KEMI - Material

Från råvara till färdig produkt...och sedan?

Vi tar några lektioner i början av ämnesområdet och går igenom några olika material tillsammans så att ni alla får en gemensam grund. Sedan skall ni välja ett föremål som ni kommer att ta reda på vilken råvaran till föremålet är, hur man gör produkten samt vad som händer med den då man använt den klart. Ni kommer att få några frågor att utgå ifrån och hitta information i böcker eller på internet.
Ni kommer inte ha ett prov på det här utan det är din inlämning som bedöms.

Läroplanskopplingar

Centralt innehåll

• 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.
• Några kemiska processer i mark, luft och vatten ur miljö- och hälsosynpunkt.
• Kolatomens egenskaper och funktion som byggsten i alla levande organismer. Kolatomens kretslopp.
• Kemiska processer vid framställning och återvinning av metaller, papper och plaster. Livscykelanalys av några vanliga produkter.
• Olika faktorer som gör att material, till exempel järn och plast, bryts ner och hur nedbrytning kan förhindras.
• Aktuella samhällsfrågor som rör kemi.
• Aktuella forskningsområden inom kemi, till exempel materialutveckling och nanoteknik.
• Systematiska undersökningar och hur simuleringar kan användas som stöd vid modellering. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering.
• Källkritisk granskning av information och argument som eleven möter i olika källor och samhällsdiskussioner med koppling till kemi, såväl i digitala som i andra medier.

Uppgifter

Från råvara till färdig produkt och sedan....

Planering KEMI v. 41-v.45 Från råvara till färdig produkt...och sedan? Vi tar några lektioner i början av ämnesområdet och går igenom några olika material tillsammans så att ni alla får en gemensam grund. Sedan skall ni välja ett föremål som ni kommer att ta reda på vilken råvaran till föremålet är, hur man gör produkten samt vad som händer med den då man använt den klart. Ni kommer att få några frågor att utgå ifrån och hitta information i böcker eller på internet. Ni kommer inte ha ett prov på det här utan det är din inlämning som jag bedömer. v. 41 Mån: Uppstart i ämnesområdet. Berättar vad vi skall göra under de kommande fyra veckorna. Vi börjar och tar upp materialet PLAST, hur det är uppbyggt rent kemiskt, vad det kommer ifrån och hur man tillverkar plast.Vi ser en film från havsmiljöinstitutet om marin nedskräpning ( nedskräpning av våra hav) och diskuterar kring den. Varför ser det ut som det gör? Vad kan vi göra? Tis: Vi fortsätter med PLAST Tors: Laboration . METALLER v.42 Mån: METALLER Vi tar upp resultaten från laborationen från i torsdags och tar upp några exempel på metaller och metallers egenskaper. Tis: GLAS och PAPPER Tors Lab. v.43 Eget arbete - råvara, produkt och sedan… ( Lovisa på kurs under den här veckan. Ni arbetar på självständigt på lektionerna med hjälp av er vikarie. Det gäller att arbeta effektivt och göra ett så bra arbete som möjligt. Använd tiden väl) v.44 HÖSTLOV v.45 Eget arbete- råvara, produkt och sedan... Inlämning på torsdag. Ni skall kort kunna berätta lite vad ni tagit upp i ert arbete och vad ni lärt er. Uppgift v.43 och v45: Från råvara till färdig produkt…. och sedan? Arbetet skall bestå av minst tre stycken A4 sidor och skall innehålla minst en bild/teckning. Ni skriver ert arbete direkt i dokumentet i klassuppgiften i google classroom på 7C kemi, eller i ett googledokument och delar det med mig eller så skriver ni det för hand vilket också går bra. Det är din fakta/kunskapen jag bedömer. Du skall ha med följande i ditt arbete: 1.Välj ett föremål av plast, papper, glas eller metall. 2. Användning.Vad används saken till och hur lång är normal användningstid för den? Vad kostar den? Hur nödvändig är den? Vad använde man innan din produkt fanns? Kan den ersättas med något annat? 3. Vad är det gjort av för material? Ta reda på vilket material som saken är uppbyggd av. ( som till exempel vilken plast eller vilken metall) Vilka egenskaper har materialet och varför används det just i det här föremålet? 4. Ursprunget Varifrån kommer materialen? Hur har de framställts? Vilka råvaror har använts och hur har de bearbetats ( tänk grundämnen; atomer) 5. ...och sedan? Vart tar saken vägen då den använts klart? Kan materialet återvinnas? Kommer atomerna på något sätt ut i naturen igen? 6. Transporter Beskriv hur din sak och dess material har transporterats. Hur påverkar det miljön? 7. Foto/ Bilder: Ta ett kort ( eller välj en bild från nätet) på ditt föremål i något sammanhang och ha en kort bildtext som förklarar vad fotot föreställer och hur det anknyter till hållbar utveckling för ditt föremål. Exempel: En trasig bandyklubba slängd på stranden? Hur och varför hamnade den där? Fotografera det på ett sätt som berör och väcker intresse. Skriv en kort bildtext till fotografiet där ni berättar vad bilden föreställer, varför ni valde motivet, vilka konsekvenser skräpet vi slänger på marken har för vår miljö, samt hur ni tror att vi kan förändra våra egna personliga beteenden och vår känsla av ansvar. 8. Källförteckning (Viktigt!) Gör en förteckning över vilka olika källor ( böcker eller sidor på internet) som du har hämtat din information ifrån. Här har ni två exempel på hur man skriver en källförteckning Om man tar information från böcker: ( info hittar du på på utsidan av boken samt första sidan i boken). Exempel : Författare. Titel. Upplaga (om ej 1:a). Förlagsort : förlag, utgivningsår. Om man tar information från Webbsida: Författarens/organisationens/myndighetens namn. Sidans titel. Webbplatsens titel eller ägare. Årtal då sidan senast ändrades. (Datum du läste artikeln). Det vi arbetar med i kemi och ämnesområdet MATERIAL förankras i kursplanens ( år 7-9) i följande punkter: Kemin i naturen Partikelmodell för att beskriva och förklara materiens uppbyggnad, kretslopp och oförstörbarhet. Kemiska föreningar och hur atomer sätts samman till molekyl- och jonföreningar genom kemiska reaktioner. Partikelmodell för att beskriva spridningsprocesser för materia i luft, vatten och mark. Några kemiska processer i mark, luft och vatten ur miljö- och hälsosynpunkt. Kolatomens egenskaper och funktion som byggsten i alla levande organismer. Kemin i vardagen och samhället Kemiska processer vid framställning och återvinning av metaller, papper och plaster. Livscykelanalys av några vanliga produkter. Olika faktorer som gör att material, till exempel järn och plast, bryts ner och hur nedbrytning kan förhindras. Aktuella samhällsfrågor som rör kemi. Kemin och världsbilden Aktuella forskningsområden inom kemi, till exempel materialutveckling och nanoteknik. Kemins metoder och arbetssätt Systematiska undersökningar och hur simuleringar kan användas som stöd vid modellering. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering. Källkritisk granskning av information och argument som eleven möter i olika källor och samhällsdiskussioner med koppling till kemi, såväl i digitala som i andra medier. Material Om ni är borta så vet ni att det här går vi igenom på lektionerna under v.41 och 42.: PLAST Vi startar med att tillsammans kolla på en bra kortfilm om plast (4.06 min) : What really happens to the plastic you throw away https://www.youtube.com/watch?v=_6xlNyWPpB8 Vi går på lektionen igenom plast och ni får uppkopierade anteckningar där ni på några ställen själva fyller i orden allt eftersom jag går igenom på tavlan. Här finns lite kort om plast: Allt levande i naturen, både växter och djur, är uppbyggda av polymerer (kedjor av molekyler) som till exempel proteiner och kolhydrater. Plast är en syntetisk (konstgjord) polymer som är uppbyggt av mycket långa molekyler. Molekylerna i plast har uppkommit genom att man i industriella processer kopplat ihop små molekyler, monomerer, efter varandra, ofta tusentals. En polymer uppkommer. Mono = en, poly = många. Det finns många olika monomerer att välja på och monomeren bestämmer polymerens (plastens) egenskaper. De ämnen man använder som monomerer kommer från råolja. Ur råoljan framställer man bl a eten, som är monomeren i vårt absolut vanligaste plastmaterial, polyeten. PLAST I VÅRA HAV Vi tittar tillsammans på en kort film om ett projekt Skyscraper (3 min) https://www.youtube.com/watch?v=Kg903-hwl9s Skyscraper (the Bruges Whale) är gjord av fem ton plastavfall uppsamlat på stränderna i Hawaii. När vi sett filmen så vill jag att ni funderar på varför man valde att bygga en stor blåval. Var det någon speciell mening med det? Vi vill uppmärksamma marin nedskräpning därför att något katastrofalt håller på att hända. Varje år hamnar ofattbart många miljoner ton plastskräp i världshaven. FN:s miljöprogram, UNEP, anser att plasten i haven är ett av de snabbast växande globala miljöproblemen. De svenska haven utgör inga undantag. Den svenska västkusten är ett av de områden i Europa som är värst drabbade av marin nedskräpning. Havets ytvattenströmmar för med sig skräp från Nordostatlanten, och varje timme, dygnet runt, alla årets dagar, spolas det upp en kubikmeter skräp på västkusten. Var kommer skräpet ifrån och vad ställer det till med? Uppskattningsvis 80 procent av det skräp som hamnar i havet kommer ursprungligen från land. Skräpet kommer från trottoarer, gator och stränder, där det har slängts eller tappats. Det förs sedan med vindar, regnvatten och floder till havet. Snödumpning i floder och hav kan också vara en källa till marin nedskräpning. Skräpet är en konsekvens av modern konsumtion, människors beteenden och livsstilar. Bristfällig avfallshantering, undermåliga reningsverk och översvämning av avlopp är också möjliga källor till nedskräpningen i haven. När plastskräp väl hamnat i havet, försvinner det inte. Ännu har vi inga metoder för att städa havet och vi känner inte till de långsiktiga effekterna av marin nedskräpning än. Vad vi vet är att plasten ändrar skepnad med tiden och bryts ner till mindre och mindre bitar som sjöfåglar, marina däggdjur och fiskar kan missta för mat. Till slut är de så små att de kallas för mikroplast (<5mm), något som till exempel musslor kan få i sig. Utöver att utgöra ett hot mot djurlivet kan plasten dessutom transportera miljöfarliga ämnen, genom att absorbera olika miljögifter. Vad gör vi åt det? Om vi ska stoppa denna katastrofala utveckling, måste vi prata om och förstå hur illa det faktiskt är – och i synnerhet identifiera åtgärder samt visa på lösningar. Därför är syftet att sprida kunskap om marin nedskräpning och genom kunskap och förståelse skapa grogrund för diskussioner och handlingskraft hos ungdomar. Det finns forskning som visar att unga är medvetna om ett flertal miljörelaterade problem, exempelvis klimatförändringar och nedskräpning, men att unga ofta saknar förståelse för orsakerna och framför allt för lösningarna. Samma forskning pekar även på att medvetenhet i sig inte är tillräckligt för att driva en förändring – om inte denna kan omvandlas till konkreta handlingar. Men vi skall ha framtidstro och att det faktiskt går att bekämpa denna katastrofala utveckling och att alla kan bidra genom förändrade livsmönster, attityder och beteenden. Vi tittar tillsammans på filmen “Strömmar av plast” (16 minuter ) från havsmiljöinstitutet https://www.youtube.com/watch?v=kZmErdj35QA&t=338s Efter filmen: Till eleverna: Sitt i mindre grupper. Försök att svara på dessa frågor tillsammans. Var noga med att låta alla komma till tals! Ta exempelvis en fråga i taget och gå varvet runt. Utse en som kan anteckna det som sägs. 1. Vilket/vilka problem lyfts i filmen? 2. Vilka problem finns redan nu och vad kan hända på lång sikt? 3. Vem/vad orsakar problemen? 4. Vilka lösningar presenteras i filmen? 5. Vad är filmens huvudbudskap? 6. Vad berörde er mest? Vi kollar på filmen ( 1 min) Recycling begins and ends with you https://www.youtube.com/watch?v=QpSrY_7A3PY 1. Vem/vilka tycker ni har det största ansvaret för plasten i havet? Konsumenter? Producenter? Politiker? 2. Vad kan göras? Vad kan vi göra? Vad har du för ansvar? Vad kan du göra? METALLER Jag skall gå igenom lite på tavlan om metallers egenskaper, vi kollar på det periodiska systemet och tar upp lite om vägen från malm till metall. Ni antecknar. Här några exempel på metaller: Egenskaper hos metaller : Leder elektricitet bra Leder värme bra Har metallglans Har höga smältpunkter Kan smidas och formas Är hårda och tunga GLAS Vi kommer att gå igenom vad glas är gjort av. Tillverkning av glas Den moderna tillverkningen av glas görs på olika sätt beroende på vad för glas man ska göra och vad det ska användas till. Gemensamt för alla tillverkningsmetoder är att glas smälter vid cirka 1500 grader. Dessutom måste allt glas, när det är färdigtillverkat, kylas ner i speciella kylugnar. Bara för att det kallas kylugn är det inte kallt där inne för glaset måste svalna långsamt. Om det skulle vara för stor skillnad mellan temperaturen där glaset tillverkades och där det skulle svalna skulle det bildas spänningar och glaset skulle spricka. Glas tillverkas av många olika ämnen och oftast sker tillverkningen när man förenat minst två ämnen. De flesta glas innehåller sand. Vissa blandningar består av sand, soda och kalk. Sodan och kalket tillsätts för att glaset ska bli renare och att smälttemperaturen ska sänkas. Vid tillverkning av bland annat flaskor och dricksglas är det glasblåsning som används. Även om det är den äldsta metoden för att tillverka glas används den fortfarande men inte i samma utsträckning. Eftersom mängder med glas ska produceras måste det gå snabbare och smidigare att tillverka så idag finns blåsmaskiner som hjälper till med tillverkningen. Dessutom tillverkar dessa maskiner även glödlampor och andra glasföremål och gör därför tillverkningen effektiv. För att tillverka finare föremål som inte behöver finnas i mängder blåser man fortfarande glas, bland annat prydnadsglas. Pressning är en metod som används vid tillverkning av skålar och fat och då är det metallformer som med hårt tryck trycker ihop glasmassan i en maskin. Bestämmer man sig för att färga glaset tillsätts metalloxider och för att få vitt glas tillsätter man flour. Tillsätts silver blir glaset rött, kobolt blir till blått och svavel blir gult. Svensk Glasåtervinning är bäst i världen på att återvinna glas. I dag återvinner vi över 90 procent av alla glasförpackningar i Sverige. Det är vi stolta över, eftersom glasåtervinning är ett sätt att ta hand om vår miljö och skapa ett hållbart samhälle. Glasåtervinning spar naturtillgångar och energi. När återvunnet glas smälts till nytt glas används 20 procent mindre energi än om man utgår från nya råvaror. Glastillverkning med återvunnet glas ger dessutom ifrån sig mindre mängder koldioxid. PAPPER Vi kommer att ta upp hur man gör papper. Det råmaterial som man utgår från vid papperstillverkning kallas pappersmassa. Den består i sin tur av trä, som kallas för massaved. Även returpapper används idag i allt större utsträckning för papperstillverkning, men man skiljer mellan färskmassa, det vill säga pappersmassa av trävirke, och returfibrer. Trä består till största delen av cellulosafibrer, och det är dessa som binds samman för att skapa ett pappersark. För att skapa pappersmassa måste fibrerna frigöras, vilket kan ske på två sätt: antingen på mekanisk väg, genom att veden mals ned, eller på kemisk väg, vilket bryter ner ämnet lignin som finns i trä och som binder samman fibrerna. Den första metoden har fördelen att väldigt lite virke går till spillo, medan den andra har fördelen att ligninet rensas bort, vilket å andra sidan ger en mindre mängd massa. Själva pappersframställningen sker i fyra huvudsakliga steg. Det första kallas mäldberedningen, och innebär att pappersmassan blandas med vatten och mals ned. I detta skede blandar man också in eventuella andra pappersmassor för att pappret ska få precis de egenskaper man vill ha. Olika fyllningsmedel som till exempel krita tillsätts också för att pappret ska bli vitare och mindre genomskinligt. Mälden späds ut med så kallat bakvatten och sprutas ut på pappersmaskinens vira, en plastduk som släpper igenom vatten och som rullar. Där rinner vattnet ur mälden. Detta kallas för avvattning. Nästa steg i processen kallas för pressning, och innebär att mälden pressas mellan valsar, där avvattningen också fortsätter genom att vatten sugs ut ur massan. Detta upprepas 3-4 gånger. Sedan går pappret över till torkningen, där det glider på torkvalsar och torkas mot uppvärmda torkcylindrar. Efter denna del av processen är pappret till 95 % torrt. Slutligen återstår bara att färdigställa pappret, vilket kan ske genom flera steg. Normalt pressas pappret mellan ytterligare valsar, för att jämna ut pappersytan. Man kan också ytbehandla pappret på olika sätt, som att till exempel ytlimma det för att minska dammet som sprids från pappret. Om pappret är ämnat för tryck kan det behöva bestrykas med kaolin, krita eller titandioxid, vilket förbättrar papprets tryckegenskaper. Det sista som görs är att skära till den färdigbehandlade pappersrullen till ark i arkmaskiner. Figur : Pappersmaskin. Processen kan alltså sammanfattas i de fyra stegen mäldberedning, avvattning, pressning och torkning. Därefter följer ett femte steg, den så kallade färdiggörningen, som kan omfatta glättning, bestrykning, rullskärning, arkning, emballering med mera. Ett av världens mest moderna massabruk ligger i Sverige. När ni går i årskurs 9 så kommer ni att få åka dit på studiebesök och gå en guidad rundvandring. Södra Cell Värö producerar högkvalitativ pappersmassa, grön el, fjärrvärme och biobränsle. Fabriken ligger på Väröhalvön norr om Varberg och startade sin produktion 1972. Efter en stor utbyggnad av fabriken, med driftstart 2016, produceras årligen 700 000 ton pappersmassa och 1,6 TWh energi. På massabruket arbetar 350 anställda och totalt har Södra 620 anställda