Undervisningsbeskrivelse

Transkript

1 Undervisningsbeskrivelse Termin Skoleåret 2009/2010 Institution Uddannelsescenter Ringkøbing-Skjern Uddannelse HTX Fag og niveau Kemi B Lærer(e) Kathrine Konge Rasmussen Hold 109 Kemi Oversigt over gennemførte undervisningsforløb Titel 1 Naturvidenskabelig metode Titel 2 Støkiometri Titel 3 Kemikalier og sikkerhed Titel 4 Sundhed, brød og bagning Titel 5 Grundstoffer og molekyler Titel 6 På rejse med jern Titel 7 Reaktionshastighed Titel 8 Kemiske ligevægte Titel 9 ph og logaritme (syre-base) Titel 10 Olie og naturgas Titel 11 Dufte i kemien

2 Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb) Titel 1 Naturvidenskabelig metode (SO-projekt) Indhold Kernestof: Naturvidenskabelig grundforløb af Hans Marker m.fl. s. 8-17, 20-25, og 91 Kernestof: Naturvidenskabelig metode; hypoteser, eksperimenter og modeller. Skriftlig formidling; rapportskrivning. Eksperimenter: Osmose i en kartoffel Omfang Særlige fokuspunkter Uddannelsestid 20 timer fordelt på fysik og kemi Kompetencer, læreplanens mål, progression Kompetencer: Faglig diskussion It Læsning Skriftlig udtryksfærdighed Teori/metode Dokumentation og præsentation Faglige mål: Faglig diskussion Metoder og teknikker Naturvidenskabelige eksperimenter Eleverne introduceres for den naturvidenskabelige metode, herunder hypotese dannelse, tilrettelæggelse og gennemførelse af enkle naturvidenskabelige eksperimenter. Eleverne præsenteres for forskellige typer af data, der i det udvalgte eksperiment også lægger op til en grafisk afbildning, herunder en introduktion af Excel og forskellige former for grafisk afbildning. Herigennem rustes eleven til at gennemføre et enkelt eksperiment "Osmose i kartofler". Eksperimentet lægger op til rapportskrivning, hvor et led i databehandlingen er grafisk afbildning, hvorfor det vil være naturligt at introducere/anvende Excel og se nærmere på forskellige former for grafisk afbildning med henblik på valg af den der passer til eksperimentets data. Væsentligste arbejdsformer Retur til forside Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Eksperiment/laboratoriearbejde Klasseundervisning Pararbejde

3 Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb) Titel 2 Støkiometri Indhold Isis kemi C af Kim Bruun m.fl. Forlaget Systime, s , og Kernestof: Densitet, formelmasse, stofmængde, mængdeberegninger, idealgasloven, blandinger, procent, stofmængdekoncentration, aktuel kontra formel koncentration og titreranalyse. Eksperimenter: Eddikesyreindholdet i husholdningseddike. Omfang Uddannelsestid 20 Særlige fokuspunkter Kompetencer: Formidling af teori Demokratisk praksis Selvstændigt arbejde Faglige mål: Beregninger - kemisk systematik Håndtere eksperimentelle data Koble teori og eksperiment Eleverne har hidtil designet og gennemført kvalitative eksperimenter, forsøgsrækken skal udvides med kvantitative eksperimenter. Det kræver, at eleverne lærer at anvende kemisk systematik og gennemføre simple mængdeberegninger. Teorien afvikles som klasseundervisning, hvorefter den praktiseres i tre eksperimenter. Der er lagt op til, at eleverne individuelt efterbehandler data, hvorefter de demokratisk dokumenterer resultaterne skriftligt i grupper. Der er således muligt for den enkelte elev, at teste hvad de har lært og vurdere, hvor fokus skal sættes fremover. I det skriftlige arbejde (journalskrivning) sættes der fokus på resultater, efterbehandling og vurdering af eksperimentelle data. Væsentligste arbejdsformer Retur til forside Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Projektarbejde Klasseundervisning Eksperiment/laboratoriearbejde

4 Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb) Titel 3 Indhold Kemikalier og sikkerhed Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale fordelt på kernestof og supplerende stof Isis kemi C af Kim Bruun m.fl. Forlaget Systime, s Kernestof: Kemikalie og sikkerhed herunder grænseværdier, mærkning af kemikalier samt kemikalieaffald. Omfang Særlige fokuspunkter Uddannelsestid: 6 timer Kompetencer, læreplanens mål, progression Faglige mål: At gøre eleverne i stand til at forholde sig til og træffe de sikkerhedsmæssige foranstaltninger der er nødvendig for arbejde med kemikalier i forbindelser med eksperimentelt arbejde. Desuden skal de være i stand til at bortskaffe kemikalier på forsvarlig vis. Eleverne introduceres til mærkning og klassifikation af kemiske stoffer herunder anvendelse af listen over farlige stoffer. Der arbejdes desuden med grænseværdier og kemisk affald. Væsentligste arbejdsformer Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Klasseundervisning og opgaveløsning herunder anvendelse af kemikaliedatablade og listen over farlige stoffer. Retur til forside

5 Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb) Titel 4 Indhold Sundhed, brød og bagning (SO-projekt) Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale fordelt på kernestof og supplerende stof Isis kemi C af Kim Bruun m.fl. Forlaget Systime, s , Kernestof: molekyleforbindelser og ionforbindelser, opskrivning af afstemning af reaktionsskemaer, mængdeberegninger og beregningsskemaer, gassernes tilstandsligninger. Eksperimenter: Ophedning af natron Kemiske hævemidlers gasudvikling Omfang Særlige fokuspunkter Anvendt uddannelsestid: 12 timer Kompetencer, læreplanens mål, progression Kompetencer: Sammenhæng mellem forskellige fag Planlægning og gennemførelse af enkle naturvidenskabelige eksperimenter dokumentere eksperimenter skriftligt hypotese Faglige mål: Systematikken i det periodiske system Kemiske fænomener og modeller Kemisk sprogbrug: formelsprog, nomenklatur, reaktionsskema mængdeberegning gassers tilstandsligning Væsentligste arbejdsformer Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Klasseundervisning og gruppearbejde.

6 Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb) Titel 5 Indhold Grundstoffer og molekyler Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale fordelt på kernestof og supplerende stof Isis kemi C af Kim Bruun m.fl. Forlaget Systime, s og Kernestof: kemiske reaktioner og opskrivning af reaktionsskema, periodiske system og de forskellige stofklasser, Molekyle- og strukturformler, formelenheder, stofmængdeberegning og beregningsskema. Eksperiment: Fældningsreaktioner Omfang Særlige fokuspunkter Anvendt uddannelsestid: 8 timer Kompetencer, læreplanens mål, progression Kompetencer: Sammenhæng mellem forskellige fag Faglige mål: Systematikken i det periodiske system Kemiske fænomener og modeller Kemisk sprogbrug: formelsprog, nomenklatur, reaktionsskema Væsentligste arbejdsformer Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Eksperiment/laboratoriearbejde Klasseundervisning Gruppearbejde. Retur til forside

7 Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb) Titel 6 På rejse med jern Indhold Isis kemi C af Kim Bruun m.fl. Forlaget Systime; s og Kernestof: Udvalgte uorganiske stoffers egenskaber og anvendelse, udvalgte reaktionstyper, kvalitative og kvantitative analyser, mængdeberegninger og kemi i en anvendelsesorienteret og teknisk sammenhæng. Eksperimenter: Spændingsrækken Korrosion af jern Indstilling af kaliumpermangenat Jernindholdet i ståluld Omfang Særlige fokuspunkter Uddannelsestid 17 timer Kompetencer Empiri/eksperiment Faglige mål Planlægning af eksperimentelt arbejde Beregninger - kemisk systematik Håndtere eksperimentelle data Kemiske fænomener og modeller Der sættes nu fokus på selve reaktionen mellem eddikesyre og natriumhydroxid, der var aktuel i forbindelse med præsentation af titrering og praktisk anvendelse af mængdeberegninger i forrige forløb "Støkiometri". På grundlag af manuel dataopsamling af sammenhørende værdier af ph og tilsat volumen af NaOH optegnes titrerkurver, og kravet om at kunne udføre simple beregninger kommer nu også til at omfatte phberegninger. Væsentligste arbejdsformer Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af agprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Eksperiment/laboratoriearbejde Gruppearbejde Klasseundervisning Retur til forside

8 Undervisningsbeskrivelse HTX109 Kemi B i skoleåret 10/11 Vibeke Berg Efter sommerferien 2010, hvor jeg (VB) overtog klassen efter KR valgte jeg/vi at samle op på redoxreaktioner (på rejse med jern), gennem repetition af eksperimentet Spændingsrækken med fokus på afstemning af redoxreaktioner, herunder kobbers reaktion med koncentreret salpetersyre med efterfølgende afvikling og grundig efterbehandling af nedenstående: Eksperimenter Indstilling af kaliumpermangenat Jernindholdet i ståluld Korrosion af jern (demo) Materialer Isis C s Elevtid 2 Uddannelsestid 8 Inden vi fortsatte med følgende forløb, hvor såvel TA og KR som pædagogikum kandidater har fuldt klassen på skift.

9 Reaktionshastighed Beskrivelse Eleverne vil i praksis skulle anvende viden om redoxreaktioner og kemisk systematik med henblik på at tilegne eller dokumentere viden om reaktionshastighed, herunder betydningen af koncentration, temperatur og katalyse. Viden tilegnes denne gang på baggrund af kvalitative og kvantitative eksperimenter, iagttagelserne diskuteres på klassen og begrundes teoretisk. Resultaterne af det kvantitative forsøg bearbejdes; koncentrationen af en reaktant som funktion af tiden vises grafisk med det formål at kunne bestemme reaktionshastigheden. Materialer Isis B s Kernestof: Reaktionshastighed på kvalitativt grundlag, herunder betydningen af koncentration, temperatur og katalyse. Supplerende stof: Reaktionshastighed på kvantitativt grundlag. Eksperimenter: Reaktionshastighed Katalysatorforsøget - en kold kartoffel Progression Med kendskab til redoxreaktioner skal eleverne gruppevis gennem eksperimentelt arbejde tilegne sig viden om reaktionshastighed, herunder betydningen af koncentration, temperatur og katalyse. Elevernes iagttagelser bearbejdes på klassen og dokumenteres efterfølgende skriftligt, resultatet af den kvantitative del vises grafisk. Elevtid 4 Uddannelsestid 10 Initialer VB

10 Almene mål Egen indlæring Empiri/eksperiment It Samtale/diskussion Skriftlig udtryksfærdighed Faglige mål Beregninger - kemisk systematik Dokumentere og formidle Håndtere eksperimentelle data Koble teori og eksperiment Produkter Skriftligt produkt Arbejdsformer Eksperiment/laboratoriearbejde Gruppearbejde Evalueringsmetoder Forløbsprodukter Klassesamtale

11 Kemiske ligevægte Beskrivelse Eleverne introduceres for begreberne massevirkningslov, reaktionsbrøk og ligevægtskonstant og vha. af dem skal de kunne afgøre, hvorvidt et system er i ligevægt. Desuden skal de med udgangspunkt i et eksperiment lære at argumetere for forskydning af en ligevægt som følge af koncentrations-, volumen-/tryk- og temperaturændring ved anvendelse af både massevirkningsloven og Le Charteliers princip. Den i eksperimentet anvendte ligevægt er et eksempel på homogene ligevægte. Tungtopløselige salte giver mulighed for at uddybe kendskabet til kemiske ligevægte, hvor homogene ligevægte nu suppleres af heterogene ligevægte (opløselighedsligevægte). I praksis giver det mulighed at bestemmelse af et salts opløselighedsprodukt, der uden videre kan omregnes til saltets opløselighed, en mere velkendt størrelse. Materialer Isis B; s , og Kernestof: Kemisk ligevægt. Supplerende stof: Heterogen ligevægt. Eksperimenter: Indgreb i et ligevægtssystem og opløselighedsproduktet for calciumhydroxid. Progression Eleverne skal udover fuldstændige reaktioner også have kendskab til reversible (ufuldstændige) reaktioner, hvor der indstilles en ligevægt. Der sættes i dette forløb fokus på ligevægte, først homogene ligevægte. Eleverne vil opfriske viden om naturvidenskabelig metode, og med udgangspunkt i et eksperiment skal de kunne argumentere for ligevægtsforskydninger som følge af forskellige indgreb, og aktuel viden må stå sin prøve. I forlængelse af et kvalitativt eksperiment med en homogen ligevægt skal eleverne koble deres viden om ligevægte på tungopløslige salte og i den forbindelse udarbejde et kvantitativt eksperiment med en heterogen ligevægt. Elevtid 4 Uddannelsestid 11 Initialer

12 VB (og TA) Almene mål Argumentation Empiri/eksperiment Samtale/diskussion Faglige mål Hypoteser og eksperimenter Koble teori og eksperiment Produkter Skriftligt produkt Arbejdsformer Eksperiment/laboratoriearbejde Gruppearbejde Klasseundervisning Evalueringsmetoder Forløbsprodukter Procesevaluering

13 Syre-basereaktioner (ph og logaritmer) Beskrivelse Syrer, baser, syre-basereaktioner og ph-begrebet introduceres. Eleverne får gennem studieområdeprojektet ph og logaritmer bl.a. praktisk kendskab til titrering af stærk syre med stærk base, og efterfølgende teoretisk kendskab til titrering af svag syre med stærk base. Ækvivalenspunkter bestemmes såvel kolorimetrisk som potentiometrisk (vha. titrerkurve) og anvendes til bestemmelse syrernes nøjagtige koncentration. Eleverne vil i øvrigt stifte bekendtskab med syre-/basestyrke og ph-beregning i vandige opløsninger af stærke/svage syrer og baser samt i en blanding af en ikke stærk syre og dens korresponderende base også kaldet en pufferopløsning. Bemærkning: Husk fokus på forskellen på en syre og en sur opløsning og tilsvarende for base/basisk opløsning. Materialer Isis C s Isis B s og Kernestof: Syre-basereaktioner, ph-beregninger, titrering (kvantiativ analyse) og syntese Supplerende stof: ph-beregning i pufferopløsninger (pufferligningen) Eksperimenter: Titrering af stærk syre med stærk base (ph og logaritmer) Syntese af salmiak Progression Der sættes nu fokus på selve reaktionen mellem eddikesyre og natriumhydroxid, der var aktuel i forbindelse med præsentation af titrering og praktisk anvendelse af mængdeberegninger i forrige forløb "Støkiometri". På grundlag af manuel dataopsamling af sammenhørende værdier af ph og tilsat volumen af NaOH optegnes titrerkurver, og kravet om at kunne udføre simple beregninger kommer nu også til at omfatte ph-beregninger. Elevtid 4 Uddannelsestid 29

14 Initialer VB (og TA) Almene mål Empiri/eksperiment Gruppearbejde It Faglige mål Beregninger - kemisk systematik Håndtere eksperimentelle data Kemiske fænomener og modeller Produkter Skriftligt produkt Arbejdsformer Eksperiment/laboratoriearbejde Gruppearbejde Klasseundervisning Evalueringsmetoder Forløbsprodukter Procesevaluering

15 Olie og naturgas Beskrivelse Et tema som tager udgangspunkt i olie og naturgas samt den grundlæggende organiske kemi med alkaner, alkener, alkyner og arener. Carbonholdige forbindelser der i stor stil anvendes som brændstof (transport, varme og elektricitet), men også indgår i fremstillingen af halogenerede carbonhydrider (CFC-gasser) og plast mm. Den organiske kemi s mangfoldighed kræver kendskab til molekylmodeller og systematisk navngivning, der anvendes IT-programmer som Organavn og ChemSketch. Arbejdet med organiske stoffer er ikke nødvendigvis ufarligt, da flere stoffer erklæres sundhedsskadelige eller giftige, hvorfor sikkerheden bør skærpes, så arbejdet med kemikalier i laboratoriet udføres forsvarligt. Materialer Isis Kemi C; s og Kernestof: Carbonhydrider, organiske halogenforbindelser og plast, navngivning, fysiske og kemiske egenskaber, herunder rummelig struktur, tilstandsformer, opløselighed, isomeri, substitution, elimination, addition og forbrænding. Grænseværdier, kemikaliemærkning og kemikalieaffald. Supplerende stof: Raffinering af råolie, herunder krakning og reforming. Eksperimenter: Carbonhydriders reaktionstyper (substitutions- og additionsreaktion) Progression Eleverne introduceres for den systematiske navngivning af organiske stoffer, og ud fra stoffernes struktur forberedes eleverne på at kunne vurdere såvel kemiske som fysiske egenskaber. Undervisning i carbonhydridernes egenskaber og anvendelse forventes at give eleverne mulighed for at forholde sig til teknologien i raffinering af råolie og produkternes miljøbelastning. I forbindelse med opløselighed ser eleverne et konkret eksempel på, hvorledes der kan redegøres for kemiske fænomener på mikro-, makro- og symbolniveau. Elevtid 2 Uddannelsestid 14 Initialer VB og (KR)

16 Almene mål Faglig diskussion Gruppearbejde Mundtlig udtryksfærdighed Faglige mål Beregninger - kemisk systematik Håndtere eksperimentelle data Kemikaliehåndtering Kemiske fænomener og modeller Produkter Fysisk produkt Mundtlig fremlæggelse Skriftligt produkt Arbejdsformer Eksperiment/laboratoriearbejde Klasseundervisning Forelæsning/foredrag Gruppearbejde (forberedelse og oplæg) Individuelt arbejde Evalueringsmetoder Forløbsprodukter Klassesamtale

17 Dufte i kemien Beskrivelse Eleverne får med udgangspunkt i alkoholer ansvaret for i grupper at studere alkoholers opbygning, navngivning, fremstilling, fysiske og kemiske egenskaber og skabe eksperter, der i matrixgrupper deler deres viden med resten af klassen. En viden der synes grundlæggende for et godt og bredt indblik i organiske kemi's mangfoldighed. Teorien afbrydes løbende af eksperimenter. Formel og symbolsprog inddrages, eleverne skal kunne skelne mellem molekylformler og strukturformler. Eleverne skal kunne anvende systematisk navngivning, men i visse tilfælde også trivialnavne. De forbindelser, der arbejdes med, skal navngives og ikke bare omtales som formler. Eleverne skal kunne vurdere stoffernes tilstandsformer, kogepunkter og opløselighed under inddragelse af intermolekylære bindinger, polære og upolære molekyler samt hydrofile og hydrofobe grupper. Den organiske kemi's mangfoldighed resulterer uundgåeligt i stoffer med samme molekylformel, hvilke der kaldes for isomere stoffer. Eleverne vil stifte bekendtskab med strukturisomere (forskellig strukturformler) og skal kunne skelne i mellem kæde-, stillings- og funktionsisomere. Derudover vil stereoisomere (stoffer med forskellig rumlig opbygning) blive introduceret gennem geometrisk isomere, udover cis/trans-isomeri, der tidligere er berørt under arbejdet med fedtstoffer, vil eleverne få kendskab til Z/E-isomeri. Under gennemgang af aldehyder og ketoner omtales Tollens reagens, der ligesom Fehlings væske kan bruges til at skelne mellem aldehyder og ketoner. I praksis får eleverne blandt andet lov til at lave en syntese, oprense produktet og vurdere renheden heraf vha. smeltepunktsbestemmelse. Bemærkning: Hydrogenbindingens særlige karakter belyses udover eksempler fra organisk kemi også gennem eksempler fra den uorganiske kemi. Programmet "Organavn" bruges som træningsværkstøj, hvad angår navngivning og opskrivning af formler for organiske forbindelser. Materialer Isis C s og Isis B s , og Kernestof: Bredt udvalg af organiske stofklasser, herunder alkoholer, ethere, phenoler, aldehyder, ketoner, carboxylsyrer og estere. Addition, substitution, addition/radikalpolymerisation, oxidation af alkoholer (organiske redoxreaktioner), kondensationsreaktioner, hydrolyse, forsæbning, polykondensation. Stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer, opløselighed og isomeri. Kvantitativ og kvalitativ syntese med og uden oprensning Eksperimenter:

18 Syntese af benzoesyre Oxoforbindelsers egenskaber Estersyntese Progression Kendskabet til organiske stoffer, carbonhydriders og halogenforbindelsers egenskaber og anvendelser, udvides med et bredt udvalg af organiske stofklasser. Elevtid 6 Uddannelsestid 24 Initialer VB (og KR) Almene mål Gruppearbejde Mundtlig udtryksfærdighed Faglige mål Beregninger - kemisk systematik Håndtere informationer Produkter Fysisk produkt IT-støttet fremlæggelse Mundtlig fremlæggelse Skriftligt produkt Arbejdsformer Eksperiment/laboratoriearbejde Forelæsning/foredrag Klasseundervisning Gruppearbejde (matrixgrupper ekspert/vidensdeling)