MacroScoop 3/4 - Leerpakket 2

©VANIN

scoop macro

©VANIN

Chalmet

Bart Vanopré

Christina Wauters

Marleen

Leer zoals je bent

Via www.diddit.be heb je toegang tot het onlineleerplatform bij MacroScoop 3-4

Activeer je account aan de hand van de onderstaande code en accepteer de gebruiksvoorwaarden. Kies je ervoor om je aan te melden met je Smartschool-account, zorg er dan zeker voor dat je e -mailadres aan dat account gekoppeld is. Zo kunnen we je optimaal ondersteunen.

scoop macro 3/4

Let op: deze licentie is uniek, eenmalig te activeren en geldig voor een periode van 1 schooljaar.

Indien je de licentie niet kunt activeren, neem dan contact op met onze klantendienst.

!

Fotokopieerapparaten zijn algemeen verspreid en vele mensen maken er haast onnadenkend gebruik van voor allerlei doeleinden. Jammer genoeg ontstaan boeken niet met hetzelfde gemak als kopieën.

Boeken samenstellen kost veel inzet, tijd en geld. De vergoeding van de auteurs en van iedereen die bij het maken en verhandelen van boeken betrokken is, komt voort uit de verkoop van die boeken.

In België beschermt de auteurswet de rechten van deze mensen. Wanneer u van boeken of van gedeelten eruit zonder toestemming kopieën maakt, buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen, ontneemt u hen dus een stuk van die vergoeding. Daarom vragen auteurs en uitgevers u beschermde teksten niet zonder schriftelijke toestemming te kopiëren buiten de uitdrukkelijk bij wet bepaalde uitzonderingen.

Verdere informatie over kopieerrechten en de wetgeving met betrekking tot reproductie vindt u op www.reprobel.be. Ook voor het onlinelesmateriaal gelden deze voorwaarden. De licentie die toegang verleent tot dat materiaal is persoonlijk. Bij vermoeden van misbruik kan die gedeactiveerd worden. Meer informatie over de gebruiksvoorwaarden leest u op www.diddit.be.

© Uitgeverij VAN IN, Wommelgem, 2024

De uitgever heeft ernaar gestreefd de relevante auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Wie desondanks meent zekere rechten te kunnen doen gelden, wordt verzocht zich tot de uitgever te wenden.

Credits p. 13 huis met tuin © Jim Packett / Shutterstock, p. 59 Blaise Pascal © Millionstock / Shutterstock

©VANIN

Eerste druk, 2024

ISBN 978-94-647-0664-2

D/2024/0078/122

Art. 606654/01 NUR 120

Coverontwerp: Shtick

Ontwerp binnenwerk: B.AD

Opmaak: Barbara Vermeersch

Tekeningen: Geert Verlinde

Inhoud

WERKEN MET MACROSCOOP

Welkom (terug) bij MacroScoop. We leggen graag even uit hoe je met dit leerschrift aan de slag gaat.

1 Op weg met MacroScoop

Het leerschrift bestaat uit 4 thema’s. Elk thema is op dezelfde manier opgebouwd.

Elk thema start met enkele foto’s die te maken hebben met dit thema. Je vindt ook een handig overzicht van de hoofdstukken.

In de WOW! vind je verschillende bronnen die je nieuwsgierig maken naar meer.

Je kunt er noteren wat je graag nog te weten wilt komen over het thema.

Doorheen de verschillende hoofdstukken vragen we ons een aantal zaken af. Je verwerft de nodige kennis en vaardigheden om uiteindelijk een antwoord te geven op de vragen in de groene kaders.

In de hoofdstukken vind je verschillende opdrachten, onderzoeken en theorie.

De theorie duiden we in je schrift aan met een groene lijn.

De Checklist is een opsomming van de doelen waaraan je in het thema hebt gewerkt. Je gaat bij jezelf na welke doelen je denkt bereikt te hebben, of waaraan je nog moet werken. Als je twijfelt, dan ga je terugkijken in het thema.

©VANIN

Je kunt in het onderdeel Test jezelf verder oefenen. Je leerkracht beslist of je de oefeningen op het einde van het thema maakt of doorheen de lessen.

2 Handig voor onderweg

f Het duurde nog enkele jaren alvorens wetenschappers het atoommodel volledig konden verfijnen. Pas toen ontdekten ze dat er in de kern niet alleen positieve deeltjes zitten, maar ook elektrisch neutrale deeltjes: de

In de loop van elk thema word je ondersteund door een aantal hulpmiddelen.

Aan de hand van wetenschappelijke modellen kunnen bepaalde verschijnselen voorgesteld en verklaard worden.

De elektrolyse van water kun je ook voorstellen met een ‘model’. Een watermolecule kun je bijvoorbeeld als volgt voorstellen.

N. Bohr

Een atoommodel is het resultaat van vele jaren onderzoek en verfijning.

De witte bolletjes stellen de waterstofatomen voor en het rode bolletje het zuurstofatoom.

Onder invloed van een elektrische stroom worden die watermoleculen gesplitst in atomen.

Het atoommodel van Bohr is het resultaat van de bevindingen van verschillende wetenschappers die hun steentje hebben bijgedragen om het atoommodel te ontwikkelen. Het model bestaat uit concentrische cirkels rond de kern die de energieniveaus voorstellen. Daardoor wordt duidelijk dat de elektronen niet willekeurig in de elektronenmantel verspreid zijn.

Die atomen herschikken zich tot een molecule zuurstofgas en twee moleculen waterstofgas.

PASSEN MODELLEN ZICH AAN?

Test jezelf: oefeningen 4 en 5

Ook het atoommodel is het resultaat van de voortschrijdende kennis en inzicht van de wetenschap.

Interessant om weten

Het woord ‘elektrolyse’ komt van het Griekse woord ‘lysis’. Dat betekent ‘losmaken’ of ‘vrijmaken’ en dat is wat het toestel van Hofmann ook doet. Door een elektrische stroom worden de atomen vrijgemaakt uit de watermoleculen.

We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in deze rode kaders.

Een Interessant om weten is een klein blokje extra informatie om jouw interesse nog meer aan te wakkeren.

Fig. 1.6

Materie kan opgebouwd zijn uit verschillende atoomsoorten of elementen.

Elke molecule is opgebouwd uit atomen

Wanneer je een onderzoek uitvoert, volg je telkens 7 stappen die worden aangeduid met de volgende iconen:

Onder invloed van een elektrische stroom kan een molecule water gesplitst worden in een molecule zuurstofgas en twee moleculen waterstofgas.

2.11

Test jezelf: oefeningen 1, 2 en 3

Onderzoeksvraag

BEN JE RIJKER DAN JE DENKT?

Hyp othese

Benodigdheden

In een smartphone of gsm zit kostbare materie (onder meer goud en zilver) verwerkt. Je bent dus inderdaad net iets rijker dan je dacht.

De volgende iconen helpen je ook nog een eind op weg:

©VANIN

3D

Werk wijze

Vaktaal en moeilijke woorden vallen op door de stippellijn. Achteraan het leerschrift zijn die woorden opgenomen in de Woordenlijst, waar je de verklaring van de woorden vindt.

Waarneming

Besluit

Reflectie

Het beeldfragment dat hierbij hoort, vind je online terug.

Als je dit icoon ziet, dan vind je op diddit een ontdekplaat terug.

Als je dit icoon ziet, dan vind je extra materiaal terug op diddit.

Met een QR-code kun je verschillende zaken ontsluiten met je smartphone: de risicoanalyse bij een onderzoek, een oefening, een video, een artikel ...

Bij dit icoon hoort een 3D-beeld. Je kunt het beeld bekijken door het in te scannen via de app op je smartphone. Gebruik de QR-code hiernaast om de app te installeren.

3d-beeld

17 2 HOE HET OOIT BEGON

Fig. 2.11

Fig.

Het onlineleerplatform bij MacroScoop

Mijn lesmateriaal

Hier vind je alle inhouden uit het boek, maar ook meer, zoals ontdekplaten, filmpjes, extra oefeningen ...

Adaptieve oefeningen

In dit gedeelte kun je de leerstof inoefenen op jouw niveau. Hier kun je vrij oefenen of de oefeningen maken die de leerkracht voor je heeft klaargezet.

Opdrachten

Hier vind je de opdrachten die de leerkracht voor jou heeft klaargezet.

Evalueren

Hier kan de leerkracht toetsen voor jou klaarzetten.

Resultaten

Wil je weten hoever je al staat met oefenen, opdrachten en toetsen? Hier vind je een helder overzicht van al je resultaten.

Leer zoals je bent ©VANIN

ATOOMMODEL ©VANIN

1 MOLECULEN, ATOMEN EN ELEMENTEN 2 HOE HET OOIT BEGON 3 ATOOMBOUW

Wat weet ik al over dit thema?

Wetenschappers: chemicaliën in verpakking vormen gevaar voor gezondheid

Verpakkingen van levensmiddelen bevatten schadelijke chemicaliën. Die worden niet voldoende gesignaleerd met de huidige wetenschappelijke kennis. Richtlijnen voldoen niet om de consument te beschermen.

©VANIN

Dat meldt een team van 33 wetenschappers in een recent rapport. Volgens FoodNavigator geven bijna 200 milieu­ en gezondheidsorganisaties aan het met de wetenschappers eens te zijn.

Migratie

Veel verpakkingen staan in direct contact met het voedingsproduct. Daardoor kunnen chemicaliën via het contactoppervlak in het voedsel terechtkomen. Voorbeelden zijn plastic bakjes met salades of maaltijden, maar ook juist alternatieve verpakkingen.

Bron: VMT (http://url.vanin.be/6ez9v)

Wat wil ik nog te weten komen?

Bron: De Standaard

1 MOLECULEN, ATOMEN EN ELEMENTEN

BEN JE RIJKER DAN JE DENKT?

1 In je gsm of smar tphone zit heel wat kostbare materie (grondstoffen). Bekijk de video en lees het bijhorende artikel via het onlinelesmateriaal. Beantwoord daarna de vragen.

a Welke metalen zitten verwerkt in een smartphone (zonder de batterij)?

b Welke materialen zitten verwerkt in de batterij?

c Al die metalen zijn kostbaar. Geef drie redenen.

d Wat betekent ‘urban mining’?

e Waarom is urban mining voordeliger dan gewone ontmijning?

f Wat is de waarde (in euro) van het metaal in één smartphone of gsm?

g Wat loopt er tot nu toe fout bij het recycleren van smartphones en gsm’s?

2 Je hebt al geleerd dat alles opgebouwd is uit materie.

a Wat is er kenmerkend voor materie?

b Materie is opgebouwd uit stoffen die op hun beurt uit kleine deeltjes bestaan. Hoe noem je die deeltjes?

VIDEO

Fig. 1.1

c Die deeltjes zijn samengesteld uit nog kleinere deeltjes. Bekijk de video bij het onlinelesmateriaal en noteer de naam van die deeltjes.

d Wat betekent dat woord?

3 Een watermolecule is opgebouwd uit verschillende atomen. Met een onderzoek (elektrolyse van water) achterhaal je uit welke soorten atomen (ook elementen genoemd) de molecule bestaat.

Onderzoek 1

1 ONDERZOEKSVRAAG

©VANIN

2 HYP OTHESE

3 BENODIGDHEDEN toestel van Hofmann aangezuurd water (met 3% zwavelzuur) gelijkspanningsbron (12 V) twee proefbuizen lucifer houtspaander

4 WERK WIJZE

DEMOPROEF

1 Vul het toestel van Hofmann volledig met aangezuurd water.

2 Verbind de elektroden onderaan met de polen van de gelijkspanningsbron.

3 Onderbreek de elektrische stroom zodra er een voldoende hoeveelheid gas gevormd is.

4 Open het kraantje aan de negatieve pool en vang een deel van het gevormde gas op in een omgekeerde proefbuis.

5 Steek een brandende lucifer in de proefbuis.

6 Open het kraantje aan de positieve pool en vang ook hier een deel van het gevormde gas op in een omgekeerde proefbuis.

Veiligheidsinstructie werken met zwavelzuur H314

P260, P264, P280, P363 Gevaar

7 Hou een gloeiende houtspaander in de opening van de proefbuis.

Fig. 1.2

VIDEO

5 WAARNEMING

a Wat neem je waar bij stap 2?

b Is de hoeveelheid aan de beide polen gelijk?

c Wat gebeurt er bij stap 5?

©VANIN

d Wat zie je bij stap 7?

6 BESLUIT

Een molecule water bestaat uit twee atomen en een atoom

7 REFLE CTIE

Het gas dat ontploft, is knalgas en dat is niets anders dan waterstofgas; het gas dat de houtspaander opnieuw doet ontvlammen, is zuurstofgas.

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Vul aan.

De waterstofatomen binden zich opnieuw tot moleculen en de zuurstofatomen binden zich tot een molecule

Er ontstaat dubbel zoveel (ook wel knalgas genoemd) als

c Hoe heb je kunnen aantonen dat er een stofomzetting heeft plaatsgevonden bij het experiment?

Aan de hand van wetenschappelijke modellen kunnen bepaalde verschijnselen voorgesteld en verklaard worden. De elektrolyse van water kun je ook voorstellen met een ‘model’. Een watermolecule kun je bijvoorbeeld als volgt voorstellen.

De witte bolletjes stellen de waterstofatomen voor en het rode bolletje het zuurstofatoom.

Onder invloed van een elektrische stroom worden die watermoleculen gesplitst in atomen.

Die atomen herschikken zich tot een molecule zuurstofgas en twee moleculen waterstofgas.

Interessant om weten

Het woord ‘elektrolyse’ komt van het Griekse woord ‘lysis’. Dat betekent ‘losmaken’ of ‘vrijmaken’ en dat is wat het toestel van Hofmann ook doet. Door een elektrische stroom worden de atomen vrijgemaakt uit de watermoleculen.

Materie kan opgebouwd zijn uit verschillende atoomsoorten of elementen.

Elke molecule is opgebouwd uit atomen

Onder invloed van een elektrische stroom kan een molecule water gesplitst worden in een molecule zuurstofgas en twee moleculen waterstofgas.

Test jezelf: oefeningen 1, 2 en 3

BEN JE RIJKER DAN JE DENKT?

In een smartphone of gsm zit kostbare materie (onder meer goud en zilver) verwerkt. Je bent dus inderdaad net iets rijker dan je dacht.

Fig. 1.6

Fig. 1.3

Fig. 1.4

Fig. 1.5

2 HOE HET OOIT BEGON

PASSEN MODELLEN ZICH AAN?

1 Je kunt talloze voorbeelden aanhalen van modellen die aangepast werden naarmate men meer over het onderwerp te weten kwam.

a In de autosector bijvoorbeeld ondervond men dat het brandstofverbruik sterk verminderd kon worden door het ‘model’ meer te stroomlijnen

b In de vorige eeuw was er nog geen ‘grondschaarste’ en was het probleem van de CO2-uitstoot nog ver weg. De huizen waren dan ook groot en stonden op grote terreinen. Nu worden de woningen veel compacter gebouwd. Ze zijn daardoor duurzamer en energiezuiniger.

c Zoek zelf nog een voorbeeld van modellen (of prototypen) die aangepast worden om te voldoen aan nieuwe noden.

©VANIN

Fig. 2.1

Fig. 2.2

Fig. 2.3

Fig. 2.4

2 Wetenschappers werken ook met modellen. Die zijn, in tegenstelling tot modellen uit het dagelijks leven, gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek.

Tijdens de verbranding van magnesium bijvoorbeeld wordt er magnesiumoxide gevormd. Met een model kun je dat gemakkelijk aantonen.

Ook die wetenschappelijke modellen veranderden door de eeuwen heen op basis van beschikbare kennis. Een hele reeks wetenschappers hebben hun stempel gedrukt op wat vandaag de ‘wetenschappelijke methode’ genoemd wordt.

De methode is echter nog steeds niet af. Elke dag wordt er, door nieuwe inzichten, bijgeschaafd aan het systeem van onderzoeksvragen, hypothesen en het uitvoeren van experimenten. De methode zal nooit af zijn.

Zo ging het ook met de opbouw van het atoommodel. Dat model is het resultaat van vele jaren onderzoek en verfijning.

Modellen zijn dus dynamisch.

3 Via het onlinelesmateriaal vind je een ontdekplaat over de evolutie van het atoommodel en een opsomming van wetenschappers die een inzicht aan de opbouw toevoegden. Bestudeer de ontdekplaat aandachtig om antwoord te kunnen geven op de onderstaande vragen.

©VANIN

a De basis voor de chemie werd al gelegd in de klassieke oudheid. Hoe dacht men toen over de samenstelling van alle materie?

Fig. 2.5 – De groene bolletjes stellen magnesium voor en de rode zuurstof; de combinatie staat model voor magnesiumoxide.

vier elementen

J. Dalton

J. J. Thomson

E. Rutherford

N. Bohr

Fig. 2.6

ONTDEKPLAAT

b Het duurde tot in de 19e eeuw alvorens er echt nog baanbrekende ontdekkingen werden gedaan in verband met het atoommodel. Dat gebeurde door John Dalton.

b1 Hoe wordt John Dalton ook weleens genoemd?

b2 Zijn atoomleer is in vier punten samen te vatten. Welke?

b3 Dalton was de eerste die voorstelde om standaardsymbolen te gebruiken. Op welke manier stelde hij de atomen voor?

b4 Het symboolschrift van Dalton bleek al snel onhandig te zijn in gebruik. In de moderne chemie is men overgestapt op een ander systeem. Welk?

©VANIN

c De Engelsman Thomson was de eerste die een verandering aanbracht aan het atoommodel van Dalton.

c1 Wat voegde hij toe?

Fig. 2.7

Fig. 2.8

c2 Hoe noemde hij die deeltjes?

c3 Hij wist ook dat een atoom neutraal (of ongeladen) is. Dat betekent dat er naast negatief geladen deeltjes of ook positief geladen deeltjes of moeten voorkomen.

c4 Het atoommodel van Thomson wordt ook weleens het 'krentenbolmodel' of 'pruimenpuddingmodel' genoemd. Verklaar.

©VANIN

c5 In het krentenbolmodel zit echter een denkfout. Welke?

d Het was Ernest Rutherford die de denkfout in Thomsons model aan het licht bracht.

d1 Welke stoffen werden door Rutherford bij zijn onderzoek gebruikt?

d2 Via een experiment met zogenaamde α-stralen ontdekte hij dat de meeste van die stralen ongehinderd door een stof dringen, maar dat een aantal ervan wordt teruggekaatst. Wat betekende dat?

d3 Hij ontdekte dat in de kern de positief geladen deeltjes zaten en noemde die Rond de kern bevindt zich op een relatief grote afstand een wolk van Hij noemde die de

Fig. 2.9

Fig. 2.10

e Korte tijd later beschreef Niels Bohr een nauwkeurigere versie van het model. Welke aanpassing voegde hij toe?

f Het duurde nog enkele jaren alvorens wetenschappers het atoommodel volledig konden verfijnen. Pas toen ontdekten ze dat er in de kern niet alleen positieve deeltjes zitten, maar ook elektrisch neutrale deeltjes: de

Bohr

Een atoommodel is het resultaat van vele jaren onderzoek en verfijning.

Het atoommodel van Bohr is het resultaat van de bevindingen van verschillende wetenschappers die hun steentje hebben bijgedragen om het atoommodel te ontwikkelen. Het model bestaat uit concentrische cirkels rond de kern die de energieniveaus voorstellen. Daardoor wordt duidelijk dat de elektronen niet willekeurig in de elektronenmantel verspreid zijn.

Test jezelf: oefeningen 4 en 5

Ook het atoommodel is het resultaat van de voortschrijdende kennis en inzicht van de wetenschap.

Fig. 2.11

3 ATOOMBOUW

3.1 HOE WORDEN AUTOMEN OP HUN NUMMER GEZET?

1 De metalen die verwerkt zijn in een smartphone zijn voorbeelden van chemische elementen. Chemische elementen worden ook atoomsoorten genoemd.

a Zoek op het internet de verklaring van het begrip ‘chemisch element’.

b Wat is het verschil tussen materie en een atoomsoort (of element)?

2 De symbolische voorstelling van de atoomsoorten door Dalton met cirkels en symbolen was heel onpraktisch. In het vorige hoofdstuk werd verteld dat je voortaan zult werken met ‘lettersymbolen’. Zoek via het internet de antwoorden op de volgende vragen. Je kunt ook gebruik maken van het periodiek systeem (achteraan bijgevoegd in dit leerwerkboek).

a Hoeveel verschillende atoomsoorten bestaan er momenteel?

b Van dat totaal zijn er 92 atoomsoorten die in de natuur teruggevonden kunnen worden.

b1 Hoe worden ze genoemd?

b2 Hoe worden de overige atoomsoorten of elementen verkregen?

©VANIN

c Elk atoom heeft een naam en wordt voorgesteld met een symbool. Dat symbool wordt geschreven met een gedrukte hoofdletter (beginletter) van de Latijnse benaming van het atoom.

Geef drie voorbeelden.

Fig. 3.1

d Veel elementen (atoomsoorten) worden voorgesteld met een symbool dat uit twee letters bestaat.

d1 Wanneer gebruikt men een gedrukte hoofdletter gevolgd door een kleine letter?

d2 Geef drie voorbeelden.

3 Voor het noteren van de symbolen van de atomen heb je informatie opgezocht op het internet. Je kunt ook gebruik maken van het periodiek systeem (PSE).

Om dat een beetje te leren kennen zoek je informatie op het internet om de volgende vragen te beantwoorden.

a Hoe noem je de verticale verdelingen in het periodiek systeem?

b Hoeveel zijn er zo?

c Hoe noem je de horizontale rijen in het periodiek systeem?

d Hoeveel zijn er?

Bij elk atoom in het periodiek systeem staan er heel wat gegevens genoteerd. Een deel ervan zul je leren kennen in de volgende opdrachten.

Interessant om weten

Dmitri Mendelejev was de grondlegger van het moderne periodiek systeem. Hij kende slechts 62 atoomsoorten, maar slaagde er toch in om een mooie rangschikking te maken. In 2019 bestond zijn tabel 150 jaar.

Toen Dmitri Mendelejev zijn versie van het periodiek systeem opstelde, haalde hij zijn inspiratie voor een groot stuk bij zijn favoriete kaartspel ‘Patience’ omdat het een mooie ordening heeft.

4 Bij de geschiedenis van het atoommodel kwamen de begrippen protonen, elektronen en neutronen al even aan bod.

a Vul de tabel hieronder in.

symboolnaam van het deeltjeplaats lading

Fig. 3.2

Fig. 3.4 Fig.

b In de elektronenmantel van een ijzeratoom zitten 26 elektronen.

Hoe groot is de lading van de elektronenmantel?

c In een zuurstofkern zitten 8 protonen.

c1 Hoe groot is de lading in de kern?

c2 Hoe groot is de negatieve lading?

c3 Hoe groot is de totale lading van een zuurstofatoom?

5 Het aantal protonen in een atoom wordt ook het atoomnummer genoemd. Het wordt voorgesteld als ‘Z’. Het is het volgnummer in het periodiek systeem.

Elk atoomnummer is uniek voor een element en kan dus maar één keer voorkomen. Wanneer je het atoomnummer kent, weet je ook exact hoeveel protonen en elektronen er in het element aanwezig zijn.

Je noteert dat als volgt in symbolen:

X stelt daarbij het symbool voor van een willekeurig atoom.

a Leer de symbolen van de elementen met atoomnummer 1 tot en met 18 kennen. Vul de tabel hieronder in en gebruik daarvoor het achteraan bijgevoegde periodiek systeem.

b Hoeveel protonen en elektronen bevatten de volgende elementen?

b1 C

b2 P

b3 Cl

6 Naast het atoomnummer heeft elk atoom ook een kenmerkend massagetal.

De elektronen in de elektronenmantel hebben een verwaarloosbare massa. In de kern komen protonen en neutronen voor die wel massa bezitten. De massa van een atoom zit dus volledig in de kern geconcentreerd.

Het massagetal (A) is de som van de protonen en de neutronen.

massagetal = aantal protonen + aantal neutronen

A = Z + N

Daaruit volgt onmiddellijk dat het massagetal altijd een geheel getal is.

In het periodiek systeem staat het massagetal onder het symbool van het element. Het is een kommagetal, maar je rondt het wiskundig af tot een geheel getal.

©VANIN

a Vul de tabel verder in, zoals bij het uitgewerkte voorbeeld. Gebruik het periodiek systeem om de nodige informatie op te zoeken.

b De kern van een atoom is opgebouwd uit 28 protonen en 31 neutronen.

b1 Geef het symbool en de naam van deze atoomsoort.

b2 Hoe groot is de lading van de atoomkern?

b3 Hoe groot is de lading van het atoom?

Atoomnummer en massagetal zijn belangrijke gegevens voor een atoom. Daarom worden ze schematisch voorgesteld bij het symbool van het element. X A Z

c Met die voorstelling is het heel gemakkelijk om de samenstelling (aantal protonen, elektronen en neutronen) van een bepaalde atoomsoort te berekenen. Als voorbeeld bereken je de samenstelling voor het atoom Au (goud).

aantal protonen (p+) aantal elektronen (e–) aantal neutronen (n0)

d Werk de volgende voorbeelden op dezelfde manier uit.

aantal protonen (p+)aantal elektronen (e–)aantal neutronen (n0)

Interessant om weten

Koolstof is een essentiële bouwsteen van alle levende organismen. Natuurlijk koolstof is een mengsel van drie ‘soorten’ koolstof: 12C, 13C en 14C.

De atomen van die ‘koolstofsoorten’ bevatten allemaal 6 protonen en 6 elektronen. Het aantal neutronen verschilt wel. In 12C zitten 6 neutronen, in 13C zijn het 7 neutronen en in 14C zitten er 8 neutronen.

6 protonen

6 elektronen

6 neutronen

12C, 13C en 14C zijn isotopen van koolstof.

6 protonen

6 elektronen

7 neutronen

3.6

6 protonen

6 elektronen

8 neutronen

Isotopen hebben eenzelfde aantal protonen en elektronen, maar verschillen van elkaar door het aantal neutronen. Isotopen hebben dus eenzelfde atoomnummer, maar een verschillend massagetal.

Een atoom wordt voorgesteld met een symbool. Dat symbool is afgeleid van de Latijnse benaming van het atoom.

Het wordt voorgesteld met één of twee letters. De eerste letter wordt altijd geschreven als een gedrukte hoofdletter, de tweede letter wordt klein geschreven.

Elk atoom is opgebouwd uit drie elementaire deeltjes:

– Protonen: positief geladen deeltjes die zich in de kern bevinden (symbool: p+). –

Elektronen: negatief geladen deeltjes die zich in de elektronenmantel bevinden (e–).

– Neutronen: neutrale deeltjes die zich ook in de kern bevinden (nO).

Een atoom is neutraal. Dat wil zeggen dat het aantal protonen altijd gelijk is aan het aantal elektronen.

Het aantal protonen in een atoom wordt ook het atoomnummer genoemd.

Het wordt voorgesteld als ‘Z ’.

Elektronen hebben een verwaarloosbare massa.

In de kern komen protonen en neutronen voor die wel massa bezitten. De massa van een atoom zit dus volledig in de kern geconcentreerd

Het massagetal (A) is de som van de protonen en de neutronen.

Atoomnummer en massagetal worden als volgt bij het symbool van een atoom genoteerd:

X = atoomsoort

Z = atoomnummer

A = massagetal

Test jezelf: oefeningen 6, 7, 8, 9, 10, 11 en 12

Om overzichtelijk te kunnen werken, worden de atoomsoorten (elementen) gerangschikt volgens een stijgend aantal protonen. Ze worden dus letterlijk op nummer gezet.

3.1

1 Je weet al dat – volgens Bohr – de elektronen gerangschikt zijn in energieniveaus die voorgesteld worden door concentrische cirkels rond de kern.

Maar er is meer.

Gebruik de ontdekplaat om de volgende opdracht op te lossen.

a De afbeelding stelt het atoommodel van Bohr voor ijzer voor.

a1 Wat zit er in de kern van het atoom?

a2 Hoe zitten de elektronen verdeeld rond de kern?

b Hoe worden die cirkels genoemd? Geef twee namen.

c Hoeveel zijn er?

d Hoe worden ze voorgesteld?

e Welke schil ligt het dichtst bij de kern en welke het verst? Waarop is dat gebaseerd?

Fig. 3.7

2 Elke schil of energieniveau heeft een welbepaald aantal elektronen.

Elke schil of energieniveau heeft een nummer (n). Voor het laagste energieniveau is n = 1, voor de volgende is n = 2 …

Met dat nummer (n) kunnen we het maximale aantal elektronen op een schil berekenen. Daarvoor gebruiken we de formule: maximaal aantal elektronen per schil = 2 x n2

Je merkt dat het aantal elektronen beperkt is tot maximaal 32.

In een atoom zijn de elektronen verdeeld over de schillen. Je noemt die verdeling de elektronenconfiguratie

Daarbij gaat men ervan uit dat eerst de K-schil (laagste energie) volledig opgevuld wordt, daarna de L-schil, dan de M-schil enz.

Deze eenvoudige elektronenverdeling gaat alleen op voor de eerste 18 elementen. Daarna vertoont de elektronenconfiguratie een grillig patroon. De elektronen op de buitenste schil worden de valentie-elektronen genoemd.

In de tabel is de elektronenconfiguratie van de eerste 15 elementen genoteerd. Vul de tabel verder aan.

elektronenconfiguratie

element Z

In de elektronenmantel zijn de elektronen verdeeld over zeven schillen of energieniveaus. De schillen worden aangeduid met een letter: K L M N O P Q.

Elke schil wordt gekenmerkt door een nummer. Daarmee kan het maximale aantal elektronen per schil berekend worden: 2 x n2

De verdeling van de elektronen over de schillen is de elektronenconfiguratie

De elektronen op de buitenste schil worden de valentie-elektronen genoemd.

Test jezelf: oefening 13 en 14

3.2 IS de elektronenmantel een chaos?

De elektronenmantel is allesbehalve een chaos want de elektronen zijn netjes verdeeld over de schillen volgens welbepaalde regels.

Aha!

Aha!

evolutie van het atoommodel twee of meer atomen

©VANIN

ZA = aantal protonen + aantal neutronen

elementaire deeltjes

atoom is neutraal aantal protonen = aantal elektronen

Schema

BOUW VAN HET ATOOM

CHECKLIST

Wat ken/kan ik?

Ik kan uitleggen dat een molecule opgebouwd is uit atomen. 10

Ik kan het verband tussen een atoomsoort en een element uitleggen. 18, 19

Ik kan uitleggen dat je via een elektrolyse kunt achterhalen uit welke atoomsoorten een molecule is opgebouwd.

Ik weet dat een elektrolyse een stofomzetting is.

Ik begrijp dat een atoommodel het resultaat is van vele jaren onderzoek door verschillende wetenschappers.

Ik kan uitleggen wat materie is. 9

Ik begrijp dat een atoom opgebouwd is uit drie

Ik ken de symbolen van de eerste achttien elementen.

Ik ken de betekenis van het begrip atoomnummer.

Ik begrijp dat het massagetal de som is van de protonen en de neutronen.

Ik kan de samenstelling van de atoomkern achterhalen uit het atoomnummer en het massagetal.

Ik weet dat volgens het atoommodel van Bohr de elektronen verdeel zitten over zeven schillen of energieniveaus. 24, 25

Ik weet dat er heel veel informatie over de elementen gebundeld zit in het periodiek systeem. 24, 25

Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio.

TEST JEZELF

1 Je ziet op de tekening een verzameling van allerlei zuivere stoffen. – Hoeveel verschillende zuivere stoffen zijn er voorgesteld?

– Met welke term kun je het geheel van de moleculen beschrijven?

– Hoeveel moleculen zijn opgebouwd uit één atoomsoort? Geef een woordje uitleg.

– Hoeveel atomen zijn er in totaal afgebeeld?

2 Bekijk de deeltjesmodellen van moleculen in de tabel. Vul de zin bij het model aan.

molecule voorstelling stikstofgas

koolstofdioxide

©VANIN

methaan

In één stikstofgas zitten twee stikstof aan elkaar gebonden.

In één zit één gebonden aan twee

In zitten vier gebonden aan één

3 Welke uitspraak over het deeltjesmodel van glucose is correct?

Dit atoom bevat 24 moleculen en 3 atoomsoorten.

Deze molecule bevat 24 atomen en 3 atoomsoorten.

Deze molecule bevat 3 atomen en 24 atoomsoorten.

Dit atoom bevat 3 moleculen en 24 atoomsoorten.

4 Vul de tabel in over de samenstelling van een atoom.

naam van het deeltje plaats in het atoom lading

5 Wie is de ontwerper van het atoommodel hiernaast?

Beschrijf het model aan de hand van de figuur.

6 Noteer de naam bij het symbool van het element.

7 Noteer het symbool bij de naam van het element.

©VANIN

chloor = lood = goud = zilver = kwik = ijzer =

8 Vul de juiste namen in bij de symbolen en je leest een spannend verhaal! De symbolen staan tussen haakjes.

Het detectivebureau bevindt zich op het kruispunt van de (S) straat met de (P) straat. Het is avond. De (Ne) reclames weerkaatsen in de (Al) ramen.

De detective Igor Mendelev zit achter zijn bureau. Hij is moe. Hij is de hele dag op speurtocht geweest in de hoop een moord door ver(N – stof) king op te lossen.

Gelukkig kunnen koffie en (Na) arm water hem voldoende oppeppen.

Plots wordt er gebeld. Het is (B – o) is, weet Igor.

Hij laat de man binnen en kan nauwelijks een glimlach onderdrukken omwille van de felgekleurde outfit van de man in (F – r) groen.

‘Heb je gedaan wat ik je gevraagd heb?’, vraagt Igor.

‘Ik heb inderdaad een (He) fles gevonden, wat erop wijst dat de dader zijn stem heeft vervormd.’

‘En de foto’s?’, (B) t Mendelev verder.

‘Het spijt me, baas, maar mijn (Mg) flitslicht liet het afweten.’

Teleurgesteld laat Igor de man gaan. Hij loopt naar het raam en opent het.

Het zal weer flink vriezen, denkt hij, en ademt met volle teugen de (O) rijke lucht in.

9 Een atoom bezit 16 protonen. Over welke atoomsoort gaat het?

10 Een atoom bevat 82 protonen.

Hoeveel elektronen bevat dat atoom? Verklaar je antwoord.

Welke atoomsoort is het?

Hoeveel neutronen heeft het atoom? Noteer je bewerking.

11 Bereken de samenstelling van het fosforatoom.

©VANIN

12 In elke cel van de tabel hieronder staat een stof omschreven die opgebouwd is uit een welbepaalde atoomsoort. Geef de naam en het symbool van het element. Kies uit: aluminium – goud – helium – ijzer – jood – koolstof – kwik – lood – nikkel – stikstof – zuurstof – zwavel

Een vaste, gele stof die veel gebruikt wordt om sieraden te maken.

Deze zwarte, vaste stof wordt gebruikt in potloden.

Een gele stof die in de kop van een lucifer zit.

Dit gas is onmisbaar voor de ademhaling.

In het menselijk lichaam zit dit element vooral geconcentreerd in de schildklier.

Dit lichte, niet-brandbare gas wordt gebruikt om ballonnen te vullen.

Van deze vaste stof worden heel lichte pannen gemaakt, die vooral door kampeerders gebruikt worden.

Het gas ontleent zijn naam aan het feit dat alle levende wezens erin stikken.

Deze stof wordt in de muntstukken van 1 en 2 euro gebruikt.

©VANIN

Deze stof is heel zwaar. Het nadeel van dit element is dat het zo gemakkelijk roest.

De stof wordt gebruikt in bepaalde thermometers.

13 Noteer de elektronenconfiguratie voor zwavel, chloor en argon. Zoek de nodige informatie hiervoor in je periodiek systeem.

elementsymbool Z KLMNOPQ zwavel

chloor

argon

14 Hoeveel valentie-elektronen hebben chloor en neon?

Cl Ne Verder oefenen? Ga naar .

©VANIN

Interpreteren van formules SUIKER

1 MOLECULEN EN ATOMEN 2 MOLECUULFORMULES

glycerol cafeïne

Wat weet ik al over dit thema?

Met dank aan de chemie: eindelijk kennen we het geheim van het perfecte kopje espresso

Hoe zet je de perfecte espresso? Chemici en wiskundigen beantwoorden die vraag in het vakblad Matter. Hun conclusie: barista’s moeten de bonen iets grover malen en er minder van gebruiken. Alleen dan zet je een kopje waarin alle smaken goed vertegenwoordigd zijn.

Chemicus Bert Weckhuysen (Universiteit Utrecht) noemt het onderzoek grappig en origineel. “Ze vertalen methoden uit de chemische industrie naar het zetten van espresso”, zegt hij. Bovendien is de vraag die de onderzoekers stellen ook van maatschappelijk belang. “Ik sta nu op een congres en zie een lange rij bij de koffieautomaat. Als je wereldwijd alle koffie kunt zetten in iets minder tijd en met minder bonen, is dat natuurlijk de moeite waard.”

Bron: www.demorgen.be - 15/12/2020 - Dit artikel werd gereproduceerd met toestemming van de uitgever, alle rechten voorbehouden. Elk hergebruik dient het voorwerp uit te maken van een specifieke toestemming van de beheersvennootschap License2Publish: info@license2publish.be.

Wat wil ik nog te weten komen?

©VANIN

Stevenen we af op een record voor het gat in de ozonlaag boven Antarctica? Modellen voorspellen weinig goeds

Het gat in de ozonlaag boven het Zuidpoolgebied zal dit jaar erg groot zijn en mogelijk stevenen we af op een record. Het grote ozongat is te wijten aan de weersomstandigheden in het gebied, het is er uitzonderlijk koud in de hogere luchtlagen.

Voorlopig gaat het om voorspellingen, waarnemingen zijn er nog niet, maar afhankelijk van welk model er gebruikt wordt, krijgen we dit jaar ofwel een erg uitgesproken ozongat of misschien een nieuw record.

Ontdek deze en nog andere opties op .

Bron: VRT NWS

© Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie

1 MOLECULEN EN ATOMEN

Wat is de relatie tussen atomen en moleculen?

1 In het thema over atoombouw heb je geleerd dat de atomen in moleculen zich kunnen losmaken van elkaar tijdens een chemische reactie. Die atomen kunnen zich herschikken en zich combineren tot andere moleculen.

Hoog tijd om die moleculen en atomen verder te bestuderen. Bekijk de animatiefilm bij het onlinelesmateriaal.

a Wie of wat is Harry?

b Wat gebeurt er als Harry een soortgenoot tegenkomt?

c Wat stelt Odette voor?

d Wat gebeurt er als de waterstofatomen botsen met een zuurstofatoom?

e Wanneer moleculen zich met elkaar verbinden, ontstaat een heel belangrijk biologisch organisatieniveau. Welk is dat?

f In de video komen een paar symbolische notaties voor. Je ziet ze opgesomd in de tabel hieronder. Wat betekenen ze en gaat het om atomen of moleculen?

notatie betekenis atoom/molecule

Fig. 1.1

g Je kunt nu zeker het verschil tussen een atoom en een molecule verwoorden. Doe dat aan de hand van het deeltjesmodel dat is afgebeeld.

Fig. 1.2 +

2 Je hebt ook al een aantal atoomsoorten of elementen leren kennen. Tot nu toe waren dat de eerste achttien elementen uit het periodiek systeem. Nu kun je de lijst verder uitbreiden.

Vul de tabel verder in. Gebruik daarvoor het periodiek systeem.

3 Deze atoomsoorten komen voor in veel verschillende moleculen.

Bekijk de video hierover via het onlinelesmateriaal.

a Hoe groot zijn moleculen?

b Hoeveel verschillende atoomsoorten zijn er?

c Hoe kunnen atomen een molecule vormen?

lucht

d In de video wordt de samenstelling van lucht besproken. Stel die samenstelling voor met behulp van zelfgetekende molecuulmodellen (deeltjesmodellen) in figuur 1.3.

Tip

In molecuulmodellen worden atomen met een welbepaalde kleur weergegeven. atoomkleuratoomkleuratoomkleur waterstofwitkoolstofzwartzuurstofrood stikstofblauwfosfororanje zwavel geel fluorlichtgeel/ lichtgroen chloorgroenbroomdonkerrood joodpaarstitaniumgrijsnatriumviolet boorzalmrozeedelgassencyaan

Interessant om weten

©VANIN

Ook een DNA-streng is een voorbeeld van een molecule. Het is een erg complexe macromolecule die bestaat uit een aaneenkoppeling van kleinere moleculen. Ze bevindt zich in de celkern.

DNA is de Engelse afkorting voor desoxyribonucleïnezuur en vormt het totaalpakket van de erfelijke eigenschappen bij organismen.

Atomen zijn de bouwstenen van een molecule. Atomen kunnen zich met elkaar verbinden om een molecule te vormen.

Test jezelf: oefeningen 1 en 2

Een molecule bestaat uit atomen. Wat is de relatie tussen atomen en moleculen?

Fig. 1.3

Fig. 1.4

2 MOLECUULFORMULES

2.1

HOE KUN JE HET GEHEIMSCHRIFT vAN DE CHE MICUS ONTCIJFEREN?

1 Moleculen zijn opgebouwd uit atomen die zich met elkaar verbinden. Er zijn ontzettend veel combinaties en soms lijken die erg op elkaar.

Lees het artikel dat je terugvindt bij het onlinelesmateriaal.

a Hoe wordt ozon omschreven?

b In de tabel zie je de vergelijking tussen ozon en zuurstofgas. Vul de tabel verder aan.

Hoeveel moleculen staan er afgebeeld?

Uit welke atomen is de stof opgebouwd?

Hoeveel atomen zijn er afgebeeld?

Wat is de naam van de stof?

2 Een deeltjesmodel is een mooie voorstelling, maar is niet altijd even gebruiksvriendelijk.

Een symbolische schrijfwijze is dus nodig. Door het aantal atomen in een molecule te tellen, heb je al een eerste deel van het geheimschrift van de chemicus ontcijferd.

a Zuurstofgas noteer je verkort als O2. Wat betekent dat concreet?

b Op dezelfde manier kun je een molecule ozon noteren. Noteer die korte notatie.

3 De verkorte notatie van een chemische stof noem je voortaan de molecuulformule of kortweg formule.

Alleen zuivere stoffen kunnen voorgesteld worden door een molecuulmodel en door een formule. In zo'n formule staan de symbolen genoteerd van de atomen waaruit de molecule is samengesteld. Een formule bestaat uit symbolen en getallen. De getallen in een formule, die rechts onderaan van een symbool staan, noem je de index. Soms heb je meer dan één molecule van een stof nodig bij het uitvoeren van een stofomzetting. Als dat het geval is, dan noteer je een getal voor de molecule. Dat getal is de coëfficiënt

5 H2O coëfficiënt index

Fig. 2.3

Fig. 2.1

Fig. 2.2

Er gelden nog enkele afspraken:

Index 1 en coëfficiënt 1 worden nooit in een formule genoteerd.

De symbolen van de elementen staan in een welbepaalde volgorde.

– De formule verandert niet als de aggregatietoestand verandert.

a Wat betekent de index in de stof CO 2 ?

b Noteer: 4 moleculen die bestaan uit 1 atoom aluminium en 3 atomen chloor.

Interessant om weten

Bij de verbranding van steenkool of hout kunnen er twee oxiden ontstaan: koolstofmono-oxide en koolstofdioxide.

Koolstofmonoxide is een erg giftig gas dat ontstaat bij onvolledige verbranding. Bij inademing kan het zelfs dodelijk zijn. Elk jaar weer, vooral bij het begin van de winter, maken slecht onderhouden schoorstenen onnodig veel dodelijke slachtoffers door vergiftiging met koolstofmono-oxide.

Koolstofmonoxide is giftig, maar koolstofdioxide (CO2) is dat helemaal niet. Dat gas wordt bijvoorbeeld onder druk toegevoegd aan bier, limonade en spuitwater. Koolstofdioxide ontstaat ook bij de ademhaling van plant, dier en mens. Anderzijds verwerken planten koolstofdioxide weer tot dizuurstof bij de fotosynthese of bladgroenverrichting.

4 Het wordt vast helemaal duidelijk als je enkele voorbeelden bestudeert.

a Stikstofgas

molecuulmodel

Fig. 2.5

b Natriumchloride (keukenzout)

molecuulmodel

©VANIN

Fig. 2.6

c Methaan (belangrijkste component van aardgas) molecuulmodel

moleculen

drie moleculen stikstofgas:

twee moleculen natriumchloride:

Fig. 2.7

één molecule methaan:

Fig. 2.4

Interessant om weten

De IUPAC-naamgeving is een systematische manier om elementen en chemische verbindingen te benoemen. Die werkwijze is te danken aan de organisatie ‘International Union of Pure and Applied Chemistry’ (IUPAC). Deze organisatie werd opgericht in de Verenigde Staten in 1919.

Ze houdt zich bezig met het opstellen en uitbreiden van standaardwaarden die van toepassing zijn in de chemie in de breedste zin van het woord.

Een molecule kun je voorstellen door een molecuulformule of kortweg formule

Alleen zuivere stoffen kunnen voorgesteld worden door een formule.

In de formule duidt een index het aantal atomen van een bepaald element aan. Een coëfficiënt duidt het aantal moleculen aan.

coëfficiënt index 3 H2O

Een formule is karakteristiek voor een zuivere stof en onafhankelijk van de aggregatietoestand

Test jezelf: oefening 3

2.1 HOE KUN JE HET GEHEIMSCHRIFT vAN DE CHE MICUS ONTCIJFEREN?

In een chemische formule staan symbolen en getallen. De betekenis daarvan is zo duidelijk omschreven dat er eigenlijk niets ‘geheim’ aan is.

2.2 KUN JE DISCUSSIËREN Ov ER FORMULES EN HUN NAMEN?

1 In het dagelijks leven kom je in contact met heel wat chemische stoffen, elk met hun eigen formule en naam. Je maakt een onderscheid tussen enkelvoudige stoffen en samengestelde stoffen.

©VANIN

Zoals je al weet, is lucht een mengsel. In dat mengsel zitten vooral enkelvoudige stoffen.

Fig. 2.8

Fig. 2.9

Een enkelvoudige stof is een stof die opgebouwd is uit één soort atomen. Een samengestelde stof is opgebouwd uit meer dan één soort atomen.

a Bestudeer de afbeelding van droge lucht (fig. 2.9). Hoeveel enkelvoudige stoffen zitten er in lucht? Welke zijn het?

b Hoeveel samengestelde stoffen zitten er in lucht? Welke zijn het? Geef de formule en de naam.

2 De naam van een enkelvoudige stof is de combinatie van de naam van het element en een voorvoegsel dat de index weergeeft. Als de index 1 is, dan wordt die niet vernoemd. Bekijk de video bij het onlinemateriaal.

a Bij het experiment heeft de leerkracht gewerkt met twee metalen.

a1 Welke? Noteer de symbolen.

a2 Bij metalen zijn de moleculen opgebouwd uit één atoom. De naam van de metalen is dan ook gewoon de naam van het element. Welke naam krijgen Na en K dan?

b Als er een index in de formule staat (verschillend van 1), dan wordt er een voorvoegsel in de naam van de formule gebruikt. De meest gebruikte voorvoegsels kun je aanvullen in de tabel. index 1 2 3 5 voorvoegsel mono tetra

c Pas dat toe voor de enkelvoudige stoffen die in lucht voorkomen. Gebruik eventueel je periodiek systeem.

©VANIN

v IDEO

d De atomen argon, krypton, neon en helium zijn speciale atoomsoorten. Het zijn namelijk edelgassen

Je vindt ze in groep 18 in het periodiek systeem.

d1 Er zijn nog twee andere edelgassen. Welke zijn dat?

d2 Een van die elementen wordt vaak gebruikt in de reclamewereld. Tijdens een nachtelijke stadswandeling zul je merken dat de namen van allerlei gebouwen helder oplichten. Over welk element hebben we het?

d3 Een ander edelgas wordt vaak gebruikt om ballonnen te vullen. Welk element is dat?

3 Samengestelde stoffen een naam geven, is iets moeilijker. Maar aan de hand van enkele voorbeelden lukt het vast.

Je gaat als volgt te werk:

- Je noemt de naam van het eerste element.

- Je noemt het eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element.

- Je voegt het achtervoegsel 'ide' toe.

a Formule: MgO

– Je noemt de naam van het eerste element ‘magnesium’.

– Je noemt het eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element ‘ox’.

– Je voegt het achtervoegsel ‘ide’ toe.

– Naam: magnesiumoxide

b Formule: CO 2

©VANIN

– Naam van het eerste element ‘koolstof’

– Eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element ‘ox’ met het voorvoegsel ‘di’

– Achtervoegsel ‘ide’

– Naam: koolstofdioxide

c Formule: Fe 2 O 3

– Naam van het eerste element ‘ijzer’ met voorvoegsel 2

– Eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element ‘ox’ met het voorvoegsel ‘tri’

– Achtervoegsel ‘ide’

– Naam: di-ijzertrioxide

d Geef nu zelf een naam aan de volgende formules.

– AlCl 3

– H 2 S

HCl

Fig. 2.10

Fig. 2.11

4 Naast de wetenschappelijke of systematische namen worden ook nog andere namen gebruikt, vooral in de industrie. Dat zijn ‘triviale namen’.

a Wat wordt hiermee bedoeld? Zoek het op via internet en geef een concreet voorbeeld.

b In de tabel hieronder zijn een aantal stoffen opgesomd waarmee je al in aanraking gekomen bent. Vul de wetenschappelijke en de triviale namen aan.

formule wetenschappelijke naam triviale naam

H 2

O 2

O 3 N 2

NaCl

HCl zoutzuur

Fe 2 O 3 ijzerroest

CaO kalk

P 4 witte fosfor

Interessant om weten

Als atomen zich binden aan zuurstof worden er oxiden gevormd. Heel wat van die oxiden spelen een belangrijke functie in cosmetica.

– Waterstofperoxide (H2O2) wordt gebruikt vanwege zijn ontsmettende werking. Het komt ook voor in heel wat haarverzorgingsproducten, onder meer om het haar te ontkleuren. –

IJzeroxiden (FeO, Fe2O3, Fe2O3.3H2O enzovoort) liggen aan de basis van foundation. De kleur van de oxiden kan variëren van zwart, bruin en rood tot geel; door geschikt te mengen verkrijg je de uitverkoren kleur.

©VANIN

– Titaandioxide (TiO2) wordt gebruikt in zonnecrèmes om de schadelijke uv-stralen tegen te houden. Als ingrediënt in shampoo zorgt het voor een mooie paarlemoerglans van het haar.

– Zinkoxide (ZnO) wordt toegevoegd aan crèmes, lotions en shampoos. Het heeft een adstringerende werking, dat wil zeggen dat het door het samentrekken van de huid verdere vetafscheiding afremt. Het werkt vooral regulerend

Fig. 2.12

Systematische namen zijn internationaal afgesproken; triviale namen zijn meestal afkomstig uit de industrie.

Namen van enkelvoudige stoffen: – of wel: naam van het element – of wel: combinatie van de naam van het element en een voorvoegsel.

Namen van samengestelde stoffen: – naam van het eerste element (eventueel met een voorvoegsel) – + eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element (eventueel met een voorvoegsel) – + achtervoegsel ‘ide’.

Test jezelf: oefeningen 4 en 5

2.2 KUN JE DISCUSSIEREN Ov ER FORMULES EN HUN NAAM?

De naamgeving en de formules van chemische stoffen zijn vooraf vastgelegd en niet voor interpretatie vatbaar.

©VANIN

Aha!

SAMEN vATTING

1 Moleculen en atomen

Atomen zijn de Atomen kunnen zich met elkaar

Aha!

2 Molecuulformules

Een molecule kun je voorstellen door een of kortweg

Alleen kunnen voorgesteld worden door een formule.

In de formule duidt een het aantal atomen van een bepaald element aan.

Een duidt het aantal moleculen aan.

©VANIN

Een formule is karakteristiek voor een en onafhankelijk van de . zijn internationaal afgesproken; zijn meestal afkomstig uit de industrie.

Namen van enkelvoudige stoffen:

– of wel: naam van

– of wel: combinatie van de naam van

Namen van samengestelde stoffen:

– naam van het eerste element (eventueel met een voorvoegsel)

– + eerste deel van de Latijnse naam van het tweede element (eventueel met een voorvoegsel)

– + achtervoegsel ‘ide’.

3 H2O

CHECKLIST

Wat ken/kan ik?

helemaal begrepen hier kan ik nog groeien pg.

Ik ken het verschil tussen atomen en moleculen. 37, 38

Ik weet dat atomen de bouwstenen zijn van een molecule. 38, 39

Ik begrijp dat atomen zich met elkaar verbinden tot vorming van een molecule. 37, 38, 40

Ik begrijp dat een molecule kan voorgesteld worden door een molecuulformule. 40

Ik kan het verschil tussen een index en een coëfficiënt beschrijven 40, 41

Ik kan een index en een coëfficiënt aanduiden in een formule. 40, 41

Ik kan enkelvoudige en samengestelde stoffen van elkaar onderscheiden

42-44

Ik kan een naam geven aan enkelvoudige en samengestelde stoffen. 43,45

Ik ken de betekenis van triviale namen. 45

Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio.

©VANIN

TEST JE z ELF

1 Bekijk de deeltjesmodellen en vul de tabel aan.

formule

deeltjesmodel zuurstofgas O 2

In één zuurstofgas zitten twee zuurstof aan elkaar gebonden.

water H 2 O

In één water zitten twee die gebonden zijn aan één

2 Bespreek de afbeelding. Gebruik de termen ‘atoom’ en ‘molecule’. Noteer het aantal atomen van elke soort en het totaal aantal atomen.

3 Hoeveel atomen van elke soort zijn er aanwezig? Noteer het aantal en de naam. Wat is de coëfficiënt?

formule atoom 1 atoom 2 coëfficiënt

CO 2

3 CO2

7 H2O

4 Vul de ontbrekende zaken aan. Kruis ook aan of het om een enkelvoudige of een samengestelde stof gaat.

formule wetenschappelijke naam triviale naamenkelvoudige stof samengestelde stof

Br

5 Schrijf de formule bij de volgende molecuulmodellen.

molecuulmodel

Ethanol zit in alle alcoholische dranken.

Zwavelzuur (triviale naam) wordt onder andere gebruikt in de accu van een auto.

Natriumbicarbonaat (triviale naam) wordt gebruikt in bakpoeder.

Verder oefenen? Ga naar .

Suiker

Wat weet ik al over dit thema?

WAT IS DRUK?

KUN JE ECHT OP EIEREN LOPEN?

1 De begrippen druk en kracht worden dikwijls door elkaar gebruikt.

a Wat is een kracht?

b Welke twee krachten werken in op de spons op figuur 1.1?

c Hoe ontstaat de vervorming van de spons?

d Wat wordt eigenlijk bedoeld als je zegt dat de baksteen op de spons drukt?

2 Onderzoek welke factoren een rol spelen bij de vervorming van een spons onder invloed van een baksteen. Splits je onderzoek op in twee deelonderzoeken.

O nderzoek 1

1 ONDERZOEKSVRAAG

Welke factoren spelen een rol bij de vervorming van een spons onder invloed van een baksteen?

2 HYP OTHESE

©VANIN

3 BENODIGDHEDEN

vier identieke bakstenen spons meetlat met mm-schaal

Tip

Maak gebruik van de tekeningen bij het uitschrijven van de werkwijze.

Fig. 1.1

4 WERK WIJZE DEELONDERZOEK 1

Noteer je werkwijze.

5 WAARNEMING DEELONDERZOEK 1

6 BESLUIT

4 WERK WIJZE DEELONDERZOEK 2

Noteer je werkwijze.

5 WAARNEMING DEELONDERZOEK 2

Oppervlakte (cm2)

Fig. 1.2

Fig. 1.3

baksteen spons

baksteen

baksteen

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Wat is het verband tussen de massa en de verworming van de spons?

c Is er een verband tussen de grootte van het contactoppervlak en de vervorming van de spons?

d Bij deelonderzoek 1 heb je de massa vergroot. Welke kracht nam hierdoor toe?

3 Je kunt je meetresultaten uit het onderzoek ook voorstellen in een grafiek.

a Benoem de assen.

b Zet de meetresultaten uit.

c Teken de grafiek.

d Noteer onder elke grafiek of het om een recht evenredig of een omgekeerd evenredig verband gaat.

Deelonderzoek 1

©VANIN

Deelonderzoek 2

4 De vervorming van de spons is een maat voor de grootte van de 'druk' die op de spons wordt uitgeoefend.

De verhouding van de grootte van een kracht (F, loodrecht op een oppervlak) tot de grootte van het contactoppervlak (A) waarop die kracht inwerkt, is een grootheid: de druk op een oppervlak.

Ze wordt voorgesteld met het symbool p

De druk op een oppervlakte kun je berekenen met een formule: p =

Uit de formule kun je de eenheid van druk afleiden.

eenheid van druk = = = 1 N/m2

eenheid van kracht eenheid van oppervlakte 1 N 1 m2

Deze eenheid is een SI-eenheid en heet de pascal (Pa). Ook de afgeleide eenheden hectopascal en kilopascal worden vaak gebruikt. In het vak aardrijkskunde gebruik je de eenheden bar en millibar.

a Vul de tabel verder aan. Indien nodig zoek je de informatie op het internet.

eenheid symbool verband tussen de eenheden

©VANIN

1 pascal

1 hectopascal

1 kilopascal

1 bar

1 millibar

b Je meet de druk in gassen en vloeistoffen met een manometer. Noteer onder de afbeelding in welke context de manometer als meetinstrument wordt gebruikt.

Fig. 1.4

Fig. 1.5

Fig. 1.6 F A

a Duid bij de afbeeldingen aan of: – de contactoppervlakte groot of klein is; – de vervorming groot of klein is; – de druk groot of klein is.

contactoppervlakte vervorming

druk

contactoppervlakte vervorming druk

b Uit al die voorbeelden blijkt:

contactoppervlakte vervorming

druk

contactoppervlakte vervorming druk

contactoppervlakte vervorming druk

contactoppervlakte vervorming druk

b1 Als je een oppervlak veel wilt indrukken, moet de druk klein / groot zijn en de contactoppervlakte klein / groot.

b2 Als je een oppervlak weinig wilt indrukken, moet de druk klein / groot zijn en de contactoppervlakte klein / groot.

c Om een grote druk te hebben op een bepaalde oppervlakte moet de kracht klein / groot zijn.

6 Je kent vast en zeker het spreekwoord ‘op eieren lopen’.

©VANIN

a Wat betekent het?

b Denk jij dat het mogelijk is?

Fig. 1.7

Fig. 1.8

Fig. 1.9

Fig. 1.10

Fig. 1.11

Fig. 1.12

c Bekijk de video via de QR-code.

Komt je hypothese overeen met wat je in de video zag?

d Het lopen op eieren heeft met druk te maken. Verklaar.

De druk op een oppervlak is de verhouding van de grootte van de kracht loodrecht op dat oppervlak tot de grootte van het oppervlak waarop de kracht werkt.

Hoe kleiner het contactoppervlak, hoe groter de druk.

Hoe groter de kracht, hoe groter de druk.

De grootheid druk kun je berekenen met de formule: p =

A

De SI-eenheid voor kracht is de pascal (Pa). 1 Pa = 1 N/m2

Het is de druk veroorzaakt door een kracht van 1 Newton op een contactoppervlak van 1 vierkante meter.

Je meet de druk in gassen en vloeistoffen met een manometer

Test jezelf: oefeningen 1, 2 en 3

©VANIN

Dat kan! Maar je moet het contactoppervlak met de eieren groot genoeg maken.

VIDEO

KUN JE ECHT OP EIEREN LOPEN?

Fig. 1.13

2 DRUK BIJ VL OEISTOFFEN

2.1 HOE KUN JE WATER IN ALLE RICHTINGEN SPUITEN?

1 Er is een onderscheid tussen de druk op een vloeistof en de druk in een vloeistof.

Omschrijf bij elke afbeelding: – hoe je de druk kunt waarnemen; – om welk soort druk het gaat: op de vloeistof of in de vloeistof.

Druk in / op de vloeistof

Druk in / op de vloeistof

2 Je weet al dat de eenheid voor druk de pascal is.

Druk in / op de vloeistof

De fysicus Blaise Pascal heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan de kennis van druk op vloeistoffen De eenheid van druk, de ‘Pascal’, is daarom naar hem genoemd. Hij formuleerde de volgende wet.

Een druk die wordt uitgeoefend op een vloeistof, die zich in een geheel gevuld en gesloten vat bevindt, wordt ongewijzigd doorgegeven in de hele vloeistof.

©VANIN

a Bekijk de video via de QR-code.

Druk in / op de vloeistof

b Is deze wet een toepassing op druk in een vloeistof of druk op een vloeistof?

c Stel zelf een onderzoek op waarmee je kunt aantonen wat er gebeurt als je een druk uitoefent op een vloeistof. Je krijgt de benodigdheden om je op weg te zetten.

Fig. 2.1

Fig. 2.2

Fig. 2.3

Fig. 2.4

VIDEO

Fig. 2.5

ONDERZOEK 2

1 ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

De druk blijft op de plaats waar hij uitgeoefend wordt.

De druk plant zich voort naar onderen.

De druk plant zich voort naar boven.

De druk plant zich voort in alle richtingen.

3 BENODIGDHEDEN

glazen bol met gaatjes verspreid over de volledige bol doorboorde stop zuiger gekleurd water

4 WERK WIJZE

Vul de werkwijze aan.

©VANIN

5 WAARNEMING

Wat gebeurt er bij stap 3?

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

Dit is een belangrijke eigenschap van vloeistoffen. Aan de hand van het molecuulmodel kun je dit verklaren.

Een vloeistof bestaat uit moleculen die wel / niet op vaste plaatsen ten opzichte van elkaar zitten, maar wel / niet ten opzichte van elkaar kunnen bewegen.

risicoanalyse

Fig. 2.6

zuiger

gekleurd water

gaatjes

Een vloeistof heeft een / geen eigen vorm, maar wel een / geen eigen volume.

Als je op een hoeveelheid vloeistof een druk uitoefent, zal het volume van de vloeistof heel weinig / veel veranderen, dat wil zeggen vloeistoffen zijn wel / weinig samendrukbaar.

De vloeistof zal zich wel verplaatsen.

Je kunt deze eigenschap voorstellen aan de hand van een molecuulmodel. De linker tekening verklaart de beginsituatie. Maak op de rechter tekening duidelijk wat er gebeurt nadat er druk op de vloeistof uitgeoefend wordt.

3 Een toepassing op deze wet is de hydraulische pers.

a Je onderzoekt hoe zo’n hydraulische pers werkt.

O NDERZOEK 3 – DEMOPROEF

1 ONDERZOEKSVRAAG

©VANIN

2 HYPOTHESE

Er ontstaat een grotere / kleinere kracht.

3 BENODIGDHEDEN

twee statieven met statiefnoten een grote en een kleine plastic meetspuit een rubberen slang maatbeker met gekleurd water twee plastic potjes lijm massa in de vorm van gewichtjes

4 WERK WIJZE

1 Vul de beide spuiten voor ¾ met het gekleurde water.

2 Verbind de beide spuiten met de rubberen slang.

3 Bevestig elke spuit aan een statief. Gebruik hiervoor de statiefnoten.

4 Kleef op elke spuit een plastic potje.

5 Plaats een massa in het potje op de kleine spuit. Noteer je waarneming.

6 Verwijder de massa in het potje op de kleine spuit.

7 Oefen nu dezelfde kracht uit op de grote spuit door dezelfde massa in het potje op de grote spuit te plaatsen.

Fig. 2.7

Fig. 2.8

Fig. 2.9

5 WAARNEMING

a Wat gebeurt er bij stap 5?

b Wat gebeurt er bij stap 7?

©VANIN

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Vervolledig de schets van de proefopstelling.

b1 Benoem de kleine zuiger (A1) en teken de kracht F 1

b2 Noteer de formule om de druk te bepalen.

b3 Deze druk verspreidt zich tot onder de zuiger van de grote spuit. Benoem de zuiger en teken de kracht F 2 .

b4 Noteer de formule voor het bepalen van de druk bij oppervlakte A 2

b5 De druk wordt doorgegeven in de vloeistof. Het gaat om dezelfde druk. Dat betekent: druk op zuiger 1 = druk op zuiger 2

b6 Bepaal F 2

Fig. 2.10

b7 Wat betekent dit in de praktijk als je een kracht van 100 N op de kleine zuiger uitoefent?

©VANIN

c De hydraulische pers heeft heel veel toepassingen. Omschrijf hoe de hydraulische pers ingezet wordt bij de volgende voorbeelden.

De druk die op een vloeistof wordt uitgeoefend, noem je de druk op een vloeistof

De wet van Pascal zegt dat de druk uitgeoefend op een deel van de vloeistof, zich ongewijzigd in de hele vloeistof voortplant.

De werking van hydraulische toestellen is gebaseerd op die wet.

Test jezelf: oefening 4

2.1 HOE KUN JE WATER IN ALLE RICHTINGEN SPUITEN?

Als je een plastic flesje doorboort over de hele oppervlakte en je vult het met water, dan kan dat water er aan alle kanten uitspuiten als je een druk op het water uitoefent. Probeer het maar eens!

Fig. 2.11

Fig. 2.12

Fig. 2.13

Fig. 2.14

2.2

1 Alles wat een massa heeft, is onderworpen aan de zwaartekracht.

De zwaartekracht werkt ook in op een vloeistof. Daardoor ontstaat er in de vloeistof een druk, die je hydrostatische druk noemt. De hydrostatische druk in een vloeistof kun je meten met een manometer Leg aan de hand van de afbeelding uit hoe de manometer de druk opmeet.

2 Je merkt op figuur 2.14 dat de glazen buis op een bepaalde hoogte in de vloeistof wordt gehouden. Je kunt je de vraag stellen of je dezelfde druk zult meten als je de manometer dieper of minder diep in de vloeistof plaatst. Je zoekt een antwoord op deze vraag aan de hand van een onderzoek.

ONDERZOEK 4

1 ONDERZOEKSVRAAG

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN twee statieven met statiefnoten manometer een rubberen slang een hoge maatcilinder dunne glazen buis, langer dan de hoogte van de maatcilinder water meetlat

risico­

Fig. 2.15 manometer

4 WERK WIJZE

1 Bevestig de manometer aan het eerste statief.

2 Verbind de manometer via de rubberen slang met de glazen buis.

3 Vul de maatcilinder voor ¾ met water.

4 Breng de glazen buis in de maatcilinder op 5 cm (h) van het wateroppervlak. Bevestig de glazen buis aan het tweede statief.

5 Lees de manometer af en noteer je waarneming in de tabel.

6 Herhaal stappen 4 en 5 op 10, 15 en 20 cm van het wateroppervlak en noteer je waarnemingen.

5 WAARNEMING

h (in cm) 0 5 10 15 20

p (in hPa) 0

6 BESLUIT

©VANIN

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Controleer je metingen aan de hand van de applet die je kunt openen via de QR-code. Vergeet niet de manometer op 0 te plaatsen! Dat doe je door de atmosfeer uit te schakelen.

b1 Met deze applet kun je nog andere factoren onderzoeken. Welke?

b2 Onderzoek de invloed van de soort vloeistof en de hoeveelheid vloeistof en vul de besluiten aan.

Als de massadichtheid van een vloeistof groter wordt, wordt de hydrostatische druk kleiner / groter. De hydrostatische druk is recht evenredig / omgekeerd evenredig met de massadichtheid van de vloeistof. De hoeveelheid vloeistof speelt een / geen rol bij het bepalen van de hydrostatische druk.

APPLET

3 Je weet al dat de hoogte van de vloeistof ten opzichte van het wateroppervlak een invloed heeft op de hydrostatische druk. Maar er is meer.

a Een andere eigenschap van de hydrostatische druk kun je onderzoeken met het derde item van de applet. Daarvoor meet je de druk op eenzelfde hoogte in een smal vat en in een breed vat.

a1 Kruis de hypothese aan die volgens jou van toepassing is.

De druk in het smalle vat is kleiner dan de druk in het grote vat.

De druk in het smalle vat is groter dan de druk in het grote vat.

De druk is in beide vaten gelijk.

a2 Test de hypothese uit via de applet en noteer je besluit.

b De derde eigenschap van hydrostatische druk ontdek je met een klein, kwalitatief onderzoek.

ONDERZOEK 5

1 ONDERZOEKSVRAAG

©VANIN

2 HYPOTHESE

3 BENODIGDHEDEN

twee RVS-rietjes lijm een maatbeker gevuld met water

4 WERK WIJZE

1 Plooi het mondstukje van een rietje om in een hoek van 90°.

2 Kleef de rietjes aan elkaar.

3 Breng de rietjes op 5 cm van het wateroppervlak.

4 Blaas gelijktijdig in de beide rietjes.

5 WAARNEMING

Bij welk rietje ontstaan het eerst luchtbellen?

risicoanalyse

Fig. 2.17Fig. 2.18

Fig. 2.16

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

©VANIN

b Formuleer de derde eigenschap.

De druk die gemeten wordt in een vloeistof, noem je de hydrostatische druk in een vloeistof. Die is het gevolg van de zwaartekracht.

De hydrostatische druk is afhankelijk van: – de soort vloeistof; – de hoogte vanaf de plaats waar de druk gemeten wordt tot aan het vrije vloeistofoppervlak. De druk neemt toe met de hoogte ten opzichte van het vloeistofoppervlak.

– Op een bepaalde hoogte is de hydrostatische druk in alle richtingen gelijk.

Op eenzelfde hoogte is de hydrostatische druk altijd even groot

Test jezelf: oefening 5

De hydrostatische druk wordt groter naarmate je dieper duikt. Op een bepaalde hoogte wordt die druk zo groot dat de druk op de trommelvliezen pijn veroorzaakt.

2.2 HOE VEROORZA AKT DRUK PIJN IN JE OREN?

3 DRUK BIJ G ASSEN

MOET ER IN EEN KERNCENTRALE ONDERDRUK OF OVERDRUK ZIJN?

1 Je weet dat lucht een mengsel van gassen is.

a Hoe gedragen de materiedeeltjes zich bij een gas?

b Aan de hand van de applet ontdek je hoe een gas een druk kan veroorzaken. Formuleer je vaststelling.

c Om te onderzoeken of de wet van Pascal ook voor gassen geldt, verdubbel en halveer je het volume in de applet. Wat stel je vast?

2 De atmosfeer of de dampkring is de laag lucht om de aarde. De zwaartekracht werkt op deze luchtmassa. Daardoor ontstaat een druk, de luchtdruk of atmosferische druk (patm).

a Je kunt de luchtdruk aantonen met een eenvoudig experiment.

Onderzoek 6

1 ONDERZOEKSVRAAG

2 HYP OTHESE risicoanalyse

3 BENODIGDHEDEN

erlenmeyer (1 l) filtreerpapier water

4 WERK WIJZE

1 Vul de erlenmeyer volledig met water.

2 Dek hem af met een filtreerpapiertje. Let er goed op dat er geen luchtbellen onder het filtreerpapier zitten.

3 Draai het glas voorzichtig om.

5 WAARNEMING

©VANIN

6 BESLUIT

7 REFLECTIE

a Komt je hypothese overeen met het besluit? Verklaar.

b Hoe kun je dit verklaren?

c Hoe komt het dat je een rekje met zuignappen kunt vasthechten aan de muur?

Fig. 3.1

Interessant om weten

Reeds in de 17de eeuw werd de aanwezigheid van luchtdruk aangetoond met het experiment van de Maagdenburgse halve bollen. Twee halve bollen met een diameter van 64 cm werden tegen elkaar gedrukt zodat ze samen een bol vormen. De lucht werd uit de bol weggepompt. Daarna probeerden 16 paarden de halve bollen weer van elkaar los te maken. Je kunt in de video die je bij het onlinelesmateriaal vindt, het resultaat van het experiment bekijken.

3 Uit je lessen aardrijkskunde weet je dat je de atmosferische druk of luchtdruk kunt meten.

a Hoe heet het toestel waarmee je de meting uitvoert?

b Zoek op het internet de waarde van de atmosferische druk van vandaag.

c Net als bij de hydrostatische druk speelt de hoogte een rol bij de atmosferische druk. Je kunt aan de hand van de data in de tabel het verband formuleren.

0 1 013 1

©VANIN

d Verklaar dat aan de hand van figuur 3.3.

e Lees in de tabel af wat de gemiddelde waarde is van de atmosferische druk op zeeniveau. Noteer die waarde volgens de wetenschappelijke methode.

Fig. 3.3

atmosfeer

Fig. 3.2

VIDEO

Interessant om weten

Om de gemiddelde atmosferische druk van 1 013 Pa te voelen, moet er op je hand een kracht van 100 N werken. De massa die je dan op je hand moet zetten bedraagt 10 kg!

4 De gewone atmosferische druk bedraagt dus ongeveer 1 000 hPa.

Die wordt vaak de normdruk genoemd. Heel dikwijls kom je echter in contact met een luchtdruk die lager is dan de atmosferische druk. Er is dan onderdruk aanwezig. In andere gevallen is de druk hoger dan 1 000 hPa en is er overdruk

Bijvoorbeeld: de lucht binnen een autoband heeft een druk van 3 000 à 4 000 hPa. De lucht buiten de band heeft echter al een druk van 1 000 hPa. De overdruk binnen de band bedraagt 2 000 à 3 000 hPa.

a Als je confituur maakt, vul je de bokalen terwijl de confituur nog warm is. Na het afkoelen van de confituur spant het deksel van de bokaal. Verklaar.

©VANIN

b Je kunt een diepvriesdeur die je net sloot moeilijk opnieuw openen. Verklaar.

c In een micro-elektronicabedrijf waar chips geproduceerd worden, staat de stofvrije kamer onder overdruk. Wat is de reden?

d Staat een spuitbus onder onder- of overdruk? Verklaar.

Fig. 3.4

Fig. 3.5

Fig. 3.6

5 Met je kennis over atmosferische druk kun je nu weerfenomenen verklaren.

a Op sommige barometers zoals deze op figuur 3.7 staan er woorden zoals droog (very dry), mooi (fair), regen (rain) en storm (stormy) genoteerd.

a1 Welk woord staat bij de normdruk?

©VANIN

a2 Bij regen is er dus hoge / lage druk.

a3 Bij mooi weer is er hoge / lage druk.

b Je kunt dit verklaren met de informatie die je terugvindt op de weerkaarten die de weerman gebruikt tijdens het weerbericht.

Waarvoor staan de letters H en L?

c Maak een vergelijking tussen beide drukgebieden. Bekijk daarvoor eerst de video.

VIDEO

Fig. 3.7

Fig. 3.8

hogedrukgebied

Dit betekent dat er meer / minder lucht dan normaal is boven ons.

De wind gaat weg van het gebied / komt toe in het gebied in wijzerzin / tegenwijzerzin.

In het gebied zelf is er wind / is het windstil.

In het gebied komt lucht naar beneden / gaat lucht naar boven.

Wolken verdwijnen / verschijnen.

Het is vaak mooi / slecht weer.

lagedrukgebied

Dit betekent dat er meer / minder lucht dan normaal is boven ons.

De wind gaat weg van het gebied / komt toe in het gebied in wijzerzin / tegenwijzerzin.

d Is bij stormweer de atmosfeerdruk groter of kleiner dan de normdruk? H L

In het gebied zelf is er wind / is het windstil.

In het gebied komt lucht naar beneden / gaat lucht naar boven.

Wolken verdwijnen / verschijnen.

Het is vaak mooi / slecht weer.

6

©VANIN

Als je met het vliegtuig reist, kun je pijn in je oren krijgen tijdens het opstijgen of het dalen van het vliegtuig. Maar hoe ontstaat die pijn?

a Bekijk de afbeelding van de bouw van het oor. Lees de beschrijvingen in de tabel en plaats de nummers bij het juiste bolletje op de afbeelding.

uitwendig oor middenoor

inwendig oor Fig. 3.11

Fig. 3.9

Fig. 3.10

1buis van Eustachiusbuisvormig deel dat het middenoor met de keelholte verbindt 2gehoorgangsmalle buis van ongeveer 2,5 cm 3slakkenhuisbestaat uit drie gangen die spiraalvormig gedraaid zijn 4oorschelp uitwendig deel van de gehoorgang, vangt geluiden op 5trommelvlieszeer dun, soepel vlies op het einde van de gehoorgang 6gehoorbeentjesbestaan uit hamer, aambeeld en stijgbeugel

b Hoe heet de druk op het trommelvlies langs de kant van het uitwendig oor?

c De druk in het middenoor is constant, ongeacht de plaats waar je je bevindt. Welk deel van het middenoor zorgt ervoor dat de druk in het middenoor gelijk blijft aan de atmosferische druk?

d Bij het opstijgen van een vliegtuig daalt / stijgt de druk in het vliegtuig. Er ontstaat een relatieve onderdruk / overdruk in het middenoor.

Wat is de functie van de buis van Eustachius op dit moment?

e Tijdens het dalen gebeurt het omgekeerde. Leg uit.

f Wat kun je doen om de last te beperken?

©VANIN

Fig. 3.12

Interessant om weten

Er ontstaan vaker klachten bij het dalen dan bij het opstijgen van een vliegtuig omdat het regelen van het drukverschil moeilijker is bij het dalen. Slaagt de buis van Eustachius er niet in om het drukverschil weg te werken, dan raken de slijmvliezen en de bloedvaatjes van het oor beschadigd en spreekt men van barotitis

Is het drukverschil tussen het buiten- en het middenoor zo groot dat het trommelvlies scheurt, dan spreekt men van een barotrauma

tijdens stijgen ontsnapt lucht uit het middenoor

dalen

Bij een verkoudheid of een allergie zijn de slijmvliezen van de neus en/of de keel soms gezwollen. Dan functioneert de buis van Eustachius minder goed en kan ze verstopt raken. Er ontstaat dan een drukverschil tussen de buitenlucht en de lucht in het middenoor.

Gas in een afgesloten ruimte veroorzaakt een druk

Een gas oefent op elk oppervlak een druk uit. Deze wordt veroorzaakt door de kracht die de botsende gasdeeltjes uitoefenen tegen dat oppervlak.

De wet van Pascal is ook van toepassing bij gassen.

De druk die veroorzaakt wordt door de lucht binnen de atmosfeer van de aarde heet de luchtdruk of de atmosferische druk. De gewone atmosferische druk bedraagt ongeveer 1 000 hPa. Die wordt vaak de normdruk genoemd. De druk kleiner dan de atmosferische druk noem je onderdruk, de druk groter dan de luchtdruk is overdruk

De luchtdruk neemt af met de hoogte.

Test jezelf: oefeningen 6, 7 en 8

Er is best onderdruk. Als de druk in het reactorgebouw lager is dan de druk rondom het gebouw, kunnen er alleen deeltjes van buiten naar binnen komen. Er kunnen dan geen radioactieve deeltjes ontsnappen naar buiten.

Fig. 3.13

tijdens

stroomt lucht naar binnen

Aha! Aha!

1 Wat is druk?

De druk op een oppervlak is de verhouding van

Hoe kleiner het , hoe groter de

Hoe groter de , hoe groter de

De grootheid druk kun je berekenen met de formule:

De SI-eenheid voor kracht is de ( ). 1 = 1

Het is de druk veroorzaakt door een kracht van 1 Newton op een contactoppervlak van 1 vierkante meter.

Je meet de druk in gassen en vloeistoffen met een

2 Druk bij vloeistoffen

De druk die op een vloeistof wordt uitgeoefend, noem je de

De wet van Pascal zegt dat de druk uitgeoefend op een deel

De werking van is gebaseerd op die wet.

De druk die gemeten wordt in een vloeistof, noem je de in een vloeistof. Die is het gevolg van de

De hydrostatische druk is afhankelijk van: – de

– de hoogte vanaf de plaats waar de druk gemeten wordt tot aan het vrije vloeistofoppervlak. De druk neemt toe

Op een bepaalde hoogte is de

Op eenzelfde hoogte is de hydrostatische druk

3 Druk bij gassen

SAMENVATTING ©VANIN

Gas in een afgesloten ruimte veroorzaakt een

Een gas oefent op elk oppervlak een druk uit. Deze wordt veroorzaakt door de kracht die de .

De wet van Pascal is ook van toepassing bij gassen.

De druk die veroorzaakt wordt door de lucht binnen de atmosfeer van de aarde heet de of de . De gewone atmosferische druk bedraagt ongeveer 1 000 hPa.

Die wordt vaak de genoemd. De druk kleiner dan de atmosferische druk noem je , de druk groter dan de luchtdruk is De luchtdruk neemt af met de

©VANIN

Wat ken/kan ik?

helemaal begrepen hier kan ik nog groeien pg.

Ik ken het verschil tussen druk en kracht. 53-56

Ik kan factoren aanduiden die de grootte van een druk beïnvloeden. 53-56

Ik kan de gasdruk verklaren aan de hand van het deeltjesmodel van botsende deeltjes.

Ik kan het begrip druk omschrijven op een vaste stof, met inbegrip van de formule: p=F/A

Ik kan de druk berekenen op een bepaalde oppervlakte.

Ik ken de Pascal als eenheid van druk en kan afgeleide eenheden gebruiken in toepassingen.

Ik kan het onderscheid maken tussen druk op een vloeistof en druk in een vloeistof.

Ik kan de werking van een manometer beschrijven.

Ik begrijp de wet van Pascal.

Ik kan het principe van de wet van Pascal toelichten aan de hand van een voorbeeld van een situatieschets.

Ik kan de werking van een hydraulische pers uitleggen.

Ik kan toepassingen van een hydraulische pers opsommen.

Ik weet dat de hydrostatische druk alleen afhangt van de hoogte tot het vloeistofoppervlak en niet van de vorm van het vat.

Ik kan het begrip hydrostatische druk op een voorwerp ondergedompeld in een vloeistof omschrijven.

Ik weet dat de hydrostatische druk op een bepaalde hoogte gelijk is in alle richtingen.

Ik kan luchtdruk of atmosferische druk omschrijven en weet dat die gemeten wordt met een barometer.

Ik ken het verschil tussen boven- en onderdruk en begrijp toepassingen daarop.

68

56

56

56

59-67

56, 64

59-61

59-61

61-63

63

64-66

64

66, 67

68-73

71

Ik weet dat de atmosferische druk een belangrijke invloed heeft op het weer. 72, 73

Ik weet dat druk op het trommelvlies van het oor pijn kan veroorzaken. 73-75

Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio.

TEST JEZELF

1 Welke druk oefen jij uit op een vloer als je rechtop staat?

a Bepaal je lichaamsmassa (m in kg).

b Bereken hoeveel kracht (Fz) je uitoefent op de vloer met de formule: F z = 9,81 × m  F z = 9,81 × = N

c Plaats een van je voeten op een blad papier en teken de omtrek ervan. Daarop kun je een rechthoek tekenen waarvan de oppervlakte ongeveer gelijk is aan die van je voet.

d Vul de tabel verder aan.

grootheid symbool/formulemaatgetal eenheid massa

2 Neem een punaise tussen duim en wijsvinger. Duw duim en wijsvinger naar elkaar toe. Welke vinger doet pijn? Hoe komt dat?

©VANIN

2 maal groter

2 maal kleiner

9 maal groter

9 maal kleiner

18 maal groter

18 maal kleiner p = F A

3 Wanneer de kracht op een oppervlakte 6 maal groter wordt en de oppervlakte 3 maal kleiner wordt, dan wordt de druk

4 Het gebruik van een hydraulische pers heeft als doel een kleine druk omzetten in een grote druk een kleine kracht omzetten in een grote kracht een grote druk omzetten in een grote kracht druk meten

5 Welk vat loopt het snelst leeg? Verklaar.

6 Een heel licht opgeblazen ballon wordt onder de luchtklok van een vacuümpomp gelegd. De lucht onder de klok wordt weggepompt. Wat gebeurt er met de ballon? Waarom is dat?

7 Bij een auto-ongeluk kan een long dichtklappen. a Hoe ontstaat een klaplong?

b Welk technisch systeem heeft men gevonden om dit te beletten?

8 Bij een ontploffing in één van de kamers van een afgesloten flatgebouw, breken de ruiten op alle verdiepingen. Hoe kun je dat verklaren?

Verder oefenen? Ga naar .

©VANIN

vacuümpomp

licht opgeblazen ballon

biologische feedback

1 wat is homeostase?

2 regelsystemen in het lichaam

doelcel voor hormoon A

doelcel voor hormoon B

doelcel voor hormoon A en B

hormoon doelcel

Wat weet ik al over dit thema?

©VANIN

Bron: HLN.be - Dit artikel werd gereproduceerd met toestemming van de uitgever, alle rechten voorbehouden. Elk hergebruik dient het voorwerp uit te maken van een specifieke toestemming van de beheersvennootschap License2Publish: info@license2publish.be.

Wat wil ik nog te weten komen?

© Getty Images

Bron: Sporza.be

© HLN.be

1 wat is homeostase ?

hoe st R eeft J e lichaam N aa R e V e N wicht ?

1 In de eerste graad heb je de organisatieniveaus van een organisme leren kennen.

Vul aan de hand van de info op de afbeelding het woordraster in.

macromoleculen

kleine moleculen atomen

organellen

cellen

organisme

1.1

horizontaal

3 het kleinste organisatieniveau in een levend wezen

4 verschillende weefsels die samenwerken aan eenzelfde taak

©VANIN

5 een groep organen die samenwerken aan een en dezelfde functie

verticaal

1 ander woord voor levend wezen

2 een verzameling van gelijksoortige cellen

Fig.

stelsel

orgaan

weefsel

2 De verschillende organisatieniveaus zijn zowel bij planten als bij dieren waar te nemen. Elk niveau vervult zijn eigen taak om het organisme te laten functioneren in een bepaald milieu. Dat milieu kan veranderen waardoor het organisme daarop moet reageren.

Ook je eigen lichaam reageert voortdurend op veranderingen uit de omgeving. Hoe kan je lichaam in de volgende situaties reageren? Vul de tabel aan.

Interessant om weten

situatie reactie

Je neemt te weinig voedsel of vocht op.

©VANIN

Je levert een stevige inspanning tijdens de turnles.

Je hebt het koud.

Je hebt het te warm.

Zoogdieren met een vacht kunnen warmteverlies tegengaan doordat de haarspiertjes samentrekken waardoor de haren zich oprichten. Op die manier zorgen ze voor een dikkere isolerende laag lucht rond hun lichaam.

Bij mensen is daar nog een overblijfsel van als je kippenvel krijgt. Dat heeft echter geen nuttig effect tegen warmteverlies. Het dragen van kleding heeft de oorspronkelijke functie van een vacht overgenomen.

Fig. 1.2

Fig. 1.3

Fig. 1.4

Fig. 1.5

Fig. 1.6

lichaamstemperatuur is ongeveer constant.

a Wat betekent ‘constant’?

b Uit oefening 2 weet je hoe je lichaam reageert als de constante (ook de ‘norm’ genoemd) zou afwijken. Hoe?

c Veronderstel dat je 10 km gaat lopen. Wat heeft je lichaam nodig opdat het de lichaamstemperatuur tijdens die inspanning constant zou kunnen houden?

d Welke stelsels zijn betrokken bij het lopen?

De samenwerking van de stelsels zorgt er voor dat het inwendig milieu schommelt rond de norm, zodat het lichaam optimaal werkt.

Het inwendige milieu wordt gevormd door de lichaamsvloeistoffen: bloed, weefselvocht en lymfevocht. Tegenover het inwendige milieu staat het uitwendige of externe milieu. Dat is de buitenwereld in combinatie met de delen van het lichaam die in contact staan met die buitenwereld.

©VANIN

Het uitwendige milieu kan ook grote schommelingen ondergaan. Denk bijvoorbeeld aan temperatuurschommelingen of aan veranderingen in de vochtbalans. Die schommelingen mogen echter geen blijvende invloed hebben op de werking van het lichaam. Levende wezens zijn in staat om de omgevingsveranderingen op te vangen zodat de cellen, weefsels en organen er geen nadelige invloed van ondervinden.

Fig. 1.7

4 Het lichaam reageert op veranderingen van het uitwendige milieu om het inwendige milieu optimaal te houden door homeostase.

a Geef een viertal plaatsen in het lichaam die in contact staan met het uitwendige milieu.

b Wat betekent homeostase? Gebruik het internet om tot een mooie omschrijving te komen.

c Omcirkel het model dat overeenkomt met homeostase.

INWENDIG MILIEU

UITWENDIG MILIEU INWENDIG MILIEU UITWENDIG MILIEU INWENDIG MILIEU UITWENDIG MILIEU

Interessant om weten

In het menselijk lichaam wordt een min of meer stabiele toestand nagestreefd. Daarvoor worden een aantal parameters gehanteerd: – Lichaamstemperatuur van 37 °C – Zuurgraad (pH) tussen 7,35 en 7,45

– Glucoseconcentratie in het bloed van 0,1 g per 100 ml vloeistof

©VANIN

Fig. 1.8

Fig. 1.9

Het lichaam kan enkel overleven als er een goede samenwerking is tussen de verschillende organisatieniveaus.

Het interne milieu bestaat uit alle vloeistoffen in het lichaam en staat onder invloed van schommelingen van buitenaf.

Het externe milieu zijn de schommelingen van buitenaf, in combinatie met de delen van het lichaam die in contact staan met de buitenwereld.

De chemische processen in het lichaam kunnen enkel optimaal verlopen wanneer het interne milieu constant (volgens de norm/standaardwaarde) wordt gehouden.

Homeostase is de min of meer stabiele toestand van het interne milieu zodat de chemische processen in het lichaam optimaal blijven verlopen.

Bij homeostase is er een dynamisch evenwicht tussen het interne en het externe milieu. Als dat niet gebeurt, dan kan het organisme sterven.

hoe st R eeft J e lichaam N aa R e V e N wicht ?

Om de schommelingen zo veel mogelijk in balans te houden, is er in het lichaam nood aan homeostase. Je lichaam streeft dus echt naar evenwicht.

©VANIN

2 R egelsYsteme N i N het lichaam

2.1 g eef je even wat feedback?

1 De homeostase in het lichaam wordt bereikt door een werking van verschillende feedbacksystemen.

Het woord feedback hoor je te pas en te onpas in je leven.

a Lees de definitie van feedback volgens Arkalgud Ramaprasad (een professor informatietechnologie).

“Feedback is een reactie op een product, resultaat of iemands uitvoering van een taak, die bedoeld is als basis voor verbetering – om de kloof tussen het beoogde niveau en het huidige niveau te dichten.”

b Geef nu een ander woord voor feedback.

2 Ook jij krijgt voortdurend feedback tijdens je dagelijkse schoolactiviteiten.

Je krijgt bijvoorbeeld de opdracht om een wetenschappelijke tekst te bespreken.

a Je begint aan je taak.

– Je gaat aan de slag met de aanwijzingen van de leerkracht en je zoekt bijkomende informatie om aan de opdracht te werken.

– Je schrijft de bespreking van de tekst uit.

– Je dient je werk in bij de leerkracht om het voor de eerste keer na te kijken.

Die stappen kunnen we in een schema gieten.

Input aanwijzingen van de leerkracht extra informatie

©VANIN

Proces uitschrijven van de tekstbespreking

Output je dient je werk in bij je leerkracht

Fig. 2.1

Fig. 2.2

b Je bestudeert de feedback die je leerkracht gegeven heeft. Je verwerkt die feedback in je tekstbespreking en dient opnieuw je werk in bij de leerkracht. Vul nu zelf het schema aan.

Input

terugkoppeling

Proces

Output

c De feedback van je leerkracht heeft altijd een doel. Welk doel?

3 Die vormen van feedback uit het dagelijks leven tref je ook aan bij organismen.

Je vindt ze terug onder de vorm van ‘regelsystemen’. In ons lichaam hebben die als doel om het evenwicht tussen uitwendig en inwendig milieu in stand te houden.

Ze werken steeds volgens hetzelfde principe, gebaseerd op vijf kernbegrippen.

©VANIN

De prikkel is de waarneembare verandering. Het is de trigger die een reactie zal uitlokken. Een prikkel kan zowel inwendig als uitwendig zijn.

De receptor ontvangt de prikkel. Bij dierlijke organismen zijn dat vaak de zintuigen of specifieke gevoelige plaatsen in de organen.

De geleider geeft de (verwerkte) informatie van de prikkel door naar het orgaan dat een reactie moet uitvoeren. Geleiding kan via het zenuwstelsel en het hormonale stelsel gebeuren.

De effector is het lichaamsdeel dat de reactie zal uitvoeren. Spieren en klieren zijn daarvan enkele voorbeelden.

De actie die het lichaam uitvoert op de prikkel, is de reactie. Zo zul je bijvoorbeeld je hand wegtrekken als je een warme kookplaat aanraakt.

Fig. 2.3

a Een toerist in Spanje ziet een stier uitbreken uit een arena. De man reageert op die waarneming door weg te rennen.

a1 In de figuur wordt de situatie schematisch voorgesteld. Vul aan door de kernbegrippen van het regelsysteem op de juiste plaats te zetten.

a2 Noteer in de tabel bij elke stap wat er gebeurt.

PRIKKEL RECEPTOR GELEIDER EFFECTOR REACTIE

In organismen komen vormen van feedback voor. Die regelsystemen zorgen ervoor dat de homeostase in stand blijft.

In organismen komen verschillende vormen van feedback voor. Dat gebeurt steeds in de vorm van een regelsysteem, gebaseerd op vijf begrippen: prikkel, receptor, geleider, effector en reactie.

©VANIN

Test jezelf: oefening 1

2.1 geef je e ven wat feedback?

Je lichaam ontvangt dus inderdaad voortdurend feedback.

2.2 hoe werk t biologische feedback?

1 Biologische feedback kun je het best uitleggen door de parallel te maken met een technisch systeem.

minder remmen

te traag te snel

meer remmen

©VANIN

in de remmen

Farid neemt deel aan een racewedstrijd op een geaccidenteerd terrein. Hij nadert een gevaarlijke afdaling vlak voor een haarscherpe bocht.

Hij beslist om het voorzichtig aan te pakken en zijn snelheid bij de afdaling vast te leggen op 10 km/h.

Dat wordt zijn ‘norm’.

a Wat is het risico als de auto sneller rijdt dan 10 km/h bij de afdaling?

b Wat is het risico in diezelfde afdaling als hij trager rijdt dan 10 km/h?

c Langs waar komt de informatie over de snelheid in het voertuig binnen?

Dat noem je de sensor

d Wie of wat vormt het controlecentrum? Verklaar.

e Welke rol spelen de remmen van de auto?

Je noemt dat de ‘actuator’ omdat die de reactie van het controlecentrum uitvoert.

f Noteer bij de figuur de begrippen controlecentrum, sensor en actuator op de juiste plaats.

Fig. 2.4

2 Farid krijgt de feedback via zijn snelheidsmeter. Daardoor weet hij of hij minder of meer moet remmen. Zodra het gewenste effect bereikt is, stopt hij met bijregelen. Zodra de norm opnieuw afwijkt, herneemt hij zijn taak.

a Wat gebeurt er als hij harder op het rempedaal duwt?

b Wat gebeurt er als hij het rempedaal loslaat?

c Duid situaties a en b aan op de figuur

3 De regelsystemen in het menselijk lichaam werken op dezelfde manier als bij het technisch systeem.

a Vul het schema over de feedback aan.

©VANIN

b Wat gebeurt er nadat de effector de norm hersteld heeft?

c Wat stelt de gele pijl voor?

4 T hermoregulatie in het menselijk lichaam is een voorbeeld van terugkoppeling.

a Wat betekent thermoregulatie?

Splits de term op in woorden die je al kent en probeer op die manier een passende verklaring te vinden.

Fig. 2.5

Fig. 2.6

Fig. 2.7

b Beantwoord de onderstaande vragen aan de hand van de ontdekplaat over thermoregulatie.

b1 Wat is de ‘normale’ lichaamstemperatuur bij de mens?

b2 De lichaamstemperatuur is essentieel voor belangrijke eiwitten zoals enzymen. Hoe verklaar je dat?

b3 Wat is het verschil tussen de perifere temperatuur en de kerntemperatuur in het lichaam?

b4 Hoe verhouden de perifere en de kerntemperatuur zich ten opzichte van elkaar?

b5 Het lichaam reageert anders bij een hoge temperatuur dan bij een lage temperatuur. Welke uiterlijke veranderingen kun je waarnemen bij een hoge lichaamstemperatuur en wat is het doel ervan?

b6 Verschillende stelsels werken samen om de temperatuur terug in evenwicht te brengen. Welke organen en stelsels werken samen?

©VANIN

oNtdekPlaat

Fig. 2.8

c Vul het schema in zodat de werking van het regelsysteem bij een te hoge temperatuur duidelijk wordt.

Noteer de volgende beschrijvingen op de juiste plaats:

– hypothalamus in de hersenen – streeftemperatuur: 37 °C

– zweetklieren actief – bloedvaten zetten uit

– temperatuur daalt – temperatuur te hoog

– warmtereceptoren in de huid

Receptor

Effector –

Controlecentrum

d Als de temperatuur afwijkt van de norm reageert het lichaam met een TEGENGESTELDE / VERSTERKENDE reactie om de verandering af te remmen. Daarom is thermoregulatie een voorbeeld van negatieve feedback.

Negatieve feedback of negatieve terugkoppeling zorgt voor een tegengestelde reactie in het lichaam.

Als je temperatuur bijvoorbeeld te hoog is, dan zal je lichaam daarop reageren door de temperatuur te verlagen.

Is je bloedsuikerspiegel te laag, dan zal die verhoogd worden.

Negatieve feedback betekent dat een stijging van het resultaat een afremming van het proces veroorzaakt.

Een daling van het resultaat veroorzaakt een toename of stimulering van het proces.

Ook in het menselijk lichaam zijn daarvoor drie componenten nodig:

De receptor registreert de invloed van het uitwendige milieu (prikkel).

– Het controlecentrum vergelijkt de waarde met de norm of de standaardwaarde.

De effector onderneemt een actie zodat de norm opnieuw bereikt wordt.

Naast negatieve feedback bestaat er ook positieve feedback (positieve terugkoppeling)

©VANIN

Daarbij treedt er een kortstondige versterking van het effect op.

Een hoge waarde zal tijdelijk nog hoger worden, een lage nog lager.

Fig. 2.9

5 Om goed te begrijpen wat het verschil is tussen negatieve en positieve feedback, vergelijken we de twee vormen met elkaar.

Bekijk de video bij het onlinelesmateriaal en vul de tabel aan.

Negatieve feedback

Wat gebeurt er?

Bij een prikkel wordt er een opgewekt.

Waarde te hoog 

Waarde te laag



Komt vaak voor.

Continu proces

Positieve feedback

De prikkel wordt

©VANIN

Hoe verloopt/evolueert de waarde?

Waarde te hoog

 Waarde wordt

Waarde te laag

 Waarde wordt verder

Hoe vaak gebeurt de feedback?

Het is relatief zeldzaam.

Hoe verloopt het proces?

Proces dat snel moet voltooid worden

Concrete voorbeelden in het lichaam

Welk effect treedt er op nadat het gewenste resultaat bereikt is?

Het evenwicht blijft bewaard. Als het gewenste effect bereikt wordt, keert het systeem terug naar het evenwicht.

Grafische voorstelling

6 Het in stand houden van de bloedsuikerspiegel gebeurt ook volgens het principe van een regelsysteem.

Fig. 2.10

Fig. 2.11

Het menselijk lichaam heeft suiker nodig als brandstof. De suikers worden uit de voeding gehaald en beïnvloeden de bloedsuikerspiegel of glucosespiegel in het bloed. In de tabel kun je de normale bloedsuikerwaarden aflezen.

nuchter (mg/dl)

2 uur na maaltijd (mg/dl) normaal 60 − 100

Om de bloedsuikerspiegel optimaal te houden gebruikt je lichaam twee hormonen

Dat zijn stoffen die in een hormoonklier aangemaakt worden en afgegeven worden aan de bloedbaan. Het bloed transporteert het hormoon door het lichaam en stuurt zo organen en weefsels aan om allerlei lichaamsfuncties te regelen.

Bij het regelen van de bloedsuikerspiegel worden de hormonen insuline en glucagon gebruikt, die geproduceerd worden in cellen die op de alvleesklier (pancreas) liggen. Het zijn de ‘eilandjes van Langerhans’.

Hoe verloopt de werking van die hormonen?

Na een maaltijd is de bloedsuikerspiegel altijd hoger dan de normale waarde. Er wordt dan insuline geproduceerd om de opname van de suiker door de lichaamscellen (in de spieren en de lever) te verhogen en op die manier de normwaarde opnieuw te bereiken.

In de lever en de spieren binden de glucosemoleculen zich aan elkaar tot een sterk vertakte macromolecule.

Dat is glycogeen

Je bloedsuikerspiegel kan uiteraard ook te laag zijn. Dat kan bijvoorbeeld ‘s morgens het geval zijn wanneer je geen goed ontbijt hebt genomen of wanneer je een stevige inspanning hebt geleverd. De eilandjes van Langerhans produceren nu glucagon

Glucagon haalt glucose uit de lever en de spieren door de glycogeen weer om te zetten in glucose en zo in het bloed te brengen.

©VANIN

Bij sommige mensen is dat automatische regelsysteem stevig verstoord. Dat is het geval bij diabetespatiënten (suikerziekte).

Zij kunnen zelf geen insuline produceren. Het glucosegehalte kan bij hen dus niet vanzelf dalen om de norm opnieuw te bereiken. Die patiënten controleren zelf regelmatig hun suikerwaarde en spuiten indien nodig zelf insuline in.

Fig. 2.12

Het regelsysteem kun je ook schematisch voorstellen.

prikkel verhoging glucosegehalte in het bloed

receptor cellen in de alvleesklier

prikkel verlaging glucosegehalte in het bloed

receptor cellen in de alvleesklier

geleider insuline geleider glucagon

effector alle lichaamscellen

reactie opname van glucose in het bloed

effector levercellen

reactie

afgifte van glucose aan het bloed

7 Vul aan de hand van de informatie de schematische voorstelling hieronder aan voor het regelsysteem van de bloedsuikerspiegel.

GELEIDER

hormoon

RECEPTOR

©VANIN

te lage bloedsuikerspiegel

PRIKKEL

PRIKKEL

te hoge bloedsuikerspiegel

RECEPTOR

hormoon

bloedsuikerspiegel tussen 60 en 140 mg/dL

GELEIDER

Interessant om weten

De wetenschappelijke discipline die hormonen bestudeert, heet endocrinologie.

Een groot deel van de hormonen wordt in de hypofyse geproduceerd. Dat kliertje met de grootte van een erwt, bevindt zich onderaan de hersenen.

©VANIN

beenderen

bijnieren

nieren

eierstok

teelbal schildklier spieren

hormoon functie

adrenocorticotroop hormoon (ACTH)

Het hormoon stimuleert de bijnieren voor de productie van cortisol Het helpt ons om lichamelijke stress te overwinnen. antidiuretisch hormoon (ADH)

Het reguleert de hoeveelheid geproduceerde urine door de nieren. Bij een tekort ontstaat een ontregeling van de waterhuishouding waardoor een patiënt voortdurend moet urineren.

gonadotrofinesDeze hormonen regelen de seksuele functies en de voortplanting. groeihormoon (GH)Dit is bij kinderen noodzakelijk om een normale groei te veroorzaken.

prolactine Dit hormoon stimuleert de borsten tot melkproductie. thyrotropine (TSH)Stimuleert de schildklier tot het afscheiden van zijn eigen hormoon: thyroxine Een tekort aan thyrotropine geeft aanleiding tot vermoeidheid en zwaarlijvigheid.

gonadotrofines

TSH

prolactine ADH

ACTH

GH

borst

Negatieve feedback of negatieve terugkoppeling is een veelvoorkomend regelsysteem in het menselijk lichaam om de homeostase in stand te houden.

Negatieve feedback betekent dat een stijging van het resultaat een afremming van het proces veroorzaakt. Een daling van het resultaat veroorzaakt een toename of stimulering van het proces.

Het regelsysteem bestaat steeds uit drie componenten die met elkaar in verbinding staan: –

De receptor registreert de prikkel.

– Het controlecentrum verwerkt de prikkel en vergelijkt de waarde met de norm of de standaardwaarde.

–

De effector voert een actie uit zodat de normwaarde opnieuw bereikt wordt.

Bij het regelsysteem om de lichaamstemperatuur te controleren (de thermoregulatie) worden de taken op de volgende manier verdeeld:

–

–

©VANIN

De receptoren zijn de warmte- en koudereceptoren in de huid, die de prikkel ontvangen.

Het controlecentrum is de hypothalamus in de hersenen die de prikkel verwerkt.

De effectoren zijn de bloedvaten en de zweetklieren die de temperatuur opnieuw op de norm brengen.

Bij positieve feedback treedt er een kortstondige versterking van het effect op.

Een hoge waarde zal tijdelijk nog hoger worden, een lage nog lager. Dat gebeurt onder meer tijdens de bloedstolling en de bevalling.

Test jezelf: oefeningen 2, 3, 4, 5, 6 en 7

2.2 hoe we R kt biologische feedback?

Biologische feedback werkt via regelsystemen. Daarbij zijn een receptor, een controlecentrum en een effector nodig.

Aha!

schema

MILIEU alle lichaamsvloeistoffen

MILIEU

buitenwereld + lichaamsdelen in contact met de buitenwereld

Aha!

HOMEOSTASE negatieve feedback positieve feedback

Voorbeelden: thermoregulatie waterhuishouding glucosegehalte in bloed

©VANIN

prikkel receptor geleider effector reactie regelsysteem regelsystemen

Voorbeelden: bevalling bloedstolling

te laag te hoog

checklist

Wat ken/kan ik?

helemaal begrepen hier kan ik nog groeien pg.

Ik ken de organisatieniveaus in het menselijk lichaam. 83

Ik begrijp dat een organisme reageert op veranderingen uit de omgeving. 84, 85

Ik ken het verschil tussen inwendig (intern) en uitwendig (extern) milieu. 85

Ik begrijp dat het inwendige milieu van een organisme constant moet blijven. 85, 86

Ik kan het begrip homeostase definiëren 86

Ik kan onderscheid maken tussen positieve en negatieve feedback. 88, 89

Ik begrijp de rol van regelsystemen bij de homeostase. 89, 90

Ik kan het begrip negatieve feedback uitleggen 91-94

Ik ken de betekenis van receptor, controlecentrum en effector. 91, 92

Ik kan voorbeelden van negatieve feedback verklaren 91-94

Ik kan een schema opstellen bij bijvoorbeeld thermoregulatie in het menselijk lichaam. 92-94

Ik kan het regelen van de bloedsuikerspiegel uitleggen aan de hand van biologische feedback. 96, 97

Ik ken het verschil tussen negatieve en positieve feedback. 95

Ik kan de rol van hormonen bij de homeostase omschrijven. 98

Je kunt deze checklist ook op invullen bij je Portfolio.

©VANIN

1 Welke rol spelen je neus, je tong en je ogen bij een regelsysteem?

2 Welke processen zijn ook voorbeelden van negatieve feedback?

Glucosegehalte in het bloed op peil houden

Verdampen van zweet op de huid

Spijsvertering

Hoeveelheid geslachtshormonen (bijvoorbeeld testosteron) regelen

Werking van de nieren

Waterhuishouding in het lichaam constant houden

3 Bestudeer de afbeelding van een thermostaat van een centrale verwarming (technisch systeem) en los de volgende vragen op.

©VANIN

a Bespreek de werking aan de hand van de nummers op de afbeelding. Je krijgt al een deel van de informatie.

1Het is te warm.

2

3 De is 21 °C.

4

5

6 Verwerkt de informatie van onderdeel

7 De radiator

8De kamertemperatuur daalt / stijgt.

9 De radiator .

10De kamertemperatuur daalt / stijgt.

b De nummers 3, 6, 7 en 10 zijn de elementen die je nodig hebt voor de terugkoppeling. Met welk element uit het biologisch systeem kun je ze vergelijken?

nummernaam in het technisch systeem naam in het biologisch systeem

3

6

7 en 10

4 Welk doel heeft zowel negatieve als positieve feedback in het menselijk lichaam?

5 Bij welke van de onderstaande processen speelt terugkoppeling een rol? Kruis ze aan.

De opname van glucose door spier- en levercellen

De afgifte van water vanuit het bloed aan de urine

Het maken van antistoffen door witte bloedcellen

6 Hoe kun je verklaren dat positieve feedback bijna niet voorkomt bij homeostase?

©VANIN

7 Maak zelf een schema waarin je duidelijk maakt hoe de negatieve feedback werkt wanneer de lichaamstemperatuur te laag is.

Verder oefenen? Ga naar .

Woordenlijst

Thema Atoommodel

hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

1atoom (het)deeltjes waaruit een molecule is opgebouwd

2atoommodel (het) voorstelling van een atoom

3 atoomnummer (het) Het atoomnummer duidt het aantal protonen in een atoomkern aan.

1elektrolyse (de)Elektrolyse is een chemische reactie waarbij een stof zich, onder invloed van een elektrische stroom, splitst in twee of meer stoffen.

2, 3elektron (het)negatief geladen deeltje dat zich in de elektronenmantel bevindt

1element (het)atoomsoort

1grondstof (de)materiaal dat gebruikt wordt in een proces om iets te maken of te produceren

3massagetalde som van het aantal protonen en het aantal neutronen in de kern van een atoom

1materieMaterie is alles wat een massa en een volume heeft.

1molecule (de)groepering van atomen

©VANIN

2, 3neutron (het) neutraal deeltje dat in de kern van het atoom voorkomt

2, 3proton (het)positief geladen deeltje dat in de kern van het atoom voorkomt

2stroomlijneniets een zodanige vorm geven dat de luchtweerstand beperkt wordt

2 voortschrijdend verder gaan; bijstellen onder invloed van nieuwe ontwikkelingen

2 α-straleneen soort ioniserende straling

©VANIN

Thema Interpreteren van formules hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

2adstringerendsamentrekkend; gebruikt om bloeding of vochtafscheiding door de huid te stelpen

2coëfficiënt (de)De moleculen van een enkelvoudige stof zijn opgebouwd uit één soort atomen.

2foundation (de)basismake-up om kleur aan te brengen op het gezicht (font de teint)

2index (de)getal in de formule dat het aantal atomen van een bepaalde soort aangeeft

2molecuulformule (de)

verkorte notatie van een zuivere chemische stof

2regulerendin orde maken

2samengestelde stof (de)

©VANIN

De moleculen van een samengestelde stof zijn opgebouwd uit verschillende atomen.

Thema Druk

hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

3atmosferische druk (de) luchtdruk

4barotrauma (het)

Men spreekt van een barotrauma als het drukverschil tussen het buiten- en middenoor zo groot is dat het trommelvlies scheurt.

1druk (de)verhouding van de grootte van een kracht (F, loodrecht op een oppervlak) tot de grootte van het contactoppervlak (A) waarop die kracht inwerkt

4frequentie (de)aantal trillingen per seconde

2hydraulische pers (de)

toestel, gebaseerd op de wet van Pascal, waarbij een kleine kracht omgezet wordt in een grote kracht.

1kracht (de)uitwendige oorzaak van een vormverandering of een snelheidsverandering van een voorwerp

4logaritmische schaal (de) het tegenovergestelde van een exponent 'Tot welke macht moet ik mijn grondgetal verheffen om dit getal in mijn logaritme te krijgen?'

3luchtdruk (de)druk van de lucht

1manometer (de)meettoestel om de druk te meten in vloeistoffen en gassen

4middenstof (de)materie, waarin het geluid zich voortplant

3normdruk (de)de gewone atmosferische druk, ongeveer gelijk aan 1 000 hPa

1pascal (de)eenheid van druk

Thema Biologische feedback

hoofdstuk term definitie in je eigen woorden

2actuator (de)Een actuator is een toestel dat invloed kan uitoefenen op zijn omgeving.

2bloedsuikerspiegel (de) de hoeveelheid glucose (suiker) in het bloed

1constanthetzelfde blijvend, niet veranderlijk

2controlecentrum (het)

©VANIN

onderdeel van een negatief feedbacksysteem dat waarden vergelijkt met standaardwaarden

2effector (de)eindorgaan dat reageert op prikkels

1extern milieu (het)

milieu rond het individu en binnen het individu in delen van het lichaam die in contact zijn met de buitenwereld

2feedback (de)terugkoppeling proces waarbij een systeem zijn eigen activiteit regelt

2geaccidenteerd terrein (het)

1homeostase (de)

terrein dat heuvelachtig is, met een ongelijke bodem

proces waarbij organismen het interne milieu in evenwicht houden, ondanks veranderingen in de omgeving waarin het organisme zich bevindt

2hormoon (het)stof die in een hormoonklier aangemaakt wordt

1intern milieu (het)

Bloed, weefselvocht en lymfevocht behoren tot het inwendige milieu.

1inwendig milieu (het) zie intern milieu

2negatieve feedback (de)

proces waarbij een toename van het resultaat een remming van het proces veroorzaakt

2negatieve terugkoppeling (de) zie negatieve feedback

3ontaarden achteruitgaan, bederven

1organisatieniveau (het)

Een biologisch organisatieniveau is een niveau van biologische complexiteit waarmee men het leven kan beschrijven en verklaren.

2receptor (de)cel die gespecialiseerd is in het opnemen van specifieke prikkels en opwekken van impulsen onder invloed van de prikkels

2regelsysteem (het) een apparaat of een groep van apparaten om de werking van een proces te regelen

2sensor (de)apparaat dat prikkels (bv. temperatuur, bloedsuikergehalte) registreert of ontvangt

2thermoregulatie (de)

het vermogen van een organisme om de lichaamstemperatuur te handhaven

1uitwendig milieu (het) zie extern milieu

2waterhuishouding (de)

©VANIN

vochtbalans in het lichaam

atoomnummer elektronenverdeling symbool naam relatieve atoommassa metaal niet-metaal overwegend metaal overwegend niet-metaal edelgas

3IIIb 12IIb 11Ib VIIIb 78910VIIb 6VIb 5Vb 4IVb

notities ©VANIN