Wetenschappelijke experimenten

Wetenschappelijke experimenten Welkom bij het ”Science-in-the-box voor scholen” wetenschappelijk experimentprogramma, u aangeboden door Procter & Gamble. Dit programma heeft tot doel u eenvoudige en leuke experimenten aan te reiken die gemakkelijk aangeleerd en gebruikt kunnen worden in de klas. De experimenten zijn onderverdeeld in twee leeftijdsgroepen: van 8-11 jaar (lagere school) en van 12-17 jaar (middelbare school). In sommige gevallen zijn de experimenten opgenomen in beide leeftijdsgroepen, maar met een verschillend focus- en complexiteitniveau. Experimenten voor leerlingen van 8-11 jaar 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Zeepsop of schuim? Om het verschil aan te tonen tussen hard en zacht water en tussen zeep en detergent (zie ook experiment 8). Peperstrooier: om kennis te maken met begrippen zoals oppervlakte-actieve stoffen en oppervlaktespanning en om te ontdekken hoe zeep vuil losmaakt tijdens het reinigingsproces. Lippenstift verwijderen: om te testen of wasproducten een vettige stof beter kunnen verwijderen dan water. Olie en water: om na te gaan of olie en water zich kunnen vermengen, hoe detergenten vet oplossen en hoe dit toegepast kan worden in geval van olievlekken (zie ook experiment 10). Gootsteenwetenschap: om aan te tonen hoe detergenten werken bij de reiniging van vettige borden (zie ook experiment 11). Verschillende verpakkingsformaten: om aan te tonen welke impact kleinere verpakkingen kunnen hebben op het milieu (zie ook experiment 12). Weg met die vlek: om aan te tonen hoe enzymen werken in een wasproduct. Experimenten voor leerlingen van 12-17 jaar

8. 9. 10. 11. 12. 13.

Waterhardheid – Oorzaken en oplossingen: om te bepalen waardoor water hard wordt en hoe zeep en detergenten werken in hard water (geavanceerdere versie van experiment 1). Zeepkracht: om te onderzoeken hoe oppervlaktespanning beweging kan veroorzaken en welke invloed detergenten hebben op oppervlaktespanning. Olievleksimulatie: om een olievlek te simuleren en verschillende technieken te onderzoeken om olievlekken te verwijderen (geavanceerdere versie van experiment 4). Afwaswetenschap: om de voorwaarden te bepalen die vereist zijn om efficiënt af te wassen (geavanceerdere versie van experiment 5). Verpakkingsscore: om de verhouding verpakkingsmateriaal/productinhoud te berekenen voor verschillende types van wasproducten (geavanceerdere versie van experiment 6). Werking van detergent: om het gebruik en de activiteit van enzymen in detergenten te bepalen. Experimenten geschikt voor alle leeftijden

14. Kleurexplosie: om kennis te maken met begrippen zoals oppervlakte-actieve stoffen en oppervlaktespanning en om aan te tonen welke invloed detergenten kunnen hebben op de eigenschappen aan de

oppervlakte van een vloeistof. 15. De watereter: om het absorptievermogen aan te tonen van superabsorberende materialen in Pampers in vergelijking met stoffen/katoenen luiers. 16. Zoute soep: om de absorptieverschillen aan te tonen tussen gedistilleerd water en een zoutoplossing. 17. Een citroencelbatterij maken: om aan te tonen hoe een batterij kan worden gemaakt met citroenen.

Voor de beste resultaten en een veilig gebruik raden we u aan om de procedures strikt te volgen en het veiligheidsadvies na te leven. Voor meer informatie en feedback neemt u contact op met P&G (E-mailadres: [email protected]). ______________________________________________________________________________________________________________________________________ Aangeboden door Procter & Gamble - Household Care. Voor meer informatie surft u naar P&G’s wetenschappelijke website www.scienceinthebox.com en naar de website met productinformatie www.info-pg.com

Pagina 1/40

Experiment: 1 Geschikt voor: 8-11 jaar (voor leerlingen van 1217 jaar, zie exp. 8) Timing: 20 minuten SiB voor scholen Experimentenmenu

Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Waarom er een kalkring wordt gevormd in het bad? - Wat het verschil is tussen “hard” en “zacht” water? - Wat het verschil is tussen zeep en detergent?

Zeepsop of schuim? Doelstelling Het verschil aantonen tussen “hard” en “zacht” water en tussen zeep en detergent. Materiaal ¾ Oliezeep (op plantaardige basis, vloeibare vorm) ¾ Afwasmiddel Dreft (of vergelijkbare internationale merken: Dawn, Dreft of Yes) ¾ Gedistilleerd water ¾ Leidingwater ¾ Vier grote potten met deksels ¾ Krijt [verbrijzel een stuk bordkrijt] ¾ Markeerstift om op de potten te schrijven ¾ Maatlepels ¾ Een vel zwart knutselpapier Procedure 1. Gebruik de markeerstift om elke pot te nummeren (1, 2, 3 en 4). 2. Vul pot 1 voor ongeveer 1/3 met leidingwater. 3. Vul pot 2 en pot 3 voor ongeveer 1/3 met gedistilleerd water. 4. Voeg 1/2 koffielepel verbrijzeld krijt toe aan pot 3. Schud de pot om het krijt zo veel mogelijk op te lossen. 5. Voeg ¼ koffielepel oliezeep toe aan pot 1, pot 2 en pot 3. Schud elke pot. 6. Ga zorgvuldig na wat u ziet in elke pot. (U kunt dit gemakkelijker zien door de potten tegen het zwarte knutselpapier te houden). 7. Vul daarna pot 4 voor 1/3 met leidingwater. Voeg 1/4 koffielepel afwasmiddel Dreft toe en schud. Wat ziet u? Noteer uw bevindingen.

______________________________________________________________________________________________________________________________________ Aangeboden door Procter & Gamble - Household Care. Voor meer informatie surft u naar P&G’s wetenschappelijke website www.scienceinthebox.com en naar de website met productinformatie www.info-pg.com

Pagina 2/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Vermijd contact met uw huid en uw ogen. ¾ Zeep en water kan een glibberige combinatie zijn. Verwijder onmiddellijk eventuele vlekken op de vloer. ¾ Wees voorzichtig als u glazen potten gebruikt. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Hard water bevat veel mineralen (zoals calcium, dat terug te vinden is in krijt). Zacht water bevat niet veel mineralen. Zeepschuim is de witte of grijze laag die op het water drijft en die een laagje vuil kan achterlaten op de zijkant van uw bad of gootsteen. Detergenten zijn stoffen die helpen bij het reinigen. Zeep is een type van detergent. Maar de naam detergent verwijst vaak naar complexere producten zoals afwasmiddel of badschuim, die een andere chemische samenstelling hebben dan zeep. Detergenten zijn beter geschikt om te reinigen in hard water, aangezien de meeste

Resultaten Als u zeep toevoegde aan pot 1, pot 2 en pot 3 en dan schudde met de potten, in welke pot had u dan meer sop? Zat er in een van de potten wit troebel water? In welke potten? Wat gebeurde er toen u schudde met pot 4?

Tips voor leerkrachten Het bordkrijt is niet erg oplosbaar in water. Wees dus niet verbaasd als een deel van het krijt niet oplost. Het experiment zal toch lukken. Denk eraan dat het ook leuk is om gekleurd krijt te gebruiken.

Bespreking Het gedistilleerde water in pot 2 is “zacht” water. Zacht water bevat niet veel mineralen. Er wordt gemakkelijk zeepsop gevormd in zacht water. In pot 3 loste u krijt op in het gedistilleerde water, waardoor het “hard” werd. Hard water is water dat veel mineralen bevat, zoals calcium. Bordkrijt bestaat uit het mineraal calciumsulfaat. De zeep plakt aan de mineralen in hard water en maakt het water wit en troebel. Het witte troebele materiaal is hetzelfde als het schuim dat u vindt in een ring in het bad. Is uw leidingwater (in pot 1) “hard” water of “zacht” water? Afhankelijk van waar u woont kan uw leidingwater hard of zacht zijn. Water wordt van nature hard door langs ondergrondse rotsen te stromen, en dan vooral kalksteenrotsen, en door geleidelijk aan mineralen van de ondergrondse rotsen te ontbinden. Als pot 1 wit en troebel is, dan is uw leidingwater hard. In pot 4 zat ook leidingwater, maar dat water was niet troebel en schuimde niet, ook al was uw leidingwater heel hard. In plaats daarvan zag u veel zeepsop. Dit is omdat Dreft een detergent is. Detergenten kunnen zeepsop produceren, zelfs in hard water.


Pagina 3/40

detergenten niet reageren met de mineralen in hard water en geen schuim achterlaten.

Verdere links en informatiebronnen Soap Suds Titration, Indiana University Bloomington www.chem.indiana.edu/commun ity/demos/12-11%20Soap%20Suds %20Titration.doc Soft Water and Suds (Science is Fun, van Professor Shakhashiri van de Universiteit van Wisconson-Madison) http://scifun.chem.wisc.edu/home expts/SOFTWATR.html

Experiment: 2 Geschikt voor: 8-11 jaar Timing: SiB voor scholen Experimentenmenu

Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Hoe voorwerpen kunnen drijven op het wateroppervlak? - Of water een huid heeft? - Wat zeep doet met de oppervlaktespanning van water?

Peperstrooier Doelstelling Kennismaken met begrippen zoals oppervlakte-actieve stoffen, ook surfactanten genoemd, en oppervlaktespanning, en ontdekken hoe zeep vuil losmaakt tijdens het reinigingsproces. Materiaal ¾ Kom ¾ Water ¾ Peper ¾ Stuk zeep ¾ Afwasmiddel Dreft Procedure 1. Vul de kom voor de helft met zuiver water, en strooi dan een gelijkmatig dun laagje peper op het water. 2. Raak het water aan met het stuk zeep. Wat gebeurt er met de peper? 3. Giet het water weg en reinig de kom goed om alle zeepsporen te verwijderen. 4. Doe vers water in de kom en strooi er een nieuw laagje peper op. 5. Doe een druppeltje afwasmiddel in het water. Wat gebeurt er met de peper? Resultaten Teken wat u gezien hebt: Kom met peper vóór zeep

Kom met peper na zeep


Pagina 4/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Zorg ervoor dat uw werkruimte netjes is. ¾ Vermijd contact met uw huid en uw ogen. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Oppervlaktespanning: een natuurlijke eigenschap van water, die het water een sterke “huid” bezorgt – een gespannen buitenkant. De huid wordt samengehouden omdat watermoleculen aangetrokken worden naar het wateroppervlak. Dit verklaart waarom waterdruppels parels kunnen vormen, waarom sommige insecten op water kunnen lopen en waarom olie en water zich niet vermengen. Surfactans betekent oppervlakteactief bestanddeel: een stof waardoor vet en vuil zich kunnen vermengen met water, waardoor ze gemakkelijker verwijderd kunnen worden van oppervlakken zoals de menselijke huid, kleding en borden.

Tips voor leerkrachten Voeg suiker toe om te zien hoe de oppervlaktespanning verandert

De peper blijft ter plaatse liggen op het water tot de zeep of het afwasmiddel “de huid raakt” (de oppervlaktespanning van het water wijzigt). Zeep en detergent verminderen de oppervlaktespanning van het water, waardoor de huid uitgerekt wordt en de peper naar de rand van de kom wordt verspreid.

Verdere links en informatiebronnen ¾

Bespreking Heeft zeep op de “huid” van het water een andere werking dan op onze eigen huid? Niet echt. De zeep wordt via het water verspreid op uw huid, omringt de kleine vuiltjes op de huid en maakt die los van uw huid, zodat ze met het douchewater weggespoeld worden. Stelt u zich eens voor dat het vuil op uw huid verspreid zou worden zoals de peper in dit experiment! Zowel zeep als afwasmiddel bevatten oppervlakte-actieve stoffen, dit zijn bestanddelen die de oppervlaktespanning van een vloeistof verminderen. Daardoor hebben zepen en afwasmiddelen een reinigende werking, omdat vuil en vet zich gemakkelijker kunnen vermengen met water en weggespoeld kunnen worden.

¾

¾

“Pepper Scatter” van Questacon Australia ( www.questacon.edu.au) op: http://sciencesquad.quest acon.edu.au/squad_activities/ bubbles_pepper_scatter.html “Sugar and Spice” van Phil Parratore, gebruikt met de toelating van Carson Dellosa Publishing CD-7322, Hands-ON Physical Science, 2001. “The power of soap” op: http://sln.fi.edu/qa96/me12

Meer over oppervlakte-actieve stoffen en hun werking: http://www.scienceinthebox.com/en_ UK/glossary/surfactants_en.html.


Pagina 5/40

Experiment: 3 Geschikt voor: 8-11 jaar Timing: 20 minuten SiB voor scholen Experimentenmenu

Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Wat het nu precies is dat een kleurrijke vettige stof zoals lippenstift verwijdert? - Of het iets uitmaakt hoeveel wasproduct we gebruiken?

Lippenstift verwijderen Doelstelling Testen of wasproducten een vettige stof zoals lippenstift beter kunnen verwijderen dan water. Materiaal ¾ Lippenstift ¾ 1 doorzichtige plastic zak met een vel wit papier in ¾ Wasproduct ¾ 3 kleine plastic bekertjes ¾ 3 wattenstaafjes ¾ Druppelbuisje ¾ Eetlepel en koffielepel Procedure 1. Gebruik de lippenstift om drie grote gekleurde bollen te tekenen op de plastic zak. 2. Vul elke beker tot de helft met water. Noteer op één beker “water” en zet deze beker opzij. Voeg aan de volgende beker 1 koffielepel wasproduct toe en meng dit met het water. Noteer op deze beker “beetje wasproduct”. Voeg aan de laatste beker 3 koffielepels wasproduct toe en meng dit met het water. Noteer op deze beker “veel wasproduct”. 3. Doe met een druppelbuisje 4-5 druppels water in het midden van een van de bollen lippenstift. Gebruik hetzelfde druppelbuisje om 4-5 druppels van de oplossing met weinig wasproduct op de tweede bol te doen, en om tot slot 4-5 druppels van de oplossing met veel wasproduct in het midden van de derde bol lippenstift te doen. Respecteer deze volgorde zorgvuldig. Ziet u verschillen aan de waterdruppels? 4. Probeer met een wattenstaafje de bol lippenstift met de waterdruppels op te


Pagina 6/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Zorg ervoor dat uw werkruimte netjes is. ¾ Vermijd contact met uw huid en uw ogen. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Surfactans betekent oppervlakteactief bestanddeel: een stof waardoor vet en vuil zich kunnen vermengen met water, waardoor ze gemakkelijker verwijderd kunnen worden van oppervlakken zoals de menselijke huid, kleding en borden. Hoe werkt het? Surfactantiamolecules (ook wel oppervlakteactieve bestanddelen genoemd) kunnen voorgesteld worden als molecules met een ‘hoofd’ dat aangetrokken wordt tot water en een ‘staart’ die aangetrokken wordt tot olie of vet en die afgestoten wordt door water. De staartjes worden aangetrokken tot vet zoals lippenstift of vettige vlekken.

verwijderen. Om de lippenstift te verwijderen maakt u met het wattenstaafje ronde bewegingen bovenop de bol zonder het staafje van het plastic te halen. Kunt u met het water de lippenstift verwijderen van de plastic zak? 5. Herhaal stap 4 met een schoon wattenstaafje om de bol lippenstift te verwijderen met de oplossing met weinig wasproduct. Herhaal deze stap opnieuw om de bol lippenstift te verwijderen met de oplossing met veel wasproduct. Reinigt het wasproduct de lippenstift beter of slechter dan het water? Maakt het een verschil of de oplossing “weinig” of “veel” wasproduct bevat?

Tips voor leerkrachten De resultaten kunnen verschillen afhankelijk van het merk en type van wasproduct dat u gebruikt om dit experiment uit te voeren. Als u bijvoorbeeld een geconcentreerd product gebruikt, kunnen de resultaten van de oplossing “met weinig wasproduct” en “met veel wasproduct” nagenoeg identiek zijn. Daarom raden wij u aan rekening te houden met de informatie op de verpakking van het wasproduct als u uw conclusies trekt.

Resultaten Lippenstift is een vorm van vet. Zoals u merkte toen u de lippenstift alleen met water probeerde te verwijderen, vermengen water en vet zich niet echt goed. De oplossingen met wasproduct vermengden zich echter wel goed met de lippenstift en hadden geen moeite om de lippenstift te verwijderen. Hoe sterker het wasproduct (hoe meer wasproduct er toegevoegd is aan het water), hoe beter de reinigende werking. Bespreking Met het wasproduct kon de lippenstift verwijderd worden, aangezien het wasproduct de mogelijkheid biedt om vet en water met elkaar te vermengen. Wasproducten bevatten oppervlakte-actieve stoffen, bestanddelen die vet in water ontbinden, waardoor vet uit kleding kan worden gereinigd. Het is ook belangrijk de juiste hoeveelheid wasproduct te gebruiken om kleding te wassen. Als u niet voldoende wasproduct toevoegt, zal het wasproduct niet optimaal reinigen (zoals u misschien zag bij de “oplossing met weinig wasproduct”). Als u te veel wasproduct toevoegt, verspilt u zeep (en geld) en zorgt u ervoor dat het moeilijker wordt om al het wasproduct uit uw kleding te spoelen (hierdoor kan uw kleding stijf en oncomfortabel aanvoelen). Bepaalde nieuwe types van wasproducten zijn geconcentreerde producten: u hebt er dus maar heel weinig van nodig voor een wasbeurt. Het is dan ook heel belangrijk om de richtlijnen te volgen!


Pagina 7/40

De staartjes dompelen zich onder in het vet en de hoofdjes trekken water aan. De twee uiteinden van de molecule kunnen het vet en het water binden.

Verdere links en informatiebronnen “Release the Grease!” van de American Chemistry Society op: http://tungsten.acs.org/portal/a/c/s/ 1/wondernetdisplay.html?DOC= wondernet%5Cactivities%5Csoap%5 Cgrease.html

Experiment: 4 Geschikt voor: 8-11 jaar (voor leerlingen van 1217 jaar), zie exp. 10) Timing: 30 minuten SiB voor scholen Experimentenmenu

Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Waarom mensen vaak zeggen dat olie en water zich niet vermengen? Is dit waar? - Wat er gebeurt als er olie terechtkomt in de natuur? Kan de olie opgeruimd worden?

Olie en water Doelstelling Nagaan of olie en water zich kunnen vermengen, en op basis hiervan ontdekken hoe detergenten werken om vet te verwijderen. Er wordt aangetoond hoe detergenten gebruikt kunnen worden om olie op vogels te verwijderen. Materiaal ¾ Veiligheidsbril ¾ 3 kleine kommen, eetlepel ¾ Plantaardige olie ¾ Afwasmiddel Dreft “Opneemmateriaal”: ¾ 2 tissues ¾ 4 wattenpropjes ¾ 4 pluimen ¾ Klein stukje nylonstof of gebruikte nylonpanty Procedure 1. Doe uw veiligheidsbril aan. 2. Giet ongeveer 1 kopje (200 ml) water in beide kommen. Voeg aan elke kom 1 eetlepel (15 ml) plantaardige olie toe en meng dit goed met de lepel. Bekijk de kommen aandachtig. Wat ziet u? Waar is de olie naartoe? (Hint: voeg meer olie toe als u grotere kommen gebruikt) 3. U ziet hoe de lagen olie en water zich geleidelijk splitsen. Welke laag ligt bovenaan? 4. Voeg nu aan één van de kommen enkele druppels Dreft afwasmiddel toe en meng opnieuw. Wat gebeurt er nu? Welk effect had het afwasmiddel op de olie en het water? (Hint: vergelijk dit met de kom zonder afwasmiddel). 5. Van welke kom denkt u dat de olie gemakkelijker te verwijderen zal zijn? Wat zult u gebruiken om de olie te verwijderen? Probeer een of twee van de vermelde


Pagina 8/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Draag een veiligheidsbril. ¾ Gemorste plantaardige olie kan de vloer glad maken. Verwijder onmiddellijk eventuele vlekken. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Dispergeermiddel: Iets dat stoffen (zoals olie) afbreekt of ontbindt. Detergent doet dienst als dispergeermiddel, waardoor olie en water zich kunnen vermengen.

Tips voor leerkrachten Voeg voldoende olie toe om een duidelijke laag te vormen in de kom met water. Het is ook het best om doorzichtige kommen te gebruiken.

opneemmaterialen te gebruiken om de olie op het oppervlak van elke kom te verwijderen. Doe de olie en uw afvalproducten in de derde kom. Resultaten Naam van kom

Waarnemingen: Wat gebeurt er als u de olie probeert te verwijderen? Opneemmateriaal 1: Opneemmateriaal 2:

Kom met enkel olie en water Kom met olie, water en afwasmiddel Kunnen olie en water zich vermengen? Neen, olie en water vermengen zich niet. In plaats daarvan drijft olie op het wateroppervlak omdat olie lichter is dan water. Daarom blijft olie aan de oppervlakte. Wat doet het afwasmiddel? Het afwasmiddel doet dienst als dispergeermiddel. Het zorgt ervoor dat olie en water zich kunnen vermengen. Hetzelfde effect wordt vastgesteld bij het wassen van vettige borden. Zodra het vet en het water zich vermengen, kan het vet afgespoeld worden. Jammer genoeg volstaat de toevoeging van afwasmiddel niet om de olie te verwijderen. Het afwasmiddel breekt grote klonters vet alleen in kleinere deeltjes. Bespreking In geval van grote olievlekken op zee moet de olie fysiek verwijderd worden. Zoals u tijdens uw experiment misschien hebt vastgesteld, kan de olie met iets absorberends van het oppervlak worden geschept. Als u een pluim probeerde te gebruiken om de olie te verwijderen, dan hebt u waarschijnlijk gemerkt hoeveel olie eraan bleef plakken (dompel een pluim in water om het verschil te zien). Jammer genoeg absorberen de pluimen van zeevogels ook buitengewoon goed olie. Mensen moeten de vogels vaak helpen om de olie uit hun pluimen te verwijderen, zodat de vogels kunnen herstellen. De mensen wassen de vogels met detergenten die de olie dispergeren, waardoor ze afgespoeld kan worden met water.


Pagina 9/40

Verdere links en informatiebronnen Ontdek meer over het redden van zeevogels in geval van olievlekken: “Shampooing to Stop Oil Spill Bird Deaths” op: http://news.nationalgeographic.co m/news/2004/09/0921_040921_o il_penguin.html. www.scienceinthebox.com/en_UK /programs/fairy_wildlife_en.html

Experiment: 5 Geschikt voor: 8-11 jaar (voor leerlingen 12-17 jaar , zie exp. 11) Timing: 20-30 minuten

Gootsteenwetenschap Doelstelling Aantonen hoe detergenten werken bij de reiniging van vette borden.

SiB voor scholen Experimentenmenu

Materiaal ¾ 4 schone kommen ¾ Pindakaas ¾ Afwasmiddel Dreft ¾ Warm en koud water

Hebt u zich ooit al afgevraagd…?

Procedure 1. Voor een goed experiment moet u 4 kommen even vuil maken. Strijk 1 koffielepel pindakaas uit op de bodem van elke schone kom (doe dit desgewenst met uw vingers). 2. Was een vuile kom met alleen warm water (giet ½ kop water in de kom en wrijf de kom schoon met uw vingers terwijl u tot 10 telt – volg ditzelfde schoonmaakproces ook voor de volgende kommen. 3. Was een vuile kom met alleen koud water. 4. Voeg 4 druppels afwasmiddel toe aan ½ kop warm water. Giet het warme zeepwater in een vuile kom en was hem af. 5. Voeg 4 druppels afwasmiddel toe aan ½ kop koud water. Giet het koude zeepwater in een vuile kom en was hem af.

- Wat er vereist is om een vuil bord schoon te maken?

Resultaten Noteer uw resultaten in de onderstaande tabel:


Pagina 10/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Warm water kan de huid verbranden! Test de temperatuur van het warme water zorgvuldig en voeg een beetje koud water toe als het water te heet is. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Micel: Wordt gevormd als een groep detergentmolecules hun staartjes in vet onderdompelen en een bol vormen waarbij enkel hun hoofdjes te zien zijn die dol zijn op water.

Op deze manier kan detergent vet afbreken en reinigen.

Tips voor leerkrachten

Was-omstandigheden

Schoon: Ja of Nee

Waarnemingen

Alleen warm water

Om het grootste verschil tussen de verschillende wasoplossingen te zien, laat u de pindakaas eerst volledig opdrogen voordat u de kommen wast.

Alleen koud water Warm water + zeep Koud water + zeep Welke wasomstandigheden geven het schoonste resultaat? Ging het beter met warm zeepwater dan met koud zeepwater? Bespreking U hebt waarschijnlijk gemerkt dat water (zowel warm als koud) op zich niet volstaat om een bord met een vettige stof zoals pindakaas proper te wassen. Er is detergent vereist om het bord proper te krijgen. Detergenten maken zo goed schoon dankzij hun speciale chemische eigenschappen. Detergentmolecules kunnen voorgesteld worden als molecules met een ‘hoofd’ dat aangetrokken wordt tot water en een ‘staart’ die aangetrokken wordt tot olie en afgestoten wordt door water. Waarom slaagt detergent er zo goed in om vet af te breken? De staartjes worden aangetrokken tot vet, in dit experiment de pindakaas. Als de staartjes vet tegenkomen, dompelen ze zich onder in de vetdeeltjes en breken ze die af. Als voldoende detergentmolecules hun staartjes onderdompelen in het vet, kunnen ze een deeltje vet omringen en enkel hun ‘hoofdjes’ laten zien die dol zijn op water (zie afbeelding). Zo een sferische groep detergentmolecules wordt een micel genoemd. Het water kan het vet zeer gemakkelijk verwijderen als het vet gevangen zit in een micel van detergentmolecules. Daarom slaagt detergent er zo goed in om vette borden schoon te maken!


Pagina 11/40

Verdere links en informatiebronnen Meer over surfactantia (oppervlakteactieve stoffen) en hun werking: http://www.sciencein thebox.com/en_UK/glossary/ surfactants_en.html

Experiment: 6 Geschikt voor: 8-11 jaar (voor leerlingen 12-17 jaar, zie exp. 12) Timing: 20 minuten

Verschillende verpakkingsformaten Doelstelling Aantonen welke impact kleinere verpakkingen kunnen hebben op het milieu.


Materiaal Informatie over vier verschillende types en merken van wasproducten. Probeer verschillende verpakkingstypes en -formaten te verzamelen.

Hebt u zich ooit al afgevraagd…?

Procedure 1. Lees aandachtig de verpakking van elk wasproduct en vul de onderstaande tabel in. 2. Lees alle vermeldingen op de verpakking. 3. Het aantal vereiste verpakkingen voor 100 wasbeurten kan berekend worden door 100 te delen door het aantal wasbeurten per verpakking en dan af te ronden naar het volgende gehele getal.

- Of het iets uitmaakt welk type en formaat van wasproduct u koopt? - Of u het milieu kunt helpen door grote hoeveelheden te kopen of door geconcentreerde producten te kiezen?

Resultaten


Pagina 12/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Vermijd dat chemicaliën in contact komen met de ogen en de huid. ¾ Spoel goed met water als er gemorst wordt. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Recyclagemateriaal na consumptie betekent verpakking die gebruikt werd en dan door iemand als u gerecycleerd werd alvorens deel uit te maken van de nieuwe fles of doos. Geconcentreerde / compacte detergenten: Er was een trend om detergenten met minder vulsel te ontwikkelen, waardoor het product kleiner maar toch minstens even effectief is. De voordelen hiervan: minder milieu-impact bij de productie, het transport en de verpakking van detergenten, en


Naam van product

Als u informatie verzamelt over de vier verschillende merken van wasproducten, probeer dan verschillende verpakkingstypes en formaten te verzamelen. Anders kan elke student een detergentverpakking van thuis meebrengen om te bestuderen.

Productbeschrijving

Wasbeurten per verpakking

Aantal vereiste verpakkingen voor 100 wasbeurten

Type van verpakking (Antwoord omcirkelen) * Kartonnen doos * Plastic fles * Navulsysteem * Kartonnen doos * Plastic fles * Navulsysteem * Kartonnen doos * Plastic fles * Navulsysteem * Kartonnen doos * Plastic fles * Navulsysteem

Kan de verpakking hergebruikt of gerecycleerd worden? (Antwoord omcirkelen) * Neen * Hergebruikt * Gerecycleerd * Weet niet * Neen * Hergebruikt * Gerecycleerd * Weet niet * Neen * Hergebruikt * Gerecycleerd * Weet niet * Neen * Hergebruikt * Gerecycleerd * Weet niet

Van welk wasproduct moest u het minst verpakkingen kopen voor 100 wasbeurten? Waarom is het bevorderlijk voor het milieu als u minder verpakkingen moet kopen? Als de verpakking van het wasproduct recycleerbaar was, was de verpakking zelf ook vervaardigd uit gerecycleerde materialen? Indien ja, welk percentage van het materiaal was afkomstig van gerecycleerd materiaal na consumptie (Zie termen : Recyclagemateriaal na consumptie)? Bespreking De keuze van het type en het soort verpakking van wasproduct heeft een invloed op het milieu. Door minder grotere verpakkingen of meer geconcentreerde producten te kopen, kunt u de hoeveelheid verpakking beperken die u gebruikt. In uw gegevenstabel ziet u dat hoe meer wasbeurten een verpakking biedt, hoe minder verpakkingen er gekocht moeten worden om te kunnen wassen. ______________________________________________________________________________________________________________________________________ Aangeboden door Procter & Gamble - Household Care. Voor meer informatie surft u naar P&G’s wetenschappelijke website www.scienceinthebox.com en naar de website met productinformatie www.info-pg.com

Pagina 13/40

minder afvalwater (gebruikt vuil water) dat behandeld moet worden. Vloeibare detergenten zijn geconcentreerd en poeder is compact. Verdere links en informatiebronnen Bron: “Soap Box Opera” in ‘Science Fair Fun Designing Environmental Science Projects’ (EPA530-K-00-008) Meer over de recyclage van detergenten schoonmaakproductverpakkingen op: http://www.cleaning101.com/ environment/recycleit1.cfm.

Dit betekent dat u minder verpakkingen moet verwijderen als ze leeg zijn. Dit helpt om de hoeveelheid plastic of karton te beperken die gebruikt wordt voor de productie van verpakking, alsook om de hoeveelheid afval te beperken. Lege verpakkingen recycleren of opnieuw gebruiken is een andere manier om het milieu te helpen. U kunt ook verpakkingen kopen die zelf al vervaardigd zijn uit gerecycleerd plastic of karton.


Pagina 14/40

Experiment: 7 Geschikt voor: 8-11 jaar Timing: 30 minuten tot 4 uur (of ‘s nachts). Voorbereiding: 15 minuten. SiB voor scholen Experimentenmenu Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Hoe hardnekkige vlekken verwijderd worden uit vuile kleding? - Wat een enzym is? - Wat enzymen doen in wasproduct?

Weg met die vlek Doelstelling Tonen hoe enzymen werken in een wasproduct. Materiaal ¾ Drie glazen ¾ Warm water ¾ Wasproduct dat enzymen bevat (de meeste waspoeders) ¾ Wasproduct dat geen enzymen bevat (wasproduct voor wol) ¾ Drie stukken katoendoek ¾ Ketchup zonder kunstmatige kleurstof Procedure 1. Smeer een dun laagje ketchup op drie stukken katoendoek. Laat de ketchup volledig opdrogen (dit moet vooraf of tijdens een vorige les worden gedaan). 2. Doe in het ene glas 100 ml (1/2 kopje) warm water. Noteer op het glas “water”. 3. Meng 15 ml (1 eetlepel) van een van de wasproducten met 100 ml (1/2 kopje) warm water in een ander glas. Noteer de naam van het wasproduct op het glas. 4. Meng 15 ml (1 eetlepel) van het andere wasproduct met 100 ml (1/2 kopje) warm water in het derde glas. Noteer de naam van het wasproduct op het glas. 5. Stop een stuk katoendoek met ketchup in elk glas tot het volledig onder water zit. 6. Neem aandachtig de veranderingen waar die u ziet na ½ uur, en na meerdere uren. In welk glas is de tomatenkleur op het doek het meest verbleekt? Als er nog vaste ketchupdeeltjes op het doek zijn, schraapt u ze af of spoelt u ze weg om te controleren of er een vlek is op de stof eronder. Resultaten In het glas met het wasproduct met enzymen braken de enzymen in dat wasproduct het element af dat zorgt voor de rode kleur van ketchup. Aangezien de kleur afgebroken werd,


Pagina 15/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Zelfs als u werkt met voedsel mag u nooit eten of drinken terwijl u experimenten uitvoert. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen.

Nieuwe woordenschat Enzymen zijn een belangrijk element in veel moderne detergenten. Dit zijn complexe molecules geproduceerd door levende organismen die specifieke taken vervullen. Enzymen die proteasen worden genoemd breken (splitsen) proteïnen af (op[ je kleding kunnen er zich vlekken op basis van proteïnen bevinden, bvb. de rode kleur van ketchup). Andere types van enzymen vervullen verschillende taken: sommige breken zetmeel af, andere breken vet af.

Tips voor leerkrachten Om het grootste verschil te zien tussen de vuile kleding in de drie testoplossingen, laat u de kleding zo lang mogelijk weken alvorens de resultaten af te lezen. Na amper ½ uur weken is er al wat verschil te zien, maar het is aanbevolen de kleding meerdere uren of ’s nachts te laten weken voor het meest betrouwbare en duidelijkste resultaat.

verbleekte de kleur en werd de vlek verwijderd. Bespreking Welke types van vlekken kunnen enzymen in wasproduct en in vaatwasmiddel afbreken volgens u? Kunt u ze opsommen?


Pagina 16/40

Verdere links en informatiebronnen Voor meer informatie over enzymen in wasproducten: http://www.scienceinthebox.com/ en_UK/glossary/enzymes2_en.html Bronnen: McKee, Dennis en Lynn Wicker. “Digesting Protein” Simple and Fun Science Simplified, Book F. Essential Learning Products, 2005.

Experiment: 8 Geschikt voor: 12-17 jaar (voor leerlingen 8-11 jaar, zie exp. 1) Timing: 30 minuten SiB voor scholen Experimentenmenu

Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Wat water hard maakt? - Wat ringen op uw bad veroorzaakt? - Hoe detergenten werken in hard water?

Waterhardheid – Oorzaken en oplossingen Doelstelling Ontdekken wat ‘hard water’ is en bepalen wat water hard maakt. Observeren hoe zeep en detergent werken in hard water en bepalen waarom die waarneming onze manier van schoonmaken kan veranderen. Materiaal ¾ Oliezeep (op plantaardige basis, vloeibare vorm) ¾ Afwasmiddel Dreft ¾ Leidingwater ¾ Gedistilleerd water ¾ 6 grote potten met deksel ¾ Epsomzout (magnesiumsulfaat) ¾ Krijt (verbrijzel een stuk bordkrijt) [calciumsulfaat] ¾ Soda (natriumcarbonaat) Procedure 1. Nummer de zes potten (1, 2, 3, 4, 5 en 6) met een permanente markeerstift. 2. Doe in pot 1: 200 ml (1 kop) leidingwater. Doe in pot 2 tot 5: 200 ml (2 kopjes) gedistilleerd water. 3. Doe in pot 3 tot 5: 1 eetlepel van het product vermeld in de onderstaande tabel. Doe de deksels op de potten en schud elke pot om elke oplossing te mengen en de chemische stof zoveel mogelijk op te lossen. 4. Voeg ¼ eetlepel oliezeep toe aan pot 1 tot 5, doe de deksels op de potten en schud elke pot minstens 10 keer en noteer dan de relatieve hoeveelheid (veel, wat of geen) zeepsop die u waarneemt in de onderstaande tabel, evenals andere belangrijke veranderingen die u ziet. 5. Op basis van de hoeveelheid zeepsop die u opmerkte, ordent u in de onderstaande tabel


Pagina 17/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Vermijd contact met uw huid en uw ogen. ¾ Zeep en water kan een glibberige combinatie zijn. Verwijder onmiddellijk eventuele vlekken op de vloer. ¾ Wees voorzichtig als u glazen potten gebruikt. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Hard water bevat veel mineralen (zoals calcium, dat terug te vinden is in krijt). Zacht water bevat niet veel mineralen. Zeepschuim is de witte of grijze laag die op het water drijft en die een laagje vuil kan achterlaten op de zijkant van uw bad of gootsteen. Builders binden kationen (ionen met positieve ladingen), zoals calcium- en magnesiumionen. Door de kationen effectief te binden, worden de minerale ionen verwijderd uit het water. Dit resulteert in zachter water. Builders verbeteren de kwaliteit van het water en

Tips voor leerkrachten Het bordkrijt is niet erg oplosbaar in water. Wees dus niet verbaasd als niet al het krijt oplost. Het experiment zal toch lukken. Denk eraan dat het ook leuk is om gekleurd krijt te gebruiken.

de 5 potten, waarbij 1 het minst zeepsop had en 5 het meest zeepsop had. 6. Voor de oplossing met het minst zeepsop maakt u een nieuwe hoeveelheid van die oplossing (volg dezelfde procedure als toen u de oplossing de eerste keer maakte) in de laatste pot (genummerd als pot 6). 7. Voeg ¼ eetlepel Dreft (in plaats van de oliezeep) toe aan de nieuwe oplossing in pot 6. Sluit de pot en schud er minstens tien keer mee. Ziet u meer of minder zeepsop in vergelijking dan de oplossing met zeep? Resultaten Pot

Testoplossing

1 2 3 4 5 6

Leidingwater Gedistilleerd water Gedistilleerd water + epsomzout Gedistilleerd water + krijt Gedistilleerd water + soda

• • •

Waarnemingen

Rangschikking op basis van zeepsop

Voeg detergent toe aan de testoplossing In welke pot zag u het meeste zeepsop toen u de oliezeep toevoegde? In welke pot zag u het minste zeepsop toen u de oliezeep toevoegde? Was er een verschil toen u het afwasmiddel toevoegde in plaats van de oliezeep?

Bespreking Hard water is water dat opgeloste mineralen bevat. U maakte hard water in pot 3 en pot 4 door mineralen toe te voegen en op te lossen in het water. De scheikundige naam van epsomzout is magnesiumsulfaat en de scheikundige naam van bordkrijt is calciumsulfaat. Calcium- en magnesiumionen zijn de belangrijkste mineralen die verantwoordelijk zijn voor de hardheid van water. Afhankelijk van uw woonplaats kan het leidingwater heel hard zijn. De hardheid van het leidingwater is afhankelijk van de lokale geologie en de types van rotsen waarlangs het grondwater stroomt voordat het uit uw kraan komt. Hoe hard was het leidingwater dat u testte? Het gedistilleerde water in pot 2 was zacht water. Zacht water bevat niet veel mineralen. Er wordt gemakkelijk zeepsop gevormd in zacht water. ______________________________________________________________________________________________________________________________________ Aangeboden door Procter & Gamble - Household Care. Voor meer informatie surft u naar P&G’s wetenschappelijke website www.scienceinthebox.com en naar de website met productinformatie www.info-pg.com

Pagina 18/40

voorkomen de vorming van zeepschuim, waardoor de detergenten efficiënter kunnen werken, zelfs in hard water.

Verdere links en informatiebronnen Voor meer informatie over builders in detergenten: http://www.scienceinthebox.com/en_UK/ glossary/builders_en.html Bronnen: Soap Suds Titration, Indiana University Bloomington www.chem.indiana.edu/commun ity/demos/12-11%20Soap%20Suds %20Titration.doc Soft Water and Suds (Science is Fun, van Professor Shakhashiri van de Universiteit van Wisconson-Madison) http://scifun.chem.wisc.edu/home expts/SOFTWATR.html

In hard water reageert de zeep echter met het calcium of magnesium om een troebele witte vloeistof te vormen. Zo wordt een ring van zeepschuim gevormd. De volgende chemische reactie beschrijft dit proces: 2 Na+ (aq) + 2 RCOO-(aq) + Ca2+(aq) = 2 Na+(aq) + Ca(RCOO)2 Als alle calcium- of magnesiumionen in het harde water gereageerd hebben met de zeep, begint de zeep zeepsop te vormen. U kunt dit testen door meer zeep toe te voegen aan een van uw potten met hard water. Merkte u een troebele witte vloeistof op in een van de potten die u testte? Was er een verband tussen de potten die geen zeepsop produceerden en de potten die troebel werden na de toevoeging van de zeep? Bekijk uw rangschikking op basis van de hoeveelheid zeepsop in uw gegevenstabel. Mocht u de potten 1 tot 5 moeten ordenen naargelang van de waterhardheid, waarbij 1 het hardste water en 5 het zachtste water is, zou de rangschikking dan dezelfde zijn als voor het zeepsop? U hebt waarschijnlijk opgemerkt dat het afwasmiddel probleemloos zeepsop vormde, zelfs in uw hardste water. Dit is omdat detergenten complexere schoonmaakbestanddelen zijn met andere chemische samenstellingen dan zeep. Detergenten bevatten vaak een mix van componenten die allemaal bijdragen tot de reinigingskracht van een detergent. Een van de componenten aanwezig in detergenten is een groep van materialen die builders worden genoemd. Builders verbeteren de kwaliteit van het water en voorkomen de vorming van zeepschuim, waardoor de detergenten efficiënter kunnen werken, zelfs in hard water. De oplossing die u in pot 5 maakte, bevatte soda of natriumcarbonaat. Soda is een voorbeeld van een builder. Soda zal het water zachter maken door calcium- en magnesiumionen te verwijderen uit hard water. Merkte u zeepsop op in pot 5? Wat zou er volgens u gebeuren mocht u soda toevoegen aan leidingwater in plaats van gedistilleerd water?


Pagina 19/40

Experiment: 9 Geschikt voor: 12-17 jaar Timing: 5-10 minuten SiB voor scholen Experimentenmenu

Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Hoe een boot kan drijven op water? - Waarom water parelt?

Zeepkracht Doelstelling Onderzoeken hoe veranderingen van de oppervlaktespanning beweging kunnen veroorzaken en welke invloed detergenten hebben op de oppervlaktespanning. Materiaal ¾ Rechthoekige schaal of gootsteen vol water ¾ Afwasmiddel Dreft ¾ Karton en schaar Procedure 1. Knip uit het karton een kleine boot volgens de tekening hierboven. Zorg ervoor dat de boot de kleine rechthoekige uitsparing aan de achterkant en een punt aan de voorkant heeft. 2. Plaats de boot voorzichtig op het water in de schaal of de gootsteen. 3. Doe een druppeltje afwasmiddel in de uitsparing van de boot. Wat gebeurt er? 4. Om het experiment te herhalen moet u de schaal na elke test zorgvuldig spoelen. 5. Probeer boten met andere vormen en formaten. Is er een optimaal bootontwerp? Resultaten Maak een tekening van uw eigen bootontwerp.


Pagina 20/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Voordat u start met een experiment is het belangrijk dat u over een schone werkruimte beschikt. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Oppervlaktespanning: een natuurlijke eigenschap van water die het water een sterke “huid” bezorgt – een gespannen oppervlak. De huid wordt samengehouden omdat watermoleculen aangetrokken worden naar het wateroppervlak. De oppervlaktespanning zorgt ervoor dat een boot kan drijven op het wateroppervlak en is verantwoordelijk voor dingen zoals parelend regenwater op een geboende auto. Surfactant betekent oppervlakte-actief bestanddeel: dit vermindert de oppervlaktespanning van water, waardoor vuil en vet zich gemakkelijker kunnen vermengen met water en gereinigd kunnen worden.


Verdere links en informatiebronnen

Afhankelijk van het aantal verschillende bootontwerpen dat u test, zal het experiment langer duren. U kunt proberen om boten om het snelst te laten varen, maar u zult voor elke boot een afzonderlijke schaal nodig hebben.

Meer over surfactantia en hun werking: http://www.scienceinthebox.com/en_ UK/glossary/surfactants_en.html Probeer het uit. Werkt het beter of slechter dan de afbeelding hierboven? Waarom zorgt het afwasmiddel ervoor dat de boot vooruit vaart? Veranderingen in de oppervlaktespanning kunnen vloeistoffen doen stromen. Als u een druppeltje afwasmiddel in het water doet aan de achterkant van uw boot, zorgt het afwasmiddel ervoor dat de oppervlaktespanning van het water aanzienlijk afneemt, waardoor de boot voorwaarts wordt gestuwd (de boot wordt eigenlijk samen met het water aan de oppervlakte naar de andere kant van de schaal getrokken, waar de oppervlaktespanning nog altijd hoger is). Waarom zou de boot niet bewegen mocht u de schaal niet volledig uitwassen? Het afwasmiddel in het water bevat oppervlakte-actieve stoffen of superfactantia, dit zijn bestanddelen die de oppervlaktespanning van een vloeistof verminderen. Zodra er afwasmiddel is toegevoegd aan het water, kan de oorspronkelijke oppervlaktespanning van het water niet hersteld worden. De schaal moet volledig afgespoeld worden tot er geen afwasmiddel meer op zit en dan opnieuw gevuld worden met water om voldoende oppervlaktespanning te hebben om de boot te bewegen. Bespreking De oppervlaktespanning van water verminderen is een belangrijke taak van zeep en afwasmiddel. Doordat ze de oppervlaktespanning van water verminderen hebben zepen en afwasmiddelen een reinigende werking, omdat vuil en vet zich gemakkelijker kunnen vermengen met water en afgespoeld kunnen worden. Zeep en afwasmiddel maken het water ook “natter” door de oppervlaktespanning van het water te verminderen. In plaats van waterdruppels te vormen die worden samengehouden door de oppervlaktespanning, zorgt zeep ervoor dat het water zich verspreidt en een grotere oppervlakte bestrijkt. U kunt dit zelf zien door een druppel zuiver water te vergelijken met een druppel zeepwater op een stuk papier.


Pagina 21/40

Bronnen: “Soap Power” op: http://www.ed.gov/pubs/parents/ Science/soap.html “Row, Row, Row Your Boat” door Phil Parratore Carson-Dellosa Publishing Company, Inc, 2001.

Experiment: 10 Geschikt voor: 12-17 jaar (voor leerlingen 8-11 jaar, zie exp. 4) Timing: 30 minuten (5 minuten voorbereidingstijd). SiB voor scholen Experimentenmenu Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Of u ervoor kunt zorgen dat olie en water zich vermengen? - Waarom vogels zo kwetsbaar zijn voor olievlekken?

Olievleksimulatie Doelstelling Een olievlek simuleren en verschillende technieken onderzoeken om een olievlek op te ruimen. Materiaal ¾ Veiligheidsbril ¾ Drie kleine kommen ¾ Eetlepel ¾ Plantaardige olie ¾ Afwasmiddel Dreft Opneemmateriaal: ¾ Papieren zakdoekjes ¾ Wattenpropjes ¾ Pluimen ¾ Nylonstof – gebruikte nylonpanty Procedure 1. Lees eerst ALLE instructies en doe uw veiligheidsbril aan! 2. Giet ongeveer 1 kopje (200 ml) water in twee kommen. Voeg aan elke kom 1 eetlepel (15 ml) plantaardige olie toe en meng dit goed met een lepel. Bekijk de kommen aandachtig. Hoe verspreidt de olie zich in het water? (Hint: voeg meer olie toe als u grotere kommen gebruikt) 3. Voeg nu aan één van de kommen enkele druppels Dreft afwasmiddel toe en meng opnieuw. Wat gebeurt er nu? Welk effect had het afwasmiddel op de olie en het water? (Hint: vergelijk dit met de kom zonder afwasmiddel). 4. Van welke kom denkt u dat de olie gemakkelijker te verwijderen zou zijn? Wat zou u kunnen gebruiken om de olie te verwijderen? Probeer een of twee van de vermelde opneemmaterialen te gebruiken om de olie op het oppervlak van elke kom te verwijderen. Doe de olie en uw afvalproducten in de derde kom.


Pagina 22/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Draag een veiligheidsbril. ¾ Gemorste plantaardige olie kan glad zijn. Verwijder onmiddellijk eventuele vlekken op de vloer. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen.

Nieuwe woordenschat Onvermengbaar verwijst naar vloeistoffen die zich niet met elkaar vermengen (zoals olie en water). Dispergeermiddel: Iets dat stoffen (zoals olie) afbreekt of ontbindt. Detergent doet dienst als dispergeermiddel, waardoor olie en water zich kunnen vermengen.

Tips voor leerkrachten Voeg voldoende olie toe om een duidelijke laag te vormen in de kom met water. Het is ook het best om doorzichtige kommen te gebruiken. Waarom Dreft gebruiken? Dreft is meer geconcentreerd dan andere afwasmiddelen en heeft dus een grotere impact op de experimenten. Dreft wordt algemeen erkend als het meest effectieve product voor de reiniging van dieren in het wild die zijn getroffen door olievlekken.

5. Noteer uw bevindingen. Verdere links en informatiebronnen

Beschrijving van de kom Waarnemingen: Hoe effectief is elk opneemmateriaal? Opneemmateriaal 1:

Opneemmateriaal 2:

Kom met enkel olie en water

Kom met olie, water en afwasmiddel

http://www.scienceinthebox.com/en_UK/ programs/fairy_wildlife_en.html Olie:

Resultaten Kunnen olie en water zich vermengen? Neen, olie en water vermengen zich niet. Olie is onvermengbaar in water. In plaats daarvan verspreidt de olie zich over het hele oppervlak van het water. De olie blijft op het wateroppervlak omdat olie lichter is dan water. Wat doet het afwasmiddel? Het afwasmiddel doet dienst als dispergeermiddel. Het zorgt ervoor dat olie en water zich kunnen vermengen. Hetzelfde effect wordt vastgesteld bij het wassen van vettige borden. Zodra het vet en het water zich vermengen, kan het vet verwijderd worden. Jammer genoeg volstaat de toevoeging van afwasmiddel niet om de olie te verwijderen. Het afwasmiddel breekt alleen grote klonters olie in kleinere deeltjes die zich kunnen verspreiden in de waterkolom. Bespreking In geval van grote olievlekken op zee moet de olie fysiek verwijderd worden. Zoals u tijdens uw experiment misschien hebt vastgesteld, kan de olie met iets absorberends van het oppervlak worden geschept. Als u een pluim probeerde te gebruiken om de olie te verwijderen, dan hebt u waarschijnlijk gemerkt hoeveel olie eraan bleef plakken (dompel een pluim in water om het verschil te zien). Jammer genoeg absorberen de pluimen van zeevogels ook buitengewoon


Pagina 23/40

Ontdek meer over het redden van zeevogels in geval van olievlekken: “Shampooing to Stop Oil Spill Bird Deaths” op: http://news.nationalgeographic.com /news/2004/09/0921_040921_oil_ penguin.html.

Olievlekken dichter bij huis Als we denken aan olievlekken die het milieu schade toebrengen, dan zijn we geneigd te denken aan grootschalige rampen. Maar de pollutie die niet is toe te wijzen aan één specifieke bron (pollutie afkomstig van verschillende onafhankelijke bronnen), is waarschijnlijk slechter. Mensen die na de vervanging van de olie in hun auto motorolie lozen op de grond of in de riolering, of schepen die afvalolie zomaar lozen in de zee... Dit gebeurt veel frequenter en is veel moeilijker op te ruimen. Zie “Stop Pointless Personal Pollution” op: http://www.epa.gov/owow /nps/nps_edu/pdf/stop.pdf

goed olie, waardoor ze hun isolatie tegen het koude water verliezen. Mensen moeten de vogels vaak helpen om de olie uit hun pluimen te verwijderen, zodat de vogels kunnen herstellen. De mensen wassen de vogels met detergenten, omdat het detergent de olie verspreidt, waardoor ze afgespoeld kan worden. Verder onderzoek Hoe zou u een olievlek verwijderen? Noteer beknopt wat u zou doen. Bestudeer recente grote olievlekken. Hoe werden ze verwijderd? Wat was de oorzaak van de olievlekken?


Pagina 24/40

Experiment: 11 Geschikt voor: 12-17 jaar (voor leerlingen 811 jaar, zie exp. 5) Timing: 20-30 minuten SiB voor scholen Experimentenmenu

Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Hoe vet afgebroken en gereinigd kan worden? - Hoe afwasmiddelen werken in warm en koud water?

Afwaswetenschap Doelstelling De vereiste voorwaarden bepalen om effectief af te wassen. Materiaal ¾ Vier schone kommen ¾ Materiaal om borden vuil te maken, zoals pindakaas of chocopasta ¾ Afwasmiddel Dreft ¾ Warm en koud water Procedure 1. Voor een goed experiment moet u op gecontroleerde wijze vier vuile kommen voorbereiden en ervoor zorgen dat ze allemaal even vuil zijn. Stel een plan op om vier kommen even vuil te maken. Bijvoorbeeld: 1 koffielepel pindakaas in een dun laagje uitsmeren op de onderkant van een schone kom en vijf minuten laten drogen. Herhalen voor de overige drie kommen. 2. Volg uw eigen plan of het voorbeeldplan hierboven om vier borden vuil te maken. 3. U moet ook een plan uitwerken om de borden op dezelfde manier te wassen. Werk een afwasprocedure uit die u zult volgen voor elk bord. Bijvoorbeeld: Doe ½ kopje testoplossing in de kom en wrijf de oplossing gedurende 15 seconden met uw vingers rond in de kom. 4. Volg uw eigen afwasprocedure of de bovenstaande voorbeeldprocedure en was elk bord met een van de vermelde testoplossingen. Noteer uw resultaten in de tabel hieronder. Testoplossingen: 1. Warm water: één kopje warm water 2. Koud water: één kopje koud water 3. Warm water + zeep: voeg vier druppels afwasmiddel toe aan één kopje warm water 4. Koud water + zeep: voeg vier druppels afwasmiddel toe aan één kopje koud water


Pagina 25/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Warm water kan de huid verbranden! Test de temperatuur van het warme water zorgvuldig en voeg een beetje koud water toe als het water te heet is. ¾ Eet nooit terwijl u een experiment uitvoert. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Micel: Wordt gevormd als een groep detergentmolecules hun staartjes in vet onderdompelen en een bol vormen waarbij enkel hun hoofdjes te zien zijn die dol zijn op water.

Op deze manier kan detergent vet afbreken en reinigen. Surfactant betekent oppervlakte-actief bestanddeel: dit vermindert de oppervlaktespanning van water, waardoor vuil en vet zich gemakkelijker kunnen vermengen met water en gereinigd kunnen worden.

Resultaten Tips voor leerkrachten Om het grootste verschil tussen de verschillende afwasoplossingen te zien, laat u de pindakaas (of eender welk ander product dat u gebruikt om de kommen vuil te maken) eerst volledig opdrogen voordat u de kommen afwast.

Was-omstandigheden

Schoon: Ja of Nee

Waarnemingen

Alleen warm water Alleen koud water Warm water + zeep Koud water + zeep Welke wasomstandigheden boden het schoonste resultaat? Welk effect had het gebruik van warm water op het schoonmaakproces? Bespreking U hebt waarschijnlijk gemerkt dat de borden veel gemakkelijker en effectiever gereinigd werden toen u afwasmiddel toevoegde aan het water. Afwasmiddelen bevatten oppervlakte-actieve stoffen of superfactantia, dit zijn bestanddelen die vet in water ontbinden, waardoor het vet gemakkelijk afgespoeld kan worden. Oppervlakte-actieve stoffen zijn effectieve reinigende bestanddelen dankzij hun speciale vorm en hun chemische eigenschappen. Surfactantmolecules kunnen voorgesteld worden als molecules met een hydrofiel ‘hoofd’ dat aangetrokken wordt tot water en een hydrofobe ‘staart’ die aangetrokken wordt tot olie en afgestoten wordt door water. De staartjes worden aangetrokken tot vet, zoals olie of pindakaas. Als de staartjes vet tegenkomen, dompelen ze zich onder in de vetdeeltjes en breken ze die af. Als voldoende surfactantmolecules hun staartjes onderdompelen in het vet, kunnen ze een klein deeltje vet omringen en enkel hun ‘hoofdjes’ laten zien die dol zijn op water. Zo een sferische groep van surfactantmolecules wordt een micel genoemd. Het water kan het vet veel gemakkelijker verwijderen als het vet gevangen zit in een micel van surfactantmolecules. Daarom slaagt detergent er zo goed in om vette borden schoon te maken!


Pagina 26/40

Verdere links en informatiebronnen Meer over surfactantia en hun werking: http://www.scienceinthebox. com/en_UK/glossary/surfactants_en.html

Experiment: 12 Geschikt voor: 12-17 jaar (voor leerlingen 811 jaar, zie exp. 6) Timing: 20 minuten SiB voor scholen Experimentenmenu Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Wat er gebeurt met de verpakking als u ze opgebruikt hebt? - Wist u dat verpakkingen in de VS ongeveer 50 % van het volume en 30 % van het gewicht van het huishoudelijk afval uitmaken (Miller, 1995)?

Verpakkingsscore Doelstelling De verhouding karton/producthoeveelheid berekenen voor verschillende types van wasproducten en bepalen of mensen geld zouden kunnen besparen en/of hun milieu-impact zouden kunnen verminderen door wasproducten in grotere volumes te kopen. Materiaal Informatie over vier verschillende types en merken van wasproducten. Probeer een brede waaier van verschillende producten en verpakkingen te analyseren. Procedure 1. Bestudeer aandachtig elke wasproductverpakking en vul de onderstaande tabel in. 2. Lees alle vermeldingen op de verpakkingen. 3. De prijs per wasbeurt wordt bepaald door de prijs te delen door het aantal wasbeurten dat vermeld is op de verpakking. 4. Het aantal vereiste verpakkingen voor 100 wasbeurten kan berekend worden door 100 te delen door het aantal wasbeurten per verpakking en dan af te ronden naar het volgende gehele getal. Resultaten (Zie volgende pagina)


Pagina 27/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Vermijd contact met de ogen en de huid en spoel goed met water als u morst. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Recyclagemateriaal na consumptie betekent verpakking die gebruikt werd en dan door iemand als u gerecycleerd werd alvorens deel uit te maken van de nieuwe fles of doos. Geconcentreerde / compacte detergenten: Er was een trend om detergenten met minder vulsel te ontwikkelen, waardoor het product kleiner maar toch even effectief is. De voordelen hiervan: minder milieu-impact van de productie, het transport en de verpakking van detergenten, en minder afvalwater (gebruikt vuil water) dat behandeld moet worden. Vloeibare detergenten zijn geconcentreerd en poeder is compact.

Resultaten

Tips voor leerkrachten Als u informatie verzamelt over de vier verschillende merken van wasproducten, probeer dan verschillende verpakkingstypes en -formaten te verzamelen. Anders kan elke student een detergentverpakking van thuis meebrengen om te bestuderen.

Naam van product

Wasbeurte n per verpakking

Prijs

Prijs per wasbeurt

Aantal vereiste verpakkingen voor 100 wasbeurten

Type van verpakking (Antwoord omcirkelen) * Kartonnen doos * Plastic fles * Navulsysteem * Kartonnen doos * Plastic fles * Navulsysteem * Kartonnen doos * Plastic fles * Navulsysteem * Kartonnen doos * Plastic fles * Navulsysteem

Kan de verpakking hergebruikt of gerecycleerd worden? (Antwoord omcirkelen) * Neen * Hergebruikt * Gerecycleerd * Weet niet * Neen * Hergebruikt * Gerecycleerd * Weet niet * Neen * Hergebruikt * Gerecycleerd * Weet niet * Neen * Hergebruikt * Gerecycleerd * Weet niet

Welk wasproduct was het meest kostenefficiënt (laagste prijs per wasbeurt)? Van welk wasproduct moest u het minst verpakkingen kopen voor 100 wasbeurten? Waarom is het bevorderlijk voor het milieu als u minder verpakkingen moet kopen? Als de verpakking van het wasproduct recycleerbaar was, was de verpakking zelf ook vervaardigd uit gerecycleerde materialen? Indien ja, welk percentage van het materiaal was afkomstig van gerecycleerd materiaal na consumptie (Zie termen : Recyclagemateriaal na consumptie)?


Pagina 28/40

Verdere links en informatiebronnen Bronnen: ¾ “Soap Box Opera” in ‘Science Fair Fun Designing Environmental Science Projects’ (EPA530-K-00-008). ¾ G. Tyler Miller, Jr. Environmental Science: Working with the Earth (Fifth edition). Belmont, Calif.: Wadsworth Publishing Company, 1995, p 340. Meer over de recyclage van detergenten schoonmaakproductverpakkingen op: http://www.cleaning101.com/ environment/recycleit1.cfm.

Bespreking De keuze van het type en het soort verpakking van wasproduct heeft een invloed op het milieu Door meer geconcentreerde producten te kopen, kunt u de hoeveelheid verpakking beperken die u gebruikt. In uw gegevenstabel ziet u dat hoe meer wasbeurten een verpakking wasproduct bood, hoe minder verpakkingen er gekocht moesten worden voor 100 wasbeurten. Dit betekent dat u minder verpakkingen moet verwijderen als ze leeg zijn. Recyclage en hergebruik zijn andere goede manieren om het afval te beperken. Gerecycleerde producten eindigen niet als afval, maar worden opnieuw verwerkt in nieuwe producten. Verpakkingen maken van gerecycleerd materiaal is milieuvriendelijk omdat de natuurlijke hulpmiddelen in stand worden gehouden doordat er minder grondstoffen worden gebruikt. Als u producten koopt die vervaardigd zijn uit gerecycleerd materiaal, maakt u de ‘cirkel’ rond door een vraag naar gerecycleerde producten te creëren.


Pagina 29/40

Experiment: 13 Geschikt voor: 12-17 jaar Timing: Voorbereiding: 30 minuten + tijd om de gelatinepudding te doen stollen (4 uur of ‘s nachts) Experiment: 20-30 minuten + tijd voordat de enzymen beginnen te werken (4 uur of ‘s nachts) SiB voor scholen Experimentenmenu Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Wat een enzym is? - Wat enzymen doen in wasproduct? Tips voor leerkrachten Als u de schaaltjes klaarmaakt, zal de gelatineoplossing schuimen als u het zuiveringszout toevoegt. Laat dit schuim wegzakken (roeren helpt) voordat u de schaaltjes vult. U kunt het schuim ook van het oppervlak scheppen voordat u de schaaltjes vult. Het gebruik van een brede waaier van

Werking van detergentenzymen ? Doelstelling Het gebruik en de activiteit van enzymen in detergenten bepalen. Materiaal (per student of groep van studenten) ¾ 1 petrischaaltje (of bord met doorzichtige bodem) met een gelatinedessert (bv. JELL-O of gelatinepudding – zie “Voorbereiding van het materiaal”) ¾ Een voorgesneden papieren sjabloon (zie “Voorbereiding van het materiaal) ¾ 1 markeerstift ¾ 1 plastic rietje ¾ 1 liniaal ¾ Tandenstokers ¾ Detergentoplossingen met en zonder enzymen (zie “Voorbereiding van het materiaal”) ¾ Druppelbuisjes en buisjes ¾ Gedistilleerd water Procedure 1. Neem een petrischaaltje gevuld met gelatinepudding. 2. Plaats het schaaltje met de bovenkant naar boven op de sjabloon en verwijder het deksel. Gebruik het plastic rietje om rondjes uit te snijden. Gebruik de sjabloon als patroon. 3. Verwijder met een tandenstoker de propjes uit het rietje en gooi ze weg. Zorg ervoor dat u het gelatineschaaltje niet scheurt. Nummer de rondjes aan de onderkant van uw schaaltje zoals getoond op de sjabloon. (Noteer uw initialen en de datum als u dit experiment uitvoert in klasverband).


Pagina 30/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Zelfs als u werkt met voedsel mag u nooit eten of drinken terwijl u experimenten uitvoert. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen.

Nieuwe woordenschat Enzymen zijn een belangrijk element in veel moderne detergenten. Dit zijn complexe molecules geproduceerd door levende organismen die specifieke taken vervullen. Enzymen die proteasen worden genoemd breken (splitsen) proteïnen af (op uw kleding kunnen er zich protease houdende vlekken bevinden bvb. de rode kleur van ketchup). Andere types van enzymen vervullen verschillende taken: sommige breken zetmeel af, andere breken vet af. Negatieve controle: een steekproef die parallel gebeurt met een experiment en waarbij van de stof in kwestie geweten is dat ze geen negatief effect heeft. Dit dient als controlemaatregel.

detergenten zal de interessantste resultaten opleveren. Voorbereiding van het materiaal Gelatineschaaltjes (goed voor 5-6 schaaltjes): Los ½ pakje (~42 gram of 3 ½ eetlepels) mix voor gelatinedessert (bv. JELL-O of gelatinepudding) op in ½ kopje (120 ml) kokend water. Gebruik natriumbicarbonaat (zuiveringszout) om de pH op 8 te brengen, de optimale pH voor enzymactiviteit (vereist ~ 1 eetlepel (15 ml) zuiveringszout. Hint: voeg dit langzaam toe om het schuimen te beperken). Giet ~ 25 ml in elk petrischaaltje (standaardformaat van petrischaaltje – diameter 100 mm). De hoeveelheden in dit recept kunnen verhoogd worden als er meer schaaltjes vereist zijn. Als u geen petrischaaltjes hebt, kunt u het mengsel ook in een doorzichtige ondiepe kom of een doorzichtig plat bord gieten. Detergentoplossingen: Selecteer een aantal detergenten die enzymen bevatten en een aantal detergenten die geen enzymen bevatten. Dit staat op de verpakking bij de wasingrediënten aangegeven. Meng 1/2 koffielepel van elk detergent in 10 ml gedistilleerd water en doe dit in genummerde testbuisjes. Plaats een druppelbuisje in elk buisje en let erop dat u de druppelbuisjes niet door elkaar

4. Meet de diameter van de rondjes (in mm) met een liniaal. Noteer elke diameter in tabel 1 als “initiële diameter”. 5. Kies 6 verschillende detergentoplossingen en noteer de namen in tabel 1. 6. “Vul” de rondjes voorzichtig met deze detergenten. Om de rondjes te vullen, plaatst u het druppelbuisje goed in het rondje en doet u voorzichtig net voldoende vloeistof in het rondje tot het helemaal gevuld is. Gebruik enkel het druppelbuisje dat in elke oplossing staat. Gebruik de druppelbuisjes niet door elkaar. Doe gedistilleerd water in rondje 7. Dit zal uw “negatieve controle” zijn (het monster waaraan niets in toegevoegd, om te vergelijken met de testoplossingen). 7. Plaats het deksel opnieuw op het petrischaaltje en plaats het schaaltje gedurende enkele uren (~4 uur) of ’s nachts rechtop in de koelkast. Raak het schaaltje gedurende deze tijd niet aan.

Verdere links en informatiebronnen

Resultaten

Voor meer informatie over enzymen in wasproducten: http://www.scienceinthebox.com/ en_UK/glossary/enzymes2_en.html

Observeer de rondjes in het petrischaaltje. Noteer alle fysieke veranderingen die u opmerkt aan sommige of alle rondjes. Waren er veranderingen rond rondje 7? Leg uit. Meet de diameter van elk rondje in mm. De diameter van een rondje is de afstand tussen de ene vaste kant van het rondje en de andere vaste kant. Noteer deze afstand in tabel 1 als de “uiteindelijke diameter”. Bij welke producten vergrootte de diameter van het rondje? Tabel 1 Rondje 1 2 3 4 5 6 7

Naam van detergent

Gedistilleerd water

Initiële diameter (mm) mm mm mm mm mm mm mm

Uiteindelijke diameter (mm) mm mm mm mm mm mm mm


Pagina 31/40

Bron Access Excellence: “There’s Always Room for JELL-O” op e Deze cursus werd opgesteld door Elaine Kilmer en Martha Thompson terwijl ze werkten aan het curriculumproject "Science in the Real World: Microbes in Action", gesponsord door de Coordinating Board for Higher Education, de Universiteit van Missouri-St. Louis en het Mathematics & Science Education Center.

haalt, want anders zullen uw oplossingen vermengd worden. U kunt deze oplossingen op voorhand maken. Sjabloon voor gelatineplaatje:

Bespreking JELL-O en andere gelatinedesserten bevatten gelatine, een proteïne die aanwezig is in dierlijke weefsels. Deze desserten gelatineren als ze afkoelen, waardoor ze stollen. Er worden aan detergenten vaak enzymen toegevoegd om bepaalde vlekken te kunnen verwijderen door een brede waaier van organische molecules af te breken. Een type van enzym, protease, breekt proteïnemolecules af. De werking van proteasen is te zien aan de afbraak van de zijkanten van de rondjes. Als de gelatine afgebroken is, kan het product niet langer gelatineren en begint het vloeibaar te worden. Welke detergenten bevatten volgens u op basis van uw resultaten enzymen? Welke detergent bevat volgens u het meest protease? Protease is niet het enige enzym dat toegevoegd wordt aan detergenten. Amylase (dat zetmeel afbreekt) en lipase (dat vet afbreekt) zijn ook enzymen die vaak worden toegevoegd aan detergenten. Waarom is het volgens u voordelig om enzymen toe te voegen aan detergenten en andere schoonmaakproducten?

Vergroot deze sjabloon tot het formaat van een standaard petrischaaltje (i.e. met 200 %).


Pagina 32/40


Hebt u zich ooit al afgevraagd…? - Wat zeep doet met de oppervlaktespanning van water?

Kleurexplosie Doelstelling Begrippen zoals oppervlakte-actieve stoffen en oppervlaktespanning introduceren en aantonen welke invloed detergenten kunnen hebben op oppervlaktespanning van een vloeistof. Materiaal ¾ Ondiepe schaal of taartvorm ¾ Melk (afgeroomde melk werkt het best) ¾ Twee kleuren voedingskleurstof ¾ Afwasmiddel Dreft Procedure ¾ Giet de melk in de ondiepe schaal en laat dit eventjes staan tot de belletjes weg zijn. ¾ Doe een paar druppeltjes van elke kleur van voedingskleurstof op de melk. Probeer de kleuren afzonderlijk te houden. Niet roeren! ¾ Voer de volgende stap traag en zeer aandachtig uit. Doe één druppeltje detergent op het melkoppervlak uit de buurt van de kleurdruppels. ¾ Bekijk hoe de zeep de kracht vernietigt die de kleurdruppels uit elkaar houdt. Resultaten Eerst blijft de voedingskleurstof bovenop de melk drijven. Zodra het afwasmiddel het melkoppervlak raakt, trekken de kleurvlekken weg van de detergentdruppel. Dit komt doordat het detergent de trekkracht van de oppervlaktespanning in het water vermindert waar de detergentdruppel landt. Er is echter nog altijd trekkracht van de molecules aan de andere kant van de kom, waardoor de voedingskleurstof de beweging van het melkoppervlak naar de andere kant van de kom volgt. U kunt hetzelfde experiment uitproberen met babypoeder of peper in plaats van voedingskleurstof.


Pagina 33/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Zelfs als u werkt met voedsel mag u nooit eten of drinken terwijl u experimenten uitvoert. ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen. Nieuwe woordenschat Oppervlaktespanning: een natuurlijke eigenschap van een vloeistof die de vloeistof een sterke “huid” bezorgt – een gespannen buitenkant. De huid wordt samengehouden omdat moleculen aangetrokken worden naar het oppervlak. Dit verklaart waarom waterdruppels parels kunnen vormen, waarom sommige insecten op water kunnen lopen en waarom olie en water zich niet vermengen. Surfactant betekent oppervlakte-actief bestanddeel: een stof die de oppervlaktespanning vermindert en die ervoor zorgt dat vet en vuil zich met water kunnen vermengen, waardoor ze gemakkelijker verwijderd kunnen worden van oppervlakken zoals de menselijke huid, kleding en borden.

Tips voor leerkrachten De demonstratie werkt het best in groepjes van vijf tot zes leerlingen.

Bespreking Zowel zeep als detergent zijn oppervlakte-actieve stoffen. Doordat ze de oppervlaktespanning van water verminderen hebben zepen en afwasmiddelen een reinigende werking, omdat vuil en vet zich gemakkelijker kunnen vermengen met water en weggespoeld kunnen worden.

Verdere links en informatiebronnen Bronnen: “Exploding colors” op: http://www.epa.gov/OWOW/NPS/ kids/EXCOLORS.HTM “Sugar and Spice” door Phil Parratore Carson-Dellosa Publishing Company, Inc, 2001.


Pagina 34/40

Experiment: 15 Geschikt voor: 8-17 jaar Timing: 15 minuten SiB voor scholen Experimentenmenu Hebt u zich ooit al afgevraagd…? Waarom een luier van een baby zo zwaar kan zijn terwijl de baby toch droog aanvoelt?

Tips voor leerkrachten Om een eenvoudige zoutoplossing van 0,9 % te maken, mengt u 0,9 g zout (NaCl) met 100 ml gedistilleerd water (2,7 g per 300 ml).

De watereter Doelstelling Het absorptievermogen aantonen van superabsorberende materialen in Pampers in vergelijking met stoffen/katoenen luiers. Materiaal ¾ Een beker met een inhoud van 1500 ml ¾ 1 stopwatch ¾ 1 liniaal (minimum 15 cm) ¾ 1 waterproof markeerstift ¾ 1 stoffen luier (of een andere absorberende doek, bv. een handdoek) ¾ 1 Pampers luier ¾ 300 ml zoutoplossing (0,9 %) ¾ 2 handdoeken ¾ 1 digitale weegschaal tot drie cijfers na de komma ¾ 2 zware poppen (of een ander zwaar voorwerp) (minstens 5 kg) Procedure ¾ Weeg de twee droge handdoeken op de weegschaal en noteer het gewicht tot drie cijfers na de komma. ¾ Zet met de markeerstift een punt aan de binnenkant van zowel de stoffen luier als de Pampers luier, in het midden op 13 cm van de voorste rand. ¾ Giet traag 150 ml van de zoutoplossing op het punt dat u op elke luier hebt gemarkeerd. Laat de luiers vijf minuten liggen. Leg dan de handdoeken op het gemarkeerde punt van elke luier en plaats gedurende 30 seconden een zware pop of een zwaar voorwerp op elke luier. ¾ Weeg na 30 seconden de natte handdoeken op de weegschaal, tot drie cijfers na de komma. ¾ De totale vochtigheid kan berekend worden door het gewicht van de droge


Pagina 35/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen.

Nieuwe woordenschat Superabsorberende materialen: Kristalstructuren van polymeergel die tot 1000 keer hun eigen gewicht in water absorberen.

Verdere links en informatiebronnen Bron: P&G Research and Development Dept. Voor meer informatie over de manier waarop superabsorberende stoffen de waterafgifte voor planten beter kunnen sturen, raadpleegt u het artikel van Geohumus: Het principe van Pampers.

handdoek af te trekken van het gewicht van de natte handdoek. Het verschil (totale vochtigheid) is de hoeveelheid water afgegeven door elke luier. Resultaten Product Droge handdoek [g]

Stoffen luier

Pampers

Natte handdoek [g] Totale vochtigheid [g]

Bespreking Is er een groot verschil tussen het absorberende vermogen van katoenen luiers en Pampers? Wat is de oorzaak van dit verschil? Als de vloeistoffen opgevangen worden in de superabsorberende structuren, creëren ze een waterstofbrug waardoor de vloeistof niet kan wegstromen, zelfs niet als er druk wordt uitgeoefend. Daarom kunnen luiers zo zwaar lijken en toch niet lekken. Welke andere dingen kunt u doen met superabsorberende stoffen? ¾ Doordat ze zoveel water ophouden helpen ze waterplanten in droge regio’s door water op te houden in zanderige bodems (zie artikel in de bijlage: het principe van Pampers). ¾ Bij de bestrijding van branden worden superabsorberende stoffen toegevoegd aan het bluswater om de waterschade aan het geredde gebouw te beperken.


Pagina 36/40

Experiment: 16 Geschikt voor: 8-17 jaar Timing: 20 minuten

Zoute soep


Materiaal ¾ 6 g superabsorberend materiaal (zie Voorbereiding van het materiaal) ¾ glazen bekers met een inhoud van 250 ml ¾ stopwatch ¾ eetlepel ¾ 100 ml gedistilleerd water ¾ 100 ml zoutoplossing (0,9 %)

Hebt u zich ooit al afgevraagd…? Welke invloed heeft zout op het absorptieproces?

Doelstelling De absorptieverschillen tussen gedistilleerd water en een zoutoplossing aantonen.

Procedure ¾ Doe een eetlepel superabsorberend materiaal (ca. 3 g) in een glazen beker van 250 ml en doe er 100 ml gedistilleerd water in. ¾ Roer twee à drie keer en start de stopwatch. Laat de oplossing rusten en registreer de vereiste tijd om de vloeistof volledig te absorberen. ¾ Herhaal de test met de zoutoplossing. Vergelijk de twee resultaten.

Tips voor leerkrachten Hoe een zoutoplossing van 0,9 % maken? Om een eenvoudige zoutoplossing van 0,9 % te maken, mengt u 0,9 g zout (NaCl) met 100 ml gedistilleerd water.

Resultaten

Hoe superabsorberende stoffen uit de luier halen? Materiaal: ¾ Luiers van maat 4 of 5 (bv.

Waarom werd de zoutoplossing niet op dezelfde manier geabsorbeerd als het gedistilleerde water?

Gedistilleerd water [min.]

Zoutoplossing (0,9 %) [min.]


Pagina 37/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Was uw handen regelmatig. ¾ Denk er altijd aan de instructies zorgvuldig te lezen en op te volgen.

Nieuwe woordenschat Superabsorberende materialen: kristalstructuren van polymeergel met geladen groepen, die tot 1000 keer hun eigen gewicht in gedistilleerd water absorberen. Verdere links en informatiebronnen Bronnen P&G Research and Development Department. Bekijk een vergelijkbaar experiment op: http://www.youtube.com/watch? v=2errdUFTo58&feature=related

Pampers Baby Dry): 1 luier zal ongeveer 6-8 g superabsorberend materiaal opleveren ¾ Schaar ¾ Een doorzichtig diepvrieszakje met “ziploc” Procedure: 1. Snijd de luier in het midden (in de lengte) in 2 helften. 2. Doe de helften in een plastic zakje, sluit het zakje en schud er eventjes mee – het superabsorberend materiaal zal eruit vallen in de vorm van kleine korreltjes. Verwijder de luierhelften en neem de superabsorberende korreltjes.

Bespreking Welke invloed heeft zout op het waterabsorptieproces? De drijvende kracht achter het absorptievermogen van superabsorberende stoffen wordt osmotische druk genoemd. Osmotische druk wordt geproduceerd als er een verschil in concentratie is tussen twee oplossingen (in dit geval schuilt het verschil in de concentratie van de ionenladingen tussen de oplossing en de superabsorberende stof). Terwijl gedistilleerd water ionenvrij is en nagenoeg geen lading heeft, bevat zout water geladen ionen. Het verschil in de concentratie van ladingen tussen het zoute water en de superabsorberende stof is dus kleiner. Het kleinere verschil houdt in dat de osmotische druk vermindert en dat de superabsorberende stof minder en trager absorbeert.


Pagina 38/40


Hebt u zich ooit al afgevraagd…? Hoe negatieve en positieve ladingen in een batterij tot stand komen? Hoe een zuur werkt om een batterij aan te drijven?

Een citroencelbatterij maken Doelstelling Tonen hoe een batterij werkt door citroenen te gebruiken om een klein elektrisch toestel aan te drijven. Materiaal ¾ Citroenen ¾ Schroeven met een koperlaagje (u kunt ook dikke koperdraad of muntstukken gebruiken) ¾ Lange nagels met een zinklaag (gegalvaniseerd) (u kunt ook dikke paperclips gebruiken) ¾ Draad ¾ Een klein elektrisch toestel met gemakkelijk toegankelijke positieve en negatieve laadpunten (een LED-lampje, kerstverlichting, een rekenmachine op batterijen, een klok of een horloge) ¾ Een kleine draadschaar ¾ Elektriciteitstape Procedure - Rol de citroenen voorzichtig onder lichte druk over een effen oppervlak om de pulp binnenin los te maken (zorg ervoor dat de schil niet scheurt). - Knip twee stukjes draad af (van minstens 30 cm lang). - Draai de uiteinden van de twee metaaldraden strak rond de kop van de schroef en rond de nagel (gebruik elektriciteitstape om het contact te verzekeren als de metaaldraad gemakkelijk loskomt). Het is gemakkelijker om draad te gebruiken met “krokodillenklemmen” aan de uiteinden. - Steek de nagel en de schroef in de citroen – zorg ervoor dat ze zich voldoende ver van elkaar bevinden, zodat ze elkaar niet aanraken. Steek ze ook voldoende diep, zodat ze in


Pagina 39/40

Veiligheid voor alles! Voor dit experiment: ¾ Eet de citroenen na het experiment niet op ¾ Wees voorzichtig als u scherpe voorwerpen gebruikt zoals nagels en schroeven ¾ Test elektrische stroom niet op uw lichaam. Nieuwe woordenschat Elektroden: Een elektrische geleider die bestaat uit twee verschillende materialen (bv. zink en koper) die elektronen aantrekken of afstoten. Elektrolyt: Een oplossing die elektriciteit geleidt tussen de elektroden.


Vergelijkbare resultaten zijn ook mogelijk bij gebruik van andere zure fruit- en groentesoorten (sinaasappels, appels, aardappelen, ...). U kunt de studenten aanmoedigen om ander fruit te zoeken en na te gaan in welke mate ze effectief ladingen produceren. Zorg ervoor dat de oppervlakte rond de citroenen droog is. Als het sap van de ene citroen in contact komt met een andere citroen, dan kan dit de prestaties van uw citroencel beïnvloeden. Als u bredere zinken koperstroken gebruikt in plaats van nagels en schroeven, dan zou de lading groter moeten zijn. Probeer andere metalen uit, zoals ijzer, om na te gaan of het voltage toeneemt.

contact zijn met het sap. - U zult waarschijnlijk minstens twee citroencellen moeten gebruiken om de meeste toestellen aan te drijven. Maak dus een tweede citroen klaar zoals hierboven, en gebruik een andere draad om de koperen schroef (positieve lading) van de ene citroen te verbinden met de zinken nagel (negatieve lading) van de andere citroen (zoals een batterijketen). - Sluit de draad van de koperen schroef aan op het positieve (plus) contactpunt van het elektrische toestel en de draad van de zinken nagel op het negatieve (min) contactpunt. Als u meerdere citroenen gebruikt, breng de verbinding dan tot stand vanaf de nietgeschakelde schroeven en nagels. Resultaten Zodra u de positieve en negatieve ladingen met elkaar verbindt, zou u moeten zien dat het elektrische toestel werkt alsof er een batterij in zit. Als het toestel niet werkt, probeert u eerst om de draden te verwisselen – controleer of het koperen contactpunt verbonden is met het positieve contactpunt, en de zinken nagel met het negatieve contactpunt. Twee citroenen zouden moeten volstaan om een kleine rekenmachine aan te drijven (als het niet lukt probeert u meer citroenen toe te voegen aan de keten). U kunt de citroenen lichtjes samenpersen om “meer sap te bekomen”.

Bespreking Een batterij bestaat uit twee verschillende metalen (bv. koper en zink), elektroden genoemd, die in een oplossing worden geplaatst die elektriciteit geleidt. Deze oplossing wordt een elektrolyt genoemd. In de citroencel zijn er twee verschillende reacties tussen het citroensap en de verschillende metalen. Koperatomen trekken meer elektronen aan dan zinkatomen. De elektronen trekken weg van de zinken nagel en verzamelen zich in de buurt van de koperen schroef, waardoor ze een lading creëren. De draad geleidt de elektronen dan in een zogenaamde elektrische stroom – die van het positieve contactpunt naar het negatieve contactpunt gaat (en door het elektrische toestel loopt en zo het toestel van de nodige stroom voorziet).

Wat zou er gebeuren mocht u: ¾ De citroenen in 2 snijden? ¾ Ander fruit gebruiken (citrus en niet-citrus)? ¾ Citroensap gebruiken in plaats van citroenen? Wat als u azijn gebruikt? ¾ Proberen om grotere elektrische toestellen zoals een zaklamp of radio van stroom te voorzien?


Pagina 40/40

Verdere links en informatiebronnen http://energyquest.ca.gov/projects/ lemon.html Bekijk een video van een experiment met een citroenbatterij op: http://www.youtube.com/watch? gl=CA&hl=en&v=AY9qcDCFeVI

Wetenschappelijke experimenten

Recommend Documents