PPK – partikelns plats i kemin

En presentation över ämnet: "PPK – partikelns plats i kemin"— Presentationens avskrift:

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

2 Hur kan vi undervisa så att barnens naturliga intresse växer?
Har ni tänkt på Varför vi har kemi i skolan? …förutom att det står i kursplanerna Barn är nyfikna, och har vanligen inte starka fördomar mot kemi Kemi är förbålt roligt, både för stilla funderande och aktiva barn! Kemins framsteg har starkt påverkat människors vardag och världsbild, t.ex. -vår uppfattning om människans förmågor (och brister) -vår uppfattning om världen/universum -dagens material (plaster, polymerer, metaller, papper, textiler) -läke- och botemedel (utvecklas oerhört snabbt idag), -hållbar utveckling (material- och resurshantering) -vattenförsörjning (ytvatten till dricksvatten) -energianvändning -samverkan med andra discipliner -nya närliggande ämnen (biokemi, miljökemi, neurokemi etc.) Hur kan vi undervisa så att barnens naturliga intresse växer?

3 Kemikalier finns i vår vardag

4 Vår utgångspunkt med ppk Vissa problem för högstadie-elever finns Kan de underlättas genom att barnen får möta partiklar tidigare? Några exempel Utmaningar för lärarna är bl. a. att möta alla elever med varierade förkunskaper att bibehålla elevernas intresse vid övergången från det laborativa till det mer teoretiska och abstrakta. Att förstå olika modellers begränsningar Elevers stora utmaning: att ta till sig modellens abstrakta teori och använda den som ett hjälpmedel vid förklaring av olika vardagsfenomen (sammanhang) Partikelteorin är generell och det finns inget mellan partiklarna Vacuolis horribilis Några länkar om partikelteori Det finns massor av animationer på både svenska och engelska

5 (Feynman, Leightin & Sands, 1963, s. 365)
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) . men hur kan vi veta att det finns atomer…..

6 Har du tänkt på att… Om du kunde dela en sockerbit i ”all oändlighet”…
skulle du då någonsin få två bitar av nåt annat än socker?

7 Om du delade en vattendroppe i allt mindre delar, utan att förstöra vattnet?
Här är några förslag, låt gärna eleverna diskutera frågan Den kan delas i oändlighet En droppe vatten är så liten att den inte kan delas Den försvinner om man delar länge En punkt där fortsatt delning är omöjlig

8 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 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 absoluta dimensioner och form är vanligen oviktig då man studerar materien. De kan ritas som cirklar eller punkter. Partiklarna rör sig konstant. Kollisioner mellan dem är elastiska. Det finns en relation mellan materias temperatur och den kinetiska energi som den i medeltal har

9 Hur kan vi veta något om 10 -9 m. Se http://www. freewebarcade5
Beskriv vad ser du i burken: Du ser ett grönt pulver, eller hur? Är det bara grönt? Titta en gång till, vad ser du nu? Ser du kanske också gula prickar? Tips: Kan den gröna färgen bestå av mer än ett ämne? Om du vill ha gul färg och vill ha grön, vad skulle du göra?

10 Vad tror ni händer om vi tillsätter vatten?

11 Vatten det är nåt alldeles 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 medan väteatomerna blir lite plus. Is har speciell struktur, studera en isballong gjord på dels varmt vatten, dels kallt. Eller tillsätt karamellfärg innan du fryser vattnet.

12 Vad har hänt när vatten blivit is?

13 Om hur vatten och is (och snö)börjar bildas
Hur blir en vattendroppe till? Hur och var börjar en iskristall att växa? Hur uppkommer en bubbla när vatten kokar? Har ni upplevt underkylt regn? Varför bildas det? Ren luft – ingenstans att börja växa Bilrutan – smuts att starta isbildningen på

14 ”Lika löser lika” den viktigaste princip vi äter och lever efter!
Har era elever klart för sig vad det är som är lika? Har ni? Om du skulle finfördela, och blanda allt som du äter i ett kärl och hälla vatten på, vad skulle hända tror du? Kan du måla latexbaserad färg på en oljemålad vägg? Både vatten- och fettlösliga ämnen kan transporteras i vatten, luft och mark-men hur då? Konsekvenser för fläckurtagning?

15 Salladssås och fläckborttagning
Molekyler med ojämn fördelning på laddningen kan blanda sig med varandra Molekylerna i bensin och oljor har däremot jämn fördelning Inga syreatomer där, bara kol och väte. De med jämn fördelning blandar sig bara sinsemellan. Tänk på matlagning (såser!), matsmältning hälsa, miljöproblem och måleriarbeten. Tänk också på Salladssås och fläckborttagning

16 Materiens partiklar 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 Men vad finns mellan gaspartiklarna?

17 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.

18 Hur vet man att en reaktion sker?
metoder att iaktta en reaktion: Färgförändring Temperaturförändring Gasbildning Utfällning Volymförändring Viktförändring Utspädningsserie: Kan också visas med prickar (=partiklar)

19 Se ”partiklarnas rörelser”
Karamellfärgat vatten, ca 200C Ca 00C 400C

20 Naturligt, men dödligt giftig
Naturligt, men dödligt giftig! Molekyler kan vara giftiga, nyttiga, goda, intressanta, brandfarliga, mjuka, vackra, existera i nature etc. etc. Vi behöver ha kunskap om dem, och det är dessutom roligt!

21 Tankar och tips Två delar blir en (NaCl) :
Demonstration & frågor, experiment → frågor → diskussioner Titta på snöflingor,. Vad består de av och hur kan det uppstå sådana mönster? Odla kristaller av koksalt och alun Titta på dem i mikroskop –varför är de olika? (bygg enhetskristaller) Lös saltkristaller i vatten. Vad händer när de löser sig? Låt vattnet dunsta, och visa att kristallerna återkommer Legobitar, kulor, prickar, färg, storlek – använd flera modeller Beskriv fenomen som koncentration, spridning genom att rita prickar för ämnen (genom luft, vatten) Luft är ämnen, de har vikt, volym. Men vad finns mellan ämnen? Systematiserad kunskapsinhämtning Hur kan man veta om klimatförändringar är sanna? Kritiskt tänkande innebär att man själv bedömer om och när man förstår en förklaring Vår kunskap vilar på generationers arbete

22 Det finns behov av kemikunskaper i samhället: vi behöver byta ut den NEGATIVA bilden av kemisten mot en intresserad och kunnig medmänniska!