Scheikunde 2e blok: hier te downloaden!

ElementenWaterstofSmits2019-pdf

Aanvulling op het college Scheikunde door Gerard Smits
(Uit: Chemie in het periodeonderwijs op de vrijeschool, Deel 2, p.3-6 en p.14-19)*
Zelf downloaden, uitprinten en toevoegen aan je ringband.

Het begrip scheikundig element - Gerard Smits (Deel 2, p. 3-5)*

… veelheid wordt eenheid ...

We gaan bij de behandeling van de elementen niet uit van het periodiek systeem, maar van een ander principe. Omdat de processen van de chemische elementen en hun verbindingen zich zowel in het rijk van het leven bij plant, dier en mens als in het dode mineraalrijk afspelen, gaan wij kijken naar de kwaliteiten die overeenkomen met de krachten die ten grondslag liggen aan de levens- en doodsprocessen.

Zolang er leven is, zijn er krachten werkzaam die de op zich staande stoffen en entiteiten, zoals licht en warmte tot één geheel maken en bij elkaar houden. Dit zijn de krachten die aan het scheppende ten grondslag liggen, of de krachten die ook de kunstenaar gebruikt om van de op zich staande dingen een compositie of er een geheel van te maken.

Een veelheid wordt een eenheid en de richting van deze levenskrachten gaat van uit de omgeving (de kosmos) naar een centrum toe.

Zo zien wij dat bij het groeien van een plant, licht en warmte van de zon verbonden worden met het koolzuurgas uit de lucht en water uit de grond (tijdens de fotosynthese) en zich verdichten tot glucose en zuurstof. Uit glucose worden allerlei substanties gevormd, die de plant zijn materiële verschijning geeft. De op zich staande entiteiten koolzuurgas, water, licht en warmte worden één geheel. In zo`n plant stellen wij ons het wonderbaarlijke geheel van een levend lichaam voor, waarin ieder deel met het geheel en met ieder ander deel in een voortdurende levendige samenhang staat.

,,, eenheid wordt veelheid ...

Hiertegenover stellen we het beeld van een lijk. Alles is verstard en koud. De levenskrachten kunnen het geheel niet meer bijeenhouden, want de doodskrachten gaan meer opspelen. Het lijk valt verder uit elkaar in stinkende gassen, slijmerige en snotachtige substanties en tenslotte blijven de botten, de zouten over.

De kwaliteiten van de doodskrachten worden gekenmerkt door het uiteenvallen in verschillende op zich staande delen. De richting van de krachten is van een centrum, waar de eenheid zich bevindt naar de omgeving toe. Een eenheid wordt een veelheid.

Beide krachten, de levens- en de doodskrachten zijn in de natuur werkzaam. Overheersen de levenskrachten, dan hebben wij te maken met stofomzettingen in een levende plant, dier of mens. Gaan de doodskrachten overheersen, dan vallen de levende wezens uit elkaar en lossen ze op in het dode mineraalrijk. De vaste stoffen die overblijven zijn de zouten. De zouten zijn verbindingen, die uiteindelijk in de elementen ontleed kunnen worden.

 

Wij sommen eerst de chemische elementen op, die als de belangrijkste ontledingsproducten van een menselijk lichaam te voorschijn komen en zetten daar hun namen en symbolen bij.

Deze opsomming biedt nog geen overzichtelijk geheel. Maar drie elementen onderscheiden zich door hun wederzijdse verwantschap en door hun eigenzinnig gedrag ten aanzien van zuurstof. Dat zijn fluor, chloor en jodium, die samen met broom de vier halogenen worden genoemd. Zij hebben weinig of geen affiniteit met zuurstof en zijn bijzonder reactief.

De andere genoemde elementen worden door zuurstof aangetast en als ze met zuurstof reageren, worden ze meestal geactiveerd. Denk hier aan koolstof, dat weinig actief is, maar de verbinding van koolstof met zuurstof; koolstofdioxide of koolzuurgas, maakt deel uit van de grote stofkringloop via de fotosynthese. Stoffen die niet worden aangetast zijn meestal in passieve toestand, zoals zouten of min of meer chemisch niet in staat met zuurstof te reageren, zoals goud.

We onderscheiden de opgesomde elementen in twee groepen. De stoffen die goed met zuurstof reageren en de halogenen die weinig of niet in de natuur met zuurstof reageren.

We kunnen de eerste groep vanuit het gezichtspunt van de vier Griekse elementen beschouwen. Stikstof, zuurstof en waterstof zijn gasvormig en zijn de hoofdbestanddelen van de lucht. Natrium, kalium, magnesium en calcium vormen samen de basis van de zouten in de zeeën. Zij hebben een bijzondere verbinding met het water. Silicium, ijzer en calcium zijn typische bouwers van de aardkorst. Zij zijn verwant met de aarde. Van magnesium zijn ook gesteentes bekend. Koolstof, zwavel en fosfor hebben wij leren kennen als stoffen die een speciale verbinding met het vuur hebben. Waterstof kun je hier ook toe rekenen. De bovenstaande elementencirkel geeft een schets weer van het gezegde.

* Chemie in het periodeonderwijs - Gerard Smits

Bovenstaande tekst maakt deel uit van de aangeboden download. Deze is ontleend aan het boek CHEMIE IN HET PERIODEONDERWIJS OP DE VRIJESCHOOL dat vorig jaar verscheen in de serie ‘Werkboeken voor de Vrije school’.

Gerard Smits heeft  er voor gezorgd dat de ervaringen op het gebied van 80 jaar Scheikundeonderwijs, gegeven  door zijn voorgangers Frits Julius, Emmy de Grooth-Klomp en later door hemzelf, voor het nageslacht bewaard zijn gebleven. Dit uitgebreide werkboek is voorzien van verhelderende tekeningen bij de ruim 150 beschreven proeven en telt 210 pagina’s.

Te bestellen via www.vrijeopvoedkunst.nl onder boeken. 

Scheikunde - Antoon van Hooft en Wolter Bos

… veel experimenten en waarnemingen doen...

Karakteristiek voor de scheikunde is dat er stofveranderingen optreden. Hierbij ontstaat er iets wat er eerst nog niet was. Regulier wordt het scheikundeproces uitgelegd als een verandering van de rangschikking van al bestaande deeltjes (atomen en moleculen). In de fenomenologie richten we ons juist op het begrijpen van het ontstaan van nieuwe kwaliteiten terwijl andere kwaliteiten verdwijnen. Het komt er dus op aan vertrouwd te raken met kwaliteiten: kleur, smaak, textuur, vorm, gevoeligheid voor warmte, enzovoorts.

Het eigen karakter van de stoffen kun je leren kennen door veel experimenten en waarnemingen te doen. Het is zaak je hierbij niet te laten storen door te denken dat je al weet wat er gebeurt. Deze attitude oefenen we bij de experimenten die tijdens de opleiding uitgevoerd zullen worden.

We volgen globaal de opbouw van het leerplan scheikunde van de vrijeschool. Het leerplan begint met de organische chemie, daarna komt de anorganische chemie aan de orde en in de hoogste klassen worden de chemische elementen behandeld.

Scheikunde: organisch 

We beginnen met de organische chemie uit de 8e klas. Is het mogelijk om zo over de fotosynthese te denken, dat het wonderlijke van dit basale levensproces niet wordt geëlimineerd? Ook komen de kwaliteiten van zetmeel en koolstof aan bod.

Scheikunde: anorganisch 

Uit de periode van klas 10 behandelen we de anorganische scheikunde die leidt tot een systematiek in de stoffenwereld. We zullen experimenten doen met zouten, zuren en basen. Hoe kunnen we de polariteit van zuren en basen karakteriseren?

Scheikunde: elementen 

Uit de hogere klassen nemen we voorbeelden van chemische elementen uit de groep van de metalen en de niet-metalen. Wat is het ‘portret’ van zwavel? Welke polariteit laat koper en ijzer zien?