Chemische
reactie? Een kwestie van gezichtspunt!
Chemici noemen het oplossen van natriumchloride in
water meestal niet een chemische reactie maar het neerslaan van zilverchloride wel.
Het ligt er maar aan hoe je er tegenaan kijkt! In dit artikel lees en zie je
hoe bij de methode Theorie uit Experimenten het begrip chemische reactie op een
kleurrijke manier geïntroduceerd wordt.
Ton van Berkel
Stichting Theorie uit Experimenten
Aan het eind van de TUE-module ‘Chemie? Een kwestie
van gezichtspunt’ doen groepjes van vier of drie leerlingen soda bij zoutzuur
en daarna suiker bij 7-up. Ze onderzoeken het ontsnappende gas en dat blijkt
koolzuurgas te zijn.
Hoewel in beide gevallen een witte vaste stof bij een kleurloze vloeistof wordt
gedaan en ook nog eens dezelfde gasvormige stof ontwijkt, spreken scheikundigen
bij de eerste gebeurtenis wel van een chemische reactie en bij de tweede niet.
Aan de leerlingen de opdracht om te formuleren welk gezichtspunt scheikundigen
gebruiken om gebeurtenissen in te delen in ‘wel of niet chemisch’. Ze komen
meestal uit op “krijg je wel of niet een andere/nieuwe stof, die je eerst niet
had.”
Acties
met stoffen
Voordat met soda en suiker het begrip ‘chemische
reactie’ wordt geïntroduceerd hebben leerlingen al veel acties met stoffen
uitgevoerd. Zo spuiten ze in een buisje
met vloeibare paraffine aardgas en lucht (1) bij elkaar en daarna aardgas en
ammoniakgas (2) respectievelijk ammoniakgas en zoutzuurgas (3).
Daarna, en hier ligt de link met het thema kleur, wrijven ze in een mortier
achtereenvolgens samen: suiker en meel (4), vitrioolblauw en suiker (5),
vitrioolblauw en zwavel (6) en vitrioolblauw en magide
(7).
Voorafgaand aan elke actie schrijven ze op wat ze verwáchten en ze noteren wat
ze zién gebeuren.
horlogeglazen met vitrioolblauw, suiker,
zwavel en magide
resultaten van samenwrijven:
vitrioolblauw/suiker, vitrioolblauw/zwavel
en vitrioolblauw/magide
Gezichtspunt
kiezen, indelen
Om orde te scheppen in alvast deze zeven
gebeurtenissen verdelen leerlingen die
in (twee) groepen en ze mogen zelf kiezen van welk gezichtspunt ze daarbij uitgaan.
We reiken ook, als dat nog nodig is, de verdeling in 1, 2, 4, 5, 6 en 3, 7 aan;
leerlingen formuleren een gezichtspunt dat tot deze verdeling leidt.
Zowel gezichtspunt als formulering kunnen per groepje
leerlingen verschillen, dat vinden we goed en ze mogen met hun eigen idee
verder werken! Je zou hierin aspecten van gepersonaliseerd leren kunnen
herkennen. Wel laten we de leerlingen, al dan niet met behulp van, desnoods
fictieve, doubleurs, zelf bedenken waarom ‘verwacht/onverwacht’ niét zo’n geschikt
indelingscriterium is. Een door de jaren heen veel gekozen gezichtspunt blijkt
te zijn ‘logisch/niet logisch’.
Theorie uit Experimenten 50 jaar
In Faraday (de voorloper van NVOX) is in 1983 door TUE een soortgelijke
introductie van een chemisch reactiebegrip beschreven. In een voetnoot bij het
betreffende artikel1 wordt
toegelicht waarom we de naam vitrioolblauw gebruiken en niet bijvoorbeeld blauw
vitriool of blauw kopersulfaat. Bij het luisteren naar leerlingen was namelijk
gebleken dat ze dan vinden dat er bij verhitting geen sprake is van een nieuwe
stof; het blijft dan immers (weliswaar wit) vitriool of kopersulfaat.
Op grond van dit soort ervaringen maar ook vanwege externe
onderwijsveranderingen is het vanaf 1969 door TUE ontwikkelde lesmateriaal
telkens bijgesteld. Het bestaat nu uit een uitgebalanceerde reeks experimentjes
en bijbehorende opdrachten waarmee groepjes havo- en vwo-leerlingen vanaf het
eerste leerjaar tot en met het examenjaar op een gedifferentieerde manier aan
de slag kunnen. De vakinhoudelijke lijn daarin is tot nu tegen alle
onderwijsveranderingen bestand gebleken.
Nog
meer acties en nog meer kleuren
Vanuit het zelf gekozen gezichtspunt worden de
resultaten ingedeeld van experimentjes als:
- suiker en water
- vitrioolblauw en water
- soda en water
- calcium en water
- koper(poeder) en water
- koper(poeder) en salpeterzuuroplossing
- zink en zoutzuur
- soda en zoutzuur
- verwarmen van kaarsvet
- verwarmen van vitrioolblauw
- verwarmen van suiker
- verwarmen van ijs
- verwarmen van (kalium)permanganaat
- (per video) verwarmen van (ammonium)dichromaat.
Met indicatoren worden de reactieproducten onderzocht
als de kleur niet meteen uitsluitsel geeft .
koperpoeder in salpeterzuuroplossing verhitten van
suiker\
De gekozen gezichtspunten zijn verschillend en dus
verschilt in de les ook de begeleiding per groep. Omdat de resultaten op papier
worden vastgelegd en ingeleverd kan ook achteraf feedback gegeven worden. Dit
is voor de docent tevens de voorbereiding van de volgende les. De eerste
activiteit in de erop volgende les is het verwerken van die feedback. Misschien
dat onderwijskundigen dit met een modieuze term formatieve evaluatie zouden
noemen?
