VWO eindexamen scheikunde

Afgelopen woensdag was het dan zo ver: alle 6-VWO’ers met scheikunde in hun vakkenpakket mochten drie uur lang zwoegen op het eindexamen scheikunde. Mijn eigen eindexamens zijn alweer vier jaar geleden, maar toch kon ik het niet laten om — geheel vrijwillig — het eindexamen helemaal te maken en mijn mening er over te geven. Uiteraard heb ik niet gespiekt op internet en geen andere hulpmiddelen gebruikt dan mijn oude Binas en een rekenmachine.

Het viel me direct al op dat het examen weer vrij veel leeswerk bevatte: 10 pagina’s (exclusief voorkant) voor 26 opgaven. Hierover wordt door scholieren vaak geklaagd en daar kan ik me wel wat bij voorstellen. Desondanks is het wel belangrijk dat je leert om uit grote lappen tekst snel de belangrijke informatie te halen. Dat moet dus ook zeker getest worden, al moet het examen geen begrijpend-lezen-test worden. Dat was naar mijn mening bij dit examen gelukkig niet het geval, er zat maar één vraag bij waarbij het antwoord vrijwel letterlijk uit de tekst gehaald moest worden (opgave 4, het tekenen van het blokschema).

Verder viel het me op dat het een heel compleet examen was. Alle belangrijke onderwerpen zaten er wel in: evenwichten, redox reacties, zuren en basen, analytische chemie (in de smaken titraties, gaschromatografie en massaspectrometrie), biochemie en een snufje industriële chemie — dat is voorgaande jaren wel eens anders geweest. Opvallend afwezig was een vraag over polymeren. Wel was er een vraag over eiwitten en eigenlijk zijn eiwitten ook gewoon polymeren, dus misschien moet ik niet zo zeuren.

De vraag “slechte smaak” over het brouwen van bier vond ik leuk, al was opgave 6 voor veel scholieren waarschijnlijk een beetje te hoog gegrepen. De biochemie vraag “PKU” vond ik dan op sommige punten wel verdacht veel op een biologie-examen lijken, met name opgave 21 en 22. Opgave 23 vond ik echt té flauw: dit soort vragen mag wat mij betreft voortaan achterwege blijven.

Desondanks vond ik dat het niveau van het gehele examen hoog lag. Volgens mij vonden de scholieren dat ook: op moment van schrijven zijn er bij het LAKS al zo’n 5000 klachten binnengekomen, ongeveer evenveel als voor natuurkunde en Nederlands. Ik ben dus zeer benieuwd naar de normering.

Waar ik ook benieuwd naar ben, is hoe ík het examen heb gemaakt. Ik heb geen leraar scheikunde meer die het voor me nakijkt, dus bij dezen een oproep aan alle (eventueel aanstaande) scheikundeleraren: wie wil mijn antwoorden nakijken? Ik heb mijn uitwerkingen ingescand en je vindt ze hier (PDF). Mijn dank is groot!

Voor wie het examen ook wil maken: de opgaven, uitwerkbijlage, correctiemodel en bijbehorende aanvulling.

Nanotechnologie is ook gewoon scheikunde

Deze column verscheen gister op Kennislink.

Sinds een decennium of wat is nanotechnologie hartstikke hip. Volgens definities betreft nanotechnologie alle wetenschap die sleutelt aan materialen waarbij één of meerdere dimensies tussen 1 en 100 nanometer liggen. Een nanometer (nm) is een miljoenste millimeter. Bij het maken van nanomaterialen komt vaak scheikunde kijken, terwijl we voor het verklaren van de eigenschappen juist natuurkunde nodig hebben. Maar nanotechnologie is zo verweven in allerlei natuurwetenschappen dat het zich lastig laat indelen in klassieke termen als natuur- en scheikunde. Om die reden wordt nanotechnologie ook wel een vakgebied op zich genoemd.

Het speciale aan de nanomaterialen is dat hun eigenschappen niet alleen afhangen van de chemische samenstelling, maar ook van hun grootte. Een bekend voorbeeld hiervan is goud. Goudbolletjes van enkele tientallen nanometer zijn niet meer goudkleurig, maar juist rood. Hoewel men hier destijds geen weet van had – en het toen zeker nog geen nanotechnologie heette – werd dit in de Middeleeuwen al gebruikt om glas in lood een rode kleur te geven. In 1847 was het de Britse natuur- en scheikundige Michael Faraday die er achter kwam dat de rode kleur werd veroorzaakt door de grootte van de goudbolletjes.

Niks nieuws onder de zon dus, zou je zeggen. Dat er momenteel sprake is van zowel een nano-angst als een nano-hype vinden we dan ook behoorlijk vreemd.

Een mooi voorbeeld van nanotechnologie: quantum dots, bolletjes van halfgeleiders van enkele nanometers groot. Afhankelijk van de precieze grootte zenden de quantum dots onder invloed van UV-straling diverse kleuren zichtbaar licht uit. Afbeelding © Scheikundejongens

Nano-angst

Allereerst die angst. Omdat nanomaterialen nieuwe en soms onbekende eigenschappen hebben, kúnnen ze gevaarlijk zijn. Een schoolvoorbeeld van een gevaarlijk – maar ‘puur natuur’ – nanomateriaal is asbest. Op basis van de chemische samenstelling had niemand verwacht dat het schadelijk zou zijn. Asbest is een silicaat, maar het glas in je raam bevat ook silicaten. Alleen gaat het bij asbest om vezels van silicaat, met een diameter van ongeveer 10 nanometer. En die blijken door hun vorm bij inademing onder andere asbestose en tumoren te kunnen veroorzaken.

Er bestaat bij velen de angst dat nanotechnologie het ‘nieuwe asbest’ zal worden. Zo gaan er bijvoorbeeld stemmen op om dan maar alle nanomaterialen in consumentenproducten te verbieden. Een belachelijk voorstel natuurlijk, omdat veel bestaande producten ook onderdelen bevatten die ‘nano’ zijn. Eenvoudige voorbeelden zijn de eiwitten in melk en het beschermende laagje aan de binnenkant van een chipszak. Niet alles wat ‘nano’ is, is meteen gevaarlijk. Maar dat moet natuurlijk wél getest worden voor een product op de markt wordt gebracht.

Hoe classificeren we al deze nieuwe, misschien gevaarlijke, materialen nou? Dit is een belangrijke vraag tegenwoordig en we weten niet hoeveel lezingen we daarover inmiddels gehoord hebben. Allemaal moeilijkdoenerij, want we testen toch ook hoe gevaarlijk niet-nanomaterialen zijn? We weten toch ook heel goed dat je methanol maar beter niet kunt drinken maar dat ethanol (met mate) geen bezwaar is? Waarom kunnen we niet gewoon verplicht stellen om ook alle nanomaterialen voor gebruik in consumentenproducten te laten testen? Het probleem is misschien dat de huidige regelgeving geen onderscheid maakt tussen een blok goud en gouden nanodeeltjes, omdat ze dezelfde chemische samenstelling hebben. Maar dat kan niet zo moeilijk op te lossen zijn.

Pas op! Bevat nanodeeltjes! Afbeelding © Kennislink

Nano-hype

Dan die nano-hype. Laatst kwamen we zinsneden tegen als “nanotechnologie ontwikkelt momenteel nanomaterialen (…)” en “nanotechnologie draagt bij aan duurzame energie”. Dat is net zoiets als “thermodynamica ontwikkelt momenteel ijs om over te kunnen schaatsen”. Nanotechnologie is een nieuw vakgebied, maar nanotechnologie ontwikkelt niets zelf. Dat doen nog altijd de onderzoekers.
Op zich hebben we er niets op tegen dat mensen positief zijn over nanotechnologie. Als je veel over goede ontwikkelingen in een vakgebied leest, dan krijg je daar een warm gevoel bij. Dat is logisch. Maar het kan ook te ver gaan. Soms zijn fans van nanotechnologie als de fans van een rockband. Die hebben ook de neiging te vergeten dat er nog andere bands zijn.

Kortom, er zijn een aantal factoren waar de eigenschappen van een materiaal vanaf hangen. Eerst waren dat vooral chemische samenstelling en stofeigenschappen, maar daar is nu iets nieuws bij gekomen. We weten dat nu ook de grootte (of kleinte, als je wilt) van het materiaal belangrijk is. Het klinkt als een open deur, maar dit is waarom nanotechnologie zo anders is. Toch blijft het gewoon wetenschap. En wetenschap is bedacht door mensen, die de natuur willen beschrijven. In een beschrijving van de natuur is geen plaats voor hypes en angsten. Daar telt alleen objectiviteit.

Wat van mijn favoriete dingen

In de scheikundehoek van de Amerikaanse blogosfeer is een meme gaande. De grap is gestart door ChemJobber en overgenomen door onder andere Chemistry Blog, Science Base en Carbon Based Curiosities. En hier is dan de bijdrage van de Scheikundejongens: onze favoriete dingen in de scheikunde.

  1. Bij het ophangen van je schone was erachter komen dat er een zuurplek in je broek zit;
  2. een set meetdata die overeen komt met de theorie;
  3. getailleerde labjassen;
  4. een opgegeven experiment dat weken later toch gelukt blijkt te zijn;
  5. koningswater (aka Aqua Regia) als oplossing voor al je problemen;
  6. acht uur in het donker meten;
  7. Bragg-reflecties van een vloeibaar kristal;
  8. dihydrogeen mono-oxide;
  9. overenthousiaste docenten over statistische thermodynamica;
  10. \^{H}\Psi=E\Psi

Ben ik nog dingen vergeten?

Scheikunde grapjes

Ik schaam me er eigenlijk voor dat ik om het volgende grapje wel een beetje moest lachen. Neemt niet weg dat ik hem graag met jullie deel.

Two atoms are taking a walk. Says the one atom to the other:
“I think I just lost an electron.”
Says the other:
“Are you sure?”
Says the first:
“Yep, I’m positive.”

En een vrouw onvriendelijk grapje waarvan we ons distantiëren. Ik blijf er overigens bij dat er veel meer leuke wiskundegrappen zijn dan scheikundegrappen. Kan iemand me uitleggen hoe dat komt? Of een tegenvoorbeeld geven?

Voor meer dingen om je voor te schamen: de legendarische benzeengrappen en de oplossing.

Serie: Breaking Bad

Rondstruinend over het grote Internet kwam ik bij een serie terecht die ik nog niet kende én die over scheikunde ging. Dit keer geen politiek correcte, informatieve, populairwetenschappelijke documentaire van de BBC, maar een knap staaltje fictie. De serie, Breaking Bad, gaat over scheikunde docent Walter White, bij wie terminale longkanker wordt geconstateerd. Om de toekomst van zijn familie op financieel gebied veilig te stellen en omdat de verzekering de kosten voor de behandeling niet dekt, besluit Mr. White met een oud student een harddrug te gaan maken en verkopen. Ze maken methamfetamine, beter bekend onder de namen meth en crystal meth. Een noot van de SJs: vieze drug, niet proberen. Bekijk het filmpje hieronder voor een voorproefje.

De serie is nu bezig in haar derde seizoen en is onder meer bekroond met vier Emmy Awards. Ik heb seizoen één inmiddels gekeken en vind de serie erg goed, al is hij in het begin wel wat deprimerend. Daar staat tegenover dat de chemie in de serie grotendeels lijkt te kloppen. Grotendeels, want in onderstaand filmpje heb ik tóch een foutje kunnen ontdekken. Herken jij hem?