PPK – partikelns plats i kemin Vivi-Ann Långvik, KRC, Stockholms universitet Karolina Broman, NMD, Umeå universitet

Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman Om allt naturvetenskapligt kunnande, genom en syndaflod, skulle förstöras, och en enda mening fick föras vidare till nästa generation, då tror jag att mest information med minst ord skulle ges i atomhypotesen ( det faktum att det finns atomer), att allting är uppbyggt av atomer små partiklar i ständig rörelse, som attraherar varandra på små avstånd och repellerar varandra då de trycks ihop. I denna mening ryms en enorm mängd information av vår omvärld, om vi bara använder lite fantasi och tänkande. (Feynman, Leightin & Sands, 1963, s. 365) . Styrdokumentens partiklar Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman Vår utgångspunkt med ppk Vissa utmaningar för högstadie-elever känner vi till och vi tror att de delvis kan bemötas genom att eleverna får möta begreppet partiklar tidigare Exempel på sådana utmaningar kan vara Utmaningar för lärarna är bl. a. att samtidigt möta elever med varierade förkunskaper att bibehålla elevernas intresse vid övergången från det laborativa till mer teoretisk och abstrakt undervisning Att förstå olika modellers begränsningar Att förstå storleksordningen på partiklarna Elevers stora utmaning: att ta till sig modellens abstrakta teori och använda den som ett hjälpmedel vid förklaring av olika vardagsfenomen (sammanhang) Förståelse för att partikelteorin är generell , det finns inget utom partiklarna Några länkar om partikelteori https://gupea.ub.gu.se/bitstream/2077/10628/1/gupea_2077_10628_1.pdf Nordlab https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:711714/FULLTEXT01.pdf Lärares användning av partikelteori http://www.naturfagsenteret.no/c2130884/binfil/download2.php?tid=1509844 partikelteori vid avdunstning https://www.youtube.com/watch?v=yQP4UJhNn0I Animation på engelska https://www.youtube.com/watch?v=yQP4UJhNn0I Ted talk om storleken på en atom, på engelska Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman Tänk om du delade en vattendroppe i allt mindre delar, utan att förstöra vattnet-hur skulle det bli, tror du? Här är några förslag, låt gärna eleverna ge egna En droppe vatten är så liten att den inte kan delas Den kan delas i oändlighet En punkt där fortsatt delning är omöjlig Den försvinner om man delar länge Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Grundtanken till atomer… Om du kunde dela en sockerbit i ”all oändlighet”… skulle du någonsin få två bitar av nåt annat än socker? Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Atomos - materiens minsta byggstenar Democritos f. 460 f.Kr. och före det Thales (550 f.Kr.) tankar om grundelement spreds från Fjärran östern All materia består av enheter som kan kallas partiklar. Det finns ca 100 atomslag, som vart och ett bygger upp ett grundämne. Enskilda partiklar är för små för att kunna ses. Partiklarnas dimensioner och form är vanligen oviktig då man studerar materien. De kan beskrivas som cirklar eller punkter. Partiklarna rör sig konstant. Kollisioner mellan dem är elastiska. Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman Hur undersöker vi materia? Hur kan vi veta något om 10 -9 m? Se http://scaleofuniverse.com/ Beskriv vad ser du i burken på bordet: Du ser ett grönt pulver, eller hur? Är det bara grönt? Titta en gång till, ser du nåt mer? Vad skulle hända om vi tillsatte vatten, tror du? Vår kunskap vilar på generationers arbete http://www.krc.su.se/documents/Keminstidigastehistoria.pdf Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Hur vet kemister att en reaktion sker? metoder att iaktta en reaktion: Färgförändring Temperaturförändring Gasbildning Utfällning Volymförändring Viktförändring Instrument Utspädningsserie 1:10: Hur många prickar behövs om du har en i den svagaste lösningen? Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Vatten, bara vanligt vatten? det är nåt speciellt med vatten Laddningen i en vattenmolekyl fördelar sig inte jämnt. Det är det som gör att maten blir varm i mikron! Syreatomen i molekylen H2O har förmåga att bli lite minus-laddad medan väteatomerna blir lite plus-laddade. Is har speciell struktur, studera en isballong. Vad händer när vatten fryser? Vi kollar, men först… Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Se ”partiklarnas rörelser” vilken är vilken? Karamellfärgat vatten, ca 200C Ca 00C 400C Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Gaser är ämnen och det finns gaser lösta i vatten Visa att gaser är något Volym, vikt, Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Gasers löslighet i vatten, 20 0C, 1 atm På 110 000 vattenmolekyler finns ca 3 O2 molekyler ( ) Ca 1,5 N2 ( ) Ca 8 CO2 ( ) I luft 20 O2 + 80 N2 och knappt ½ CO2. I vatten blir det 24 O2 + 12 N2 + 64 CO2 Hur ser det ut i luft? Varför är det annorlunda? Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Vad har hänt när vatten blivit is? Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Stökiömetri med partiklar blir det lättare + = + = Hur skulle Fe2O3, dvs. rost kunna se ut Kan ni ge enkla reaktionslikheter att bygga av Lego-klossar? 2 H2 + O2 2 H2O Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Vivi-Ann Långvik och Karolina broman ”Lika löser lika” Är den viktigaste princip vi äter och lever efter! Men har ni/era elever klart för sig vad det är som är lika? Vivi-Ann Långvik och Karolina broman

Lika och olika…men på vilket sätt? Molekyler med ojämn fördelning på laddningen kan blanda sig med varandra Vätebindningar ”hakar fast” i varandra, joner bildar hydratskikt i vatten Molekyler med jämn fördelning kan blanda sig med varandra Molekylerna i bensin och oljor har en jämn fördelning Inga elektronegativa syreatomer, bara kol och väte. Notera att molekylers polaritet (laddningsfördelning) ibland påverkas av pH Tänk på matlagning, matsmältning, hälsa, miljöaspekter och Salladssås och fläckborttagning Vivi-Ann Långvik och Karolina broman

Hur skulle du göra? Lös uppgifterna med hjälp av kemikunskaper Barn klättrar i träd, får kåda på händerna… Du vill smaksätta grönsakssoppan med curry pulver-det faller till botten. Du har målat väggarna hemma och tagit bort färgfläckar med terpentin. Men fingrarna luktar ännu efter tvätt med tvål. Svart olja på arbetskläder-hur gör du? Du har fått löksaft på din blus (innehåller sura ämnen) Du har rensat strömming och ska på fest- men händerna luktar pyton Vad tror du händer om du tar citronsyra i händerna och sen försöker tvåla in dem? Vivi-Ann Långvik och Karolina Broman

Materipartiklar i olika faser I en gas är tomrummet mellan partiklarna mycket större än det utrymme som partiklarna själva upptar. Gaspartiklarna i ett slutet utrymme är jämnt fördelade i utrymmet. Det råder en ömsesidig attraktion mellan två partiklar, som avtar med ökat avstånd. I en gas är attraktionen försumbar, utom vid högt tryck och vid låg temperatur, då gasen kondenserar till vätska eller fast ämne Vivi-Ann Långvik och Karolina broman

Vivi-Ann Långvik och Karolina broman Partiklar i fas, forts. I vätskor och fasta ämnen är partiklarna mycket närmare varandra (starkare attraktion), men är i vätskor oregelbundet arrangerade med frihet att röra sig om varandra I fasta ämnen kan partiklarna vara ordnade i regelbundna mönster. Varje partikel kan endast vibrera kring ett bestämt läge. Vivi-Ann Långvik och Karolina broman