LEERPLAN SECUNDAIR ONDERWIJS Vak: Studierichting: Onderwijsvorm: Graad: Leerjaar: AV Chemie Basisvorming 1/1 lt/w Economie-moderne talen, Economie-wiskunde, Grieks-Latijn, Grieks-moderne talen, Griekswiskunde, Humane wetenschappen, Latijnmoderne talen, Latijn-wiskunde, Moderne talenwiskunde, Moderne talen-topsport, Wiskundetopsport ASO derde graad eerste en tweede leerjaar Leerplannummer: 2014/008 Nummer inspectie: (vervangt 2011/015) 2014/1018/1//D (vervangt 2011/332/1//D) pedagogische begeleidingsdienst Willebroekkaai 36 1000 Brussel
ASO 3e graad Basisvorming 1 INHOUD Visie... 2 Beginsituatie... 3 Algemene doelstellingen... 4 Leerplandoelstellingen / leerinhouden... 10 Pedagogisch-didactische wenken... 32 Overzicht van de leerstof in het leerplan...32 Algemene leerlijn voor natuurwetenschappen...33 Inhoudelijke leerlijnen natuurwetenschappen...34 Onderzoekscompetentie...40 Wenken bij de uitvoering van de leerlingenproef...40 Wenken bij de informatieopdracht...41 Minimale materiële vereisten... 46 Evaluatie... 48 Bibliografie... 51
ASO 3e graad Basisvorming 2 VISIE WETENSCHAPPEN VOOR DE BURGER VAN MORGEN Wetenschappen zijn een belangrijke component van onze cultuur. Ze reiken niet alleen middelen en methoden aan om de materiële werkelijkheid te begrijpen, maar ook om deze werkelijkheid te veranderen in overeenstemming met de menselijke noden. Wetenschappen bepalen in belangrijke mate het wereldbeeld van de maatschappij. Omgekeerd hebben waarden en opvattingen die in de samenleving leven ook een invloed op de wetenschappen en op hun ontwikkeling. Wetenschappen in de basisvorming beoogt de natuurlijke nieuwsgierigheid van jongeren tegenover de hen omringende wereld te stimuleren en te ondersteunen door er een wetenschappelijke fundering aan te geven. Dit gebeurt door hen in beperkte mate te introduceren in verschillende benaderingen van de natuurwetenschappen, namelijk: wetenschappen als middel om toestanden en verschijnselen uit de dagelijkse ervaringswereld te verklaren. Hier gaat het om het leggen van de verbinding tussen praktische toepassingen uit het dagelijkse leven en natuurwetenschappelijke kennis; wetenschappen als middel om op proefondervindelijke wijze gefundeerde kennis over de werkelijkheid te vinden. Het gaat dan om het ontwikkelen van een rationeel en objectief raamwerk voor het oplossen van problemen en het begrijpen van concepten die de verschillende natuurwetenschappelijke disciplines met elkaar verbinden; wetenschappen als middel om via haar technische toepassingen de materiële leefomstandigheden te verbeteren. Leerlingen herkennen hoe natuurwetenschappelijke ontwikkelingen invloed hebben op hun persoonlijke, sociale en fysieke omgeving; wetenschappen als cultuurverschijnsel en natuurwetenschap als mensenwerk. Leerlingen hebben notie van historische, filosofische, sociale en ethische aspecten van de natuurwetenschappen. Hierdoor zien en begrijpen ze relaties met andere disciplines. De leerlingen van de basisvorming worden voorbereid om als burger deel te nemen aan een moderne duurzame kennismaatschappij. In een steeds veranderende maatschappij zullen zij een actieve rol spelen als burger en als gebruiker van wetenschappelijke kennis. Zij beschikken over wetenschappelijke vaardigheden en zij zijn voldoende communicatievaardig om de relaties tussen wetenschappen en de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij te duiden. Zo zal de leerling ook verschillende attitudes nodig hebben om levenslang te leren, om in groep of zelfstandig, nauwkeurig en milieubewust te werken.
ASO 3e graad Basisvorming 3 BEGINSITUATIE Er wordt uitgegaan van het feit dat de leerlingen die de derde graad aanvatten minimaal de basisdoelstellingen van de tweede graad ASO hebben bereikt. Sommige leerinhouden van de tweede graad worden in de derde graad herhaald en uitgediept. Het is niet de bedoeling om deze te benaderen alsof ze compleet nieuw zijn. Via een aangepaste concentrische benadering krijgen de leerlingen de gelegenheid om geziene begrippen en structuren te integreren in hun wetenschappelijke kennis en verder uit te diepen naar een hoger beheersingsniveau. Tijdens de leerlingenproeven hebben de leerlingen een aantal onderzoeksvaardigheden en instrumentele vaardigheden onder begeleiding ontwikkeld zoals het gebruik van eenvoudige meetinstrumenten en apparaten. De ontwikkeling van deze vaardigheden wordt in derde graad voortgezet waarbij de zelfstandigheid en de zelfsturing van de leerling een belangrijke rol zullen spelen. Dit leerplan is een graad leerplan en is bestemd voor de leerlingen uit studierichtingen zonder de pool wetenschappen. Voor deze studierichtingen gelden de eindtermen chemie van de basisvorming (in het leerplan aangeduid met C) Het is van belang bij de beginsituatie van de leerlingen rekening te houden met een mogelijke divergentie in de bereikte voorkennis en wetenschappelijke vaardigheden.
ASO 3e graad Basisvorming 4 ALGEMENE DOELSTELLINGEN Het leerplan chemie is een graadleerplan voor twee lestijden per graad. Het leerplan streeft naar een ontwikkeling van de leerling als burger voor morgen en als toekomstig wetenschapper. Het leerplan sluit aan bij de kennis en vaardigheden opgebouwd in de tweede graad en zet de ontwikkeling voort van een vakspecifiek begrippenkader en van wetenschappelijke vaardigheden, informatie- en communicatievaardigheden. WETENSCHAPPELIJKE VAARDIGHEDEN Tijdens de lessen chemie voeren de leerlingen minimaal 4 leerlingenproeven in de derde graad uit. Bij elke leerlingenproef hoort een rapportering en zal afhankelijk van het experiment/opdracht een aantal andere algemene doelstellingen worden nagestreefd. De vakgroep wetenschappen zorgt hierbij voor een evenwichtige opbouw van de leerlijn leren onderzoeken/onderzoekend leren. In de derde graad leren de leerlingen creatief en autonoom omgaan met verworven wetenschappelijke vaardigheden ontwikkeld tijdens de eerste en tweede graad. Zo hebben leerlingen tijdens de eerste graad kennis gemaakt met fasen van de natuurwetenschappelijke methode en in de tweede graad hebben zij de ontwikkeling van de wetenschappelijke vaardigheden onder begeleiding verder gezet. Opdrachten en proeven creatief en autonoom uitvoeren betekent dat de leerlingen de mogelijkheid krijgen om bij bepaalde experimenten een eigen onderzoeksvraag te formuleren, dat zij zelf een plan mogen bedenken en uitvoeren. Deze aanpak zal de autonomie en verantwoordelijkheid van de leerling stimuleren. De uitvoering van proeven en opdrachten is maar effectief indien de leerlingen zelf ontdekkend en actief kunnen leren en werken. Het is van belang dat de leraar er voor zorgt dat de leerlingen voldoende ruimte krijgen voor eigen werk en ontwikkeling. Bij uitvoering van de leerlingenproeven worden een aantal algemene doelstellingen geselecteerd en ingeoefend door de leerlingen. Het volgende schema geeft aan in welke fase van de wetenschappelijke methode de algemene doelstellingen (AD1 tot AD10) chemie aan bod komen.
ASO 3e graad Basisvorming 5 Algemene doelstellingen bij de ontwikkeling van wetenschappelijke vaardigheden en het gebruik van de natuurwetenschappelijke methode nummer algemene doelstelling nummer van de gemeenschappelijke eindterm AD1 AD2 AD3 Informatie over een gegeven natuurwetenschappelijk verschijnsel verzamelen en ordenen. (oriëntatie) Bij een natuurwetenschappelijk verschijnsel een onderzoeksvraag opstellen en eventueel een hypothese formuleren. (onderzoeksvraag en hypothese) Een methode of een onderzoeksplan opstellen om de gestelde vraag te onderzoeken. (onderzoeksplan) W2 W1, W2 W2
ASO 3e graad Basisvorming 6 Wenken De leerlingen laten brainstormen, de verschillende facetten van het gegeven duidelijk laten beschrijven en eventueel met een schematische tekening de situatie laten verduidelijken. (AD1) Met enkele vragen de voorkennis van de leerlingen toetsen en eventueel bijsturen. (AD1) Vanuit de concrete situatie de leerlingen mogelijke vragen laten formuleren om zo te komen tot een duidelijke onderzoeksvraag. (AD2) De leerlingen formuleren zelf een toetsbare hypothese. (AD2) Bij het opstellen van een onderzoeksplan aandacht hebben voor de factoren die constant blijven tijdens het onderzoek (afhankelijke en onafhankelijke variabelen), en voor de haalbaarheid (materiaal, tijd, ). (AD3) AD4 AD5 AD6 AD7 AD8 Het onderzoeksplan uitvoeren en de resultaten overzichtelijk en nauwkeurig ordenen. (uitvoering) Tijdens de uitvoering van de opdracht/experiment de productetiketten interpreteren. (uitvoering) Tijdens de uitvoering van de opdracht/het experiment veilig en verantwoord omgaan met stoffen, voorwerpen en toestellen. (uitvoering) Bij het noteren van de meetwaarden de correcte wetenschappelijke terminologie, symbolen en SI - eenheden gebruiken en hierbij rekening houden met de meetnauwkeurigheid van het meettoestel. (verwerking) De waarneming/meetwaarden ordenen in een tabel en/of voorstellen in een grafiek.(verwerking) W2, W4 W3 W5 W3, W4 W3, W4 Wenken De leerlingenproeven een uitdagend en motiverend karakter geven en in verband brengen met een betekenisvolle en/of technische context. De productetiketten moeten goed leesbaar en volledig zijn. De gevarensymbolen en P- en H-zinnen zijn gekend. (AD5, AD6) Voor praktische tips rond Veiligheid in de schoollaboratoria en nuttige weblinks: smartschool virtuele klas chemie. (AD5, AD6) Bij de uitvoering van de proef planmatig, ordelijk en efficiënt werken met respect voor de omgeving, de materialen en materiëlen. De leerlingen sorteren het chemisch afval op een correcte manier. (AD4, AD6) De leerlingen passen de onderzoeksvaardigheden verworven tijdens de tweede graad stapsgewijze meer en meer zelfstandig toe bij de uitvoering van de leerlingenproeven. Het is best de proeven meer open te maken zodat de leerlingen vanuit een opdracht een volledig experiment leren opzetten, uitvoeren en hiervan een verslag maken. Waarnemingen moeten objectief geregistreerd worden en mogen niet verward worden met interpretaties. (AD4) De leerlingen moeten inzien dat de gebruikte meettoestellen moeten aangepast zijn aan te meten hoeveelheid stof/ de te meten grootheid. (AD7) De specifieke voordelen van het ordenen van meetwaarden in een tabel of grafiek toelichten. (AD8) AD9 Uit de waarnemingen/meetwaarden/grafieken conclusies trekken en het resultaat evalueren.(besluit en evaluatie) W3 AD10 Over een opdracht/onderzoek rapporteren en reflecteren.(rapportering) W3
ASO 3e graad Basisvorming 7 Wenken Leerlingen analyseren en verwerken de resultaten (o.a. via uitzetten van de resultaten in tabellen en grafieken) en formuleren op basis hiervan een relevant besluit. (AD9) De leerlingen hebben oog voor de reproduceerbaarheid/betrouwbaarheid van de meetresultaten bij de analyse van de meetwaarden. (AD9) De leerlingen reflecteren over het besluit. Het besluit wordt teruggekoppeld naar de geformuleerde hypothese, deze wordt bevestigd of weerlegd. In het laatste geval denken de leerlingen na over de hypothese, gebruikte methode en stellen aanpassingen voor. Ook indien de hypothese wordt bevestigd is het nuttig om te reflecteren over het resultaat (kan dit bevestigd worden door onafhankelijke experimenten? de gebruikte methode, de geziene leerstof, (AD10) Leerlingen rapporteren en communiceren over de resultaten van de proef door het maken van een verslag, een poster, korte mondelinge presentatie. (AD10) De leerlingen maken zelfstandig een verslag en gebruiken hierbij zoveel als mogelijk ICT. (AD10) Het verslag bevat minimaal volgende punten: (AD10) doel van de proef in de verwoording van een onderzoeksvraag; hypothese; (eventueel) beschrijving of tekening van de opstelling; plan of werkwijze met notatie van de waarnemingen en/of meetwaarden; het besluit; reflectie/verklaring Het is belangrijk dat de verslaggeving persoonlijk of in kleine groepjes gebeurt en dat leerlingen het verslag nauwkeurig en met de nodige stiptheid maken. (AD10) De leerlingen kennen de verschillende onderdelen die in een verslag moeten aanwezig zijn. Bij de evaluatie van de leerlingenproef aandacht hebben voor verschillende vaardigheden en attitudes die bij uitvoering van de proef en het maken van het verslag aan bod komen: nauwkeurigheid, correct gebruik van het materiaal, samenwerking, uitvoeren van instructies, aandacht voor veiligheid (AD1-10)
ASO 3e graad Basisvorming 8 WETENSCHAP EN SAMENLEVING In de tweede graad hebben de leerlingen de wetenschappelijke kennis in verband gebracht met drie domeinen: maatschappij, cultuur en duurzaamheid. De wisselwerking tussen natuurwetenschappen en deze domeinen wordt verder uitgediept. Leerlingen voeren minimum één informatieopdracht voor het vak chemie uit tijdens de derde graad. In overleg met de vakgroep worden afspraken gemaakt in de verdeling tussen de contextgebieden: duurzaamheid, cultuur en maatschappij. Duurzaamheid AD11 Bij het verduidelijken van en het zoeken naar oplossingen voor duurzaamheidsvraagstukken wetenschappelijke principes hanteren die betrekking hebben op ten minste grondstoffen, energie,biotechnologie, biodiversiteit en het leefmilieu. W6 Wenken Duurzaamheid kunststoffen: isolatiemateriaal, coatings, bio-plastics; silicium in fotovoltaïsche cellen voor energieomzetting PET en andere recycleerbare plastics; duurzaam bouwen (isolatiematerialen, piepschuim, ) recyclage van grondstoffen (batterijen, plastics, ) uitputting van grondstoffen Cultuur AD12 De natuurwetenschappen als onderdeel van de culturele ontwikkeling duiden. W7, W4 Wenken: Cultuur cosmetica; kleurstoffen: evolutie van gebruik van natuurlijke kleurstoffen/pigmenten naar synthetische kleurstoffen in bv. textielindustrie, kunst chemie in de kunsten: kunststoffen in de beeldende sector, verven, celluloid, ontwikkeling foto s, (kunst)historisch onderzoek: herkomst en leeftijd van kunstwerken, authenticiteit, restauratie, gebruiksvoorwerpen : siliconen voor allerhande toepassingen (keuken, plastische chirurgie,...), plastics en kunststoffen (keuken, speelgoed, ramen en deuren,...). ontwikkeling van materialen met specifieke eigenschappen: licht (carbonfiber in sportmateriaal), waterafstotend (tenten, jassen), brandbestendig, isolerend (isolatiemateriaal, textiel), flexibel en buigzaam, bio-afbreekbaar, chemie in de transportsector: binnenbekleding, carrosserie, katalysatoren, biobrandstoffen,
ASO 3e graad Basisvorming 9 Maatschappij AD13 De wisselwerking tussen natuurwetenschappen en de maatschappij op ecologisch, ethisch, technisch, socio-economisch en filosofisch vlak illustreren. W7 Wenken: Maatschappij het verschil duiden tussen pseudo wetenschappelijke kennis en wetenschappelijke kennis. verband ontwikkeling kunstmestindustrie en explosieven in 20ste eeuw (WO) invloed ammoniaksynthese en ontwikkeling chemische industrie verband ontwikkeling natuurwetenschappen en economische groei van maatschappij via industrie (o.m. chemische industrie) uitputting van materialen, oplossingen en eventuele gevaren van de oplossingen (bv.: alternatieven voor fossiele brandstoffen zijn kernenergie (radioactiviteit), windmolens (uitputting zeldzame aarden), vervuiling: evolutie naar zuiveren van afvalwater, gassen in industrie sinds jaren 70 vorige eeuw na protesten vanuit maatschappij (milieugroeperingen) Informatieopdrachten kunnen gerealiseerd worden via activerende werkvormen. Mogelijke werkvormen: een discussiegesprek waarbij gefundeerde argumenten worden gebruikt; een stellingenspel of andere werkvormen waarbij communicatie wordt geactiveerd; een presentatie van een onderzoek; (poster, ppt ); taalactiverende of taalondersteunende opdrachten verslag van bedrijfsbezoek een didactische uitstap, musea of wetenschapscentra; expert als gastleraar in de school; projectwerking techniek en wetenschap ; informatieopdracht over historische figuur; gebruik van artikels uit de media. De informatieopdracht beperken tot maximaal twee lesuren. Deze algemene doelen kunnen ook vakoverschrijdend of projectmatig gerealiseerd worden Om de informatievaardigheden van leerlingen te ontwikkelen is het noodzakelijk dat leerlingen informatie efficiënt leren opzoeken (gebruik van zoekmachines), dat ze de betrouwbaarheid van de informatie leren inschatten (verschillende bronnen, onafhankelijkheid van de bron) en dat zij de verworven informatie kunnen verwerken tot een leesbare en goed gestructureerde tekst of een korte presentatie. Doordat de opdracht een apart werkstuk is van één of enkele leerling(en) is het aan te bevelen om deze taak in de evaluatie op te nemen. Het is belangrijk de doelstellingen en de evaluatiecriteria van deze opdracht duidelijk te communiceren naar de leerlingen en deze beperkt te houden.
ASO 3e graad Basisvorming 10 LEERPLANDOELSTELLINGEN / LEERINHOUDEN Bij elke leerplandoelstelling wordt in de eerste kolom een verwijzing gemaakt naar één van de volgende symbolen: C: het nummer van de vakgebonden eindterm chemie; W1 - W5: de gemeenschappelijke eindtermen i.v.m. wetenschappelijke vaardigheden ; W6 en W7: de gemeenschappelijke eindtermen i.v.m. wetenschap en samenleving ; U: leerplandoelstellingen die cursief staan zijn bedoeld als een mogelijke uitbreiding en zijn niet verplicht; De uitvoering van minimaal vier leerlingenproeven in de derde graad is verplicht, de leerplandoelstellingen i.v.m. leerlingenproeven zijn suggesties; De uitvoering van minimum één informatieopdracht per graad is verplicht. Uitvoering van leerlingenproeven Het is aanbevolen om de uitvoering van de leerlingenproeven evenwichtig te spreiden. Tijdens de uitvoering van de leerlingenproeven de ontwikkeling van vakattitudes. Veilig, verantwoord en milieubewust omgaan met stoffen, voorwerpen en toestellen. Zich houden aan de instructies en voorschriften bij het uitvoeren van opdrachten. Aandacht hebben voor correct en nauwkeurig gebruik van wetenschappelijke terminologie, symbolen, eenheden en data. De beoordeling van deze vakgebonden attitudes kunnen in de evaluatie van de leerlingenproef worden opgenomen. Bij elk onderdeel staan na de wenken enkele mogelijke proeven; hieruit kunnen leerlingenpractica en/of demoproeven gekozen worden. Andere proeven kunnen, indien wenselijk, ingelast worden. Uitvoering van informatieopdracht Bij bepaalde gedeeltes worden in de wenken of in de inhouden suggesties gemaakt naar de contextgebieden: cultuur, duurzaamheid of maatschappij voor het opstellen van de informatieopdracht; aangezien dit slechts suggesties zijn kunnen uiteraard ook andere opdrachten aan bod komen. Bij verwerking van de leerinhouden Demonstratie en observatie dienen als basis voor de realisatie van de leerinhouden. Lessen zoveel als mogelijk benaderen vanuit de leefwereld van de leerling of vanuit de actualiteit. De leerinhouden staan in de rechterkolom bij de doelstellingen. De wenken zijn per deel geformuleerd en bieden een ondersteuning. Voor bijkomende informatie over leerlingenproeven en leerinhouden alsook voor interessante internetsites en linken kan je terecht op de virtuele klas van chemie (smartschool GO!).
ASO 3e graad Basisvorming 11 ATOOMBOUW Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN W1 1 een overzicht van de energieniveaus in een atoom geven en uitleggen dat de energie van elektronen in een atoom gekwantiseerd is. Energieniveaus, kwantumgetallen, Grondtoestand en aangeslagen toestand Hoofd-energieniveau, het subniveau, het magnetisch deelniveau, de spin van een elektron, de kwantumgetallen n, l, m l en m s ; W1 2 de betekenis van de kwantumgetallen koppelen aan orbitalen. s-, p-, d- en f-orbitalen Aantrefkans van een elektron Maximale bezetting van s-, p-, d- en f-orbitalen Grootte, vorm en oriëntatie van s- en p- orbitalen W1 3 elektronenconfiguraties van elementen uit de a-groepen en de b- groepen schrijven. W1 4 het verband tussen deze elektronenconfiguraties en de opbouw van het periodiek systeem beschrijven. Regel van de minimale energie Regel van Hund Verbodswet van Pauli Elektronenconfiguratie met pijltjes en / of Elektronenconfiguratie gebruik makend van s, p, d, f Verkorte notatie (op basis van edelgassen) De opvullingsvolgorde van orbitalen s-blok, p-blok, d-blok en f-blok
ASO 3e graad Basisvorming 12 Pedagogisch didactische wenken De atoommodellen van Dalton, Thomson, Rutherford-Bohr (zie leerinhouden tweede graad) kunnen kort opnieuw besproken worden en in een historisch perspectief geplaatst. De uitbreiding van het atoommodel leunt aan bij het atoommodel van Sommerfeld (de opsplitsing van de energieniveaus op basis van lijnenspectra). Een atoomorbitaal (waarschijnlijkheidsverdeling) beschrijven als de aantrefkans van een elektron op een bepaalde plaats ten opzichte van de kern in een atoom; s-orbitalen beschrijven als bolvormige volumes waarbij de kans dat je een elektron aantreft ten opzichte van de kern onafhankelijk is van de richting in de ruimte p-orbitalen beschrijven als haltervormige volumes met een aantrefkans voor het elektron die het grootst is volgens een x-, y-, of z-as; (oorsprong assenstelsel in de kern van het atoom). Mogelijke proeven Vlamproeven: metalen zenden in aangeslagen toestand een karakteristieke kleur uit Mogelijke informatieopdracht Vuurwerk, neonverlichting.
ASO 3e graad Basisvorming 13 STRUCTUUR VAN MOLECULEN Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN C1 5 een covalente binding beschrijven als een interactie tussen atoomorbitalen. Atoom orbitaal en molecule-orbitaal Sigma- en pi-binding Polariteit als verhoogde aantrefkans van elektronen in de omgeving van één atoom in een binding W1 6 de structuur van moleculen met de lewisformule voorstellen. Lewisformule Mesomerie Formele ladingen C1 7 uit de ruimtelijke structuur en het verschil in elektronegatieve waarden afleiden of de molecule polair of apolair is. Polariteit van een molecule Interactie tussen moleculen Pedagogisch didactische wenken Een sigmabinding voorstellen als een ruimtelijk symmetrisch interactiegebied langs de bindingsas, bv. H2, HCl, Cl2
ASO 3e graad Basisvorming 14 Een pi-binding voorstellen als een tweelobbig interactiegebied langs de internucleaire as bij een dubbele en drievoudige binding, bv. O 2, N 2.ethyn, etheen. Het verband leggen tussen de ruimtelijke structuur van moleculen zoals experimenteel vastgesteld en de type binding rond het koolstofatoom: - de tetraëderstructuur van methaan (CH 4 ) en bindingshoeken van 109 - de vlakke structuur van etheen (C 2 H 4 ) en bindingshoeken van 120 ; - de lineaire structuur van ethyn (C 2 H 2 ) en bindingshoeken van 180 ; Voorbeelden van intermoleculaire interacties: adsorptie, mengen of oplossen van stoffen.
ASO 3e graad Basisvorming 15 Mogelijke proeven Structuur van moleculen onderzoeken met behulp van bolletjes en staafjes: bijvoorbeeld met de Cochranes of Oxford molecular models bouwdoos Oplosbaarheid van lijm/verf in water (polair oplosmiddel) of olie (apolair) ICT-opdracht (vb. chemsketch) in verband met bindingslengtes
ASO 3e graad Basisvorming 16 DRIJFVEREN VAN CHEMISCHE REACTIES Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN W6 8 de energieomzettingen bij een chemische reactie in verband brengen met de wet van behoud van energie. W6 9 het begrip reactie-enthalpie omschrijven en verschillende soorten reactie-enthalpie onderscheiden. Inwendige energie en enthalpie, enthalpieverandering, De wet van behoud van energie Exo- en endo-energetisch Reactie-enthalpie, neutralisatie enthalpie, verbrandingsenthalpie W1-W5 10 experimenteel een reactie-enthalpie bepalen. Leerlingenpracticum Pedagogisch didactische wenken De inwendige energie (Symbool = U) van een stof is de som van de potentiële en de kinetische energie van de deeltjes van de stof. De potentiële energie is deze die verbonden is met de inter-atomaire of intermoleculaire krachten in de stof. Bij een reactie waarbij stoffen verdwijnen en nieuwe gevormd worden zal de energie-inhoud van het reactiemengsel veranderen. Hierbij kan warmte(q) vrijkomen en kan arbeid (W) verricht worden. Volgens de wet van behoud van energie is de verandering van de inwendige energie gelijk aan de som van de uitgewisselde warmte en de geleverde arbeid: ΔU = Q + W Bij chemische reacties is de arbeid meestal druk volume arbeid (wegduwen van de omgeving wanneer een gas gevormd wordt). Wanneer de reactie doorgaat bij constante druk p (atmosfeer) is de arbeid gelijk aan pδv. De enthalpie (symbool H, van Heat) van een stof is de som van de inwendige energie en de mogelijkheid van de stof om drukvolume-arbeid te verrichten. Ze wordt gedefinieerd als H = U + p. V Als een reactie doorgaat zal ook de enthalpie-inhoud van het reactiemengsel veranderen. Deze verandering noemt men de reactie-enthalpie Δ r H. Δ r H = Δ r U+.Δ(pV) = Δ r U + pδv (voor een reactie bij constante druk) De volumeverandering tijdens de reactie ΔV is alleen belangrijk als bij de reactie het aantal mol gas in het reactiemengsel verandert. Wanneer een reactie doorgaat bij constante druk is de enthalpieverandering gelijk aan de hoeveelheid warmte die wordt opgenomen/afgegeven: in dit geval kan men de reactie-enthalpie meten via calorimetrie (zie leerlingenpracticum) Mogelijke proeven Voorbeelden van endo- en exotherme processen/reacties: oplossen van NaOH in water, de reactie tussen NH 3 en HCl, H 2 SO 4 oplossen in water, de reactie tussen NH 4 Cl en Ba(OH) 2, de reactie tussen zink en HCl, de neutralisatiereactie tussen zoutzuur en NaOH, staalwol in azijn, gesmolten kaliumchloraat en een halve tumtum of gummibeertje (in de trekkast) Oploswarmte bepalen van zwavelzuur of van zouten in water Mogelijke informatieopdrachten De werking van hot- en cold packs Verbrandingsenthalpie van verschillende brandstoffen opzoeken en nagaan voor welke het meest energie vrijkomt per kg brandstof.
ASO 3e graad Basisvorming 17 REACTIESNELHEID Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN C4 11 het begrip reactiesnelheid uitleggen aan de hand van het aantal effectieve botsingen per tijdseenheid. C4 12 het belang van de activeringsenergie bij effectieve botsingen beschrijven. C4 13 de invloed van snelheidsbepalende factoren van een reactie verklaren in termen van botsingen tussen deeltjes en van activeringsenergie. W1-W5 14 de invloed van verschillende factoren op de reactiesnelheid experimenteel onderzoeken en interpreteren. Reactiesnelheid, effectieve botsingen, Activeringsenergie, geactiveerd complex Factoren: de verdelingsgraad van de stof, de concentraties (druk en volume bij gassen) en de temperatuur; katalysator Leerlingenpracticum Factoren die kunnen onderzocht en verklaard worden: de verdelingsgraad van de stof; de katalysator of de inhibitor; de concentratie van een oplossing; de druk van gassen; de temperatuur.
ASO 3e graad Basisvorming 18 Pedagogisch didactische wenken Contexten: bv. verdelingsgraad: fijn versnipperd hout brandt vlugger dan een blok hout; stofexplosies in silo's; reacties in oplossing verlopen doorgaans vlugger dan reacties tussen vaste stoffen; in een verbrandingsmotor is de brandstof in een fijn verdeelde (vernevelde) toestand aanwezig; temperatuur: bewaring van voedingsmiddelen door invriezen of gebruik van een koelkast katalysator: sommige reacties gaan slechts door als een katalysator wordt gebruikt: bv ammoniaksynthesen, katalysatoren in auto s activeringsenergie: verbrandingsreacties gaan door wanneer een activeringsenergie is overwonnen Mogelijke proeven Ontbinding van waterstofperoxide met MnO 2 als katalysator (vorming O 2 aantonen met gloeiende houtspaander) Olifantentandpasta (voorbeeld van een katalysator bij een redoxreactie) Verbranding van stukje Fe, staalwol en ijzervijlsel Reactie tussen zink en HCl (2 oplossingen: hoge en lage concentratie) Reactie tussen natriumthiosulfaat en zoutzuur (2 oplossingen: hoge en lage concentratie) Reactie tussen magnesium en zoutzuur waarbij het volume van het gevormde waterstofgas wordt gemeten in functie van de tijd.
ASO 3e graad Basisvorming 19 CHEMISCH EVENWICHT Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN C5 15 aangeven dat de chemische evenwichtstoestand een dynamisch evenwicht is waarbij de snelheid van de heen reactie gelijk is aan de snelheid van de terug reactie. C3 16 de concentratiebreuk schrijven voor een reactie in chemische evenwichtstoestand. C3 17 uit de evenwichtsvoorwaarden afleiden dat een concentratie van één of meer stoffen een verschuiving van het chemisch evenwicht kan veroorzaken waarbij K c constant blijft W1-W5 18 experimenteel de verschuiving van het chemisch evenwicht aantonen. C3, C5 19 het principe van Le Chatelier - Van 't Hoff formuleren en toepassen op voorbeelden. Chemisch evenwicht: omkeerbaarheid van een reactie K c, evenwichtsconstante bij gegeven temperatuur Evenwichtsconcentraties Leerlingenpracticum Factoren die de ligging van het evenwicht beïnvloeden: temperatuur, druk, concentratie, C5 20 een evenwichts-reactie en een aflopende reactie onderscheiden. Evenwichtsreactie Aflopende reactie
ASO 3e graad Basisvorming 20 Pedagogisch didactische wenken Concentratieveranderingen kunnen op verschillende manieren teweeg gebracht worden: neerslagreacties, neutralisatiereacties, Beïnvloeding van het rendement en de snelheid bij het Haber Bosh proces voor de bereiding van ammoniak uit stikstofgas en waterstofgas. De evenwichtsconstante is temperatuur afhankelijk, waardoor de temperatuur steeds vermeld moet worden Het verband tussen het begrip aflopende reactie en het feit dat bij een dergelijke reactie ten minste één van de uitgangsstoffen (praktisch) volledig reageert. Een reactie kan aflopend gemaakt worden door ontsnappen van een gas, ontstaan van een neerslag of door een grote overmaat van één van de reagentia te gebruiken.. Mogelijke proeven Verschuiving van het evenwicht door toevoeging van een zuur of een base bij: Br 2 + 2 H 2 O Br - + H 3 O + + HBrO In een gasmengsel treedt een concentratieverandering op door gassen samen te persen of te ontspannen De reactie tussen ijzer(3+)chloride en kaliumthiocyanaat Tollensreactie voor de zilverspiegel Mogelijke informatieopdrachten Ademhaling en evenwichtsreacties Vorming van grotten en druipstenen
ASO 3e graad Basisvorming 21 ZUREN EN BASEN Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN C6 21 zuren en basen volgens Brønsted definiëren. Protondonor, protonacceptor Arrhenius versus Brønsted C6 22 zuur-basereacties volgens Brønsted schrijven. Protonoverdracht Zuur-base koppels, geconjugeerd systeem Amfolyten, polyprotische zuren W1 23 de protonoverdracht tussen watermoleculen beschrijven en herkennen als een interactie tussen deeltjes die leidt tot een chemisch evenwicht. C6 24 de ph van oplossingen in verband brengen met de concentratie hydroxonium- en hydroxide-ionen. C6 25 de uitdrukking van de zuurconstante K z en de baseconstante K b schrijven en hun waarde in verband brengen met de relatieve sterkte van de betrokken zuren en basen. Waterconstante K w ph, poh hydroxonium-ion = oxonium-ion (H 3 O + ) Zuurconstante, baseconstante Sterke zuren en zwakke zuren Sterke basen en zwakke basen Verband K z (zuur) en K b (geconjugeerde base) pk z en pk b W3 26 een tabel met zuur- en baseconstanten raadplegen en de waarden van de zuur- en baseconstanten interpreteren. Tabel met zuur- en baseconstanten De relatieve waarden van zuur- en baseconstanten Zuur-base-reacties W1-W5 27 de ph van een oplossing experimenteel bepalen. Leerlingenpracticum U 28 de ph van waterige oplossingen berekenen. ph van een oplossing van: sterk zuur, zwak zuur, sterke base, zwakke base en zout C7 29 een buffermengsel definiëren als een mengsel van een zwak zuur en zijn geconjugeerde base en de werking ervan verwoorden. Bufferende werking C7 30 het belang van buffers illustreren. Voorbeelden van buffers W1-W5 31 een eenvoudige titratie uitvoeren. Leerlingenpracticum
ASO 3e graad Basisvorming 22 Pedagogisch didactische wenken Een brønstedzuur is een deeltje dat een proton afstaat (protondonor) en een brønstedbase is een deeltje dat een proton opneemt (protonacceptor). Het zuurbaseconcept van Brønsted heeft een meer universeel karakter dan dit van Arrhenius: terwijl de zuur-basetheorie van Arrhenius betrekking heeft op stoffen heeft de zuur-basetheorie van Brønsted betrekking op de interactie tussen deeltjes, waardoor de theorie ruimer bruikbaar is. In een zuur-basereactie volgens Brønsted gebeurt transfer van een proton van een brønstedzuur naar een brønstedbase. Bij deze reactie worden de geconjugeerde base van het brønstedzuur en het geconjugeerde zuur van de brønstedbase gevormd. Bv. reactie van waterstofchloride met water: HCl + H 2 O H 3 O + Cl I H + I H + brø.zuur 1 + brø.base 2 brø.zuur 2 + brø.base 1 zuur geconjugeerde base + H Z B + H Een amfolyt is een deeltje dat zich als zuur en als base kan gedragen. Voorbeelden van amfolyten zijn: H 2 O, HSO 4, HCO 3, H2 PO 4, HPO4 2- Ionisatie-evenwicht van water: in water stelt zich een evenwicht in waarbij de het product van de evenwichtsconcentraties van hydroxoniumionen en hydroxide-ionen constant is en gelijk aan 10-14 bij 25 C H 2 O + H 2 O H 3 O + OH K w = [H 3 O ].[OH ] = 10-14 (bij 25 C) K w is de waterconstante en is net als alle evenwichtsconstanten onbenoemd, de notaties [H 3 O ] en [OH ] stellen de evenwichtsconcentraties [H 3 O ] e en [OH ] e, voor, uitgedrukt in mol/l De ph van een oplossing definiëren als: ph = log [H 3 O ]; de poh definiëren als poh = log [OH - ]; wanneer de leerlingen het begrip logaritme nog niet gezien hebben in de lessen wiskunde, wijzen op het exponentieel verband tussen de ph waarde en de concentratie H 3 O +. poh + ph = 14. Door meting van de ph en/of het elektrisch geleidingsvermogen van zure oplossingen van HCl (c = 0,1 mol/l) en HAc (c = 0,1 mol/l) kan men vaststellen dat de ligging van het chemisch evenwicht van de protolyse afhankelijk is van de sterkte van het brønstedzuur. Door meting van de ph en/of het elektrisch geleidingsvermogen van basische oplossingen van NaOH (c = 0,1 mol/l) en NH 3 (c = 0,1 mol/l) kan men vaststellen dat de ligging van het chemisch evenwicht van de protolyse afhankelijk is van de sterkte van de brønstedbase. In zuur-basekoppels is het verband tussen de zuurconstante van een brønsted-zuur en de baseconstante van de geconjugeerde base: K z.k b = K w = 10 14
ASO 3e graad Basisvorming 23 Een buffermengsel is een oplossing waarvan de ph nagenoeg niet verandert wanneer kleine hoeveelheden sterke zuren of basen worden toegevoegd. Ze zijn belangrijk in chemische en biologische systemen. De ph in het lichaam varieert enorm in verschillende vloeistoffen; deze van bloed is bv. ongeveer 7,4, in maagsap is de ph ongeveer 1,5 (tussen 1,2 en 3). Deze waarden moeten constant gehouden worden voor een efficiënte enzymwerking. Dit gebeurt in de meeste gevallen met behulp van buffers. Mogelijke proeven Bepaling van de concentratie van azijnzuur in keukenazijn Bepaling van het gehalte acetylsalicylzuur in aspirine Bepaling van de concentratie natriumhydroxide in een commerciële ontstopper Mogelijke informatieopdrachten Verzuring van de oceaan: zeewater heeft een bufferende werking (proefje bijgevoegd), hierdoor neemt de ph van de zee niet af met toenemend CO 2 gehalte in de atmosfeer (alhoewel verlaging van de zuurgraad toch al werd vastgesteld). Bufferende werking van bloed, speeksel, bodem; hier zijn verschillende mogelijkheden om vakoverschrijdend te werken met de leraar biologie.
ASO 3e graad Basisvorming 24 CHEMISCH REKENEN Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN C3 32 uit de procentuele samenstelling de formule van een verbinding afleiden. W4 33 de massaconcentratie, molconcentratie, massa-volume-procent, massaprocent en volumeprocent van een oplossing berekenen. C3 34 uitgaande van een gegeven reactievergelijking de massa s, stofhoeveelheden, concentraties van uitgangsstoffen en reactieproducten berekenen, bij stoichiometrische hoeveelheden en bij overmaat van één der uitgangsstoffen. Procentuele samenstelling De samenstelling van een oplossing Verdunningen Kwantitatief aspect van de reactie U 35 uitgaande van een gegeven reactievergelijking de gasvolumes (bij normomstandigheden en bij andere omstandigheden) van uitgangsstoffen en reactieproducten berekenen, bij stoichiometrische hoeveelheden en bij overmaat van één der uitgangsstoffen. Kwantitatief aspect van een reactie met gassen W 1-5 36 de procentuele samenstelling van een verbinding experimenteel bepalen. Leerlingenpracticum Pedagogisch didactische wenken Algemene gaswet wordt ook bij fysica gezien, overleg met je collega. Normomstandigheden (n.o.): 0 C en 1013 hpa. Historische context o.a. J.L. Proust, J. Dalton en R. Boyle, A. Avogadro. Maak o.a. ph-berekeningen na samenvoegen van een zure en een basische oplossing, in stoichiometrische verhouding en bij overmaat van één der reagentia. Contexten: bv. alcoholgehalte van drank uitgedrukt in graden of volumeprocenten; huishoudelijke oplossingen; milieunormen en het gebruik van ppm en ppb. Mogelijke proeven Het aantal moleculen kristalwater per formule-eenheid van een hydraat bepalen en het kleurverschil tussen watervrije zouten en hydraten waarnemen. Molair volume van waterstofgas bepalen.
ASO 3e graad Basisvorming 25 REDOXREACTIES EN ELEKTROCHEMIE Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN W1 37 de oxidatietrap van de elementen in een formule bepalen. Oxidatietrap C1 38 een oxidatie definiëren als het afstaan van elektronen door een atoom, zodat de oxidatietrap van het donoratoom stijgt, een reductie definiëren als het opnemen van elektronen door een atoom, zodat de oxidatietrap van dat atoom daalt. W1-5 39 met enkele goed gekozen experimenten een beperkte verdringingsreeks van metalen, bv Na, Mg, Zn, Cu opstellen en toepassingen hiervan aangeven en idem voor niet-metalen, bv Cl, Br, I. W3 40 redoxvergelijkingen opstellen vertrekkende van de gegevens van het experiment. Oxidatie en reductie Stijgen en dalen van oxidatiegetal Oxidator en reductor Leerlingenpracticum: verdringingsreeksen van metalen en niet-metalen Redoxvergelijkingen U, W 6 41 het principe van de elektrochemische cel schematisch weergeven. Galvanische cel Brandstofcel Halfcel Evenwichtspotentiaal E cel Anodische oxidatie en een kathodische reductie 42 de belangrijkste reactietypes onderscheiden. Samenvattend overzicht van reactietypes: zuur-basereacties redoxreacties neerslagreacties gasvormingsreacties
ASO 3e graad Basisvorming 26 Pedagogisch didactische wenken Naar analogie met de zuur-basekoppels volgens Brønsted kan vastgesteld worden dat met een sterke reductor een zwakke geconjugeerde oxidator overeenkomt en vice versa Contexten: bv. verbrandingen; redoxreacties bij ademhaling en fotosynthese; bleken van jeans met KMnO 4 als oxidator; zuurstofwater als ontsmettingsmiddel en bleekmiddel; chemoluminescentie. Verzilveren, verkoperen, galvaniseren van voorwerpen De elektrolyse vergelijken met de werking van een galvanische cel en definiëren als redoxreactie: bv. elektrolyse van gesmolten NaCl; elektrolyse van zinksulfaat-oplossing met koperanode. Eenvoudige redoxreacties zijn de synthese van FeS uit Fe + S8, van NH3 uit H2 + N2, de ontleding van kwikoxide (Priestley), verbranding van koolstof De oxidatietrap van een element in een formule is het getal dat met een Romeins cijfer aangeeft hoeveel eigen elektronen een atoom in een binding laat wegschuiven (positieve oxidatietrap) of hoeveel vreemde elektronen het atoom naar zich toetrekt (negatieve oxidatietrap). In een reactie gaan oxidatie en reductie steeds samen. een oxidator is een middel dat de oxidatie veroorzaakt, een reductor is een middel dat de reductie veroorzaakt. Ter illustratie kunnen belangrijke oxidatoren (O2, O3, Cl2, H2O2) en reductoren worden aangegeven (onedele metalen, cokes) De criteria elektronenoverdracht en verandering van oxidatietrap kunnen met elkaar in verband gebracht worden en toegepast om redoxreacties uit te werken. In verbrandingsreacties (het roesten van ijzermetaal, de verbranding van magnesiummetaal), in synthesereacties met enkelvoudige stoffen (de synthese van natriumchloride) en in ontledingsreacties van binaire stoffen (de ontleding van kwikoxide) worden elektronen uitgewisseld, treden waardoor oxidatie en reductie.
ASO 3e graad Basisvorming 27 Mogelijke proeven experimenteel een aantal reductors en oxidators kwalitatief vergelijken verbranding, metaal + zuur, metaaloxide + diwaterstof; katalytische (MnO2) ontleding van waterstofperoxide; opstellen van een spanningsreeks van metalen; opstellen van een verdringingsreeks van halogenen; Demoproef: reactie tussen een metaal (Zn, Cu, ) en I2 in een I2 oplossing, reactie van Al met Br2 Reactie van ijzer en zwavel Demoproef voor het opstellen van een redoxvergelijking: reactie tussen koper en salpeterzuur met vorming van stikstofdioxide en koperionen Demoproef voor het opstellen van een redoxvergelijking: reactie tussen zwaveldioxide en kaliumpermanganaat Eenvoudige redoxreacties uitvoeren (zie eventueel hierboven) en door reactievergelijkingen voorstellen
ASO 3e graad Basisvorming 28 ORGANISCHE STOFFEN EN HUN REACTIES Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN C1 43 met behulp van een determineertabel stofklassen op basis van de functionele groep herkennen. W4 44 met behulp van een determineertabel op basis van de structuurformule van een koolstofverbinding de naam toekennen en de structuurformule geven op basis van de naam. Alkanen, alkenen, alkynen, alcoholen, halogeenalkanen, aminen, aldehyden, ketonen, carbonzuren, esters, amiden, ethers, aromatische koolwaterstoffen, cyclische koolwaterstoffen Naamgeving Structuurformule: o.a. zaagtandformule Alkanen, alkenen, alkynen, alcoholen, halogeenalkanen, aminen, aldehyden, ketonen, ethers, carbonzuren, esters, aromatische koolwaterstoffen, cycloalkanen C1 45 het begrip isomerie uitleggen aan de hand van voorbeelden. Sructuurisomerie : ketenisomerie, plaatsisomerie C1 W7 46 van een aantal stoffen of mengsels een typische toepassing of eigenschap aangeven. C1 47 per stofklasse de gegeven eigenschappen in verband brengen met de karakteristieke groep en het koolstof skelet. C2 48 de reactieproducten afleiden bij de homolytische substitutiereactie van alkanen met halogenen. Stereo-isomerie: cis-trans isomerie, spiegelbeeldisomerie Toepassingen (per stofklasse) vb. methaan, white spirit, paraffine, methanol, ethanol, glycerol, glycol, azijnzuur, citroenzuur, springstoffen, kleurstoffen, wasmiddelen, geneesmiddelen, aceton (nagellakremover), cafeïne, aspirine (acetylsalicylzuur), benzaldehyde (amandelgeur), benzine, campinggas, diethylether (ether te koop bij apotheker), chloroform,..., Per stofklasse: Fysische eigenschappen Chemische eigenschappen Alkanen Homolytische (radicalaire) reacties C2 49 elektrofiele additiereacties schrijven met alkenen en alkynen. Alkenen en alkynen Elektrofiel reagens Elektrofiele additiereacties Heterolytische reacties
ASO 3e graad Basisvorming 29 Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN C2 50 van minstens één reactietype van halogeenalkanen de reactievergelijking met structuurformules schrijven U 51 het onderscheid maken tussen een bronstedzuur en een lewiszuur, respectievelijk bronstedbase en lewisbase. C2 52 van minstens één reactietype van alcoholen de reactievergelijking met structuurformules schrijven. C2 53 van minstens één reactietype van aldehyden en ketonen de reactievergelijking met structuurformules schrijven. Halogeenalkanen Vb. eliminatiereactie; nucleofiele substitutiereacties Nucleofiel reagens, substraat de begrippen lewiszuur en lewisbase Alcoholen Vb. nucleofiele substitutie, eliminatie, oxidatie van primaire en secundaire alcoholen Aldehyden en ketonen Vb. nucleofiele additie, reductie, oxidatie van een aldehyde C2 54 een verestering van een carbonzuur met structuurformules schrijven. Carbonzuren C2 55 van minstens één reactietype van een carbonzuurderivaat de reactievergelijking met structuurformules schrijven. Verestering Carbonzuurderivaten Esters of amiden W1 5 56 een ester bereiden of verzepen. Leerlingenpracticum C2 57 de reactievergelijking van een elektrofiele substitutie van benzeen weergeven. U, W1 58 met structuurformules de ortho-, de meta- en de para-isomeren van disubstitutie-producten van benzeen weergeven. Aromaten Benzeen en benzeenderivaten Inductieve en mesomere effecten Vb. alkylering, sulfonering, halogenering, acylering, nitrering Substitutieproducten van benzeen C1 59 voorbeelden geven van natuurlijke macromoleculaire stoffen en van kunststoffen. C2 60 de reactievergelijking voor de vinylpolymerisatie schrijven van een aantal veel gebruikte kunststoffen. Kunststoffen Vinylpolymerisatie Vb. polyetheen, polystyreen, PVC, PE, PTFE, U 61 reactievergelijkingen van polycondensaties schrijven. Polycondensaties Vb. nylon
ASO 3e graad Basisvorming 30 Decr. nr. LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen LEERINHOUDEN C1 62 het verband leggen tussen de eigenschappen en toepassingen van een aantal veel gebruikte kunststoffen. Vb. polyetheen, polystyreen, PVC, PE, PTFE, nylon, W 1-5 63 een kunststof bereiden en/of de eigenschappen ervan onderzoeken. Leerlingenpracticum Pedagogisch didactische wenken Leerlingen van de basisvorming moeten geen reactiemechanismen kennen. Stofklassen: alkanen, alkenen, alkynen, halogeenalkanen, alcoholen, ethers, aminen, aldehyden en ketonen, carbonzuren en esters, amiden, aromatische koolwaterstoffen, kunststoffen Oxidatie en reductie kunnen kort herhaald worden a.d.h.v. oxidatie en reductie van aldehyden. Op basis van de structuurformule de IUPAC-naam geven van eenvoudige monofunctionele organische verbindingen. Elk van volgende reactietypes moet minstens één keer aan bod komen: homolytische substitutie, nucleofiele substitutie, elektrofiele substitutie, elektrofiele additie, eliminatie, nucleofiele additie, condensatie, oxidatie, reductie,... Eigenschappen: sommige fysische eigenschappen kunnen verklaard worden aan de hand van algemene principes (vb. de invloed van de ketenstructuur en de molaire massa op het kookpunt en het smeltpunt; de invloed van polair en apolair karakter op de oplosbaarheid, ) sommige chemische eigenschappen kunnen verklaard worden aan de hand van algemene effecten (vb. mesomere effecten, inductieve effecten, ) sommige fysische en chemische eigenschappen zijn afhankelijk van de functionele groep. Fysische eigenschappen van kunststoffen onderzoeken en een onderscheid maken tussen: thermoplasten elastomeren thermoharders. Mogelijke bereidingen: bakeliet bereiden uit fenol, formaldehyd en zoutzuur polycondensatiereactie van ftaalzuuranhydride met glycerol. polystyreen bereiden uit styreen met zwavelzuur Contexten, eventueel geïllustreerd door een verzameling voorwerpen uit het dagelijks leven: bijv. - het belang van halogeenkoolwaterstoffen in de petrochemie (oplosmiddelen, insecticiden, kunststoffen) - methanol als brandstof
ASO 3e graad Basisvorming 31 - alcoholtesten, omzetting van ethanol in ethanal in het menselijk lichaam - belang van enkele carbonzuren en derivaten: mierenzuur, azijnzuur, propionzuur, boterzuur, melkzuur, oxaalzuur, wijnsteenzuur, citroenzuur - fruitgeuren - polyurethaan Mogelijke proeven - bewaar- en geneesmiddelen - nitrocellulose, pingpongballen - polystyreen, polyethyleen, PVC, rubber, autobanden - bakeliet, polyester, nylon, polyamiden, bereiden van aspirine; hydrolyse van eiwitten; de aanwezigheid van eiwitten aantonen in bepaalde voedingsmiddel; reactie van pentaan met dibroom reactie van etheen met dibroom reactie van broomethaan in ethanol met natriumhydroxide reactie van ethanol en kaliumbromide in een zuur milieu proefondervindelijk een aldehyd identificeren met fehling- of tollensreagens; vergelijkende studie van de sterkte van carbonzuren; fysische eigenschappen van organische stoffen onderzoeken bereiding van ethyn uit CaC 2 en H 2 O oxidatie van alcoholen bereiding van zeep bereiding van een (geurige) ester proeven rond kunststoffen: identificatie van kunststoffen, bereiding van nylon, superslurpers
ASO 3e graad Basisvorming chemie 32 AV chemie(1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN OVERZICHT VAN DE LEERSTOF IN HET LEERPLAN Dit leerplan is een graad leerplan en de leerkracht is vrij zelf de volgorde van de lesonderwerpen vast te leggen. Dit gebeurt uiteraard wel steeds in samenspraak met de betrokken leraren van de derde graad en vakgroep wetenschappen. Volgend overzicht van de leerinhouden is bedoeld als richtlijn bij het opstellen van een jaar(vorderings)plan, dat voor elke leraar verplicht is. Thema Concepten Lestijden 1 atoombouw Uitbreiding van het atoommodel Atoomorbitalen 3 lt 2 structuur van moleculen 3 drijfveren van chemische reacties Molecule-orbitalen Lewisformules Mesomerie Energie en enthalpie Reactie-enthalpie 4 lt 2 lt 4 reactiesnelheid Reactiesnelheid en effectieve botsingen Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden Chemische snelheidswet 4 lt 5 chemisch evenwicht 6 zuren en basen 7 chemisch rekenen 8 Redoxreacties en elektrochemie 9 Organische stoffen en hun reacties Omkeerbaarheid van chemische reacties en chemisch evenwicht Evenwichtsconstante Verschuiving van het chemisch evenwicht Zuren en basen volgens Brønsted Waterstofexponent (ph) Eenvoudige berekeningen van de ph??? Zuur-base-indicatoren Buffermengsels Procentuele samenstelling van een chemische verbinding Molair gasvolume Samenstelling van een oplossing Kwantitatief aspect van de reactie Eenvoudige redox reacties Verschillende stofklassen Reacties kunststoffen 4 lt 8 lt 4 lt (doorlopend over andere gedeeltes) 1 lt 13 lt In dit jaarvorderingsplan dienen ook het aantal verplichte leerlingenproeven, minimaal vier leerlingenproeven in de derde graad, opgenomen te worden. Ook de informatieopdracht, af te spreken binnen de vakgroep, dient opgenomen te worden in het jaarvorderingsplan.
ASO 3e graad Basisvorming chemie 33 AV chemie(1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) ALGEMENE LEERLIJN VOOR NATUURWETENSCHAPPEN Basisonderwijs Wereldoriëntatie Basisbegrippen in het domein natuur; Basisbegrippen in het domein techniek; Onderzoekende houding; Aandacht en respect voor eigen lichaam en leefwereld. Eerste graad (A stroom) Natuurwetenschappen Natuurwetenschappelijke basiskennis en vaardigheden uitbreiden binnen het begrippenkader materie, energie, interactie tussen materie en energie en systemen; De wetenschappelijke methode(onderzoeksvraag, hypothese, experiment, waarnemingen, besluit) stapsgewijs inoefenen; Onderzoekende houding verder ontwikkelen zowel bij terreinstudie als bij het experimenteren; Basisinzichten verwerven in; het gebruik van modellen zoals o.a. het deeltjesmodel om eenvoudige verschijnselen te verklaren; de cel en de samenhang tussen cel, weefsel, organen, stelsels en het ganse lichaam; omkeerbare en niet-omkeerbare stofveranderingen. Communicatievaardigheden ontwikkelen over natuurwetenschappen. Tweede graad Natuurwetenschappen Wetenschap voor de burger, technicus Uitbreiding van het begrippenkader vanuit verschillende contexten of thema s; Communicatie over natuurwetenschappen verder ontwikkelen. Biologie/ Chemie/ Fysica Wetenschap voor de burger, technicus, wetenschapper Uitbreiding van een vakspecifiek begrippenkader; Context als illustratie bij de natuurwetenschappelijke begrippen; Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden. Derde graad Natuurwetenschappen Wetenschap voor de burger Begrippenkader in samenhang met contextgebieden; Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden. Biologie/Chemie/Fysica Wetenschap voor de wetenschapper, technicus Vakspecifiek begrippenkader; Ontwikkeling wetenschappelijke en communicatievaardigheden; Onderzoekscompetentie in de pool wetenschappen.