Hoe kun je materiaal van elkaar scheiden? Onderzoek-/ontwerpheld Onderzoekend/ontwerpend leren Thema Bouw Tijdsduur Kerndoel
Onderzoekend leren Scheiden van stoffen Groep 8 60 minuten Kerndoel 42 De leerlingen leren onderzoek doen naar materialen en natuurkundige verschijnselen, zoals licht, geluid, elektriciteit, kracht, magnetisme en temperatuur.
1 Inhoud In deze les gaat het over het scheiden van stoffen. Deze les is gegeven naar aanleiding van een bezoek aan Shell Pernis. Bij Shell wordt gewerkt met heel veel verschillende soorten stoffen. Deze stoffen worden verwerkt tot heel veel producten die wij in het dagelijks leven gebruiken. Denk maar aan energie! De kinderen leren in deze les hoe je stoffen kunt scheiden van elkaar. Hoe je van een vaste stof een vloeibare stof maakt. Of hoe je twee soorten stoffen van elkaar kan scheiden. De kinderen gaan na de theorie aan het werk met drie verschillende proefjes. In deze proefjes zal de theorie wat duidelijker worden.
2 Houding Kritisch willen zijn De leerling heeft een kritische instelling naar anderen
De leerling is kritisch naar medeleerlingen en de leraar De leerling is kritisch over bronnen en bestaande ideeĂŤn De leerling wil zaken van verschillende kanten bekijken en verschillende opvattingen leren kennen
3 Vaardigheidsdoelen De leerling heeft een kritische instelling naar anderen
De leerling is kritisch naar medeleerlingen en de leraar De leerling is kritisch over bronnen en bestaande ideeĂŤn De leerling wil zaken van verschillende kanten bekijken en verschillende opvattingen leren kennen
4 Onderzoeks-/Ontwerpdoelen In deze les werken de kinderen aan de onderzoeksvaardigheid ‘inspecteer alles’. De kinderen beoordelen, selecteren en interpreteren informatie en krijgen op basis hiervan nieuwe inzichten. Ze kijken gedurende het hele proces kritisch naar hun bevindingen en verklaringen vanuit verschillende perspectieven. De kinderen blijven zichzelf vragen stellen. In dit geval: Wat gebeurt er? Hoe komt dat?
5 Kennisdoelen 1.1
Aan het einde van de les weten de kinderen wat een scheidingsmethode is. Aan het einde van de les kennen de kinderen verschillende scheidingsmethodes zoals, filtratie, destillatie, extractie, afschenken, indampen. Aan het einde van de les kunnen de kinderen verschillende stoffen scheiden, in de proefjes. De leerling benoemt de meetgegevens in eigen gekozen lengte-eenheden. Woordenschat
Tijdens deze les worden de volgende woorden aangeboden; raffinaderij, filtratie, destillatie, extractie en indampen
2 Voorbereiding 2.1 Instructie PowerPoint (zie bijlage Tankenpark)
2.2 Materiaal
beker water olie oliebindmiddel 1 lepel 1 kiembakje 1 zeefje 1 filterbuis 1 filterombouw 1 maatbeker 1 filtertop potgrond slaolie water
Voor de proef is een werkblad noodzakelijk met de instructie van het proefje erop (zie bijlage Tankenpark proefje 1). Werkblad 16 is nog extra bijgevoegd (zie bijlage Tankenpark extra werkblad). Dit kunnen de kinderen maken als zij eerder klaar zijn met het proefje.
3 Achtergrondinformatie Een scheidingsmethode is een methode om uit een mengsel van stoffen de gezuiverde verbindingen te verkrijgen. Je doet dit door gebruik te maken van verschillen in stofeigenschappen
3.1 Olie en water Olie en water mengen niet, omdat ze elkaar afstoten. En de olie gaat naar boven, omdat olie lichter is dan water. De olie blijft dus drijven. Olie en water bestaan uit moleculen, dat zijn kleine deeltjes. De moleculen van water zijn aan de ene kant positief geladen en aan de andere kant negatief. Bij water trekt de positieve kant van het ene molecuul aan de negatieve kant van het andere molecuul. Moleculen van water trekken het liefst aan elkaar, omdat moleculen van olie geen lading hebben. De watermoleculen trekken zelfs zo hard aan elkaar, dat ze de oliemoleculen uit het water duwen. Dus olie en water kunnen niet mengen, doordat het water de olie wegduwt. Als twee vloeistoffen niet mengen, blijft de stof met de kleinste dichtheid drijven. Een glas met olie weegt minder dan hetzelfde glas met water, dus de dichtheid van olie is kleiner dan de dichtheid van water. De olie blijft dus op het water drijven, omdat het de kleinste dichtheid heeft.
3.2 Destillatie Tijdens een destillatie wordt een mengsel van stoffen gescheiden op basis van een onderling verschil in kookpunt. Voorbeelden - het destilleren van sterke drank - het destilleren van zeewater om drinkwater te krijgen
3.3 Filtratie Om een mengsel bestaande uit een niet-oplosbare vaste stof en een vloeistof van elkaar te scheiden maak je gebruik van filtratie. De stoffen worden van elkaar gescheiden op basis van de toestand van de stof en de deeltjesgrootte. Voorbeeld - het scheiden van zand en water
3.4 Extractie Tijdens een extractie onttrek je een stof (of stoffen) uit een mengsel. Deze scheidingsmethode berust op het verschil in oplosbaarheid in een extractiemiddel. Tijdens koffiezetten extraheer je bijvoorbeeld de geur- en smaakstoffen uit koffiebonen in warm
water. De geur- en smaakstoffen lossen goed op in het warme water (het extractiemiddel) maar de rest van de koffiebonen niet. Voorbeelden - het zetten van koffie - het verkrijgen van suiker uit suikerbieten
3.5 Indampen Om een mengsel van een vaste stof en een vloeistof (in een oplossing) te scheiden kan je gebruik maken van indampen. Indampen wordt toegepast als de vloeistof niet bewaard hoeft te worden. Voorbeeld - het winnen van zout uit zeewater
3.6 Afschenken In een mengsel van een vaste, niet-oplosbare stof en een vloeistof zal na enige tijd de vaste stof bezinken. Door de vloeistof af te schenken van de vaste stof (ook wel decanteren genoemd) kan het mengsel worden gescheiden. De scheiding vindt dus plaats op basis van een onderling verschil in toestand (vast ten opzichte van vloeibaar). Voorbeeld: - het scheiden van zand en water
3.7 Centrifugeren Van een vaste, niet-oplosbare stof en een vloeistof de vaste stof niet snel genoeg bezinkt, maakt men gebruik van centrifugeren. Hierbij wordt het mengsel in een centrifuge snel rondgedraaid. Voorbeeld: - het scheiden van bloed in bloedplasma en bloedcellen
3.8 Adsorptie Bij adsorptie wordt een stof uit een mengsel gehaald door middel van binding aan een vaste stof. De stoffen hechten zich aan het oppervlak van de vaste stof. Deze scheidingsmethode wordt gebruikt bij gas-en vloeistofmengsels. Voorbeelden: - ontkleuren van oplossingen - zuiveren van grondwater - wegvangen van kookluchtjes in een afzuigkap - adsorberen van giftig gas met een gasmasker (Aljevragen.nl, z.d.).
ďƒ¨ TIP: -
-
-
Geef de instructie kort maar duidelijk. De theorie is vrij moeilijk. Zeg kort wat het is en maak het duidelijk door een voorbeeld. Een aantal scheidingsmethoden zullen in de proefjes wel duidelijker worden. Leg duidelijk uit dat het niet erg is als de kinderen de instructie niet begrijpen. Het is ook moeilijk. Geef wel een compliment aan de kinderen die het wel begrijpen, zodat zij wel een succeservaring ervaren. Maak gebruik van de time-timer. Voor elk proefje staat 10 minuten en vervolgens 2 minuten om op te ruimen en door te gaan naar het volgende proefje. Het is handig om werkblad 16 achter de hand te houden, voor als de kinderen eerder klaar zijn. Zo blijven de kinderen bezig en zullen zij zich niet gaan vervelen en andere dingen gaan doen.
4 Lesverloop 4.1 Fase 1: confronteren (5 min.) De leerkracht vertelt aan de kinderen dat hij/zij bij Shell Pernis is geweest. Laat uit de kinderen komen wat zij al weten over de Shell. Laat vervolgens het filmpje uit de PowerPoint zien om de kinderen een beter beeld te geven. Aansluitend hierop laat de leerkracht het proefje zelf zien met water en olie. Wat denken de kinderen dat er gebeurt en wat gebeurt er daadwerkelijk? Deze informatie wordt duidelijker tijdens de theorie. Vertel de kinderen dat de klas vandaag ook een soort Shell is, de kinderen gaan namelijk ook stoffen scheiden.
4.2 Fase 2: verkennen
(5 min.)
De leerkracht laat aan de hand van de PowerPoint verschillende scheidingsmethoden zien. Het is belangrijk dat je kort, maar duidelijk vertelt.
4.3 Fase 3: onderzoek opzetten/ ontwerp schetsen (5 min.) De klas wordt verdeeld in drie groepen. Iedere groep begint bij proefje 1, 2 of 3. Het is belangrijk dat de kinderen bij elk proefje nadenken wat er gaat gebeuren en hoe dat komt. De kinderen krijgen voor elk proefje 10 minuten de tijd en 2 minuten de tijd om op te ruimen. Als de kinderen eerder klaar zijn, dan kunnen zij werkblad 16 maken.
4.4 Fase 4: onderzoek uitvoeren/ ontwerp realiseren (25 min.) De leerkracht geeft in deze fase de instructie. Je vraagt de leerlingen een druppel slaolie aan te brengen in het kiembakje. Strooi er nu voorzichtig een beetje oliebindmiddel op. Wat zie je? Als je dit ziet, waarvoor zouden mensen oliebindmiddel gebruiken? Meng nu wat oliebindmiddel met de potgrond. Voel hoeveel dit weegt. Doe dit in de filterbuis. Meng een beetje olie met water en giet dit door de filterbuis. Wat gebeurt er? Haal de potgrond met het oliebindmiddel eruit. Is het lichter, zwaarder of net zo zwaar als voor de proef?
4.5 Fase 5: concluderen/ testen en bijstellen (10 min.) De kinderen geven antwoord op de vraag hoe het komt dat wat er gebeurde, is gebeurd? In deze fase is er nog geen goed of fout, dit komt in fase 6.
4.6 Fase 6: presenteren (10 min.) De leerkracht vraagt een aantal kinderen naar hun bevindingen. Wat hebben zij ontdekt en hoe denken zij dat het komt? Peil of alle kinderen hetzelfde dachten of dat er ook nog andere conclusie uit zijn gekomen.
4.7 Fase 7: verdiepen en verbreden (5 min.) De leerkracht gaat in deze fase nog in op de theorie. Welke scheidingstechnieken hebben zij bij de verschillende proefjes gezien? Omdat de theorie vrij moeilijk is, is het het beste als de PowerPoint erbij wordt gehaald. Bekijk per scheidingsmethode of deze in de proefjes is voorgekomen ja of nee.
5 Bronnen https://www.aljevragen.nl/sk/analyse/ANA030.html https://www.eur.nl/sites/corporate/files/Scholen _Vaardigheden-Onderzoekend-lerenleerkrachten.pdf http://downloads.slo.nl/Documenten/Poster-A3-OenO-vaardigheden.pdf