellen, interpreteren en oplossen

Lineaire vergelijkingen •


2007-03-01

de gewone lineaire vergelijking

76


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen

ongelijkheden opstellen, interpreteren en oplossen

tweedegraadsvergelijkingen opstellen, interpreteren en oplossen

lineaire stelsels oplossen met de substitutiemethode, de combinatiemethode de gelijkstellingmethode, de grafische methode en met behulp van matrices

weet in welke context complexe getallen toegepast worden en kan elementaire bewerkingen met complexe getallen uitvoeren

logaritmische en exponentiële functies analyseren


•

grafische voorstelling

•

de vergelijking met parameters

Lineaire ongelijkheden •

rekenregels

•

ongelijkheden in één dimensie

•

ongelijkheden in twee dimensies

•


Kwadratische vergelijkingen •

opbouw en oplossing

•


Stelsels lineaire vergelijkingen •

matrices en determinanten: basisbegrippen

•

oplossen van stelsels

Complexe getallen •

situering, carthesische vorm

•


•

algebraïsche bewerkingen

Logaritmische en exponentiële functies •

rekenregels logaritmen en exponenten

•

exponentiele functies

2007-03-01

77


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen

21.4

•

logaritmische functies

•

logaritmische schaal

Bibliografie

Wiskunde voor operators niveau IV, VAPRO Papula L., Wiskunde voor het hoger technisch onderwijs, Academic Service Berry J.S., Van der Velden P.J.E.M., Wiskunde voor HBO d.m.v. Derive, Academic Service


2007-03-01

78

22

Module Ca 2: Toegepaste statistiek, TV 40 lestijden


22.1


De cursist de nodige statistische basis geven voor de chemische vakken. Hoewel de leerinhoud van de module Ca2 een inleiding is van de leerstof statistiek, wordt waar mogelijk specifiek verwezen naar leerstof met betrekking tot de chemie.

22.2

Beginsituatie


22.3



B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen vertellen wat toevallige en systematische meetfouten zijn

Foutenleer

de absolute en relatieve fout van een meetwaarde bepalen de onnauwkeurigheid van een meetwaarde bepalen met behulp van de klasse van een meetinstrument meetwaarden met het juiste aantal significante cijfers, de juiste absolute en / of relatieve meetfout en de juiste eenheden weergeven het resultaat van een berekening met meetwaarden op de juiste manier weergeven Gegevens verzamelen en weergeven

vertellen wat een statistisch onderzoek is en aangeven waarom we onderzoek verrichten vertellen uit welke stappen een statistisch onderzoek bestaat vertellen aan welke eisen een tabel moet voldoen en zelf een tabel maken een beeld-, een staaf-, een kruisjes-, een cirkel-, een punten-, en een stapeldiagram maken vertellen wat de voor- en nadelen van deze diagrammen zijn en wanneer je ze gebruikt


2007-03-01

79


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen uitleggen wat interpoleren en extrapoleren is aan de hand van gegevens zelf interpoleren of extrapoleren een frequentietabel opstellen en hieruit een histogram tekenen

Statistische begrippen

de relatieve frequentie berekenen de spreidingsbreedte bepalen en de klassebreedte berekenen het ongewogen en gewogen gemiddelde berekenen de modus en mediaan bepalen de variantie, standaarddeviatie en variatiecoëfficiënt berekenen de kenmerken van een normale verdeling noemen en herkennen

Normale verdeling

vertellen wat een Gauss-kromme is de relatie tussen de spreidingsmaten en de normale verdeling weergeven berekeningen uitvoeren met gegevens uit een normale verdeling vertellen wat een somverdeling is berekeningen uitvoeren met een somverdeling een gestandaardiseerde Z-waarde berekenen een normaalverdelingstabel gebruiken bij berekeningen de uitschieters van een steekproef bepalen

Steekproeven

het gemiddelde en de standaarddeviatie van een steekproef berekenen uitleggen wat het verschil is tussen het gemiddelde en de standaarddeviatie van een populatie en het gemiddelde en de standaarddeviatie van een steekproef de afronding van waarnemingen berekenen vertellen wat betrouwbaarheid en betrouwbaarheidsintervallen zijn


2007-03-01

80


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen de betrouwbaarheidsintervallen van het gemiddelde en de standaarddeviatie van een populatie berekenen het verschil tussen twee steekproeven aangeven en bepalen of het verschil significant is uitleggen wat correlatie betekent

Correlatie en regressie

de correlatie tussen twee grootheden berekenen en interpreteren een puntendiagram interpreteren het functievoorschrift van de regressielijn opstellen met behulp van de kleinste kwadraten methode een regressielijn tekenen de relatie tussen correlatie en regressie uitleggen uitleggen wat een empirische kans en een theoretische kans is

Kansberekening

de kans op een gunstige of ongunstige uitkomst bij een kansexperiment berekenen uitleggen wat de wet van de grote aantallen betekent de rekenregels met betrekking tot kansberekening gebruiken uitleggen wat een binominaal kansexperiment is een kansberekening uitvoeren bij een binominaal kansexperiment een kansberekening voor een normale verdeling maken een hypothese opstellen en toetsen

Hulpmiddelen bij het nemen van beslissingen

aangeven hoe men ruis in een signaal kan verminderen

Verwerking van signalen

het verschil uitleggen tussen off-line en on-line signaalverwerking beschrijven wat een tijdreeks is


2007-03-01

81

22.4

Bibliografie

Statistiek voor operators niveau IV, VAPRO Klaessens J., Van Leeuwen H., Praktische statistiek voor het laboratorium, Ten Hagen Stam, Den Haag Draper N.R., Smith H., Applied regression analysis, John Wiley & sons Inc, New York London Sidney Berendts B. Th., Blaauw H.J.A., Smit J.C., Tijs S. H., Foutenleer en statistiek, Agon Elsevier, Amsterdam/Brussel


2007-03-01

82

23

Module Ca 3: Scheidingstechnieken, TV 40 lestijden


23.1


De cursist de nodige kennis van de chromatografie en de organische spectroscopie geven.

23.2

Beginsituatie


23.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET

De cursisten kunnen het verband tussen de monstername en de analyseresultaten geven

Monstervoorbehandeling

het effect van de fysische en van chemische eigenschappen van stoffen op de voorbehandeling van het staal verklaren de ontsluiting van een monster uitleggen

•

monstername

•

voorbehandeling

de indeling van chromatografische technieken weergeven

Chromatografische scheidingen • indeling van de chromatografische technieken

het effect van de polariteit van verbindingen op de elutiesnelheid verklaren en met voorbeelden illustreren

•

adsorptie

eigenschappen van de stationaire fasen geven en verklaren

•

verdeling

het begrip adsorptie-isotherm met eigen woorden uitleggen

•

ionenwisseling

de begrippen ionenwisseling en selectiviteit uitleggen met voorbeelden de scheiding van stoffen op basis van moleculegrootte verduidelijken

•

moleculegrootte

de praktische uitvoering van papierchromatografie formuleren

Chromatografische technieken • papierchromatografie

uitleggen wat de effecten zijn van de stationaire fase bij dunnelaagchromatografie

•

dunnelaag-chromatografie

uitleggen welk voordeel een tweedimensionale elutie heeft


2007-03-01

83


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen kolomchromatografie en HPLC definiëren

•

kolomchromatografie

de elutietijd inschatten op basis van de eigenschappen van de producten de begrippen retentie en resolutie formuleren. steunend op de schoteltheorie de schotelhoogte van een kolom bepalen de snelheidstheorie (Van Deemter) geven en verklaren belang van de UV-VIS-spectrometrie verklaren

Ultraviolet- en zichtbaar licht-spectrometrie

voorbeelden van trillingen in het IR-spectrum duiden

Infraroodspectrometrie • aard van de molecuultrillingen

de apparatuur voor IR-spectrometrie schematisch voorstellen toepassingen van IR-spectrometrie in de kwalitatieve analyse uitleggen

•

mogelijke trillingen in een molecule

•

apparatuur

de resonantievoorwaarden formuleren

Kernmagnetische resonantiespectrometrie • resonantievoorwaarde

het begrip chemische verschuiving uitleggen

•

de chemische verschuiving

de regels voor de chemische verschuiving gebruiken

•

spin-spin koppeling

het begrip spin-spin koppeling verklaren

•

indeling van de absorptiepatronen

de regels voor de spin-spin koppeling hanteren

•

koppeling van protonen met andere kernspins

de apparatuur voor NMR-spectrometrie schematisch voorstellen toepassingen van NMR-spectrometrie in de kwalitatieve analyse uitleggen

•

apparatuur

de begrippen ionisatie en fragmentatie bij MS-spectrometrie uitleggen de theoretische achtergrond van MS-spectrometrie verwoorden

Massaspectrometrie • algemeen aanzicht van het massaspectrum

het massa/ladingsverhoudingsgetal interpreteren

•

exacte massabepaling

effecten van isotooppieken en diffuse pieken inschatten

•

isotooppieken

NMR-spectrometrie schematisch voorstellen


2007-03-01

84


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen fragmentatiereacties weergeven de apparatuur voor MS-spectrometrie schematisch voorstellen

23.4

•

fragmentatiereacties

•

apparatuur

Bibliografie

NVN 5870, Afvalstoffen. Analyse van afvalstoffen - Monstervoorbehandeling voor de bepaling van het gehalte aan organische en anorganische parameters (1995) Method for sampling of soils for Volatile Organic Compounds, LISEC Lamé, F.J.P., Uitlogen op karakter, Handboek uitloogkarakterisering, I Testmethoden, CROW (1994) prEN12457, Characterisation of waste – Leaching – Compliance test for leaching of granular waste materials and sludges (jan 2002) ASTM C702-98, Standard Practice for Reducing Samples of Aggregates to Testing Size Geiss F., Fundamentals for thin layer chromatography, Hüthig, Heidelberg, 1987. Hilderson H.E., Spectroscopische Technieken, IHR-CTL, 1990 Atkins P.W., Physical Chemistry, Oxford University Press, 1999 Williams and Fleming, Spectroscopic Methods in Organic Chemistry, McGraw-Hill, 1995 Skoog D.A., Holler F.J., Niemann T.A., Principles of Instrumental Analysis, Harcourt College Publishers, 1998


2007-03-01

85

24

Module Ca 4: Fysicochemie, TV 40 lestijden


24.1


De cursist kan wetten formuleren en toepassen in verband met gassen, oplossingen, chemische thermodynamica en rheologie. De cursist kan het onderscheid maken tussen kinetische en thermodynamische aspecten. De cursist kan aangeven welke aspecten de rheologie bestudeert en deze verklaren.

24.2

Beginsituatie


24.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET

De cursisten kunnen de gaswetten formuleren en toepassen in oefeningen

eigenschappen van ideale en niet-ideale mengsels noemen de samenstelling berekenen van de dampfase in evenwicht met een mengsel

Gassen • ideale gassen - ideale gaswet •

ideale gasmengsels – wet van Dalton

•

reële gassen

Oplossingen • ideale en niet-ideale oplossingen en mengsels •

niet-ideale vloeibare mengsels

de fasediagrammen opstellen en ermee werken de colligatieve eigenschappen van oplossingen opsommen en verklaren

•

colligatieve eigenschappen van oplossingen

de chemische thermodynamica toepassen in oefeningen

Thermochemie • Wet van behoud van energie •


2007-03-01

inwendige energie

86


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen

inzien welke parameters het chemisch evenwicht beïnvloeden. het chemisch evenwicht toepassen in chemische berekeningen

enthalpie

•

drijfveer van chemische reacties

Chemisch evenwicht • evenwichtsreacties •

de wet van het chemisch evenwicht

•

verschuiving van het chemisch evenwicht

•

activiteiten

Rheologie • Definitie

aangeven welke verschijnselen rheologie bestudeert de factoren noemen die de viscositeit beïnvloeden en weergeven op een diagram van elke factor voorbeelden noemen en verklaren verschillende viscosimeters beschrijven en onderscheiden

24.4

•

•

Wiskundig model

•

Toepassingen

•

Meten van viscositeit

Bibliografie

Atkins P.W., Physical Chemistry, Oxford University Press Oxford Melbourne Tokyo Hondebrink J., Scheikunde de basis, Ten Hagen Stam Den Haag Potting J.A., Algemene en anorganische chemie, Heron Reeks Bohn Stafleu Van Loghum


2007-03-01

87

25

Module Ca 5: Elektrochemie, TV 40 lestijden


25.1


De cursist verwerft een grondige kennis van de elektrochemie.

25.2

Beginsituatie


25.3



Leerinhouden

B/U SV (S)ET

De cursisten kunnen de termen verklaren, gebruiken in de juiste context, toepassen in oefeningen

Overzicht van algemene begrippen: spanning, stroomsterkte, weerstand, geleiding, elektrolyten

de vergelijking van Nernst verklaren en aangeven wat het belang is van de verschillende termen

Vergelijking van Nernst, thermodynamische celpotentiaal, overspanning

het onderscheid tussen elektrodepotentiaal en celpotentiaal aangeven een thermodynamische potentiaal berekenen het belang van de spanningsreek aangeven het begrip overspanning verklaren en het belang ervan aangeven het principe uitleggen

Potentiometrie

de verschillende types elektroden geven en hun principe uitleggen directe potentiometrie en potentiometrische titraties uitleggen en gebruiken in oefeningen de basisbegrippen en het principe verklaren het verloop van een conductometrische titratie verklaren

Conductometrie

de basisbegrippen en het principe verklaren

Voltametrie en polarografie

het verloop van een voltametrische/polarografische bepaling verklaren


2007-03-01

88


B/U SV (S)ET

Leerinhouden

De cursisten kunnen een beschrijving geven van de gebruikte apparatuur Coulometrie

de basisbegrippen en het principe verklaren een beschrijving geven van de gebruikte apparatuur

25.4

Bibliografie

Skoog D.A., West D.M., Fundamentals of Analytical Chemistry, Holt-Saunders International Editions Bockris J.O’M. Reddy A.K.N., Modern Elektrochemistry 1, A Plenum/Rosetta Edition Bockris J.O’M. Reddy A.K.N., Modern Elektrochemistry 2, A Plenum/Rosetta Edition Riley T., Watson A., Polarography and other Voltametric methods, Analytical Chemistry by open Learning, John Wiley & Sons Skoog D.A., Holler F.J., Nieman T.A., Principles of Instrumental Analysis, Brooks/Cole Thomson learning


2007-03-01

89

26

Module Ca 6: Spectroscopie, TV 40 lestijden


26.1


De cursist verwerft een grondige kennis van de spectroscopie.

26.2

Beginsituatie


26.3

Leerplandoelstellingen en leerinhouden LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen de kenmerken van elektromagnetische straling opsommen en de bijhorende vergelijkingen geven en toepassen

Kenmerken van elektromagnetische straling Interactie van straling en materie

de interactie tussen straling en materie beschrijven aan de hand van het atoommodel van Bohr de algemene bouw van een spectrometer en de bouw en de functie van de onderdelen beschrijven

Bouw van een spectrometer

de verschillende stralingsbronnen opsommen, beschrijven en hun toepassingsgebied weergeven de verschillende monochromators opsommen, beschrijven en hun toepassingsgebied weergeven de verschillende detectoren opsommen, beschrijven en hun toepassingsgebied weergeven de wet van Lambert-Beer weergeven, de verschillende termen verklaren en oefeningen oplossen als toepassing van de wet van Lambert-Beer

Wet van Lambert-Beer

de principes van de moleculespectrometrie uitleggen, de bouw van een spectrometer beschrijven, de meetprincipes verklaren

Moleculespectrometrie: UV-VIS, fluorometrie, turbidimetrie, nefelometrie

aangeven wanneer deze techniek bruikbaar/aangewezen is de principes van de atoomabsorptiespectrometrie uitleggen, de bouw van een


Atoomabsorptiespectrometrie (vlam AAS, grafiet-oven AAS)

2007-03-01

90


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen spectrometer beschrijven, de meetprincipes verklaren aangeven wanneer deze techniek bruikbaar/aangewezen is de principes van de atoomemissiespectrometrie uitleggen, de bouw van een spectrometer beschrijven, de meetprincipes verklaren

Atoomemissiespectrometrie (AES, ICP, boog, vonk)

aangeven wanneer deze techniek bruikbaar/aangewezen is

26.4

Bibliografie

Skoog D.A., West D.M., Fundamentals of Analytical Chemistry, Holt-Saunders International Editions Van der Kerk S.M., Heerma W., Inleiding tot de molecuulspectroscopie, Bohn, Scheltema & Holkema, Heron reeks de Loos-Vollebregt M.T.C., Atoomspectrometrie, Bohn Stafleu Van Loghum, Heron reeks Skoog D.A., Holler F.J., Nieman T.A., Principles of Instrumental Analysis, Brooks/Cole Thomson learning


2007-03-01

91

27

Module Ca 7: Macromoleculen, TV 40 lestijden


27.1


De cursist verwerft de basiskennis van macromoleculen.

27.2

Beginsituatie


27.3



De cursisten kunnen Polymeerstructuur

een beschrijving geven van de structuurkenmerken van een polymeer en dit herkennen in een polymeerstructuur

•

structuur van polymeren

•

polymerisatiegraad, ketenlengte en molaire massa

•

ketenreactiepolymerisatie: radicaal-, anionische en kationische polymerisatie, stereospecifieke polymerisatie

•

stapreactiepolymerisatie: polycondensatie, polyadditie

•

thermoplasten

voorbeelden geven van thermoplasten, thermoharders en elastomeren

•

thermoharders

de structuur en synthesewijze van enkele belangrijke thermoplastische, thermohardende en elastomere polymeren geven

•

elastomeren

een omschrijving geven van de belangrijke industriële polymerisatietechnieken

Polymerisatietechnieken

van de industriële polymerisatietechnieken de voor- en nadelen bespreken

•

blokpolymerisatie

•

polymerisatie in oplossing

•

emulsiepolymerisatie

•

suspensiepolymerisatie

begrippen die een polymeer kenmerken omschrijven en gebruiken methoden geven om de polymerisatiegraad, ketenlengte en molaire massa van een polymeer te bepalen verschillende reactiepatronen beschrijven en toepassen op een concreet voorbeeld de algemene kenmerken van een thermoplast, thermoharder en elastomeer weergeven en in verband brengen met de moleculaire structuur


2007-03-01

92

LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen de eigenschappen van polymeren in verband brengen met hun structuur

Eigenschappen van polymeren

de eigenschappen van polymeren in verband brengen met de toepassingen

•

mechanische eigenschappen

•

elektrische eigenschappen

•

thermische eigenschappen

•

diffusie en permeabiliteit

•

chemische en biologische aantasting

•

brandbaarheid

de samenstelling van de verschillende biopolymeren weergeven

Biopolymeren

de structuur van de verschillende biopolymeren bespreken

•

sacchariden

enkele belangrijke eigenschappen van de verschillende biopolymeren weergeven

•

lipiden

•

proteïnen

•

nucleïnezuren

27.4

Bibliografie

R. Van der Laan, Kunststof- en polymeerchemie, Bohn Stafleu Van Loghum, Heron reeks A.E. Schouten, A.K. van der Vegt, Plastics, Delta Press


2007-03-01

93

28

Module Ca 8: Organische synthese 1, TV 40 lestijden


28.1


De cursist verwerft een grondige kennis van koolwaterstoffen, halogeenalkanen, alcoholen, fenolen en ethers.

28.2

Beginsituatie


28.3



De cursisten kunnen Koolwaterstoffen

op basis van tabellen met smelten kookpunten en de structuur de vluchtigheid verklaren

•

op basis van de structuur de oplosbaarheid verklaren enkele synthesemethoden voor alkanen (bijvoorbeeld Wurtz-reactie) met reactiemechanismen omschrijven de veelal lage reactiviteit van (cyclo)alkanen tegenover vele reagentia verklaren

•

de halogenering en oxidatie van (cyclo)alkanen omschrijven en verklaren

Alkanen, cycloalkanen, alkenen, alkynen, aromatische koolwaterstoffen

fysische eigenschappen

synthese

chemische eigenschappen Diënen en polyenen

indeling en structuur

enkele synthesemethoden van alkenen (bijvoorbeeld dehydratatie van alcoholen, dehydrohalogeneren van halogeenalkanen) met reactiemechanismen omschrijven

synthese van geconjugeerde diënen

omleggingsreacties toepassen

chemische eigenschappen van geconjugeerde diënen

katalytische hydrogenatie van alkenen en alkyenen toepassen additiereacties met alkenen en alkynen met reactiemechanismen omschrijven gedeeltelijke oxidatie (bijvoorbeeld epoxidatie, ozonolye) van alkenen met reactiemechanismen omschrijven een onderscheid maken tussen diënen met gecumuleerde, geïsoleerde en geconjugeerde dubbele bindingen


2007-03-01

94


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen het belang van gecumuleerde diënen inzien de synthese van een geconjugeerd diëen door dehydratie van een diol omschrijven 1,2- en 1,4-additie van diëen verklaren Diels-Alder-reactie met reactiemechanismen omschrijven enkele synthesemethoden van alkynen (bijvoorbeeld uit dihalogeenalkanen) met reactiemechanismen omschrijven enkele synthesemethoden van aromaten (bijvoorbeeld Wurtz-Fittig-reactie, FriedelCrafts alkylering) met reactiemechanismen omschrijven verklaren dat aromatische koolwaterstoffen zich goed lenen tot elektrofiele substitutiereacties op basis van de structuur van halogeenalkanen en tabellen met kookpunten de vluchtigheid verklaren

Halogeenalkanen • fysische eigenschappen

op basis van hun structuur de oplosbaarheid van halogeenalkanen verklaren

•

synthese

enkele synthesemethoden (bijvoorbeeld uit alcoholen) met reactiemechanismen omschrijven

•

chemische eigenschappen

verklaren dat halogeenalkanen zich goed lenen tot nucleofiele substitutiereacties en eliminatiereacties vorming van organometaalverbindingen (Grignardreagentia) weergeven op basis van de structuur van alcoholen en fenolen en tabellen met kookpunten de vluchtigheid verklaren

Alcoholen en fenolen • fysische eigenschappen

op basis van hun structuur de oplosbaarheid van alcoholen en fenolen verklaren

•

synthese

enkele methoden voor de synthese van alcoholen (Grignardreactie, reductie van aldehyden en ketonen) met reactiemechanismen omschrijven

•


enkele methoden voor de synthese van fenolen met reactiemechanismen omschrijven het zuur karakter van alcoholen en fenolen verklaren het mechanisme van de verestering weergeven


2007-03-01

95


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen de oxidatie van alcoholen en fenolen weergeven op basis van de structuur van ethers en tabellen met kookpunten de vluchtigheid verklaren

Ethers • fysische eigenschappen

op basis van hun structuur de oplosbaarheid van ethers verklaren

•

synthese

enkele methoden voor de synthese van ethers (bijvoorbeeld Williamsonsynthese) met reactiemechanismen omschrijven

•


weten dat ethers over het algemeen weinig reactieve verbindingen zijn het mechanisme van de ethersplitsing met HBr of HI weergeven de oxidatie van ethers weergeven

28.4

Bibliografie

Ege S.N., Organic Chemistry, D.C. Heath and Company, Lexington, Massachusetts, 3de druk, 1994 March J., Advanced Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1992 Mourik J. van, Dijk J.H. van, Chemie voor het HBO, Deel 2 (Heron-reeks), Bohn Stafleu Van Loghum, Houten, 3de druk, 1996 Solomons T.W.G., Fundamentals of Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1994 KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, secties A en B, Den Haag KNCV, 1987 KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, sectie C, Den Haag KNCV, 1987


2007-03-01

96

29

Module Ca 9: Organische synthese 2, TV 40 lestijden


29.1


De cursist verwerft een grondige kennis van aminen, aldehyden, ketonen, nitrillen, carbonzuren en carbonzuurderivaten.

29.2

Beginsituatie


29.3



De cursisten kunnen op basis van de structuur van aminen en tabellen met kookpunten de vluchtigheid verklaren op basis van hun structuur de oplosbaarheid van aminen verklaren inzicht verwerven in de typische geur van aminen enkele synthesemethoden (bijvoorbeeld reductie, Gabriel-synthese) met reactiemechanismen omschrijven

Aminen •


•

synthese

•


het basisch karakter van aminen verklaren primaire, secundaire en tertiaire aminen onderscheiden door reacties met salpeterigzuur het reactiemechanisme van de diazotering weergeven de Hofmann eliminatie toepassen inzicht verwerven in de problematiek van de nitrering van aniline op basis van de structuur van aldehyden en ketonen en tabellen met kookpunten de vluchtigheid verklaren op basis van hun structuur de oplosbaarheid van aldehyden en ketonen verklaren enkele synthesemethoden (bijvoorbeeld oxidatie van alcoholen en fenolen, reductie van zuurchloriden, Friedel-Crafts acylering) met reactiemechanismen omschrijven


Aldehyden en ketonen •


•

synthese

•


2007-03-01

97


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen verklaren met reactiemechanismen dat aldehyden en ketonen zich lenen tot nucleofiele additiereacties enolisatie van aldehyden en ketonen (keto-enol-tautomerie) weergeven de aldolcondensatie en de Cannizzaro reactie toepassen het gebruik van zwakke oxidatoren (bijvoorbeeld Fehlingreagens, Tollensreagens) om een aldehyd van een keton te onderscheiden weergeven het gebruik en het mechanisme van de haloformreactie begrijpen de reductie van de carbonylgroep tot een methyleengroep (bijvoorbeeld Clemmensen reductie) toepassen op basis van de structuur van nitrillen en tabellen met kookpunten de vluchtigheid verklaren op basis van hun structuur de oplosbaarheid van nitrillen verklaren enkele synthesewegen (bijvoorbeeld dehydratatie van amiden) weergeven hydrolyse van nitrillen met reactiemechanismen weergeven

Nitrillen •


•

synthese

•


reductie van nitrillen met reactiemechanismen weergeven

op basis van de structuur van carbonzuren en carbonzuurderivaten en tabellen met kookpunten de vluchtigheid verklaren op basis van hun structuur de oplosbaarheid van carbonzuren en carbonzuurderivaten verklaren enkele methoden voor de synthese van carbonzuren (bijvoorbeeld additie van Grignardreagentia op CO2, hydrolyse van nitrillen en carbonzuurderivaten) met reactiemechanismen omschrijven

Carbonzuren en carbonzuurderivaten •


•

synthese van carbonzuren, esters, zuurhalogeniden, zuuranhydriden en amiden

•

chemische eigenschappen van carbonzuren en carbonzuurderivaten

enkele methoden voor de synthese van carbonzuurderivaten met reactiemechanismen omschrijven het zuur karakter van carbonzuren verklaren carbonzuurzoutvorming weergeven


2007-03-01

98


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen het reactiemechanisme van de decarboxylering van carbonzuren weergeven het reactiemechanisme van de nucleofiele acylsubstitutie weergeven de relatieve reactiviteit tegenover een nucleofiel reagens verklaren enkele chemische eigenschappen van esters kunnen weergeven (bijvoorbeeld hydrolyse van esters, omestering, claisencondensatie)

29.4

Bibliografie

Ege S.N., Organic Chemistry, D.C. Heath and Company, Lexington, Massachusetts, 3de druk, 1994 March J., Advanced Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1992 Mourik, J. van, Dijk J.H. van, Chemie voor het HBO, Deel 2 (Heron-reeks), Bohn Stafleu Van Loghum, Houten, 3de druk, 1996 Solomons T.W.G., Fundamentals of Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1994 KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, secties A en B, Den Haag KNCV, 1987 KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, sectie C, Den Haag KNCV, 1987


2007-03-01

99

30

Module Ca 10: Lab organische synthese, TV 40 lestijden


30.1



30.2

Beginsituatie


30.3




Veiligheid


•



•


•

omgaan met chemicaliën

•

afvalverwerking en milieu

beslissen wanneer in een zuurkast moet gewerkt worden veilig werken met brandgevaarlijke producten het etiket op een verpakking interpreteren en de nodige voorzorgen nemen om met het product te werken beslissen wat met afvalproducten moet gebeuren en de afspraken volgen die


2007-03-01

100


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen hierover gemaakt werden Een keuze wordt gemaakt uit de volgende synthesen (eventueel kunnen gelijkaardige synthesen bepaalde synthesen vervangen): organische synthesen op een efficiënte en veilige wijze uitvoeren

Synthese van benzylethylether (via Williamsonsynthese)

de noodzakelijke experimentele vaardigheden leren ontwikkelen

Synthese van een kleurstof (bijv. fluoresceïne)

de voornaamste scheidingsen zuiveringstechnieken beheersen en nagaan welke technieken het meest geschikt zijn bij een organische synthese

Synthese van m-dinitrobenzeen (door nitrering van nitrobenzeen)

de noodzakelijk uit te voeren processen om het rendement van de organische synthese te verhogen leren bepalen van het bekomen product (of producten) het rendement op basis van een rendementsberekening bepalen de bekomen resultaten weergeven in een overzichtelijk en goed gestructureerd verslag

Synthese van m-nitroaniline (door partiële reductie van m-dinitrobenzeen) Synthese van m-nitrofenol (door diazotering van m-nitroaniline) Synthese van o- en p-nitrofenol (+ scheiding d.m.v. een stoomdestillatie) Synthese van p-nitroso-N,N-dimethylaniline Synthese van een indicator (bijv. methyloranje) Synthese van diethylisopropylmalonaat (malonestersynthese) Synthese van benzimidazool


Kwaliteitsonderzoek van organische stoffen Bepaling zuiverheid van producten: smeltpuntbepaling, … Op het bekomen product van de synthesen een kwaliteitsonderzoek uitvoeren

30.4

Bibliografie

Ege, S.N., Organic Chemistry, D.C. Heath and Company, Lexington, Massachusetts, 3de druk, 1994 March, J., Advanced Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1992 Mourik, J. van, J.H. van Dijk, Chemie voor het HBO, Deel 2 (Heron-reeks), Bohn Stafleu Van Loghum, Houten, 3de druk, 1996 Solomons, T.W.G., Fundamentals of Organic Chemistry, John Wiley & Sons, Inc., New York, 4de druk, 1994 KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, secties A en B, Den Haag KNCV, 1987


2007-03-01

101

KNCV en KVCV, Regels voor de nomenclatuur van de organische chemie, sectie C, Den Haag KNCV, 1987 Vogel’s Textbook of Practical Organic Chemistry, Longman Scientific & Technical, Essex, 4de druk, 1987


2007-03-01

102

31

Module Ca 11: Lab instrumentele analyse; TV 40 lestijden


31.1



31.2

Beginsituatie


31.3



De cursisten kunnen Er wordt een keuze gemaakt uit de hieronder weergegeven technieken volgens de mogelijkheden die het laboratorium biedt. het principe van de elektrogravimetrie geven

Elektrochemie

de stroomspanningscurve afleiden en de ontledingspotentiaal aangeven

•

potentiometrie, mogelijke bepalingen zijn het ijzergehalte in een ijzererts; het chloridegehalte in brood of mosterd

•

conductometrie, bijvoorbeeld de bepaling van het NaOH-gehalte in ontstopper

•

bi-ampèrometrie, bepaling van het watergehalte met Karl-Fischer titrator

•

elektrogravimetrie, bijvoorbeeld de bepaling van koper.

de apparatuur en de gebruikte elektroden bij elektrogravimetrie identificeren toepassingen van elektrogravimetrie geven het principe van potentiometrie geven


2007-03-01

103


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen de verschillende instrumentele technieken nauwkeurig uitvoeren

Spectroscopie

een verzorgd en wetenschappelijk verantwoord verslag over de instrumentele analyseresultaten afleveren

•

optische analysen – Polarimetrie, bijvoorbeeld de bepaling van de specifieke rotatie van fructose

•

optische analysen. UV-VIS-spectrometrie, bijvoorbeeld de bepaling van ijzer in een vitaminetablet; de bepaling van de pH

•

atomaire absorptie spectrometrie, bijvoorbeeld de bepaling van het zinkgehalte in een zinkerts; bepaling van het loodgehalte in een looderts

de verschillende instrumentele technieken nauwkeurig uitvoeren.

Scheidingsmethoden

een verzorgd en wetenschappelijk verantwoord verslag over de instrumentele analyseresultaten afleveren.

•

papierelectroforese, bijvoorbeeld de scheiding van indicatoren

•

kolomchromatografie, bijvoorbeeld de bepaling v/e mengsel van KMnO4 en K2Cr2O7

•

gaschromatografie, bijvoorbeeld de scheiding van componenten in White Spirit.

31.4

Bibliografie

Skoog D.A., West D.M., Fundamentals of Analytical Chemistry, Holt-Saunders International Editions Van der Kerk S.M., Heerma W., Inleiding tot de molecuulspectroscopie, Bohn, Scheltema & Holkema, Heron reeks Bockris J.O’M., Reddy A.K.N., Modern Elektrochemistry 1, A Plenum/Rosetta Edition Bockris J.O’M., Reddy A.K.N., Modern Elektrochemistry 2, A Plenum/Rosetta Edition Riley T., Watson A., Polarography and other Voltametric methods, Analytical Chemistry by open Learning, John Wiley & Sons de Loos-Vollebregt M.T.C., Atoomspectrometrie, Bohn Stafleu Van Loghum, Heron reeks Skoog D.A., Holler F.J., Nieman T.A., Principles of Instrumental Analysis, Brooks/Cole Thomson learning


2007-03-01

104

32

Module Ca 12: Chemische technologie 1, TV 40 lestijden


32.1


De cursist verwerft een goede kennis van de chemische technologie.

32.2

Beginsituatie


32.3



De cursisten kunnen het doel van meet- en regeltechniek uitleggen

Meet- en regeltechniek

het blokschema van een regelkring weergeven en verklaren

•

sturen en regelen

het doel van standaardsignalen aangeven

•

de regelkring

het doel van een corrigerend orgaan in de kring aangeven

•

standaardsignalen

het principe van de PID regeling geven

•

het corrigerend orgaan

•

de regelaar

van een eenvoudig proces een blokschema maken

Blokschema

een blokschema interpreteren en verklaren een PID kunnen lezen en interpreteren

Symbolen

het principe van de meetapparaten uitleggen

Meten

voorbeelden geven van apparaten voor het meten van procesgrootheden

•

druk en drukverschilmetingen

•

niveaumetingen

•

temperatuurmetingen

•

debietmetingen


2007-03-01

105


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen Warmtewisselaars

de begrippen gelijkstroom, tegenstroom en dwarsstroom bij warmtewisselaars uitleggen het gemiddelde temperatuurverschil berekenen bij het mee- en tegenstroomprincipe het verband uitleggen tussen de afgestane warmte, de opgenomen warmte en de overgedragen warmte het verband aangeven tussen de snelheid en de warmteoverdrachtscoëfficiënt berekeningen maken over verschillende typen warmtewisselaars berekeningen maken over verdampers en condensors de continuïteitsvergelijking toepassen

Stroming

de wet van Bernouilli beschrijven

•

de wet van Bernouilli voor ideale vloeistoffen

•

kenmerken van stroming

vertellen wanneer je de wet van Torricelli kunt gebruiken vertellen wat contractie is technische toepassingen van de wet van Bernouilli beschrijven en uitleggen berekeningen maken met de wet van Bernouilli bij stroming zonder energieuitwisseling met de omgeving uitleggen wat dynamische en kinematische viscositeit is het verband aangeven tussen de viscositeit van een vloeistof of gas en de temperatuur onderscheid maken tussen de diverse soorten stroming het kental van Reynolds berekenen de relatie weergeven tussen het kental van Reynolds en het stromingspatroon


2007-03-01

106


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen de algemene wet van Bernouilli toepassen

•

De algemene wet van Bernouilli

•

Pomp- en leidingkarakteristieken

de Fanningvergelijking beschrijven en hiermee berekeningen uitvoeren met behulp van het Moody-diagram de frictiefactor bepalen als functie van het Reynoldsgetal en de relatieve wandruwheid de wet van Hagen-Poiseuille voor laminaire stroming toepassen de k-waarden en de methoden van de equivalente lengte gebruiken om de weerstand van leidingen en appendages te bepalen de benodigde pompdruk voor een leidingsysteem berekenen de leidingkarakteristiek van een leidingsysteem bepalen de relatie leggen tussen de pompen de leidingkarakteristiek vertellen waarom een centrifugaalpomp een korte zuigleiding moet hebben en zo laag mogelijk moet staan vertellen wat we onder het rendement van een pomp verstaan vertellen wat het verband is tussen het debiet, het toerental en het vermogen van een centrifugaalpomp beschrijven wat het effect is als je identieke pompen parallel of in serie zet

het verschil tussen een verdringerpomp en een impulspomp geven

Pompen

de bouw en de werking van een centrifugaalpomp geven het principe van een verdringerpomp uitleggen

32.4

Bibliografie

I.J. Breimer, Procesautomatisering 1: grondslagen meet- en regeltechniek, Stam techniek Procestechnologie deel 1-4, VAPRO


2007-03-01

107

33

Module Ca 13: Chemische technologie 2, TV 40 lestijden


33.1


De cursist verwerft een goede kennis van de chemische technologie.

33.2

Beginsituatie


33.3



De cursisten kunnen een T,x,y-diagram tekenen en lezen de hefboomregel toepassen in een T,x,y-diagram uitleggen wat relatieve vluchtigheid is een x,y-diagram tekenen en lezen berekeningen uitvoeren met gegevens in een T,x,y- en x,y-diagram vertellen wat een minimum en maximum azeotroop is

Destillatie en rectificatie •

fysische achtergronden van destillatie en rectificatie

vertellen hoe een batchdestillatie verloopt met behulp van het T,x,y- en het x,ydiagram berekeningen uitvoeren bij een batchdestillatie met behulp van het T,x,y- en het x,ydiagram, massabalansen en de formule van Raleigh vertellen hoe een continu-destillatie verloopt met behulp van het T,x,y- en het x,ydiagram berekeningen uitvoeren bij een continu-destillatie verloopt met behulp van het T,x,yen het x,y-diagram vertellen tussen welke grenzen de samenstelling van het destillaat en het residu ligt bij continu-destillatie met behulp van het T,x,y- en het x,y-diagram uitleggen welk effect de relatieve vluchtigheid heeft op de scheiding uitleggen hoe je de zuiverheid van het destillaat of het residu van een destillatie kunt verbeteren

•

batchdestillatie en continu-destillatie


2007-03-01

108


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen vertellen wat batchrectificatie is een werklijn voor een batchrectificatie tekenen in het x,y-diagram het aantal theoretische schotels van een rectificatiekolom bepalen uitleggen dat je batchrectificatie kunt uitvoeren met een constante destillaatsamenstelling of met een constante refluxverhouding uitleggen wat totale en minimale reflux is bij batchrectificatie beschrijven wat de gevolgen zijn van een verandering in de reflux voor de batchrectificatie uitleggen wat de HETP van een gepakte kolom is beschrijven welke metingen en regelingen je op een batchrectificatiekolom kunt vinden en wat hun doel is

•

batchrectificatie

vertellen wat continu-rectificatie is de relatie aangeven tussen de vloeistof-damp-verhouding in de voeding en de q-lijn de bovenste werklijn, de onderste werklijn en de q-lijn tekenen in het x,y-diagram het aantal theoretische schotels bepalen het benodigde aantal schotels bij totale reflux bepalen de minimum refluxverhouding en de warmte inhoud van de voeding op de scheiding verklaren de functie beschrijven van meet- en regelapparatuur op een continu-rectificeerkolom

•

continu-rectificatie

uitleggen wat vaste stof -vloeistofextractie is een driehoeksdiagram maken voor een ternair systeem vertellen wat de hefboomregel is berekeningen uitvoeren met behulp van de hefboomregel een onderstroom-werklijn tekenen in een driehoeksdiagram het aantal theoretische trappen van een meervoudige tegenstroomextractie bepalen

Extractie

laminarie en turbulente stroming rond een deeltje onderscheiden beschrijven met welke twee methoden we vaste deeltjes kunnen laten bezinken de bezinksnelheid en de bezinktijd onder invloed van de zwaartekracht en onder invloed van centrifugaalkracht berekenen

Bezinken


•

•

2007-03-01

vaste stof -vloeistofextractie

bezinksnelheid

109


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen de stijgsnelheid en de stijgtijd bij flotatie berekenen vertellen wanneer gehinderde bezinking optreedt verschillende doelen van filtratie benoemen de verschillende factoren die invloed hebben op filtratie noemen berekeningen uitvoeren aan een batchfiltratie bij een constant drukverschil een bij een constante volumestroom berekeningen uitvoeren aan continu-filters

Filtratie

de werking van verschillende typen reactoren beschrijven beschrijven welk type reactor geschikt is voor welk type reactie de verschillende aspecten van de procescondities beschrijven

Reactoren

33.4

Bibliografie

I.J. Breimer, Procesautomatisering 1: grondslagen meet- en regeltechniek, Stam techniek Procestechnologie deel 1-4, VAPRO


2007-03-01

110

34

Module Ca 14: Eindwerk chemie, TV 80 lestijden


34.1


De cursist kan op een zelfstandige basis onderwerp en doelstelling(en) formuleren. De cursist kan het eindwerk zelfstandig uitwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk rapporteren. De cursist kan commentaar, opmerkingen en aanmerkingen verwerken. De cursist kan resultaten formuleren, zowel mondeling als schriftelijk. De cursist kan zelfstandig tot een besluitvorming komen.

34.2

Beginsituatie


34.3



De cursisten kunnen de structuur van een (wetenschappelijke) tekst weergeven

De logische opbouw van een tekst

een korte tekst schrijven voor een vooraf bepaald doelpubliek (wetenschappers, collegae, een in de materie niet geschoold publiek)

De inhoud aanpassen aan het niveau van het publiek waarvoor geschreven wordt

een korte presentatie (5 minuten) geven over een vooraf niet gekend onderwerp

Opbouw van een gestructureerde presentatie

een presentatie geven over een zelf gekozen onderwerp, met gebruik van media (transparanten, bord en krijt, met behulp van een computerprogramma)

Gebruik van media bij het geven van een presentatie

een literatuurstudie of zelf uitgevoerde experimenten in een gestructureerde tekst weergeven (eindwerk), volgens een vooraf bepaald tijdschema

Een eindwerk maken


2007-03-01

111


LEERINHOUDEN


De cursisten kunnen de inhoud van het eindwerk op een gestructureerde logische manier presenteren voor een publiek, gebruik makend van de aangepaste media en binnen de vooropgestelde tijd

Het eindwerk presenteren voor een jury

de structuur van een (wetenschappelijke) tekst weergeven

De logische opbouw van een tekst

een korte tekst schrijven voor een vooraf bepaald doelpubliek (wetenschappers, collegae, een in de materie niet geschoold publiek)

De inhoud aanpassen aan het niveau van het publiek waarvoor geschreven wordt

34.4

Bibliografie

Belgische norm NBN Z 01-002 Indelen en type van documenten


2007-03-01

112

35

Modules Cb 1-15

35.1

Algemene visie op de modules Cb 1-15

De opleiding Chemie optie Kunststoftechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, kunststofproductie en kunststofverwerking, met ruime aandacht voor kunststoftechnologische & chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de student een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, kunststofproducerende en kunststofverwerkende bedrijven. Studenten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in bedrijven georiënteerd op kunststoftechnologie. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

35.2

Algemene doelstelling van de modules Cb 1-15

De opleiding Chemie optie Kunststoftechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, kunststofproductie en kunststofverwerking, met ruime aandacht voor kunststoftechnologische & chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de student een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, kunststofproducerende en kunststofverwerkende bedrijven. Studenten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in bedrijven georiënteerd op kunststoftechnologie. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden

35.3

Algemene beginsituatie van de modules Cb 1-15

De opleiding Chemie optie Kunststoftechnologie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie / wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de Chemie & Kunststoftechnologie te verkrijgen.


2007-03-01

113

36

Module Cb 1: Gereedstechnologie, TV 40 lestijden


36.1

Visie

De samenhang tussen kunststoffen en de diverse verwerkingstechnieken bij brengen. In deze module wordt vooral aandacht besteed aan de opbouw van de diverse gereedschappen die bij kunststofverwerking worden gebruikt en de daarbij behorende materiaalkeuze.

36.2


De cursisten verwerven inzicht in de meest gebruikte verwerkingstechnieken voor polymeren en de daarbij behorende gereedschappen.

36.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding”

36.4


LEERINHOUDEN


2

het doel van het gereedschap verwoorden. de onderdelen benoemen. de juiste staalsoorten situeren in de matrijs.

de verschillen in opbouw van de gereedschappen en de constructie herkennen.


2007-03-01

1

Gereedschappen (algemeen)

1.1 1.2 1.3

Doel Functie, benaming en standaardisatie Gereedschapsstaal

• • • 1.4

materiaalkeuze nabehandeling oppervlaktebehandeling Matrijsdelen opzoeken in catalogi

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Specifiek Injectie Extrusie Thermovormen Andere

114

36.5


Pedagogisch-didactische wenken De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


Didactische hulpmiddelen De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en Cd-rom’s dient ter beschikking te zijn. ICT en e-educatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

36.6

Evaluatie

De evaluatie vindt plaats door middel van een examen.

36.7

Bibliografie

J.R.A Pearson, Mechanics of Polymer Processing J. L. Throne, Thermoforming Menges / Mohren, Sprizgießwerkzeuge W. Michaeli, Extrusion dies Rosato / Rosato, Blowmolding handbook Hensen / Knappe / Pottente, Ewtrusionstechniek I & 2 (Grundlagen Extrusionsanlagen) C. Rauwendaal, Polymer extrusion


2007-03-01

115

J.R.A. Pearson / S.M. Richadson, Computional Analysis of Polymer Processing N. S. Rao, Cumputer Aided Design of Plasticating Screws H. Potente, Auslegen von Schneckenmaschinen – Baureihen Gastrow, Der Spritzgieß Werzeugbau G. Mennig, Werkzeuge für die Kunststofverarbeitung


2007-03-01

116

37

Module Cb 2: Additieven, TV 40 lestijden


37.1

Visie

Om van de meeste polymeren echte kunststoffen te maken zijn er allerlei toevoegstoffen nodig. In deze cursus wordt en overzicht geven van deze toevoegstoffen gekoppeld aan de polymeren waarin zij het meest worden toegepast.

37.2


De cursisten verwerven inzicht in de opbouw, fysische eigenschappen en toepassingen van polymeren. Specifiek het gebruik van additieven die bepaalde toegevoegde waarde aan deze polymeren geven.

37.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding”

37.4


LEERINHOUDEN


de definitie van kunststoffen geven. het belang van kunststoffen omschrijven.

1

Inleiding

2

de basisbegrippen omschrijven.

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Vorming en structuur Aggregatietoestanden van polymeren Structuren Amorfe en kristallijne polymeren Belangrijke specificaties

3

de toevoegstoffen indelen en hun toepassingsgebieden omschrijven.

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

Toevoegstoffen Weekmakers Stabilisatoren Anti-oxydanten UV-stabilisatoren Biostabilisatoren Nucleators


2007-03-01

117


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

37.5

3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14

Ladingen en versterkingsmiddelen Brandvertragers Siccatiefs Schuimmiddelen Kickers Koppelingagents Glijmiddelen Kleurstoffen en pigmenten

• •

kleurstoffen pigmenten




•


•




2007-03-01

118

37.6

Evaluatie

De evaluatie vindt plaats door middel van een examens.

37.7

Bibliografie

N. G. McCRUM / C.P/ BUCKLEY / C. B. BUCKNALL, Principles of Polymer Enigineering BIRLEY / HAWORTH / BATCHELOR, Physics of Plastics R. B. SEYMOR, Additives for plastics Volume 1 & 2 L. MASCIA, Materials Engineering W. HOLZMüHLER / K. ALTENBURG, Physik der Kunststoffe LENZ / STEIN, Polymer Science and Technology RITCHIE, Physics of Plastics F. RODRIGUEZ, Principles of Polymer Systems F. W. BILLMEYER jr, Textbook of Polymer Science H. Endriß, Aktuelle anorganische Bunt-Pigmente T. J. Henman, World Index of Polyolefine Stabilizers K. Thinus, Chemie, Physik und Technologie der Weichmacher


2007-03-01

119

38

Module Cb 3: Chemie van de kunststoffen, TV 40 lestijden


38.1

Visie

De studie van polymeren leidt tot inzichtelijke verbanden tussen de opbouw van macromoleculen en de daarbij behorende aggregatietoestanden. Deze zijn onontbeerlijk om de chemische en fysische eigenschappen van polymeren te kunnen toepassen.

38.2


De cursisten verwerven inzicht in de opbouw, chemische eigenschappen, fysische eigenschappen en synthese van macromoleculen.

38.3

Beginsituatie

De cursist dient de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding”

38.4


LEERINHOUDEN


de definitie van kunststoffen geven en hun belang omschrijven.

1

Inleiding

2

de synthese van macromoleculen omschrijven.

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Vorming en structuur Polymerisatie Polycondensatie Polyadditie Polyblend

3

het fysisch gedrag van diverse polymeren omschrijven.

3 3.1 3.2 3.3 3.4

Toestandsdiagrammen Amorfe thermoplasten Deelkristallijne thermoplasten Thermoharders Rubbers

4

kunststoftermen gebruiken en weten wat ze betekenen.

4 4.1 4.2 4.3

Kunststoftermen en begrippen Naamgeving polymeren Begrippen uit de chemie Begrippen uit de verwerking


2007-03-01

120

38.5




•


•



38.6

Evaluatie


38.7

Bibliografie

G. Challa, Polymeerchemie A.E. Schouten / A. K. van der Vegt, Plastics R. van der Laan, Kunststof – en Polymeerchemie P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry


2007-03-01

121

39

Module Cb 4: Fysicochemie, TV 40 lestijden


39.1

Visie

Het vak Fysicochemie bevindt zich op het grensgebied tussen Fysica en Chemie. Het is de studie van de invloed van fysische grootheden, zoals druk, temperatuur op chemische omzettingen. Voor mensen die in een industriële omgeving werken is de kennis en de toepassing van de fysicochemische principes niet onbelangrijk. Het destillatieproces is hiervan een voorbeeld. Tevens heeft de Fysicochemie talrijke raakvlakken met andere werkgebieden, zoals de biochemie, medische wetenschap, bodemkunde en tal van andere. De kennis van bijvoorbeeld grensvlakchemie en reactiekinetiek is nuttig bij de heterogene katalyse; de colloïdchemie in de bodemkunde.

39.2


In de cursus Fysicochemie worden de fundamentele concepten en modellen van de fysische scheikunde bestudeerd. Het is de bedoeling dat men inzicht verwerft in deze fundamentele begrippen en dat men de principes, definities, betekenis van en verbanden tussen de verschillende begrippen beheerst. Hierbij is het belangrijk dat de student de concepten en modellen kent, doch vooral ook kan toepassen in allerhande probleemstellingen en oefeningen. Algemeen worden volgende doelstellingen beoogd •

De achtergrond, de reden van natuurfenomenen en fysicochemische processen begrijpen.

•

De speciale symboliek en conventies in de fysicochemie leren hanteren.

•

De grote impact van de hoofdprincipes uit de fysicochemie op organische, anorganische en biochemische processen leren inzien.

•

In eigen bewoordingen concepten en modellen leren verklaren en inzien.

•

Nauwkeurigheid aan de dag leggen in wetenschappelijke en technische berekeningen en de resultaten leren interpreteren.

Specifiek kunnen de cursisten: •

de gaswetten formuleren en toepassen in oefeningen;

•

eigenschappen van ideale en niet-ideale mengsels noemen;

•

de samenstelling berekenen van de verschillende fasen van een mengsels;

•

de fasediagrammen opstellen en ermee werken;

•

de colligatieve eigenschappen van oplossingen opsommen en verklaren;

•

destillatie zien als een toepassing van een mengsel in verschillende fasen;

• •

schematisch weergeven hoe de destillatie gebeurt met bijhorende diagrammen; de chemische thermodynamica toepassen in oefeningen;

•

inzien welke parameters het chemisch evenwicht beïnvloeden;

• •

dit toepassen in chemische berekeningen; het onderscheid maken tussen kinetische en thermodynamische aspecten betreffende reacties;


2007-03-01

122

•

aangeven welke verschijnselen rheologie bestudeert;

•

de factoren noemen die de viscositeit beïnvloeden en weergeven op een diagram;

•

van elke factor voorbeelden noemen en verklaren;

•

verschillende viscosimeters beschrijven en onderscheiden.

39.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis”.

39.4


LEERINHOUDEN


2

de gaswetten formuleren en toepassen in oefeningen.

eigenschappen van ideale en niet-ideale mengsels noemen. de samenstelling berekenen van de verschillende fasen van een mengsels. de fasediagrammen opstellen en ermee werken. de colligatieve eigenschappen van oplossingen opsommen en verklaren. destillatie zien als een toepassing van een mengsel in verschillende fasen. schematisch weergeven hoe de destilatie gebeurt met bijhorende diagrammen.


2007-03-01

1

Gassen

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

Inleiding Ideale gassen De ideale gaswet Molair volume van een gas Ideale gasmengsels – Wet van Dalton Reële gassen Activiteit van een gas

2

Oplossingen

2.1 2.2 2.3

Inleiding Ideale en niet-ideale oplossingen Ideale vloeibare mengsel

• • • 2.4

dampdruk-samenstellingsdiagram samenstelling van de dampfase in evenwicht met een ideaal vloeibaar mengsel temperatuur-samenstellingsdiagram Niet-ideale vloeibare mengsels

• • • 2.5 2.6

negatieve afwijkingen van de idealiteit positieve afwijkingen van de idealiteit experimentele bepaling van de activiteit Voldoende verdunde oplossingen Colligatieve eigenschappen van oplossingen

123


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

3

de chemische thermodynamica toepassen in oefeningen.

• • • • 2.7

dampdrukverlaging kookpuntsverhoging en vriespuntverlaging osmotische druk elektrolytoplossingen Toepassing: Destillatie

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

Thermochemie Energie-inhoud van een systeem Wet van behoud van energie Bepaling van de verandering van de inwendige energie bij een chemische reactie Verandering van enthalpie Thermochemische reactievergelijkingen Standaardvormingsenthalpie Verbrandingsenthalpie Wet van Hess Drijfveer van chemische reacties

4

inzien welke parameters het chemisch evenwicht beïnvloeden. dit toepassen in chemische berekeningen.

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Chemisch evenwicht Evenwichtsreacties De wet van het chemisch evenwicht Verschuiving van het chemisch evenwicht Aflopende reacties Activiteiten

5

het onderscheid maken tussen kinetische en thermodynamische aspecten betreffende reacties.

5

Chemische kinetica

6

aangeven welke verschijnselen rheologie bestudeert. de factoren noemen die de viscositeit beïnvloeden en weergeven op een diagram. van elke factor voorbeelden noemen en verklaren. verschillende viscosimeters beschrijven en onderscheiden.

6 6.1 6.2 6.3 6.4

Rheologie Definitie Wiskundig model Toepassingen Meten van viscositeit


2007-03-01

124

39.5

Methodologisch wenken



•


•


Didactische hulpmiddelen De werken opgegeven in de bibliografie kunnen in de bibliotheek geraadpleegd worden. De DIDAC – transparanten van KVCV zijn heel goed bruikbaar om een aantal begrippen en wetten aan te brengen. Studiebezoeken aan chemische (piloot)installaties of voordrachten en demonstraties door experts zijn aan te bevelen. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

39.6

Evaluatie

Het schriftelijk examen bestaat hoofdzakelijk uit oefeningen. Een tussentijds examen kan ingericht worden.

39.7

Bibliografie

ATKINS, P. W., de PAULA, J., Physical Chemistry, Oxford University Press, 7th Edition, 2001 MAES, G., Inleiding tot de Fysicochemie, cursistencursus, KU LEUVEN, Campus Kortrijk DIDAC transparanten, Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging, Leuven, 1995


2007-03-01

125

40

Module Cb 5: Elektromechanische en termodynamische technologie, TV 80 lestijden


40.1

Visie

Zoals de benaming ook aangeeft situeert deze cursus zich op een terrein waar wetenschap en techniek elkaar de hand reiken. Er wordt een algemene basis gelegd voor de mechanische aspecten van procestechnologie Deze basis is zodanig opgevat dat er duidelijk aansluiting kan worden gevormd met de (al dan niet) toekomstige werksituatie. Er wordt ruime aandacht besteed aan het begrijpen en implementeren van de gaswetten en thermodynamische toepassingen. Dit alles gebeurt zo veel mogelijk met betrekking tot situaties die zich in een industriële omgeving voordoen. Hierbij aansluitend wordt er ook aandacht besteed aan belangrijke meettechnieken, hun onderlinge verbanden en het verband dat die parameters met een productieomgeving hebben. In dit vak wordt een overzicht gegeven van de ondersteunende technologieën in een procesomgeving. Het is de bedoeling dat de cursisten een totaalbeeld verwerven van een industrieel proces, zodat zij in staat zijn een functie te bekleden die niet alleen vakspecifieke, maar ook meer algemene industriële competenties vereist. De studenten moeten inzicht verwerven om biochemische aspecten te kunnen koppelen aan en kaderen in een productieomgeving. Het probleemoplossende vermogen van de studenten moet daardoor ook worden vergroot. Er wordt een basis gelegd wat betreft hydraulica, pneumatica en elektriciteit-elektronica aan de hand van parameters, symboliek en algoritmen, waarbij een link wordt gelegd met meer geavanceerde aspecten zoals combinatorische schakelingen.

40.2


De nadruk wordt gelegd op aspecten van de elektromechanica en thermodynamica die op een directe wijze implementeerbaar zijn in de (toekomstige) werkomgeving van de cursisten. De cursisten krijgen zo voeling met de praktische zijde van toepassingen in dit kader. Zo worden aspecten zoals bijv.. transporteurs en pompen uitvoerig besproken. Het werkingsprincipe en inpassing van dergelijke toepassingen in een productieproces komen aan de orde. Een belangrijk deel van de cursus wordt besteed aan de bespreking van toestellen en instrumenten om metingen (van mechanische en thermodynamische aard) te verrichten. De cursisten krijgen op die manier zicht op belangrijke procesparameters zoals druk en temperatuur kunnen die parameters met behulp van metingen bepalen. Na het volgen van deze cursus hebben de studenten ook een algemeen inzicht betreffende sturingen van pneumatische, hydraulische en elektrische aard. De cursisten leren onderdelen zoals bijvoorbeeld pompen,cilinders, kleppen … kennen en berekenen. Een hoofdstuk over PLC-technieken moet ervoor zorgen dat de cursisten begrijpen wat een PLC is, wat er kan mee bewerkstelligd worden en hoe PLC’s in een proces wordt ingepast. Deze inzichten worden daar waar mogelijk verbonden met praktische zaken uit een industriële omgeving. De besproken pneumatische, hydraulische en elektrische technieken worden ingebed in een ruimere context, zodat de cursisten de opgedane kennis kunnen toepassen en integreren in hun (toekomstige) werkomgeving. De cursist kan een meetsysteem selecteren, de meetwaarden interpreteren, het verband van die metingen met andere relevante procesparameters leggen en de nodige berekeningen maken. De cursist kan een weloverwogen keuze maken wat betreft het type transportsysteem en/of transportwerktuig en de nodige berekeningen maken. De cursist kan een bestaand transportsysteem herkennen en de mogelijkheden ervan inschatten. In beperkte mate schema’s begrijpen en logisch kunnen opbouwen; de nodige berekeningen kunnen maken. Verband leggen tussen de mogelijkheden van een PLC en de praktische noden van geautomatiseerde installaties. De cursist kent de elementaire zaken wat elektriciteit en elektrische installaties aangaat en kan in dit kader verbanden leggen met pneumatica, hydraulica en PLC.

De cursist kan thermodynamische aspecten toelichten en berekeningen hier omtrent maken. De student kan de technische aangelegenheden aanvullen met economische aspecten. De cursist heeft zicht op de gebruikte eenheden, dimensies en voorvoegsels van de meest voorkomende procesparameters die zich situeren binnen deze module.


2007-03-01

126

40.3

Beginsituatie

Men dient rekening te houden met het feit dat de cursisten van totaal verschillende richtingen - wat secundaire opleiding betreft - afkomstig zijn. Ook cursisten die reeds een hogere opleiding genoten volgen de cursussen. Het wiskundeniveau is gemiddeld van hoger technisch secundair onderwijsniveau. De mechanica, elektriciteit en thermodynamica wordt bij aanvang gesitueerd als een onderdeel van de natuurkunde - een vak dat vele cursisten in hun vooropleiding hebben gehad. Op die manier wordt een link gelegd met reeds eerder opgedane kennis. In de loop van de cursus wordt uiteraard sterk toegewerkt naar de praktische aspecten van “toegepaste mechanica, elektromechanica en thermodynamica.” en dit onder meer door de praktische benadering van de meeste hoofdstukken. Het is dan ook duidelijk dat de abstracte theoretische aspecten slechts een beperkt deel van de tijd mogen opslorpen. Alle gebruikte parameters moeten duidelijk omschreven worden met bijhorende eenheid, omdat dit zeer belangrijk is voor het begrijpen van de uiteenzettingen, voor het oplossen van vraagstukken en voor de totaalstructuur van de cursus.

40.4


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen een weloverwogen keuze maken wat betreft het type tranportsysteem, gebaseerd op het soort materiaal dat moet getransporteerd worden en het debiet waarmee dit moet gebeuren. transportsystemen herkennen en daaruit afleiden welke stoffen voor een dergelijk systeem in aanmerking komen. alle parameters die in de formulesets aanwezig zijn berekenen waarbij telkens ondubbelzinnig vaststaat welke SI-eenheden er bij de parameters horen. duidelijk onderscheid maken tussen de verschillende types pneumatisch transport.

1

Transport van vaste stoffen

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

Inleiding en SI-eenhedenstelsel Schroeftransporteurs Bandtransporteurs Kettingtransporteurs Schudtransporteurs Pneumatisch transport Hydraulisch transport

2

de wetten van Bernouilli, Castelli en Pascal zowel kwalitatief als kwantitatief toepassen. de in de hydraulica veel voorkomende parameters gebruiken in de juiste vorm wat betreft symboliek en eenheden. eenvoudige vraagstukken wat dat betreft oplossen. wrijvingsverliezen berekenen. goed onderscheid maken tussen verschillende pomptypes en hun toepassingsgebied. in beperkte mate wat dat betreft berekeningen maken.

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7

Transport van niet-samendrukbare fluïda Inleiding Basisbegrippen hydraulica Wrijvingsverliezen in een leiding Centrifugaalpompen Verdringerpompen Membraanpompen Andere pomptypes

3

het benodigde vermogen berekenen met het oog op het bekomen van een

3

Transport van samendrukbare fluïda

1


2007-03-01

127


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen bepaalde druk of een bepaald debiet. het verschil begrijpen tussen onderdruksystemen en overdruksystemen.

3.1 3.2 3.3

Inleiding Transport bij drukken, groter dan atmosferische Transport bij drukken, lager dan atmosferische

4

eenvoudige vraagstukken oplossen met betrekking tot de fysische achtergrond van het verschijnsel druk en die relateren aan bestaande meetinstrumenten. selectief te werk gaan om een aan het proces aangepaste drukmeter te kiezen.

4 4.1 4.2 4.3 4.4

Meten van drukken Inleiding Drukeenheden Absolute en relatieve druk Mechanische manometers

5

vraagstukken oplossen die eigen zijn aan het type meetinstrument. het onderscheid inzien tussen de verschillende meetinstrumenten en meetprincipes. kwantitatieve verbanden leggen tussen de parameters met relevantie in het beschouwde meetinstrument.. vraagstukken oplossen die betrekking hebben op de vermelde parameters.

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9

Debietmetingen Inleiding Debietmeting steunend op drukverschilmetingen Meetschijf of diafragma Venturibuis Meettuit Pitotbuis Metingen gebaseerd op het principe van veranderlijke doorlaat Metingen steunend op verdringerprincipe Metingen steunend op statistische principes

6

inzien wat de onderlinge gelijkenissen en verschillen zijn tussen enkele bestaande systemen. een meetinstrument kiezen in functie van het temperatuurinterval waar men mee te maken heeft.

6 6.1 6.2 6.3

Temperatuurmetingen Inleiding Soorten thermometers Andere meetmethodes

7

voordelen en nadelen van de verschillende types van niveaumetingen tegen elkaar afwegen.

7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6

Niveaumetingen Inleiding Overzicht van de verschillende types van niveaumetingen Directe metingen voor vloeistoffen Indirecte metingen voor vloeistoffen Niveaumetingen voor vaste stoffen en vloeistoffen Enkele thermodynamische toepassingen


2007-03-01

128


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 7.7

8

symbolen herkennen, verklaren en bespreken die vaak voorkomen in dergelijke installaties. in beperkte mate schema’s begrijpen, interpreteren en bedieningswijzen afleiden. chronologische aspecten afleiden in eenvoudige toepassingen. een schema logische opbouwen.

Inzien en bespreken wat de voordelen en nadelen van dergelijke installaties zijn en berekeningen maken om de grootte van bepaalde olieparameters te bepalen.

optredende krachten en benodigde vermogens berekenen verband leggen tussen de te verrichten actie en de pomp. een leidingdiameter berekenen in functie van debiet en vice versa. Reynoldsgetal berekenen en plaatsen binnen een praktische context. kleppen berekenen.


2007-03-01

Mechanische aspecten van laboratoriuminstrumenten

8

Pneumatica en hydraulica

8.1

Symbolen voor hydraulische en pneumatische installaties

•

Onderwerp en toepassingsgebied

•

Algemeen – basissymbolen en functiesymbolen

•

Omzetting van energie

•

Stuurapparaten en regelapparaten

•

Energietransport en conditionering

•

Bedieningsmechanismen

•

Hulpapparaten

•

Gecombineerde apparaten: enkele voorbeelden

8.2

Enkele technische algemeenheden bij hydraulische installaties

•

Werkingsprincipe van een hydraulische aandrijving

•

Voordelen en nadelen van een hydraulische aandrijving

•

Hydraulische olieparameters

•

Technische gegevens en symboliek

8.3 Berekenen van installaties •

Verband tussen vermogen en kracht

•

Soorten krachten

•

Leidingen

•

Reynoldsgetal

•

Kleppen

129


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

verschillende wiskundige voorstellingswijzen vormen die het verband leggen tussen ingangen (bijv. kleppen) en uitgangen (bijv. cylinders). verbanden leggen tussen de wiskundige logica en de technische aspecten van installaties. in eenvoudige bewoordingen omschrijven wat een PLC is. de erin voorkomende onderdelen opsommen.

verband leggen tussen de mogelijkheden van een PLC en de praktische noden van een geautomatiseerde of te automatiseren elektropneumatische of elektrohydraulische installatie. stromen, spanningen en vermogens berekenen.

9

10

11

de meest voorkomende elementen in elektrische schema’s herkennen, benoemen en bespreken.

kan de relatie leggen tussen verschillende thermodynamische parameters.


2007-03-01

•

Oefeningen

8.4

Combinatorische schakelingen

•

Logische elementen

•

Wat zijn combinatorische schakelingen?

•

Regels van de schakelalgebra

•

Karnaughdiagram

•

Waarheidstabel

9.

PLC-sturingen

9.1

Schematische voorstelling

9.2

Bespreking van enkele PLC-componenten

9.3

Korte bespreking van enkele programmeermethodes

10.

Elektriciteit

10.1

Spanningsbronnen en stroombronnen

10.2

Ohmse weerstanden

10.3

Condensatoren

10.4

Spoelen

10.5

Serieschakeling

10.6

Parallelschakeling

10.7

Vermogen

10.8

Elektrische energie

10.9

Oefeningen

11. Thermodynamische aspecten

130

40.5


Men dient zich te realiseren dat het merendeel van de cursisten een (zeer) beperkte basis hebben wat betreft fysica en wiskunde. Hogere wiskunde in deze cursus integreren is utopisch. Integraalrekening en differentiaalrekening is eveneens niet in de cursus toe te passen. Het merendeel van de cursisten heeft ernstige moeilijkheden met het oplossen van vergelijkingen met rationale exponenten. Daarom moeten deze vergelijkingen tot een minderheid behoren aangezien het buiten het kader van deze cursus valt om de wiskundige achtergronden in extenso toe te lichten. Alle parameters die gebruikt worden moeten op voorhand worden verklaard en hun bijpassende eenheid moet telkens worden vermeld. De cursisten hebben weinig moeite met de beschrijvende aspecten van de cursus en het inzien van principes levert ook geen noemenswaardige problemen. Vraagstukken zorgen echter voor grote moeilijkheden maar vormen een essentieel onderdeel van de cursus. Het spreekt dan ook voor zich dat er tijd nog moeite mag worden gespaard om de cursisten toch in staat te stellen om kwantitatieve problemen op te lossen

Pedagogisch-didactische wenken De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Het is aangewezen dat tweerichtingscommunicatie tussen cursisten en leraar veelvuldig aan de orde is. Beiden moeten immers dezelfde taal spreken en aan elkaar tegemoet kunnen komen. De voorkennis van de cursisten is namelijk geen gestandaardiseerd gegeven. Zodoende moet aangevoeld worden welke onderwerpen een opfrissende inleiding nodig hebben en welke niet. Meerdere onderwerpen die besproken worden, zijn moeilijk naar voren te brengen zonder gebruik te maken van een projector. Het is belangrijk dat de cursisten besproken toestellen en instrumentaria kunnen visualiseren. Daarom is het zeer wenselijk dat er gebruik gemaakt wordt van een projector om één en ander te verduidelijken. De cursisten krijgen ook een figurenbundel in cursusvorm, wat hen tijdens het verloop van de cursus van groot nut kan zijn. Het lestempo moet worden aangepast aan de voorkennis van de cursisten over het betreffende onderwerp. De cursisten krijgen meer voeling met de praktische aspecten van de naar voren gebrachte leerstof. Dit gebeurt met behulp van proefstanden in de diverse laboratoria. Bepaalde zaken kunnen naar het leslokaal worden gebracht om als didactisch materiaal dienst te doen; bijv. kranen, leidingen, pompje ... Daar waar mogelijk moeten theoretische uiteenzettingen zoveel mogelijk vergezeld worden van bijpassende oefeningen. Men dient veel tijd te besteden aan oefeningen en probleemoplossing omdat juist daar de grootste tekorten te situeren zijn.

Didactische hulpmiddelen Er wordt gebruikgemaakt van de Belgische / Europese normen met betrekking tot de betreffende technologieën. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

40.6

Evaluatie

De vragen kunnen betreffen: oefeningen, schetsen maken van instrumenten, structuurschema’s, opsommingen …


2007-03-01

131

De evaluatie geschiedt aan de hand van een schriftelijk of mondeling examen.

40.7

Bibliografie

BEGINSELEN UIT DE CHEMISCHE TECHNOLOGIE / DEEL 2/ TRANSPORTSYSTEMEN EN MEETSYSTEMEN, G. de Loore, A. Pyra en S. Vandersypen, Uitgeverij Acco Leuven MECHANICA DER FLUÏDA DOOR ROGER VAN MELLE, UITGEVERIJ INDUS BOEKDEEL 1: gassen 2: vloeistoffen TECHNISCHE THERMODYNAMICA DOOR ROGER VAN MELLE, UITGEVERIJ INDUS BOEKDEEL

1: ideale gassen 2: reële gassen 3: formularium

FORMULARIUM VOOR WISKUNDE, FYSIKA EN CHEMIE, PERGOOT, UITGEVERIJ DE GARVE IN BRUGGE PLC en INDUSTRIEËLE ELECTRONICA, HUGO MARIËN ISBN 9062002803 PHYSICS FOR Scientists and Engineers with Modern Physics, 5th Ed., Serway – Beichner (academisch niveau, hogere wiskunde), SAUNDERS COLLEGE PUBLISHING, ISBN 0-03-022657-0 http://www.hartcollege.com Inleiding tot de Automatisering, Drost – Ouwehand, HB Uitgevers, ISBN 90 5574 226 0 Lectuur met betrekking tot toegepast mechanica, thermodynamica, elektriciteit, digitale technieken en plc bij voorkeur van secundair niveau (om wiskundige uiteenzettingen die hun doel voorbij schieten te vermijden)


2007-03-01

132

41

Module Cb 6: Polymeerchemie, TV 40 lestijden


41.1

Visie

De studie van polymeren leidt tot inzichtelijke verbanden tussen de opbouw van macromoleculen, van welke oorsprong ook. In dit gedeelte worden de verschillende reactiemogelijkheden besproken die van laag moleculaire stoffen polymeren maken (macromoleculen).

41.2


De cursisten verwerven inzicht in de opbouw, chemische eigenschappen, synthese van macromoleculen en hun moleculaire opbouw.

41.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie:basis” & B “Chemie:uitbreiding” Dit wordt best aangevuld met module Cb3 “Chemie van de Kunststoffen”

41.4


LEERINHOUDEN


2

de verschillende polymerisatiereacties omschrijven en er voorbeelden van geven.

1

Vorming en structuur

1.1 1.2 1.3 1.4

De gewone polymerisatie De co-polymerisatie De polymerisatie van cyclische verbindingen Polycondensatie en polyadditie

een indeling geven van de methoden die mogelijk zijn om op industriële wijze 2 macromoleculen te vormen. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8


2007-03-01

Industriële polymerisatieprocessen Polymeer oplosbaar in het monomeer Polymeer onoplosbaar in het monomeer Polymerisatie in oplosmiddel / niet-oplosmiddelsysteem Polymerisatie in oplossing Polymerisatie in emulsie Parelpolymerisatie Polymerisatie in dampfase Combinaties van polymerisatiemethoden

133


LEERINHOUDEN


molecuulmassa en structuur omschrijven.

3

41.5

Overzicht van de verschillende gebruikte molecuulmassa’s en structuren van macromoleculen




•


•



41.6

Evaluatie


41.7

Bibliografie

G. Challa, Polymeerchemie A.E. Schouten / A. K. van der Vegt, Plastics R. van der Laan, Kunststof – en Polymeerchemie


2007-03-01

134

P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry J. A. Biesenberger / D. H. Sebastian, Principles of polymerization engineering H. Batzer / F. Lohse, Macromolecular Chemistry A. Tager, Fysical Chemistry of Polymers F. A. Bovey / F. H. Wilson, Macromolecules an introduction in polymerscience C. J. Suckling / K. E. Suckling / C.W. Suckling, Chemistry through models A. Echte, Handbuch der Technische Polymeerchemie H-G Elias, Makromoleküle


2007-03-01

135

42

Module Cb 7: Rheologie, TV 40 lestijden


42.1

Visie

Het stromingsgedrag van polymeren in vaste en vloeibare toestand en de daarbijbehorende fysische veranderingen. Het verklaart het gedrag van polymeren tijdens verwerking maar ook als gebruiksvoorwerp.

42.2


De cursisten verwerven inzicht geven in het rheologisch gedrag van polymeren en de daarbij behorende meettechnieken zonder al te veel in te gaan op de wiskundige achtergronden.

42.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten va, de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding” Aan het rheologisch gedrag van polymeren wordt normaal weinig aandacht besteed. Velen vinden de wiskundige achtergrond te moeilijk alhoewel het begrijpen van het rheologisch gedrag van polymeren vele verwerkingproblemen en foutieve toepassingen van polymeren kan vermijden.

42.4


LEERINHOUDEN


2

rheologie en rheometrie omschrijven.

gebruik maken van de theoretische modellen en hun toepassingsgebieden.


2007-03-01

1

Inleiding

1.1 1.2 1.3

Elastische materialen Viskeuze materialen Plastische materialen

2 2.1

Modellen Lineaire modellen

• • • • • • • 2.2

Euklides Pascal Hooke Newton St Venant Maxwell Vierelementenmodel van Burgers Niet-lineaire modellen

136


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

3

4

5

het gedrag van kunststofsmelten en oplossingen in stationaire stromingen begrijpen en toepassen.

stromingsleer begrijpen en toepassen.

temperatuurafhankelijkheid en drukafhankelijkheid van de viscositeit begrijpen en toepassen op verwerkingsprocessen.


2007-03-01

• • • • 2.3

Lichaam van Prandtl Lichaam van Bingham Lichaam van Schwedoff Lichaam van Képès Abnormale vloeistoffen

• • •

Dilatantie Pseudo-plasticiteit Thixotropie en reopexie

3 3.1 3.2

Kunststofsmelten en oplossingen Inleiding Praktijkformules

• • 3.3 3.4 3.5 3.6

Eyring – Powell Power law Normaalspanningen Invloed van druk op vloei-eigenschappen Invloed van temperatuur op vloei-eigenschappen Toestandsdiagram

4 4.1

Stromingsleer Vergelijkingen

• • 4.2

Continuïteitsvergelijking Getal van Reynolds Gelijkvormigheid van stromingen

• 4.3

Sleepstroming Drukstromingen

• • 4.4

Door een ringvormig kanaal Door een ronde buis Combinatie van sleepstroming en drukstroming

5 5.1 5.2 5.3 5.4

Afhankelijkheid van de viscositeit Temperatuur en druk Vloei van Newtonse vloeistoffen Vloeistoffen met een elasticiteitsgrens laminaire en turbulente stroming

137


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen het meten aan polymere smelten en oplossingen (theoretisch) uitvoeren en de moeilijkheidsgraad van de experimenten inschatten.

6

42.5

6 6.1 6.2

Rheometrie Doel Viscositeitsmetingen

• • 6.3

Aan smelten Aan oplossingen Keuze meetapparaat en karakteristieken van de diverse meettechnieken




•


•



42.6

Evaluatie



2007-03-01

138

42.7

Bibliografie

G. Schramm, A practical approach to rheology and rheometry VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik, Messen an Extrusionsanlagen VDI-Gesllschafft Kunststofftechnik, Praktisch Rheologie de Kunststoffschmelzen und Lösungen J. Van Wazer / J. Lyons / K. Kim / R. Colwell, Viscosity and Flow Measurment G. W. Scott Blair, Elementary Rheology J. Aklonis / W. MacKnight / M Shen, Introduction to Polymer Viscoelasticity R. Tanner, Engineeering rheology O. Plajer, Praktische Rheologie für Kunststoffschmelzen


2007-03-01

139

43

Module Cb 8: Kunststoffen, TV 160 lestijden


43.1

Visie

De studie van polymeren leidt tot inzichtelijke verbanden tussen de opbouw van macromoleculen, van welke oorsprong ook. Door hun opbouw en chemische samenstellingen krijgen deze polymeren specifieke eigenschappen, waardoor en een waaier van eigenschappen en bijbehorende toepassingen ontstaan. De meest gebruikte polymeren worden behandeld.

43.2


De cursisten verwerven inzicht in de opbouw, chemische eigenschappen, fysische eigenschappen en synthese van macromoleculen en hun toepassingen.

43.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding” Voor het volgen van deze module is ook de basiskennis vereist van de modulen Cb2 “Additieven”, Cb3 “Chemie van de kunststoffen” en Cb6 “Polymeerchemie”

43.4


LEERINHOUDEN


1 de fysische en chemische eigenschappen als gevolg van de gebruikte industriële polymerisatietechniek opzoeken en gebruiken (overgangstemperaturen, E-moduli, fysische 1.1 eigenschappen en chemische resistentie) • • • 1.2


2007-03-01

Polyvinylchloride en polyolefinen Polyvinylchloride Monomeer Polymerisatie Soorten polyvinylchloride Polyvinylacetaat

• • 1.3

Monomeer Polymerisatie Polystyreen

• • • 1.4

Monomeer Polymerisatie Copolymeren Polyvinylcarbazol

•

Monomeer

140


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

2

de wateroplosbare polymeren volledig bespreken.


2007-03-01

• 1.5

Polymerisatie Polyacrylaten en polymethacrylaten

• • 1.6

Monomeren Polymerisatie Polyacrylonitril

• • 1.7

Monomeer Polymerisatie Polyvinylethers

• • 1.8 1.9 1.10

Monomeer Polymerisatie Penton Formaldehyde Polyetheen en polypropeen

• • • • 1.11 1.12 1.13 1.14

Polymerisatie Ionomeren op basis van etheen Overige copolymeren op basis van etheen Polypropeen Polybuteen Poly(4-methylpenteen-1) Polyvinylideenchloride Fluoretheenverbindingen

• •

Polytetrafluoretheen Andere fluorpolymeren

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

Wateroplosbare polymeren Zetmeel en derivaten Methylcellulose en hydroxycellulose Carboxymethylcellulose Polyvinylalcohol Polyvinylpyrrolidon Polyacrylzuur Polyacrylamide Polyethyleenoxyde

141


LEERINHOUDEN


4

5

onderscheid maken tussen de verschillende rubbersoorten.

onderscheid maken tussen de verschillende formaldehydeharsen.

verschillende grondstoffen voor versterkte kunststoffen onderscheiden.


2007-03-01

3 3.1

Kunstrubbers en natuurrubbers Monomeren en kunstrubbers

• • • • 3.2

Butadieen Isobuteen Isopreen Chloropreen Polymerisatie

• • • 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10

Bij lage temperaturen Emulsiepolymerisatie Met metaalorganische mengkatalysatoren Natuurrubber Polyisobuteen Isobuteen-dieen-copolymeren Synthetische rubberlatex Polysulfiderubber Etheen / propeen en etheen / propeen / dieencopolymeren Fluorelastomeren Andere kunstrubbers

4 4.1

Formaldehydeharsen Fenolplasten

• 4.2 4.3 4.4

Polycondensatiereacties Ureumharsen Melamineharsen Anilineharsen

5 5.1

Onverzadigde polyesters en epoxyharsen Onverzadigde polyesters

• 5.2

Grondstoffen Epoxyharsen

• • •

Grondstoffen Reactie Hardingsmiddelen

142


LEERINHOUDEN


reacties en chemische samenstelling van de verschillende polyamiden onderscheiden (Nylonreeks en Perlonreeks) en fyscische en chemische eigenschappen opzoeken en toepassen.

6 6.1 6.2

Polyamiden De polycondensatie Fabricagemonomeren

• • • • • 6.3

Adipinezuur Hexamethyleendiamine ε -caprolactam 11-amino-undecaanzuur Lauryllactam Polymerisatie

•

Discontinue procédédiaminen en tweewaardige zuren De polycondensatie

6.4

7

8

9

de verschillende siliconen omschrijven.

de verschillende polyurethanen omschrijven.

de verschillende polycarbonaten en polytereftalaten omschrijven.


2007-03-01

•

Het continue of Vk-procédé

7 7.1 7.2

Siliconen Scheikundige opbouw Synthese der siliconen

• • 7.3 7.4

Vorming van alkylhalogeen- en alkylalcyclosilanen de Rochow en Grignard-synthese Siliconrubbers Siliconharsen

8 8.1 8.2

Polyurethanen De scheikunde der polyurethanen De grondstoffen

• • • • 8.3 8.4 8.5 8.6

Isocyanaten Alcoholen Polyethers Polyesters Lineaire polyurethanen Driedimensionele polyurethanen Polyurethaanlijm Polyurethaanrubber

9

Polycarbonaten en polytereftalaten

143


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 9.1 9.2 9.3 9.4

Polycarbonaten Polyetheentereftalaat Polybuteentereftalaat Polynapthaleen

10 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8

Temperatuurbestendige kunststoffen Chemische opbouw Polyxyleen Polysulfonen Polyarylamiden Pol 2,6 dimethyleenfenyleenoxyde Polybenzimidazolen Polyimiden Polypyrronen

10

de verschillende temperatuurbestendige kunststoffen (chemische structuur) en hun toepassingsgebieden omschrijven.

11

het onderscheid maken tussen de verschillende lakken en vernissen en hun toepassingen. 11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8

43.5

Lakken en vernissen Lakken en vernissen op basis van drogende oliën Lakken en vernissen op basis van zuiver synthetische harsen Fenolharsen Ureum- en melamineharsen Alkydharsen Epoxyharsen Rubberlakken Lakken op basis van cellulosederivaten


Pedagogisch-didactische wenken De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken.


2007-03-01

144

Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•



43.6

Evaluatie


43.7

Bibliografie

N. G. McCRUM / C.P/ BUCKLEY / C. B. BUCKNALL, Principles of Polymer Enigineering BIRLEY / HAWORTH / BATCHELOR, Physics of Plastics L. MASCIA, Materials Engineering W. HOLZMüHLER / K. ALTENBURG, Physik der Kunststoffe LENZ / STEIN, Polymer Science and Technology RITCHIE, Physics of Plastics F. RODRIGUEZ, Principles of Polymer Systems F. W. BILLMEYER jr, Textbook of Polymer Science G. Challa, Polymeerchemie A.E. Schouten / A. K. van der Vegt, Plastics R. van der Laan, Kunststof – en Polymeerchemie P. J. Flory, Principles of Polymer Chemistry


2007-03-01

145

J. A. Biesenberger / D. H. Sebastian, Principles of polymerization engineering H. Batzer / F. Lohse, Macromolecular Chemistry A. Tager, Fysical Chemistry of Polymers F. A. Bovey / F. H. Wilson, Macromolecules an introduction in polymerscience C. J. Suckling / K. E. Suckling / C.W. Suckling, Chemistry through models A. Echte, Handbuch der Technische Polymeerchemie H-G Elias, Makromoleküle


2007-03-01

146

44

Module Cb 9: Kunststofverwerking, TV 80 lestijden


44.1

Visie

Deze cursus brengt de cursisten de samenhang tussen kunststoffen en de diverse verwerkingstechnieken bij. In het eerste gedeelte wordt vooral ingegaan op de minder bekende verwerkingstechnieken, deel twee geeft dan inzicht over extrusie en injectie.

44.2


De cursisten verwerven inzicht in de meest gebruikte verwerkingstechnieken voor polymeren en de daarbij behorende gereedschappen.

44.3

Beginsituatie

De cursus “Kunststofverwerking” kan steunen op de verworven kennis uit de modulen Cb1 “Gereedschapstechnologie”, Cb2 “Additieven”, Cb7 “Rheologie” en Cb8 “Kunststoffen”

44.4


LEERINHOUDEN


veiligheid omschrijven.

1

Inleiding

2

voorbehandelingstechnieken die voor kunststoffen worden gebruikt situeren en de desbetreffende apparatuur herkennen.

2

Voorbehandeling

2.1 2.2 2.3

Mengen Mengtoestellen Toepassingen

minder bekende verwerkingstechnieken en hun toepassingsgebied situeren. de instellingen, machines en meest gebruikte grondstoffen opzoeken en toepassen die bij deze technieken behoren.

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

Minder bekende verwerkingstechnieken Sinteren Gietmethoden en afgeleiden Dompelen, strijken en coaten Rotatiegieten Vormveranderingen: verspanen, omzetten en indrukken Lijmen en lassen van thermoplasten Composieten op basis van epoxy- en polyesterhars Schuimtechnieken polyurethaan, polystyreen, polyether, … Verdedelen: polijsten, lakken, slijpen, metalliseren, …

3


2007-03-01

147


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

4

44.5

het extrusie- en injectieproces begrijpen en fouten herkennen en procestechnisch gezien oplossen.

3.10

Kalanderen

• • 3.11

lagetemperatuurproces hogetemperatuurproces Warmvervormen

• • • 3.12 3.13

vacuümvormen stempelen andere warmvervormtechnieken Verwerking van rubber Persen van thermoharders

• •

standaardpersen transferpersen

4 4.1

Extrusie en injectie Extrusie

• • • • 4.2 4.3 4.4 4.5

enkelschroefsystemen meervoudige schroefsystemen disckpackextruders ramextruders Injectie Combinatie machine / matrijs Verwerken van thermoplasten Verwerken van thermoharders

• • 4.6

verschillen in machinebouw en instellingen grondstofparameters Verwerken van rubbers

• •

verschil in opbouw machine en instellingen grondstofparameters en diverse rubbers


Pedagogisch-didactische wenken De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien.


2007-03-01

148

Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•



44.6

Evaluatie


44.7

Bibliografie

•

J.R.A Pearson, Mechanics of Polymer Processing

•

Jung / Patzschke, Spritzießen von Thermoplasten

•

G. Matthews, Polymer Mixing Technology

•

C. Rauwendaal, Polymer Mixing

•

Ebling/ Lüpke/ Schelter / Schwarz, Kunststofverwerking

•

W.A. Holmes – Walker, Polymer Conversion

•

J. L. Throne, Thermoforming

•

Menges / Mohren, Sprizgießwerkzeuge

•

W. Michaeli, Extrusion dies

•

Rosato / Rosato, Blowmolding handbook

•

Ferrigno, Rigid Plastic Foams

•

Hensen / Knappe / Pottente, Extrusionstechniek I & 2 (Grundlagen Extrusionsanlagen)


2007-03-01

149

•

C. Rauwendaal, Polymer extrusion

•

E. C. Bernhart, Processing of thermoplastic materials

•

J.R.A. Pearson / S.M. Richadson, Computional Analysis of Polymer Processing

•

N. S. Rao, Cumputer Aided Design of Plasticating Screws


2007-03-01

150

45

Module Cb 10: Technologie van de chemische bedrijven, TV 40 lestijden


45.1

Visie

Algemeen Het betreft een modulaire opleiding waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke kunststoffen technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In de eerste twee semesters, gemeenschappelijk georganiseerd met Biotechnologie (BIOT), wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis, modules A Chemie:basis en B Chemie: uitbreiding. De derde module, waarin nog gemeenschappelijke vakken met BIOT zijn wordt verder opgevuld met specifieke kunststofgerichte onderwerpen. De afgestudeerden van het OSP – HOKT opleiding Chemie- & Kunststoffentechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de Kunststoftechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector kunststoftechnologie. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de Kunststoftechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type een grondige kennis van toegepaste technologieën combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de Kunststoftechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De Kunststoftechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De Kunststoftechnoloog uit het Technisch Hoger Onderwijs van het Korte Type kan werken in teamverband. Specifiek Belangrijk in het graduaat Kunststoftechnologie is een technologische vorming die zo ver gaat dat een aantal belangrijke kennisinhouden en vaardigheden beheerst worden zodat zij overdraagbaar en dus op verschillende vakgebieden en voornamelijk ook in het werkveld toepasbaar zijn. De cursisten maken kennis met de procesindustrie, stroming van de fluïda, warmteoverdracht, energiebalansen, extracties, bezinken en verwerking van afvalstoffen. In het vak Technologie van de Chemische Bedrijven worden problemen gericht op procestechnische berekeningen opgelost. Fundamentele oplossingsmethoden die als basis dienen voor berekeningen en die zorgen voor de ontwikkeling van een logisch denkpatroon bij de cursisten, worden grondig ingeoefend en hun toepassingen worden geïllustreerd.


2007-03-01

151

45.2


De cursisten: •

kunnen aan de hand van de verschillende onderdelen die in het vak besproken worden een volledige of een bepaalde tak van de chemische industrie ontleden, aanpassen of optimaliseren.

•

kunnen de verschillende onderdelen in een procesindustrie plaatsen en bespreken.

•

kunnen de verschillende chemische reactoren bespreken.

•

hanteren en berekenen de verschillende stromingen van fluïda.

•

maken een onderscheid tussen de verschillende mogelijkheden bij warmteoverdracht, kennen de voor- en nadelen van iedere mogelijkheid en kunnen deze mogelijkheden hanteren en berekenen.

•

kunnen energiebalansen bij fysische en chemische processen behandelen.

•

bespreken en berekenen de verschillende extractiemethodes en kunnen de daarmee samenhangende begrippen verklaren.

•

hanteren de verschillende bezinkingstechnieken, kunnen ze onderscheiden en berekenen.

•

begrijpen de noodzaak van het verwerken van afvalstoffen in onze huidige maatschappij.

45.3

Beginsituatie

De cursist dient de competenties te bezitten van de modules A “Chemie: basis” en B “Chemie: uitbreiding”

45.4


LEERINHOUDEN


het begrip “procesindustrie” situeren en verklaren.

1

Procesindustrie

2

Stroming van fluïda

het begrip “eenheidsbewerking” situeren en uitleggen. de stappen om tot een proces te komen weergeven en verklaren. het verschil tussen een blokschema, een flowsheet en een materialenbalans weergeven. het onderscheid maken tussen de verschillende stoffen die in een proces ontstaan (grondstoffen, tussenstoffen, bijproduct, afvalstof, hulpstoffen).

2

het verschil tussen laminaire en turbulente stroming uitleggen aan de hand van


2007-03-01

152


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen de proef van Reynolds. het getal van Reynolds situeren, weergeven en verklaren. het begrip viscositeit definiëren en de daaruit voortvloeiende verschijnselen verklaren.

3

het verschil tussen radiatie, conductie en straling weergeven. het begrip “warmte-emissie” verklaren. de warmtewisseling tussen 2 evenwijdige zwarte oppervlakken uitleggen, berekenen en toepassen.

2.1 2.2 2.3

Laminaire stroming Wet van Bernoulli Turbulente stroming

3 3.1 3.2 3.3 3.4

Warmteoverdracht Straling of radiatie Geleiding of conductie Stroming of conventie Warmtewisselaars

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Energiebalansen Begrippen warmte, energie en enthalpie Enthalpieberekeningen bij fysische processen Energiebalansen bij fysische processen Enthalpieberekeningen bij chemische processen Energiebalansen bij chemische processen

5 5.1 5.2

Extractie Vast-vloeistof-extractie Vloeistof-vloeistof-extractie

de warmtewisseling tussen 2 evenwijdige grijze oppervlakken uitleggen, berekenen en toepassen. de warmtewisseling tussen 2 grijze oppervlakken uitleggen, berekenen en toepassen. de warmtestroom door een enkele wand, een gelaagde vlakke wand en een cilinderwand weergeven. de begrippen “partiële warmteoverdrachtscoëfficiënt” en “totale warmteoverdrachtscoëfficiënt” verklaren en onderscheiden. de warmteoverdracht door convectie bij buizen verklaren.

4

de begrippen “warmte”, “energie” en “enthalpie” verklaren en op een correcte wijze hanteren. een enthalpieberekening bij een fysisch proces uitvoeren. energiebalansen bij een fysisch proces weergeven en uitleggen. een enthalpieberekening bij een chemisch proces uitvoeren. energiebalansen bij een chemisch proces weergeven en uitleggen.

5

een vast – vloeistof – extractie weergeven en verklaren. een vloeistof – vloeistof – extractie weergeven en verklaren.


2007-03-01

153


LEERINHOUDEN


de bezinkingssnelheid van een stof berekenen. een duidelijk onderscheid maken tussen laminaire en turbulente bezinking.

6 6.1 6.2

Bezinken Bezinkingsnelheid Bezinkingsinstallaties

7

Verwerking van afvalstoffen

bezinkingsinstallaties herkennen, benoemen, onderscheiden, uitleggen en de voor- en nadelen van elke installatie verklaren.

7

het nut inzien van het verwerken van afvalstoffen in onze huidige maatschappij. het ontstaan van afvalstoffen in een procesindustrie verklaren. verwerkingsmethodes voor afvalstoffen herkennen, benoemen en uitleggen en de voor- en nadelen van elke methode verklaren. het nut inzien van het beheer van afvalstoffen.

45.5


Pedagogisch-didactische wenken Er dient voldoende tijd vrijgemaakt te worden om de theorie te toetsen via oefeningen. Indien nodig moeten cursisten zelfstandig extra oefeningen kunnen maken die door de docent nagekeken worden.

Didactische hulpmiddelen De cursisten beschikken over een cursus en hun eigen notities. De docent beschikt over een overheadprojector en bord

45.6

Evaluatie

In de laatste decennia heeft zich een nieuwe ontwikkeling voorgedaan in het denken over evaluatie. Evaluatie mag niet meer als een afzonderlijke activiteit beschouwd worden die louter gericht is op de beoordeling van de leerling, maar moet verweven zijn met het leerproces. De didactische evaluatie is een inherent deel van leren en onderwijzen. Zij geeft informatie aan cursisten en docenten over het succes van het doorlopen leerproces en biedt zodoende de kans om het rendement van cursisten én docenten te optimaliseren. Een relevante evaluatie moet beantwoorden aan een aantal criteria. Validiteit, betrouwbaarheid, transparantie en didactische relevantie zijn criteria die bijdragen tot de kwaliteit van de evaluatie. De didactiek maakt een onderscheid tussen proces- en productevaluatie. De procesevaluatie heeft tot doel informatie te verkrijgen over de bereikte en niet bereikte leerdoelen en na te gaan of de gehanteerde werkvormen wel efficiënt waren in functie van de vooropgestelde doelstellingen. Zij is geen doel op zich, maar biedt een basis om remediërende acties te ondernemen en zo nodig voor andere werkvormen te kiezen. De procesevaluatie kan een aanleiding geven tot zelfevaluatie en eventuele bijsturing van het onderwijsproces van de cursist.


2007-03-01

154

De productevaluatie is gericht op de resultaatbepaling; ze spreekt een eindoordeel uit over de leerprestaties van de leerling. De bedoeling is na te gaan in hoeverre de onderwijsdoelen door de cursist bereikt zijn.

45.7

Bibliografie

Ing. H. Torreman, Inleiding Procestechnische Berekeningen, Educatieve en Technische Uitgeverij Delta Express BV, 1984 Ing. H. Torreman, Procestechnische Berekeningen, vragen en opgaven, Educatieve en Technische Uitgeverij Delta Express BV, 1984 K. van Bergeyk,A.J. Liedekerken, Procestechnologie, deel I, deel II , deel III, Educaboek – Stam Technologische Boeken, 1984 Prof. Dr. Ir. A. Buekens, Vast afval, ontstaan, verwerking en beheer, Nederlandse Boekhandel Uitgeverij, 1999 http://www.kuleuven.ac.be http://www.vub.ac.be http://www.vito.be http://www.natuurwetenschappen.be http://natuurkunde.pagina.nl http://www.internetcollege.nl/vakken/ http://www.aps.nl/natuurentechniek/ http://www.nvvw.nl http://www.sciencegems.com http://www.ecoline.org http://www.bio.uu.nl http://www.mbfys.kun.nl http://www.indaver.be http://www.fostplus.be http://www.ovam.be http://www.duurzameenergie.org http://www.vireg.be


2007-03-01

155

46

Module Cb 11: Kunststofvormgeving, TV 40 lestijden


46.1

Visie

Het praktisch kunnen bedienen van diverse kunststofverwerkingmachines en het verwerken van de standaard polymeren. (PE, PS, PP, PVC en PF). Het maken van een composiet via hand-lay up methode.

46.2


De cursisten verwerven inzicht in het veilig bedienen van de meest courante kunststofverwerkingmachines. (op laboratoriumschaal) met standaard polymeren.

46.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding” Aan de hand van de opgedane kennis uit de cursussen “ Kunststoffen, Kunststofverwerking & Matrijzen en Rheologie” het op veilige manier kunnen opstarten, produceren en stoppen van kunststofverwerkingmachines. Dit met behulp van de ter beschikken staande matrijzen, grondstoffen en machines

46.4


LEERINHOUDEN


2

veiligheid in de werkplaats omschrijven.

diverse kunststofproducten door middel van injectie produceren. machine en matrijscombinaties wisselen.


2007-03-01

1

Inleiding

1.1 1.2 1.3

Machines Polymeren Temperaturen

2 2.1

Injectie Machines

• • 2.2

handmatige instellingen elektronisch geregeld Matrijzen

• • •

ISO-normstaaf bekers ASTM-normstaaf

156


LEERINHOUDEN


Onderhoud

• •

montage en demontage matrijs montage demontage matrijs op machine en afregelen

3

extrusie opstarten van machines en ombouwen.

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

Extrusie Inleiding Blaasfolie Vlakfolie Flesblazen Opstellen van rheologische curve

4

andere technieken praktisch uitvoeren.

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Andere verwerkingstechnieken Vacuümvormen Persen van thermoharders Persen van thermoplasten Maken van composiet Maken van een plastisol of organosol

5

problemen oplossen door middel van computersimulaties.

5 5.1

Simulaties Injectie (handmatig instellen van parameters) keuze uit vier matrijzen en vier grondstoffen Injectiefouten analyseren en oplossen Blaasextrusiefouten analyseren en oplossen Profielextrusiefouten analyseren en oplossen Flesblaasfouten analyseren en oplossen

5.2 5.3 5.4 5.5

46.5


Pedagogisch-didactische wenken De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk.


2007-03-01

157

Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•



46.6

Evaluatie


46.7

Bibliografie

National Certification in The Plastics Study Guide (Blow molding, extrusion, injection molding and thermoforming) K. Niemann, Maschineneinstellstrategie für Thermoplast-Spiritzgießmaschinen J. Seferis / P Theocaris, Interrelations between processing, structure and properties of polymeric materials H. Kosch, Kalandertechnik H. Gastrox, Der Sprizgießwerkzeugbau S. Levey, Plastics exrusion technology Handbook G. Bodini / F. Pessani, Moulding Machines an Moulds for plastic processing J. Dym, Injection molding and molds – a practical manual T Whelan, The “Bekum” Blow Moulding Handbook S. Koch, Handbuch für die Gummi-Industrie G. Beall, Rotational molding J. Throne, Thermoforming


2007-03-01

158

47

Module Cb 12: Ontwerpen met kunststoffen, TV 80 lestijden


47.1

Visie

Het ontwerpen met kunststof biedt onze maatschappij heel wat vrijheden in vormgeving. Maar kunststof- en procestechnisch is niet alles mogelijk. In deze cursus proberen we dan ook de weinige beperkingen die er zijn zo doelmatig mogelijk vast te leggen.

47.2


De cursisten laten proeven van de mogelijkheden die kunststoffen hebben vanwege hun specifieke eigenschappen. Maar ook de beperkingen laten zien die door ontwerp of verwerkingstechniek tot falen van kunststofproducten kunnen leiden.

47.3

Beginsituatie

De cursisten dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding” Niet alles is mogelijk met kunststoffen. Temperatuurbestendigheid, veroudering, chemische contacten, verkeerd ontwerp en of slechte keuze van verwerkingstechniek doen kunststoffen hun eigenschappen veranderen en leiden soms tot falen.

47.4


LEERINHOUDEN


2

ontwerpen omschrijven. hun kennis over rheologie, verwerking, matrijzen en chemische technologie met elkaar in verband brengen.

het ontwerpproces omschrijven en een gefundeerde materiaalselectie doorvoeren.


2007-03-01

1

Inleiding

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

Mogelijkheden van de diverse polymeren in combinatie met verwerkingstechnieken Ontwerpfilosofie Eigenschappen van kunststoffen Materiaalmodellen Thermische eigenschappen Temperatuursafhankelijkheid van de mechanische sterkte Elektrische eigenschappen

2 2.1 2.2

Ontwerpen Inleiding Het ontwerpproces toegespitst op kunststoffen

159


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 2.3 2.4

Teststandaarden en normen Materiaalevaluatie

3

een faalanalyse van kunststofproducten opstellen.

3 3.1 3.2 3.3 3.4

Failure mode and effect analysis (FMEA) Vorm van falen Faaloorzaak onderkennen Werking van het faalmechanisme Invloed op het geheel (eindproduct)

4

de basisregels voor het ontwerpen van kunststofproducten omschrijven.

4 4.1

Basisregels Voorontwerp

• • 4.2

materiaaleigenschappen dimensionale stabiliteit Veiligheidsfactoren

• • • • • 4.3

ontwerp materiaaleigenschappen processing handelingen omgevingsinvloeden Keuzemogelijkheden

• • • •

materiaal gereedschap product (dimensies – toleranties – wanddikte) procestechnisch

5 5.1

Productieontwerp Mogelijke problemen productieproces

• • 5.2

soort gereedschap koeling en calibratie Vul- of vloeistudie

• • 5.3

handmatig computersimulatie Rapid prototyping

• •

voordelen nadelen

5

de gegevens uit 4 toetsen aan een productieontwerp, eventueel met gebruikmaking van vul- of stromingsstudie.


2007-03-01

160


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 6 6.1 6.2 6.3

het uiteindelijke ontwerp kritisch beoordelen.

6

47.5

Ontwerpbeoordeling Interacties bij het ontwerpen van kunststofproducten Checklist Wetenswaardigheden




•


•



47.6

Evaluatie


47.7

Bibliografie

R. A. Malloy, Plastic Part Design for Injection Molding


2007-03-01

161

D. V. Rosato, Designing with Reinforced Composities D. H. Kaeble, Computer-Aided Design of Polymers and Composites G. W. Ehrenstein, Mit Kunststoffen konstruieren N. Rao / K. O’Brien, Design Data for Plastics Engineers N. S. Rao, Design Formulas for Plastics Engineers P. A. Tres, Designing Plastic Parts for Assembly R. M. Orgorkiewicz, Thermoplastics Properties and Design E. Baer, Engineering Design for Plastics G. Schreyer, Konstruieren mit Kunststoffen 1 en 2


2007-03-01

162

48

Module Cb 13: Chemische en fysische controle kunststoffen, TV 80 lestijden


48.1

Visie

Inzicht verkrijgen in de chemische en fysische eigenschappen van polymeren aan de hand van genormaliseerde testmethoden. Interpretatie van de resultaten en inschatten van de praktische waarde van de proef. Hier wordt de praktijk gekoppeld aan de theorie en direct in verband gebracht met het rheologisch gedrag en de vormgevende aspecten van kunststoffen

48.2


De cursisten verwerven inzicht in de testmethoden en normen die gebruikt worden bij het onderzoeken van kunststoffen. Dit zowel op afgewerkte producten als op genormeerde proefobjecten.

48.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding” Aan de hand van normen kunststofproducten kunnen evalueren. Dit door gebruikt te maken van de opgedane kennis in de andere vakonderdelen.

48.4


LEERINHOUDEN


mechanische proeven situeren, uitvoeren en interpreteren.

1

Mechanische proeven

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Vergelijken van kunststoffen met andere materialen Treksterkte en buigsterkte en normen Slagproeven en normen Hardheidsmetingen en normen Valproeven en normen

2

de diverse optische proeven situeren.

2 2.1 2.2

Optische proeven Glans, haze, transparancy, clarity Kleurbepaling en kleurtheorie

3

de diverse vormbestendigheidstesten en hun toepassingsgebied situeren.

3 3.1 3.2

Vormbestendigheid Vicat A, B en C Martens


2007-03-01

163


LEERINHOUDEN


HDT A en B

4

chemisch onderzoek van polymeren situeren en uitvoeren.

4 4.1 4.2 4.3

Chemisch onderzoek en veroudering Diverse proeven om elementen in polymeren aan te tonen Versnelde veroudering en vergelijking met zonlicht Oplossingsviscositeiten

5

de meest gebruikte instrumentele analysetechnieken omschrijven.

5 5.1 5.2 5.3

Instrumentele analysetechnieken IR en UV TGA, DMA, DSC, MNR GPC

6

de meest gebruikte kunststoffen herkennen door middel van simpele testjes (o.a. brandproeven).

6 6.1 6.2

Herkennen en brandproeven Brandproeven Specifiek kenmerkend brandgedrag voor diverse polymeren

7

andere proeven uitvoeren en gegevens van grondstoffabrikanten interpreteren.

7 7.1

Andere proeven en datasheets Andere proeven

• • • • 7.2 7.3

stortgewicht zeefanalyse dichtheid niet-destructieve proeven ISO 9000 en 14000 Datasheets van diverse grondstoffabrikanten en materialen interpreteren

48.5


Pedagogisch-didactische wenken De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk.


2007-03-01

164

Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•



48.6

Evaluatie


48.7

Bibliografie

Oberbach / Müller, Prüfung von Kunststoff Formteilen H. Wallhäuser, Het keuren van kunststoffen D Braun, Erkennen von Kunststoffen Krause / Lange / Erzin, Characterisation of Polymers Grondstofleveranciers, Campus (computer database) B Carlowitz, Tabellarisch Übersicht über die Prüfung von Kunststoffen C. Beck / D Quaadgras, Welke kunststof is dit? J. Blauw, Op weg naar kwaliteit A. de Heer / C. Ahaus, ISO 9000 – serie en kwaliteitshandboek H. Schmiedel, Kunststoff Prüfung M. Gordon, Total Quality Process Control (for injection molding)


2007-03-01

165

49

Module Cb 14: Composieten, TV 40lestijden


49.1

Visie

Heel wat kunststoffen worden met andere materialen gebonden of versterkt. De materialen die hierdoor ontstaan worden composieten genoemd. De eigenschappen van deze materialen hangen af van de matrix en het versterkingsmiddel gekoppeld aan de onderlinge hechting.

49.2


De cursisten verwerven inzicht in de opbouw, chemische eigenschappen, fysische eigenschappen en het praktische gebruik van composieten.

49.3

Beginsituatie

De cursist dient de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding”

49.4


LEERINHOUDEN


composieten en hun belang omschrijven.

1

Inleiding

2

de constructiematerialen herkennen.

2 2.1

Vorming en structuur De kunststoffen

• • 2.2

thermoplasten thermoharders Versterkingsmiddelen

• • •

op basis van glas op basis van grafiet, boron, carbon, silica en metaal andere

3 3.1 3.2

Verwerkingstechnieken Voor thermoplasten Voor thermoharders

• • •

handmatig prepreg pultrusie

3

de verwerkingstechnieken herkennen


2007-03-01

166


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen •

andere

4

ontwerpcriteria vastleggen.

4 4.1 4.2 4.3

Productontwerp Buizen en profielen Tank en opslag Maritieme en automotive applicaties

5

testresultaten begrijpen.

5 5.1 5.2

Beproeven Standaardmethoden FMEA

49.5




•


•




2007-03-01

167

49.6

Evaluatie


49.7

Bibliografie

D. Rosato, Designing with Reinforced Composites M. Richardson, Polymer engineering composites P. Bruins, Epoxy Resin Technologie R. Schwartz & T. Schwartz, Fundamental Aspects of Fiber Reinforced Plastic Composites D. Kaeble, Computer-aided design of polymers and composites W. Johnson, Delamination and debonding of materials W. Wake, Adhesion and the formulation of adhesives H. Koslowski, Dictionary of man-made fibers


2007-03-01

168

50

Module Cb 15: Eindwerk kuststoffentechnologie, TV 80 lestijden


50.1

Visie

Algemeen Het betreft een modulaire opleiding waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke kunststoftechnieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In module A wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In module B wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Module C is toepassingsgericht. De afgestudeerden van het graduaat Kunststoftechnologie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de Kunststoftechnoloog uit het graduaat Kunststoftechnologie is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector, kunststofproductie en – verwerking maar enevenzeer in de voedingsnijverheid en voedingsmiddelentechnologie. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de kunststoftechnoloog uit het graduaat Kunststoftechnologie grondige kennis van toegepaste polymeerchemie, chemische technologie en kunststofverwerking combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de kunststoftechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding Chemie optie Kunststoftechnologie staat voor een grondige vorming in chemie, kunststofproductie en kunststofverwerking, met ruime aandacht voor kunststoftechnologische & chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de student een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, kunststofproducerende en kunststofverwerkende bedrijven. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische en kunststof bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De Kunststoftechnoloog uit het graduaat Kunststoftechnologie zal niet alleen beschikken over een strikt polymeerchemische en van een polymeerverwerkende kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. Hij kan werken in teamverband. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in bedrijven georiënteerd op kunststoftechnologie. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden. Specifiek Een eindwerk fungeert als sluitstuk voor een opleiding in het hoger onderwijs. D.m.v. dit eindwerk bewijzen de cursisten hun maturiteit in verband met het formuleren van doelstelling(en), planning, organisatie, zelfstandig werken, overleg en bijsturing. Bij voorkeur wordt het eindwerk georganiseerd in samenwerking met een bedrijf.


2007-03-01

169

50.2


Cursisten dienen een uitgebreide literatuurstudie te koppelen aan praktisch werk (indien mogelijk). Het eindwerk wordt door de cursist op een volledig zelfstandige basis uitgewerkt, dit onder supervisie van een eindwerkpromotor (op de school) en een eindwerkbegeleider (indien het eindwerk in samenwerking met een bedrijf gebeurt). Onderwerp, doelstelling(en), uitwerking, besluitvorming, en dergelijke worden planmatig uitgevoerd. Voor de uitgebreide literatuurstudie worden alle gangbare bronnen geconsulteerd: bibliotheekwerken, algemene en vakspecifieke tijdschriften en internetadressen. Wanneer het eindwerk niet verloopt in samenwerking met een bedrijf zal de cursist contact zoeken met bedrijven uit het werkveld om het eindwerk beter te stofferen. De cursist kan op een zelfstandige basis onderwerp en doelstelling(en) formuleren. De cursist kan het eindwerk zelfstandig uitwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk rapporteren. De cursist kan commentaar, opmerkingen en aanmerkingen verwerken. De cursist kan resultaten formuleren, zowel mondeling als schriftelijk. De cursist kan zelfstandig tot een besluitvorming komen.

50.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding”. Verder ook minimaal van de modulen Cb7 “Rheologie”, Cb8 “Kunststoffen”, Cb9 “Kunststofverwerking”, Cb11 “Kunststofvormgeving” en Cb12 “Ontwerpen met kunststoffen” Het eindwerk kan aangevat worden in het eindsemester. De cursist wordt gestimuleerd om zelf een onderwerp en daarbij horende doelstellingen te formuleren. In het eerste periode ligt het zwaartepunt vooral bij de voorafgaande literatuurstudie. In het tweede gedeelte ligt de nadruk voornamelijk op de praktische uitwerking, laboratoriumwerk, onderzoekswerk, verwerking van resultaten, toetsing van resultaten en conclusies aan de literatuur (in de meest brede betekenis).

50.4


LEERINHOUDEN


op zelfstandige basis onderwerp en doelstelling(en) formuleren. het eindwerk zelfstandig uitwerken. rapporteren. experimentele gegevens verwerken op een zelfstandige basis. commentaar, opmerkingen en aanmerkingen verwerken. resultaten formuleren en mondeling voorstellen. zelfstandig tot een besluitvorming komen met terugkoppeling naar de


2007-03-01

1

Afhankelijk van het gekozen onderwerp. Enkele voorbeelden:

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Productie en eigenschappen van polycarbonaat Kunststoffen in de automobielnijverheid Kunststoffen en Verpakkingen Co-extrusie systemen voor gasverpakkingen Onderzoek naar nacomposieten

170


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen geformuleerde doelstelling. een bibliografisch onderzoek uitvoeren.

1.6 1.7 1.8 1.9 1.10

50.5

Polymere composieten bij de bouw van “miniatuur” raketmotoren. Onderzoek naar de parameters die het rheologische gedrag van polymere blends beïnvloeden Kleurstoffen en kunststofvezels PET-flessen PVC - extrusie


Pedagogisch-didactische wenken Na het formuleren van een eindwerkvoorstel door de cursist neemt de stagecoördinator contact op met het begeleidende bedrijf (voorgestelde eindwerkbegeleider) en de cursist om samen het voorstel te bespreken en tot een duidelijke aflijning van het eindwerkonderp te komen. De opvolging van het eindwerk gebeurt o.a. door maandelijkse rapportering naar de einwerkpromotor en eindwerkbegeleider. Hierin worden de vorderingen nauwgezet besproken en weergegeven. Door commentaar, opmerkingen en aanmerkingen wordt de cursist bijgestuurd. Indien nodig volgt een tussentijds contact. In het tweede semester wordt er tussentijds geëvalueerd d.m.v. een overleg tussen eindwerkpromotor en cursist. De eindwerkbegeleider evalueert de vorderingen van het eindwerk aan de hand van een progressieformulier. De cursist stelt de vorderingen mondeling voor. In het laatste deel van het eindwerk wordt er opnieuw overlegd tussen eindwerkpromotor, eindwerkbegeleider en cursist. Uiteraard zijn tussentijdse overlegmomenten mogelijk door eenvoudige afspraak. De keuze van het onderwerp van het eindwerk gebeurt in overleg met de lectoren. Het onderwerp dient zeker verband te houden met “KUNSTSTOFFEN”, is actueel en heeft oog voor toekomstperspectieven. Een onderwerp kan opgelegd worden of de keuze tussen verschillende onderwerpen kan geboden worden. Een cursist kan altijd een voorstel indienen of zelf een externe promotor voorstellen. Na een reflexieperiode van 15 dagen wordt het onderwerp van het eindwerk in principe niet meer gewijzigd. De “opdracht” wordt vastgelegd. In de opdracht staan vermeld: een precieze omschrijving van het eindwerkonderwerp (uiteraard na overleg met de betrokken lectoren), doelstellingen, einddatum (die na de reflexieperiode wordt vastgelegd - 20 dagen voor voorstelling). Deze opdracht kan in de loop van de uitwerking aangepast worden aan de hand van de evolutie van de uitwerking. De opdracht situeert zich op het niveau van “Hoger Onderwijs van één cyclus – HOKT - A1 – Graduaat - Bachelor”. Het doel van het eindwerk kan een literatuurstudie inhouden, al dan niet gecombineerd met praktisch werk. Dit moet dan ook blijken uit de inhoud van het eindwerk. Het is zeker niet de bedoeling een hele papierberg te produceren, doch de inhoud is belangrijk. Overschrijven is uit den boze (PLAGIAAT!!!). Citaten kunnen d.m.v. bibliografische verwijzing verwerkt worden. De nodige schema’s, overzichten en figuren worden voorzien zodat een goed gestructureerd geheel ontstaat. Samenwerking met bedrijven is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Het eindwerk zal bijdragen tot zelfevaluatie en laat de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en bij te sturen.


2007-03-01

171

Didactische hulpmiddelen De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en Cd-rom’s dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-educatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

50.6

Evaluatie

Evaluatiecriteria Het eindwerk dient voorgesteld te worden voor een examenjury. Hierin zetelen alle lectoren die lesgeven in de opleiding graduaat Biochemie, eventueel aangevuld met externe promotoren, externe juryleden en commissarissen. Productevaluatie op basis van o.a. volgende criteria: taal, vormgeving, technisch-wetenschappelijke inhoud, relevantie. Procesevaluatie op basis van o.a. volgende criteria: communicatie, bibliografisch onderzoek, verwerking gegevens, besluitvorming.

50.7

Bibliografie

•

Leidraad voor het eindwerk, rapporten, technische verslagen, Willy Eemans

•

College Writer, Prentice Hall, Education Development Center, ISBN 0-13-695884-2

•

Schriftelijk rapporteren, Dr. ir. H. De Boer, e.a., HetSpectrum


2007-03-01

172

51

Modules Cc 1-14

51.1

Algemene visie op de modules Cc 1-14

Het betreft een modulaire opleiding waarin naast de vereiste wetenschappelijke achtergrond vooral aandacht wordt besteed aan de specifieke biochemisch-biotechnologische technieken. De opleiding heeft een opbouwend karakter. In module A wordt basiskennis aangeboden met een klein deel toepassingsgerichte kennis. In module B wordt een ruimer deel besteed aan het verwerven van toepassingsgerichte kennis. Module C is toepassingsgericht. De afgestudeerden van het HOKT-OSP opleiding graduaat Biochemie worden opgeleid voor functies die zich situeren in het middenkader. Deze functies situeren zich in de eerste plaats op het uitvoerende niveau met een grote mate van zelfstandigheid. In een latere fase kunnen beleidsfuncties en controlefuncties uitgeoefend worden. Het werkveld van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog is het functioneren in een zelfstandig laboratorium of een met de productie verbonden laboratorium en/of een productieomgeving. Zijn werkterrein situeert zich vnl. in bedrijven behorende tot de sector biotechnologie, biochemie, voedingsnijverheid, voedingsmiddelentechnologie of brouwerij. Ook de landbouwsector en de agrosector behoren tot het mogelijke werkterrein van de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog. Voor het uitoefenen van zijn functie zal de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog een grondige kennis van toegepaste biotechnologie, biochemie, toegepaste microbiologie, levensmiddelentechnologie, ecologie en immunologie combineren met een uitgebreide kennis van analytische, organische en fysicochemie gekoppeld aan een basiskennis toegepaste mechanica en sturingen. Daarnaast beschikt de gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog over een inzichtelijke vaardigheid in analysetechnieken, scheidingstechnieken en productietechnieken. De opleiding besteedt ook bijzondere aandacht aan kwaliteitscontrole, veiligheid, hygiëne en milieuaspecten. Tijdens de opleiding wordt aandacht besteed aan de mogelijke implicaties die een chemische, biochemische en biotechnologische bedrijvigheid met zich meebrengt op maatschappelijk, ethisch en ecologisch gebied. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog zal niet alleen beschikken over een strikt (bio)chemische-biotechnologische kennis, maar zal ook gegevens kunnen verwerken, kunnen rapporteren en literatuurgegevens en handleidingen kunnen lezen en verwerken. De gegradueerde Biochemicus-Biotechnoloog kan werken in teamverband.

51.2

Algemene doelstelling van de modules Cc 1-14

De opleiding graduaat Biochemie staat voor een grondige vorming in chemie, biochemie, microbiologie en biotechnologie, met ruime aandacht voor biochemische, biotechnologische en chemische productietechnieken. Theorie gekoppeld aan praktische oefeningen biedt de cursist een basis voor tewerkstelling in laboratoria en bedrijven voor productiecontrole en kwaliteitscontrole, onder meer in chemische, biochemische, biotechnologische, farmaceutische en voedingsbedrijven. Cursisten verwerven de vaardigheden om zelfstandig te werken, maar kunnen ook functioneren binnen teamverband. Verworven kennis, proefresultaten, testresultaten en literatuurgegevens kunnen d.m.v. rapportering medegedeeld worden. De afgestudeerden kunnen de verworven kennis en vaardigheden valoriseren in biochemisch & biotechnologisch georiënteerde bedrijven. Voor personen die reeds te werk gesteld zijn in de sector biedt het diploma promotiemogelijkheden.

51.3

Algemene beginsituatie voor de modules Cc 1-14

De opleiding graduaat Biochemie richt zich tot een zeer breed publiek: tot ieder die tewerkgesteld is in de productie, laboratoria, kwaliteitscontrole, milieucontrole, technische of commerciële functies. De opleiding biedt eveneens de mogelijkheid om zich na een opleiding op secundair niveau, o.a. de richting chemie-wetenschappen, verder te specialiseren. Deze technisch-wetenschappelijke opleiding is toegankelijk zonder specifieke chemische vooropleiding. In principe kunnen alle cursisten met voldoende aanleg en inzet voor wetenschappen en techniek deze opleiding met kans op succes aanvatten en beëindigen. Door middel van deze opleiding kan een verdere specialisatie of heroriëntering plaatsvinden wanneer reeds een hogere opleiding werd gevolgd. Cursisten dienen de nodige persoonlijke kwaliteiten te bezitten om een kans op tewerkstelling in de sector van de biotechnologie te verkrijgen.


2007-03-01

173

52

Module Cc 1: Biochemie, TV 40 lestijden


52.1

Visie

In dit vak wordt de studie van de biochemisch belangrijke verbindingen uitgediept en hoe deze verbindingen worden geproduceerd.

52.2


Het vak Biochemie beoogt een inleidende studie te zijn van de voornaamste biomoleculen en van het intermediair metabolisme.

52.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modules A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding”.

52.4


LEERINHOUDEN


2

3

in eigen woorden uitleggen wat biotechnologie is en wat er de realisaties van zijn.

1

Inleiding

1.1 1.2

Inleiding tot de chemie van het leven Biomoleculen

het belang en voorkomen van deze biomoleculen in eigen woorden omschrijven. de nomenclatuur en structuur omschrijven. de chemische eigenschappen omschrijven. de lipiden indelen. uitleggen op welke wijze lipiden geproduceerd worden en hoe lipiden kunnen geanalyseerd worden. toepassingen van lipiden bespreken.

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

LIPIDEN Voorkomen en eigenschappen Vetzuren: configuratie en structuur Reacties van vetten en vetzuren Indeling van oliën en vetten Soorten lipiden

• • • 2.6 2.7

triacylglycerolen terpenen en harsen steroïden Analyse en winning Toepassingen

het belang en voorkomen van deze biomoleculen in eigen woorden omschrijven. de nomenclatuur en structuur omschrijven. de chemische eigenschappen omschrijven.

3 3.1 3.2

SACCHARIDEN Voorkomen en eigenschappen Monosacchariden

•

Ruimtelijke structuur


2007-03-01

174


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen • • 3.3

Reacties Belangrijke monosacchariden Oligosacchariden

• • 3.4

Definitie Bespreking van enkele oligosacchariden Polysacchariden

• 3.5

Reacties van oligo- en polysacchariden Toepassingen

weergeven welke elementen voorkomen in proteïnen. stereochemie van AZn kunnen bespreken. aantonen dat er meer dan 20 AZn voorkomen in de natuur. een schematische indeling geven a.d.h.v. voorbeelden. onderscheid maken. fysische eigenschappen bespreken. asymmetrie van AZn kunnen aantonen. bespreking zuurbase karakter a.d.h.v. pKz. deze reacties bespreken.

4 4.1

Proteïnen - Aminozuren Elementen

4.2 4.3 4.4

Structuur van de α-L-Azn Voorkomen AZn in de natuur en in proteïnen Indeling

4.5

Essentiële AZn

4.6 4.7 4.8 4.9 4.10

Fysische eigenschappen Chiraal centrum en optische activiteit IEP Ionisatie Chemische eigenschappen - oxidatie en reductie van cysteïne, kleurreacties

5

praktische toepassingen bespreken.

5

AZn, peptiden, polypeptiden en proteïnen Scheidingsmethoden

6

verschillende niveaus van structuur weergeven en bespreken.

6 6.1

belang aantonen. verschillende methoden aangeven. deze methoden bespreken.

6.2 6.3

Proteïnen Structuur - primaire, secundaire, tertiaire, quaternaire en quinaire structuur Denaturatie en renaturatie van proteïnen Quantitatieve bepalingen - UV, Kjeldahl, biureetreactie, FolinLowry

opbouw weergeven. belang als biomoleculen aantonen.

7 7.1 7.2

de sachariden indelen. uitleggen op welke wijze lipiden geproduceerd worden en hoe lipiden kunnen geanalyseerd worden. toepassingen van lipiden bespreken.

4

7


2007-03-01

↔

AZ-samenstelling van plantenproteïnen

Nucleïnezuren – Nucleotiden Structuur - N-base, monosachariden Belang

175


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 8 onderscheid maken en aantonen. bespreken onder welke vorm energie wordt opgeslagen in een cel. belang van ATP-omzettingen bespreken. schematisch overzicht weergeven en bespreken. verschillende afbraakreacties weergeven en het waarom bespreken. belang aantonen. E-rendement bespreken. het belang bespreken. noodzaak van deze cycli aantonen. verloop weergeven en bespreken. energierendement berekenen.

9

10

52.5

aantonen hoe de energie uit het katabolisme aangewend wordt om nieuwe verbindingen te synthetiseren.

het mechanisme bespreken.

8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 8.16 8.17 8.18

Overzicht van het intermediair metabolisme: inleidende studie Assimilatie en dissimilatie Anabolisme en katabolisme Katabolisme en fosfaatbindingsenergie ATP-cyclus Indeling in 4 fasen Fase 1- Afbraak macromoleculen tot hun bouwstenen Fase 2 - Afbraak polysachariden Hexokinasereactie Glycolyse Fase 2 - Oxidatie van VZn Oxidatieve degradatie van AZn Fase 3 - Krebs- of citroenzuurcyclus Hexosemonofosfaatshunt Glyoxylaatcyclus Fase 4 - Elektronentransport en oxidatieve fosforylatie Energiebalans katabolisme glucose en VZn Aëroob vs. anaëroob metabolisme Ureumcyclus

9 9.1 9.2 9.3

Biosynthese of anabolisme en aanwending van de fosfaatbindingsenergie Biosynthese van sachariden – gluconeogenese Biosynthese van lipiden Biosynthese van AZn

10

Fotosynthese


Pedagogisch-didactische wenken De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties.


2007-03-01

176

Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•



52.6

Evaluatie

Dit vak wordt schriftelijk getoetst. Een tussentijds examen kan plaatsgrijpen.

52.7

Bibliografie

Inleiding in de Bio-Organische Chemie, Engbersen – De Groot, (Pudoc Wageningen) Bio-Organische Chemie voor levenswetenschappen, Engbersen – De Groot, (Wageningen academic Publishers) Inleiding tot de Levensmiddelenchemie, Ruiter, (Elsevier-gezondheidszorg) Biotransformations in Organic chemistry, Faber, (Springer Verlag) Biochemie, W. Biermans, (Uitgeverij De Sikkel) Biochemistry, Stryer, (W.H. Freeman and Company)


2007-03-01

177

Biological Chemistry, Mahler en Cordes, (Harper and Row publishers) Chemical Communication, Agosta, (Scientifis American Library) Molecular Activities of Plant Cells – an introduction to plant biochemistry, Anderson – Beardall, (Blackwell Scientific Publications) Biochemistry and molecular Biology, Elliott – Elliott, (Oxford University Press)


2007-03-01

178

53

Module Cc 2: Analytische biochemie, TV 40 lestijden


53.1

Visie

Uitgaande van een aantal biochemische scheidingstechnieken wordt aangeleerd hoe men biomoleculen in natieve toestand kan zuiveren. Het behoud van biologische activiteit van het eindproduct is van primordiaal belang. Door inzicht van stabiliteitsgrenzen van de respectievelijke biomoleculen en zuiveringsknelpunten van de verschillende methoden wordt theoretisch inzicht als praktische vaardigheden nagestreefd

53.2


Uitgaande van een aantal biochemische scheidingstechnieken wordt aangeleerd hoe men biomoleculen in natieve toestand kan zuiveren. Het behoud van biologische activiteit van het eindproduct is van primordiaal belang. Door inzicht van stabiliteitsgrenzen van de respectievelijke biomoleculen en zuiveringsknelpunten van de verschillende methoden wordt theoretisch inzicht als praktische vaardigheden nagestreefd. Tijdens de practica worden ook de technische mogelijkheden en beperkingen van apparatuur onderzocht

53.3

Beginsituatie


53.4


LEERINHOUDEN


1 voor- en nadelen, principes en doel van verschillende scheidingstechnieken bespreken.

1.1

Inleiding Homogenisering

•

selectie van het uitgangsmateriaal

•

bescherming van het te isoleren eiwit

•

homogenisatiemethoden

• optimalisering 1.2 Scheiden, isoleren en zuiveren 1.3 Principes en doel van scheidingen •

scheiden van biomoleculen van verschillende soorten

• scheiden van biomoleculen van eenzelfde soort 1.4 Algemene detectiemethoden 1.5 Zuiverheidscriteria


2007-03-01

•

strategie van een enzymenzuivering

•

verwijdering van proteïnen uit biologische stalen

179


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Precipitatiemethoden Inleiding Zoutprecipitatie Precipitatie met organische solventen Precipitatie met basische proteïnen (polykationen) Polyethyleenprecipitatie Diversen

3

voor- en nadelen, principes en doel van verschillende centrifugatietechnieken 3 bespreken. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

Centrifugatietechnieken Inleiding Het sedimentatieproces Het centrifugatieproces De sedimentatiecoëfficiënt Scheidingsmethoden in preparatieve centrifugaties Uitvoering van een densiteitsgradiëntcentrifugatie Onderhoud en veiligheid

4

voor- en nadelen, principes en doel van verschillende chromatografietechnieken bespreken.

2 voor- en nadelen, principes en doel van verschillende precipitatietechnieken bespreken.


4 4.1

2007-03-01

Chromatografie Algemeen

• • • • • • • • 4.2

Gaschromatografie Vloeistof-vloeistof chromatografie Vloeistof-vast chromatografie Ionenwisselaarschromatografie Hydrofobe Interactie Chromatografie Affiniteitschromatografie Chromatofocussing Uitsluitings- of Gelchromatografie Uitsluitingschromatografie

• • • • • 4.3

Inleiding Principe Karakterisatie van het chromatografische gedrag Materialen Toepassingen Ionenwisselaarschromatografie

180


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen • • • • • • • •

Inleiding Principe Een ionenwisselaars-chromatografie experiment Elutie Keuze van ionenwisselaar en buffer Materialen Toepassingen Chromatofocussing

5

voor- en nadelen, principes en doel van verschillende alectroforesetechnieken bespreken.

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6

Elektroforese Inleiding Elektroforese: vereenvoudigde benadering Algemene technieken Uitvoering van zone-elektroforese Elektroforesetechnieken voor proteïnen Preparatieve elektroforese

6

voor- en nadelen, principes en doel van verschillende membraantechnieken bespreken.

6 6.1

Membraantechnieken Dialyse

•

Principe

•

Dialysemembranen

• Fysische effecten bij dialyse 6.2 Membraanfiltratie •

Filters

•

Enkele typen membranen

•

Transport door membranen

•

Laboratoriumfiltratie

•

Uitvoeringsvormen van filtratie

• Toepassingen 6.3 Adsorptie aan membranen •


2007-03-01

Voordelen van blotting

181


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen voor- en nadelen, principes en doel van verschillende immunologische technieken op een minimale basis bespreken.

7

53.5

7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7

Immunologische technieken: inleiding Antilichamen en antigenen Enkele begrippen Antigeen – Antilichaam interacties Precipitatietechnieken Competitieve testen Immunometrische of niet-competitieve testen Immunohistochemie


Pedagogisch-didactische wenken De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


Didactische hulpmiddelen Het didactisch materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord.


2007-03-01

182

De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

53.6

Evaluatie

Dit vak wordt schriftelijk getoetst.

53.7

Bibliografie

Inleiding in de Bio-Organische Chemie, Engbersen – De Groot, (Pudoc Wageningen) Bio-Organische Chemie voor levenswetenschappen, Engbersen – De Groot, (Wageningen academic Publishers) Inleiding tot de Levensmiddelenchemie, Ruiter, (Elsevier-gezondheidszorg) Biotransformations in Organic chemistry, Faber, (Springer Verlag) Biochemie, W. Biermans, (Uitgeverij De Sikkel) Biochemistry, Stryer, (W.H. Freeman and Company) Biological Chemistry, Mahler en Cordes, (Harper and Row publishers) Chemical Communication, Agosta, (Scientifis American Library) Molecular Activities of Plant Cells – an introduction to plant biochemistry, Anderson – Beardall, (Blackwell Scientific Publications) Biochemistry and molecular Biology, Elliott – Elliott, (Oxford University Press) Chromatografische werkwijzen, W. Braam, Uitgeverij: Stam Techniek Analysis of Amino Acids, Proteins and Nucleic Acids, J. James – S. Boffey, Uitgeverij: Butterworth-Heinemann Ltd.


2007-03-01

183

54

Module Cc 3: Lab analytische biochemie, TV 40 lestijden


54.1

Visie

Uitgaande van een aantal biochemische scheidingstechnieken wordt aangeleerd hoe men biomoleculen in natieve toestand kan zuiveren. Het behoud van biologische activiteit van het eindproduct is van primordiaal belang. Door inzicht van stabiliteitsgrenzen van de respectievelijke biomoleculen en zuiveringsknelpunten van de verschillende methoden wordt theoretisch inzicht als praktische vaardigheden nagestreefd. Tijdens de practica worden de technische mogelijkheden en beperkingen van apparatuur onderzocht.

54.2


Uitgaande van een aantal biochemische scheidingstechnieken wordt aangeleerd hoe men biomoleculen in natieve toestand kan zuiveren. Het behoud van biologische activiteit van het eindproduct is van primordiaal belang. Door inzicht van stabiliteitsgrenzen van de respectievelijke biomoleculen en zuiveringsknelpunten van de verschillende methoden wordt theoretisch inzicht als praktische vaardigheden nagestreefd. Tijdens de practica worden ook de technische mogelijkheden en beperkingen van apparatuur onderzocht. Tijdens de practica worden de technische mogelijkheden en beperkingen van apparatuur onderzocht. Dit onderdeel draagt bij tot het verwerven van volgende competenties: • • • • •

De student kan de relevantie van de gegevens van een technisch vakprobleem onderkennen. Hij/zij kent de grondslagen en achtergronden van de gebruikte technieken. Hij/zij kan nauwkeurig, betrouwbaar, kritisch, systematisch en efficiënt de analyse uitvoeren. Hij/zij kent de mogelijkheden van de in de werkomgeving gebruikte analysemethoden om zich op korte termijn in te werken. Hij/zij kan de opgedane kennis gebruiken om zich te verdiepen in de diverse richtingen van dit vakgebied (levenslang leren).

54.3

Beginsituatie


54.4


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen Er wordt een keuze gemaakt uit volgende practica. 1

een kwantitatieve scheiding uitvoeren & de zuiverheid testen.

1.

Precipitatie van Caseïne uit melk

2


2.

Kristallisatie van ei-ovalbumine


2007-03-01

184


LEERINHOUDEN



3.

Uitzouten van proteïnen m.bijv.; verzadigde ammoniumsulfaatoplossing

4


4.

SDS-PAGE van verschillende proteïnen

5


5.

Ektroforese van bloedeiwitten

6


6.

Gelfiltratie

7


7.

Scheidings- & zuiveringsmethoden op proteïnen

8


8.

Scheidings- & zuiveringsmethoden op nucleïnezuren

54.5


Pedagogisch-didactische wenken Specifiek Cursisten dienen zich een aantal praktische attitudes eigen te maken en deze dienen gekoppeld te worden aan resultaatberekening. Cursisten dienen erin te slagen om uitgaande van een proefrecept het practicum voor te bereiden, uit te voeren en de resultaatberekening uit te voeren. D.m.v. rapportering kunnen cursisten de uitgevoerde praktische oefeningen weergeven en van de nodige commentaar voorzien. De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. Algemeen Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


Didactische hulpmiddelen Voor “Lab analytische biochemie” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel synthesereacties, analysereacties als extracties kunnen uitgevoerd worden. De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn.


2007-03-01

185

De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

54.6

Evaluatie

De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. verslagen, evaluatie tijdens de practica en opdrachten. De practica kunnen worden afgesloten met een open boek examen. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: •

hoofding (school, afdeling, naam, datum)

•

titel oefening + doelstelling

•

reactievergelijking

•

praktische handelingen

•

waarnemingen

•

berekeningen (in chronologische volgorde)

•

besluit (resultaat)

•

algemene opmaak



•

veiligheidsbril dragen

•

vod, notitieboekje, spatel bijhebben

•

netjes houden van de labo-tafel

•

reinigen van het gebruikte glaswerk en materiaal

•

algemene houding


54.7

Bibliografie

Inleiding in de Bio-Organische Chemie, Engbersen – De Groot, (Pudoc Wageningen) Bio-Organische Chemie voor levenswetenschappen, Engbersen – De Groot, (Wageningen academic Publishers)


2007-03-01

186

Inleiding tot de Levensmiddelenchemie, Ruiter, (Elsevier-gezondheidszorg) Biotransformations in Organic chemistry, Faber, (Springer Verlag) Biochemie, W. Biermans, (Uitgeverij De Sikkel) Biochemistry, Stryer, (W.H. Freeman and Company) Biological Chemistry, Mahler en Cordes, (Harper and Row publishers) Chemical Communication, Agosta, (Scientifis American Library) Molecular Activities of Plant Cells – an introduction to plant biochemistry, Anderson – Beardall, (Blackwell Scientific Publications) Biochemistry and molecular Biology, Elliott – Elliott, (Oxford University Press) Chromatografische werkwijzen, W. Braam, Uitgeverij: Stam Techniek Analysis of Amino Acids, Proteins and Nucleic Acids, J. James – S. Boffey, Uitgeverij: Butterworth-Heinemann Ltd. Bioprocestechnologie, H. Van den Akker, Uitgeverij: Open Universiteit Nederland Biochemische werkwijze, W. Braam, Uitgeverij: Stam Techniek – 1998 Chromatografie, W. Braam, Uitgeverij: Stam Techniek – 1999 Elektroforese, W. Braam, Uitgeverij: Educatieve Partner Nederland – 1998


2007-03-01

187

55

Module Cc 4: Fysicochemie, TV 40 lestijden


55.1

Visie

Het vak Fysicochemie bevindt zich op het grensgebied tussen Fysica en Chemie. Het is de studie van de invloed van fysische grootheden, zoals druk, temperatuur op chemische omzettingen. Voor mensen die in een industriële omgeving werken is de kennis en de toepassing van de fysicochemische principes niet onbelangrijk. Het destillatieproces is hiervan een voorbeeld. Tevens heeft de Fysicochemie talrijke raakvlakken met andere werkgebieden, zoals de biochemie, medische wetenschap, bodemkunde en tal van andere. De kennis van bijvoorbeeld grensvlakchemie en reactiekinetiek is nuttig bij de heterogene katalyse; de colloïdchemie in de bodemkunde.

55.2


In de cursus Fysicochemie worden de fundamentele concepten en modellen van de fysische scheikunde bestudeerd. Het is de bedoeling dat men inzicht verwerft in deze fundamentele begrippen en dat men de principes, definities, betekenis van en verbanden tussen de verschillende begrippen beheerst. Hierbij is het belangrijk dat de student de concepten en modellen kent, doch vooral ook kan toepassen in allerhande probleemstellingen en oefeningen. Algemeen worden volgende doelstellingen beoogd •

De achtergrond, de reden van natuurfenomenen en fysicochemische processen begrijpen.

•

De speciale symboliek en conventies in de fysicochemie leren hanteren.

•

De grote impact van de hoofdprincipes uit de fysicochemie op organische, anorganische en biochemische processen leren inzien.

•

In eigen bewoordingen concepten en modellen leren verklaren en inzien.

•

Nauwkeurigheid aan de dag leggen in wetenschappelijke en technische berekeningen en de resultaten leren interpreteren.

Specifiek kunnen de cursisten: •


•

eigenschappen van ideale en niet-ideale mengsels noemen.

•

de samenstelling berekenen van de verschillende fasen van een mengsels.

•

de fasediagrammen opstellen en ermee werken.

•

de colligatieve eigenschappen van oplossingen opsommen en verklaren.

•

destillatie zien als een toepassing van een mengsel in verschillende fasen.

•

schematisch weergeven hoe de destillatie gebeurt met bijhorende diagrammen.

•

de chemische thermodynamica toepassen in oefeningen

•

inzien welke parameters het chemisch evenwicht beïnvloeden.


2007-03-01

188

•

dit toepassen in chemische berekeningen.

•


•

aangeven welke verschijnselen rheologie bestudeert.

•

de factoren noemen die de viscositeit beïnvloeden en weergeven op een diagram.

•

van elke factor voorbeelden noemen en verklaren.

•

verschillende viscosimeters beschrijven en onderscheiden

55.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de module A “Chemie: basis”.

55.4


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

1

2


eigenschappen van ideale en niet-ideale mengsels noemen. de samenstelling berekenen van de verschillende fasen van een mengsels. de fasediagrammen opstellen en ermee werken. de colligatieve eigenschappen van oplossingen opsommen en verklaren. destillatie zien als een toepassing van een mengsel in verschillende fasen. schematisch weergeven hoe de destilatie gebeurt met bijhorende diagrammen.


2007-03-01

1

Gassen

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

Inleiding Ideale gassen De ideale gaswet Molair volume van een gas Ideale gasmengsels – Wet van Dalton Reële gassen Activiteit van een gas

2 2.1 2.2 2.3

Oplossingen Inleiding Ideale en niet-ideale oplossingen Ideale vloeibare mengsel

• • • 2.4

dampdruk-samenstellingsdiagram samenstelling van de dampfase in evenwicht met een ideaal vloeibaar mengsel temperatuur-samenstellingsdiagram Niet-ideale vloeibare mengsels

• • •

negatieve afwijkingen van de idealiteit positieve afwijkingen van de idealiteit experimentele bepaling van de activiteit

189


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

3

de chemische thermodynamica toepassen in oefeningen.

2.5 2.6

Voldoende verdunde oplossingen Colligatieve eigenschappen van oplossingen

• • • • 2.7

dampdrukverlaging kookpuntsverhoging en vriespuntverlaging osmotische druk elektrolytoplossingen Toepassing: Destillatie

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

Thermochemie Energie-inhoud van een systeem Wet van behoud van energie Bepaling van de verandering van de inwendige energie bij een chemische reactie Verandering van enthalpie Thermochemische reactievergelijkingen Standaardvormingsenthalpie Verbrandingsenthalpie Wet van Hess Drijfveer van chemische reacties

4

inzien welke parameters het chemisch evenwicht beïnvloeden. dit toepassen in chemische berekeningen.

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Chemisch evenwicht Evenwichtsreacties De wet van het chemisch evenwicht Verschuiving van het chemisch evenwicht Aflopende reacties Activiteiten

5


5

Chemische kinetica

6

aangeven welke verschijnselen rheologie bestudeert. de factoren noemen die de viscositeit beïnvloeden en weergeven op een diagram. van elke factor voorbeelden noemen en verklaren. verschillende viscosimeters beschrijven en onderscheiden.

6 6.1 6.2 6.3 6.4

Rheologie Definitie Wiskundig model Toepassingen Meten van viscositeit


2007-03-01

190

55.5


Pedagogisch-didactische wenken De theorie is noodzakelijk om de oefeningen te kunnen maken. Oefeningen direct aansluitend bij de leerstof worden in de klas samen opgelost. Extra oefeningen worden ter beschikking gesteld. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


Didactische hulpmiddelen De werken opgegeven in de bibliografie kunnen in de bibliotheek geraadpleegd worden. De DIDAC – transparanten van KVCV zijn heel goed bruikbaar om een aantal begrippen en wetten aan te brengen. Studiebezoeken aan chemische (piloot)installaties of voordrachten en demonstraties door experts zijn aan te bevelen. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

55.6

Evaluatie

Het schriftelijk examen bestaat hoofdzakelijk uit oefeningen. Een tussentijds examen kan ingericht worden.

55.7

Bibliografie

ATKINS, P. W., de PAULA, J., Physical Chemistry, Oxford University Press, 7th Edition, 2001 MAES, G., Inleiding tot de Fysicochemie, cursistencursus, KU LEUVEN, Campus Kortrijk


2007-03-01

191

DIDAC transparanten, Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging, Leuven, 1995


2007-03-01

192

56

Module Cc 5: Elektromechanische en thermodynamische techologie, TV 80 lestijden


56.1

Visie

Zoals de benaming ook aangeeft situeert deze cursus zich op een terrein waar wetenschap en techniek elkaar de hand reiken. Er wordt een algemene basis gelegd voor de mechanische aspecten van procestechnologie Deze basis is zodanig opgevat dat er duidelijk aansluiting kan worden gevormd met de (al dan niet) toekomstige werksituatie. Er wordt ruime aandacht besteed aan het begrijpen en implementeren van de gaswetten en thermodynamische toepassingen. Dit alles gebeurt zo veel mogelijk met betrekking tot situaties die zich in een industriële omgeving voordoen. Hierbij aansluitend wordt er ook aandacht besteed aan belangrijke meettechnieken, hun onderlinge verbanden en het verband dat die parameters met een productieomgeving hebben. In dit vak wordt een overzicht gegeven van de ondersteunende technologieën in een procesomgeving. Het is de bedoeling dat de cursisten een totaalbeeld verwerven van een industrieel proces, zodat zij in staat zijn een functie te bekleden die niet alleen vakspecifieke, maar ook meer algemene industriële competenties vereist. De studenten moeten inzicht verwerven om biochemische aspecten te kunnen koppelen aan en kaderen in een productieomgeving. Het probleemoplossende vermogen van de studenten moet daardoor ook worden vergroot. Er wordt een basis gelegd wat betreft hydraulica, pneumatica en elektriciteit-elektronica aan de hand van parameters, symboliek en algoritmen, waarbij een link wordt gelegd met meer geavanceerde aspecten zoals combinatorische schakelingen.

56.2


De nadruk wordt gelegd op aspecten van de elektromechanica en thermodynamica die op een directe wijze implementeerbaar zijn in de (toekomstige) werkomgeving van de cursisten. De cursisten krijgen zo voeling met de praktische zijde van toepassingen in dit kader. Zo worden aspecten zoals bijv. transporteurs en pompen uitvoerig besproken. Het werkingsprincipe en inpassing van dergelijke toepassingen in een productieproces komen aan de orde. Een belangrijk deel van de cursus wordt besteed aan de bespreking van toestellen en instrumenten om metingen (van mechanische en thermodynamische aard) te verrichten. De cursisten krijgen op die manier zicht op belangrijke procesparameters zoals druk en temperatuur kunnen die parameters met behulp van metingen bepalen. Na het volgen van deze cursus hebben de studenten ook een algemeen inzicht betreffende sturingen van pneumatische, hydraulische en elektrische aard. De cursisten leren onderdelen zoals bijvoorbeeld pompen,cilinders, kleppen … kennen en berekenen. Een hoofdstuk over PLC-technieken moet ervoor zorgen dat de cursisten begrijpen wat een PLC is, wat er kan mee bewerkstelligd worden en hoe PLC’s in een proces wordt ingepast. Deze inzichten worden daar waar mogelijk verbonden met praktische zaken uit een industriële omgeving. De besproken pneumatische, hydraulische en elektrische technieken worden ingebed in een ruimere context, zodat de cursisten de opgedane kennis kunnen toepassen en integreren in hun (toekomstige) werkomgeving.

De cursist kan een meetsysteem selecteren, de meetwaarden interpreteren, het verband van die metingen met andere relevante procesparameters leggen en de nodige berekeningen maken. De cursist kan een weloverwogen keuze maken wat betreft het type transportsysteem en/of transportwerktuig en de nodige berekeningen maken. De cursist kan een bestaand transportsysteem herkennen en de mogelijkheden ervan inschatten. In beperkte mate schema’s begrijpen en logisch kunnen opbouwen; de nodige berekeningen kunnen maken.


2007-03-01

193

Verband leggen tussen de mogelijkheden van een PLC en de praktische noden van geautomatiseerde installaties. De cursist kent de elementaire zaken wat elektriciteit en elektrische installaties aangaat en kan in dit kader verbanden leggen met pneumatica, hydraulica en PLC. De cursist kan thermodynamische aspecten toelichten en berekeningen hier omtrent maken. De student kan de technische aangelegenheden aanvullen met economische aspecten. De cursist heeft zicht op de gebruikte eenheden, dimensies en voorvoegsels van de meest voorkomende procesparameters die zich situeren binnen deze module.

56.3

Beginsituatie

Men dient rekening te houden met het feit dat de cursisten van totaal verschillende richtingen - wat secundaire opleiding betreft - afkomstig zijn. Ook cursisten die reeds een hogere opleiding genoten volgen de cursussen. Het wiskundeniveau is gemiddeld van hoger technisch secundair onderwijsniveau. De mechanica, elektriciteit en thermodynamica wordt bij aanvang gesitueerd als een onderdeel van de natuurkunde - een vak dat vele cursisten in hun vooropleiding hebben gehad. Op die manier wordt een link gelegd met reeds eerder opgedane kennis. In de loop van de cursus wordt uiteraard sterk toegewerkt naar de praktische aspecten van “toegepaste mechanica, elektromechanica en thermodynamica.” en dit onder meer door de praktische benadering van de meeste hoofdstukken. Het is dan ook duidelijk dat de abstracte theoretische aspecten slechts een beperkt deel van de tijd mogen opslorpen. Alle gebruikte parameters moeten duidelijk omschreven worden met bijhorende eenheid, omdat dit zeer belangrijk is voor het begrijpen van de uiteenzettingen, voor het oplossen van vraagstukken en voor de totaalstructuur van de cursus.

56.4


LEERINHOUDEN


2

een weloverwogen keuze maken wat betreft het type tranportsysteem, gebaseerd op het soort materiaal dat moet getransporteerd worden en het debiet waarmee dit moet gebeuren. transportsystemen herkennen en daaruit afleiden welke stoffen voor een dergelijk systeem in aanmerking komen. alle parameters die in de formulesets aanwezig zijn berekenen waarbij telkens ondubbelzinnig vaststaat welke SI-eenheden er bij de parameters horen. duidelijk onderscheid maken tussen de verschillende types pneumatisch transport.

1

Transport van vaste stoffen

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

Inleiding en SI-eenhedenstelsel Schroeftransporteurs Bandtransporteurs Kettingtransporteurs Schudtransporteurs Pneumatisch transport Hydraulisch transport

de wetten van Bernouilli, Castelli en Pascal zowel kwalitatief als kwantitatief toepassen. de in de hydraulica veel voorkomende parameters gebruiken in de juiste vorm wat betreft symboliek en eenheden.

2 2.1 2.2

Transport van niet-samendrukbare fluïda Inleiding Basisbegrippen hydraulica


2007-03-01

194


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen eenvoudige vraagstukken wat dat betreft oplossen. wrijvingsverliezen berekenen. goed onderscheid maken tussen verschillende pomptypes en hun toepassingsgebied. in beperkte mate wat dat betreft berekeningen maken.

2.3 2.4 2.5 2.6 2.7

Wrijvingsverliezen in een leiding Centrifugaalpompen Verdringerpompen Membraanpompen Andere pomptypes

3

het benodigde vermogen berekenen met het oog op het bekomen van een bepaalde druk of een bepaald debiet. het verschil begrijpen tussen onderdruksystemen en overdruksystemen.

3 3.1 3.2 3.3

Transport van samendrukbare fluïda Inleiding Transport bij drukken, groter dan atmosferische Transport bij drukken, lager dan atmosferische

4

eenvoudige vraagstukken oplossen met betrekking tot de fysische achtergrond van het verschijnsel druk en die relateren aan bestaande meetinstrumenten. selectief te werk gaan om een aan het proces aangepaste drukmeter te kiezen.

4 4.1 4.2 4.3 4.4

Meten van drukken Inleiding Drukeenheden Absolute en relatieve druk Mechanische manometers

5

vraagstukken oplossen die eigen zijn aan het type meetinstrument. het onderscheid inzien tussen de verschillende meetinstrumenten en meetprincipes. kwantitatieve verbanden leggen tussen de parameters met relevantie in het beschouwde meetinstrument.. vraagstukken oplossen die betrekking hebben op de vermelde parameters.

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9

Debietmetingen Inleiding Debietmeting steunend op drukverschilmetingen Meetschijf of diafragma Venturibuis Meettuit Pitotbuis Metingen gebaseerd op het principe van veranderlijke doorlaat Metingen steunend op verdringerprincipe Metingen steunend op statistische principes

6 6.1 6.2 6.3

Temperatuurmetingen Inleiding Soorten thermometers Andere meetmethodes

6

inzien wat de onderlinge gelijkenissen en verschillen zijn tussen enkele bestaande systemen. een meetinstrument kiezen in functie van het temperatuurinterval waar men mee te maken heeft.


2007-03-01

195


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

8

voordelen en nadelen van de verschillende types van niveaumetingen tegen elkaar afwegen.

7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7

symbolen herkennen, verklaren en bespreken die vaak voorkomen in dergelijke installaties. in beperkte mate schema’s begrijpen, interpreteren en bedieningswijzen afleiden. chronologische aspecten afleiden in eenvoudige toepassingen. een schema logische opbouwen.

8

Pneumatica en hydraulica

8.1

Symbolen voor hydraulische en pneumatische installaties

•

Onderwerp en toepassingsgebied

•

Algemeen – basissymbolen en functiesymbolen

•

Omzetting van energie

•

Stuurapparaten en regelapparaten

•

Energietransport en conditionering

•

Bedieningsmechanismen

•

Hulpapparaten

•

Gecombineerde apparaten: enkele voorbeelden

8.2

Enkele technische algemeenheden bij hydraulische installaties

•

Werkingsprincipe van een hydraulische aandrijving

•

Voordelen en nadelen van een hydraulische aandrijving

•

Hydraulische olieparameters

•

Technische gegevens en symboliek

Inzien en bespreken wat de voordelen en nadelen van dergelijke installaties zijn en berekeningen maken om de grootte van bepaalde olieparameters te bepalen.


2007-03-01

Niveaumetingen Inleiding Overzicht van de verschillende types van niveaumetingen Directe metingen voor vloeistoffen Indirecte metingen voor vloeistoffen Niveaumetingen voor vaste stoffen en vloeistoffen Enkele thermodynamische toepassingen Mechanische aspecten van laboratoriuminstrumenten

196


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen optredende krachten en benodigde vermogens berekenen verband leggen tussen de te verrichten actie en de pomp. een leidingdiameter berekenen in functie van debiet en vice versa. Reynoldsgetal berekenen en plaatsen binnen een praktische context. kleppen berekenen.

verschillende wiskundige voorstellingswijzen vormen die het verband leggen tussen ingangen (bijv. kleppen) en uitgangen (bijv.cylinders). verbanden leggen tussen de wiskundige logica en de technische aspecten van installaties. in eenvoudige bewoordingen omschrijven wat een PLC is. de erin voorkomende onderdelen opsommen.

9

10

verband leggen tussen de mogelijkheden van een PLC en de praktische noden van een geautomatiseerde of te automatiseren elektropneumatische of elektrohydraulische installatie. stromen, spanningen en vermogens berekenen.

de meest voorkomende elementen in elektrische schema’s herkennen, benoemen en bespreken.


2007-03-01

8.3 Berekenen van installaties •

Verband tussen vermogen en kracht

•

Soorten krachten

•

Leidingen

•

Reynoldsgetal

•

Kleppen

•

Oefeningen

8.4

Combinatorische schakelingen

•

Logische elementen

•

Wat zijn combinatorische schakelingen?

•

Regels van de schakelalgebra

•

Karnaughdiagram

•

Waarheidstabel

9.

PLC-sturingen

9.1

Schematische voorstelling

9.2

Bespreking van enkele PLC-componenten

9.3

Korte bespreking van enkele programmeermethodes

10.

Elektriciteit

10.1

Spanningsbronnen en stroombronnen

10.2

Ohmse weerstanden

10.3

Condensatoren

10.4

Spoelen

10.5

Serieschakeling

197


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

11

56.5

kan de relatie leggen tussen verschillende thermodynamische parameters.

10.6

Parallelschakeling

10.7

Vermogen

10.8

Elektrische energie

10.9

Oefeningen

11. Thermodynamische aspecten


Men dient zich te realiseren dat het merendeel van de cursisten een (zeer) beperkte basis hebben wat betreft fysica en wiskunde. Hogere wiskunde in deze cursus integreren is utopisch. Integraalrekening en differentiaalrekening is eveneens niet in de cursus toe te passen. Het merendeel van de cursisten heeft ernstige moeilijkheden met het oplossen van vergelijkingen met rationale exponenten. Daarom moeten deze vergelijkingen tot een minderheid behoren aangezien het buiten het kader van deze cursus valt om de wiskundige achtergronden in extenso toe te lichten. Alle parameters die gebruikt worden moeten op voorhand worden verklaard en hun bijpassende eenheid moet telkens worden vermeld. De cursisten hebben weinig moeite met de beschrijvende aspecten van de cursus en het inzien van principes levert ook geen noemenswaardige problemen. Vraagstukken zorgen echter voor grote moeilijkheden maar vormen een essentieel onderdeel van de cursus. Het spreekt dan ook voor zich dat er tijd nog moeite mag worden gespaard om de cursisten toch in staat te stellen om kwantitatieve problemen op te lossen.

Pedagogisch-didactische wenken De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Het is aangewezen dat tweerichtingscommunicatie tussen cursisten en leraar veelvuldig aan de orde is. Beiden moeten immers dezelfde taal spreken en aan elkaar tegemoet kunnen komen. De voorkennis van de cursisten is namelijk geen gestandaardiseerd gegeven. Zodoende moet aangevoeld worden welke onderwerpen een opfrissende inleiding nodig hebben en welke niet. Meerdere onderwerpen die besproken worden, zijn moeilijk naar voren te brengen zonder gebruik te maken van een projector. Het is belangrijk dat de cursisten besproken toestellen en instrumentaria kunnen visualiseren. Daarom is het zeer wenselijk dat er gebruik gemaakt wordt van een projector om één en ander te verduidelijken. De cursisten krijgen ook een figurenbundel in cursusvorm, wat hen tijdens het verloop van de cursus van groot nut kan zijn. Het lestempo moet worden aangepast aan de voorkennis van de cursisten over het betreffende onderwerp. De cursisten krijgen meer voeling met de praktische aspecten van de naar voren gebrachte leerstof. Dit gebeurt met behulp van proefstanden in de diverse laboratoria. Bepaalde zaken kunnen naar het leslokaal worden gebracht om als didactisch materiaal dienst te doen; bijv. kranen, leidingen, pompje ... Daar waar mogelijk moeten theoretische uiteenzettingen zoveel mogelijk vergezeld worden van bijpassende oefeningen. Men dient veel tijd te besteden aan oefeningen en probleemoplossing omdat juist daar de grootste tekorten te situeren zijn.


2007-03-01

198

Didactische hulpmiddelen Er wordt gebruikgemaakt van de Belgische / Europese normen met betrekking tot de betreffende technologieën. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken. Bezoeken en demonstraties in de daartoe specifiek uitgeruste laboratoria werken verhelderend.

56.6

Evaluatie

De vragen kunnen betreffen: oefeningen, schetsen maken van instrumenten, structuurschema’s, opsommingen … De evaluatie geschiedt aan de hand van een schriftelijk of mondeling examen. Bibliografie BEGINSELEN UIT DE CHEMISCHE TECHNOLOGIE / DEEL 2/ TRANSPORTSYSTEMEN EN MEETSYSTEMEN, G. de Loore, A. Pyra en S. Vandersypen, Uitgeverij Acco Leuven MECHANICA DER FLUÏDA DOOR ROGER VAN MELLE, UITGEVERIJ INDUS BOEKDEEL

1: gassen 2: vloeistoffen

TECHNISCHE THERMODYNAMICA, ROGER VAN MELLE, UITGEVERIJ INDUS BOEKDEEL

1: ideale gassen 2: reële gassen 3: formularium

FORMULARIUM VOOR WISKUNDE, FYSIKA EN CHEMIE, PERGOOT, UITGEVERIJ DE GARVE BRUGGE PLC en INDUSTRIEËLE ELECTRONICA, HUGO MARIËN, ISBN 9062002803 PHYSICS FOR Scientists and Engineers with Modern Physics, 5th Ed., Serway – Beichner (academisch niveau, hogere wiskunde), SAUNDERS COLLEGE PUBLISHING, ISBN 0-03-022657-0 http://www.hartcollege.com Inleiding tot de Automatisering, Drost – Ouwehand, HB Uitgevers, ISBN 90 5574 226 0 Lectuur met betrekking tot toegepast mechanica, thermodynamica, elektriciteit, digitale technieken en plc bij voorkeur van secundair niveau (om wiskundige uiteenzettingen die hun doel voorbij schieten te vermijden)


2007-03-01

199

57

Module Cc 6: Lab instumentele chemie, TV 80 lestijden


57.1

Visie

In de practica wordt de klemtoon geleidelijk aan verlegd van het uitvoeren van algemene (fysico-) chemische kwalitatieve en kwantitatieve analysetechnieken naar een integrale aanpak van toegepaste wetenschappelijke en technologische probleemstellingen. In Chromatografische Scheidingstechnieken worden behalve de verdelingsmechanismen, de verschillende uitvoeringstechnieken (CGC, HPLC, TLC,IEC, SEC...) en afgeleide kwalitatieve en kwantitatieve procedures grondig bestudeerd. De talrijke fysico-chemische wetmatigheden en afgeleide technieken in de deelgebieden van de elektrochemie (conductometrie), de moleculaire en vooral atomaire spectrometrie (absorptietechnieken en emissietechnieken), de thermische analysetechnieken en de oppervlakteanalyse worden behandeld.

57.2


De cursist die dit vak gevolgd heeft beheerst de fundamentele principes van de analytische technieken met de nadruk op instrumentele methodes. Via een aantal oefeningen wordt praktische ervaring opgedaan in de instrumentele analyse en via metingen en berekeningen worden de kwantitatieve resultaten geëvalueerd. Bij het uitwerken van de resultaten worden concepten van kwaliteitscontrole op de analyseresultaten uitgevoerd. Op de gevaren van chemische producten wordt de aandacht gevestigd via het opstellen van het veiligheidsrapport van de gebruikte chemische producten. De cursist kan efficiënt de uitvoering van een opdracht organiseren. De cursist kan efficiënt en nauwkeurig metingen uitvoeren. De cursist kan meetresultaten kritisch interpreteren en verwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk communiceren en rapporteren. De cursist kan regelgeving in zake veiligheid- en milieubeleid toepassen. De cursist kan in overleg afspraken maken over de taakverdeling tijdens een proef. De cursist kan gegevens opzoeken (literatuuronderzoek, gegevensbanken). De cursist kan nauwkeurig rapporteren. De cursist kan veilig werken. De cursist kan op zelfstandige basis een synthese of een analyse uitvoeren. De cursist gaat systematisch te werk bij het oplossen van praktische problemen.

57.3

Beginsituatie


57.4


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen Een keuze wordt gemaakt uit volgende oefeningen. Deze oefeningen bouwen verder op de competenties verworven in de modules A “Chemie:


2007-03-01

200


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen basis”& B “Chemie: uitbreiding”.

1

metingen en titraties uitvoeren en de bijhorende berekeningen uitvoeren.

1

Meten van geleidbaarheid en Conductometrische titraties

2

kwantitatieve analysen uitvoeren m.bijv.. Ion Selectieve Elektroden.

2

IJking en metingen met glaselektrode en Ion Selectieve Elektroden

3

N-bepaling & bijhorende berekeningen uitvoeren.

3

N-bepalingen: bijv.. Kjeldahl-methode

4

metingen & bijhorende berekeningen uitvoeren.

4

Viscositeitsmetingen

5

een ijklijn opstellen en evalueren. kwantitatieve analysen uitvoeren.

5 5.1 5.2

Spectrofotometrische analysen Opstellen ijklijn Kwantitatieve analyse

6

een chromatografische analyse uitvoeren.

6 6.1 6.2

Chromatografie Kolomchromatografie Dunne Laag Chromatografie

•

papierchromatografie

7

een elektroforetische scheiding uitvoeren.

7

Elektroforese

8

kwantitatieve analysen uitvoeren.

8

Gaschromatografie

9

de techniek uitvoeren en een massaspectrum interpreteren.

9

Massaspectrometrie en MS als gaschromatografische detector

10

een IR-spectrum opnemen en interpreteren.

10

InfraRood spectrofotometer en IR analyse

11

een NMR-analyse interpreteren.

11

Nucleair Magnetische Resonantie en NMR-analyse

12

een reeks van spectra en data interpreteren en analyseren.

12 12.1

12.2

Oefeningen op spectraalanalyse Interpretatie van UV-, VIS-, IR-, NMR- en MS-spectra (eventueel aangevuld met chemische en fysische eigenschappen van de onbekende verbinding) Computersimulatie van spectra

13


13

Vlamfotometrie

14


14

Atomaire Absorptiespectrometrie


2007-03-01

201

57.5


Pedagogisch-didactische wenken Specifiek Cursisten dienen zich een aantal praktische attitudes eigen te maken en deze dienen gekoppeld te worden aan resultaatberekening. Cursisten dienen erin te slagen om uitgaande van een proefrecept het practicum voor te bereiden, uit te voeren en de resultaatberekening uit te voeren. D.m.v. rapportering kunnen cursisten de uitgevoerde praktische oefeningen weergeven en van de nodige commentaar voorzien. De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. Algemeen Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


Didactische hulpmiddelen Voor “Lab instrumentele chemie” is een uitgerust laboratorium nodig zodat zowel synthesereacties, analysereacties als extracties kunnen uitgevoerd worden. De nodige meetapparatuur dient aanwezig te zijn. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

57.6

Evaluatie

De cursisten worden permanent geëvalueerd d.m.v. verslagen, evaluatie tijdens de practica en opdrachten. De practica kunnen worden afgesloten met een open boek examen. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: •



2007-03-01

202

•


•

reactievergelijking

•


•

waarnemingen

•


•

besluit (resultaat)

•

algemene opmaak



•


•


•


•


•

algemene houding

•

kunnen antwoorden op vragen in verband met het practicum

57.7

Bibliografie

Quantitative Chemical Analysis, Daniel C.Harris, W. H. Freeman and Company New York (1987) Potentiometry and Ion Selective Electrodes, Alun Evans, John Wiley and Sons London (1987) Principles of Electroanalytical Methodes, T. Reiley, C. Tomlinson, John Wiley and Sons London (1987) Atoomspectrometrie, M. T. C. de Loos-Vollebregt, Bohn Stafleu Van Loghum (1992) Practicum voorschriften scheikunde, De Vries A. B., Heron Bibliotheek Elsevier (1981) Physical Chemistry, P. W. Atkins, Oxford University Press, 1999 Spectroscopic Methods in Organic Chemistry, Williams and Fleming, McGraw-Hill, 1995 Principles of Instrumental Analysis, Skoog e.a., Saunders College Publi., 1998


2007-03-01

203

58

Module Cc 7: Algemene en toegepaste microbiologie, TV 160 lestijden


58.1

Visie

Algemene microbiologie De levende cel wordt algemeen voorgesteld zodat ze doeltreffend benut kan worden. De cursisten verwerven de nodige microbiologische basiskennis en inzicht voor microbiële procesbeheersing en kwaliteitscontrole. Drie groepen micro-organismen worden behandeld: prokaryoten (bacteriën), eukaryoten (fungi en protista) en virussen. Lab algemene microbiologie In het kader van kwaliteitszorg, zowel op vlak van producten als processing en procesomgeving, is kennis en inzicht in microbiologie vereist. De vakken Algemene microbiologie & Lab algemene microbiologie heeft tot doel de student in te leiden in de microwereld. Toegepaste microbiologie De cursisten verwerven de nodige microbiologische kennis en inzicht voor microbiële procesbeheersing en kwaliteitscontrole. De soorten industrieel belangrijke micro-organismen worden besproken: eigenschappen, identificatie en historiek. HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point), microbiologische controlemethoden en belang van deze methoden worden besproken. Lab toegepaste microbiologie De vakken Toegepaste microbiologie & Lab toegepaste microbiologie heeft tot doel de cursist in te leiden in de microwereld en de toepassingen van micro-organismen. De cursisten kunnen aseptisch werken. De cursisten kunnen micro-organismen isoleren en omschrijven (koloniebeschrijving en celbeschrijving). De cursisten kunnen een microbiologisch kwaliteitsonderzoek van levensmiddelen volledig uitvoeren. Micro-organismen in voedingsmiddelen worden gedetecteerd, geteld en geïdentificeerd. Het industrieel gebruik van micro-organismen in de voedingsindustrie wordt besproken.

58.2


Algemene microbiologie De micro-organismen worden bestudeerd. De cursisten verwerven een basiskennis in verband met groeiomstandigheden, cultiveerbaarheid, metabolische eigenschappen en genetische eigenschappen van micro-organismen. •

De cursisten kunnen de levende organismen indelen en aangeven waarop men zich baseert om de levende wezens in te deken in rijken.

•

Aangeven waarop men zich baseert om bacteriën in te delen in groepen.

•

De cursist kan structuur en voortplanting van bacteriën bespreken.

•

De samenstelling van voedingsmedia verklaren.

•

De micro-organismen indelen naar voeding.

•

De groei van een bacteriecultuur grafisch voorstellen en verklaren.

•

Bondig de structuren van schimmels en gisten beschrijven.

•

Voorkomen en eigenschappen van gisten en schimmels bespreken.


2007-03-01

204

•

Schematisch het metabolisme en energieomzettingen van micro-organismen bespreken.

•

Het erfelijk materiaal van bacteriën bespreken.

•

Verschillende vormen van mutatie bespreken.

•

De klassieke vormen van genetische recombinatie bespreken.

•

De bouw en verschillende indelingen bespreken van virussen.

Lab algemene microbiologie De cursisten kunnen •

werken met de lichtmicroscoop.

•

vormen en verbanden en structuren van bacteriën, gisten en schimmels onderscheiden aan de hand van zelf bereide preparaten na gepaste kleuring.

•

aseptisch werken.

•

geschikte cultuurmedia kiezen voor: het kweken, isoleren en tellen van micro-organismen.

•

deze media bereiden.

•

verschillende technieken voor telling, isolatie en identificatie van micro-organismen uitvoeren.

•

monsters nemen, decimale verdunningsreeksen bereiden, methode van ‘het meest waarschijnlijke aantal‘ toepassen en interpreteren.

•

anaërobe en micro-aërofiele technieken gebruiken.

•

laboratoriummethoden in het kader van microbiologische kwaliteitsbeheersing nauwkeurig uitvoeren; vergelijken met normen en hieruit gepaste besluiten trekken.

•

veilig werken met micro-organismen. Door oefening leren de cursisten Good Laboratory Practices aan.

•

interesse opbrengen voor de biotechnologie, de wetenschappelijke techniek die gebruik maakt van micro-organismen om industriële producten te maken.

•

naast praktische vaardigheden eveneens aandacht besteden aan vaardigheden als: zelfstandig kennis verwerven en het leren interpreteren van laboratoriumresultaten.

Toegepaste microbiologie In de biotechnologie spelen micro-organismen als biologisch systeem en de fermentatietechnologie om met de zgn. functionele micro-organismen producten te maken, een belangrijke rol. In de voedingssector worden de microbiologische kwaliteitscontroles steeds stringenter en gesofistikeerder en neemt het belang van de gefermenteerde en met micro-organismen bereide voedingswaren toe. Al deze aspecten maken het onderwerp uit van deze cursus. Deze kennis, samen met een degelijk inzicht in de levensmiddelentechnologie en –chemie, is noodzakelijk voor het efficiënt fermenteren van levensmiddelen. Ook de productie van antibiotica, vaccins en enzymen, en het gebruik van micro-organismen in milieu behoort hiertoe. De cursisten moeten de voornaamste ziektes, veroorzaakt door micro-organismen kennen en weten op welke manier deze kunnen gecontroleerd worden. De cursisten kunnen •

de levensmiddelentechnologie en –chemie voor het efficiënt fermenteren van levensmiddelen toelichten.

•

de voornaamste ziektes, veroorzaakt door micro-organismen omschrijven en weten op welke manier deze kunnen gecontroleerd worden.

•

de basisbegrippen in verband met microbiologische kwaliteitsbeheersing bespreken en illustreren.

•

kwaliteitsbewakingssysteem (bijv.. HACCP) bespreken in verschillende toepassingen.


2007-03-01

205

•

de rol van micro-organismen in milieu en ecologie weergeven.

Lab toegepaste microbiologie •

De cursisten verwerven de specifieke vaardigheden om in een bedrijf of labo microbiologische kwaliteitscontrole en productiecontrole te kunnen organiseren, uitvoeren en interpreteren.

•

De cursisten kunnen onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen en kunnen de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren.

•

De verschillende aspecten kunnen onderscheiden en toepassen.

•

De doeltreffendheid van behandelingen en middelen testen.

•

De aanwezigheid/contaminatie van/door verschillende micro-organismen testen en bespreken.

•

De cursist kan een onderzoek zelfstandig organiseren.

•

De cursisten verwerven specifieke vaardigheden om in een bedrijf of lab microbiologische kwaliteitscontrole en productiecontrole te kunnen organiseren, uitvoeren en interpreteren.

58.3

Beginsituatie

De microbiologie is een interdisciplinaire wetenschap. De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modules A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding”.

58.4


LEERINHOUDEN


het ontstaan van de microbiologie situeren. een definitie van microbiologie geven.

1

Inleiding tot de microbiologie

2

de levende organismen indelen. aangeven waarop men zich baseert om de levende wezens in te deken in rijken.

2 2.1 2.2 2.3

Taxonomie Indeling van de levende wezens Vroegere indeling Indeling in 8 rijken

3

aangeven waarop men zich baseert om bacteriën in te delen in groepen. de structuren van een bacterie beschrijven met hun functie. de begrippen psyctrotroof, psychrofiel, mesofiel, thermofiel, hyperthermofiel verklaren. de bacteriën indelen volgens zuurstofvereisten. de groei van een bacteriecultuur grafisch voorstellen en verklaren. de betekenis van de geslachtelijke voortplanting bij bacteriën uitleggen.

3 3.1 3.2 3.3 3.4

Bacteriën Indeling in groepen Afmetingen en vormen Structuur ven een bacterie Geslachtelijke voortplanting


2007-03-01

206


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen de samenstelling van voedingsmedium verklaren. de micro-organismen indelen naar voeding. de termen autotroof, heterotroof, lithotroof, chemotroof, auxotroof verklaren. verschillende manieren waarop de cel voedingsstoffen opneemt, bondig beschrijven.

4 4.1 4.2 4.3

Voeding Essentiële elementen Micronutriënten Indeling van micro-organismen naar voeding

• • • • 4.4

energie waterstof / elektronen koolstofbron in de bodem Opname van voedingsstoffen

5

de groei van een bacteriecultuur grafisch voorstellen en verklaren.

5 5.1 5.2 5.3

Groei van micro-organismen Verloop van de bacteriëngroei Groeicurve Factoren die de groei van micro-organismen beïnvloeden

6

bondig de structuren van schimmels beschrijven. voorkomen en eigenschappen van gisten en schimmels bespreken. een overzicht van de invloed van schimmels geven in:

6 6.1 6.2 6.3

Fungi Definitie Structuur en indeling Voorkomen en eigenschappen

• • • • 6.4

in levensmiddelen in landbouw en tuinbouw paddestoelen in de bodem Graanschimmels

4

•

in landbouw en tuinbouw.

•

in levensmiddelen.

• in de bodem. mogelijke gevolgen van de aanwezigheid van graanschimmels beschrijven (bvb aspergillus, Penicillium, Rhizopus). 7

de gisten indelen. de voornaamste kenmerken van gisten opsommen. toepassingen van gisten in levensmiddelen geven en uitleggen waarop deze gebaseerd zijn.

7 7.1 7.2

Gisten Structuur en indeling Voorkomen en eigenschapen

8

schematisch het metabolisme en energieomzettingen van micro-organismen bespreken.

8

Metabolisme en bio-energetica

9

het erfelijk materiaal van bacteriën bespreken. verschillende vormen van mutatie bespreken. de klassieke vormen van genetische recombinatie bespreken.

9 9.1 9.2

Bacteriegenetica Mutatie Recombinatie


2007-03-01

207


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

10

de bouw bespreken. verschillende indelingen bespreken. het onderscheid weergeven tussen beide cycli.

• • •

transformatie conjugatie transductie

10 10.1 10.2

Virussen Virusstructuur Indeling

• • 10.3

volgens gastheer volgens replicatie Lysis en lysogenie

11

werken met een eenvoudige lichtmicroscoop. preparaten maken voor onderzoek van zetmelen en micro-organismen. een vitaalkleuring en gramkleuring bij bacteriën uitvoeren. bij deze kleuringen de verschillende vormen en verbanden onderscheiden de bacteriën indelen in grampositief en gramnegatief. volgende graanschimmels microscopisch onderscheiden: Fusarium, Rhizopus, Aspergillus, Penicilium. hierbij een determinatietabel gebruiken. de viabiliteit van gistcellen bepalen en hierbij eventuele knopvorming waarnemen.

11 11.1 11.2 11.3 11.4

Microscopie Microscopisch onderzoek van preparaten De kleuring van bacteria Onderzoek van schimmels Bepaling van de viabiliteit van gistcellen

12

aseptisch werken. geschikte cultuurmedia kiezen voor: het kweken, isoleren en tellen van micro-organismen. deze media bereiden. correct monsters nemen en onderzoeken.

12 12.1

Aseptische technieken Steriliseren van voedingsbodems, oplossingen, glaswerk en ander materiaal Bereiden voedingsbodems Staalname en bereiden van decimale verdunningsreeksen. Reinigen en desinfecteren

13

verschillende technieken voor telling, isolatie en identificatie van microorganismen uitvoeren. monsters nemen, decimale verdunningsreeksen bereiden, methode van ‘het meest waarschijnlijk aantal’ toepassen en interpreteren.


2007-03-01

12.2 12.3 12.4 13 13.1 13.2 13.3

Tellen van micro-organismen Het tellen van het aantal bacteriën, gisten en schimmels volgens de telplatenmethode Membraanfiltratie MPN-methode

208


LEERINHOUDEN


anaërobe en micro-aërofiele technieken gebruiken. isolatietechnieken en identificatietechnieken toepassen.

14 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5

Bijzondere technieken Aanrijkings-, isolatie- en identificatietechnieken Identificatie van bacteriën met biochemische testkits. Kweken in anaërobie. Aantonen van gasvorming. Katalase- en peroxidasetest

15

laboratoriummethoden in het kader van microbiologische kwaliteitsbeheersing nauwkeurig uitvoeren. vergelijken met normen en hieruit gepaste besluiten trekken.

15 15.1 15.2

Onderzoek van levensmiddelen Bederfmicro-organismen Pathogenen

16

de productie van verschillende levensmiddelen schematisch bespreken.

16 16.1

Fermentatieprocessen en biotechnologie Traditioneel gefermenteerde levensmiddelen:

• • • • • • • • 16.2

algemeen gefermenteerde melkproducten gefermenteerde vleesproducten brood gefermenteerde plantaardige producten lichtalcoholische dranken gedestilleerde dranken azijn Moderne industriële fermentatieprocessen:

• • • • 16.3

algemeen micro-organismen als product microbiële afscheidingsproducten microbiële omzettingen Biotechnologie

17 17.1 17.2

Voedingsmiddelenmicrobiologie Micro-organismen die bederf veroorzaken Micro-organismen die ziekten veroorzaken

•

infectie, intoxicatie, toxi-infectie

17

bespreken welke micro-organismen een rol spelen.


2007-03-01

209


LEERINHOUDEN


de basisbegrippen in verband met microbiologische kwaliteitsbeheersing bespreken en illustreren.

18 18.1 18.2 18.3 18.4

Microbiologische kwaliteitsbeheersing Algemeen Preventieve maatregelen Microbiologische controles Microbiologische grenswaarden

19

HACCP bespreken. de verschillende principes weergeven. HACCP bespreken in verschillende toepassingen.

19 19.1 19.2 19.3

HACCP in de biotechnologie Industriële microbiologie Principes HACCP Voorbeelden en toepassingen

20

weergeven welke micro-organismen een rol spelen als ziekteverwekkers. bespreken wat verstaan wordt onder infectie. preventieve maatregelen bespreken en aantonen wat vaccinatie inhoudt. de verschillende groepen antimicrobiële chemotherapeutica bespreken.

20 20.1 20.2 20.3 20.4 20.5 20.6

Medische microbiologie Ziektes veroorzaakt door virussen Ziektes veroorzaakt door bacteriën Ziektes veroorzaakt door fungi en protozoa Infectie Preventie, vaccinatie Antimicrobiële chemotherapeutica

21

de rol van micro-organismen in milieu en ecologie weergeven.

21 21.1 21.2

Micro-organismen en het milieu Microbiële ecologie Terrestrische omgevingen

22

onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen. de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren.

22 22.1 22.2

Onderzoek op indexorganismen en indicatororganismen Telling aëroob, anaëroob kiemgetal, melkzuurbacteriën. Onderzoek op coli-achtigen, op E. coli, op D-Streptococcen volgens Lancefield, op Sulfietreducerende Clostridia.

23

onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen. de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren.

23 23.1

Onderzoek op pathogene micro-organismen Grensreactie op Pseudomonas aeruginosa, salmonella, Shigella, Yersinia enterocolitica. Onderzoek op staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Listeria monocytogenes

23.2


2007-03-01

210


LEERINHOUDEN


onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren.

24 24.1

24.2 24.3 25

58.5

de verschillende aspecten onderscheiden en toepassen. onderscheid maken tussen verschillende typen micro-organismen de verschillende onderzoeken op zelfstandige basis uitvoeren. de doeltreffendheid van behandelingen en middelen testen. de aanwezigheid/contaminatie van/door verschillende micro-organismen testen en bespreken. een onderzoek zelfstandig organiseren.

25 25.1 25.2 25.3 25.4 25.5 25.6 25.7

Onderzoek op bederfverwekkers Telling van psychotrofe en psychofiele micro-organismen, van aërobe en facultatief anaërobe micro-organismen, van microorganismen bestand tegen verhitting op bepaalde temperatuur, van halofielen. Onderzoek op sporen van thermofiel en andere bederfwekkende Bacillaceae Telling en identificatie van gisten en schimmels Onderzoek van hygiëne en procesbeheersing Hygiënische aspecten: infectiebronnen buiten het levensmiddel. Doeltreffendheid van warmtebehandelingen. Eenvoudige methoden voor schatting van microbiële belasting van de levensmiddelen. Gebruik van desinfectantia en antiseptica Gebruik van antimicrobiële chemotherapeutica. Parasitologie Onderzoek van water, van bevroren of gekoeld rauw vlees, van eiproducten, gekoelde kant- en klaarmaaltijden.


Pedagogisch-didactische wenken De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen.


2007-03-01

211

De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


Het tonen van dia’s, video’s, het gebruik van Cd-rom, of het inrichten van een studiebezoek geeft de nodige kleur aan deze practica. Het veilig werken is uiterst belangrijk en de aandacht dient dan ook geregeld hierop gevestigd te worden.

Didactische hulpmiddelen Het didactisch materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken. De materiële inrichting van het laboratorium voor microbiologie bestaat uit •

Glaswerk: bekers, erlenmeyers, gegradueerde maatcilinders en pipetten, proefbuisjes, petriplaten enz

•

Klein materiaal: entnaalden, tangetjes, schaar, bunzenbrander, object- en dekglaasjes voor microscopie, telkamer van Thoma of andere, bacteriënfilter.

•

Apparaten: Microscopen, waterbaden, broed- en steriliseerkasten, autoclaven, bacteriënfilters, koloniëntellers, schud –en mengapparatuur, microwave, pH-meter,

•

Kleurstoffen en chemische reagentia

•

Cultuurmedia, bereid of in poedervorm

•

Biochemische testen voor identificatie en aantonen van micro-organismen

•

Stockculturen van bacteriën, gisten en schimmels.

58.6

Evaluatie

Lab algemene microbiologie & Lab toegepaste microbiologie De cursisten worden permanent geëvalueerd op basis van voorbereiding en prestaties in het labo. De gegevens verzameld in één of meerdere practica dienen geïnterpreteerd en verwerkt te worden in een verslag. Hierbij wordt rekening gehouden met: •

mate van voorbereiding van het labo;


2007-03-01

212

•

organisatie en correct uitvoeren van de opdrachten;

•

veilig werken;

•

opvolgen, rapporteren en interpreteren van de resultaten.

Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: •


•


•

reactievergelijking

•


•

waarnemingen

•


•

besluit (resultaat)

•

algemene opmaak



•


•


•


•


•

algemene houding

•


Algemene microbiologie & Toegepaste microbiologie Er wordt een schriftelijk examen afgenomen op het einde van de lessenreeks.

58.7

Bibliografie

Goubau P., Van Gompel A., Wegwijzer in Microbiologie, Uitgeverij Garant, Leuven, ISBN 90-44441-1001-4, 383 blz. Harrewijn, G. A., Elementaire Microbiologie, Elsevier, Brussel Dijk R., et al., Microbiologie van Voedingsmiddelen, Uitgeverij Keesing Noordervliet BV, Houten, 2001, ISBN 90-72072-252-9, 464 blz. Mossel en Tamminga, Methoden voor het microbiologisch onderzoek van levensmiddelen, P. C. Noordervliet, Zeist


2007-03-01

213

Madigan, T. e.a., Biology of Microorganisms, Prentice Hall International Inc, ISBN 0-13-571225-4, nieuwste editie http:/www.health.fgov.be


2007-03-01

214

59

Module Cc 8: Chemie van de biotechnologische bedrijven, TV 80 lestijden


59.1

Visie

Uitgediepte studie van de biochemisch belangrijke verbindingen en productie van deze verbindingen is vereist. De biochemische & biotechnologische productiemogelijkheden en beperkingen worden geanalyseerd.

59.2


Er wordt aandacht besteed aan voorkomen, structuur, chemische eigenschappen, fysische eigenschappen, scheidingsmethoden, kwalitatieve en kwantitatieve bepalingen biomoleculen. Daarnaast wordt ook een overzicht (inleiding) gegeven van het intermediair metabolisme. Hierbij is de leidraad vnl. het sacharidenmetabolisme. Metabolische en energieleverende processen worden bestudeerd. Uitgaande van de basisbegrippen van het celmetabolisme worden verschillende productieprocessen besproken uit verschillende gebieden van de biochemie & biotechnologie. Hierbij wordt aandacht besteed aan de stappen die vereist zijn om een bepaald product in een bepaalde zuiverheidgraad te verkrijgen. Aandacht wordt besteed aan de productie van voedingsmiddelen en chemotherapeutica. Cursisten kiezen een individuele opdracht die verband houdt met een opgegeven onderwerp. De cursist kan katabolische en anabolische processen bespreken. De cursist kan structuur en functie van nucleïnezuren weergeven. Structuur, functie, productiemethoden, modificaties van biomoleculen kunnen weergeven. Wat zijn functionele voedingsmiddelen en hun functie? Werkingsspectrum en resistentie van chemotherapeutica (bijv. antibiotica) bespreken. Indeling van de bioreactoren. Stroomafwaartse opwerking van bioproducten kunnen bespreken.

59.3

Beginsituatie


59.4


LEERINHOUDEN


de formules, fysische en chemische eigenschappen van de sachariden bespreken.


2007-03-01

1

Sachariden

1.1

Structuur en eigenschappen

215


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

2

de verschillende productieprocédés schematisch bespreken. onderdelen van het proces in detail bespreken. verklaren waarom mengstropen worden aangewend. een overzicht geven van verschillende suikers die op de markt te verkrijgen zijn. uitleggen waarom er ook andere zoetstoffen aangewend worden. weergeven hoe de menselijke smaak werkt.

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10

Bereiding en toepassing van glucose en glucosestropen Zetmeelproductie en -conversie Bereiding sacharose Mengstropen HF(C)S Mengstropen Soorten suiker Zoetkracht en Alternatieve Zoetstoffen Hoe werkt de menselijke smaak?

de formules, fysische en chemische eigenschappen van de lipiden bespreken. de verschillende productieprocédés schematisch bespreken. de onderdelen van het proces in detail bespreken. problemen in verband met bederf bespreken. belang bespreken.

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Lipiden Structuur en eigenschappen Winning en verwerking van vetten en oliën Margarinebereiding Boterproductie Bederf van voedingsvetten Modificatie van triacylglycerolen m.bijv.. enzymen

3

Proteïnen - Aminozuren

stereochemie van AZn kunnen bespreken. asymmetrie van AZn kunnen aantonen.

3.1 3.2 3.3 3.4

Structuur van de α-L-Azn Chiraal centrum en optische activiteit IEP Ionisatie

verschillende methoden bespreken.

4

Kwantitatieve analyse van de primaire structuur van proteïnen AZ-samenstelling N- en C-terminaal AZ AZ-volgorde

3

4

4.1 4.2 4.3 5

5 5.1

implicaties van deze structuur weergeven. een bespreking houden.

5.2


2007-03-01

Peptiden Peptidenbinding - structuur, cistrans structuur rond dubbele binding, vrije draaibaarheid α-C-atoom Oligopeptiden

216


LEERINHOUDEN


Polypeptiden

6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

Proteïnen Structuur - primaire, secundaire, tertiaire, quaternaire en quinaire structuur Biologische betekenis van de primaire structuur Belang subeenhedenstructuur Evolutie van de proteïnen Denaturatie en renaturatie van proteïnen

7 7.1 7.2 7.3 7.4

Proteïnen Eiwitten in de biotechnologie - plantaardige bronnen - MO als bron Industriële productie AZn (bulk)Enzymen Toepassingen van de enzymen in de voedingssector

a.d.h.v. een model het dubbelstrengig karakter aantonen. genetische en metabole functie aantonen. erfelijke veranderingen bespreken. bespreken waar DNA voorkomt. aantonen hoe DNA zich repliceert.

8 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5

Nucleïnezuren – Voorkomen van DNA Structuur - primaire en secundaire structuur Functie Mutatie - gevolgen van mutaties Voorkomen - lineair, circulair, supercoiled Duplicatie

een bespreking maken. weergeven waar en waarom RNA voorkomt.

9 9.1 9.2

Nucleïnezuren – Voorkomen van RNA Structuur Voorkomen en functie - mRNA, rRNA, tRNA, gRNA, snRNA

10

belang aantonen en de gevolgen.

10

Denaturatie en renaturatie

11

onderscheid maken en aantonen. bespreken onder welke vorm energie wordt opgeslagen in een cel. belang van ATP-omzettingen bespreken. schematisch overzicht weergeven en bespreken. verschillende afbraakreacties weergeven en het waarom bespreken. belang aantonen. E-rendement bespreken.

11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6

Studie van het metabolisme (uitdieping) Assimilatie en dissimilatie Anabolisme en katabolisme Katabolisme en fosfaatbindingsenergie ATP-cyclus Indeling in 4 fasen Fase 1- Afbraak macromoleculen tot hun bouwstenen

6

verschillende niveaus van structuur weergeven en bespreken. a.d.h.v. voorbeelden gevolgen aantonen van mutaties. belang aantonen. verschillende methoden aangeven. deze methoden bespreken.

7 de verschillende productieprocédés schematisch bespreken. de onderdelen van het proces in detail bespreken. a.d.h.v. voorbeeld(en) het belang aantonen. 8

9


2007-03-01

217


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

12

het belang bespreken. noodzaak van deze cycli aantonen. verloop weergeven en bespreken. energierendement berekenen.

11.7 11.8 11.9 11.10 11.11 11.12 11.13 11.14 11.15 11.16 11.17 11.18

Fase 2 - Afbraak polysachariden Hexokinasereactie Glycolyse Fase 2 - Oxidatie van VZn Oxidatieve degradatie van AZn Fase 3 - Krebs- of citroenzuurcyclus Hexosemonofosfaatshunt Glyoxylaatcyclus Fase 4 - Elektronentransport en oxidatieve fosforylatie Energiebalans katabolisme glucose en VZn Aëroob vs. anaëroob metabolisme Ureumcyclus

aantonen hoe de energie uit het katabolisme aangewend wordt om nieuwe verbindingen te synthetiseren.

12 12.1 12.2 12.3

Biosynthese of anabolisme en aanwending van de fosfaatbindingsenergie Biosynthese van sachariden – gluconeogenese Biosynthese van lipiden Biosynthese van AZn

13

het mechanisme bespreken.

13

Fotosynthese

14

de verschillende transportsystemen vergelijken.

14

Actief transport doorheen membranen

15

indeling geven, bespreken en voorbeelden geven. onderscheid geven tussen verschillende procédés.

15 15.1 15.2

Vitaminen Structuur en eigenschappen Industriële productie: extractie, biotechnologische en chemischorganische synthese

16

indeling geven, bespreken en voorbeelden geven. aangeven aan welke eisen antibiotica dienen te voldoen. productieprocédés bespreken. probleem van resistentie behandelen.

16 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5

Antibiotica en Chemotherapeutica Definitie Indeling en werking Eisen Productie Resistentieverschijnselen

17

een idee geven van de nieuwe ontwikkelingen in de voedingsindustrie.

17

Novel foods – Functional Foods


2007-03-01

218


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

18

de centrale rol van enzymen belichten. de synthese in vivo bespreken. de synthese in vitro vergelijken met deze in vivo. een indeling geven van bioreactoren met hun verschillende eigenschappen. huidige en toekomstige methoden bespreken. de problemen bespreken gepaard gaande met opschaling. de problematiek van het zuiveren en formuleren van biotechnologische producten bespreken. indeling in “unit operations” bespreken. een overzicht geven van de verschillende scheidingstechnieken en de gebieden waarin deze bruikbaar zijn. de verschillende scheidingstechnieken op basis van membraantechnologie bespreken en vergelijken met andere scheidingstechnieken.

59.5

17.1

Definitie en Toepassingen

18 18.1

Het gereedschap van de biochemische & biotechnologische ingenieurs Enzymen en proteïnesynthese

• • 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6

in vivo organische vaste fase synthese Bioreactoren Overzicht en eigenschappen Ontwerp/modellering Opschaling Stroomafwaartse opwerking

• • • •

problematiek indeling in unit operations overzicht scheidingstechnieken membraantechnologie





2007-03-01

219

•


•



59.6

Evaluatie

De cursisten worden geëvalueerd op basis van de ingeleverde rapporten. Er wordt een schriftelijk examen met keuzemogelijkheden in de vragen afgenomen. Het bevat een open boek gedeelte in verband met o.a. een tekst / artikel / rapport.

59.7

Bibliografie

Inleiding in de Bio-Organische Chemie, Engbersen – De Groot, (Pudoc Wageningen) Bio-Organische Chemie voor levenswetenschappen, Engbersen – De Groot, (Wageningen academic Publishers) Inleiding tot de Levensmiddelenchemie, Ruiter, (Elsevier-gezondheidszorg) Biotransformations in Organic chemistry, Faber, (Springer Verlag) Biochemie, W. Biermans, (Uitgeverij De Sikkel) Biochemistry, Stryer, (W.H. Freeman and Company) Biological Chemistry, Mahler en Cordes, (Harper and Row publishers) Chemical Communication, Agosta, (Scientifis American Library) Molecular Activities of Plant Cells – an introduction to plant biochemistry, Anderson – Beardall, (Blackwell Scientific Publications) Biochemistry and molecular Biology, Elliott – Elliott, (Oxford University Press)


2007-03-01

220

60

Module Cc 9: Macromoleculaire biologie, TV 40 lestijden


60.1

Visie

Tijdens dit vak verwerven de cursisten inzicht in de mechanismen die een cel laten functioneren, individueel en in weefselverband.

60.2


Na het volgen van dit vak beschikken de cursisten over een basiskennis zodat ze in het beroepsleven enig begrip hebben van het waarom van de bewerkingen in het biochemisch, biotechnologisch en microbiologisch laboratorium en in de industrie. Uitgaande van de studie van het erfelijk materiaal in prokaryoten en eukaryoten wordt eveneens inzicht verworven in de controlemechanismen die de biologische functies beheren. Cursisten verwerken op zelfstandige basis een technisch-wetenschappelijk tekst.

60.3

Beginsituatie


60.4


LEERINHOUDEN


een ruwe indeling geven en weten op welke basis deze indeling gebeurt.

1

Overzicht van de indeling der levende wezens - Taxonomie

aangeven wat de verschillen en overeenkomsten zijn. de verschillende organellen bespreken. onderscheid bespreken.

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Bouw van de cel Vergelijking tussen prokaryote en eukaryote cel Compartimentering van de eukaryote cel Celorganellen Vergelijking tussen dierlijke en plantaardige eukaryote cel

het onderscheid tussen beide types celdeling bespreken.

3

Kort overzicht mitose en meïose

4

Nucleïnezuren en proteïnebiosynthese - vergelijking tussen pro- en eukaryoten Duplicatie van DNA Transcriptie van DNA Genetische code + eigenschappen Translatie en proteïnebiosynthese Posttranslationele modificaties

2

3 4

de verschillende processen schematisch bespreken en de belangrijke aspecten verklaren.


2007-03-01

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

221


LEERINHOUDEN


antwoorden op de vraag waar en hoe de regulatie plaatsgrijpt.

5

Controlemechanismen: regulatie proteïnebiosynthese celdifferentiatie

6

de mechanismen bespreken.

6

Bespreking van een voorbeeld van celdifferentiatie en regulatie

60.5




•


•



60.6

Evaluatie

Er wordt een schriftelijk examen afgenomen met keuzemogelijkheden in de vragen en een open boek examen in verband met een technisch-wetenschappelijke tekst.


2007-03-01

222

60.7

Bibliografie

De Levende Cel, De Duve, (Natuur en Techniek – Wetenschappelijke Bibliotheek) Cellen, weefsels en organen. Een scanning-elektronenmicroscopische studie-atlas, Kessel – Kardon, (Natuur en Techniek – Wetenschappelijke Bibliotheek) Molecular Biology of The Cell, Alberts, Bray, Lewis,…,Watson, (Garland Publishing C°) Molecular Biology of the Gene, Watson , (Banjamin/Cummings Publishing C°) Genes, Lewin, (Oxford University Press)


2007-03-01

223

61

Module Cc 10: Enzymologie, TV 40 lestijden


61.1

Visie

In dit vak worden enzymen als groep besproken: eigenschappen, gedrag als macromoleculen, productie. Er wordt aangetoond dat er parallellen bestaan met andere groepen van proteïnen zoals receptorproteïnen, antilichamen …. Enzymologie staat synoniem voor proteïnechemie.

61.2


Na het volgen van dit vak beschikken de cursisten over een basiskennis in verband met de werking en productie van enzymen, zodat ze in het beroepsleven enig begrip hebben van het waarom van de bewerkingen met en door enzymen in het biochemisch, biotechnologisch, klinisch en microbiologisch lab en in de industrie. Vertrekkende van enzymen als proteïnen wordt de rol van de enzymen als biokatalysator besproken en in het ruime kader geplaatst van de proteïnenconformatie en biologische controle. Daarnaast wordt aandacht besteed aan de industriële productie en toepassingen van enzymen. Cursisten kiezen een individuele opdracht die verband houdt met een toepassing van enzym(en).

61.3

Beginsituatie


61.4


LEERINHOUDEN


basisprincipes werking enzymen weergeven. uitleggen waarom meeste enzymen een SU-structuur bezitten. aantonen waarom proteïnen stabiel zijn. de flexibiliteit van enzymen in verband brengen met hun enzymatische capaciteit.

2 indeling enzymen geven met voorbeelden. definities van de verschillende eenheden geven. indeling/belang van cofactoren uitleggen.


2007-03-01

1

Enzymen zijn proteïnen en biokatalysatoren

1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Werking en toepassing van enzymen Enzymen en biokatalyse Biologische betekenis subeenheidstructuur van proteïnen Denaturatie van proteïnen Conformatie der proteïnen - quaternaire en quinaire structuur van proteïnen

2 2.1 2.2 2.3

Enzymen: kinetica en inhibitie Classificatie der enzymen Eenheden Enzymcofactoren

224


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen verband aantonen. onderscheid weergeven tussen beide vormen van katalyse.

2.4 2.5

de afleidingen maken en bespreken.

2.6 2.7 2.8

Coënzymen en vitaminen Chemische kinetica en enzymkinetiek: indeling a.d.h.v. aantal substraten Indeling op kinetische basis Kinetica van de enzymkatalyse Michaëlis-Menten: kinetica van de gekatalyseerde reactie

• • • •

afleiding praktisch transformatie beïnvloedende factoren van een enzym gekatalyseerde reactie

3

verschillende vormen van inhibitie bespreken.

3

Enzyminhibitie

4

weergeven welke aspecten hieraan ten grondslag liggen.

4

Werking van enzymen op moleculair niveau Enzymmechanismen

5

deze aspecten verwerken in een opdracht.

5

Werking, toepassing en productie van enzymen: in onderzoek, geneeskunde, klinisch en analytisch, industrie, industriële productie, ELISA

het principe weergeven waarop de ELISA-techniek gebaseerd is en het onderscheid uitleggen tussen de verschillende vormen. 6

principes weergeven.

6

Bio-anorganische katalyse

7


7

(Synthetische) macrocyclische verbindingen en katalyse

8


8

Andere mogelijkheden van biokatalyse

61.5


Pedagogisch-didactische wenken De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken.


2007-03-01

225

Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•



61.6

Evaluatie

De cursisten worden geëvalueerd op basis van het ingeleverde rapport en een schriftelijk examen met keuzemogelijkheden in de vragen; er wordt ook een open boek gedeelte voorzien.

61.7

Bibliografie

Fundamentals of Enzymology, Price – Stevens, (Oxford University Press) Understanding Enzymes, Palmer, (Prentice Hall) Introduction to Protein architecture, Lesk, (Oxford University Press) Enzymatic Reaction Mechanisms, Walsh, (W.H. Freeman and C°) Enzymen, Dresler – Potter , (Natuur en Techniek – Wetenschappelijke Bibliotheek)


2007-03-01

226

62

Module Cc 11: immunologie en celtechnologie, TV 40 lestijden


62.1

Visie

De productie van specifieke antilichamen en de kennis van immunologische reacties op genetisch gemanipuleerde cellen, weefsels en organen nemen steeds in belang toe en de cursist dient te beschikken over een basiskennis immunologie om de diverse taken te kunnen uitvoeren in de biotechnologische bedrijven.

62.2


Dit vak biedt de cursist een blik in het complexe web van het immunologisch systeem van mens en zoogdier, zodat een algemeen beeld kan gevormd worden van immunologische reacties. De cursisten leren hoe antilichamen geproduceerd kunnen worden en welke gevolgen genetische manipulaties van cellen, weefsels, organen en organismen kunnen hebben.

62.3

Beginsituatie


62.4


LEERINHOUDEN


onderscheid weergeven tussen beide vormen van immuniteit. de verschillende cellen en verbindingen bespreken bij deze vormen van immuniteit.

1

Adaptieve en aangeboren immuniteit

2

de rol en betekenis van de verschillende cellen betrokken bij deze respons uitdiepen.

2

Cellen betrokken bij de immuunrespons

3

schematisch het lymfoïd systeem bespreken.

3

Het lymfoïd systeem

4

structuur en functie van MHC bespreken.

4

MHC

5

een structuur-functie relatie leggen.

5 5.1 5.2

Moleculen die antigenen herkennen Immunoglobulinen T-cel receptoren

6

weergeven hoe Abs gevormd worden.

6

Het ontstaan van diversiteit van herkenning

7

uitleggen hoe Abs en celreceptoren Ags herkennen en binden.

7 7.1

Antigeenherkenning Ag-Ab binding


2007-03-01

227


LEERINHOUDEN


Variabele en constante gebieden

8 8.1 8.2

Samenwerking van cellen in de immune respons Primaire en secundaire immune respons Interacties

8

onderscheid geven tussen primaire en secundaire Ab-respons. de interacties tussen de verschillende betrokken cellen schematisch weergeven.

9

de rol van de betrokken cellen bespreken en kunnen aangeven welke 9 verbindingen gevormd worden bij een dergelijke respons. 9.1 9.2 9.3

Celgebonden immune respons T-cel functies Antigeen presenterende cellen Netwerken

10

op een eenvoudige manier de regulatie bespreken.

10

Regulatie van de immune respons

11

uitleggen wat tolerantie is en hoe deze verworven kan worden.

11

Immunologische tolerantie

12

rol en werking complementsysteem uitleggen.

12

Complementsysteem

13

de oorsprong en ontwikkeling van immuuncellen schematisch bespreken.

13

Ontwikkeling van het immuunsysteem

14

technieken uitleggen.

14 14.1 14.2 14.3 14.4 14.5

Immunologische technieken Ag-Ab interacties Isolatie van zuivere Ab Complementtesten Isolatie van lymfocytenpopulaties Effectorcel testen

15

de verschillende vormen van de techniek met elkaar vergelijken en bespreken.

15

ELISA

62.5


Pedagogisch-didactische wenken De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruikgemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies.


2007-03-01

228

De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•



62.6

Evaluatie

Er wordt een schriftelijk examen met keuzemogelijkheden in de vragen en een open boek examen in verband met een technisch-wetenschappelijke tekst afgenomen.

62.7

Bibliografie

Essential Immunology, Ivan Roitt, (Blackwell Scientific Publications) Immunology, Ivan Roitt, (Blackwell Scientific Publications) Hybridoma Technology, P. De Batselier, (VUB-Graduate School) Analytical Cytology, H. Verschueren, (VUB-Graduate School)


2007-03-01

229

63

Module Cc 12: Ecologie, TV 40 lestijden


63.1

Visie

In het vak Ecologie wordt de kwetsbaarheid van het milieu aangetoond. De cursisten moeten inzien dat niet alleen het milieu zeer kwetsbaar is, maar ook de gezondheid van iedereen die in deze kwetsbare ecosystemen moet leven, werken en zijn brood verdienen. Van de cursisten wordt verwacht dat zij zich kritisch en verantwoord gedragen in de samenleving. Om te begrijpen welke de effecten zijn op milieu en gezondheid van de productietechnieken van biotechnologische en chemische bedrijven dienen de cursisten hun verworven chemische en microbiologische kennis toe te passen op specifieke situaties.

63.2


Het vak Ecologie beoogt een studie te zijn van de voornaamste kringlopen van materie enerzijds, en anderzijds van de verschillende verstoringen die optreden, waarbij ecosystemen worden aangetast. De cursus kan opgedeeld worden in twee delen, namelijk een theoretisch deel en een gedeelte Toegepaste Ecologie. Een studie van de voornaamste kringlopen van materie enerzijds, en anderzijds van de verschillende verstoringen die optreden, waarbij ecosystemen worden aangetast. De cursus kan bijgevolg opgedeeld worden in twee delen, nl. Een theoretische deel en gedeelte Toegepaste Ecologie. •

Ecosystemen kunnen definiëren.

•

De onderlinge relaties kunnen beschrijven en verklaren.

•

De kenmerken van ecosystemen in evenwicht kunnen opsommen en illustreren.

•

De volgende kringlopen kunnen uitleggen: betekenis + verklaring:

o

koolstofkringloop

o

stikstofkringloop

o

zwavelkringloop

o

fosforkringloop

o

kringloop van water

•

De chemische reacties die hierbij optreden kunnen weergeven.

•

Effecten van verstoring van de bestaande evenwichten kunnen weergeven en verklaren: klimaatverandering, aantasting van ozonlaag, verzuring, vermesting, gebruik van grondstoffen en energie

•

Water als ecosysteem kunnen beschrijven.

•

Oorzaken, gevolgen en maatregelen kunnen noemen voor waterverontreiniging.


2007-03-01

230

•

De methodes voor wateronderzoek kunnen bespreken.

•

Oorzaken, gevolgen en maatregelen kunnen noemen voor luchtverontreiniging.

•


•

Het begrip bodem kunnen definiëren en de verschillende types van aantasting van de bodem kunnen weergeven en verklaren.

•


•

Mogelijke effecten van gebruik van transgene gewassen op de biodiversiteit kunnen bespreken.

•

Een ernstig gesprek kunnen voeren over duurzame ontwikkeling - definitie, vereisten, integraal ketenbeheer, levenscyclusanalyse.

•

Hierbij wordt de kwetsbaarheid van het milieu aangetoond. De studenten moeten kunnen inzien dat niet alleen het milieu zeer kwetsbaar is, maar ook de gezondheid van iedereen die in deze kwetsbare ecosystemen moet leven, werken, en zijn brood verdienen.

63.3

Beginsituatie


63.4


U = uitbreidingsdoelstelling LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN


2

3

in eigen woorden uitleggen wat ecologie is en wat er de realisaties van zijn.

ecosystemen definiëren. de samenstelling van bioticum en abioticum in eigen woorden omschrijven. de onderlinge relaties beschrijven en verklaren. de kenmerken van ecosystemen in evenwicht beschrijven en verklaren.

met eigen woorden aangeven hoe voedselketens opgebouwd zijn.


2007-03-01

1

Ecologie

1.1 1.2 1.3 1.4

Definitie Kenmerken van ecologie als wetenschap Ecosystemen Belang van ecologie en toegepaste ecologie

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Ecosysteem Bepaling van het ecosysteem Beschrijving van het ecosysteem: bioticum, abioticum Relatie tussen bioticum en abioticum Ecosysteem in evenwicht

• • •

biologische diversiteit voedselketens kringlopen van materie en energie

3

Voedselketens

231


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen

4

5

6

7

deze op verschillende manieren voorstellen met een voorbeeld.

3.1 3.2 3.3

Kringloop Voedselpiramide Voedselweb

het belang weergeven van de koolstofkringloop. een schema geven met de verschillende stappen van de koolstofkringloop. een verklaring van de verschillende stappen geven met chemische reacties. uitleggen wat mineralisatie is. uitleg geven bij het ontstaan van het leven. het broeikaseffect verklaren. oorzaken, effecten en gevolgen opnoemen. oorzaken, effecten en gevolgen van de aantasting van de ozonlaag weergeven.

4 4.1 4.2

Koolstofkringloop Betekenis Verklaring

• • • • •

mineralisatie over het ontstaan van het leven over energieverbruik (U) broeikaseffect aantasting van de ozonlaag

het belang weergeven van de stikstofkringloop. een schema geven met de verschillende stappen van de stikstofkringloop. een verklaring geven met chemische en microbiële omzettingen van: ammonificatie, nitrificatie, denitrificatie, groenbemesting, eutrofiëring, zure neerslag. effecten en maatregelen geven bij deze omzettingen.

5 5.1 5.2

Kringloop van stikstof Betekenis Verklaring

• • • •

ammonificatie nitrificatie en denitrificatie groenbemesting eutrofiëring, zure neerslag

het belang weergeven van de zwavelkringloop. een schema geven met de verschillende stappen van de zwavelkringloop. een verklaring van geven, met chemische en microbiologische reacties van: sulfide-oxidatie, sulfaatreductie, chemo-autotrofie, fototrofie.

6 6.1 6.2

Kringloop van zwavel Betekenis Verklaring

• • •

sulfide-oxidatie sulfaatreductie chemo-autotrofie, fototrofie

de ecologische betekenis weergeven van de waterkringloop. een schematische voorstelling geven van de waterkringloop. de verschillende onderdelen van de waterkringloop aanduiden, met hun functie. verontreiniging definiëren. oorzaken van waterverontreiniging weergeven.

7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5

Kringloop van water Betekenis, beperkte drinkwatervoorraad Verklaring Water als ecosysteem Waterverontreiniging Waterzuivering (U)


2007-03-01

232


LEERINHOUDEN


9

10

luchtverontreiniging definiëren. oorzaken en effecten van luchtverontreiniging opnoemen. gepaste maatregelen voorstellen. fotochemische verontreiniging uitleggen, met een voorbeeld.

8 8.1

Lucht Oorzaken en effecten van luchtverontreiniging

• • • 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6

beschrijving van de problemen en de indicatoren belangrijkste luchtverontreinigende stoffen impact op mens, milieu en economie Maatregelen Aantasting van de ozonlaag Broeikaseffect: Broeikasgassen Zure neerslag Fotochemische verontreiniging

onderscheid uitleggen tussen verontreiniging, aantasting & uitputting. verschillende bodemproblemen duiden & bespreken. saneringsmaatregelen bespreken.

9 9.1 9.2 9.3 9.4

Bodem (U) Definitie Bodemverontreiniging Bodemaantasting Bodemuitputting

• • • • • • • 9.5

Zware metalen Verdichting Verzilting Erosie Vermesting Verzuring Versnippering Maatregelen?

10 10.1

Duurzame ontwikkeling (U) Inleiding

• • • 10.2

Definitie Vereisten Integraal ketenbeheer Levenscyclusanalyse

• • • •

Definitie Werkwijze Methodologie Voorbeeld

uitleggen wat duurzame ontwikkeling is. bespreken wat verstaan wordt onder integraal ketenbeheer. de werkwijze bij levenscyclusanalyse bespreken. de methodologie toepassen. voorbeelden bespreken.


2007-03-01

233

63.5


Pedagogisch-didactische wenken Doceren is de meest gebruikte didactische werkvorm. Sommige milieuproblemen lenen zich tot een onderwijsleergesprek. De cursisten moeten de verworven wetenschappelijke kennis gebruiken om verklaringen te zoeken en oplossingen te kunnen aanbieden op voorgestelde milieuproblemen. Relevante studiebezoeken kunnen onder meer zijn: waterzuiveringsinstallatie, tentoonstelling over milieu, onderzoekslaboratoria en controlelaboratoria. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het realiseren van zowel de verticale als de horizontale leerplandoelstellingen is grondig overleg tussen de verschillende lesgevers noodzakelijk. Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds door te gaan in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


Didactische hulpmiddelen Cijfers en tabellen moeten de ernst van bestaande misstanden en evoluties kunnen aantonen. Een groot aanbod van informatie bekomen uit zeer diverse bronnen geeft de cursisten de gelegenheid zich kritisch op te stellen. Werkgroepen, beroepsverenigingen en andere verenigingen stellen didactisch materiaal ter beschikking. Films, video’s en andere zijn ruim voorhanden om de inhoud te illustreren of aan te brengen. Het nodige materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.


2007-03-01

234

63.6

Evaluatie

Evaluatie gebeurt in een schriftelijk examen met meerkeuzemogelijkheid. Een tussentijdse evaluatie over het theoretische gedeelte is mogelijk. Het gebruik van studiemateriaal is hierbij niet toegelaten. Een opdracht over een zelf gekozen of opgelegd milieuonderwerp kan hier eveneens toe behoren.

63.7

Bibliografie

Ecologie, Theorie en praktijk, Rudy Nijs, Monografie Stichting Leefmilieu, Uitgeverij Pelckmans, Kapellen Andere Monografieën uit deze reeks Weer en Klimaat, P. Crutzen, Uitgeverij Segment, Beek, ISBN 90 73035 42 2 Milieurapport en Natuurrapport Vlaanderen, Vlaamse Milieumaatschappij, Uitgeverij Garant, Leuven Chemical Principles of Environmental Pollution, Alloway e.a., 1997, Chapman 1 Hall, London, ISBN 0 7514 0380 6 Natuurencyclopedie en Milieu Encyclopedie, 1991, Zomer 1 Keuning, Ede, ISBN 90 210 0221 3 Op het web Natural History | Ecology of Homo Sapiens (Access Excellence) Endangered Species (US Fish & Wildlife Service) www.emis.vito.be


2007-03-01

235

64

Module Cc 13: Toegepadte biotechnologie, TV 120 lestijden


64.1

Visie

De cursisten bestuderen ontdekkingen en toepassingen in verband met de nieuwe en toekomstige ontwikkelingen in de biotechnologie. De verschillende technieken, analytische, enzymatische, microbiologische en immunologische, aangeleerd in vorige studiejaren, worden hier toegepast. Tevens wordt de opgedane kennis in de theoretische cursussen toegepast, dit op verschillende domeinen. Dit vak koppelt kennis aan vaardigheden. Attitudes die in het bedrijfsleven onontbeerlijk zijn, zoals zin voor nauwkeurigheid, initiatief, creativiteit, kritische ingesteldheid ten opzichte van methoden en behaalde resultaten, en verantwoordelijkheid (met betrekking tot veiligheid) kunnen ontwikkeld worden.

64.2


Toegepaste biotechnologie TV 40 lestijden Na het volgen van deze module kunnen de cursisten de ontwikkeling van genetisch gemodificeerde/gemanipuleerde cellen – weefsels – organismen weergeven en bespreken. Lab toegepaste biotechnologie TV 80 lestijden De cursisten leren de basisvaardigheden die gebruikt worden in een biotechnologisch laboratorium. De cursisten passen de verschillende microbiologische en instrumentele analysetechnieken toe in verschillende domeinen, waaronder bijv. landbouw en milieu, voeding, galenica. De cursisten kunnen de bekomen resultaten interpreteren. Het Lab toegepaste biotechnologie dient illustratief of aanvullend te zijn voor de leerinhouden van de diverse vakken in het algemeen en voor de theoretische cursus Toegepaste biotechnologie meer specifiek. Enerzijds komen de drie hoofddomeinen, waarin de biotechnologie toepassingen vindt, aan bod: •

landbouw- en voedingsindustrieën

•

geneeskunde en farmacie

•

milieu.

Anderzijds maken de cursisten in de verschillende praktische oefeningen kennis met de verschillende technieken die aangewend worden in de Biotechnologie, of die gebaseerd zijn op Biotechnologie. Dit gebeurt op verschillende manieren: •

cognitief: Technieken en processen uit de Biotechnologie worden toegelicht of gedemonstreerd.


2007-03-01

236

•

dynamisch-affectief:

o

De cursisten leren verschillende technieken, gebruikt in het laboratorium:

-

microbiologisch

-

biochemisch

-

enzymatisch

-

chemisch

-

immunologisch

-

technologisch

o

Ze leren werken met de verschillende laboratoriumapparaten.

o

Ze moeten de bekomen resultaten kunnen interpreteren.

o

Uit het beschikbare gamma van analyses en onderzoeksmethodes moeten de cursisten een gefundeerde keuze kunnen maken afhankelijk van de toepassing.

o

Door oefening moeten de cursisten Good Laboratory Practices aanleren.

o

Bedrijfsbezoeken bieden de cursisten de gelegenheid om kennis te maken met de biotechnologische industrieën en te zien in welke mate de verworven kennissen en vaardigheden bruikbaar of relevant zijn voor de processen, technieken en onderzoeken die plaatsvinden in de biotechnologische industrieën en laboratoria.

64.3

Beginsituatie


64.4


U = uitbreidingsdoelstelling


LEERINHOUDEN


het begrip biotechnologie definiëren. het belang van de technologie aantonen. het belang van de genetische kennis aantonen. het belang van de MO aantonen. weergeven wat het belang is van sec metabolieten en in welke fase van de levenscyclus deze geproduceerd worden.


2007-03-01

1

Begrip “biotechnologie”

1.1 1.2 1.3 1.4

Fermentatie Genetica Kennis van de micro-organismen Antibiotica en secundaire metabolieten

237


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen 2 aantonen dat de cel een productie-eenheid is. het begrip gen omschrijven. de DNA-synthese in vivo en in vitro met elkaar vergelijken. de verschillende merkmethoden bespreken. de verschillende sequentietechnieken bespreken. de principes waarop PCR steunt weergeven. verschillende varianten bespreken. uitleggen hoe recDNA kan aangemaakt worden, zowel in vitro als in vivo technieken. aantonen hoe cellen gekloneerd worden. aantonen dat hybridistaietechnieken kunnen aangewend worden voor identificatie & karakterisatie. bespreken welke mutatietechnieken kunnen aangewend worden. het belang van MO belichten. aantonen hoe cellen/weefsels/organismen genetisch gemanipuleerd kunnen worden. weergeven hoe nieuw gemanipuleerde proteïnen kunnen geproduceerd worden. het onderscheid geven tussen pABs en mABs. techniek bespreken om mABs te produceren.


2007-03-01

2 2.1 2.2

De Cel - Centrum van nijverheid DNA - gen DNA-synthese

• • 2.3 2.4 2.5

in vivo in vitro: enzymatisch en organische vaste fase synthese Merken van DNA Nucleotidensequentiebepaling Analysetechnieken: met de nadruk op PCR

2.6

Recombinant-DNA technieken

2.7 2.8

Kloneren Hybridisatietechnieken

2.9 2.10 2.11 2.12 2.13

Mutagenese Microbiologische manipulatie Genetische manipulatie Proteïnemanipulatie Monoklonale antilichamen

238


LEERINHOUDEN


verband aantonen tussen genetische manipulatie en bepaalde geneeskundige technieken. overzicht geven. de manipulatie van immunocellen bespreken. aantonen hoe nieuwe vaccins met recDNA-technieken kunnen geproduceerd worden. aantonen hoe hormonen met recDNA-technieken kunnen geproduceerd worden. aantonen hoe deficiënte cellen kunnen gemanipuleerd worden om deze terug zo normaal mogelijk te laten functioneren.

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

Genen en gezondheid Immunologie Immunogenetica Vaccins Hormonen Deficiënte cellen en cellen op hol

4

het belang van genetische manipulatie in verband met landbouw en tuinbouw aantonen. bespreken hoe plantencellen te manipuleren zijn. de voordelen van protoplastengebruik in genetische manipulatie aantonen. de problemen bespreken in verband met het produceren van (gemanipuleerde) plantenweefsels. technieken bespreken om transgene planten te produceren. de impact van genetische manipulatie in verband met plantenzaden bespreken.

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Smakelijke micro-organismen Plantencellen Protoplasten Weefsels Transgene planten Plantenzaden biotechnologie, research met een smaakje

5

de impact van MO in deze sectoren aantonen. weergeven hoe MO een rol spelen in het verwerken van biomassa. de verschillende technieken bespreken om water te zuiveren. de rol van (gemanipuleerde) Mo in de productie van deze materialen belichten.

5 5.1 5.2 5.3

Micro-organismen voor het vuile werk Biomassa Waterzuivering Biomaterialen

6

de economische impact bespreken.

6

Bio-economie

7

de verschillende risicofactoren bespreken.

7

Risicofactoren

8

veilig werken met micro-organismen, DNA, genetisch gemodificeerde 8 micro-organismen, enzymen.


2007-03-01

Bioveiligheid in het laboratorium

239


LEERINHOUDEN

De cursisten kunnen Een keuze wordt gemaakt uit volgende oefeningen. 9

aangeven dat de behandeling bij in-vitrofertilisatie gebaseerd is de hormonale cyclus bij de vrouw. voorbeelden geven van pre-implantatiediagnose. weergeven welke moleculair-biologische technieken hierbij gebruikt worden. aangereikte planten op steriele wijze in vitro vermeerderen.

9 9.1 9.2 9.3

In vitro technieken Medisch geassisteerde bevruchting Pre-implantatiediagnostiek Plantenweefselkweek

10

enzymatische sneltesten toepassen voor analyse van levensmiddelen en andere producten. de enzymkinetiek spectrofotometrisch opvolgen. enzymatische werking controleren op deegrheologie. enzymen immobiliseren en toepassen.

10 10.1

Enzymatisch onderzoek Enzymatische bepaling van sucrose, glucose en appelzuur in levensmiddelen Kinetiek van katalase Impact van amylase op rheologische kwaliteit van bloem (U) Geïmmobiliseerde enzymen (U)

10.2 10.3 10.4

11

gepaste staalvoorbereidingen maken voor onderzoek. de gaschromatograaf bedienen. het bekomen resultaat interpreteren.

11 11.1

11.2

Chromatografie Gaschromatografische analyse van vetten, voedingsvetten of vetten gebruikt in cosmetica en dermatologische producten HPLC (facultatief)

12

proteïnefracties scheiden op verschillende manieren.

12 12.1

Proteïne-onderzoek Bepaling van de vlokwaarde van ei-eiwit

13

DNA scheiden. plasmide isoleren.

13 13.1 13.2

Electroforese DNA-electroforese Plasmidenisolatie


2007-03-01

240


LEERINHOUDEN


zelf met een computerprogramma een voeder samenstellen, bv voor paarden. voedernormen en voedingsnormen interpreteren. de moderne voedingsaanbevelingen in hoofdlijnen weergeven.

14 14.1 14.2 14.3

Voeding Rantsoenberekening van paarden. Samenstelling van recepten Voeding en immuniteit; aangeboren afwijkingen i.v.m. voeding, vitaminen en senioren, voeding en kankerpreventie, Sportvoeding, Mineralen en sporenelementen, zuigelingenvoeding, Therapeutische voedingsdiëten, Zwangerschap en Voeding (U)

15

fermentatieprocessen op labschaal (gedeeltelijk) uitvoeren.

15 15.1

Fermentatieprocessen Vlees-, zuivelprodukten, bier

16

enkele methoden beschrijven voor geuronderzoek.

16

Sensorische analyse

17

richtlijnen, normen, wetten en voorgeschreven analysemethoden opzoeken in bibliotheek en op het internet.

17

Wetgeving

64.5


Pedagogisch-didactische wenken De aangegeven volgorde van de leerstofonderdelen is niet bindend. De leerstof wordt zoveel mogelijk opgebouwd a.d.h.v. het vraag en antwoord systeem. Er wordt gestreefd naar een actieve inbreng van de cursisten. Er wordt maximaal gebruik gemaakt van voorbeelden en illustraties. Maatschappelijke relevantie en problemen worden aangekaart d.m.v. groepsdiscussies. De opdrachten moeten de cursisten aanzetten tot het vergaren, opzoeken en sorteren van specifieke informatie. De cursisten leren rapporteren. Naast het aanbrengen van theoretische begrippen is het vooral noodzakelijk en de bedoeling om technische vaardigheden en attitudes aan te leren. Daarvoor is het aangewezen om theorie en praktijk soepel in elkaar te laten vloeien. Samenwerking met bedrijven, zeker wat betreft het eindwerk, is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Voor het programma wordt een keuze gemaakt uit de oefeningen, of de oefeningen die vermeld worden in de werken in de Bibliografie. Dit hangt af van de interesse, de beroepswerkzaamheden van de cursisten en de ingerichte studiebezoeken. Er worden voorbeelden gegeven uit de verschillende beroepspraktijken. Afhankelijk van de oefening kunnen de cursisten zelfstandig of in groep werken. Studiebezoeken aan bedrijven en onderzoeksinstellingen bieden de cursisten de gelegenheid om


2007-03-01

241

•

kennis te maken met de biotechnologische industrieën.

•

te zien in welke mate de verworven kennis en vaardigheden bruikbaar of relevant zijn voor de processen, technieken en onderzoeken die plaatsvinden in de biotechnologische industrieën en laboratoria.

Met het oog op evaluaties worden in de cursus, waar mogelijk, ook oefeningen ingelast. Oefeningen en opdrachten zullen bijdragen tot zelfevaluatie en laten de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en zullen de cursisten aanzetten om deze tekorten zelf bij te sturen. De cursussen dienen steeds plaats te vinden in een aangepast lokaal/laboratorium met de nodige voorzieningen: •


•


•


Didactische hulpmiddelen Het didactisch materiaal omvat een cursus, transparanten, dia’s, molecuulmodellen en een bord. De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en CD-roms dient ter beschikking te zijn. Er wordt gebruikgemaakt van videomateriaal en van brochures afkomstig van Beroepsverenigingen, Bedrijven en wetenschappelijke instellingen. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

64.6

Evaluatie

Er wordt een schriftelijk examen afgenomen met keuzemogelijkheden in de vragen en een open boek examen in verband met een technisch-wetenschappelijk probleem. De cursisten worden beoordeeld op hun voorbereiding van en aanwezigheid in het practicum en het leveren van een correct verslag: grote aandacht wordt hierbij besteed aan de persoonlijke bijdragen, zoals een beperkte literatuurstudie, interpretatie van de bekomen resultaten en vergelijking met bestaande situaties, uiteraard het kennen en respecteren van de veiligheidsvoorschriften. Ook de actieve aanwezigheid bij studiebezoeken wordt geëvalueerd. Elk practicum wordt geëvalueerd aan de hand van een verslag dat opgesteld wordt volgens volgende richtlijnen: •


•


•

reactievergelijking

•


•

waarnemingen

•



2007-03-01

242

•

besluit (resultaat)

•

algemene opmaak



•


•


•


•


•

algemene houding

•


64.7

Bibliografie

Biotechnologie, Antébi – Eishlock, (Natuur en Techniek – Wetenschappelijke Bibliotheek) De DNA-makers, Schellekens e.a., (Natuur en Techniek – Wetenschappelijke Bibliotheek) Biotechnology, Rehm – Reed - …, (Oxford University Press) Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk – Othmer Ullmann’s Encyclopedia Of Industrial Chemistry Chemische Feitelijkheden KNCV Bioveiligheid in het laboratorium, VIB Brochures Biotechnologie Beter Begrijpen, uitgaven van het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie: •

Wat is biotechnologie?

•

Biotechnologie in landbouw en voeding

•

Biotechnologie en gezondheid

•

Klonen

Aan genen zijde, over overerving bij de mens Biotech-gids Lespakket Biotechnologie Biotechnologie in de praktijk,


2007-03-01

243

Biotechnology by Open Learning, Open Universiteit Heerlen Oefeningen Biotechnologie, S. Werbrouck, Hogeschool Gent, cursistencursus Oefeningen Enzymologie, R. Rogiers, Hogeschool Gent, cursistencursus. Oefeningen Levensmiddelenonderzoek, J. Seghers, Hogeschool Gent, cursistencursus. Protocols van de producenten van testen: Boehringer, Bio-Rad, Xiagen Paardenvoeding Brochure en programma Hipporan, Hippowin, Ministerie van Landbouw Spectrometrie, Braam Milieucompendium, VITO Op het web http://crystal.feo.hvu.nl/LNECB home http://ncbe.reading.ac.uk http://murdoch.rch.unimelb.edu.au http://bio.org/bioed/welcome.html http://biotechnologie.net http://biosafety.ihe.be


2007-03-01

244

65

Module Cc 14: Eindwerk biochemie, TV 80 lestijden


65.1

Visie

Een eindwerk fungeert als sluitstuk voor een opleiding in het hoger onderwijs. D.m.v. dit eindwerk bewijzen de cursisten hun maturiteit in verband met het formuleren van doelstelling(en), planning, organisatie, zelfstandig werken, overleg en bijsturing. Bij voorkeur wordt het eindwerk georganiseerd in samenwerking met een bedrijf.

65.2


Cursisten dienen een uitgebreide literatuurstudie te koppelen aan praktisch werk (indien mogelijk). Het eindwerk wordt door de cursist op een volledig zelfstandige basis uitgewerkt, dit onder supervisie van een eindwerkpromotor (op de school) en een eindwerkbegeleider (indien het eindwerk in samenwerking met een bedrijf gebeurt). Onderwerp, doelstelling(en), uitwerking, besluitvorming, en dergelijke worden planmatig uitgevoerd. Voor de uitgebreide literatuurstudie worden alle gangbare bronnen geconsulteerd: bibliotheekwerken, algemene en vakspecifieke tijdschriften en internetadressen. Wanneer het eindwerk niet verloopt in samenwerking met een bedrijf zal de cursist contact zoeken met bedrijven uit het werkveld om het eindwerk beter te stofferen. De cursist kan op een zelfstandige basis onderwerp en doelstelling(en) formuleren. De cursist kan het eindwerk zelfstandig uitwerken. De cursist kan mondeling en schriftelijk rapporteren. De cursist kan commentaar, opmerkingen en aanmerkingen verwerken. De cursist kan resultaten formuleren, zowel mondeling als schriftelijk. De cursist kan zelfstandig tot een besluitvorming komen.

65.3

Beginsituatie

De cursist dient verplicht de competenties te bezitten van de modulen A “Chemie: basis” & B “Chemie: uitbreiding”. Het eindwerk kan aangevat worden in het eindsemester. De cursist wordt gestimuleerd om zelf een onderwerp en daarbij horende doelstellingen te formuleren. In de eerste periode ligt het zwaartepunt vooral bij de voorafgaande literatuurstudie. In het tweede gedeelte ligt de nadruk voornamelijk op de praktische uitwerking, laboratoriumwerk, onderzoekswerk, verwerking van resultaten, toetsing van resultaten en conclusies aan de literatuur (in de meest brede betekenis).


2007-03-01

245

65.4


LEERINHOUDEN


op zelfstandige basis onderwerp en doelstelling(en) formuleren. het eindwerk zelfstandig uitwerken. rapporteren. experimentele gegevens verwerken op een zelfstandige basis. commentaar, opmerkingen en aanmerkingen verwerken. resultaten formuleren en mondeling voorstellen. zelfstandig tot een besluitvorming komen met terugkoppeling naar de geformuleerde doelstelling. een bibliografisch onderzoek uitvoeren.

1

Afhankelijk van het gekozen onderwerp. Enkele voorbeelden:

1.1

Validatie van ELISA: pTAU-proces. Overzicht productie op reproduceerbare wijze en toepassingsgebied Sportvoeding en sportdranken: een literatuurstudie. Fysiologische en biochemische processen Kwaliteitsbepalingen op rauwe melk. Welke testen – Waarom? – Wetgeving – Antibioticatesten Het fenomeen “Vetbloem” bij chocolade: een literatuurstudie Onderzoek naar genetische ziektebeelden bij varkens d.m.v. PCR-analyse Extractie en zuivering via kristallisatie van een component uit het sap van Aloë-species Onderzoek naar de parameters die het reologische gedrag van chocolade beïnvloeden Overzicht van gebruikte stimulerende middelen in de sportwereld. – EPO en Groeihormonen. Een literatuurstudie Enzymatische methoden voor salmonellabepaling in “environmental samples” Vergelijkend onderzoek van verschillende diagnostische HIVtesten van Innogenetics

1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10

65.5


Pedagogisch-didactische wenken Na het formuleren van een eindwerkvoorstel door de cursist neemt de stagecoördinator contact op met het begeleidende bedrijf of voorgestelde eindwerkbegeleider en de cursist om samen het voorstel te bespreken en tot een duidelijke aflijning van het eindwerkonderp te komen.

De opvolging van het eindwerk gebeurt o.a. door maandelijkse rapportering naar de eindwerkpromotor en eindwerkbegeleider. Hierin worden de vorderingen nauwgezet besproken en weergegeven. Door commentaar, opmerkingen en aanmerkingen wordt de cursist bijgestuurd. Indien nodig volgt een tussentijds contact. Er wordt tussentijds geëvalueerd d.m.v. een overleg tussen eindwerkpromotor en cursist. De eindwerkbegeleider evalueert de vorderingen van het eindwerk a.d.h.v. een formulier. De cursist stelt de vorderingen mondeling voor. In het laatste deel van het eindwerk wordt er opnieuw overlegd tussen eindwerkpromotor, eindwerkbegeleider en cursist.


2007-03-01

246

Uiteraard zijn tussentijdse overlegmomenten mogelijk door eenvoudige afspraak. De keuze van het onderwerp van het eindwerk gebeurt in overleg met de lectoren. Het onderwerp dient zeker verband te houden met “Biochemie en/of Biotechnologie”, is actueel en heeft oog voor toekomstperspectieven. Een onderwerp kan opgelegd worden of de keuze tussen verschillende onderwerpen kan geboden worden. Een cursist kan altijd een voorstel indienen of zelf een externe promotor voorstellen. Na een reflexieperiode van 15 dagen wordt het onderwerp van het eindwerk in principe niet meer gewijzigd. De “opdracht” wordt vastgelegd. In de opdracht staan vermeld: een precieze omschrijving van het eindwerkonderwerp (uiteraard na overleg met de betrokken lectoren), doelstellingen, einddatum (die na de reflexieperiode wordt vastgelegd - ~ 20 dagen voor voorstelling). Deze opdracht kan in de loop van de uitwerking aangepast worden aan de hand van de evolutie van de uitwerking. De opdracht situeert zich op het niveau van “Hoger Onderwijs van één cyclus – HOKT - A1 – Graduaat - Bachelor”. Het doel van het eindwerk kan een literatuurstudie inhouden, al dan niet gecombineerd met praktisch werk. Dit moet dan ook blijken uit de inhoud van het eindwerk. Het is zeker niet de bedoeling een hele papierberg te produceren, doch de inhoud is belangrijk. Overschrijven is uit den boze (PLAGIAAT!!!). Citaten kunnen d.m.v. bibliografische verwijzing verwerkt worden. De nodige schema’s, overzichten en figuren worden voorzien zodat een goed gestructureerd geheel ontstaat. Samenwerking met bedrijven is een aangewezen middel om zo praktijkgericht mogelijk te werken. Het eindwerk zal bijdragen tot zelfevaluatie en laat de cursisten toe de eigen tekorten op te sporen en bij te sturen.

Didactische hulpmiddelen De nodige materialen, apparaten, voorzieningen en producten dienen ter beschikking te staan van lesgevers en cursisten om op een veilige manier te kunnen werken. Een bibliotheek met naslagwerken, tijdschriften, brochures, technische werken, wetenschappelijke werken en Cd-roms dient ter beschikking te zijn. ICT en ook e-ducatie (e-learning) zijn middelen die optimaal dienen ingezet te worden om het verwerven en verwerken van kennis op een zo breed mogelijke manier mogelijk te maken.

65.6

Evaluatie

Evaluatiecriteria Het eindwerk dient voorgesteld te worden voor een examenjury. Hierin zetelen alle lectoren die lesgeven in de opleiding graduaat Biochemie, eventueel aangevuld met externe promotoren, externe juryleden en commissarissen. Productevaluatie op basis van o.a. volgende criteria: taal, vormgeving, technisch-wetenschappelijke inhoud, relevantie. Procesevaluatie op basis van o.a. volgende criteria: communicatie, bibliografisch onderzoek, verwerking gegevens, besluitvorming.

65.7

Bibliografie

Leidraad voor het eindwerk, rapporten, technische verslagen., Willy Eemans College Writer, Prentice Hall, Education Development Center, ISBN 0-13-695884-2 Schriftelijk rapporteren, Dr. ir. H. De Boer, e.a., Het Spectrum


2007-03-01

247

66

Module D 1: Kwaliteitszorg en veiligheid, TV 40 lestijden


66.1


De cursist kan de weergegeven kwaliteits- en veiligheidsdoelstellingen realiseren.

66.2

Beginsituatie


66.3



LEERINHOUDEN

De cursist kan belangrijkste verschillen tussen het ARAB en de Codex omschrijven

Preventie en veiligheid

risico’s inschatten en evalueren verschillende risicoanalyses benoemen en de verschillen bespreken beschrijven aan welke technische eisen / voorwaarden gereedschappen, machines, producten en mensen moet voldoen

•

wetgeving inzake veiligheid, gezondheid en milieu

•

risicobeheersingtechnieken

•

technische aspecten (lawaai, elektriciteit, asbest, gevaarlijke producten, brandveiligheid, ergonomie, besloten ruimten, orde op de werkplaats, machines en gereedschappen, persoonlijke beschermingsmiddelen, werken in hoogte)

verschillende kwaliteitssystemen benoemen en omschrijven ontstane problemen analyseren, oplossen en bijsturen vanuit gemeten waarnemingen een statistische analyse opbouwen, resultaten afleiden en conclusies trekken

Kwaliteit


•

kwaliteitszorg gesitueerd in de onderneming

•

kwaliteitssystemen, milieusystemen en kwaliteitsborging (ISO, GMP, HACCP, EFQM...)

•

kwaliteitscontrole (capabiliteitsanalyses, controlekaarten, 'zero-defects'...)

•

kwaliteitsoplossende technieken (Pareto, Ishikawa, Deming …)

2007-03-01

248

66.4

Bibliografie

Bartels P.C.M., Schoorl M., Doelgericht communiceren om voortdurend te verbeteren, CCKL-Bulletin 1999, 14: 5-7 Handleiding positiebepaling & verbeteren; organisaties zonder winstoogmerk, Instituut Nederlandse Kwaliteit, ‘s Hertogenbosch, 2e druk, 1995 Bartels P.C.M., Schoorl M., Zelfevaluatie II volgens het Model van het Instituut voor Nederlandse Kwaliteit, 6 november 1998, Medisch Centrum Alkmaar Bartels PCM, Schoorl M., Zelfevaluatie III volgens het Model van het Instituut voor Nederlandse Kwaliteit, 20 januari 2000, Medisch Centrum Alkmaar Camp R.C., Bench marking, Kluwer Bedrijfsinformatie bijv.., Deventer 1998 Maas J.G.V., Professionaliteit, Kluwer/INK, Deventer 1999 Bartels P.C.M., Schoorl M., CCKL test Kwaliteitshandboek Laboratorium voor KCHI, 1 augustus 1999 Thomasson J.P.R., Waardering door klanten, Kluwer/INK, Deventer 1998


2007-03-01

249

67

Methodologische wenken en didactische hulpmiddelen

Algemene methodologische wenken In deze opleiding wordt het zelfstandig werken van de cursisten optimaal gestimuleerd. Zowel voor theoretische als voor praktische modules wordt opzoekwerk, oefeningen, vraagstukken en praktisch werk benadrukt. Daarbij speelt de lesgever de rol van coach. Hij zorgt voor de wetenschappelijke onderbouw en begeleidt de cursisten bij het ontwikkelen en/of optimaliseren van bepaalde vaardigheden. De zelfevaluatie en het nemen van eigen verantwoordelijkheid worden beklemtoond. Theorie en labo (praktische oefeningen) vormen één geheel, vullen elkaar aan en kunnen bijgevolg niet los van elkaar worden gezien. Theorie en praktijk worden bij voorkeur door dezelfde leerkracht gegeven. In ieder geval zijn voortdurend overleg en communicatie tussen de verschillende leerkrachten een noodzak binnen de opleiding.


2007-03-01

250

68

Evaluatie

Algemene aandachtspunten Het leerplan voorziet niet in concrete opdrachten. Opgaven moeten opgesteld worden in functie van de te bereiken doelstellingen, de beschikbare tijd en het voorhanden zijnde materiaal en materieel. Elke doelstelling van het leerplan moet ten minste één keer geëvalueerd worden. Als alle cursisten alle opgaven uitgevoerd hebben en alle criteria geëvalueerd werden, is het duidelijk of de doelstellingen bereikt werden. Wanneer de cursisten een werkstuk vervaardigen of een opdracht uitvoeren, krijgt elk aspect hiervan de aandacht. Binnen de doe-activiteiten zijn een aantal factoren te onderscheiden: •

cognitieve factoren: bijv. inzicht, argumentatie, ideeën, technische kennis;

•

psycho-motorische vaardigheden: bijv. juiste weergave van verhoudingen, gebruik van materialen, ooghandcoördinatie, evenwicht;

•

werkmethode en attitudes: bijv. werken binnen vooropgestelde limieten, thema's, tijd, aantallen en formaten; orde en netheid, afwerking, presentatie, inzet, organisatie, sociale omgang, veiligheidsbewustzijn, verantwoordelijkheidsgevoel, nauwkeurigheid, zelfstandigheid;

•

beoordelingsvermogen.

Er kan ook op verschillende momenten worden geëvalueerd: tijdens het opstellen van een bewerkingsvolgorde, tijdens of na een bewerking of na een afwerking. Duidelijke afspraken met de cursisten zijn hierbij noodzakelijk. Indien deze openheid er niet is, ontstaan betwistingen en blijft zelfevaluatie uit. Evaluatie van PV Praktijk is een oordeel over: •

een proces: evaluatie van de vorderingen en attitudes op geregelde tijdstippen en bij momentopnames tijdens de realisatie of dienstverlening;

•

een product: evaluatie van het product of de gepresteerde dienst.

Een zinvolle opdracht werkt een zinvolle evaluatie in de hand. Stimuleer de cursisten door positieve appreciatie, maar wijs op fouten en tekortkomingen. Tussentijdse evaluaties en de evolutie van de cursist zijn van groot belang voor de eindevaluatie. Maak duidelijke afspraken met de cursist, zo wordt het werk voor iedereen eenvoudiger. Leg bij elke opdracht uit op welke aspecten de nadruk ligt. De cursist ontwikkelt zo het vermogen om het eigen werk te evalueren. Een vereiste eigenschap van elke volwassene in zijn arbeid is immers zelfevaluatie.

69.2

Specifiek voor dit leerplan

Voor het afsluiten van elke module wordt er een evaluatie voorzien. Deze kan samengesteld zijn uit: •

een permanente evaluatie

•

een studieopdracht

•

een mondeling examen

•

een schriftelijk examen

•

of een combinatie van deze

De toets die moet uitmaken of de cursist de doelstellingen van de modules bereikt heeft, moet evenwichtig samengesteld zijn en zowel het cognitieve aspect als de vaardigheden en de attitudes aan bod laten komen. Permanente evaluatie moet de leerkracht toestaan om de vordering van het leerproces bij de cursisten te kunnen meten en het op basis hiervan bij te sturen. Deze evaluatie kan bestaan uit: •

het voorbrengen van een persoonlijk werk

•

het afwerken van een oefening in het laboratorium

•

het gezamenlijk oplossen van oefeningen op het bord

•

het afsluiten van een deel van de leerstof met behulp van een geïntegreerde oefening

•

een groepswerk voorbrengen

•

door interactie met de cursisten nagaan in welke mate zij de aangeleerde kennis geassimileerd hebben.


2007-03-01

251

Vaardigheden die in de evaluatie aan bod kunnen komen zijn onder andere •

doorzettingsvermogen

•

doelgericht werken

•

samenwerking

•

nauwkeurigheid

•

orde

Evaluatie mag niet gezien worden als een doel op zich, maar is een noodzakelijk onderdeel van het didactische proces dat geïndividualiseerde begeleiding moet mogelijk maken. De praktische modaliteiten zijn vastgelegd in het examenreglement van het centrum.


2007-03-01

252


2007-03-01

253

VSKO. Leerplan OPLEIDING. Chemie. HOKTSP Modulair. Categorie Technisch hoger onderwijs

Recommend Documents