Fo rbra nning ett formativt prov i kemi Innan provet kan eleverna ges en checklista för att värdera om de har förberett sig på det som kommer att tas upp och diskuteras i provet. De får ta ställning till olika påståenden för att ringa in vad de behöver öva mer på. Denna checklista kan t ex se ut så här: Påstående: Ja/nej Jag har förståelse för begreppen aggregationsform, smält- och kokpunkt, gaser, och förbränning, och kan förklara dessa för en kompis Jag kan beskriva kolets kretslopp kemiskt och diskutera vad detta har för betydelse för livet på jorden Jag kan förklara hur ett stort träd kan uppkomma ur ett litet frö Jag kan med hjälp av ett ämnes placering i det periodiska systemet säga något om dess reaktivitet Jag kan ge förslag på hur man kan ändra aggregationsform med hjälp av ändringar i temperatur Jag vet att vissa ämnen kan reagera med luftens syre vid upphettning detta kallas förbränning Jag kan ge exempel på och skriva en balanserad formel för en förbränningsreaktion Jag kan hitta de kemiska beteckningarna för ämnena i ett periodiskt system Jag kan göra en enkel reaktionsformel och balansera denna så att det finns lika mycket av varje atomslag på båda sidor om reaktionspilen Jag kan förklara varför det ser ut som massa försvinner när ett vedträd brinner Jag förstår hur en reaktion kan påverkas av temperatur, tryck, koncentration eller katalysatorer Provtillfa lle 1: Vid lektionstillfälle 1 får eleverna 45-60 minuter på sig att besvara de två frågorna nedan. Om man som lärare vill vägleda eleverna lite mer så kan underfrågeställningar adderas, alternativt kan man ge dem ordlistan nedan och indikera att dessa ord bör tas upp då frågorna besvaras. Provfråga 1: a) Om du tänder ett stearinljus och låter det brinna en stund blir det kortare. Vad har hänt med ljuset? Det väger mindre men vad har försvunnit och vad har bildats? b) Det sägs ibland att kor bidrar mer till växthuseffekten än bilar. Vad tror du om det? Kan det variera beroende på vilken energikälla bilen använder? Viktiga begrepp: Koldioxid Förbränning Syre Fotosyntes
Cellandning Förnyelsebar energi Kolets kretslopp Växthuseffekten Energiomvandling Feedback: När frågorna konstrueras är det viktigt att tänka efter vilka svar man vill att frågorna ska ge. Vilka begrepp är viktiga? Vilka förmågor och vilken förståelse vill man testa? I samband med detta kan ett feedbacksprotokoll konstrueras. Nedan är ett exempel på hur detta skulle kunna se ut för provfrågorna ovan. Självklart rymmer protokollet inte alla svarsalternativ men ger eleverna en vägledning till deras egen analys. När detta protokoll ges till eleverna klipper man ut de delar som berör respektive elev (varje elev får alltså inte hela protokollet). Det är sedan lätt att som lärare, vid behov, ytterligare tillföra andra aspekter i sin feedback som kanske inte framgått i protokollet, t ex som missförstånd som endast en elev visat. Feedbacksprotokoll: Vad händer med ljuset? Reaktionen som sker i ljuset kallas förbränning och innebär att stearinet reagerar med syre. Vid förbränning av organiska molekyler (molekyler som innehåller kol) så sker en reaktion med syre så att koldioxid och vatten bildas. Reaktionen i detta fall ser ut så här: C 17H 35COOH + 26 O 2 17 CO 2 + 18 H 2O Stearin + syre koldioxid och vatten Även om ett ämne inte innehåller kol kan det förbrännas (reagera med syre) men då bildas inte koldioxid. T ex bildas svavel (S) svaveldioxid (SO 2) när det reagerar med syre: S + O 2 SO 2 Vad är energiomvandling? Energi kan aldrig försvinna bara omvandlas. I fotosyntesen omvandlas ljusenergi från solen till kemisk energi i form av glukos (druvsocker). Det samma gäller alla ämnen i en kemisk reaktion. När stearinljuset brinner ser det ut som att något försvinner och ljuset blir kortare. Men egentligen har stearinet omvandlats till koldioxid och vatten. Reaktionen ser ut så här: C 17H 35COOH + 26 O 2 17 CO 2 + 18 H 2O Stearin + syre koldioxid och vatten Vad är växthuseffekten? Växthuseffekten är den uppvärmning av jordytan som åstadkoms av jordens atmosfär. Tack vare vår atmosfär så studsar inte all värme som solen skickar mot jorden direkt ut i rymden utan kan bevaras. Jorden blir därigenom varmare än den skulle ha varit om den hade saknat atmosfär.
Koldioxid räknas som en växthusgas och bidrar till att förstärka växthuseffekten. Detta innebär att medeltemperaturen på jorden höjs vilket kan leda till smältning av stora ismassor i glaciärer, extrema väderfenomen och svårigheter att odla grödor på grund av extrem torka. Ett annat exempel på en växthusgas är metan som t ex tillverkas vid matspjälkningen hos kor. Olika typer av bränslen påverkar vår miljö olika mycket, varav bensin och andra fossila bränslen är de bränslen som har mest negativ effekt på miljön. Vad är ett miljövänligt och förnyelsebart bränsle? Etanol är ett exempel på ett förnyelsebart bränsle som kan nybildas snabbt då den framställs av växter. Växterna tar upp koldioxid från luften och använder i fotosyntesen, vilket gör att inget kortsiktigt nettoutsläpp av koldioxid uppstår. Bensin, som görs av olja, tar däremot miljontals år att nybilda och ger därmed en nettotillförsel av koldioxid i atmosfären och ger då en förstärkt växthuseffekt. Men det är inte alltid så att det finns bra och dåligt bränsle Etanolproduktion är t ex inte helt miljövänlig, då man bland annat skövlar och använder viktig mark för att odla på. Etanol behöver också ofta transporteras långa avstånd innan det kan användas i Sverige. Andra exempel på att använda miljövänligare alternativ för transport kan vara elbilar, kommunala transportmedel och genom att använda biogas. Vad är fotosyntesen? All koldioxid i vår atmosfär är inte dålig och leder till växthuseffekten. Faktisk är en viss mängd koldioxid livsnödvändig! Koldioxid behöver växterna för att göra kemisk energi genom fotosyntesen. Fotosyntesen är en del av kolets kretslopp och är en form av förbränning. Kol i form av koldioxid tas upp av växterna (och vissa bakterier) och omvandlas med hjälp av solenergi till glukos (druvsocker). Processen ser ut så här: 6 CO 2 + 6 H 2O + solenergi C 6H 12O 6 + 6 O 2 Koldioxid + vatten + solenergi glukos (druvsocker) och syrgas Vi behöver därför växternas hjälp att rena vår atmosfär. Fler växter ger ett större upptag av koldioxid vilket i viss grad kan motverka växthuseffekten. Men det räcker inte vi människor måste ändra våra vanor så att mindre koldioxid bildas. Vad är cellandning? Det är inte bara bilar och kor som släpper ut koldioxid Även vi bidrar genom en process som kallas cellandning (eller respiration). Liksom växterna behöver koldioxid behöver vi människor syre för att överleva - men vad används egentligen syret till? Jo, det används i cellandningen. Cellandningen är en slags motsatt fotosyntes där tillgodogör oss energi genom att bryta ned glukos (druvsocker). Cellandningen är också en del av kolets kretslopp. Koldioxid och vatten är restprodukter som bildas när glukos bryts ned i våra organeller mitokondrier inne i cellen. Reaktionen ser ut så här: C 6H 12O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2O
Glukos + syrgas koldioxid + vatten Den koldioxid som bildas på detta sätt kallas grön koldioxid då den är med i kolets kretslopp. Koldioxid som kommer från källor så som lagrade källor av olja är inte en del av kolets kretslopp utan genrerar en tillförsel av koldioxid till atmosfären. Hur kommer kor in i det hela? Kor, liksom vi människor, genomgår ständigt cellandning. Då tillverkas koldioxid som släpps ut i vår atmosfär. Men kor har dessutom en väldigt omfattande och intensiv cellandning även i sina tarmar genom miljarder bakterier. Dessa bakterier tillverkar också stora mängder av en annan växthusgas som heter metan (CH 4). Metan bildas naturligt när biologiskt material bryts ned bakteriellt under syrefria förhållanden. Dessa metangaser kommer ut i atmosfären genom de idislande kornas rapar. Bedo mning: När eleverna får tillbaka sitt rättade prov (med den feedback som berört dem ur feedbacksprotokollet ovan) så får de även en ikryssad matris. Denna matris kan t ex se ut som i de två exemplen nedan: Begrepp E C A Kan övergripande och till Kan genomgående Kan genomgående och största delen korrekt korrekt förklara nyanserat korrekt förklara begreppen begreppen förklara begreppen växthuseffekt, växthuseffekt, växthuseffekt, förbränning och kolets förbränning och kolets förbränning och kolets kretslopp kretslopp kretslopp Kan använda flera ämnesspecifika begrepp för att förtydliga fenomen så som fotosyntes och cellandning Reflektion Kan övergripande reflektera över växthusgaser och grön koldioxid Kan genomtänkt reflektera över växthusgaser och grön koldioxid Kan genomtänkt och nyanserat reflektera över växthusgaser och grön koldioxid Reflekterar delvis över olika energikällors påverkan på vår miljö Kan delvis reflektera över att stearinet förbränns under bildande av koldioxid och vatten. Visar därmed förståelse för att inget försvinner bara omvandlas Reflekterar över olika energikällors påverkan på vår miljö Reflekterar över att stearinet förbränns under bildande av koldioxid och vatten. Visar därmed förståelse för att inget försvinner bara omvandlas Reflekterar över olika energikällors påverkan på vår miljö som visar på en djup förståelse för både olikheter i utbyte, så väl som ekonomiska aspekter Reflekterar nyanserat över att stearinet förbränns under
bildande av koldioxid och vatten. Visar därmed djup förståelse för att inget försvinner bara omvandlas Begreppsförståelse E C A Använder till största delen korrekta begrepp och kan delvis sätta in dessa i rätt sammanhang. De begrepp som avses är: Koldioxid Fotosyntes Respiration Kolets kretslopp Förbränning Växthuseffekten Växthusgaser Förnyelsebar energi Energiprincipen Grön koldioxid Använder korrekta begrepp i rätt sammanhang. Ser delvis hur begreppen kan användas för att förklara kemifenomen i vardagen. Använder korrekta begrepp i rätt sammanhang och kan ge utökade förklaringar och synonyma ord. Ser och ger exempel på hur begreppen kan användas för att förklara kemifenomen i vardagen. Reaktionsformel (förbränning) Kunskaper om kemins betydelse för individ och samhälle Kan skriva korrekta ämnen i förbränningsreaktionen, delvis balanserad Eleven diskuterar översiktligt förbränningens och växthuseffektens betydelse för individ och samhälle. Reflekterar översiktligt betydelsen av energiprincipen och att inga ämnen försvinner utan bara omvandlas. Kan skriva korrekta ämnen i förbränningsreaktionen som är till största del balanserad Eleven diskuterar utförligt förbränningens och växthuseffektens betydelse för individ och samhälle. Reflekterar genomtänkt över betydelsen av energiprincipen och att inga ämnen försvinner utan bara omvandlas. Kan skriva korrekta ämnen i förbränningsreaktionen som är balanserad Eleven diskuterar utförligt och nyanserat komplexa förbränningens och växthuseffektens betydelse för individ och samhälle. Reflekterar genomtänkt och nyanserat över betydelsen av energiprincipen och att inga ämnen försvinner utan bara omvandlas. Miljöanalys Kan delvis sätta frågeställningen i ett större perspektiv genom att föreslå t ex andra bränsleformer och nämna växthuseffekten Kan sätta frågeställningen i ett större perspektiv genom att föreslå t ex andra bränsleformer, deras utbyte, samt växthuseffekten Kan obehindrat och på ett vetenskapligt sätt sätta in frågeställningen i ett större perspektiv genom att föreslå t ex andra bränsleformer, deras utbyte, samt växthuseffekten.
Kan även reflektera över eventuell vinst/förlust i utbyte av energi genom att använda ett annat bränsle. Provtillfa lle 2: Vid nästa lektionstillfälle får eleverna tillbaka sina prov och får gå igenom sin feedback och sin matris i ca 20 minuter. Därefter får de ca 45 minuter för att besvara prov 2. Nedan ser ni frågorna till detta tillfälle: Provfråga 2: a) Framför dig har du fyra olika ämnen; en bit kol (C), en bit magnesium (Mg) och en träbit. Tänd eld på dessa ämnen och observera vad som händer. Vad tror du har reagerat och vad har bildats? b) I bägarna i dragskåpet står två olika vätskor; bensin och etanol. Hur skulle du kunna testa vilket som ger mest energi? Vad vet du om dessa ämnens påverkan på vår miljö?