Transcript Magnesium og vann

Magnesium og vann
1 Innledning
I denne aktiviteten er formålet å vise elevene hva som skjer når magnesium reagerer
med vann. Fra læreplanens mål kan vi se at elevene etter syvende årstrinn og innenfor
kategorien “fenomener og stoffer” skal kunne “gjennomføre forsøk med kjemiske reaksjoner
og forklare hva som kjennetegner disse reaksjonene”. Etter tiende årstrinn, og fortsatt innenfor
kategorien “fenomener og stoffer” står det beskrevet at elevene skal kunne “planlegge og
gjennomføre forsøk med påvisningsreaksjoner, separasjon av stoffer i en blanding og analyse
av ukjent stoff” og under kategorien “forskerspiren” ser vi at elevene skal kunne “demonstrere
verne- og sikkerhetsutstyr og følge grunnleggende sikkerhetsrutiner i naturfagundervisningen”
(Udir, udatert).
Det forventede resultatet er at vannet skal bli blått etter at magnesiumbiten har reagert med det
oppvarmede vannet siden antallet
ioner vil øke som vi ser på figur 1 og 2. (Hannisdal og
Ringnes:150). Det vil også bli dannet hydrogengass.
Dette er et trygt forsøk dersom man sammenligner det med alkalimetallene, og det er derfor et
gunstig forsøk med tanke på at elevene selv kan gjøre all utforskingen og “arbeidet”. Ideen til
denne aktiviteten er hentet fra undervisningen til Espen Henriksen i uke 42 hvor vi studentene
gjennomførte blant annet dette forsøket. Enkelte forandringer er gjort for at den skal passe bedre
på grunnskolen.
2 Teori
Ioner: Et atom som enten har mistet eller fått elektroner.
Molekyler: En sammensetning av atomer og ioner.
Bromtymolblå: En indikatorvæske som viser forskjellig farge alt etter pH-verdien.
Ionebinding: En binding mellom to atomer som har større forskjell i elektronegativitetsverdien
enn 1.7 (denne verdien varierer alt etter kilde) hvor atomet med sterkest elektronegativitet stjeler
ett eller flere elektroner fra det andre atomet. Siden motsatte ladninger tiltrekker hverandre vil
derfor disse to atomene slå seg sammen i en ionebinding.
3 Materiell og metode
3.1 Utstyr
Det vil være praktisk å ha tilgang til reagensrør,
gassbrenner, fyrstikker, magnesium, fint sandpapir,
treklype og bromtymolblått. Alt dette er utstyr som er
standard på en kjemilab. Det kan sannsynligvis også fås
kjøpt som små kjemisett i de fleste leke- eller
hobbybutikker. Dersom man ikke får tak i det som et lite
kjemisett vil jeg tro at det muligens vil være vanskegere
åli få tak i, og at man muligens må kjøpe inn i større
kvanta. Utstyret i seg selv skal ikke være kostbart.
3.2 Fremgangsmåte
Vi fylte to reagensglass med vann og tilsatte
bromtymolblått. Deretter klipte vi av en bit fra rullen
med magnesium og pusset denne på begge sider med
sandpapir slik at den ble blank, før vi slapp den ned i
reagensglasset vi hadde forberedt med vann og
bromtymolblått. Deretter førte vi reagensglasset frem og
tilbake over gassbrenneren for å varme opp vannet. Vi
ventet en stund og holdt deretter en tent fyrstikk over åpningen på reagensrøret.
Elevene må bruke briller så ikke det spruter noe i øynene, da øynene er veldig sårbare ovenfor
baser. (XXX sett dette i sammenheng med sikkerhetsrutiner i 5.2)
4 Resultater
Da vi tilsatte bromtymolblått ble vannet gult. Da vi tilsatte biten
med magnesium så vi etterhvert at den fikk bobler over hele
overflaten og at de steg mot overflaten. Av og til samlet det seg
for mye bobler på overflaten til magnesiumbiten og tok den med
opp til overflaten, før vannet i den øverste delen av reagensrøret
fikk en grønnfarge som indikerer at pHen i vannet har steget og
blitt mindre syreholdig. Når vi holdt en fyrstikk over hørte vi
stadige små smell eller “poff”-lyder.
5 Drøfting
5.1 Naturvitenskapelig drøfting
Resultatet ble ikke helt slik vi hadde forutsett, mest fordi
utgangspunktet var annerledes enn vi hadde kalkulert med. Vi hadde regnet med at vannet skulle
bli grønt siden det er den nøytrale fargeindikatoren til bromtymolblått (Hannisdal og
Ringnes:150). At vannet i glasset skulle bli gult, altså at det ikke var så nøytralt som vi hadde
regnet med, fant jeg nå i etterkant ut at kom av at:
Vann som er i kontakt med luft over en viss tid opptar raskt karbondioksid og danner en løsning av
karbonsyre (kullsyre) med en likevekt-pH på ca. 5,7. (Wikipedia, udatert).
Jeg ser på dette som en troverdig forklaring, men har ingen muligheter til å få tak i boken de
henviser til. Vi ville sannsynligvis fått det resultatet vi hadde regnet med dersom vi hadde
benyttet oss av destilert vann som ikke har vært i kontakt med karbondioksid.
Ellers fikk vi de resultatene vi hadde regnet med da vi ser at pH-verdien i vannet økte (vannet
med bromtymolblått gikk mot grønt) og vi kunne påvise
(hydrogen) i luften ved hjelp av en
flamme fra fyrstikken.
5.2 Naturfagdidaktisk drøfting
Elevene får tydelig se at magnesium gjør vannet mer basisk, og da det er hovedformålet bak
eksperimentet vil det si at det fungerer tilfredsstillende. Elevene skal gjennom dette få en
forståelse av hva pH er og hvor man kan benytte pH begrepet, og at pH er et mål for antall
ioner i en væskemengde (og dermed også antall
ioner siden de er omvendt
proposjonale) (Hannisdal og Ringnes:150). De må også kjenne til ulike former for bindinger, da
særlig ionebindinger.
(XXX Sikkerhetsrutiner)
Det kan være en god erfaring for elevene å se at det finnes farge- og luktløse gasser som kan
reagere med flammer. Dette kan også være en introduksjon for å la elevene se hvordan det er
å være en forsker eller, og generelt et meningssøkende menneske, da resultatet ikke ble helt
som forventet og de da søke etter logiske forklaringer som kan beskrive hva som gjorde at
eksperimentet ikke ble som forventet. Å gi elevene en ryggsekk med seg videre fra skolen hvor
de er meningssøkende og skapende mennesker er ikke bare viktig, det er også pålagt lærere
gjennom generell del i LK06. At det dessverre er lett å legge bort generell del til fordel for de
mer konkrete kompetansemålene i læreplanene er noe vi som fremtidige lærere må jobbe med å
endre i skolekulturen på den skolen vi etterhvert vil havne på.
Kilder:
Hannisdal, Merete og Vivi Ringnes (2011) - Kjemi for lærere - Gyldendal Akademisk
Wikipedia (udatert) - Vann - Hentet 12/11-2011 fra http://no.wikipedia.org/wiki/Vann