Transcript Alla månaders lektioner

Tolv månadsteman
Kemilektioner för grundskolan
Från och med hösten 2011 gäller nya kursplaner för grundskolan. Alla elever, utom de som
börjar i årskurs 9 höstterminen 2011, ska undervisas enligt de nya kursplanerna. I det här
materialet finns tolv kemilektioner som är anpassade efter den nya läroplanen och de mål och
innehåll som kommer att gälla för undervisningen i kemi.
Huvudexperimenten i Kemilektionerna för grundskolan är valda för att passa till årskurserna
4-6. Till varje avsnitt finns även experiment som tar upp de moment som gäller för årskurser
1-3. Skälet är att förförståelsen ibland behövs för att förstå huvudexperimentet. Lärare som
tidigare följt de gamla kursplanerna för år 1-5 kanske ännu inte har tagit upp det som nu är
obligatoriskt och det kan innebära att eleverna har kunskapsluckor. Det är därför klokt att
jobba parallellt med kursplanerna för årskurs 1-3 och hela tiden följa upp att eleverna har rätt
förförståelse.
Det är också bra att ha i bakhuvudet att kursplanerna ska ses som en progression. Det som
eleverna ska kunna i årskurs 7-9, måste börja förberedas tankemässigt redan i årskurs 4-6.
Vad skiljer de nya kursplanerna från de gamla?
Innehållet i de nya i kursplanerna har ändrats en hel del jämfört med tidigare och strukturen är
också något förändrad. I de nya kursplanerna inleds varje ämnesområde med att syftet och
målen med undervisningen beskrivs. Jämfört med tidigare är målen i ämnet av mer långsiktig
och övergripande karaktär med tydligt ämnesfokus. Målen gäller för alla nio skolåren.
För alla ämnen beskrivs också vad som ingår som centralt innehåll. Det centrala innehållet
anges uppdelat för årskurserna 1-3, 4-6 och 7-9.
Det som står listat under rubriken Centralt innehåll är mycket mer konkret än tidigare och det
kan därför vara till stor hjälp för många lärare. För årskurs 1-3 finns ett gemensamt centralt
innehåll för biologi, kemi och fysik, som då kallas De naturorienterade ämnena. För årskurs
4-6 har kemi ett eget centralt innehåll.
De nya kursplanerna finns på Skolverkets webbsida:
www.skolverket.se/sb/d/4166/a/22184;jsessionid=81DD283A2BD37E504AF7A4245FF713A5
Vad är viktigt att barn lär sig i naturvetenskap?
De kursplaner som börjar gälla höstterminen 2011 ger en bra bild av vad barn ska lära sig när
det gäller kemi och annan naturvetenskap. Kursplanerna bygger på didaktisk forskning och en
förändring från äldre kursplaner är att det inte bara är kunskapsmål i naturvetenskap.
I de äldre kursplanerna är rubriken ”Beträffande den naturvetenskapliga verksamheten”. I de
nya kursplanerna står det i stället ”Kemins metoder och arbetssätt”. Inte så stor förändring
kan tyckas, men vad det handlar om är det naturvetenskapliga arbetssättet, det vill säga att
eleverna ska kunna göra praktiska undersökningar, designa experiment som är rättvisa, ställa
hypoteser etc.
Hur lär sig barn naturvetenskap?
Det finns mycket forskning om hur naturvetenskap bäst kan läras ut till barn, men forskarna
är inte alltid överens. Några gemensamma ståndpunkter finns dock. Den viktigaste är att barn
gärna vill finna svar på sina egna frågor. Ett oerhört positivt inlärningsklimat skapas om barnen
själva får äga frågan.
Utmaningen för en lärare är därmed att hitta de sammanhang i vardagen som barnen är nyfikna på, det vill säga att hitta naturvetenskapen i det som barnen redan gör. Eller presentera
ett spännande material/experiment för barnen som fångar deras nyfikenhet och gör att de vill
gå vidare.
Vad innebär ett naturvetenskapligt arbetssätt?
Vad innebär det då att arbeta på ett naturvetenskapligt sätt i klassrummet? Man skulle kunna
översätta forskartermerna på detta sätt:
Forskaren
Observation
Förutsägelse
Hypotes
Undersökning
Variabler – oberoende variabel – beroende variabel – kontrollvariabel Dokumentation
Slutsats, Tolkning
Eleven
Titta nära
Jag tror…
Jag tror…… för att……
Jag prövar….
Rättvisa försök
– vad ska ändras?
– vad ska mätas?
– vad ska vara lika?
Jag ritar och skriver
Det jag trodde stämde/stämde inte, jag får fundera vidare…
Förmågan hos elever att använda dessa metoder kommer att utvärderas och bedömas i
Skolverkets kommande NO-prov.
Varför 12 månadsteman?
Förenta Nationerna har utsett 2011 till International Year of Chemistry, KEMINS ÅR 2011. Året
ingår i FNs årtionde för hållbar utveckling och syftet är att öka allmänhetens förståelse för
kemi och kemisk kunskaps betydelse för att lösa samhällets problem som till exempel växthuseffekten och råvaruförsörjning när oljan ska fasas ut.
KEMINS ÅR ska också göra det tydligt att kemin finns överallt och att det inom de mest skilda
samhällsfunktioner behövs kemisk kunskap, även om vi till vardags kanske inte tänker på det. I
Sverige har vi därför valt att organisera aktiviteterna under KEMINS ÅR 2011 kring 12 månadsteman.
Under 2011 kommer det i Sverige att bli många aktiviteter som föreläsningar, utställningar, debatter i media och framför allt aktiviteter för skolan. Alla aktiviteter finns samlade på KEMINS
ÅR:s webbplats, www.kemi2011.se.
December
November
Oktober
September
Augusti
Juli
Juni
Maj
April
Mars
Februari
Naturorienterande ämnen årskurs 1-3
Januari
Centralt innehåll
Året runt i naturen
Jordens, solens och månens rörelser i förhållande till varandra. Månens olika faser. Stjärnbilder och stjärnhimlens
utseende vid olika tider på året.
Årstidsväxlingar i naturen och hur man känner igen årstider. Djurs och växters livscykler och anpassningar till olika
årstider.
Djur och växter i närmiljön och hur de kan sorteras, grupperas och artbestämmas, samt namn på några vanligt förekommande arter.
Enkla näringskedjor som beskriver samband mellan organismer i ekosystem.
Kropp och hälsa
Betydelsen av mat, sömn, hygien, motion och sociala relationer för att må bra.
•
Människans kroppsdelar, deras namn och funktion.
•
Människans upplevelser av ljus, ljud, temperatur, smak och
doft med hjälp av olika sinnen.
•
•
•
Kraft och rörelse
Tyngdkraft och friktion som kan observeras vid lek och
rörelse, till exempel i gungor och rutschbanor.
Balans, tyngdpunkt och jämvikt som kan observeras i lek
och rörelse, till exempel vid balansgång och på gungbrädor.
Material och ämnen i vår omgivning
Materials egenskaper och hur material och föremål kan
sorteras efter egenskaperna utseende, magnetism, ledningsförmåga och om de flyter eller sjunker i vatten.
•
Människors användning och utveckling av olika material
genom historien. Vilka material olika vardagliga föremål är
tillverkade av och hur de kan källsorteras.
•
Vattnets olika former fast, flytande och gas. Övergångar mellan formerna: avdunstning, kokning, kondensering, smältning och stelning.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Luftens grundläggande egenskaper och hur de kan observeras.
•
Enkla lösningar och blandningar och hur man kan dela upp
dem i deras olika beståndsdelar, till exempel genom avdunstning och filtrering.
•
•
•
Berättelser om natur och naturvetenskap
Skönlitteratur, myter och konst som handlar om naturen och
människan.
Berättelser om äldre tiders naturvetenskap och om olika
kulturers strävan att förstå och förklara fenomen i naturen.
Metoder och arbetssätt
Enkla fältstudier och observationer i närmiljön.
•
•
Enkla naturvetenskapliga undersökningar.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dokumentation av naturvetenskapliga undersökningar med
text, bild och andra uttrycksformer.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
December
•
•
November
Indelningen av ämnen och material utifrån egenskaperna
utseende, ledningsförmåga, löslighet, brännbarhet, surt
eller basiskt.
•
Oktober
•
September
•
Augusti
April
•
Juli
Mars
•
Juni
Februari
Enkel partikelmodell för att beskriva och förklara materiens
uppbyggnad, kretslopp och oförstörbarhet. Partiklars rörelser som förklaring till övergångar mellan fast form, flytande
form och gasform.
Kemi årskurs 4-6
Maj
Januari
Centralt innehåll
•
•
•
•
•
•
•
Kemin i naturen
Vattnets egenskaper och kretslopp.
•
Luftens egenskaper och sammansättning.
•
•
Fotosyntes, förbränning och några andra grundläggande
kemiska reaktioner.
•
•
•
•
•
Kemin i vardagen och samhället
Materiens kretslopp genom råvarors förädling till produkter, hur de blir avfall som hanteras och sedan återgår till
naturen.
•
•
•
•
Matens innehåll och näringsämnenas betydelse för hälsan. Historiska och nutida metoder för att förlänga matens
hållbarhet.
Vanliga kemikalier i hemmet och samhället. Deras användning och påverkan på hälsan och miljön, samt hur de är
märkta och bör hanteras.
•
•
•
•
Fossila och förnybara bränslen. Deras betydelse för energianvändning och påverkan på klimatet.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Kemin och världsbilden
Några historiska och nutida upptäckter inom kemiområdet
och deras betydelse för människans levnadsvillkor och syn
på världen.
•
•
•
•
Äldre tiders beskrivningar av materiens uppbyggnad. Kemins förändring från magi och mystik till modern vetenskap.
Olika sätt att beskriva och förklara naturen på med hjälp
av naturvetenskap och olika estetiska uttrycksformer, till
exempel skönlitteratur, myter och konst.
•
•
•
•
Kemins metoder och arbetssätt
Enkla systematiska undersökningar. Planering, utförande
och utvärdering.
•
Några metoder för att dela upp lösningar och blandningar i
deras olika beståndsdelar.
Dokumentation av enkla undersökningar med tabeller,
bilder och enkla skriftliga rapporter.
Tolkning och granskning av information med koppling till
kemi, till exempel i faktatexter och tidningsartiklar.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Januari Tema Konst och kultur
FÄRGKEMI – Tillverka äggoljetempera
Färg är mycket kemi. Att veta hur olika pigment uppför sig och kan blandas med vatten eller andra lösningsmedel är avgörande för den som vill styra hur ett konstverk ska
växa fram på målarduken. Den kunskapen har väglett konstnärer i hundratals år. Under
temat konst och kultur får du lära dig hur man med enkla medel kan tillverka sin egen
äggoljetemperafärg. För att minska brandrisken används rapsolja i stället för linolja.
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att göra egen äggoljetemperafärg. Under försöket lär sig eleverna mer om
emulsioner, polära och opolära ämnen samt om pigment. De får också måla med sina nya
färger. Perspektivet på lektionen kan också vara historisk – vilka slags färger användes förr?
Temat är uppdelat på fyra olika moment där de två första är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en lektionstimme.
Blanda matolja + vatten.
Blanda matolja + vatten + emulgeringsmedel.
Tillverka äggoljetemperafärg.
Måla med de nya färgerna.
Vad behöver man ha som förförståelse?
– Att olja och vatten inte blandas.
– Att det finns ämnen som man kan tillsätta, emulgeringsmedel, och som medför att olja och
vatten blandas, det vill säga bildar en emulsion.
De första experimenten här är utmärkta att göra om man vill vara säker på att man har barnens förståelse med sig – om du säkert vet att barnen kan detta så kan du hoppa direkt till
försöken med äggoljetemperan men för helheten kan det ändå vara bra att göra även dessa
undersökningar.
Vad blir det nya?
Det nya blir då hur kunskapen kan omsättas i praktiken, lite om olika färger och om vad som
kan användas som färgpigment. Och sist men inte minst att pröva färgerna i en kreativ uppgift
som känns meningsfull.
Säkerhet och kvittblivning
Tänk på att äggallergiker inte bör komma i kontakt med ägg eller flytande färg.
Alla ingredienser i experimenten kan spolas bort i vasken eller slängas i hushållssoporna.
Förförståelse 1 - Blanda matolja och vatten
Låt eleverna gissa vad som kommer att hända om de blandar matolja och vatten. Låt dem sedan pröva hur det går. När de upptäcker att vatten och olja inte blandas är det dags att skaka
burken och se vad som händer.
Du behöver
• En glasburk med lock.
• ½ dl rapsolja.
• ½ dl vatten.
Gör så här
1. Häll rapsoljan i vattnet.
2.Vad händer?
3.Skaka blandningen.
4.Vad händer?
Olje- och vattenmolekyler blandar sig ogärna med varandra. I stället repellerar oljan och
vattnet, de stöter bort från varandra. Man får därför snabbt tillbaka ett olje- och ett vattenskikt
i burken. Det beror på att olja är opolärt, oljemolekylerna har ingen inre laddningsfördelning
medan vatten är polärt, vattenmolekyler har en inre laddningsfördelning. Molekylerna är helt
enkelt för olika för att blanda sig med varandra. Hur lång tid det tar för oljan och vattnet att
skikta sig beror lite på oljans kvalitet. Ju sämre olja (ofta mycket billig) desto längre tid tar det.
En metafor som kan användas vid förklaring för barn kan vara; Olja ”tycker inte om” vatten och
vill vara för sig själv. Detta är också trevligt att dramatisera.
Förförståelse 2 – Blanda matoljan, emulgeringsmedel och vattnet
I det här försöket är målsättningen att få rapsoljan att blanda sig med vattnet.
Inled lektionen med att ställa några frågor till eleverna;
• Kan man få matoljan att blanda sig med vattnet genom att tillsätta något?
• Vilka egenskaper tror du att ett ämne ska ha som kan göra att vatten och olja blandas med
varandra?
Här kan man resonera med barnen och de kan då själva komma på att ett sådant ämne måste
ha både en del som tycker om vatten och en del som tycker om olja för att få dem att blandas.
En metafor att använda; Två barn är osams och vill inte sitta bredvid varandra, då kan ett
tredje barn som är sams med båda sitta emellan dem och då går det bra. Sedan kan du fråga
barnen; Ska vi prova några olika ämnen och se om de får vatten och olja att blandas med
varandra?
Du behöver
• En glasburk med lock.
• ½ dl rapsolja.
• ½ dl vatten.
• Några ämnen som du tror kan få vattnet och oljan att blanda sig.
Förslag på ämnen att pröva
Diskmedel, flytande tvål, äggula, äggvita, en klick senap. Barnen/eleverna kan även komma med
egna förslag, till exempel påsar med färdigt pulver som man kan göra god salladsdressing av.
Gör så här
Här kan man lämpligen låta barnen diskutera hur försöken ska läggas upp så att de blir rättvisa, dvs jämförbara.
− Vad ska vara lika? (mängden olja och vatten).
− Vad ska vi ändra? (vilket ämne vi tillsätter).
− Vad ska vi mäta? (hur bra de blandar sig).
Antingen kan man låta alla grupperna pröva alla de olika ämnena eller så får varje grupp välja
vad de vill pröva och sedan jämför ni gemensamt deras resultat.
Alla ämnena utom äggvita ger en mer eller mindre bra blandning/emulsion.
Tillverka äggoljetempera
Alla färger består av pigment, bindemedel och lösningsmedel. Nu ska ni själva få tillverka färg
som ni sedan kan måla med.
Du behöver
• 1 glasburk med lock.
• ½ dl rapsolja.
• ½ dl vatten.
• ½ dl uppvispat ägg.
• några små engångsmuggar.
• något att röra om med till exempel plastskedar, glasspinnar eller liknande.
• pigment, se nedan.
Gör så här
1. Blanda oljan, vattnet och det uppvispade ägget i glasburken.
2.Skruva på locket ordentligt.
3.Skaka tills det har blandat sig.
4.Fördela blandningen på 4-5 muggar.
5.Häll i olika färgpigment i dina muggar, börja med ca 1 tesked.
6.Rör om.
Man behöver blanda i ganska mycket pigment för att färgen ska få en tjock konsistens som
täcker bra. Ju mer pigment desto tjockare och mer täckande färg. Prova er fram till vilken
mängd pigment som ger bästa resultat. Gör inte för stora mängder färg, tänk på att äggoljetempera är en färskvara innan den torkar.
Det är lättast att använda vattenlösliga färgpulver som pigment. Vitt pigment kan man göra
själv genom att pulvrisera tavelkrita i en mortel. Till svart pigment kan man använda kolpulver
som finns på apotek eller grillkolskrosset som ofta finns i botten på grillkolspåsen. Torkad
och pulvriserad jord kan också användas som pigment. Man kan också köpa rödfärgspulver
(järnoxid) eller gula och bruna ockror.
Schablonmålning
När färgen är klar är det dags att måla med den. Låt barnen måla fritt eller göra egna schablonmålningar.
Du behöver
• Kartong/OH-film.
• Saxar.
• Målartejp.
• Tallrikar.
• Penslar/svampar.
• Träbitar/träföremål/spånkorgar.
Gör så här
1. Rita ett mönster (en schablon) på kartong eller OH-film.
2.Klipp ut.
3.Sätt fast schablonen på träbiten eller spånkorgen med målartejpen.
4.Doppa penseln eller svampen i lite färg.
5.Målar inuti schablonen och drar sedan försiktigt bort den.
Eventuellt kan barnen måla sin träbit eller spånkorg med en grundfärg innan de gör mönster
med schablonen. Färgen torkar från en dag till nästa. Om man målar på kartong kan det ta
längre tid.
Bakgrund
Ämnen som gör att olja och vatten kan blandas kallas emulgeringsmedel, den färdiga blandningen kallas emulsion. Senapskorn innehåller det naturliga emulgeringsmedlet lecitin och det
gör även äggulan i ägget. Tensider som diskmedel och tvål är också emulgeringsmedel.
Hur ”ser det ut” på mikronivå? Fettet/oljan finfördelas i små, små droppar
i vattnet. Varje ”droppe”(kallas micell) är omgiven av emulgeringsmedlet,
som har sin fettälskande, oladdade del vänd inåt mot droppen och den
vattenälskande, polära/laddade delen vänd utåt mot vattnet. Detta medför
också att alla droppar på sin yta har samma laddning och då repellerar de
varandra och dropparna håller sig åtskilda. Emulsionen blir stabil.
Färg
En färg består huvudsakligen av bindemedel, lösningsmedel och pigment.
Bindemedlet håller ihop färgen och har dessutom betydelse för vidhäftningen och färgens
mekaniska motståndskraft. Lösningsmedlet ger färgen rätt konsistens. Pigmentet ger färgen
dess kulör.
Pigment
Pigment kan antingen vara organiska eller oorganiska. De oorganiska pigmenten förekommer färdigbildade i naturen i form av färgade leror. Det är framförallt järn- och mangansalter
som ger lerorna dess färg som till exempel gult, rött, brunt och grönt. Dessa jordfärger kallas
ockror, terror och umbror.
Rödfärg fick man i början som en biprodukt vid Falu koppargruva. Under 1600-talet var Falu
koppargruva landets största kopparproducent. Den kopparmalm som lades åt sidan för att
den inte var brytvärd vittrade under inverkan av väder och vind till så kallad rödmull, som innehåller bland annat mycket järnoxid, så kallad järnockra.
Järnoxid kan användas som både rött och gult pigment. I den röda järnoxiden finns mindre
vatten än i den gula. Gulaktig, vattenhaltig järnoxid kan brännas så att vattnet försvinner. Då
blir järnoxiden alldeles röd. Jämför gul lera, som har bränts till tegel.
I många svenska kyrkor finns målningar från medeltiden. Man vet att äggtemperafärger användes både i Sverige och i övriga Europa under medeltiden. Äggtemperafärger består av ägg,
vatten och pigment. I dessa gamla temperafärger var alltså ägg det viktigaste bindemedlet.
Äggoljetempera har som bindemedel både ägg och olja. Då får man ett starkare bindemedel
och torktiden förkortas. I industriellt framställd äggoljetempera används äggpulver istället för
färska ägg och konserveringsmedel är tillsatta. I de flesta recept på äggoljetemperafärger
används linolja (kokt eller rå), men vi använder rapsolja istället eftersom linoljan är brandfarlig
(papper med linolja på kan självantända).
Inköpsställen
Järnoxid – färghandeln.
Gula och bruna ockror - affärer som säljer konstnärsmaterial, till exempel Beckers, Creatima.
Spånkorgar - Panduro.
Februari Tema Mode
SMYCKEKEMI – tillverka kristaller
I tusentals år har människan använt kemi för att göra sig fin – vackra kläder, smink,
tatueringar, parfymer och smycken. Under temat mode fokuserar vi på smycken/ädelstenar generellt och kristaller specifikt. Ädelstenarna är naturens vackraste kristaller.
De har alltid varit symboler för makt, rikedom och framgång. De har tillskrivits magiska
egenskaper och myterna kring de små dyrbarheterna är oräkneliga.
I många experimentböcker och på webben beskrivs hur man kan göra vackra kristaller. Det kan vara mer eller mindre komplicerat och resultaten kan variera. Vi har valt att
göra kristaller av vanligt koksalt. Det är enkelt och ofarligt och ger ett förvånansvärt
vacker resultat.
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att förstå att det finns olika sätt att få tillbaka saltet ur en saltlösning. Dessutom
får barnen göra egna vackra kristaller. Temat är uppdelat på fyra olika moment där de första
två är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det
mer än en lektionstimme.
Lösa salt i vatten.
Få tillbaka saltet.
Separera salt och sand.
Göra saltkristaller.
Vad behöver man ha som förförståelse?
− Avdunstning som begrepp.
− Att salt löser sig i vatten.
− Att det bildas en saltlösning.
De första experimenten är utmärkta att göra om man vill vara säker på att man har barnens
förståelse med sig – om du säkert vet att barnen kan detta så kan du hoppa direkt till försöken
med att skilja sand och salt åt och göra fina saltkristaller men för helheten kan det ändå vara
bra att göra även dessa förundersökningar.
Vad blir det nya?
Det nya blir att det går att utvinna salt ur en saltlösning och att saltet bildar kristaller.
Säkerhet och kvittblivning
Vatten och salt kan spolas bort i vasken.
Förförståelse 1 – Lösa salt i vatten
Syftet är att barnen ska upptäcka vad som händer när man häller salt i vatten genom att göra
en förutsägelse och pröva den. Barnen arbetar i par eller grupper.
Du behöver
• Genomskinlig mugg eller glas.
• Tesked.
• Decilitermått.
• Koksalt.
• Vatten.
Gör så här
1. Fyll glaset med ca 1 dl vatten.
2.Vad tror du händer om man häller salt i vatten?
3.Häll i ca 1 tsk salt.
4.Rör om.
5.Vad tror du har hänt med saltet/vattnet?
6.Vad upptäckte du?
Förförståelse 2 – Få tillbaka saltet
Syftet är att barnen, genom att observera och undersöka, ska upptäcka att vatten avdunstar från en saltlösning och att det avdunstar snabbare från en stor yta än från en liten. De
använder sin saltlösning från förundersökning 1, men blandar även en ny likadan att jämföra
med. Genom att hälla saltlösningarna i dels smala glas och dels i stora plastaskar med vida
öppningar och observerar vad som hänt något dygn senare skapas en bra förutsättning för
diskussionen. Bra förpackningar att använda är t ex glassförpackningar eller pizzasalladsaskar.
Du behöver
• Saltlösningen från försök 1.
• Tesked.
• Decilitermått.
• Vatten.
• Salt.
• Stor plastask med vid öppning.
• Smalt glas.
Gör så här
1. Häll saltlösning från förundersökning 1 i plastasken.
2. Markerar vattennivån.
3. Fyll det smala glaset med ca 1 dl vatten.
4. Häll i ca 1 tsk salt.
5. Rör om.
6. Markerar vattennivån.
7. Vad tror du kommer att hända med saltlösningen i de båda kärlen?
8. Observerar vad som hänt i plastasken och i glaset några dagar senare.
9. Vad tror du har hänt med vattnet?
10.Vad tror du har hänt med saltet?
11.Vad upptäckte du?
12.Blev det någon skillnad mellan de båda kärlen?
13.Vad tror du det kan bero på?
För att man ska få ett tydligt resultat måste kärlen stå ett par dygn. Det går snabbare om man
ställer dem under en lampa. Om man låter vattnet avdunsta helt får man fina saltkristaller på
botten.
Separera sand och salt
Syftet med försöket är att barnen ska hitta egna lösningar på hur man kan utvinna salt från
vatten. De utgår från en blandning av sand och salt och börjar med att diskutera i grupp, för att
sedan diskutera i helklass. Har barnen gjort förförståelseförsöken så kommer idén att lösa upp
saltet i vatten att komma ganska snabbt, men de kommer säkert även ha många andra förslag.
Ha många olika hjälpmedel framme som kan inspirera barnen till idéer och låt dem gärna prova
att plocka ut saltet med pincetter. De kommer då snabbt att förkasta det som metod. Om ingen
kommer på att lösa upp saltet så påminn dem om undersökningarna ni gjort tidigare.
Du behöver
• Påse med koksalt- och sandblandning (akvariesand är renast att använda, men självklart går
det även bra med sand från sandlådan). Använd rejält med salt, ca fifty-fifty.
• Vatten.
• Inspirerande material till exempel kaffefilter, trattar, durkslag, silar, diverse byttor, kastruller,
skedar, pincetter.
• Luppar.
Inled gärna lektionen med en liten berättelse, då fångar du barnens uppmärksamhet. Du kan
fabulera fritt, till exempel; Vet ni vad som hände mig igår? Jo, jag hade varit i affären och
handlat salt för det hade tagit slut och jag behövde det för att kunna laga middag. Jag hade
ganska bråttom för alla satt hemma och väntade på maten. Jag sprang över lekplatsen på väg
hem från affären och då. Hjälp! Jag snubblade i sandlådan! Saltpaketet gick sönder och allt
saltet blev utspritt i sanden. Jag rafsade snabbt upp allt salt i en plastpåse och så här blev det.
Visa upp påsen med salt och sandblandning. Ni måste hjälpa mig att skilja sanden från saltet.
Gör så här
Varje grupp får en påse/mugg med salt-sand-blandning och en lupp. Här kommer ett förslag
på hur du som lärare kan lotsa klassen genom experimentet.
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Kan man se vad som är salt och vad som är sand?
Hur ska vi skilja dem åt?
Har ni några förslag?
Vad tror ni händer om vi häller vatten på blandningen?
Ta inte så mycket vatten, bara tillräckligt för saltet att lösa sig. Det räcker med någon deciliter.
Var tror ni saltet är nu?
Kan vi skilja saltvattnet från sanden på något enkelt sätt tror ni?
Häll sand, salt och vattenblandningen genom ett kaffefilter.
Var är saltet? Smaka på vattnet (inte om du tagit sand från en sandlåda).
Göra saltkristaller
Att tillverka kristaller själv är enkelt och de blir fantastisk vackra.
Efter försöket kan barnen spara papperet med kristaller på i en
liten ask eller liknande. Med digitalkamera eller mobilkamera kan
de även fotografera kristallerna genom luppen eller stereomikroskopet, ett billigt och enkelt sätt att dokumentera.
Du behöver
• Glas eller mugg
• Tesked
• Koksalt (utan jod)
• Vatten
• Mörkt papper (helst poröst)
• Stor plastask med vid öppning, typ glassburk eller pizzasallad.
Kristaller av vanligt koksalt
är kubiska.
Tips; vatten och salt ska helst vara så rena så möjligt. Föroreningar och damm stör kristallbildningen och gör så att det bara blir små kristaller.
Gör så här
1. Häll 1 dl vatten i glaset.
2.Blanda i salt, det ska bli en mättad lösning så det får gärna ligga kvar salt på glasets botten.
3.Lägg mörkt papper i botten på burken/asken innan vattnet hälls på.
4.Häll i saltvattnet.
5.Låt burken/asken stå några dygn. När allt vatten avdunstat kan man se fina kubiska kristaller
på det svarta papperet.
6.Ta det mörka papperet och titta på saltkristallerna med lupp eller stereomikroskop.
7. Fotografera gärna med digitalkamera eller mobil.
Här kan det också vara lämpligt att diskutera var salt kommer från. Frågor att ställa till barnen;
− Varför har de stora grunda bassänger när de framställer salt ur havsvatten tror ni?
− Kan man framställa salt på något annat sätt?
Visa gärna flingsalt så barnen kan jämföra strukturen.
Bakgrund
Salter är uppbyggda av joner. Koksalt, NaCl, består till exempel av positiva Natriumjoner, Na+,
och negativa kloridjoner, Cl-. Bindningen mellan jonerna är stark, men rör vi ned salt i vatten
bryts bindningen och saltet finfördelas i vattnet, vi får en klar lösning.
Att det går bra att lösa salt i vattnet beror på att vattenmolekylen består av
två väteatomer och en syreatom. Syretomen drar åt sig lite av väteatomernas
negativa laddning och vattenmolekylen blir därför lite minusladdad i den ena
änden (vid syret) och lite plusladdad i den andra änden (vid vätena). De negativa kloridjonerna kommer att dras till den positiva änden av vattenmolekylen,
medan de positiva natriumjonerna dras till den negativa änden.
Mättad och omättad lösning
De flesta salter löser sig bättre i varmt vatten. Det beror på att vattenmolekylerna rör sig mer
när det är varmt. Salter löser sig också fortare om man rör. Det finns en gräns för hur mycket
salt man kan lösa i vatten. När den gränsen är uppnådd, då man inte kan lösa mer salt, säger
man att lösningen är mättad.
Kristaller
Salter bildar kristaller som ofta är mycket vackra. En kristall är ett fast ämne vars atomer, molekyler eller joner bildar en regelbunden struktur som upprepar sig exakt i alla tre dimensioner.
Kristaller kan bildas i ett flertal geometriska mönster, kristallstrukturer. Koksalt bildar kubiska
kristaller, när man tittar på koksalt i mikroskop ser man saltkuberna.
Kristallinitet förekommer hos de flesta typer av material, oavsett typen av kemisk bindning.
Mineraler är oorganiska substanser med definierad kemisk sammansättning som förekommer
i naturen. De allra flesta mineralerna är kristallina.
Mineraler bildas genom att glödande heta flytande smältor och gaser i jordens inre utsätts för
högt tryck och hög temperatur, eller så fälls de ut ur vattenhaltiga lösningar.
När de heta smältorna sakta svalnar inuti bergsmassorna byggs kristallerna upp. Ju långsammare avsvalning desto större kristaller. Stalaktiter och stalagmiter, droppstenar, är exempel på
kristaller som bildats ur heta, mättade vattenlösningar som har avsvalnat och avdunstat sakta
(på motsvarande sätt som koksaltskristallerna). Salt i saltgruvor är också exempel på mineraler som bildats ur mättade vattenlösningar.
Man känner till närmare 4000 mineraler på jorden. Av dessa räknas ungefär 100 som ädelstenar, men bara ungefär 20 är vanliga i handeln. Mest välkända är diamant, rubin, safir och
smaragd.
Mars Tema Klimat och Energi
KLIMATKEMI - koldioxidförsök
För kanske flera hundra miljoner år sedan bands koldioxid i olika organiska föreningar
genom fotosyntes. En del av de organiska föreningarna har omvandlats till kol, olja och
naturgas. Nu när 80 procent av jordens energiförsörjning kommer från fossila bränslen
tillförs atmosfären koldioxid som har varit bunden under lång tid. Under de senaste
hundra åren har jordens medeltemperatur ökat med ca 0,7°C. En del klimatforskare
anser att dessa förändringar är naturliga klimatvariationer. De allra flesta tror dock att
ökningen beror på stigande halter av växthusgaser, framför allt koldioxid.
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att tillverka en skumsläckare och visa på koldioxids förmåga att kväva elden
genom att den tränger undan syret. I försöket får eleverna lära sig mer om kemiska reaktioner
och om hur koldioxid kan ”lockas fram” ur andra ämnen.
Temat är uppdelat på fyra olika moment där de tre första är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en lektionstimme.
Bikarbonat + vinäger.
Bikarbonat + vatten och bakpulver + vatten.
Göra det osynliga synligt.
Tillverka pulversläckare.
Vad behöver man ha som förförståelse?
– Att det kan bildas något nytt om man blandar två ämnen.
– Att koldioxiden går att detektera även om den inte syns.
De första experimenten här är utmärkta att göra om man vill vara säker på att man har barnens förståelse med sig – om du säkert vet att barnen kan detta eller redan har gjort dem, så
kan du hoppa direkt till försöken med pulversläckaren men för helheten kan det ändå vara bra
att göra även dessa undersökningar.
Vad blir det nya?
Det nya blir att vi kan använda kunskapen om hur koldioxid bildas till att tillverka en brandsläckare.
Säkerhet och kvittblivning
Ättika 24 % är irriterande för ögonen och huden. Det blir mer skum i försöket med skumsläckare om man använder 24 %-ig ättika, men det går också att använda 12 %-ig som är mindre
irriterande.
Alla ingredienser i experimenten kan spolas bort i vasken eller slängas i hushållssoporna.
Förförståelse 1 – Släcka tändsticka med bikarbonat
Syftet är att barnen, genom att observera och undersöka, ska upptäcka att det bildas en gas
som ”släcker” tändstickan.
Du behöver:
• Bikarbonat.
• Vinäger.
• Glas.
• Tesked.
• Tändstickor.
Låt gärna barnen börja med att titta på bikarbonaten i lupp. Kan man se kristaller?
Gör så här:
1. Lägg 1 tsk bikarbonat i botten på ett glas.
2.Häll på en liten skvätt (ca 1 msk) vinäger.
3.Vad tror du händer? (Det börjar bubbla).
4.Låt det bubbla en kort stund.
5.Tänd en tändsticka och för ner den i glaset.
6.Vad tror du händer då?
Gasen koldioxid, CO2 bildas. Den är tyngre än luft och tränger därför undan luften så att tändstickan slocknar. Vifta inte med glaset, då kan koldioxiden ”smita” undan.
Var kommer koldioxiden ifrån? Man kan säga att den finns ”gömd” i bikarbonaten och att den
sura vinägern ”tvingar” fram den så den frigörs.
Förförståelse 2 – Syra släpper ut koldioxiden
Syftet är att barnen, genom att observera och undersöka, ska upptäcka att det bildas en gas
(bubblor) i glaset med bakpulver, men inte i glaset med bikarbonat.
Du behöver:
• 2 glas.
• Bikarbonat.
• Bakpulver.
• Vatten.
Gör så här:
1. Lägg 1 tsk bikarbonat i botten på det första glaset.
2.Lägg 1 tsk bakpulver i botten på det andra glaset.
3.Häll på en liten skvätt (ca 1 msk) vatten i båda glasen.
Några frågor att ställa till barnen för att få igång diskussionen;
− Vad tror ni kommer att hända?
− Varför bubblar det bara i glaset med bakpulver?
− Kommer ni ihåg att det bubblade när vi hällde sur vinäger på bikarbonaten?
− Vad innehåller bakpulver tror ni?
En förklaring kan vara att vatten inte räcker för att ”tvinga” ut koldioxiden ur bikarbonaten. När
barnen diskuterar detta försök kan de ofta själva komma fram till att bakpulver måste innehålla
något som liknar vinäger. De kan då läsa på bakpulverburken och se att förutom bikarbonat
ingår något som kallas sura fosfater i bakpulver. De sura fosfaterna har samma effekt på bikarbonaten som vinägern.
Fortsätt med att fråga barnen om det finns något annat som bubblar när de lägger det i vatten? De flesta barn har erfarenhet av brustabletter och kommer säkert att göra den kopplingen.
Om barnen sedan får göra tändstickstestet över en C-vitamintablett i vatten så upptäcker de
att det även här är koldioxid som gör att det bubblar. Läs innehållsförteckningen tillsammans
och upptäck att brustabletter innehåller bikarbonat och någon slags syra, oftast citron- eller
askorbinsyra. Här är det viktigt att barnen upptäcker att citronsyran är i fast form och att den
måste lösas i vatten innan den kan påverka bikarbonaten att ge ifrån sig koldioxiden.
Förförståelse 3 – Gör det osynliga synligt
Låt den osynliga koldioxiden bildas i en tillsluten plastpåse så blir det tydligt att den tar plats.
Du behöver
1. En plastpåse av zip-typ.
2.Bikarbonat.
3.Citronsyra.
4.Vatten.
Gör så här
1. Häll 1-2 tsk bikarbonat i plastpåsen.
2.Samla bikarbonaten i ena hörnet på påsen och snurra lite så
bikarbonaten blir helt omsluten av plast.
3.Häll i 1-2 tsk citronsyra i pulverform i andra hörnet och snurra
lite så citronsyran blir helt omsluten av plast.
4.Be ett av barnen att hälla i ca ½ dl vatten i påsen. Se till att
inget av ingredienserna blandas.
5.Pressa ut luften ur påsen och tillslut den.
6.Öppna upp hörnen så att allting blandas.
7. Fråga barnen vad de tror kommer att hända nu?
Plastpåsen sväller upp som en ballong. Koldioxid bildas och utsidan på påsen känna kall eftersom den kemiska reaktionen kräver energi.
Tillverka en skumsläckare
I det här experimentet ska vi tillverka en skumsläckare. Försöket är tänkt som ett demonstrationsexperiment.
Du behöver:
• Ett värmeljus.
• Ett dricksglas.
• Bikarbonat.
• Ättika 24 eller 12 %.
• Diskmedel (en koncentrerad sort, helst Yes).
• En sked, för omrörning.
• En tratt med lång pip, vanlig hushållstyp av plast går bra.
• En behållare med höga kanter. Det kan vara en 2 liters glassbytta, ett akvarium, en godis behållare som du får gratis från godisaffärer eller liknande. Det viktiga är att kanterna är
högre än ljuset.
Gör så här:
1. Blanda 1 msk bikarbonat, 1 msk diskmedel och 1-2 msk ljummet vatten i glaset.
2.Rör om.
3.Placera glaset i den ena änden av behållaren och värmeljuset i den andra.
4.Tänd ljuset.
5.Ställ tratten i glaset och häll i ganska rikligt med ättika. Tratten är viktig så att ättikan
verkligen hamnar i botten av glaset.
Snart börjar det välla upp skum ur glaset. Skummet, som innehåller koldioxid, kommer att
rinna nerför kanten på glaset och sedan utefter botten på behållaren. Ljuslågan börjar flämta
och innan skummet når ljuset så slocknar det. Det beror på att koldioxiden är tung och tränger
undan luften och då kan inte ljuset brinna.
6.Ta en brinnande tändsticka och för ned i behållaren. Där den slocknar ligger nivån för
koldioxiden.
Viktigt att tänka på om försöket ska lyckas:
− Häll i ättikan ganska snabbt och effektivt (i botten på glaset).
− Håll inte på och prata och vifta för mycket runt behållaren, då kan koldioxiden försvinna ut
och det blir ingen släckning av ljuset. Jämför vad som händer om man öppnar fönstret och
släpper in luft vid en brand – då tar elden fart igen.
Bakgrund
Jordens atmosfär kan liknas vid glaset i ett växthus. Den släpper igenom den kortvågiga strålningen från solen, men fångar upp delar av den långvågiga värmestrålning som sänds ut från
jordytan. Den uppvärmda atmosfären sänder en del av värmestrålningen tillbaka mot jorden,
vilket leder till en högre temperatur. Utan växthuseffekten skulle temperaturen vara 33 grader
kallare vid jordytan än den är idag.
De senaste 100 årens ökning av medeltemperaturen beror framför allt på människans utsläpp
av växthusgaser. Koncentrationen av koldioxid i atmosfären har ökat med cirka 37 procent
sedan mitten på 1800-talet.
Kolets kretslopp
En kolatom kan uppträda i många olika skepnader i naturen och rör sig mellan dessa i ett
ständigt kretslopp. När en lövhög förmultnar, alger bryts ner eller när vi själva andas ökar
koldioxidhalten i luft och vatten. Vulkanutbrott och bränder är naturliga källor för koldioxid. I
fotosyntesen binds koldioxid i organiska föreningar som ingår i alla levande växter och djur.
Naturen kan även lagra koldioxid i form av kalciumkarbonat
Skaldjur tillverka kalciumkarbonat till sina skal av vätekarbonatjoner och koldioxid som finns
löst i havets vatten. När döda skaldjur hamnar på havets botten omvandlas kalciumkarbonatet
så småningom till kalksten.
Karbonater vanliga hemma
Vi har många karbonater hemma i köket; bikarbonat, bakpulver, hjorthornssalt och äggskal. I
städskåpet finns kanske målarsoda. Namnet karbonat kommer från carbon som betyder kol
på flera språk och har gett kol tecknet C.
Bikarbonat, eller natriumbikarbonat som är en mer korrekt kemiskt beteckning, löses lätt i vatten och sönderdelas då delvis till koldioxid (CO2) och natriumkarbonat (Na2CO3 ). Reaktionen är
dock inte särskilt effektiv. Först när en syra tillsätts blir det fart på reaktionen.
I bakpulver har man därför tillsatt sura fosfater (natriumdivätefosfat, NaH2PO4 och dinatriumvätefosfat, Na2HPO4). Stärkelse tillsätts för att en kemisk reaktion inte ska ske redan i förpackningen genom absorption av fukt.
I vissa recept används bikarbonat i stället för bakpulver. Bikarbonat och bakpulver är i princip
utbytbara, 1 tsk bikarbonat motsvarar 2 tsk bakpulver. Men om man byter ut bakpulver mot bikarbonat är det viktigt att receptet i sig innehåller någon syrlig ingrediens, exempelvis filmjölk
eller citron.
Titta gärna på innehållsförteckningen av en skumsläckare, den innehåller faktiskt bikarbonat
och ett skummedel i en behållare. I en annan behållare finns syra. De två behållarna hålls åtskilda tills släckaren startas, då först börjar skummet med koldioxid att bildas.
April Tema Industri
MATERIALKEMI – en yta som andas
Forskning i kemi har stor betydelse för utvecklingen av nya material som kan ge nya
produkter som påverkar vårt välstånd. Ända in på 1930-1940-talet hade barnen vadmalsbyxor när de lekte ute. Vadmalskläder utnyttjar ”lika löser lika”. I vadmalen finns
mycket ullfett kvar och det ger en vattenavstötande effekt, men kläderna var förstås
inte vattentäta. Plastens intåg i våra liv gav oss galonbyxor. De släppte visserligen inte
in vatten, men var ändå inte så bekväma. De var för täta, vilket gjorde att man blev
fuktig av sin egen svett. Materialet Gore-Tex blev en revolution på 1970- och 1980-talet. I dag har Gore-Tex utbredd användning i både kläder och skor. Vad blir framtidens
material?
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att upptäcka att vanliga fenomen i naturen som ”lika löser lika” och ytspänning har stor betydelse vid utvecklingen av material som håller oss torra när det är regnigt och
fuktigt.
Temat är uppdelat på fyra olika moment där de första två är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en lektionstimme.
Gem/Mynt i vattenglas.
Stålullstuss på vatten.
Impregnera pappershandduk.
Materialet som andas.
Vad behöver man ha som förförståelse?
Det viktigaste är kanske en medvetenhet om att vatten består av många miljarder vattenmolekyler dvs ett slags partikeltänkande. Förklaringsmodellen för ytspänning förutsätter detta.
Vad blir det nya?
Det nya blir då hur detta kan omsättas i praktiken, hur vattnets egenskaper och ytspänningen
påverkar vad som händer under olika förutsättningar.
Säkerhet och kvittblivning
Tomma sprayburkar sorteras som metallförpackning på återvinningsstationen. Övriga ingredienser i experimenten kan spolas bort i vasken eller slängas i hushållssoporna.
Förförståelse 1 - Gem i vattenglas
Du behöver
• Glas
• Gem av metall
• Vatten
• Papper och penna
Gör så här
1. Fyll ett glas till brädden med vatten.
2.Rita av vattenytan.
3.Lägg försiktigt i gem. Lägg ner dem med den smala delen nedåt.
4.Hur många gem tror du att ni kan lägga i glaset innan det rinner över?
5.Testa!
6.Hur många blev det?
Beroende på hur försiktigt man lägger i gemen kan man få plats med upp till 40-50 st. Vattenytan kommer att ligga en bra bit över kanten på glaset.
Tänk på att gemen behöver torka ordentligt efter försöket annars rostar de.
Förförståelse 2 - Stålullstuss i ett högt vattenglas
Du behöver
• Ett högt glas eller en smal hög vas.
• Stålull/Trollull storlek 3 (ganska grov). OBS! Det går inte att använda Svinto till detta försök,
eftersom den innehåller tvål.
Gör så här
1. Placera en stålullstuss försiktigt på vattenytan.
2.Flyter eller sjunker den?
3.Vad tror du händer om du tillsätter en droppe diskmedel?
4.Varför?
Stålullen borde sjunka utifrån sin densitet, men den flyter på grund av ytspänningen. När man
tillsätter lite diskmedel så bryts ytspänningen och stålullen sjunker. Detta syns bäst i ett högt
glas.
Varför bryts ytspänningen av diskmedlet? Använd gärna metaforen: diskmedlet är som en sax
som klipper sönder ”nätet” som bildas av ytspänningen.
Impregnerat papper
Förbered genom att impregnera pappershanddukar med vanlig impregneringsspray.
Du behöver
• Plastpipett eller sugrör.
• Impregnerad pappershandduk.
• Oimpregnerad pappershandduk.
• Vatten.
Gör så här
1. Droppa vatten på båda pappershanddukarna.
2.Hur ser det ut?
3.Rita!
4.Vad tror du det beror på?
Pappershanddukar har bra uppsugningsförmåga och det oimpregnerade papperet kommer att
suga upp vattnet. På det impregnerade papperet ligger vattendropparna som små pärlor.
Vattendroppar har starka bindningar
Gore-Tex är känt för att vara vattentätt men ändå andas. I de här experimenten låter vi en
vanlig plast- eller gummihandske, som är helt tät, utgöra referens när vi undersöker hur
Gore-Tex fungerar.
Du behöver
• Handskar av Gore-Tex.
• Handskar av plast- eller gummi.
• Bomulls- eller yllevante.
• Gummisnoddar.
• Bunke eller hink som rymmer ca 10 liter.
• Plastpipett eller sugrör.
• Diskmedel.
A) Vätning och genomsläpplighet för vätskor
Undersök en av Gore-Texhandskarna och vad som
händer om man lägger en vattendroppe på den. Jämför
vad som händer om man i stället droppar på vatten som
är blandat med diskmedel.
Gore-Tex kan se ut på olika sätt beroende på att membranet lamineras mot olika yttertyg.
Tyget behandlas så att vattendroppar ska ”pärla” sig och rulla av ytan på plagget.
B) Vattenånga - gör så här
1. Sätt en plast/gummihandske på den ena handen.
2.Sätt en Gore-Texhandske på den andra handen.
3.Försegla handskarna vid handleden med hjälp av gummisnoddar.
4.Blås in lite luft i varje handske så att den inte ligger an direkt mot huden.
5.Låt handskarna sitta på i ca 10 min. Ju längre tid desto tydligare resultat.
6.Ta av handskarna och se om det är någon skillnad i fuktighet mellan de båda händerna.
Gore-Tex ”andas”, med det gör inte gummi. Handen i plast/gummihandske kommer att vara
mycket fuktigare än den i Gore-Texhandsken.
C) Vattengenomsläpplighet - gör så här
1. Ta på bomulls- eller yllevantarna (de ska sitta under de andra handskarna).
2.Sätt en plast/gummihandske på den ena handen.
3.Sätt en Gore-Texhandske på den andra handen.
4.Försegla handskarna vid handleden med hjälp av gummisnoddar.
5.Blås in lite luft i varje handske så att den inte ligger an direkt mot huden.
6.Stoppa ned båda händerna i bunken som fyllts med vatten som har en temperatur på ca 15°C.
7. Håll dem där i ca 15 min.
8.Ta av handskarna och se om det är någon skillnad i fuktighet mellan de båda händerna.
Trots att Gore-Texhandsken blir blöt på utsidan är insidan torr. Experimentera gärna med att
fukta händerna innan du tar på handskarna för att därigenom få ett tydligare resultat.
D) Temperaturens inverkan – extraförsök
Upprepa försök C, men höj vattentemperaturen till ca 40°C.
Varför tror du att handen i Gore-Texhandsken blev fuktigare när vattnet var varmt?
Bakgrund
Inom kemin är ”lika löser lika” en viktig princip. Polära ämnen löses i polära, opolära ämnen
i opolära.
Ett ämnes polaritet är ett mått på innehållet av elektriska laddningar. Joner är typiskt polära
ämnen, men även molekyler med laddningsförskjutningar är polära. Det gäller till exempel för
vatten, där syreatomen har större dragningskraft på elektronerna än väteatomerna.
Laddningsförskjutningen i vattenmolekyler gör att vattnets molekyler hänger samman starkare
än man skulle kunna vänta sig. Bindning mellan vattenmolekyler kallas vätebindning och den
är orsaken både till att vattnets kokpunkt är jämförelsevis hög och till att isen får sin glesa
struktur.
Ytspänning är ett annat fenomen som kan förklaras med hjälp av vätebindningsmodellen.
Den starka bindningen mellan vattenmolekyler får en vattenyta att bli som en seg hinna. Det
beror på att vattenmolekyler som finns vid ytan inte kan binda sig uppåt, mot luften, eftersom
luft består av opolära molekyler. I stället binder sig vattenmolekylerna enbart åt sidorna och
nedåt. I dessa riktningar blir bindningarna desto starkare.
Att bindningen uppåt saknas gör också att vattenytan att bli sfärisk. Alla vattenmolekyler försöker komma bort från ytan. Ytan blir då så liten som möjligt. Sfären har den minsta yta man
kan få med en viss volym på vattnet. Därför formas runda droppar.
Tensider väter tyget
Impregneringsmedel är oftast opolära ämnen, de skyr vatten. Om tyg impregneras kommer
vattnet att hålla ihop som små kulor/droppar. Det kallas att vattnet inte väter materialet.
Diskmedel har förmågan att sänka ytspänningen hos vatten. Därför väts Gore-Tex av vatten
innehållande diskmedel och vattendropparna förlorar sin form.
Vattendroppen är för stor
Gore-Tex är handelsnamnet för ett membranmaterial baserat på polytetrafluoroeten, mer känt
som Teflon. Vattendroppar kan inte tränga igenom Gore-Tex trots att materialet innehåller över
en miljard porer per cm2. Det beror på att porerna är mikroskopiskt små – 20 000 gånger mindre än en vattendroppe.
Att fukt som avdunstar från huden kan ventileras bort beror på att vattenånga består av enskilda vattenmolekyler. De är tillräckligt små för att slippa igenom membranet.
Fukt i form av ånga transporteras, via en process som kallas diffusion, från den varma sidan
till den kalla. Om temperaturen på utsidan av handsken är högre än på insidan kommer fukten
i stället röra sig utifrån och in. Gore-Texmembranet fungerar båda hållen.
Kemi för bättre miljö
Miljöförstöring orsakad av produktion av Teflon och Gore-Tex var tidigare ett stort problem,
men med bättre kemisk kunskap behöver man inte nödvändigtvis avstå från bra regnkläder.
Istället kan man utveckla nya sätt att tillverka dem. Tidigare tillverkades Teflon i vatten, vilket
krävde en särskilt farlig kemikalie, perfluorooctanoic acid (PFOA). Genom att tänka till om
hur molekylerna är sammansatta kunde några forskare komma på idén att producera Teflon i
trycksatt, superkritisk koldioxid istället och då kunde PFOA helt undvikas.
Men kemisk forskning kan också innebära utveckling av helt nya material. Superhydrofoba
ytor är så vattenavstötande att de blir självrenande. I naturen finns denna yta bland annat på
lotusblommans blad. Tillämpningarna för superhydrofoba ytor är många, bland annat pappersförpackningar av olika slag (t ex mjölkförpackningar) och grövre textilier.
Inköpsställen
Stålull/trollull - Claes Ohlsson eller www.trollull.com
Maj Kärlekens kemi
DOFTKEMI - molekyler i näsan
Luktsinnet är mycket viktigt för de flesta djur. Det varnar för fiender, leder fram till
föda och rätt partner. De kanske mest omskrivna doftämnena, feromonerna, fungerar
som ett kemiskt ”språk” mellan individer inom en art. Feromonerna är blandningar av
ämnen med biologisk verkan i ytterst små doser. Effekten av feromoner på människan
är omdiskuterad, men dofter är viktiga av även av andra skäl. Utan dofter blir maten
smaklös, vi minns i dofter och de påverkar hur vi uppfattar vår omgivning. Doft av nybakade bullar lär till exempel öka prisnivån vid lägenhetsförsäljningar.
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att barnen ska lära sig lite mer om smak- och luktsinnena och upptäcka att
smak och lukt hör ihop.
Temat är uppdelat på fem olika moment där de tre första är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en lektionstimme.
Doftburkar 1.
Uttröttning.
Doftburkar 2.
Kryddad ballong.
Lukt och smak – hänger det ihop?
Vad behöver man ha som förförståelse?
Det viktigaste är kanske en medvetenhet om att vi kan känna doft med hjälp av vår näsa och
att vi kan skilja på mängder av dofter, även om luktsinnet blir uttröttat efter en stund.
Vad blir det nya?
Det nya blir då att doften förmedlas av doftmolekyler och att doft och smak hör ihop.
Säkerhet och kvittblivning
Tänk på att vissa barn kan vara överkänsliga mot starka dofter.
Alla ingredienser i experimenten kan spolas bort i vasken eller slängas i hushållssoporna.
Förförståelse 1 - Doftburkar 1
Syftet är att barnen ska försöka identifiera olika dofter.
Du behöver
• Burkar med lock, till exempel vitamin- eller fluortablettsburkar, barnmatsburkar eller
kesoburkar.
• Olika ämnen att lägga i burkarna till exempel lök, kaffepulver, flytande tvål, olika kryddor.
• Papper och penna.
Förberedelse
1. Numrera burkarna.
2.Lägg olika ämnen i dem.
Experimentet
3.Be barnen blunda och lukta på innehållet.
4.Be barnen skriva ned vad de tror burkarna innehåller.
5.Låt dem sedan skriva ned vad burkarna verkligen innehöll.
Frågor att diskutera med barnen
− Vilken lukt var lättast att känna igen? Svårast?
− Vilket innehåll tyckte du luktade godast?
− Tror du att vi alltid känner lukt lika starkt?
− När tror du att vi inte känner lukt så bra?
Förförståelse 2 - Uttröttning
Vitamin- eller fluortablettburkar är utmärkta
till doftförsöken
Syftet är att barnen ska upptäcka att man kan trötta ut sitt luktsinne.
Du behöver
En burk med kanel.
En burk med vaniljsocker.
En burk med en blandning av kanel och vaniljsocker.
Gör så här
1. Barnen får välja antingen burken med kanel eller den med vaniljsocker.
2.Be dem lukta länge på innehållet.
3.Be dem sedan lukta på blandningen.
Frågor att ställa till barnen
Vilken burk luktade du på först?
Vilken lukt kände du när du luktade på blandningen?
Hur tror du det kommer sig?
Om luktsinnet utsätts för samma lukt en längre tid ”tröttnar” det och man känner inte längre
denna lukt. Tänk bara på hur det kan lukta inomhus när man kommer utifrån. Efter en stund
känner man det inte.
Förförståelse 3 - Doftburkar 2
Det här är mer av en lek eller ett sätt att gruppindela. Syftet är att barnen ska kunna urskilja
olika dofter från varandra och sortera lukterna. De kommer också märka att luktsinnet går att
trötta ut.
Du behöver
• 20-25 Burkar med lock, till exempel vitamin- eller fluortablettsburkar, barnmatsburkar
eller kesoburkar (anpassa antalet burkar till antalet elever).
• 5-6 olika kryddor eller annat som avger en distinkt doft exempelvis kardemumma, kanel,
vanilj/vaniljsocker, hjorthornssalt och/eller doftoljor såsom mentol, jasmin, arrak.
Förberedelse
Anta att du har 24 elever, då numrerar du burkarna så att du har 4 st 1:or, 4 st 2:or och så vidare upp till 4 st 6:or. Då ska du också ha 6 st olika dofter. Om du använder doftoljor så är det
bra att ha en bomullstuss i burken som du häller några droppar på.
Experimentet/Leken
Varje barn får en burk och sedan börjar undersökandet. De lyfter lite på locket och luktar hastigt,
sätter på locket och börjar sedan mingla med varandra medan de luktar på varandras burkar.
OBS! Viktigt att de sätter på locket mellan varje luktprovning och inte luktar för länge. Påminn
dem om försöket ovan med uttröttningen av luktsinnet.
Målet är att hitta dem som har samma lukt i sin burk som de själva har. När de gjort det bildar
de kanelgruppen, mintgruppen och så vidare.
Kryddad ballong
Syftet är att barnen ska förstå att doftupplevelsen
förmedlas av små bitar av ämnet.
Du behöver
• Ballong
• Kanel
Gör så här
– Häll lite kanel i en tom ballong och blås sedan upp
ballongen och knyt ihop den.
– Låt den ligga i klassrummet. Efter ett tag kan man
känna kaneldoften.
Kaneldoften förmedlas av molekyler som är så små att de till och med kan tränga igenom ballongen. När de hittar in i näsan så känner vi doften. Jämför gärna med hur ni satte på locken
på burkarna tidigare för att inte doften skulle läcka ut. Ballongen är inte lika tät som burklocken och molekylerna kan flyga iväg.
Är lukt och smak samma sak?
Syftet här är att barnen, genom att göra en förutsägelse, ska försöka identifiera olika smaker
och upptäcka att smaken är beroende av lukten.
Du behöver
• Små bitar av rå potatis, äpple, citron.
• Salt, socker, kanel, vaniljsocker.
• Plastskedar.
Experimentet
Barnen arbetar i par. Den ena serverar och den andra smakar. Barnen håller för näsan och
smakar och blundar samtidigt. Därefter gör de en förutsägelse vad de tror att det var de smakade på. Barnen smakar sedan på samma ämne utan att hålla för näsan.
Det kan vara bra att skölja munnen med lite vatten efter varje avsmakning.
Frågor att diskutera med barnen
− När var det lättast att känna smaken?
− Varför tror du att maten inte smakar någonting när du är snuvig?
− Vilken smak var lättast att känna igen?
− Vilken var svårast att känna igen?
− Vad tycker du smakar gott/illa?
− Varför tycker du det?
När man håller för näsan är det bara konsistensen och smaken man känner. Potatis och äpple
kan då vara svåra att skilja på, även socker och vaniljsocker. När man släpper taget om näsan
och även luktmolekylerna får tillfälle att ge oss information via slemhinnorna i näsan, är det lätt
att skilja dessa ämnen från varandra
Bakgrund
Luktsinnet är väldigt viktigt för de flesta djur, även om syn och hörsel är de helt dominerande
sinnena hos fåglar, apor och människor. Vår näsa är egentligen ett ganska ineffektivt luktorgan, speciellt om vi jämför med till exempel hundens nos. Hundar har cirka 15 gånger fler
luktsinnesceller än människor och hundens luktcentrum upptar en tredjedel av hjärnan, medan
luktcentrum hos människan bara upptar en tjugondel.
Luktsinnet sitter högt upp i näshålan och när vi andas lugnt passerar luften inte luktsinnescellerna. Det är därför man ”sniffar” när man vill känna en svag doft, för att luften ska dras in
långt upp/in i näshålan.
Människan kan skilja mellan cirka 10 000 olika dofter. Det starkast luktande ämne som man
känner till är metylmerkaptan som finns i vitlök och ruttnande kött. Det räcker med en miljarddels gram i en liter luft för att man ska kunna känna den doften. Men efter ett tag blir även den
mest vedervärdiga doft omärklig. Vårt luktorgan uttröttas ganska lätt och då känner man inte
doften längre.
Luktkänslighet varierar avsevärt mellan olika människor och det är också ganska vanligt med
okänslighet för specifika luktämnen.
Smaken
Enligt den senaste forskningen kan människan urskilja fem smaker; salt, surt, sött, umami och
beskt. Tidigare trodde man att olika delar av tungan var specialiserade för olika smaker, men
nu har forskarna visat att alla smaker kan kännas på tungans alla delar. Finns det skillnader i
känslighet så är de små.
Mycket av det vi säger är smak är egentligen lukt eller snarare en kombination av lukt och
smak.
Molekyler
Molekyler består av atomer som binds samman genom att de delar elektroner med varandra.
Det kallas kovalenta bindning och det är den starkaste typen av kemisk bindning.
Luktämnen är vanligen flyktiga och ganska små molekyler.
Feromoner
Feromoner ger information och påverkar beteendet hos andra individer ur samma art. De
flesta däggdjur kan uppfatta dessa speciella doftämnen om de utsöndras av andra individer
inom arten. Även mycket låga halter i luften påverkar beteendet hos artfränder.
Många insekter hittar varandra för parning med hjälp av feromoner. Oftast är det honan som
skickar ut doften som hanen sedan följer för att hitta henne. Feromonfällor för att bekämpa
barkborrar har länge använts inom skogsindustrin. Konstgjorda feromoner lockar barkborrarna
att flyga in i en fälla där de drunknar. Idag finns feromonfällor att köpa för bekämpande av
väldigt många skadeinsekter som går på fruktträd och andra träd.
De flesta insekter är beroende av växter som föda åt sina larver. Därför är insekter ofta allvarliga skadedjur. För att hitta en lämplig växt för att lägga sina ägg på använder insekten specifika substanser från växten. Dofter från ”fel” växt kan verka avskräckande. Även inom detta
område finns möjligheter att påverka skadeinsekters beteende.
Inom området kemisk ekologi undersöker forskarna hur djur och växter använder sig av kemiska signaler för att få information om sin omgivning och för att kommunicera med varandra.
Forskningen om feromoner har gett upphov till en uppsjö av medel som kan användas i olika
sammanhang – det finns till och med feromonparfymer.
Juni Tema Vatten
NATURKEMI – vårt viktigaste kemiska ämne
Vattens speciella kemiska egenskaper gör vatten till en viktig förutsättning för livet på
jorden. 71 % av jordens yta täcks av vatten. Ändå lider många människor brist på rent
vatten.
Avloppsvatten innehåller stora mängder fosfor och kväveföreningar. Tillsammans med
konstgödsel som läcker från jordbruket leder det till övergödning och algblomning.
Därför är det viktigt att reningsverken tar hand om avloppsvattnet. Järnsulfat tillsätts
för att reagera med fosforn och bilda fällning med järnfosfat. I stora bassänger ”äter”
olika mikroorganismer upp kvävet och bildar slam som kan tas bort.
Men det är inte bara viktigt att vattnet är rent, även temperatur och salthalt påverkar
förutsättningarna för de djur och växter som lever i och vid vatten.
Vilka experiment ska vi göra?
I detta tema undersöker vi hur temperatur och salthalt påverkar vattnets densitet, eftersom det
spelar en viktig roll i många biologiska sammanhang, till exempel vid torskens fortplantning.
Temat är uppdelat på fyra olika moment där de första två är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en lektionstimme.
Flyter-sjunker?
Fortsatta utmaningar.
Språngskikt.
Ägghissen – modell för torskrommens beteende i Östersjön.
Vad behöver man ha som förförståelse?
− Att densiteten på verkar om något flyter eller sjunker.
− Att densitet är något annat än hur tungt ämnet är.
De första experimenten här är utmärkta att göra om man vill vara säker på att man har barnens förståelse med sig vad gäller densitet generellt. Om du säkert vet att barnen kan detta så
kan du hoppa direkt till försöken med språngskikt och med torskäggsmodellen, men för helheten kan det ändå vara bra att göra även dessa undersökningar.
Vad blir det nya
Det nya blir då att även vatten har densitet och att det påverkar livsbetingelserna för djur och
växter.
Förförståelse 1 – Flyter eller sjunker?
Ett enkelt försök med frukt och grönsaker.
Du behöver
• Plastakvarium eller liknande.
• Olika frukter och grönsaker såsom äpple, potatis, apelsin, vindruva, morot, ananas, lök.
Gör så här
Börja med att låta barnen ha hypoteser om vilka frukter/grönsaker de tror kommer att flyta och
vilka de tror sjunker och varför. Därefter får de lov att fylla akvariet med vatten och pröva sina
hypoteser. De allra flesta barn (och vuxna) kommer att ha hypotesen att föremål flyter för att
de är små och/eller lätta och på motsvarande sätt sjunker för att de är stora och/eller tunga.
När den lilla, lätta vindruvan sjunker och den stora, tunga ananasen flyter ställs allas hypoteser
på huvudet. Det beror inte på storleken eller tyngden. Vad kan det då bero på?
Förförståelse 2 - Fortsatta utmaningar
Många barn tänker att saker flyter för att de har luft i sig. En ganska klok tanke.
Jämför potatis och apelsin
En demonstration som är mycket talande. Potatis och apelsin väger kanske rätt lika, men apelsinen flyter och potatisen sjunker. Skala apelsinen. Apelsinen är lättare, men ändå sjunker den!
En mycket bra metafor att använda här; Vi tog av apelsinen flytvästen.
Ytterligare utmaning; Om vi skär potatisen i mindre och mindre bitar så borde den väl flyta
någon gång eller vad tror ni? Vi testar och till slut har vi en millimeterstor flisa av potatisen och
ändå sjunker den. Detta utmanar vilken elev som helst som tror att det enbart beror på hur
tungt något är.
Språngskikt
Språngskikt bildas när två vattenmassor har olika densitet.
Du behöver
Plastakvarium.
Termometer.
Röd och grön karamellfärg.
A4-papper (klipp till det så att det passar i akvariet om det behövs).
Kallt vatten.
Varmt vatten.
Rumstempererad saltlösning.
Tratt.
Förberedelse
Innan lektionen gör du i ordning den koncentrerade saltlösningen. För att få en tillräckligt koncentrerad lösning behövs minst 1 dl salt per 7 dl vatten. Lättast är att lösa saltet i varmt vatten
och sedan låta lösningen svalna lite.
A) Temperatursprångskikt – gör så här
1. Fyll plastakvariet till hälften med kallt vatten.
2.Lägg försiktigt A4-arket på ytan.
3.Färga det varma vattnet med röd karamellfärg.
4.Häll sakta i det rödfärgade varmvattnet. Det är lättast att hälla mitt på papperet.
5.Ta försiktigt bort A4-papperet.
6.Hur ser det ut? Rita in i akvariebilden nedan.
7. Mät temperaturen i vattnet vid olika djup.
8.Skapa lite höststormar genom att blåsa försiktigt över vattenytan.
9. Hur beter sig de två vattenmassorna?
I kallt vatten rör sig vattenmolekylerna mindre och de kan då komma närmare varandra, det
kalla vattnet blir ”tätare”. Kallt vatten har alltså högre densitet än varmt vatten, så det varma
rödfärgade vattnet kommer att flyta ovanpå det kalla vattnet. Jämför gärna med hur det känns
att dyka i en sommarvarm sjö. Några meter ner i vattnet kan det helt plötsligt kännas väldigt
kallt. Då har du passerat temperatursprångskiktet.
B) Saltsprångskikt – gör så här
1. Färga några deciliter av den rumstempererad saltlösning med grön karamellfärg.
2.Häll saltlösningen i akvariet med hjälp av en tratt. Håll trattens pip under vattenytan.
3.Notera saltvattnets rörelse i vattnet.
4.Var hamnar saltvattnet?
5.Rita in i akvariet.
Det salta vattnet har ännu högre densitet så det kommer att lägga sig som det understa skiktet på botten av akvariet.
Ägghissen
Det här experimentet kan användas som en modell för hur torskrommen svävar i Östersjön.
Ett rått ägg sjunker i vanligt vatten. Det beror på att det har högre densitet än vattnet. I det här
experimentet använder vi koncentrerad saltlösning för att försöka få ägget att flyta.
Du behöver
Ett rått ägg (fungerar också med en potatis).
En hög och smal bägare eller glasburk.
Vatten.
Koncentrerad koksaltlösning (minst 1 dl salt i 7 dl vatten).
Gör så här
Din uppgift är att få ägget att flyta enligt bilden.
Fundera ut hur ni ska bära er åt. Diskutera. Prova!
Tips: Ägget flyter i koncentrerad saltlösning. Genom att hälla i vatten utan salt går det att
få ägget att sakta sjunka till dess att det svävar i mitten. Det gör det när man har uppnått en
salthalt där saltvattnet och ägget har samma densitet.
Bakgrund
Ett ämnes densitet beror på hur tätt packade dess atomer eller molekyler är. Densitet definieras som massan per volymsenhet vid en speciell temperatur. Ett enkelt försök som visar detta
är att fylla 1-liters mjölkkartonger med till exempel sand, vatten eller luft. Mjölkkartongerna
kommer då att väga olika mycket. Ämnena har olika densitet. Enheten för densitet är g/cm3.
Vanligt vatten har densiteten 1 vid +20oC. Det innebär att allt som har en densitet som är lägre
än 1 flyter i vanligt vatten och att material som har en densitet över 1 sjunker. Saltvatten, som
ju förutom vatten innehåller en viss mängd salt, väger mer per volymsenhet än bara vatten.
Därför kommer saltvatten att ha högre densitet och lägger sig under det vanliga vattnet. Ägg
har en densitet som ligger strax över vattnets och det kan därför fås att flyta om vattnets densitet ökar genom salttillförsel.
Sött betyder nästan saltfritt
Största delen av allt vatten som finns på jorden är saltvatten. Havsvattnet, som är salt, utgör
98 % av allt vatten. Sötvatten, eller färskvatten som det också kallas, är vatten med så låg
salthalt att smaken inte påverkas. Bara ca 2 % procent av allt vatten på jorden är sötvatten.
Huvuddelen av sötvattnet (ca 1,6 % av den totala mängden vatten) är bundet som is i polarområdena och i glaciärer. Resten finns i floder och sjöar (0,004 % av den totala mängden vatten) samt som grundvatten och markvatten (0,4 % av den totala mängden vatten). Atmosfären
innehåller också en mycket liten del vatten i form av vattenånga.
Bräckt vatten är saltvatten som innehåller så lite salt att det knappt ens känns på smaken. I
det bräckta vattnet utanför Stockholm är salthalten ca 0,65 % (6,5 g salt/kg vatten). I övriga
Östersjön varierar salthalten från nära 0 längst inne i Bottenviken och Finska viken till omkring
11 promille i södra Östersjön.
Det finns också sjöar som har betydligt högre salthalt än havet. Döda havet, som ju trots namnet är en insjö, är kanske den mest kända. Döda havet är nästan tio gånger saltare än havet.
Östersjön
Östersjön är ett mycket grunt hav (medeldjupet är endast 60 meter) med ett fåtal djupområden. Djupast är Landsortsdjupet med 459 meter. Östersjöns vattenbalans är positiv, tillförseln
av sötvatten genom älvar och nederbörd är större än avdunstningen under en årscykel.
Sötvatten är lättare (har lägra densitet) än saltvatten och därför bildas det två vattenlager i
Östersjön, ett lättare ytlager med låg salthalt och ett tyngre djuplager med högre salthalt.
Stabiliteten i denna skiktning förstärks av temperaturen. Det varma ytvattnet är lättare än det
kalla djupvattnet. De två lagren åtskiljs av ett tunt så kallat språngskikt.
Torsk (Gadus morhua)
Saltvattensarter som torsken är beroende av Östersjöns salta djupområden för sin lek. Torskrommen behöver en salthalt på minst 11 promille för att den skall hålla sig svävande och
utvecklas normalt.
Det finns flera skäl till varför torsken i Östersjön är hotad. Det handlar bland annat om förändringar i syrehalten. När rommen kommer ned till djupen där salthalten är tillräckligt hög för att
den ska kunna flyta så kanske det inte finns tillräckligt med syre. Äggen och ynglen har svårt
att utvecklas. Och det är inte lätt att få in nytt syrerikt vatten eftersom Östersjön är ett mycket
slutet hav. Stora saltvatteninträngningar från Västerhavet genom de danska sunden, sker bara
vid speciella väderförhållanden. Och det kan gå många år mellan dessa tillfällen.
Under 2010 vände dock trenden för torsken i Östersjön. Internationella havsforskningsrådet
rapporterade att torsken i östra Östersjön återhämtat sig till nivåer som senast rådde i slutet
på 1980‑talet. Återhämtningen beror framför allt på att torskbeståndet nu fiskas enligt vad
som bedöms vara ett maximalt hållbart uttag.
Juli Tema Hållbar utveckling
ÅTERVINNINGSKEMI – plast får nytt liv
I det här temat tar vi fasta på att det är bättre att återvinna material än att slänga det,
vare sig det är i naturen eller på soptippen. Burkar, påsar, flaskor och annat som slängs
är ett nedskräpningsproblem, men kanske framför allt ett resursslöseri. Under drygt
hundra år har oljan varit en billig råvara för mängder av ämnen och produkter, allt från
bensin och asfalt, till plaster och läkemedel. Men nu behöver vi hitta nya råvaror och
även återvinna så mycket material som möjligt.
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att tillverka halsband eller medaljer av plast. I försöket får eleverna lära sig mer
om hur termoplaster fungerar och att det går att återanvända plast och tillverka nya saker av
den.
Temat är uppdelat på tre olika moment där de två första är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en lektionstimme.
Hur lång tid det tar innan skräp som slängs i naturen bryts ned?
Krympa en PET-flaska
Tillverka halsband och medaljer av engångsmuggar.
Vad behöver man ha som förförståelse?
- Att nedbrytning av material i naturen tar olika lång tid.
- Att vissa sorters plaster går att påverka med värme.
Vad blir det nya?
Att plastsopor går att återanvända på många olika sätt och att materialåtervinning är ett bra
sätt att ta till vara förbrukade produkter.
Säkerhet och kvittblivning
Normalt avger plasten inga gaser vid uppvärmningen, men skulle det bli för hett bör du inte
andas in ångorna. Hett vatten som används i förförståelseförsök 2 kan ge brännskador.
Vill man inte ha kvar den lilla PET-flaskan eller de platta muggarna kan de läggas i plaståtervinningen.
Förförståelseförsök 1 – Ingenting försvinner
Syftet är att barnen ska få ökad förståelse för problemen med nedskräpning. Genom att diskutera tiden det tar för olika material att brytas ned ökar också förståelsen för att det är bättre
att material- eller energiåtervinna än att lägga på soptippen.
Du behöver
• Långt snöre som kan bli tidslinje.
• Lappar med texten; 1 miljon år, 450 år, 200-500 år, 20-25 år, 5 år, 1-5 år, 6 månader,
2-5 veckor.
• Tejp.
• Föremål eller bilder av föremål; glasflaska, plastförpackning, aluminiumburk, tuggummi,
plastbestruket papper till exempel festis, cigarettfimp, pappkartong till exempel tändsticks ask, apelsinskal. Bilder att skriva ut finns som bilaga till det här dokumentet.
Gör så här
• Fäst tidslapparna på tidslinjen. Den behöver inte vara helt proportionerligt, men det är bra
om det blir begripligt att 1 miljon år är mycket längre tid än 2-5 veckor.
• Låt barnen lägga ut sakerna/bilderna och gissa vilken sak som tar längst tid att bryta ned.
I naturen ligger plastskräp kvar utan att förmultna i flera hundra år. Men om vi i stället lämnar
plasten till återvinning kan den fortsätta att göra nytta. Alla de vanligaste plasterna kan återvinnas. Plastförpackningar ska delas upp i hårda och mjuka förpackningar. De hårda plastförpackningarna mals sedan ner och plasten kan användas på nytt till nya saker. De mjuka
förpackningarna används som bränsle.
Förförståelseförsök 2 – Krympa PET-flaska
PET-flaskor som värms med hett vatten vill återgå till att se ut som de gjorde innan de blåstes
upp med het ånga på dryckesfabriken. De ”kommer ihåg” att de varit ett plaströr och krymper.
Du behöver
• Två tomma PET-flaskor, 50 cl.
• Vattenkokare.
• Tratt.
• Något att ställa en PET-flaska i så den inte välter när
den är full med kokhett vatten, till exempel en
kaffemugg modell större.
• Grytlapp.
Gör så här
• Ställ en tom PET-flaska i kaffemuggen.
• Sätt i en tratt.
• Koka vatten i vattenkokaren.
• Häll i det kokheta vattnet i PET-flaskan.
• Gör om proceduren några gånger.
• Jämför storleken på den obehandlade flaskan med den
som fyllts med kokhett vatten.
Det varierar lite hur PET-flaskorna krymper. Ibland blir de något buckliga, men man kan alltid
se att det är samma flaska, men i mindre storlek.
Tillverka halsband och medaljer av engångsmuggar
Många barn vet att fleecetröjor är återanvända PET-flaskor, men att plastmuggar går att smälta ner i vanlig bakugn är nytt för de flesta. Om du inte har möjlighet att låta eleverna använda
bakugn i skolan kan de göra detta som ett hemförsök, en experimentläxa.
Du behöver
• Vanliga vita engångsmuggar, minsta sorten av polystyren. Alla plastföremål har
en märkning som talar om vilken sorts plast det är. Titta under muggen och
kontrollera att de har märkningen PS.
• Vanlig bakplåt.
• Vanlig hushållsugn.
• Sax.
• Snöre.
• Tuschpennor.
Gör så här
• Måla olika mönster utanpå de vita engångsmuggarna. Använd tuschpennor i olika färger.
• Värm ugnen till 100oC (använd inte fläktfunktionen). • Ställ muggarna på en ren, kall plåt. Obs! öppningen ska vara nedåt.
• Sätt in plåten i ugnen några minuter
• Studera vad som händer med muggarna, ta ut plåten när inget mer händer.
• Låt plåten svalna, då lossnar muggarna av sig själva.
Engångsmuggar är nu helt tillplattade och kan användas som glasunderlägg.
Låt barnen fundera ut hur de ska gå till väga om de i
stället vill göra halsband, medaljer eller liknande. Hur ska
de göra för att få ett bra hål för snöret? Hur ska de måla
muggen för att få det mönster de vill ha? Låt dem experimentera. Sedan ”gräddar” ni deras nya smycken/medaljer
och trär i snören.
På bilden finns fyra medaljer där hålen och mönstret ser
olika ut beroende på hur vi gått till väga. På medalj 1 och
2 klipptes en lång smal springa, från botten nästan till
kanten. På medalj 3 och 4 klipptes en kortbred springa,
halvvägs från botten nästan till kanten. Medalj 1 och 3 är
målades med OH-pennor, medalj 2 och 4 är målade med
whiteboardpennor.
Bakgrund
Ordet plast kommer från senlatinets pla´sticus, som betyder plastisk, formbar. Alla plaster kan
i något steg i tillverkningen göras formbara.
Plast består av stora långa molekyler, så kallade polymerer. Polymererna består i sin tur av
mindre kortare molekyler, så kallade monomerer. Vilken plast det blir beror på vilka monomerer som används och hur de fogas samman. Den viktigaste råvaran för plast är fortfarande
råolja, men eftersom olja är en ändlig resurs ökar intresset för biobaserade plaster.
Det finns många olika typer av plaster, men de kan ändå delas upp i två klart avskilda kategorier; termoplaster och härdplaster.
Termoplaster kan smältas och formas till nya produkter flera
gånger. De mjuknar vid upphettning och blir sedan styva igen vid
kylning. Termoplaster behåller alltså sina plastiska egenskaper.
Molekylkedjorna i termoplasten hålls samman av svaga krafter
och bindningarna mellan kedjorna kan brytas då den upphettas.
Molekylkedjorna kan då röra sig fritt och bilda nya former.
Härdplaster kan inte omformas när de en gång fått sin form.
De blir inte mjuka igen, utan förkolnar vid upphettning. Härdplasternas molekylkedjor binds samman genom starka kemiska
bindningar, de är tvärbundna. Bindningarna mellan kedjorna är så
starka att de inte kan brytas upp då plasten upphettas.
Plastminne
Muggarna som vi använder i vårt experiment är tillverkade av polystyren, en termoplast. Under
tillverkningen sprutas den varma plasten först till en folie. Folien värms sedan upp igen och
formas till muggar vid cirka 150°C. När plasten värms, men inte smälter, tänjs de långa plastmolekylerna ut och lägger sig och åt ett håll. Du märker det genom att plastmuggen bara går
att riva sönder i en riktning.
När vi skulle tillverka smycken/medaljer värmde vi upp muggarna igen, men inte heller den här
gången så mycket att de smälte. Då återgick de till sin ursprungliga folieform. Detta kallas för
plastminne.
PET är en förkortning av polyetylentereftalat. Tillverkning av PET-flaskor sker i två steg. Först
formsprutas plasten till en preform som ser ut som ett provrör med en flaskmynning. Preformen skickas till dryckesfabriken där den värms upp och blåses till en flaska av önskad form
och storlek. När vi häller varmvatten i PET-flaskan börjar den återgå till sin rörform.
Återvinning
Använda plastprodukter kan återanvändas eller materialåtervinnas, då ökar resurshushållningen och minskar miljöpåverkan. Vid mekanisk materialåtervinning tas det polymera materialet till vara för att tillverka samma produkt eller en helt annan produkt. Exempel på detta är
förbrukade plaströr som samlas in, mals ned och blir nya rör, eller kasserade PET-flaskor som
används för tillverkning av fleecetröjor. Plast kan återvinnas mekaniskt runt sju gånger innan
egenskaperna blir försämrade.
Vid materialåtervinning genom råvaruåtervinning bryts plasten ned till sina ursprungliga råvaror som sedan kan användas för nytillverkning av plast eller som komponenter i någon annan
kemisk produkt. Den främsta fördelen med råvaruåtervinning är att alla plaster kan återvinnas,
även plaster som förekommer i materialblandningar eller är förorenade.
Av de uttjänta plastprodukter som omhändertas i Europa råvaruåtervinns cirka 4 procent.
Hittills är det de höga kostnaderna som motverkat en mer omfattande råvaruåtervinning, men
råvaruåtervinning blir ett allt mer intressant alternativ.
Vid energiutvinning tar man till vara på plastens höga energiinnehåll för produktion av elektricitet eller värme. Eftersom plaster tillverkas av olja är deras värmeinnehåll högt.
År 2009 återvann Sverige mer än 80 % av plastavfallet. Ungefär 25 % materialåtervanns och
resten energiutvanns. Att minska deponeringen av plastavfall ger betydande miljövinster. Den
europeiska plastindustrin kräver nu därför att deponering av avfall förbjuds inom EU. Om all
plast i Europa gick till materialåtervinning och energiutvinning skulle det leda till förbättrad
resurseffektivitet och ökad miljönytta.
Augusti Tema Idrottens kemi
SPORTKEMI – salt och vätska i balans
Idrott och kemi hör det ihop? Ja, guld-, silver- och bronsmedaljer är ju ganska uppenbart anknutna till metallernas kemi, men framför allt är kemisk kunskap viktig för utvecklingen av ny och bättre utrustning. Nya material i allt från simdräkter och löparskor
till höjdhoppningsstavar och hockeyklubbor gör att idrottsmän och kvinnor kan kämpa
vidare mot mottot snabbare, högre, starkare.
Men våra egna kroppar är förstås allra viktigast – för att prestera på topp måste vi äta
rätt, träna rätt och dricka ordentligt. I det här temat fokusera vi på vårt behov av vatten,
salter och näringsämnen.
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att tillverka egen sportdryck. I försöket får eleverna lära sig mer om avdunstning och att kroppen behöver vätska och näring.
Temat är uppdelat på fyra olika moment där de tre första är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en lektionstimme.
Enkelt avdunstningsförsök
Lösa salt i vatten
Enkelt osmosförsök
Gör din egen sportdryck
Vad behöver man ha som förförståelse?
- Att vatten avdunstar.
- Att salt går att lösa i vatten.
Vad blir det nya?
Att vatten, men också salt avges när vi svettas och att kroppen kan behöva vätska för att vi
ska må bra.
Förförståelseförsök 1 – Vatten avdunstar
Syftet här är att eleverna genom undersökningar ska upptäcka att det finns vatten i både olika
växter och i människokroppen och att vatten hela tiden avdunstar från både växter och oss
själva.
Du behöver
• Olika frukter eller grönsaker till exempel gurkbitar och äppelbitar.
• Levande växt till exempel krukväxter eller en trädgren med någorlunda utväxta löv på.
• Genomskinlig glasburk med lock eller dricksglas.
• Plastpåsar eller plastfolie.
• Gummisnoddar.
Gör så här
Låt eleverna arbeta i grupper. Inled gärna med
några produktiva frågor eller koppla till någon
händelse som de känner till eller har varit med om.
Till exempel; Kommer ni ihåg på utflykten i höstas, när det var så varmt och vi hade för lite vatten
med oss? Hur kändes det?
Andra frågor att ställa kan vara; Har ni sett på alla
idrottsevangemang som Vasaloppet, Stockholm
Maraton och liknande att det står en massa människor efter vägarna och ger deltagarna något?
Vad är det tror ni? eller Vad tror ni händer med
krukväxterna om man inte vattnar dem?
Den här typen av frågor leder oftast till en bra
diskussion om hur vi kan undersöka om det finns
vatten i växter och djur. Det är viktigt att vid varje
undersökning fråga eleverna hur de tror att vi kan
undersöka och låta dem få designa egna undersökningar. Frågor som ganska enkelt får dem på
spåren är; Kan vi ”fånga” vattnet på något sätt?
Vad tror ni?
Eleverna lägger gurkbitar i ett glas och täcker med plastpåse/plastfolie och sätter på en gummisnodd så det blir helt tätt. Sedan kan de även undersöka fler frukter/grönsaker på samma
sätt. För krukväxt, trädgren och den egna handen är det bäst med plastpåse.
Vad upptäcker ni?
Var tror du vattnet kommer från?
Tror du att det finns vatten i alla växter och djur?
Försöken kan gå olika snabbt. Gurka och äpple kan gå fortare om man sätter dem under en
lampa eller ovanför ett element annars går det också utmärkt att spara försöken till nästa dag
och avläsa dem. Handen i plastpåsen blir fuktig ganska snabbt. Plastpåsen runt en trädgren
innehåller flera centiliter vatten bara efter någon timme.
Förförståelseförsök 2 – Lösa salt i vatten
Eleverna arbetar i par eller grupper. Syftet är att de ska upptäcka vad som händer när man
häller salt i vatten genom att göra en förutsägelse och pröva den.
Du behöver
• Genomskinlig mugg eller glas
• Tesked
• Decilitermått
• Koksalt
• Vatten
Gör så här
1. Fyll glaset med ca 1 dl vatten.
2.Vad tror du händer om man häller salt i vatten?
3.Häll i ca 1 tsk salt.
4.Rör om.
5.Vad tror du har hänt med saltet/vattnet?
6.Vad upptäckte du?
Förförståelseförsök 3 – Salt på gurka och potatis
Syftet här är att eleverna ska upptäcka att salt har en förmåga att ”dra ut” vatten snabbt och
effektivt.
Du behöver
• Gurkskivor.
• Bitar av rå potatis.
• Vanligt koksalt.
• Tallrik, fat eller liknande.
Gör så här
1. Lägg en gurkskiva och en potatisbit på ett fat.
2.Häll på ca 1 tsk salt.
3.Låt stå.
Efter bara några minuter kan man se att mycket vatten kommer fram och att saltet löses upp.
Men var kommer vattnet ifrån?
Enkelt förklarat kan man säga att vattnet dras ut ur gurkan för att späda ut den koncentrerade
saltlösningen som bildas när saltet börjar lösa sig i fukten som finns på utsidan av gurkan.
Vattnet rör sig då åt det håll som har den mest koncentrerade saltlösningen, den som innehåller minst vatten. Detta fenomen kallas Osmos.
Försök - Gör din egen sportdryck
Du behöver
5 dl vatten.
5 tsk druvsocker.
½ krm salt.
½ - 1 msk koncentrerad juice eller saft.
Kanna eller flaska. Blandar ni i flaska behövs även tratt.
Gör så här
1. Mät upp 5 dl vatten
2.Blanda ut druvsocker och salt i vattnet och smaksätt
med ½ msk juice eller saft.
3.Tillsätt ytterligare en ½ msk juice eller saft om det
behövs för att det ska smaka bra.
Tips! Återanvänd sirapsflaskor eller vattenflaskor med
så kallad push-pull kapsyl och låt eleverna dekorera sin
egen sportdrycksflaska.
Bakgrund
Vi människor består till mellan 55 och 60 % av vatten. En del vatten finns förstås i blodet och
andra kroppsvätskor, men mycket finns också inne i cellerna. Ungefär hälften av kroppens vatten finns i muskelvävnaderna.
Under ett normalt dygn förlorar vi 2-2,5 liter vätska. Under träning kan vätskeförlusten vara 1-2
liter/timme. Om det är varmt kan förlusten vara ännu större. Även en väldigt liten vätskebrist
försämrar kroppens prestationsförmåga. Därför är det viktigt att tillföra kroppen vätska.
När behövs sportdryck?
Vanligt vatten är den allra bästa drycken vid träningspass som är kortare än en timme. Om ett
träningspass är längre än en timme eller om man tränar väldigt hårt kan en sportdryck med
snabba kolhydrater och salt vara bra.
De flesta sportdrycker som man köper innehåller vatten, salt och kolhydrat. Det är också vad
som ingår i vårt recept.
Snabba kolhydrater
För att en muskelcell ska kunna dra ihop sig och arbeta behövs energi. Glukos, eller druvsocker som det också kallas, är kroppens snabba energi. Omvandlingen från glukos till energi sker
inne i cellerna med hjälp av ett antal kemiska processer.
Glukos är en monosackarid, men lagras i muskler och i levern i form av glykogen, en polysackarid. Under träning bryts glykogenet ner till glukos och omvandlas till energi.
Eftersom kroppens glykogenförråd är begränsade behöver man fylla på dem vid längre
ansträngning. Glukos kan snabbt absorberas genom tunntarmen och nå muskelfibrerna via
små blodkärl som förser fibrerna med glukos och syre.
Den som svettas förlorar salt
Vätskan i kroppen innehåller bland annat natrium- och kaliumjoner. Inuti cellen finns det mest
kalium och utanför är natriumkoncentrationen större. Störningar i den här balansen kan bland
annat leda till svårigheter för nervceller att skicka signaler. Saltbalansen behöver därför återställas vid hård träning.
Tänk på att kroppen även förlorar andra salter än natriumklorid. Kalium kan laddas genom att
du till exempel äter en banan innan träningspasset.
Återhämtnings- eller energidryck?
En del sportdrycker innehåller även protein eller grenade aminosyror. Då marknadsförs de ofta
som återhämtningsdryck. Drickbar yoghurt är en idealisk återhämtningsdryck som innehåller
både snabba kolhydrater och protein.
Så kallade energidrycker innehåller koffein eller någon annan uppiggande ingrediens.
Tips! vid val av sportdryck
Sockerkoncentrationen bör inte överstiga 5 %. Då passerar sportdrycken snabbt genom magsäcken och sugs upp i tunntarmen nästan lika fort som vanligt vatten.
Se upp med drycker som innehåller koffein. Koffein är vätskedrivande. Man förlorar alltså
vätska fortare genom att dricka sådana drycker.
September Tema Kommunikation
SKRIFTLIG KEMI – tillverka bläck
Allt mer kommunikation sker på elektronisk väg och precis som med tidigare kommunikationsteknik har kemin varit viktig för utvecklingen. Halvledare av kisel, papper,
bläck och tryckfärg är alla exempel på människans molekylära uppfinningsrikedom, det
är produkter som berikat våra livsvillkor. I det här temat tillverkar vi bläck, en kemisk
produkt som användes redan ca 2 500 år f. Kr.
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att tillverka bläck och använda det vid potatistryck. Temat är uppdelat på fyra
olika moment. Det första är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Försök 1 och 2 är två
alternativa metoder för tillverkning av bläck. Om alla momenten genomförs behövs det mer än
en lektionstimme.
Vad är rost?
Bläck av rost och te (passar bra att göra med lite äldre elever, årskurs 4-6)
Bläck av kol och honung (passar bra att göra med yngre elever, årskurs 1-3)
Potatistryck
Vad behöver man ha som förförståelse?
– Känna till lite om olika material och vad de kan användas till.
– Känna till att järn kan rosta.
Vad blir det nya?
– Att bläck är ett resultat av en kemisk reaktion.
Försök 1 kan också användas för att visa att en syra kan lösa metalljoner, men det kan vara
ganska svårt att förstå. För eleverna kan experimentet därför presenteras bara som ett recept.
Under Bakgrund finns ändå en förklaring, eftersom det kan vara bra för dig som lärare att veta
vad som händer.
I det här temat passar det också bra att diskutera hur viktigt det är för industrin att se till att
anpassa produkterna efter ändamålet, exempelvis ändrades sammansättningen på bläck när
vi började skriva med kulspettspenna.
Säkerhet och kvittblivning
Ättikan kan lukta illa eller svida lite om man får den på huden. Om den kommer i ögonen är
den irriterande och ska genast sköljas bort med mycket vatten. Resterna från experimentet
kan sköljas ut i vasken och överbliven stålull kan slängas i hushållssoporna.
Förförståelseförsök - Vad är rost?
För att förstå försöket nedan med Bläck 1 så behöver eleverna känna till att om järn (trollull)
utsätts för vatten eller fukt och luft (syre) så kommer järnet att rosta.
Du behöver
• Trollull (stålull utan tvål).
• Ättika 12 %.
• Vatten.
• 3 Papperstallrikar.
Gör så här
• Lägg en tuss trollull på varje papperstallrik.
• Fukta en tuss med vatten, en med ättika och låt den tredje vara torr.
• Låt stå till nästa dag.
Nästa dag har det bildats rost på den fuktiga tussen, men ännu mer på den med ättika.
Det här försöket kan också göras med bara två stålullstussar, en torr och en fuktig, men då
blir det inte lika mycket rost.
Försök 1 – Bläck med järn och garvsyra
Passar bra att göra med elever i årskurs 4-6.
Du behöver
Trollull (stålull utan tvål).
Svart te.
Ättika 12 %.
Väteperoxid 3 %.
Vatten.
Bägare eller liten kastrull.
Möjlighet att värma bägaren/spis.
Gör så här
1. Mät upp 0,5 dl vatten.
2.Lägg i några skedar svart te och låt koka upp.
3.Sila bort tebladen och låt lösningen svalna.
4.Lägg under tiden en tuss stålull i 1 msk ättika i en bägare eller kastrull.
5.Värm bägaren så att det börjar bubbla från järnet (inte koka). Bubblorna betyder att järnet
reagerar med syran. När det silade teet har svalnat är järnlösningen färdig att använda.
6.Häll i 1 msk järnlösning i en behållare.
7. Häll i 1 msk svalnat te i järnlösningen.
8.Droppa i lite väteperoxid.
9. Om du vill kan du även tillsätta lite gelatin så att bläcket får en tjockare konsistens. Det hela
behöver då värmas upp lite igen.
Försök 2 – Bläck med kol och honung
Ett alternativ för yngre elever, årskurs 1-3.
Du behöver
• Grillkol.
• Aluminiumfolie.
• Hammare.
• Nylonstrumpa.
• Honung.
Gör så här
1. Ta en liten bit grillkol och vira in den i aluminiumfolie.
2.Slå med en hammare tills du har fått ungefär en matsked fint pulver.
3.Häll pulvret i en bit dubbel nylonstrumpa, knyta till försiktigt och skaka fram det finaste
pulvret. Det dammar en hel del, så var helst utomhus.
4.Blanda ned en tesked honung för varje matsked sot/kol.
5.Rör om ordentligt tills du har en tjock kräm.
Det går att använda bläcket omedelbart genom att stryka med en våt pensel över det precis
som med akvarellfärg. Ett annat alternativ är att forma blandningen till en platt kaka och låta
den torka, gärna i solen, i ett par veckor.
Potatistryck
Att trycka med potatis är roligt, enkelt och det är lätt att få fina
resultat.
Du behöver
• Potatisar.
• Bläck 1 eller 2.
• Tallrik eller liknande att ha bläcket på.
• Penna eller en pepparkaksform.
• Kniv.
• Lämpligt material att trycka på till exempel papper, tyg,
silkespapper.
Gör så här
1. Dela en potatis på mitten.
2.Rita motivet med en spetsig penna eller trycka med en pepparkaksform i potatisen
3.Skär bort de delar som inte skall tryckas, så att motivet blir som en relief.
4.Häll ut bläcket på en tallrik.
5.Doppa potatisen i bläcket eller måla bläcket på potatisen med en pensel.
6.Tryck med potatisen på papper, tyg eller vad du önskar.
Bakgrund
Rost bildas genom korrosion av järn eller stål. Den kemiska sammansättningen hos rost är
inte väldefinierad eftersom rost består flera olika föreningar. I förförståelseförsök påskyndas
järnets oxidation av ättiksyran. Ättiksyran bildar ett vattenlösligt komplex med järnet, vilket
bidrar till att driva på oxidationen.
Järnjoner bestämmer färgen
Trollull består av tunna järntrådar. Skillnaden mot Svinto är att den inte är doppad i tvål. När
ättikan, som är en syra, får angripa trollullen bildas Fe2+ -joner i lösningen (Fe står för Ferrum
som betyder järn).
Te innehåller gallussyra, en tannin. Ofta kallar man blandningen av tanniner för garvsyra eftersom den användes för garvning av läder.
Galussyror finns också i ekblad och galläpplen. Syran bildar
ett färgat komplex tillsammans med järnjonerna. Det går att
göra bläck bara av te och järnlösning, men när man skriver med
bläcket syns skriften dåligt eller inte alls. Det dröjer någon dag
tills texten bli synlig vilket beror på att syran då har neutraliserats
av basiska ämnen i papperet.
Det är förstås besvärligt att skriva med ett bläck som inte riktigt syns, så för att bläcket ska bli
mörkare tillsätter vi några droppar väteperoxid i den varma stålull-ättika-lösningen. Då oxideras Fe2+ -jonerna till Fe3+ -joner.
När trollull och ättika blandas sker reaktionen;
Fe(s) + 2H + → Fe2+ + H2(g)
Järn(II)-jonerna kan oxideras till järn(III)-joner med hjälp av väteperoxid;
Fe2+ + H2O2 + 2H + → Fe3+ + 2H2O
Den här reaktionen kan dock vara lite besvärligt att förklara och kan därför vänta till kemiundervisningen i årskurs 7-9.
Svart som bläck
Ordet bläck kommer från fornengelska blæc som betydde svart. Bläck användes i Kina och
Egypten så tidigt som ca 2500 f. Kr. Då bestod det av sot utrört i en vegetabilisk olja eller någon form av animaliskt lim.
Under medeltiden, kanske redan under senantiken, började ”Gallusbläck” användas. Gallusbläck gjordes av järnvitriol (järnsulfat, FeSO4·7 H2O) och gallussyra löst i ättika, vin eller öl. För
att konsistensen skulle bli mer användarvänlig blandade man också i lite gummi.
Dokumentäkta bläck
Ett problem med det gallusbläck som vi tillverkade är att väteperoxiden kan göra att bläcket
med tiden försvagar papperet. På gamla handlingar (några hundra år) kan det därför bli hål när
mitten av omringade områden faller bort, till exempel vid bokstaven O eller siffran 8. Är något
skrivet på baksidan av papperet kan även annat än omringade områden bli svårtolkade kring
ett hål i papperet.
Modernt dokumentariskt bläck består fortfarande huvudsakligen av gallussyra och ett tvåvärt
järnsalt, men för att inte riskera att bläcket förstör papperet innehåller det inte väteperoxid.
Eftersom bläcket då blir nästan färglöst (färgen uppkommer ju först när lösningen reagerar
med det basiska papperet) tillsätts ett blått färgämne för att skriften ska synas väl redan under
skrivningen.
Kulspetspenna kräver annat bläck
När kulspetspennan uppfanns i slutet av 1930-talet blev det problem med bläcket. I början var
bläcket alltför ljuskänsligt, och skriften försvann efter en tid. Detta problem har tillverkarna i
dag kommit till rätta med. Det vanligaste moderna kulspetspennebläcket består av en pasta av
syntetiska färgämnen, upplösta i en blandning av lösningsmedel med vissa tillsatser som gör
att skriften blir beständig och bläcket får bättre skrivegenskaper.
Inköpsställen
Stålull/trollull - Claes Ohlsson eller www.trollull.com
Väteperoxid – Apoteket
Oktober Tema Hälsa
VITAMINKEMI – En modell av kroppen
Kemisk kunskap är viktig i kampen mot sjukdomar. Att ta fram ett nytt läkemedel handlar mycket om formgivning på molekylnivå. Likaså behövs kemisk kunskap för att vi ska
förstå kroppens kemi. I det här temat undersöker vi hur ämnen fördelar sig i kroppen
beroende på om de är polära eller opolära
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet att genomföra ett demonstrationsexperiment som visar fördelningen av polära/
opolär ämnen mellan vatten/fett. Eleverna får även göra en egen lavalampa.
Temat är uppdelat på fyra olika moment där de två första är till för att eleverna ska få rätt förförståelse. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en lektionstimme.
Isbit i vatten
Isbit i olja
Lavalampa
Kroppens fett- och vattenfas
Vad behöver man ha som förförståelse?
- Att densitet påverkar om något flyter eller sjunker
- Att olja och vatten inte blandas.
De första experimenten är utmärkta att göra om man vill vara säker på att man har elevernas
förståelse med sig. Bra experiment om densitet finns även i juni månads tema, experiment om
polärt/opolärt finns i januari månads tema. Om du säkert vet att barnen kan detta så kan du
hoppa direkt till försöken med lavalampan och modellen av kroppens fett- och vattenfas, men
för helheten kan det ändå vara bra att göra även dessa undersökningar.
Vad blir det nya?
- Fettlösliga ämnen löser sig i det opolära
- Vattenlösliga ämnen löser sig i det polära.
- Om ett ämne är fettlösligt eller vattenlösligt påverkar hur det hanteras av kroppen.
Säkerhet och kvittblivning
Alla ingredienser i experimenten kan spolas bort i vasken eller slängas i hushållssoporna.
Förförståelseförsök 1 – Isbit i vatten
Du behöver
• 1 bägare, glas eller burk.
• 1 isbit, ofärgad och/eller färgad.
• Vatten.
Gör så här
1. Häll upp vatten i glaset.
2.Vad händer om vi lägger i en isbit? Kommer den att flyta, sjunka eller något annat?
3.Isbiten kommer att flyta med ca 1/10 ovanför vattenytan och resten nedanför.
Om du använder en färgad isbit kommer det kalla, färgade smältvattnet från isbiten forsa
rakt ner på botten av glaset.
Förklaring: Vatten i fryst form har lägre densitet (= tar större plats) än vatten i flytande form.
Det kalla färgade vattnet har högre densitet än övrigt vatten och lägger sig därför på botten.
Detta experiment kan även göra som en demonstration med en stor isklump (isballong) i ett
plastakvarium fyllt med vatten. Om isballongen är färgad (se förförståelseförsök 2) kommer
det bli väldigt tydligt att det kalla vattnet lägger sig på botten.
Förförståelseförsök 2 – Isbit i olja
Detta försök är både vackert och fascinerande.
Du behöver
• 1 bägare, glas eller burk.
• 1 färgad isbit.
• Olja som är ljus, till exempel matolja eller rapsolja
(lampolja är också ljus, men den är inte lämpligt ur
säkerhetssynpunkt).
Gör så här
1. Häll upp olja till ca 8-10 cm höjd i glaset.
2.Vad händer om vi lägger i en isbit?
3.Kommer den att flyta, sjunka eller något annat?
4.Vad kommer att hända när isbiten smälter?
5.Vart tar vattnet vägen?
Isbiten kommer att ligga något djupare i oljan än i vattnet, men fortfarande flyta. I takt med att
den smälter kommer ”pärlor” av färgat vatten ”droppa” från isbiten, falla sakta genom oljan
och lägga sig på botten av glaset under oljan. Det beror på att vattnet dels inte blandar sig
med oljan och dels har en högre densitet än oljan.
Alternativt kan du välja att göra även detta experiment i större skala som demonstrationsförsök. Det blir då ett skådespel som fascinerar eleverna.
Gör i så fall en färgad isballong genom att först hälla i några droppar karamellfärg i ballongen
och sedan fylla den med vatten. In i frysen några dagar. Du kommer att upptäcka att färgen
koncentreras mot mitten av ballongen. Det beror på 2 saker; ballongen fryser utifrån och in,
när isen bildas så trängs färgen undan/inåt. Använd gärna en genomskinlig plasttillbringare
eller liknande som du häller olja i efter att du lagt i isklumpen. Oljan kan återanvändas.
Försök 1 - Gör din egen ”lavalampa”
Du behöver
• Ett relativt högt dricksglas.
• Matolja.
• Vatten.
• Salt.
• ¼ Brustablett.
• Röd karamellfärg.
Gör så här
1. Fyll glaset till hälften med vatten. Fyll på med olja tills det är ett par cm kvar till kanten.
2.Tillsätt de övriga ingredienserna, en i taget. Observera efter varje tillsats.
3.Vad händer när du häller i salt?
4.Vad händer när du lägger i en brustablett?
5.Vad händer när du droppar i lite karamellfärg?
Salt: När man häller på lite salt så kommer det först att ligga på ytan. Mera salt gör att hela
”saltklumpen” faller genom oljan. När den kommer ner i vattnet så kommer det att stiga upp
stora droppar till oljeskiktet. Anledningen är att saltet ”tar med sig” olja ner i vattnet och eftersom oljan inte ”vill vara med” vattnet så kommer den att flyta upp och ”hem” till oljeskiktet.
Saltet kommer att lösa sig i vattnet (se februaritemat).
Brustablett: Brustabletten åker ner till vattenskiktet och där börjar den ”brusa” när det bildas
koldioxid (se marstemat). Koldioxiden bubblar upp genom vattnet. När gasen kommer till
oljeskiktet så slås de små bubblorna ihop till stora som åker genom oljeskiktet. Det blir stora
rörelser och hela oljeskiktet kommer att bölja fram och tillbaka. Eleverna tycker att det ser
”coolt” ut. Man kan resonera mycket med dem om vad som händer här.
Karamellfärg: Karamellfärgen glider ner genom oljeskiktet som stora vackra pärlor eftersom
den är en vattenlösning som inte ”vill” blanda sig med oljan (jämför förförståelse 2). När pärlorna når vattenytan brister de och nästan som exploderar i en färgkaskad i vattnet.
Tips: Häll inte på för mycket färg. Droppa bara tillräckligt mycket så de börjar falla genom oljan. För mycket färg gör att eleverna inte kommer att hinna se färgexplosionen vid vattenytan.
Försök 2 - En modell av kroppen
Ett demonstrationsförsök som är en bra utgångspunkt för att diskutera vad som händer med
vattenlösliga respektive fettlösliga ämnen i kroppen. Ett exempel är vitaminer, men experimentet kan förstås även användas för att förklara kroppens avgiftningssystem, att fettlösliga
ämnen måste omvandlas till vattenlösliga för att kunna avlägsnas med urinen och att miljögifter kan lagras i kroppens fettdepåer.
Du behöver
• Hög vas eller glascylinder.
• Kokosfett (marknadens enda ofärgade fett).
• Hett vatten (använd termos).
• Morot.
• Svart vinbärssaft.
Gör så här
1. Smält kokosfettet
2.Blanda fettet med hett vatten för att visa att fett och vatten inte blandar sig.
3.Riv en bit morot och tryck ner rivet i det smälta fettet. Fettet färgas gult.
Här kan du göra en paus och låta eleverna gissa vad som kommer hända när du
häller i svart vinbärssaft.
4.Häll i svart vinbärssaft.
5.Skaka om.
6.Låt separera.
Diskutera: Nu har vi fått en modell av kroppen, med en fettrik fas och en vattenfas (blod och
urin). Somliga ämnen söker sig till fett, andra till vatten. Vilka är konsekvenserna? Vad händer
med vitaminer i kroppen?
Fettlösliga vitaminer
A-vitamin - Retinol och Betakaroten
D-vitamin - D2, D3, D4 och D5
E-vitamin K-vitamin - K1 (Fyllokinon), K2, K3, K4
och K5
Kokosfett
Vattenlösliga vitaminer
B-vitamin - B1 (Tiamin), B2 (Riboflavin), B3 (Niacin), B5 (Pantotensyra),
B6 Pyridoxin), B7 (Biotin), B9 (Folsyra) och B12 (Kobalamin)
C-vitamin
Vinbärssaft
Bakgrund
Vitaminer är organiska föreningar som inte alls, eller åtminstone inte i tillräcklig mängd, bildas
genom kroppens ämnesomsättning. Vitaminer måste därför tillföras genom födan, undantaget
är vitamin K 2 som kan bildas av tarmkanalens bakterier och tas upp i kroppen.
Vitaminer delas in i vattenlösliga och fettlösliga. Vattenlösliga vitaminer kan inte lagras i kroppen. De försvinner ut via urinen om vi överkonsumerar. Bristsymtomen kommer därför snabbt.
Vitamin B12 utgör dock ett undantag eftersom det finns ett förråd i levern.
Fettlösliga vitaminer blandar sig inte så bra med vatten. Ett överskott kan därför inte avlägsnas
med urinen och den som får i sig för mycket fettlösliga vitaminer kan bli förgiftad.
Den orange färgen i morot kommer av ämnet betakaroten, som är ett förstadium till A-vitamin.
Svarta vinbär är rika på C-vitamin, men det är inte det som ger saften dess färg. Det är i stället
antocyaniner, ett växtfärgpigment .
Kemist förslog namnet vitamin
Kunskapen om vitaminer, bygger på mycket lång praktisk erfarenhet, men ofta har det gått
lång tid mellan första beskrivningen av en vitaminbristsjukdom och att själva bristfaktorn klarlagts.
Beriberi till exempel beskrevs redan omkring 2600 år f.Kr. som en sjukdom som innefattade
både avmagring och förlamningar, men det var först 1912 som den polske kemisten Casimir
Funk kunde isolera det ämne som ledde till sjukdomssymtomen. Funk föreslog namnet vitamin
eftersom substansen var av vital betydelse och var en kvävehaltig förening, en amin. Ämnet
kom senare att bli känt som vitamin B1 eller tiamin och 1936 kunde Funk fastställa den molekylära strukturen.
November Tema Matens kemi
RÖDKÅLSKEMI – Skapa pH-fjärilar
Äta molekyler? Även om du kanske inte tänker på det är maten du äter kemi i många
olika former. Sätten att behandla mat på – allt från att koka och steka till att röka, jäsa
och grava – går ut på att få igång olika kemiska reaktioner i råvaran. I det här temat
tittar vi lite på matens färger och hur ett av naturens vanligaste färgämnen är beroende
av om maten är sur eller basisk.
Vilka experiment ska vi göra?
Huvudmålet är att tillverka pH-fjärilar. I försöket får eleverna lära sig mer om surt och basiskt
och om hur vissa färgämnen ändrar färg med pH. Som extraförsök kan ni även tillverka ert
eget pH-papper och fortsätta undersöka surt och basiskt. Om alla momenten genomförs
behövs det mer än en lektionstimme.
Förberedelse - Tillverka rödkålssaft
Sortera med rödkålssaft
Skapa pH-fjärilar
Tillverka egna pH-papper
Vad behöver man ha som förförståelse?
- Vilka ämnen är vattenlösliga?
- Sortering som metod.
Vad blir det nya?
Att vissa färger, till exempel den som finns i rödkålssaft, ändrar färg beroende på om omgivningen är sur, basisk och neutral. Vad pH är.
Säkerhet och kvittblivning
Överbliven rödkålssaft kan spolas bort i vasken.
Förberedelse - Att göra rödkålssaft
Detta kan du välja att göra tillsammans med eleverna eller som en ren förberedelse. Fördelen
med att låta eleverna vara med från början är att de då får uppleva att kemi finns överallt runt
omkring oss.
Rödkålssaft kan göras på två olika sätt;
Du behöver - till båda tillverkningsmetoderna
• ¼ - ½ Rödkålshuvud
• Kniv och skärbräda
Du behöver - till metod 1
• Plastpåsar
• Tillgång till frys
Du behöver - till metod 2
• Vatten
• Kastrull och spis
Gör så här - metod 1
1. Hacka rödkålen i cm-stora bitar.
2.Låt varje grupp lägga en eller ett par nävar rödkålshack i en kraftig plastpåse typ
ziplock eller fryspåse.
3.Lägg in påsarna i frysen och låt ligga över natten.
4.Ta ut påsarna ur frysen. Eleverna kommer att se hur det blir en rödlila vätska när
rödkålen tinar.
5.Häll en skvätt vatten (ca ½ dl) i plastpåsen. Ju mindre vatten desto mer koncentrerad
blir rödkålssaften.
6.Stäng påsen noga och knåda försiktigt. Var noga så inte långa naglar eller ringar gör
hål på påsen för då rinner rödkålssaften ut på bänken eller kläderna och det är inte så kul.
7. Efter en liten stund har vattnet blivit kraftigt färgat av rödkålen. Då är det dags att
försiktigt hälla över saften i en plastmugg.
Alternativt kan du som lärare knåda allt rödkålshack och dela ut en mugg saft till varje grupp.
Gör så här - metod 2
1. Hacka rödkålen i cm-stora bitar.
2.Lägg i kastrull och täck med vatten.
3.Låt koka i några minuter.
4.Häll av den varma rödkålssaften.
Förförståelseförsök 1 – Sortera med rödkålssaft
Börja lektionen med att ställa några frågor; Varför heter det rödkål när rödkålen inte alls är röd
utan lila? Kan man förändra rödkålens färg på något sätt? Vad tror ni? Vi ska prova lite olika
ämnen tillsammans med rödkål för att se hur det blir.
Du behöver
• Socker, salt, bikarbonat, citronsyra, vinsyra, vinäger, hjorthornssalt. Eventuellt kan
även målarsoda och maskindiskmedel testas, men i så fall hanteras de endast av läraren.
• Vatten.
• 5 – 8 genomskinliga plastmuggar, glasburkar eller dricksglas.
• Något att röra om med, till exempel plastskedar.
• Koncentrerad rödkålssaft.
• Ett vitt papper som underlag så att färgerna syns bra.
• Måttsats.
Gör så här
1. Häll upp ca 1 dl vatten i varje mugg.
2.Tillsätt ca ½ - 1 tsk av varje ämne. Om du vill använda maskindiskmedel eller
målarsoda; gå runt och lägga ytterst lite i en av gruppernas vattenmuggar.
3.Rör om.
4.Tillsätt ca 5 ml (=1 tsk) rödkålssaft till varje mugg.
Eleverna kommer nu att se ett fantastiskt potpurri av färger. Uppgiften blir att sortera efter
färgerna rosa-röd, blå-grön-gul och oförändrad lila.
Fortsätt lektionen; Det finns faktiskt ämnen som kan få rödkålen att ändra färg. Alla ämnen
i hela världen som är vattenlösliga och som gör så att rödkålen blir rosa-röd kallas för syror.
Citronsyra, vinsyra och vinäger är syror. Alla ämnen som inte förändrar rödkålens färg, till
exempel socker och salt, kallar kemisterna för neutrala. De som ger blå-grön-gul färg kallas för
baser. Bikarbonat, hjorthornssalt och målarsoda är baser. Med hjälp av rödkålen kan vi ta reda
på om ett ämne är en syra, en bas eller något neutralt. Rödkålen innehåller ett väldigt speciellt
ämne som ändrar färg beroende på hur surt det är.
Öppna gärna en burk rödkål och att visa att kålen faktiskt är röd; Vad kan det bero på?
Läs innehållsförteckningen. Då upptäcker eleverna att den faktiskt innehåller ättika som är
nästan samma sak som vinäger.
Skapa pH-fjärilar
Rödkålen fantastiska färger kan också utnyttjas till att skapa rödkålsfjärilar.
Du behöver
• Koncentrerad rödkålssaft
• Blekta kaffefilter
• Tallrik, tidning eller hushållspapper som underlag.
• Bikarbonat
• Citronsyra
Gör så här
1. Lägg blekta kaffefilter på valt underlag.
2.Dränk in dem med koncentrerad rödkålssaft, ju mer koncentrerad den är desto bättre blir resultatet.
3.Strö några korn av bikarbonat och citronsyra över kaffefiltren.
4.Låt stå över natten och torka.
Dagen därpå kan ni göra fjärilar;
5.Klippa upp kaffefiltret i vikningen. Vips får du en vacker fjäril! 6.Tejpa/klistra fast några piprensare så får du även en kropp + antenner.
7. Pryd klassrummet med alla vackra fjärilar.
Det som händer i experimentet är att pulvren löses upp i det blöta papperet. Efterhand som
det lösta pulvret diffunderar ut på filtret så ändrar rödkålssaften färg så att det blir ett lite flammigt mönster av rött, rosa, blått och grönt på det lila filtret. Ett litet konstverk!
Tips! Ta bara lite säger man till eleverna och då lägger de kanske en hel tesked pulver på
filtret. Det blir inte bra, men det är ju lätt att göra om så det gör inget. Snart kommer de att
upptäcka att här gäller verkligen ”less is more”.
Extraförsök - Gör ditt eget pH-papper
Ett smidigt, enkelt och billigt sätt att göra pH-papper som annars är ganska dyra att köpa.
Du behöver
• Koncentrerad rödkålssaft.
• Blekta kaffefilter.
• Tallrik, tidning eller hushållspapper som underlag.
Gör så här
Lägg kaffefilter på valt underlag och dränk in dem med koncentrerad rödkålssaft. Ju mer
koncentrerad saften är desto bättre blir resultatet. Låt stå och torka tills nästa dag. Låt eleverna klippa små remsor av det torkade lila rödkålspapperet. Dessa kan sedan användas för att
undersöka diverse ämnen i omgivningen, hemma eller ute i naturen.
Bakgrund
Alla som har försökt kyla dryck genom att stoppa in den i frysen vet att resultatet kan bli att
flaskan sprängs sönder. Samma sak händer med rödkålens celler. När vattnet i cellerna fryser
ökar volymen och då sprängs cellerna. Sedan går det mycket lätt att få ut rödkålssaften bara
genom knådning. Om rödkålen är rå däremot måste man koka den och därigenom koka sönder cellerna om de ska släppa ifrån sig växtsaften.
Surt och basiskt
Hur sur eller hur basisk en lösning är anges ofta med ett pH-värde. Ett lågt pH-värde innebär
att lösningen är sur. Den har ett överskott på vätejoner, [H +]. Ett högt pH-värde innebär att
lösningen är basisk, då har den i stället ett överskott på hydroxidjoner, [OH-]. Eftersom [H +]
varierar över många tiopotenser mellan olika lösningar används en logaritmisk skala, det vill
säga antalet vätejoner minskar tio gånger för varje steg uppåt i skalan.
En lösning sägs vara neutral (pH=7) när antalet vätejoner och antalet hydroxidjoner är lika
många. Rent vatten har defintionsmässigt pH 7, men allt vatten i naturen påverkas av omgivningen och pH-värdet i vattnet varierar därför över landet.
pH-indikatorer
En pH-indikators färg är beroende av surhetsgraden i den undersökta lösningen. Oftast består
den av ett organiskt färgämne. Olika indikatorer skiftar färg vid olika pH-värden. Genom att
blanda olika indikatorer får man en universalindikator. I handeln finns indikatorpapper, pappersremsor indränkta med universalindikatorlösning, som kan användas för grov uppskattning
av pH-värden i området pH 1–10.
Naturens pH-indikatorer
Den grupp ämnen som orsakar de flesta röda, violetta och blå färger i naturen kallas anthocyaner. De finns, förutom i rödkål, även i bland annat blåbär, vinbär, rödbetor och röda druvor.
De förekommer också i en hel del blomfärger till exempel i blåsippor, vallört och blåeld.
Anthocyanerna är röda i sur miljö och blå i basisk miljö. Färgen på frukten eller blomman bestäms av surhetsgraden i cellvätskan. Omogna blåbär är till exempel röda eftersom de är sura.
När de mognar ändras surheten så de blir blå.
1
2
3
4
5
6
7
8
Rödkålens färger vid olika pH
9
10
11
12
December
Tema Nobel och kemins historia
KEMIFORSKNING – Vita pulver
I december är det dags för vetenskapen och Sverige att hamna i rampljuset igen. Ytterligare
en kemisk upptäckt blir uppmärksammad och visar på forskningens betydelse för samhället. I
Nobels anda är december månads kemilektion en forskningsuppgift.
Vilka experiment ska vi göra?
Uppgiften går ut på att sortera vita pulver. Vi använder ämnen från skafferiet, köket och städskåpet som är billiga och lätta att få tag på. Vi börjar med att sorterar utifrån våra sinnen och
utnyttjar därmed samma metoder som tidiga kemister i historien. Därefter använder vi mer
avancerade naturvetenskapliga metoder. Om alla momenten genomförs behövs det mer än en
lektionstimme.
Sortera med dina sinnen
Sortera med vatten
Sorter med rödkålssaft
Vad behöver man ha som förförståelse?
Flera av de tidigare månadsförsöken är bra att ha som förförståelse, till exempel februari månads experiment som tar upp att salt löser sig i vatten och att om en saltlösning får avdunsta
så bildas vackra saltkristaller. Likaså är det bra att ha gjort rödkålsförsöken i novembertemat
innan decembers lektioner.
Vad blir det nya?
Det utforskande och naturvetenskapliga arbetssättet. Att använda kunskaper från alla månadstemana för att kunna lösa problemet. En stor final!
Säkerhet och kvittblivning
För den som gör kemiska experiment gäller regeln att man aldrig ska smaka på något, men
det kan ändå hända att eleverna får pulver på fingrarna och råkar klia sig i ögonen eller stoppar dem i munnen. Ta därför inte med något pulver som är farligt att smaka på, till exempel
målarsoda, maskindiskmedel eller liknande.
Försök – 1 Sortera med dina sinnen
Inled gärna med en berättelse; Professor Karolina Klant höll på och gjorde experiment med
en massa olika ämnen som hon hade i sitt laboratorium. Hon hade skrivit namn på alla burkar.
Men så hände en olycka! Hon råkade välta en flaska aceton på burkarna så att alla namnen
försvann. Vi måste hjälpa henne och ta reda på vad som finns i burkarna. Jag har en lista över
namnen men vet inte vilken burk det är. Hur ska vi gå till väga?
Resonera med eleverna och kom överens om ordningen; Först ska vi använda våra sinnen
förutom smaken. Varför det? Jo, ni har ju ingen aning om vad det är för pulver i burkarna och
då är det absolut förbjudet att smaka. Det är överhuvudtaget förbjudet att smaka på någonting
när man håller på med kemi!
Du behöver
• 7-8 glas eller plastburkar med lock.
• 1 svart A4-ark per grupp, som eleverna ska dela i 8 delar.
• Vaxkritor.
• Lupp eller förstoringsglas. Har ni dessutom tillgång till
stereoluppar så är det en riktig höjdare för eleverna.
• Diverse vitaktiga ämnen från skafferiet, städskåpet och köket.
Anpassa antalet ämnen utifrån elevernas ålder och labbvana.
Vilka ämnen du väljer är också beroende av syftet med undersökningen.
Välja så att det åtminstone blir;
• Två till tre ämnen som inte är vattenlösliga, till exempel
vetemjöl, majsmjöl, potatismjöl, paraffinflingor, mjölkpulver
eller vällingpulver.
• Ett ämne som luktar lite speciellt, till exempel vaniljsocker eller hjorthornssalt.
• Ett ämne som både känns och hörs lite speciellt, till exempel potatismjöl eller majsmjöl
som gnisslar.
• Några ämnen som ger olika färg med rödkål, till exempel citronsyra, askorbinsyra,
bikarbonat och hjorthornssalt.
Det minsta antalet burkar med vita pulver blir då sju till åtta, ett antal som räcker bra för de
yngre barnen. Är det fler ämnen så kan det bli jobbigt att hålla isär dem och att ha tillräckligt
med material. På sista sidan finns en lista över lämpliga ämnen att undersöka och ett ”facit”
över hur de uppför sig.
Gör så här
1. Lägg de olika ämnena i glas eller plastburkar med lock.
2.Numrera burkarna. Se till att du har ett facit!
3.Be varje grupp numrerar sina svarta papperslappar med en ljus vaxkrita.
4.Varje grupp får sedan 1 tsk av respektive ämne på avsedd svart papperslapp.
Elevernas uppgift är att sortera ämnena med hjälp av sina sinnen, förutom smaken.
Här kan man berätta; Gamla tiders kemister insåg inte faran med att smaka. Många av dem
drabbades av för tidig död för att de smakade på kemikalier de inte visste vad det var.
Låt barnen sortera fritt. Lukt, känsel och hörsel ger inte så många alternativ, men synen, med
hjälp av diverse förstoringar, kan användas flitigt. Om eleverna har svårt att hitta olika kriterier
kan du hjälpa dem;
– Ser alla pulvren likadana ut?
– Är det ”samma” vita färg på alla eller kan man skilja dem åt på något sätt?
Alla barn brukar bli jättefascinerade av utseendet när de tittar i stereolupp och du kan få höra
alla möjliga slags utrop; ”Kolla! Det ser ut som snö!”, ”De glittrar som diamanter”.
Med digitalkamera eller mobilkamera kan eleverna även fotografera pulvren genom luppen
eller stereomikroluppen, ett billigt och enkelt sätt att dokumentera. Har ni tillgång till dator/
SMART-board/projektor i klassrummet är de nya så kallade USB-mikroskopen fantastiska att
använda. Det är ett litet mikroskop som ansluts till datorns USB-kontakt och med handen kan
man hålla det över objektet man vill förstora. En mycket fin bild kommer upp på datorn respektive SMART-boarden och med bara ett litet klick så kan du även fotografera objektet och
spara det på datorn. Underbart roligt att jobba med.
När alla verkar klara är det dags att samla ihop alla gruppers sorteringskriterier på tavlan och
diskutera val av kriterier och hur man kan benämna former, färger etc. Slutsatsen blir oftast;
– Det är en mångfald av utseenden och former fast alla är ”vita pulver”.
– Denna sortering räcker inte! Vi måste gå vidare till nästa försök.
Försök 2 - Sortera med vatten
Vatten är ett utmärkt lösningsmedel för salter och molekyler som innehåller polära grupper.
Andra ämnen kan inte lösas i vatten. I det här experimentet använder vi vattenlöslighet som
sorteringsmetod.
Du behöver
• Ett antal plastskedar eller liknande att röra om med. Det fungerar även utmärkt med
de små glasspinneliknande trästickor som brukar serveras till kaffet på restauranter.
• Ett antal genomskinliga engångsmuggar eller glasburkar.
• Pulvren från föregående försök
Gör så här
1. Hämta en flaska/tillbringare/plastbytta med vatten. 2.Numrera muggarna/glasen.
3.Häll ca ½ dl vatten i varje mugg/glas.
4.Häll ca ¼ tsk av respektive pulver i muggen/glaset med samma nummer.
5.Rör om.
6.Observera. Hur ser det ut?
Att tänka på: Några av pulvren kan vara mer svårlösliga än andra, till exempel bikarbonat jämfört med socker och salt. Därför är det viktigt att eleverna inte tar för mycket av varje pulver,
för då kan de tro att ett vattenlösligt ämne inte är lösligt i vatten.
Låt eleverna observera och bestämma kriterier som de diskuterar sig fram till. Fånga upp deras frågor efter sorteringen. Elevernas kriterier kan till exempel vara; ämnena försvinner, flyter
upp, sjunker, det blir grumligt. Utifrån deras sortering kan ni gemensamt hitta kriterier som är
lämpliga, till exempel;
- Lösliga i vatten, med lättlöslig och svårlöslig som eventuell underrubrik.
- Ej lösliga i vatten.
Samla allas resultat på tavlan.
Om något resultat avviker så diskuterar ni detta; Vad kan det bero på? Tog ni mycket pulver?
Rörde ni om noga? Då får alla göra om just det försöket med samma mängd vatten och pulver
och rör lika flitigt. Hur blir resultatet nu? Fortfarande några korn kvar? Kanske ska vi prova
med att ha i lite mer vatten? osv. Detta blir då ett exempel på att många måste få samma
resultat för att vi ska acceptera det.
Efter det här försöket kan det vara lämpligt att ge eleverna namnen på de ej vattenlösliga substanserna. För att skilja de vattenlösliga åt går vi vidare till nästa försök.
Försök 3 – Sorter med rödkålssaft
För recept på rödkålssaft, se novembertemat.
Börja lektionen med att berätta; Ämnen som är vattenlösliga har kemister kommit på ett sätt
att sortera, de ger olika färg med rödkålssaft.
Du behöver
• Glasen med vattenlösningarna av de vattenlösliga pulvren.
• Rödkålssaft i en mugg.
• Pipett eller sugrör.
• Ett vitt papper som underlägg så att färgerna syns ordentligt.
Gör så här
1. Häll en full pipett eller ett fullt sugrör med rödkålssaft i muggarna.
2.Observera färgen och sortera efter färg med rödkål. Det bör bli 3 kategorier; rosa-rött,
oförändrad rödkålsfärg (violett) och blå-grön.
Enkel förklaring: Alla ämnen i hela världen som är vattenlösliga och gör så att rödkålen blir
rosa-röd kallas för syror. Citronsyra är en syra. Alla ämnen som inte förändrar rödkålens färg,
till exempel socker och salt, kallar kemisterna för att de är neutrala. De som ger blå-grön färg
kallas för baser. Bikarbonat och hjorthornssalt är baser.
Nu är eleverna redo för att få alla namnen. Det är bara 3-4 pulver kvar som de inte vet vad det är.
Bakgrund
Den 10 december 1896 dog Alfred Nobel. Under sitt 63-åriga liv hade han samlat ihop en
förmögenhet på över 33 miljoner kronor, vilket i dag skulle motsvara cirka 100 miljarder. I sitt
testamente skrev han att 31 miljoner skulle användas till priser för dem som gjort den ”största
nytta till mänskligheten”.
Testamentet ifrågasattes
Alfred Nobel förde ett kringflackande liv och vid sin död bodde han i en villa i San Remo i
Italien, men hade också kvar en våning i Paris. Dessutom ägde han Björkborns herrgård i
Karlskoga. På Björkborn hade han tre hästar, vilket skulle visa sig avgörande. Om testamentet
hade behandlats enligt fransk lag skulle det troligen ha underkänts, men i Frankrike ansåg man
att där hästarna finns, där har man också sin bostadsort. Alfreds sista vilja blev genomförd
och de första Nobelprisen delades ut 1901.
Nobelpristagarna har tillsammans med andra vetenskapsmän bidragit till många av de
tekniska framsteg vi har idag. Alfred Nobel var själv kemist och hans uppfinningar och alla
de industriella processer som var grunden till hans förmögenhet byggde på kemisk kunskap.
Under sitt liv tog han patent på 355 uppfinningar. Dynamiten är den mest kända.
Naturvetenskapligt arbetssätt
I december månads tema är det själva arbetssättet som är viktigt. Eleverna få arbeta på ett
naturvetenskapligt sätt och använder en metod i taget för att ta reda på vilka ämnen det är.
De gör om samma sak med alla ämnen och drar slutsatser efter varje sortering. Du kan läsa
mer om naturvetenskapliga arbetssättet i didaktikavsnittet i inledningen till Kemilektioner för
grundskolan.
Material
Lättlöslig
i vatten
Svårlösligt
i vatten
Ej lösligt
i vatten
Annan reaktion
Vetemjöl
X
Potatismjöl
X
”Gnisslar”
Majsenamjöl
X
”Gnisslar”
Vanligt koksalt
X
Grovt salt
X
Rör om
Flingsalt
X
Rör om
Florsocker
X
Rör om
Pärlsocker
X
Rör om
Vaniljsocker
X
Strösocker
Citronsyra
X
X (svarta
korn av vanilj)
X
Rör om - Luktar vanilj
Rör om
Vinsyra
X
Rör om
Bikarbonat
X
Rör om
Bakpulver
X (bl.a
bikarbonat)
X
(potatismjöl)
Blandning – Bubblar lite pga blandningen bikarbonat och surt fosfat
Mjölkpulver
X
X
Blandning
Vällingpulver
X
X
Blandning
Blöjpulver
X
Suger upp vatten-sväller
Paraffinflingor
X
Flyter
Mannagryn
X
Hjorthornssalt
Askorbinsyra
X
Luktar ammoniak
X
Rör om
Div. gryn
X
Div. pasta
X
Div. ris
X
Andra mjölsorter
X