Atommodell Periodiska systemet Kemisk analys

Grundläggande kunskaper i kemi (och fysik) som du behöver för att kunna arbeta med kemiskt detektivarbete och för att förklara många olika fenomen i grunden på mikronivå.

Aktiviteter som står i kursiv stil kommer vi inte att hinna med i just denna lär-period. Vi kommer att återkomma till dessa när tillfälle ges och kanske inom något annan lär-period.

 

Bakgrund till denna lär-period

Förra lär-perioden arbetade vi med följande begrepp inom biologin:

·         liv

·         cellen och dess delar

·         organismers indelning

·         växter

·         fotosyntes och cellandning

·         art-begreppet

·         invasiva arter

·         biologisk mångfald

·         ekosystem och dess tjänster

Vi kom då naturligt också in på fotosyntes och cellandning. Vi ska nu lära oss lite mer om kemi för att verkligen förstå vad som händer i ”det lilla” (mikroperspektivet) för att förstå ”det stora” (makroperspektivet). Mikroperspektivet hjälper oss att förstå de kemiska reaktioner som vi sedan beskriver i makroperspektivet som fotosyntesen och cellandningen.

VISA LÄRANDE

o   Du kan alltid visa ditt lärande, dina kunskaper och dina förmågor på lektionstid i genomgångar, diskussioner och laborationsarbete. Det som du visar och gör på lektionstid, medan du tränar och lär, kan bedömas både formativt (du får muntlig återkoppling) och summativt (jag noterar skriftligt och det är enbart sådant som gagnar en summativ bedömning av dina kunskaper och förmågor).

Mer formella bedömningstillfällen (både formativt och summativt)

Dessa är tänkt att vara skriftliga redovisningar men du kan alltid välja att göra dem (eller komplettera) muntligt. Då ska du prata med mig om detta i god tid.

o   Laborationsrapport

o   Planering av laboration

o   Praktiskt prov

o   Levande eller inspelad lektion som förklarar något/några av lärperiodens innehåll/förmågor, riktat till elever i åk F-4. Denna kan eventuellt ersätta laborationsrapporten om lektionen eller filmen innehåller det som en rapport ska innehålla.

o   Annat förslag?

UNDERVISNING

Inledning

Din lärare visar dig tre glasburkar som innehåller gula ärtor, vatten, och luft (respektive). Du får beskriva vad du tror att det är i burkarna (bägarna). Det är enkelt att identifiera jord med bara synen. Vattnet kan man behöva smaka på för att vara säker på att det är just vatten och inte exempelvis sprit. Burken med luft kan uppfattas som att den innehåller ”ingenting”, medan den innehåller luft.

Vi går igenom vilka olika metoder som ni har använt och fler som man kan använda för att ta reda på vad något är eller vilka egenskaper det har.

Era förslag:

·         Burk med gula ärtor: Flingor, frön, kärnor, ärtfrön och träkulor.

·         Burk med vatten: Vatten, vätska och bubbelvatten.

·         Burk med luft: Ingenting, luft och syre.

Vi diskuterar att även om vi använt samma analysmetod, att titta, så har vi olika förslag. Vi inser att man kan behöva flera olika analysmetoder för att komma fram till vad något är. Inom kemin kan man ofta dessutom inte se, lukta eller känna på saker och måste använda andra metoder för att observera.

Analysmetoder: Titta, lukta, känna, lyssna och smaka (får vi oftast inte göra på kemi-lektionerna av säkerhetsskäl).

Makroperspektivet kan vi ofta se med blotta ögat, men mikroperspektivet, som vi måste veta något om för att förstå på djupet, kan vi inte se med blotta ögat. Vi måste använda andra metoder för att lära oss om det som vi inte kan se. Redan från försöket med burkarna märker vi kan behöva andra metoder för att observera något än att titta. Vi ser ärtorna, vi ser vattnet (en vätska) men vi ser inte luften, fast den finns där. Vi gör försök som går ut på att ”få syn på” eller observera att luft finns och att luft består av partiklar, materia, som tar plats och har massa. Laboration ”Luftpartiklar” nedan.

The black box – svarta lådan

Du får en svart låda av din lärare. Försök att komma fram till vad som finns i lådan och vilka egenskaper det har. Förklara hur du kom fram till ditt svar.  Vilka metoder använde du för att komma fram till ditt svar? Skicka gruppens samlade svar till mig. Du får öppna din ”svarta låda” på skolavslutningsdagen i åk 9 och får då också läsa den text/gissning som du gör nu.

Inom kemin finns många olika beprövade metoder för att ta reda på saker om olika ämnen och hur dessa reagerar med varandra. Vi ska lära oss några av dessa metoder som finns för detektivarbete inom kemi.

Laborationer (halvklasstimman)

Atom- och molekyllådor för att modellera fotosyntesen

Du använde dig av våra atom- och molekyllådor för att sätta ihop väteatomer, syreatomer och kolatomer enligt det som sker i fotosyntesen. Dina uppgifter var följande:

·         Repetera fotosyntesens förlopp

·         Bygg en druvsockermolekyl (leta upp en bild från Internet eller kemiboken)

·         Omvandla druvsockermolekylen till vatten- och koldioxidmolekyler. Hur många blir det av varje? Vad mer behövs för att du ska kunna använda alla atomerna till att skapa vatten- och koldioxidmolekyler så att alla atomer är använda (ingenting blir kvar)?  Vad kallas denna process som du nu gjorde?

Koldioxid + vatten ð druvsocker + syre

                                 ñ

                      sol-/ljusenergi

                                 ò

CO₂              + H₂O       ð C₆H₁₂O₆          + O₂

 

Du fick lista ut, tillsammans med dina kamrater hur många av varje molekyl som måste finnas med för att ovanstående formel ska fungera / gå jämt upp.

Du märkte att det krävdes ganska mycket arbete för att få ihop luftens koldioxid med vattnet som växten suger upp från marken för att få ihop druvsockermolekylen. Man kan jämföra detta med den energi som krävs i verkligheten och som kommer från ljuset, oftast solljuset, för att fotosyntesen ska ske. Syret är en biprodukt som vi är tacksamma för!

Laboration Luftpartiklar

Du gör olika försök för att påvisa att luft består av partiklar, som i sin tur är materia. Allt som har massa och därmed väger något är materia. Vi kan inte se eller ta på luftens partiklar, så vi behöver andra sätt att visa att luftpartiklarna faktiskt finns.

1.       Ballong i flaska

2.       Bomullstuss i bägare

3.       Fyll en burk med vatten

4.       Ärta i flaska

5.       Spruta

Du skriver ner dina resultat från försöken.

Du skriver en laborationsrapport från något av försöken och lämnar in denna i UNIKUM. Efter formativ bedömning av din laborationsrapport kommer du att få lämna in en ny rapport för en summativ bedömning.

Laboration Salt och vatten / bakpulver och ättika – kemiska reaktioner eller fysikaliska förändringar?

I denna laboration får du se att något händer och fundera över om det som händer är en kemisk reaktion eller en fysikalisk förändring.

Du får också träna på att göra en planering för en naturvetenskaplig undersökning (så exakt som möjligt, mätbara resultat och diskussion kring felkällor).

Laborationsanvisning finns i UNIKUM under uppgifter: Laboration Planering Reaktion Förändring.

Laboration Kemisk analys – detektivarbete

I denna laboration får du träna på att ta reda på vad ett okänt ämne är, skriva en planering för kemiskt analysarbete och använda dig av naturvetenskapliga metoder i analysarbetet. Du får också träna på att undvika felkällor.

Laborationsanvisning finns i UNIKUM under uppgifter: Laboration Kemisk analys - Detektivarbete.

Ur lärobokens laborations- och arbetsmaterial

Finns i UNIKUM som bilaga till ett blogginlägg (klassens gemensamma blogg). Periodiska systemet Genomgång + övningar. Där finns också ett dokument som förklarar för dig vilka uppgifter som är relevanta att arbeta med för att skapa ännu bättre förståelse för det som vi har gått igenom.

Genomgångar

Alla genomgångar varvas med tillfällen till reflektion tillsammans med klasskamraterna. Genomgångarna finns sammanfattade i bildspel eller i fotografier av mina anteckningar (ursäkta handstilen!) på tavlan. Dessa finns inlagda i UNIKUM i blogginlägg.

Bildspel nummer 1,2 och 3:

Finns som bilaga till blogginlägg i UNIKUM.

Kemiboken sidorna:

·         6-22

·         26-29

·         340-361

o   atom och atomens delar och uppbyggnad enligt atommodellen; atomkärna, protoner, neutroner, elektroner, valenselektroner, atomnummer, masstal, atommassa, isotoper

o   grundämne

o   periodiska systemet och dess uppbyggnad

o   ädelgaser

o   molekyl

o   jon

o   salter

o   kemisk formelenhet

o   molekylformel

o   kemisk förening

o   kemisk reaktion

o   fysikalisk förening

o   analysmetoder – hur kan en kemidetektiv arbeta?

o   kemiska reaktioner

o   elektronparbindning – kovalent bindning

o   jonbindning

o   van der Wahls-bindning

o   kemins språk – kemiska tecken

o   aggregationstillstånd - fast, flytande eller gas

o   smältning – stelning – avdunstning – kondensation

 

Strömmande video:

o   Vatten – ett unikt ämne (V5641)

o   Chalmers Kemikalendern: Vatten och luft: http://www.chalmers.se/sv/utbildning/skolsamverkan/Grundskolan/kemiaret/Sidor/Juni.aspx

Strömmande video:

o   Kemins värld del 1: Periodiska systemet (V4575)

o   Kemins värld del 2: Bindningar (V4576)

o   Kemins värld del 3: Reaktioner (V4577)

o   Kemins värld del 4: Kemiska föreningar (V4578)

o   Kemins värld del 7, Atomer (V4838)

o   Världens byggstenar del 1: Upptäckten av grundämnena (V5349)

o   Världens byggstenar del 2: Grundämnenas ordning (V5350)

o   Allt om kemisk bindning – jonbindning (V5279)

o   Allt om kemisk bindning – kovalent bindning (V5280)

Läxförhör  

Du får ett läxförhör på atommodellen, för att jag ska kunna bedöma hur mycket av undervisningen som du har tagit till dig. Detta är för att jag ska kunna hjälpa dig på bästa sätt så att du förstår atommodellen. Förståelse för atommodellen är grundläggande för all kemi som vi ska lära oss i grundskolan.

MÅL och CENTRALT INNEHÅLL

Här finns övergripande mål från kapitel 2.2 i Lgr11, långsiktiga mål för kemi samt centralt innehåll för kemi. Undervisningen ger dig många tillfällen att träna på och lära (delar av) det som ingår i nedanstående mål.

Övergripande mål för kunskaper (Kapitel 2.2)

Du ska kunna…

☐     använda det svenska språket i tal och skrift på ett rikt och nyanserat sätt,

☐     använda kunskaper från de naturvetenskapliga, tekniska, samhällsvetenskapliga, humanistiska och estetiska kunskapsområdena för vidare studier, i samhällsliv och vardagsliv,

☐     lösa problem och omsätta idéer i handling på ett kreativt sätt,

☐     lära, utforska och arbeta både självständigt och tillsammans med andra och känna tillit till sin egen förmåga,

☐     kunskaper om samhällets lagar och normer, mänskliga rättigheter och demokratiska värderingar i skolan och i samhället,

☐     kunskaper om förutsättningarna för en god miljö och en hållbar utveckling,

☐     kunskaper om och förståelse för den egna livsstilens betydelse för hälsan, miljön och samhället,

☐     använda och ta del av många olika uttrycksformer såsom språk, bild, musik, drama och dans samt har utvecklat kännedom om samhällets kulturutbud,

☐     använda modern teknik som ett verktyg för kunskapssökande, kommunikation, skapande och lärande, och

☐     göra väl underbyggda val av fortsatt utbildning och yrkesinriktning

Långsiktiga mål (syften) kemi

Genom undervisningen i ämnet kemi ska eleverna sammanfattningsvis ges förutsätt­ningar att utveckla sin förmåga att

☐     använda kunskaper i kemi för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, miljö, hälsa och samhälle (vi läser bland annat artiklar ur tidskriften AllKemi)

☐     genomföra systematiska undersökningar i kemi, och

☐     använda kemins begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara kemiska samband i samhället, naturen och inuti människan

 

 

Centralt innehåll

Centralt innehåll

Begrepp att kunna, förstå och kunna använda

·         Partikelmodell för att beskriva och förklara materiens uppbyggnad, kretslopp och oförstörbarhet. Atomer, elektroner och kärnpartiklar ·         Kemiska föreningar och hur atomer sätts samman till molekyl-och jonföreningar genom kemiska reaktioner ·         Partikelmodell för att beskriva och förklara fasers egenskaper, fasövergångar och spridningsprocesser för materia i luft, vatten och mark ·         Gruppering av atomslag ur ett historiskt perspektiv. ·         Separations-och analysmetoder, till exempel destillation och identifikation av ämnen. ·         Aktuella forskningsområden inom kemi, till exempel materialutveckling och nanoteknik. ·         Hur man hanterar kemikalier och brandfarliga ämnen på ett säkert sätt. ·         De kemiska modellernas och teoriernas användbarhet, begränsningar, giltighet och föränderlighet. ·         Systematiska undersökningar. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering. ·         Sambandet mellan kemiska undersökningar och utvecklingen av begrepp, modeller och teorier. ·         Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. ·         Källkritisk granskning av information och argument som eleven möter i olika källor och samhällsdiskussioner med koppling till kemi.

atomer grundämnen molekyler molekylformler kemiska föreningar periodiska systemet kemiska reaktioner fysikaliska förändringar salter kemins språk kemiska tecken aggregationstillstånd - fast, flytande eller gas smältning – stelning – avdunstning – kondensation Atomens delar och uppbyggnad – protoner, neutroner, elektroner, atomnummer, masstal, atommassa, isotoper Periodiska systemet Ädelgaser Joner Salter Formelenheter Kovalent bindning Jonbindning van der Wahls-bindning

BEDÖMNING

Se kunskapskraven i matrisen.

Bedömningsaspekter

Följande punkter beskriver konkret vad jag tittar på i min bedömning (formativ som summativ) av dina arbeten och dina prestationer:

Föra resonemang (som du gör i en slutsats eller i utformandet av en planering)

☐     Hur många led resonerar eleven i?

Ju längre resonemangskedjorna är desto mer utvecklade kan resonemangen sägas vara. I något fall lyfter Skolverkets kommentarmaterial fram nyckelord som elever kan tänkas använda för att skapa resonemangskedjor. Dessa kan vara ”därför att”, ”det leder till”, ”det händer på grund av” och ”eftersom” osv. Enkla resonemang präglas av att resonemanget i huvudsak består av korta konstateranden. Finns resonemang i _era led är de i regel få och ibland onyanserade, till exempel a leder till b därför att ...

☐     I vilken omfattning konkretiserar eleven sitt resonemang?

Mer utvecklade resonemang innehåller konkretiseringar i hög utsträckning. De kan göras med hjälp av exempel, jämförelser i tid och rum, konsekvensbeskrivningar eller med stöd av egna erfarenheter. I mer utvecklade resonemang rör sig eleven mellan det konkreta och det abstrakta (eller mellan helhet och detaljer). Det generella (hel- heten) konkretiseras och tydliggörs med hjälp av det konkreta (detaljer). Enklare resonemang är ofta mer allmänt hållna och på så sätt otydligare.

☐     I vilken omfattning problematiserar eleven i sitt resonemang? (ex kring felkällor)

Problematisering i ett resonemang kan till exempel handla om att eleven kan anlägga olika perspektiv, ”å ena sidan – å andra sidan”. Graden av problematiserande ansatser och perspektiv ökar i mer utvecklade resonemang. Enkla resonemang innehåller vanligtvis få problematiserande inslag. Det kan till exempel handla om att redogöra för någon enstaka för- och nackdel utifrån en given utgångspunkt.

☐     I vilken omfattning drar eleven relevanta slutsatser i sitt resonemang?

Dels handlar det om slutsatsernas grad av kvalitet, till exempel komplexitet, generaliserbarhet och träffsäkerhet. Dels handlar det om kvantitet. Ju _er relevanta slutsatser eleven drar i sitt resonemang desto mer utvecklat blir resonemanget. Det kan också handla om elevens egen värdering av slutsatserna.

☐     I vilken omfattning använder sig eleven av ämnesspecifika begrepp med precision i sitt resonemang?

I en del ämnen används ämnesspecifika begrepp med god precision i de mer utvecklade resonemangen. Med god precision menas att begreppen används på ett korrekt sätt. Eleven kan också skilja mellan närliggande begrepp som till exempel stat, kommun och landsting i ämnet samhällskunskap. Enkla resonemang präglas i större utsträckning av ett vardagsspråk än ett ämnesspecifikt språk.

☐     I vilken omfattning underbygger eleven sitt resonemang med hjälp av korrekta fakta, logik, exempel och egna erfarenheter?

Mer utvecklade resonemang underbyggs med hjälp av relevanta fakta, exempel och egna erfarenheter. En annan faktor som påverkar resonemangens underbyggnad är graden av logik. Väl underbyggda resonemang är logiska och tydliga.

 

 

 

 

 

Uppgifter

PROV Kemisk analys Slutsatser lab-rapporter

Prov på kemiskt analysarbete, atommodellen och periodiska systemet.

Kompletteringar kemiprov

Här har jag lagt in de kompletteringar som vissa elever har gjort för provet i kemi (kemiskt analysarbete och atommodellen) för dokumentationens skull.