Categorie: Doe het jezelf

Bereken en voorspel het jaar 2050

Een tijdje geleden had ik het genoegen om een lezing van prof. David MacKay bij te wonen. Al eerder schreven we over zijn fantastische boek. De gelegenheid waar hij sprak had te maken met een donatie van 20 miljoen Britse ponden aan het instituut waar ik nu stage loop. Gelukkig bleef hij nuchter en hield hij een eerlijk praatje.

Wat ik zo speciaal aan prof. MacKay vind, is zijn manier van uitleggen. Klimaatverandering en energiebesparing zijn geen gemakkelijke onderwerpen. Alleen al de wetenschappelijke concepten zijn niet eenvoudig, dus als daar dan ook nog eens morele en culturele overwegingen bij komen, is het goed te begrijpen dat de discussies snel uit de hand kunnen lopen. Ik denk dat het onze plicht als wetenschappers is, om niet-deskundigen uit te leggen zijn wat de feiten zijn. Een extreem handig middel is het concept van prof. MacKay: de gloeilamp. In een eerder filmpje van hem hier, konden we horen hoe hij uitlegde dat een 40 watt lamp elke dag 1 kilowattuur (kWh) gebruikt. Omdat joules en watturen lastige eenheden zijn om mee te rekenen — die eenheden zeggen niet veel mensen wat — introduceert hij de lamp. 24 uur een lamp aan laten is een duidelijk concept. Al het energiegebruik omrekenen naar eenheden van “gloeilampen” is een handig gedachtenexperiment.

Als wij, de Scheikundejongens, diep in ons hart kijken, zullen we ontdekken dat we alleen maar willen uitleggen. Dit soort vereenvoudigende concepten zijn hierin verschrikkelijk belangrijk.

Prof. MacKay is adviseur voor de Britse overheid. Hij adviseert de overheid over energie en klimaatverandering. Om de gevolgen van beslissingen over energie duidelijk te maken in het jaar 2050, heeft hij een een webtool gemaakt. Het is een programmaatje op het Internet waarmee iedereen kan “uitrekenen” wat elke energiebesparing voor nut heeft. Het is niet echt uitrekenen, maar meer het aanvinken van beslissingen. Een korte introductie door prof. MacKay zelf:

Ik vind dit een heel erg interessante gedachte: zelf kunnen zien wat elke overweging voor gevolgen heeft voor het jaar 2050. Geen geklier met moeilijke formules, niks vergeten en geen “ja maar…”. Als we meer en meer energie willen gebruiken, zullen er ook meer manieren moeten komen om energie op te wekken. Maar als we bepaalde manieren niet willen, dan zullen we ook minder energie moeten gaan gebruiken. Simpel als dat. Ik heb zelf even met de tool gespeeld en ik denk dat dit wel een interessante optie is:

Klik op de afbeelding om te zien of dit een realistisch idee is.

 

De daadwerkelijke webtool vind je hier en meer informatie over de tool hier. Er is onder het tabblad “Story” ook interessante achtergrondinformatie te vinden. Bekijk ook zeker eens de “Example Pathways”. Laat me alsjeblieft weten wat jullie van dit soort websites vinden, in de commentaren hieronder. Zou er ook een Nederlandse variant moeten komen? Is dit interessant voor het Nederlands scheikundeonderwijs?

Het VWO eindexamen scheikunde, editie 2011

Veel scholieren zullen opgelucht ademhalen dat hun eindexamen scheikunde er in elk geval op zit. Vorig jaar nam ik zelf ook de moeite om het eindexamen scheikunde helemaal te maken en netjes op te schrijven, maar daar heb ik dit jaar wat weinig tijd voor. Ook ligt mijn Binas helaas 106 meter bij mij vandaan, dus dat schiet niet op. Toch heb ik het examen wel doorgenomen, en zijn de volgende dingen mij opgevallen.

Vorig jaar vond ik het examen al aan de lange kant, maar dit keer is het nóg langer: elf pagina’s en 27 vragen. Het aantal vragen is misschien niet eens zo het probleem, maar het vele leeswerk werkt wel vertragend. Misschien kan het cito eens proberen om de vragen wat compacter te formuleren?

Net als vorig jaar, zat er ook dit jaar weer wat flauwe biochemie in het examen. Structuurformules uit Binas overtekenen kan iedereen wel, dus dat mag voortaan achterwegen blijven. Een stuk leuker vond ik de vragen over acrylamide. Wie onze post over superlijm had gelezen, wist in elk geval hoe deze polymerisatie werkte. Ook de link met kookchemie in de vorm van de Maillardreactie, de reactie die zorgt voor het bruinkleuren van voedsel tijdens het bakken, vond ik leuk. In diezelfde categorie valt ook de vraag over waarom spinazie en vis een slechte combinatie is.

Helaas voor de leerlingen zat er dit jaar wel weer wat zuur/base-rekenwerk in het examen, maar het was gelukkig niet zo veel. Een titratie-vraag bleef gelukkig uit. Redox was net als de vorige keer weer aanwezig, waarbij leerlingen dit keer zelf een halfreactie moesten opstellen. Toen ik nog scholier was, vonden we dit altijd lastig.

Al met al lijkt het ook dit jaar weer een behoorlijk lastig en lang examen te zijn geworden. Dat vond ik (en vele scholieren) vorig jaar ook, toen was de N-term 1,6. De normering van de eindexamens van dit jaar zal voor HAVO en VWO bekend worden gemaakt op 16 juni. Voor het VMBO is dit 8 juni voor de beroepsgerichte vakken en 15 juni voor de algemene vakken.

Aan de eindexamenkandidaten en docenten onder onze lezers de vraag: hoe ging het bij jullie? Laat het weten in de reacties. Zelf het examen maken? Hier de vragen, uitwerkbijlage en het correctievoorschrift.

Maak een groene vlam

Wanneer iets brandt, zie je meestal een blauwe of gele vlam, afhankelijk van of de verbranding volledig is, of niet. Dat kun je mooi zien met een Bunsenbrander: draai je de luchttoevoer open, dan verandert de kleur van de vlam van geel naar blauw. Maar heb je wel eens groen vuur gezien? Bekijk het onderstaande filmpje.

In het filmpje wordt boorzuur (H3BO3) gemengd met een soort anti-vries en daarna aangestoken. De anti-vries bestaat voor het overgrote deel uit methanol (CH3OH), wat brandt met een blauwe vlam. Boorzuur is niet brandbaar. Hoe wordt de groene kleur dan veroorzaakt?

Wanneer booratomen in een vlam terechtkomen, gaan ze licht uitzenden, net als andere metaalatomen. Dit wordt vlamkleuring genoemd. Hiervan wordt niet alleen in vuurwerk gebruik gemaakt, maar bijvoorbeeld ook in de chemische analyse (AAS en AES). Boorzuur op zichzelf is helaas niet vluchtig genoeg om in de methanol-vlam terecht te komen: het heeft een kookpunt van 300 °C. Boorzuur reageert echter wel met methanol tot trimethylboraat, zoals je kunt zien in bovenstaande reactievergelijking. Dit trimethylboraat heeft een kookpunt van ongeveer 68 °C en verdampt dus wél door de warmte van de vlam. Eenmaal in de vlam valt het molecuul uit elkaar, waarna de booratomen hun karakteristieke groene kleur licht uitzenden. Het boor reageert uiteindelijk tot booroxide.

Groen vuur door vlamkleuring van boor. © Mark Vis

De reactie tussen methanol en boorzuur is een soort veresteringsreactie, zoals die ook kan optreden tussen alcoholen en organische zuren. Wanneer je hetzelfde probeert met boorzuur en ethanol, treedt de reactie (vrijwel) niet op. De vlam is dan niet groen, maar gewoon blauw.

Je kunt dit experiment ook thuis of op school uitvoeren. Boorzuur, methanol en ethanol zijn verkrijgbaar bij de betere apotheek of drogist. In plaats van ethanol kun je ook spiritus gebruiken, wat voor het grootste deel uit ethanol bestaat. Let op: methanol en boorzuur zijn giftig. Werk in een goed geventileerde ruimte, bij voorkeur in de zuurkast, en houd brandbare materialen uit de buurt. Ontsteek het mengsel in een vuurvast schaaltje, bijvoorbeeld het metalen omhulsel van een waxinelichtje. We zien uit naar de foto’s van jullie groene vlammen.

Met dank aan de Scholieren Quiz Chemie “SQuiz” voor het idee voor dit experiment.

Scheikundedoos zonder chemicaliën

Als scheikundige huil ik zachtjes om de onwetendheid van alle chemofoben. Dat zijn mensen die denken dat ‘chemicaliën’ slechter zijn dan ‘natuurlijke stoffen.’ Zoiets is belachelijk. Er is geen enkele reden om aan te nemen dat over het algemeen, stoffen die uit de natuur gewonnen worden, beter voor de gezondheid zijn dan stoffen die door de mens gesynthetiseerd zijn. De angst voor chemicaliën is vanuit een perspectief van slechte ervaringen te begrijpen, maar niet te rechtvaardigen.

Vorige week kwam het bericht binnen van een nieuwe scheikundedoos. De wat ouderen onder ons kennen dat fenomeen beter dan de rest van ons. Ikzelf heb bijvoorbeeld nog nooit een échte scheikundedoos gezien. Er zouden allemaal spullen in zitten waarmee de mysterieuze wetten van de natuur ontrafeld zouden kunnen worden. Ik stel me iets voor met reageerbuizen, een vergrootglas, een spateltje, een glazen roerstaafje en natuurlijk wat chemicaliën. Mooi zuiver demiwater en wat minder gevaarlijke zouten (wel aan kunnen raken, maar eten is giftig). Dat lijkt mij een mooi begin voor een scheikundedoos.

De scheikundedoos waarvan ik vorig week hoorde, zorgde ervoor dat ik eventjes zachtjes moest huilen. Laten we eerst even naar de productbeschrijving kijken. Een plaatje.

Er staat op de doos: “CHEMISTRY 60 — 60 Fun Activities With No Chemicals”. Er zitten in deze scheikundedoos géén chemicaliën! HALLO! DAT KAN NIET! Natuurlijk is het een leugen, omdat er zeepwater, plastic en spul om kristallen mee te groeien in zitten. Alle stoffen in de wereld zou je ‘chemicaliën’ kunnen noemen. Zelfs water (kan gevaarlijk zijn). Maar afgezien daarvan: ik vind het belachelijk dat er bedrijven zijn die op deze manier wetenschap willen promoten. Het is een leugenachtige en pretentieuze poging om geld te verdienen aan chemofoben.

Via Geekology, The Journal of AYFK en Dominique.

Proefjes voor het basisonderwijs

In 2004 is op initiatief van Het Grote Wetenschappelijke Opperhoofd Robbert Dijkgraaf, de website proefjes.nl opgericht. Op deze website zijn eenvoudige experimenten te vinden voor kinderen vanaf 8 jaar. De proefjes laten de leerlingen op een leuke manier kennis maken met natuurkunde, scheikunde en biologie. Voor de proefjes zijn over het algemeen geen bijzondere materialen nodig en de proefjes zijn kind-veilig.

De proefjes zijn ingedeeld rond thema’s, zoals lucht, vuur, water en elektriciteit. Ook zijn bijvoorbeeld alle scheikunde-gerelateerde proefjes terug te vinden via scheikunde.proefjes.nl. Leerkrachten uit het basisonderwijs kunnen voor hun leerlingen kant-en-klare werkboeken downloaden. Verder zijn er op de site ook filmpjes te vinden die in samenwerking met de VPRO zijn gemaakt. Helaas is voor het bekijken van die filmpjes RealPlayer nodig, wat toch een beetje uit de tijd is geraakt. Misschien kunnen de makers de filmpjes ook op YouTube zetten? Wel zo eenvoudig.

Op de site staan een boel leuke proefjes. Een aantal van mijn favorieten zijn:

Er staan nog veel meer leuke proefjes op de site, dus neem vooral een kijkje.