UDSKOLINGEN DET RENE VAND!

Transkript

1 DET RENE VAND! Udviklet af Dansk Naturvidenskabsformidling i samarbejde med Danfoss Universe som et led i Dansk Naturvidenskabsfestival 2007

2

3 Indholdsfortegnelse Festivalpakken side 4-7 Det rene vand! side 8 Festivalpakkens eksperimenter side 8-9 Vandets fysiske egenskaber side Massefylde - æg der svæver side Frysepunkt - isopløsning og salt side Frysepunkt - underafkølet vand side Fordampning - balloner i mikroovn side Vandtryk vand der suger vand side Osmose æg der vokser og skrumper.... side Kogepunkt kogende vand under 100 C..side 17 Vandets kemiske egenskaber side Vandets hårdhedsgrad side Vandets indhold af salt side Saltvand eller ferskvand side Vandets kredsløb i naturen side Byg en båd side Vandur side 24 LifeStraw side 25 Links side 26 Materialeliste side side

4 Festivalpakker 2007 en del af Dansk Naturvidenskabsfestival 2007 I år er der udviklet tre forskellige Festivalpakker målrettet til indskoling, mellemtrin samt udskoling. Festivalpakkerne er produceret med støtte fra Undervisningsministeriets tips- og lottomidler derfor overstiger værdien af pakkernes indhold deres salgspris. Hvorfor en Festivalpakke? Ved evalueringen af Dansk Naturvidenskabsfestival 2004 var der opfordringer til at udvikle færdigstrikkede aktiviteter, der gør det let for skolerne at deltage i festivalen. Dansk Naturvidenskabsformidling tog opfordringen op med festivalpakker i 2006, der gav brugererfaringer til udvikling af Festivalpakker Kravene til udviklingen af årets pakker er formuleret i en slags dogmeregler : pakkerne må max. koste 1000 kr. excl. moms og forsendelse, pakkerne skal indeholde såvel forbrugs- som varige materialer, pakkerne skal indeholde aha-dimser, der skaber sammenhæng mellem naturfag og dagligliv, pakkerne skal trække klassen ud af klasseværelset og gerne ud af skolen, forsøgene skal kunne laves af flere klasser sammen, forsøgene skal være hands on, aktiverende og spektakulære/fotogene/formidlingsegnede, forsøgene skal kunne gennemføres unplugged af el- og vandforsyning, forsøgene skal kunne gentages, og forbrugsmaterialer skal være lette at få fat i. Indhold De færdige Festivalpakker består af en plastboks med materialer til forsøg for grupper af elever på op til 28. Forbrugsmaterialer til forsøgene er dimensioneret, så forsøgene kan gentages seks gange. Alle pakker indeholder festivalbanner, LifeStraw og 5 Aha-dimser. Desuden er en trykt lærervejledning med to CD er med henholdsvis festivalsang og tekster samt simple video-vejledninger indlagt. Festivalsangen kan med fordel benyttes som morgensang alle ugens dage, så eleverne kan den udenad, hvis den fx skal bruges som fællessang til skolens arrangementer i forbindelse med festivalaktiviteterne. Vi anbefaler dig at læse introbrev i mappen Til_Laereren på tekst-cd en. NB. Alle forsøgene er afprøvet med elever vær alligevel opmærksom forsøgene er på eget ansvar. Hvem står bag? Dansk Naturvidenskabsformidling har udviklet Festivalpakkerne i samarbejde med Danfoss Universe, som har leveret det faglige indhold, herunder vejledninger til forsøgene. Ved udviklingen har Skolekonsulent Steen Petersen, Danfoss Universe, haft en referencegruppe af følgende naturfagslærere: Tina Bach Kristiansen, Egeskovskolen, Bjerringbro Grete Sandberg Andersen, Muldbjergskolen, Hjørring Simon Hempel-Jørgensen, Sdr. Vang Skole, Kolding Alan Proschowsky, Kingoskolen, Slangerup Ottendeklasse på Sdr. Vang Skole har sammen med Simon Hempel-Jørgensen lavet de små videovejledninger til mellemtrinsog udskolingspakkerne. Aha-dimserne er venligst sponsoreret til lejligheden af Danfoss A/S, DANVA (Dansk Vand og Spildevandsforening), FVD (Foreningen af Vandværker i Danmark), Grundfos A/S, PVC-Informationsrådet og WAVIN A/S, mens Alan Prochowsky har udviklet det tilhørende koncept. DAFOLO A/S har holdt styr på, at pakke de næsten smådele i de rigtige pakker. side 4

5 I Dansk Naturvidenskabsformidling har studentermedarbejderne Laura Ørsted-Rasmussen, Sanne Axelsen, Kåre Stokvad Hansen og Sarah Mortensen stået for redigering, foto, indkøb og kopiering, mens Sigrid Svane har lavet layout. Festivalpakkerne evalueres sammen med Dansk Naturvidenskabsfestival Projektlederne Pernille Vils Axelsen og Hans Colind Hansen takker på vegne af Dansk Naturvidenskabsformidling alle involverede for deres engagement og gode humør. Aha-dimser Festivalpakken indeholder fem aha-dimser, der knytter forbindelse mellem festivalens tema, Vand og is, og ting i elevernes hverdag. Aha-dimserne er: 1. filtersand (bruges på vandværker) DANVA Dansk Vand- og Spildevandsforening 2. PVC-rør (til kloakafløb) 3. skovlhjul (til cirkulationspumper i varmeanlæg) 4. stempel, krydspind og plejlstang (til køleskabskompressor) 5. vandmåler (brugt, fra parcelhus) På CD en er der for hver aha-dims et Faktaark til læreren samt Den gode historie til eleverne sidstnævnte er nummererede som ovenfor. Desuden er der en elevtekst med den fælles opgave for alle aha-dimser. Til nogle af aha-dimserne er der supplerende tekster, der evt. kan udnyttes tværfagligt. side 5

6 Pædagogisk ide bag aha-dimserne Vores hverdag er fyldt med teknologi og smarte opfindelser, men de er ofte skjult i godt design, så vi ikke er opmærksomme på dem. Vi bliver først opmærksomme på teknologien, når den ikke virker. Årets festivalpakker indeholder 5 mystiske aha-dimser fra elevernes hverdag, som fint kan komme i i spil i festivalugen. Aha-dimserne kan bruges på mange måder i undervisningen. Her er beskrevet 2 eksempler: 1) Til de store elever kan man pakke udforskningen af aha-dimserne ind i et spil-design, da spil ofte motiverer eleverne. Det gælder om at nå det bedste resultat på den afsatte tid. Der konkurreres på: Informationsøgning Funktionsbeskrivelse Perspektivering Kreativitet Formidling Klassen deles i 5 grupper - en gruppe pr. aha-dims. Spillet starter med, at eleverne får udleveret en aha-dims og elevsiden med spilleregler. Nu skal eleverne i gang med at undersøge aha-dimsen: Hvad er det? Hvem har produceret den? Hvordan virker den? Hvor anvendes den? Hvilken relation har den til vandets kredsløb? Eleverne har fra start 1000 point og kan så købe viden hos deres lærer eller forsøge at finde den selv. Når eleverne har skaffet sig tilstrækkelig viden om aha-dimsen, skal deres indsigt formidles i et produkt. Som optakt til udviklingen af produktet får eleverne udleveret Den gode historie. Den gode historie indeholder nye synsvinkler på aha-dimsen og kan på den måde bidrage til, at produktet bliver interessant og seværdigt for andre elever på skolen. For at udfordre elevernes kreativitet og inspirere dem til at tænke tredimensionelt skal produktet kunne stå alene, og man skal kunne gå rundt om det. Eleverne har mulighed for at få bonuspoint, hvis de også laver en opfindelse, hvor aha-dimsen er i funktion. (LifeStraw-produktet i Festivalpakkerne er et eksempel på en opfindelse en innovation, hvor målrettet kreativitet er blevet til en brugbar løsning i praksis. På CD en i mappen Tværfaglig er der tekst om LifeStraw). Antallet af point for informationssøgning og funktionsbeskrivelse fremgår af elevteksten (findes på CD en). Øvrige point tildeles af læreren. Det er vigtigt at tilpasse spillet til alderstrinet og klassens faglige niveau. Da læreren er spilleder, kan læreren styre spillet både i tid og fordybelse ved at frigive flere eller færre af de informationer, han sidder inde med. Det beskrevne forløb bør have en varighed på mindst 4 lektioner med adgang til computer og helst også værksteder, så udviklingen af produkter og opfindelser får optimale muligheder. 2) For de mindre elever i skolen vil det nok være mere motiverende at begynde med fortællingen af Den gode historie, så de får indsigt i historien og udviklingen af aha-dimsen. Herefter kan eleverne vælge at lave en formidling af indholdet i Den gode historie eller lave en opfindelse, der anvender aha-dimsen i praksis. Den gode historie er skrevet af leverandørerne af ahadimserne og varierer både i længde og sværhedsgrad. Der er 5 aha-dimser, så man kan vælge at arbejde med en ny aha-dims hver dag, eller man kan lave 5 grupper i klassen, der arbejder med hver deres aha-dims. side 6

7 Temaet for Naturvidenskabsfestival 2007 er vand og is Vand er liv Vi bruger vand til utrolig mange ting. Vand er så almindeligt, at vi næsten ikke lægger mærke til det og så almindeligt, at vi næsten glemmer, at det er der. Og alligevel er vand et af de mest mærkelige stoffer, der kendes. Vand er fascinerende, forunderligt og kan til tider være dybt mærkværdigt. Vand er en af de vigtigste forudsætninger for livet, og det indgår i mytologien gennem offermoser og hellige kilder. Det har forundret mennesket i tusindvis af år. Vand har nogle egenskaber, som er vidt forskellige fra alle andre kendte stoffer i verden. Vand har en stærk overfladespænding og kan bære andre stoffer, der vejer meget mere end vandet selv. Vand er det eneste stof i vores hverdag, som vi møder i 3 forskellige former - fast, flydende og fordampet. En af de største tænkere fra oldtidens Grækenland var Thales fra Milet. Han blev født i 600-tallet før Kristi fødsel. Thales troede, at alt bestod af vand, og han kendte vandet i dets 3 former. Thales opdagede, at alt det, der fandtes i naturen enten var i fast, flydende eller i luftform, ligesom vandet. Han forstod, at vandet var af afgørende betydning for alt levende på Jorden og kaldte derfor vandet for urstoffet. I mange hundrede år troede man, at vand sammen med luft, ild og jord var en af naturens 4 grundelementer. Men denne forestilling holdt kun indtil forskere i 1700-tallet begyndte at interessere sig for naturens byggesten. En naturvidenskabelig revolution fulgte med den franske kemiker Antoine-Laurant Lavoisier, da han i 1770 erne opdagede, at vand ikke var et elementært stof, men en kemisk forbindelse mellem to forskellige grundstoffer. Vand er stadigvæk et betydeligt udgangspunkt for forskningen. Der forskes i vandets kemiske og fysiske egenskaber, vandets betydning for liv, vandet i undergrunden, i havene, i gletschere, i luften, på andre planeter og i universet. I forordet til bogen Viden om vand lyder det: Der er vand i alt! Vi finder vand fra Jordens indre til det ydre rum. Vand er afgørende for opbygningen af de mindste atomare og molekylære byggesten, og vand er afgørende for al biologisk aktivitet. Med andre ord spiller vand en helt afgørende rolle for livets opståen og opretholdelse. Citat: Viden om vand, Aarhus Universitetsforlag, I Danmark er vi omgivet af vand til næsten alle sider. I gamle dage sagde man, at vandet bandt og mente, at transportveje hovedsagligt gik over vandet. Ved at studere et landkort ser man, at alle gamle danske handelsbyer har en havn eller ligger tæt ved vand. Vand er livsnødvendigt, og hellige kilder, kurbade og helse med kildevand betyder stadigvæk meget for mange mennesker. Polarår og bjerge af is Årets tema er bl.a. valgt, fordi det i 2007 er internationalt Polarår. Det Internationale Polarår (IPY), 1. marts 2007 til 1. marts 2009, er den fjerde periode for videnskabelig forskning i polarområderne, Arktis og Antarktis, hvor tidligere polarår blev gennemført i , og IPY er organiseret af Den Internationale Forskningsunion (International Council for Science (ICSU)) og Verdens Meteorologiske Organisation (World Meteorological Organization (WMO)). I det nuværende/ kommende polarår, , forventes, at over 200 projekter vil blive behandlet og gennemført af flere tusinde forskere og videnskabsmænd fra over 60 lande. I forbindelse med Polaråret forskes der bl.a. i isbjerge. Is er frossent vand, så hvorfor er is lettere end vand? Og hvorfor flyder isbjergene? Forklaringen er simpel: Vand er tungest og har højest vægtfylde ved +4 C. Én liter rent ferskvand vejer vejer 1000 g. Ved koldere temperaturer udvider vandet sig og får lavere vægtfylde, indtil det ved 0 C fryser. Én liter ren is vejer 917 g. Gletscheris indeholder små luftbobler, så derfor vejer én liter gletscheris ca. 900 g. Isbjerge flyder rundt i havvand, som er koldt og desuden saltholdigt, så derfor vejer én liter 1025 g. Forskellen i vægtfylde mellem isbjerg og havvand er derfor 900/1025 = 0,87. Det vil sige, at 87 % af et regelmæssigt formet isbjerg er under vandet og kun 13 % over vandet. Som tommelfingerregel er 7/8 af et flydende isbjerg altså synligt. De største isbjerge fra Diskobugten i Grønland vejer ca. 30 millioner tons, mens det største isbjerg målt på den nordlige halvkugle blev skønnet til at veje mere end 9 milliarder tons. Det svarer til 4 liter drikkevand til hvert menneske på Jorden hver dag i et år. side 7

8 FestivalpakkeN 2007 Det rene vand! Det rene vand er Festivalpakken til klassetrin og er et undervisningsmateriale til overbygningens naturfag om vand. Materialet indeholder baggrundsviden, opgaver, ideer til ekskursioner og undersøgelser i felten. Der arbejdes med analyse af vand og vandets kredsløb i natur, med grundvand og brugsvand og rensning af forurenet vand. Vejledningen beskriver en række mere eller mindre kendte kemi- og fysikforsøg om vandanalyse. Vejledningen består af en kort faglig introduktion til vandanalyse, en beskrivelse af, hvad og hvorfor der analyseres på vandet, og hvad resultaterne kan fortælle om vandet og dets egenskaber. Elevernes egne vandprøver fra vandløb, brugsvand og naturlige kilder kan undersøges med kemiforsøgene. Vejledningen afsluttes med sjove konstruktionsøvelser med vand. Materialet lægger op til et tværfagligt forløb og henvender sig såvel til biologi som til fysik/kemi. Elevernes arbejde med emnet kan fx munde ud i skrivningen af en rapport, eleverne kan føre journal og supplere med søgning på nettet. Materialet vil desuden indeholde en række links til interaktive hjemmesider omkring vandets kredsløb, yderligere forslag til vandanalyser, spildevandsundersøgelser mm. Desuden kan man finde tilknyttede eksamensspørgsmål på den vedlagte cd. Materialet kan kombineres med deltagelse i Masseeksperimentet 2007 under Dansk Naturvidenskabsfestival. Masseeksperimentet går ud på, at skoler i hele landet måler bakterier i drikkevandet Læs mere på: Eksperimenterne er beskrevet via følgende punkter: Værd at vide, inden du begynder: Hvis der er noget, der er nødvendigt at vide, inden eksperimentet kan udføres, vil det være at finde under dette punkt, fx at eksperimentet kræver is, der skal fryses ned dagen før udførelsen. Materialeliste: Listen er delt op i Klassens egne materialer, Materialer i Festivalpakken (fornybare og blivende) samt Andre materialer. Se også materialelisteforklaringen bagerst i hæftet. Sådan gør du: Dette er selve opskriften på, hvordan eksperimentet skal udføres. Undrespørgsmål: I nogle tilfælde vil der også være, undrespørgsmål knyttet til eksperimentet. Disse er tænkt som spørgsmål, der skal vække ekstra undren og nysgerrighed hos eleverne. Forklaring: Alle eksperimenter afsluttes med en forklaring af, hvad der skete. Ekstraopgaver: Nogle eksperimenter vil bliver efterfulgt af ekstra underopgaver, der knytter sig til det foregående hovedeksperiment. Disse opgaver vil ikke være beskrevet lige så udførligt som de andre, men er tænkt som ekstra inspiration, hvis nysgerrigheden ikke er blevet udfordret nok i det foregående eksperiment. I nogle få tilfælde har eksperimentet også været beskrevet i lærervejledningen fra Festivalpakken Ved de eksperimenter, der er gengangere, vil eksperimentet være mærket med to festivalmænd ved siden af hinanden. I fire af eksperimenterne vil det være muligt at finde små videovejledninger på den vedlagte cd. Disse eksperimenter er markeret med et lille billede af et videokamera. Lærervejledning Vejledningen er tænkt som et idékatalog til elevernes egne undersøgelser. Arbejdet kan fx tilrettelægges ved at begynde forløbet med en samtale i hele klassen omkring vand og vandanalyse. Samtalen skal fange elevernes interesse. Det er en god idé, at samtalen tager udgangspunkt i hverdagens oplevelser, så det bliver tydeligt for eleverne, at det er deres hverdag og virkelighed, det drejer sig om. På denne måde får eleverne også et ejerskab til det efterfølgende arbejde med at undersøge, forberede, indhente oplysninger, eksperimentere og endelig formidle indsamlede resultater til hinanden. Den indledende samtale fører ofte frem til, at eleverne allerede på forhånd har en række forestillinger og ideer om fysiske, kemiske og biologiske fænomener. Disse forestillinger er ikke altid i overensstemmelse med den naturvidenskabelige tankegang. Begrebet kaldes preconceptions. side

9 Et væsentligt aspekt i den afsluttende formidling af undersøgelser, forsøg og resultater er, at eleverne skal være opmærksomme på målgruppen. Det kan i denne forbindelse være en god ide, at lade eleverne i de ældste klasser vise forsøg og fortælle og forklare til elever fra fx klassetrin. Skal eleverne derimod fremlægge for hinanden, er det vigtigt at gøre dem opmærksomme på, at de ikke skal fremlægge for læreren. I naturfagsundervisningen skal læreren stimulere elevernes interesse for den naturvidenskabelige forklaring. Det er almindeligt kendt, at eleverne lærer bedst ved selv at arbejde med at formulere tanker og ideer, at eleverne har tid til læringsprocessen, og at læringen kan ske på mange forskellige måder. side 9

10 FestivalpakkeN 2007 Eksperimenter med vandanalyse Vandets fysiske egenskaber Vand har en række spændende, fysiske egenskaber, som I kan undersøge. 1. Massefylde - Æg der svæver Du skal bruge Klassens egne materialer Et råt æg Materialer i Festivalpakken Fint salt Andre materialer 2 Glas Varmt vand Sådan gør du Start med at lægge et råt æg i et glas med varmt vand. Fyld et andet glas med ca. 1/4 salt. Fyld op med varmt vand, rør rundt og læg det rå æg i glasset. Hvad sker der? Prøv nu at få ægget til at svæve i en vase eller et stort glas. Fyld vasen en 1/3 op med varmt vand. Tilsæt salt og rør rundt. Du skal blive ved med at tilsætte salt, indtil der ikke kan opløses mere salt i vandet (der kan være ca. 1/4 salt). Hæld forsigtigt koldt postevand på toppen. Du skal hælde langsomt fra en kande og kan evt. hælde ned på bagsiden af en ske, så strålen ikke rammer direkte ned i saltvandet. Sænk ægget ned i vasen - nu skulle det gerne svæve imellem saltvandet og ferskvandet. Undrespørgsmål Hvorfor tror du, at ægget flyder ovenpå i glasset med salt? side 10

11 Forklaring Æg i almindeligt vand Ægget synker til bunds i postevandet, fordi æggets massefylde er større end vandets massefylde. Massefylde/vægtfylde angiver vægten af et bestemt rummål, fx vægten af 1 liter. Hvis du havde 1 liter æg (forestil dig, at du fylder en mælkekarton med rå æg og æggeskaller) ville den altså veje mere end 1 liter ferskvand. Æg i saltvand Ægget flyder ovenpå det salte vand, fordi æggets massefylde er mindre end saltvandets massefylde. 1 liter æg vejer altså mindre end 1 liter saltvand. Æg i saltvand og almindeligt vand Når du forsigtig fylder postevand i vasen med saltvand kan du få postevandet til at lægge oven på saltvandet. Det er fordi, 1 liter saltvand vejer mere end 1 liter ferskvand. Ægget lægger sig i faseovergangen mellem saltvand og postevand, fordi æggets massefylde er større end postevandets (ægget synker til bunden af postevandet), men mindre end saltvandets (ægget flyder ovenpå saltvandet). Har du lagt mærke til, at du lettere kan flyde på vandet, når du bader ved stranden, end når du er i svømmehallen? Det er fordi vandet i havet er salt. Saltvandets massefylde er større end vandets i svømmehallen, og derfor hjælper det med at bære dig oppe. Faktisk er vandet i svømmehallen ikke helt ferskt. Det indeholder klor, der gør det en anelse tungere en rigtigt ferskvand, men det er stadig lettere end saltvand. Hvis du har svømmet i en sø, har du sikkert lagt mærke til, at her er det endnu sværere at holde sig flydende! Klima og havstrømme Den globale nedkøling? I Danmark og Nordeuropa kan vi være glade for, at saltvand er tungere end ferskvand, og at koldt vand er tungere end varmt vand. Det er nemlig på grund af isdannelsen omkring Grønland, at den varme Golfstrøm løber forbi vores breddegrader. Golfstrømmens rute er nemlig ikke tilfældig. Når isen i polaregnene dannes i havet, bliver vandet omkring isen meget koldt og saltholdigt, hvilket gør, at vandet bliver tungt. Når det tunge vand synker, efterlader det et hul ved overfladen, der fyldes af overfladevand, der strømmer til fra sydlige egne. Det er denne tilstrømning af vand fra syd, der kaldes Golfstrømmen. Nogle forskere har påpeget, at en global opvarmning ville kunne føre til lokal nedkøling i Skandinavien. Grunden er, at en global opvarmning ville medføre mindre isdannelse ved Grønland og dermed mindre af den varme Golfstrøm, der er årsagen til det milde klima i Skandinavien. side 11

12 2. Frysepunkt - Isopløsning og salt Du skal bruge Klassens egne materialer Is (tag fx en tom mælkekarton, rengør den, fyld den op med vand og kom den i fryseren dagen efter har du en isklump, med en størrelse, der egner sig godt til dette eksperiment). Sørg for at isen er bundfrossen inden brug. Materialer i Festivalpakken Fint salt Håndklæde Termometer Frys-selv-is Andre materialer Hammer Akvarium Sådan gør du Læg isklumpen i et gammelt håndklæde og brug en hammer til at knuse isen med. Pas på fingrene! Den knuste is og rigeligt med fint salt kommes nu skiftevis ned i akvariet. For at opnå den bedste kuldeblanding skal der bruges 1 del salt og 3 dele knust is. Kom frys-selv-isene ned i kuldeblandingen. Undersøg og noter temperaturen med et termometer undervejs. Forklaring En kuldeblanding af is og køkkensalt giver temperaturer ned til -20 C. Når man putter salt på sneen, så smelter iskrystallerne, og det kræver varmeenergi at smelte sneen. Den varmeenergi kommer fra isen selv, og derfor falder temperaturen indtil det nye frysepunkt er nået. Temperaturen falder, fordi saltvand har et lavere frysepunkt. Jo mere salt, der er i vandet, jo koldere skal det være, før det fryser til is. Saltvandet i havet fryser til is ved ca. -3 C. Men hvis man putter rigtigt meget salt i vandet, kan frysepunktet sænkes helt ned til -21 C. side 12

13 FestivalpakkeN Frysepunkt - Underafkølet vand Du skal bruge Klassens egne materialer Isblandingen fra eksperiment nr. 2 Materialer i Festivalpakken Demineraliseret vand 2 Reagensglas Termometer Salt Andre materialer Glas Sådan gør du Brug isblandingen fra eksperiment nr. 2. Fyld lidt (men lige meget) demineraliseret vand i to reagensglas og placer et termometer i det ene glas. Placer begge reagensglas i isblandingen. Lad glassene stå indtil temperaturen er under frysepunktet i det glas med termometeret temperaturen i det andet glas skulle nu også gerne være under frysepunktet. Det er muligt, at vandet i glasset med termometeret er frosset til is, da der ofte er nogle urenheder i fra termometeret. Prøv nu at slå på glasset med det underafkølede vand (altså det andet reagensglas). Med lidt held kan man få det til at lyn -fryse. Forklaring Flydende vand fryser til fast is ved temperaturer under 0 C. Vand kan dog godt være flydende ved en temperatur under 0 C. Det kaldes underafkølet vand. Hvis vandet får et hårdt slag, og der dannes iskrystaller, vil det fryse lynhurtigt. Der dannes iskrystaller meget hurtigt, når der først er et enkelt iskrystal til at starte udfældningen. I naturen kan man om vinteren opleve, at det regner med underafkølet vand. Dvs. regndråber, der er under 0 C. Det kalder man for islag. Det kan være rigtig farligt, fordi vanddråberne fryser til is med et slag, når de rammer jorden, og der bliver isglat over alt. side 13

14 4. Fordampning - Balloner i mikroovn Du skal bruge Materialer i Festivalpakken To balloner Andre materialer Vand Mikrobølgeovn Sådan gør du Hæld en lille smule vand (ca. 50 ml) i den ene ballon, pust lidt luft i og bind knude på. Pust luft i den anden ballon, så de to balloner er ca. samme størrelse. Læg nu begge balloner ind i mikrobølgeovnen i ca. 20 sek. (tiden afhænger af, hvor meget vand, der er i ballonen, og hvor stor ballonen er, samt mikrobølgeovnens effekt). Hvad sker der mon? Forklaring Ballonen med vand vokser sig hurtigt større end den, der kun indeholder luft. Dette sker som følge af, at vandet inde i ballonen fordamper og derved fylder meget mere, end da det var væske. Når vandet koger, udvikles der damp, og dampen puster ballonen op. side 14

15 5. Vandtryk vand der suger vand Du skal bruge Materialer i Festivalpakken Konisk kolbe En hulprop En gummislange, der passer til hullet i hulproppen (ca. 40 cm) En tang Andre materialer Et glas Vand Bunsenbrænder Sådan gør du Hæld en lille smule vand i kolben (ca. 1/2 cm). Sæt slangen fast i proppen og sæt proppen fast i kolben. Sæt den frie ende af slangen ned i glasset med vand. Slangen skal være under vandets overflade. Varm kolben op over bunsenbrænderen til vandet i kolben koger. Fjern derefter kolben fra flammen. Vent et øjeblik. Det går stærkt! Vær opmærksom på, at slangen skal hives hurtigt ud af vandglasset, når kolben er ved at være fyldt op med vand. Forklaring Når vandet varmes op fordamper en del af vandet. Det går altså fra væskeform til gasform. Og når vandet fordamper, udvider det sig. Det er derfor det bobler i glasset med det kolde vand. Når vandet koger, sker der en kraftig fordampning. Idet kolben fjernes fra bunsenbrænderen afkøles kolben, og luften i kolben trækker sig sammen (den fylder mindre). Herved bliver trykket inde i kolben lavere end trykket udenfor kolben. Trykforskellen gør, at vandet fra kolben presses gennem slangen og over i kolben. Når først der er kommet lidt koldt vand over i kolben, afkøles luften hurtigt, derved suges endnu mere vand over i kolben. side 15

16 6. Osmose æg, der vokser og skrumper Værd at vide, inden du begynder Forsøget kræver forberedelse over et par døgn. Du skal bruge Klassens egne materialer 1 råt æg 1 glas sirup (helst lys) Materialer i Festivalpakken 1 glas eddike Andre materialer Evt. 1 vægt Sådan gør du Læg ægget i et glas og hæld eddike over, til ægget er dækket. Du vil se, at der dannes bobler i glasset. Det er fordi eddiken opløser kalken fra æggeskallen. Efter to døgn er æggeskallen helt forsvundet fra ægget. Ægget svulmer op, fordi noget af eddiken er trængt ind i ægget. Nu skal du forsigtigt skylle og tørre ægget. Læg det ned i et nyt glas og hæld sirup over ægget, til det er dækket. Vent igen ca. 2 døgn. Hvordan ser ægget nu ud? Forklaring Hinden om ægget Rundt om ægget lige under æggeskallen sidder der en tynd hinde. Du kan se og mærke hinden, når du har fjernet æggeskallen med eddike. Som regel kan du også trække hinden af på et kogt æg. Hinden består af celler og fungerer som et finmasket net, en membran, som tillader vand at trænge igennem. Vandet kan trænge ind i ægget og ud af ægget. Men andre stoffer, som har salt og sukker, kan ikke trænge gennem membranen. Ægget suger vand Når ægget ligger i eddikeopløsningen, bliver det større fordi der trænger vand fra eddiken ind i ægget. Vandet bevæger sig fra den side af membranen, som har den højeste koncentration af vand til den side, som har den laveste koncentration af vand. Inde i ægget er der mange forskellige stoffer, som gør, at vandkoncentrationen inde i ægget er lille sammenlignet med koncentrationen af vand udenfor i eddiken. Derfor trænger der vand ind i ægget, og ægget svulmer op. Ægget udskiller vand Når ægget ligger i sukkeropløsningen, trænger der vand fra ægget og ud i sukkeropløsningen. Koncentrationen af vand er større inde i ægget end ude i sukkeropløsningen. Derfor trænger vandet fra ægget ud i sukkervandet, og ægget skrumper. (Test-o-teket) Ekstraopgave Hvis du stadig synes, det er sjovt at eksperimentere med æg, så prøv at skylle og tørre ægget igen og læg det ned i et nyt glas. Fyld nu almindeligt vand i glasset, til ægget er dækket. Hvad sker der så? side 16

17 7. Kogepunkt kogende vand under 100 C Du skal bruge Klassens egne materialer Isterninger Materialer i Festivalpakken Koniskolbe Prop Tang Andre materialer Bunsenbrænder Sådan gør du Fyld lidt vand i kolben (ca. 1 cm). Tænd bunsenbrænderen og placér kolben i flammerne vha. tangen. Hold kolben dér, indtil vandet koger. Når vandet koger fjernes kolben fra flammerne, og der sættes prop på kolben. Vend nu kolben om og læg nogle isterninger oven på bunden af flasken. Hvad sker der? Ekstraopgave - Elektrisk ledningsevne Forklaring Vand koger normalt ved 100 C, men hvis trykket falder, så falder kogepunktet også. Når der sættes prop på kolben, vil der først skabes et overtryk inde i kolben, men idet der lægges is oven på bunden, falder temperaturen inde i kolben. Når temperaturen falder, falder trykket også, fordi mængden af luft inde i kolben er konstant. Når temperaturen bliver tilpas lav, er kogepunktet faldet så meget, at vandet igen begynder at koge. Dette kan også vises med en smule vand i en plastiksprøjte. Ved at sætte en finger for enden af sprøjten og samtidig hive i stemplet, kan man få det til at boble inde i sprøjten. Det er vandet, der koger, fordi trykket inde i sprøjten er blevet tilpas lavt. Som du måske ved, er trykket lavere højt oppe. Det betyder blandt andet, at kogepunktet er lavere i bjergene. Derfor skal et blodkogt æg (i bjergene) også koge i længere tid for at blive kogt, fordi det kogende vand har en lavere temperatur. Hvis skolen har et måleudstyr til at måle vandets elektriske ledningsevne, kan I tilrettelægge en række undersøgelser af forskellige vandprøver. Fx havvand, regnvand, postevand, en mættet saltvandsopløsning og så videre. Måleudstyret måler us/cm (mikrosiemens pr. centimeter). I forbindelse med massefylde kan det med simple flyde/synke forsøg vises, at saltvand har en større massefylde end ferskvand. Prøv for eksempel at lade et æg svæve i vandet. Søg også oplysninger på nettet om Det Døde Hav. Lader man en mættet saltvandsopløsning fordampe, dannes fine små krystaller. NaCl danner små hvide firkantede krystaller, som kan undersøges med en stereolup. Prøv at inddampe andre salte og undersøg deres krystaller. side 17

18 Vandets kemiske egenskaber Vand har en række kemiske egenskaber som I kan undersøge. På kan I læse mere om vands forskellige egenskaber. 8. Vandets hårdhedsgrad Vandets totale hårdhedsgrad fortæller, hvor mange Ca+ og Mg+ ioner, der er i vandet. Vandets hårdhed kan undersøges med et særligt testsæt. Undersøg forskellige vandprøver, og undersøg hvilke faktorer, der kan have indflydelse på vandets hårdhedsgrad. Total hårdhed (dh) > 30 Meget blødt Blødt Medium Hårdt Meget hårdt Du skal bruge Klassens egne materialer Regnvand Materialer i Festivalpakken VISOCOLOR analysesæt Demineraliseret vand Andre materialer Vand fra hanen Destilleret vand Sådan gør du 1. Fyld 5 ml af vandprøven op i det lille plastbæger brug den medfølgende sprøjte. 2. Tilsæt 2 dråber af GH-1 og ryst indholdet godt. Nu bliver prøven sandsynligvis rød. Hvis prøven bliver grøn, vil det sige, at hårdheden af prøven er lig med nul. 3. Hold flasken med GH-2 lodret tilsæt GH-2 dråbe for dråbe, mens prøven rystes, indtil den bliver grøn. Tæl antallet af dråber af GH-2, du har tilsat. En dråbe svarer til 1 hårdhedsgrad. 4. Efter brug skyldes sprøjte og plastbæger grundigt. 5. Skru låg på bøtterne efter brug og undgå at sætte fingrene på åbningen. Obs: Man kan også undersøge havvand, men det anbefales at fortynde det i forholdet 1:30 inden. side 18

19 Nr Vandprøve Demineraliseret vand Destilleret vand Drikkevand fra hanen Hårdhedsgrad Forklaring Når regnvand siver ned gennem jorden, opløses noget af kridtet i den danske undergrund. Derfor indeholder grundvandet i det meste af Danmark kalk. I forsøget undersøger du vandets indhold af kalk. Det kaldes også for vandets hårdhedsgrad. Hvis vandet indeholder meget kalk, siges det, at vandet er hårdt. Kig på hjemmesiden: og se, om hårdheden af jeres målinger svarer til hårdheden, som er angivet på kortet. Ekstraopgave I forsøget kan du måle hårdhed af destilleret vand og demineraliseret vand. Hvad er destilleret vand og demineraliseret vand? Er der en målbar forskel? Kan du sammen med din lærer udtænke og gennemføre et forsøg, hvor der fremstilles destilleret vand? Undersøg forskellige pakker af vaskepulver. Find en sammenhæng mellem vandets hårdhed og brugen af sæbe. Vandet i Danmark er ret hårdt. I en el-koger ser man tit aflejringer af kalk, som dannes, når vandet koger. Nogle gange bruger man afkalkningsmidler for at fjerne kalken. Undersøg hvordan afkalkningsmidler virker. Udtænk et forsøg, der viser noget om afkalkningsmidlers virkning. OBS! Læreren skal godkende jeres forsøg, inden I går i gang. Hvor meget kalk er der i vandet, når det er hårdt? Undersøg og udtænk nogle forsøg med vand og en dråbe mættet kalkvand, som kan give en ide om, hvor meget, eller hvor lidt kalk der egentligt er i hårdt vand. Lav fx et forsøg, hvor du fortynder 10 gange, måler og fortynder 10 gange igen. side 19

20 9. Vandets indhold af salt Du skal bruge Klassens egne materialer Regnvand Andre vandprøver Materialer i Festivalpakken Sølvnitrat AgNO 3 Reagensglas Andre materialer Vand fra hanen Destilleret vand Sådan gør du Du skal indsamle forskellige vandprøver. Du kan fx indsamle regnvand, søvand, mosevand, havvand, vand fra en svømmehal, mineralvand og så videre. Hæld samme mængde vand fra dine vandprøver i en række nummererede reagensglas. Et par dråber AgNO 3, sølvnitrat, hældes i hvert glas. Undersøg om der dannes bundfald. Nr. Reagensglas Ingen bundfald Svagt bundfald Meget bundfald Demineraliseret vand Drikkevand fra hanen Regnvand 4 5 Forklaring NaCl er en ionforbindelse mellem Na+ og Cl-. I vandet er saltet opløst i de to ioner. Sølvnitrat giver et hvidt og uopløseligt bundfald, når det reagerer med Cl-. Der sker følgende reaktion: Cl - + Ag + AgCl Bundfaldet er altså tegn på, at der er natriumclorid i vandet. Undersøgelserne Undersøg dine resultater: Stemmer resultatet med dine forventninger? Hvilke vandprøver indeholder salt? Hvilke vandprøver indeholder ikke salt? Hvad hedder den kemiske forbindelse AgCl? Hvilke kemiske grundstoffer indgår i sølvnitrat? side 20