Faxe Kalk A/S Lærervejledning

Transkript

1 Faxe Kalk A/S Lærervejledning Dette er lærervejledningen til det virtuelle virksomhedsbesøg på Faxe Kalk A/S (herefter Faxe Kalk), som du finder på. Lærervejledningen er skrevet til undervisere i faget natur/teknik i grundskolen. Vi har bestræbt os på at skrive i et sprog uden for mange faglige termer. Derfor kan vejledningen også bruges af lærere i andre fag, som vil lave tværfaglige projekter, eller af elever fra grundskolens ældste klasser, der arbejder med projektopgaver. God fornøjelse! Indhold Formålet med det virtuelle virksomhedsbesøg på Faxe Kalk... 1 Introduktion til virksomheden Faxe Kalk... 1 Baggrundsviden om kalk... 2 Elevforsøg på... 4 Lærertips til elevforsøget HÅRDT OG BLØDT VAND... 5 Lærerdemonstrationsforsøg: KALKMØRTEL... 5 Forslag til tværfagligt samarbejde... 6 Litteraturhenvisning... 6 Formålet med det virtuelle virksomhedsbesøg på Faxe Kalk Eleverne får indsigt i, hvor de møder kalk i deres hverdag Eleverne får indsigt i kalkens oprindelse samt dens udvinding og bearbejdning på Faxe Kalk Eleverne får indsigt i, hvad en geolog og en operatør ved en kalkovn laver Introduktion til virksomheden Faxe Kalk Før Tietgen grundlagde Faxe Kalk, blev der også brudt kalk i Faxe, men da var det af private kalkbrydere. Allerede i 1167 ved man, at Biskop Absalon, Københavns grundlægger, indhentede tilbud på kalksten til at befæste København. I blev den første kalkbrændingsovn anlagt i gruberne. Dengang var det svært at få kalken ud på skibene, så det kunne blive transporteret. Man lod derfor heste gå ud i vandet, så langt de kunne bunde og læssede kalken om på både. I 1843 blev den første anløbsbro bygget. I 1879 åbnede den østsjællandske togbane, så kalken kunne eksporteres endnu længere. Det kongelige slot i Oslo er fx bygget af sten fra Fakse Kalkbrud. En typisk stenbryder fra 1800-tallet var 20 år gammel. Han arbejdede på akkord og brød kalken med en hakke. Kvinder og børn hjalp til med at bære kalken hen til nogle primitive ovne af kampesten, hvor den blev brændt. Stenbryderne arbejdede sammen med sprængere, der var specialister i at sprænge huller i klippevæggene med jernstænger og patroner. I 1932 blev der bygget en kalkbrændeovn i Stubbeovn. Det var en såkaldt rotér-ovn. Før havde man ovne med skakte, som skulle køles ned, hver gang de var brugt. I rotérovnen hælder man kalken ind i den ene ende og tager den ud i den anden ende, når den er brændt færdig. I 1960 erne blev der bygget meget. Faxe Kalk leverede gasbetonsten og kalksandsten til meget af dette byggeri. Side 1

2 Baggrundsviden om kalk Kalken brændes i en kalkovn ved grader celsius. Ved brændingen fjernes kuldioxid (CO 2 ) af kalkstenen (CaCO 3 ), og der dannes brændt kalk (CaO). Reaktionen er: Kalksten + varme» brændt kalk og kuldioxid. CaCO 3 + varme» CaO + CO 2. Hvad er kalk? Ordet kalk dækker over mange ting. Det kaldes også kalksten eller kridt. Fælles for al kalk er, at det består af Calciumkarbonat (CaCO 3 ). Hvor kommer kalken fra? Kalken i Fakse Kalkbrud er 65 mio. år gammel. Den stammer fra forstenede mosdyr. Mosdyrene hedder Bryozo derfor kaldes kalken Bryozokalk. Mosdyrenes skeletter er opbygget af kalk. Imellem mosdyrene findes skeletresterne af endnu mindre organismer, som har levet i havet på samme tid. Der har også være en særlig slags svampe på den tid, som er blevet aflejret i kalken. Det er i dag blevet til lag af flintesten i kalken. Koralkalk Ved Fakse Kalkbrud findes der også en helt særlig slags kalk, som hedder koralkalk. Koralkalken er dannet på bunden af havet, hvor der har vokset koraller i store kolonier. De fleste koraller havde form som mangearmede lysestager, derfor er der mange forgreninger i kalken. Ud over koraller, mosdyr og svampe levede der også andre dyr, fx hajer, blæksprutter, krabber og snegle mm. Dem kan man finde som fossiler i kalken. Hvor bruger man kalk? Man bruger kalk i plast, maling og lak, glas, landbrug, papir (kridt som fyldstof), oparbejdning af slam, rensning af industrirøg og spildevand, cement, mørtel, asfalt, stål, mel, sukker, tandpasta, piller, lim og tavlekridt. Kalk i jorden Jordens indhold af kalk har stor betydning for optagelsen af de naturlige næringsstoffer i jorden, som igen har stor betydning for planternes vækst. Landbrug og skovbrug bruger kalk til at gøre jorden mindre sur og for at tilføre jorden kalcium og magnesium. Kalk i industrien Når man laver sukker, renser man råsaften for urenheder ved hjælp af brændt kalk (kalkmælk). Den tilsatte kalk udfældes igen, ved at der ledes CO 2 ("kulsyre") ind i saften. Man bruger også kalk til at lave papir, plast og gummi. I drikkevand og spildevandsrensningsanlæg bruger man kalk til at justere vandets surhedsgrad. Kalk i byggeri Kalks bindende evne har været kendt i årtusinder. Man har brugt kalk i konstruktionen af både de egyptiske pyramider, den kinesiske mur og de romerske akvædukter. I dag bruger man kalk til mørtel, mure og puds til facader på bygninger. Man bruger også kalk til at lave beton med. Beton er et godt byggemateriale, fordi det holder på varmen og er lydisolerende. Side 2

3 Kalk i vores mad Vi har behov for kalk for at bevare vores knogler og tænder. Dette behov får vi dækket ved at spise mad med kalk hver dag skal vi have ca. 1 g kalk. Der er fx kalk i mælk. Sæbe Sæbe har langt tilbage i tiden været anvendt som rengøringsmiddel. Tilbage i oldtiden fremstillede man sæbe af kalk, tang og aske. Sæbe har flere funktioner den nedbryder overfladespændingen på vandet, så sæbeopløsningen kan trænge ind. Meget snavs er bundet til fedtstoffer, så sæben skal også være fedtopløsende. Sæbe fremstilles af en fedtsyre og en base, herved får man et molekyle, som kan opløse både vandbunden og fedtbunden snavs. Ex: Vand og olie kan normalt ikke blandes, olien lægger sig øverst, da den er lettest. Tilsættes der lidt sæbe til blandingen, kan de godt blandes, da sæben virker som emulgator. Hårdt og blødt vand Vand fra vandhanen indeholder opløst kalk, dvs. calcium-ioner (Ca 2+ ). Jo flere calcium-ioner, der er i vandet, des hårdere siger vi, vandet er. Når man tilsætter sæbe til vandet reagerer calcium-ionerne med sæben, og vandet blødgøres, og der dannes kalksæbe. Derfor skal der bruges mere sæbe, hvis vandet er hårdt, da noget af sæben bruges til at blødgøre vandet. Jo mere kalk, der er i vandet, desto hårdere er det. Vands hårdhed bestemmes ved en kemisk analyse: jo højere indhold af grundstofferne calcium og magnesium, desto højere hårdhedsgrad. I Danmark opgives hårdheden som regel i tyske hårdhedsgrader, dh (tyske grader hårdhed). Man kan imidlertid i sjældne tilfælde komme ud for andre måleenheder: fh, mmol/l (det betyder milli-mol per liter) og Clarke. Derudover har man også de mindre præcise angivelser meget blødt, blødt, middelhårdt, hårdt og meget hårdt. 0-4 ºdH Meget blødt vand 4 8 ºdH Blødt vand 8 12 ºdH Middelhårdt vand ºdH Temmelig hårdt vand ºdH Hårdt vand over 30 ºdH Meget hårdt vand Calcium (Ca 2+ ) Calcium, der indgår i kalk, bestemmer sammen med magnesium, hvor hårdt vandet er. Meget calcium i vandet giver hårdt vand, hvor kalk let aflejres i fx vaskemaskiner og kaffemaskiner. Calcium binder også sæbe, så der skal bruges mere sæbe, når der er meget calcium i vandet. Der findes ingen grænseværdier for indholdet af calcium, men indirekte sættes en grænse gennem vands hårdhed. Vands hårdhed er et udtryk for mængden af calcium og magnesium i vandet. Jo hårdere vand, desto større tilbøjelighed til udfældning af kalk/kedelsten. Blødt vand kan medføre korrosion i vandrørene. Side 3

4 Sulfosæbe reagerer ikke med calcium-ioner, så vandets hårdhed spiller ingen rolle for sæbens dosering. Sulfosæbe indeholder bl.a. grundstoffet svovl og nedbrydes langsomt i naturen. Elevforsøg på LAV DIT EGET SKRIVEKRIDT LAV EN BRANDSLUKKER HÅRDT OG BLØDT VAND Side 4

5 Lærertips til elevforsøget HÅRDT OG BLØDT VAND Til forsøget med hårdt og blødt vand egner sæbepulver og vaskemiddel til tøj sig bedst. Man kan også bruge opvaskemiddel, men her er forskellen ikke så tydelig. Brug 1% opløsning af opvaskemiddel. Ved større sæbeforbrug vil sæbeskummet ikke kunne aflæses. Er der tid til mere åbne forsøg, kan man lade eleverne vælge og afprøve flere typer af sæbe og selv finde en passende dosering. Eleverne kan med fordel tage vandprøver fra lokale grøfter, vandløb eller søer og herved få indblik i deres nære miljø. Forslag til tværfagligt samarbejde Forsøget er velegnet til at anvende i tværfagligt forløb med matematik under rummål (ml, dl, og l). Man kan lade eleverne selv udregne mængden af sæbe til 1% opløsningen af opvaskemidlet eller bede dem finde rummålet for 1 tsk sæbe i 1 cm 2 = 1 ml. Lærerdemonstrationsforsøg: KALKMØRTEL Dette forsøg skal udføres af en lærer og ikke af eleverne selv. Opvarm et stykke kridt over en gasbrænder i ca. 10 minutter. CaCO 3 + varme CaO + CO 2 kalk brændt kalk kuldioxid Når det brændte kalk er afkølet, placeres det i et bægerglas. Dryp lidt vand på den brændte kalk og se, hvad der sker. CaO + H 2 O Ca(OH) 2 Brændt kalk vand hydratkalk Hydratkalken kan blandes op med vand og bruges til at male med (kalke). Hydratkalken kan blandes med sand til mørtel. Når man bygger huse, murer man stenene sammen med mørtel. Når mørtlen tørrer optager den kuldioxid fra luften og omdannes til kalk. Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O hydratkalk kuldioxid kalk vand Side 5

6 Forslag til tværfagligt samarbejde Forløbet omkring Faxe Kalks historie og andre kalkbrud i Danmark kan tages op i Historie. Hvis det er muligt, kan det virtuelle virksomhedsbesøg kombineres med et besøg i Fakse Kalkbrud, hvor eleverne kan lede efter (og med stor sandsynlighed finde) fossiler. Faxe Kalk ejer Fakse Kalkbrud. Der er fri adgang til at besøge bruddet til fods, og man må bruge værktøj og medtage de fossiler, man finder. Vær opmærksom på, at det er på eget ansvar at færdes i Fakse Kalkbrud. Det er forbudt at kravle op af skrænter og bunker af hensyn til skridnings- og nedstyrtningsfare. Hvis man slår på sten fra kalkbruddet, skal der anvendes sikkerhedsbriller. Litteraturhenvisning Kalk et dansk råstof, Gunnar Cederberg, Gyldendal Faxe Kalk 100 år, Klaus Borre (red), Bonde s København, Om kalk og besøg i Faxe Kalkbrud: Side 6