1bis Samenhang tussen het ademhalingsstelsel en het bloedvatenstelsel Zuurstofgas is heel belangrijk voor dieren en dus ook voor de mens. Samen met de suikers die we opeten, zorgt zuurstofgas ervoor dat ons lichaam energie heeft. Energie hebben we nodig om te bewegen, om te studeren en zelfs om onze lichaamstemperatuur op peil te houden. Als we een zware inspanning doen, hebben we uiteraard meer energie nodig. In een aantal experimenten kunnen we nagaan hoe ons lichaam reageert op een zware inspanning. We kunnen ons daarbij volgende vragen stellen: Hoe reageert ons hart op een zware inspanning? Kunnen we aan iemands ademhaling merken dat hij of zij een zware inspanning doet? Gebeurt er iets met onze lichaamstemperatuur? Kan je ook aan iemands gezicht zien dat hij of zij een zware inspanning doet? We werken in groepjes van drie. Onderzoeksvragen Verwoord zelf de onderzoeksvragen. 1 2 3 Hypothesen Verwoord zelf de hypothesen. 1 2 3 Per groepje van drie: koortsthermometer chronometer Wat moet je weten? Alle organen die ervoor zorgen dat het organisme zuurstofgas kan inademen en koolstofdioxide kan uitademen, vormen samen het ademhalingsstelsel. Het hart en de bloedvaten zijn de organen die samen zorgen voor het transport van stoffen, zoals zuurstofgas, doorheen het lichaam. Als water op je huid verdampt, zal je lichaamstemperatuur dalen. 1
Werkwijze Beschrijf hieronder wat je gaat uitvoeren om je hypothesen te testen. Waarnemingen Schrijf op een apart blad je waarnemingen en de resultaten van je metingen. Maak eventueel gebruik van tabellen. Besluit Formuleer nu zelf je besluiten, na overleg met de medeleerlingen uit je groepje. 1 2 3 Bijkomende vragen 1 Als iemand een zware inspanning doet, gaat hij of zij zweten. Wat is het nut daarvan? Zweet verdampt, waardoor de lichaamstemperatuur gaat dalen. 2 Als iemand een zware inspanning doet, wordt zijn of haar huid rood. Hoe komt dat? Door de inspanning verhoogt de bloeddruk, ook in de haarvaten aan het lichaamsoppervlak, die gaan verwijden. Wat is het nut daarvan? Ook hierdoor verliest het lichaam overtollige warmte. 2
3bis De massa koolstofhoudende verbindingen bepalen Onderzoeksvraag Formuleer zelf een onderzoeksvraag. Wat is het gehalte aan koolstofhoudende verbindingen in organismen? Achtergrondinformatie Als je droge massa enkele uren in een oven verhit tot ongeveer 450 C zullen de koolstofhoudende verbindingen hieruit verdwijnen als vluchtige verbrandingsproducten. Wat overblijft, zijn niet-vluchtige verbrandingsproducten, de as. Hypothese Formuleer een hypothese. Als we gedroogde voedingsmiddelen gedurende enkele uren tot 450 C opwarmen, zal het gewicht dalen, omdat de koolstofverbindingen eruit ontsnappen. De gewichtsdaling komt overeen met de hoeveelheid koolstofhoudende, vluchtige verbrandingsproducten. vers droog materiaal (zie aan de slag 2 oven porseleinen kroes weegschaal Methode Werk in groepen. Sommige groepen onderzoeken het droog dierlijk materiaal, andere het plantaardig materiaal. 1 Weeg het kroesje en markeer het. 2 Vul het met het droog materiaal. 3 Weeg het en noteer de totale massa in een tabel. 4 Zet alles enkele uren in de oven op 450 C. 5 Weeg daarna opnieuw. Waarnemingen massa kroesje: A = totale massa voor de opwarming: B = totale massa na de opwarming: B = 3
Verwerking 1 Noteer de massa voor en na, en bereken het verschil. 2 Bereken hoeveel % van de oorspronkelijke massa verdwenen is. voor de opwarming massa porseleinen kroesje totale massa massa voedingsmiddelen voor de opwarming A = g B = g C = B - A = g na de opwarming massa porseleinen kroesje totale massa massa voedingsmiddelen na de opwarming A = g B = g C = B A = g % verdwenen massa = [(C - C /C] x 100 = % Verklaring De massa is afgenomen, omdat de koolstofverbindingen uit de voedingsmiddelen ontsnapt zijn. Uit andere experimenten (zie 3, eerste experiment: Aantonen van gasvormige verbindingen die peilen naar de samenstellende chemische bestanddelen van de droge stof, blijkt dat ook zuurstof (O, waterstof (H en stikstof (N in de voedingsmiddelen kunnen voorkomen. Het gehalte ervan is afhankelijk van de soort molecule. Besluit De droge stof van een organisme bestaat voornamelijk uit koolstofhoudende moleculen. 4
4bis Anorganische elementen in voedingsstoffen aantonen (elementaire analyse van as Na het drogen van de verse voedingsmiddelen (droogoven bij 110 C en het verwijderen van de organische stoffen (oven bij 450 C blijven alleen nog de niet-vluchtige stoffen over in de as. Dit zijn de anorganische stoffen. Onderzoeksvraag Formuleer zelf een onderzoeksvraag. Uit welke chemische elementen zijn de anorganische stoffen, die in de as van voedingsstoffen overblijven, opgebouwd? Achtergrondinformatie Vooraleer je de anorganische stoffen in de voedingsmiddelen kan aantonen, moet je de resterende, niet-vluchtige koolstofverbindingen (carbonaten eruit extraheren. Voor de opsporing van de overblijvende anorganische stoffen zijn er telkens andere experimenten nodig. Kalium en natrium kan je met eenzelfde test opsporen; naargelang het resultaat kan je zien welke van de twee stoffen aanwezig is. Hypothese Na verwijdering van alle koolstofverbindingen uit de voedingsmiddelen blijft er heel weinig as over. Aangezien hierin alleen nog anorganische stoffen voorkomen, zal het gehalte aan deze anorganische stoffen zeer laag zijn. voor het verwijderen van de onoplosbare carbonaten (CO 3 weegschaal erlenmeyer met doorboorde stop buisje pipet van 20 ml HNO 3 10 % kalkwater Aantonen van ijzer, fosfor, zwavel en chloor aan te tonen ijzer fosfor zwavel chloor te testen materiaal droge as droge as droge as droge as toe te voegen bloedloogzout K 4 Fe(CN 6 1 ml salpeterzuur (HNO 3 3 ml ammoniummolybdaat (NH 4 2 + MoO 4 bariumchloride (BaCl 2 zilvernitraat (AgNO 3 Aantonen van natrium en kalium natrium/kalium droge as 5
Referentieproef anorganische elementen De referentieproeven kunnen klassikaal uitgevoerd worden om aan te tonen hoe elementen worden opgespoord. Ze worden hier volledigheidshalve vermeld. Aantonen van ijzer, fosfor, zwavel en chloor te testen materiaal ijzer fosfor zwavel chloor materiaal 4 reageerbuizen pipet van 1 ml druppelteller 30 ml H 2 O 2 pyrex reageerbuizen pipet van 1 ml en 3 ml 30 ml H 2 O 2 reageerbuizen druppelteller 30 ml H 2 O 2 reageerbuizen druppelteller 30 ml H 2 O referentiemateriaal 1% ijzer(2chloride (FeCl 2 ijzer(3chloride (FeCl 3 natriumchloride (NaCl kaliumchloride (KCl 1% natriumfosfaat (Na 3 natriumchloride (NaCl 1% Na 2 Na 3 1% natriumchloride (NaCl natriumsulfaat (Na 2 toe te voegen bloedloogzout K 4 Fe(CN 6 1 ml salpeterzuur (HNO 3 3 ml ammoniummolybdaat (NH 4 2 + MoO 4 bariumchloride (BaCl 2 zilvernitraat (AgNO 3 Aantonen van natrium en kalium natrium/kalium magnesiumstaaf (Mg gedestilleerd water brander blauw kobaltglas lucifers bokaal met natriumchloride (NaCl of kaliumchloride (KCl Methode Aantonen van ijzer, fosfor, zwavel en chloor 1 Opsporen van ijzer Doe 1 ml van elke 1 %-oplossing (FeCl 2, FeCl 3, NaCl en KCl in vier reageerbuisjes. Voeg aan elke oplossing enkele druppels (1 ml geel bloedloogzout toe. 2 Opsporen van fosfaten Doe 1 ml van een waterige oplossing Na 3 en van NaCl in de twee pyrex reageerbuizen. Giet er 1 ml HNO 3 bij. Voeg aan de Na 3 -oplossing 3 ml ammoniummolybdaat toe en verwarm. Als je geen neerslag krijgt, voeg je een overmaat molybdaat bij. Doe hetzelfde met de NaCl-oplossing. 6
3 Opsporen van zwavel Doe in elke reageerbuis 1 ml van de Na 2 - en Na 3 -oplossing. Voeg telkens enkele druppels bariumchloride toe. 4 Opsporen van chloor Doe in elke reageerbuis 1 ml van de NaCl- en Na 2 -oplossing. Voeg telkens enkele druppels zilvernitraat toe. Natrium en kalium opsporen Referentieproef Bevochtig het uiteinde van de magnesiumstaaf met het gedestilleerd water. Dompel het in de bokaal met NaCl en houd het in het niet-lichtend deel van een vlam. Herhaal hetzelfde met KCl. Waarnemingen ion naam Reactive Fe 2+ ijzerion lichtblauwe neerslag Fe 3+ ijzerion donkerblauwe neerslag 3 fosfaat gele kristallijne neerslag sulfaat witte neerslag Cl chloor witte neerslag Na + natrium intens gele kleur K + kalium violetroze kleur Methode 1 Verwijderen van de onoplosbare carbonaten (CO 3 : Weeg 5 g as af en doe die in de erlenmeyer. Voeg 20 ml HNO 3 toe (10 %. Sluit de erlenmeyer af met de doorboorde stop en leid met behulp van het buisje de ontwijkende gassen in kalkwater. 2 Aantonen van ijzer, chloor, fosfor en zwavel: Voeg 30 ml gedestilleerd water toe aan de as. Filtreer het mengsel en verdeel het filtraat over vier genummerde reageerbuizen. Voeg aan elke reageerbuis een ander reagens toe. 3 Natrium en kalium opsporen: Dompel het uiteinde van de magnesiumstaaf in het gedestilleerd water. Doe er wat as op en houd het in de vlam van de brander. Kijk naar de kleur en kijk daarna nog eens door blauw kobaltglas. 7
Waarneming Noteer je waarnemingen. 1 Kalkwater wordt troebel. 2 lichtblauwe of donkerblauwe neerslag witte neerslag gele kristallijne neerslag witte neerslag 3 De vlam wordt intens geel. Door kobaltglas is de vlam blauw. Verwerking aangetoond met reactie aangetoond bloedloogzout licht- of donkerblauwe neerslag ijzerionen (Fe 2+ of Fe 3+ salpeterzuur en ammoniummolybdaat gele, kristallijne neerslag fosfaat ( 3- bariumchloride witte neerslag sulfaat ( 3- zilvernitraat witte neerslag chloor (Cl - vlamtest met Mg fel geel natrium (Na + vlamtest met Mg roos-violet kalium (K + Verklaring 1 De vertroebeling van kalkwater wijst op de aanwezigheid van koolstof. 2 De analysetesten tonen de aanwezigheid van meerdere anorganische elementen aan. 3 De kleur van de vlam is eerst geel, maar als die kleur gefilterd wordt door het kobaltglas, zien we een paarse kleur. We kunnen dus stellen dat er zowel kalium natrium in de as aanwezig is., als Besluit Naargelang het geteste voedingsmiddel, treffen we andere anorganische stoffen aan. Ondanks het feit dat we slechts een kleine hoeveelheid as getest hebben, zijn er meerdere chemische elementen aangetoond. Het gehalte aan anorganische stoffen is dus laag, maar wel gevarieerd. 8
19bis Additieve kleurenmenging op het netvlies van ons oog Onderzoeksvraag Wat zijn negatieve nabeelden? Hypothese figuren bv. cirkels in verschillende kleuren: rood, groen, blauw, geel, cyaanblauw en magenta wit scherm of wit blad papier Methode Kijk gedurende 30 seconden lang en intens naar een van de gekleurde figuren. Kijk onmiddellijk daarna op een wit scherm of wit blad papier. Herhaal eventueel met de andere kleuren. Wat zie je na het bekijken van: de rode figuur? cyaanblauw de groene figuur? magenta de blauwe figuur? geel de gele figuur? blauw de cyaanblauwe figuur? rood de magentagekleurde figuur? groen Besluit Nabeelden zijn fictieve beelden die ontstaan in de hersenen, wanneer je lang naar eenzelfde beeld kijkt en daarna een wit oppervlak bekijkt. Rood, groen en blauw noemen we de drie hoofdkleuren. Geel, cyaanblauw en magenta zijn de drie bijkleuren. Verklaring Nabeelden komen voor als bepaalde staafjes of kegeltjes in het netvlies tijdelijk niet geprikkeld kunnen worden. Door lang naar een zelfde beeld te kijken, raken de geprikkelde kegeltjes of staafjes (bij zwart-witafbeeldingen oververmoeid, waardoor ze minder gevoelig worden voor nieuwe prikkels. De betrokken staafjes of kegeltjes (bv. roodgevoelige kegeltjes zijn uitgeput. Bij het bekijken van een wit blad geven de oververmoeide zintuigcellen de nieuwe prikkel niet door aan de hersenen, maar de andere zintuigcellen wel. De hersenen krijgen dus slechts een deel van de informatie, waardoor het beeld dat je ziet (bv. cyaanblauw niet overeenkomt met de realiteit (= een wit blad. Als je de kleur van het object samenvoegt met de kleur van het nabeeld, dus met de complementaire kleur, levert dat wit licht op. 9