Categorie: Lesmateriaal

SciMobileApps: een wiki voor wetenschappelijke apps

Kijk, weer zo’n vernuftig ideetje, vers van het Internet: SciMobileApps.

Op deze verdwaalde vrijdagochtend een tip voor iedereen met een smartphone en sympathie voor Wikipedia. Ik denk dat iedereen ondertussen wel weet wat mijn meningen zijn over de Nederlandse en de Engelse Wikipedia. Maar het concept van een wiki — iedereen is vrij om naar eigen inzicht wat toe te voegen — vind ik nog steeds extreem interessant. Hoewel Chempedia ondertussen de geest heeft gegeven (snap ik), is ChemWiki doorgegaan met uitbreiden.

Maar er is natuurlijk meer dan alleen het Internet. Sterker nog, er schijnt een verschuiving plaats te vinden van de browser naar apps (van het Engelse application, wat ‘programma’ betekent). Toen de iPad aangekondigd werd en later ook daadwerkelijk uitkwam hebben we al eens een aantal suggesties gegeven van wat nou interessante ‘science apps’ zijn. Eerlijk gezegd ben ik sinds die tijd niet heel veel nieuws tegengekomen. Wel desktopprogramma’s die geschikt gemaakt zijn voor Apple’s mobiele besturingssysteem iOS (zoals Papers of Mendeley).

Maar er is goed nieuws. SciMobileApps is een website zoals Wikipedia: iedereen kan bijdragen aan de ultieme verzameling wetenschappelijke-gerelateerde apps voor smartphones. De wiki bestaat nog maar sinds begin deze maand, dus tot nu toe stelt het nog niet zo heel veel voor. Nu is het vooral een lijst met alle apps, gesorteerd naar categorie (zoals scheikunde, natuurkunde, tijdschriften en referentie management). In de loop van de tijd zullen mensen meer apps toevoegen, hun mening erover geven en apps aan- of afraden. Vooral dat laatste is erg interessant, omdat er nu eigenlijk geen goeie manier is om op voorhand uit te vinden wat de kwaliteit is van een app.

Toegegeven, de opmaak van de site is eenvoudig (tot op het saaie af) en er is duidelijk een schrijnend tekort aan aantrekkelijke afbeeldingen — ik stel me zo voor dat er van elke app zeker een paar screenshots of filmpjes bijgevoegd kunnen worden — maar ik ben erg enthousiast over dit initiatief. Ik heb wel eens websites gezien die proberen een soortgelijk overzicht te maken, maar als dat overzicht van de bijdrage van maar één iemand afhangt, is dat praktisch gedoemd om na verloop van tijd te verwateren en achterhaald te geraken. Op deze manier is in ieder geval dat probleem verholpen.

Wat vinden jullie, dragen we allemaal eventjes een paginaatje bij? Kijk eventjes rond op www.SciMobileApps.com.

Via Sciencebase

Het mengen van schoonmaakmiddelen

De Scheikundejongens zijn enorm fan van experimenten die je zelf thuis kunt doen. Maar sommige experimenten kun je maar beter niet doen. In de categorie Don’t Do It Yourself (DDIY): het mengen van schoonmaakmiddelen. Op verpakkingen van schoonmaakmiddelen lees je vaak dat je dit niet mag doen. Maar waarom eigenlijk? Om dat te kunnen beantwoorden, moeten we eerst kijken waar schoonmaakmiddelen uit bestaan.

Een bruisend mengsel van Glorix en Harpic Max

De precieze samenstelling van schoonmaakmiddelen verschilt van product tot product, maar er zijn natuurlijk ook grote overeenkomsten. Vrijwel alle schoonmaakmiddelen — van afwasmiddel tot waspoeder — bevatten oppervlakte-actieve stoffen (surfactanten), met als uitzondering bijvoorbeeld spiritus of aceton. Oppervlakte-actieve stoffen zijn moleculen met een hydrofiele kop en een hydrofobe staart: hun hoofd wil graag in water zitten, hun staart in vet en olie. Daardoor worden vet en olie een stuk gemakkelijker om te verwijderen. Een blokje zeep bestaat praktisch alleen maar uit dit soort moleculen.

Sommige schoonmaakmiddelen bevatten ook bleekmiddelen. Een bleekmiddel is niets meer dan een oxidator. Er zijn twee belangrijke soorten: chloorbleekmiddelen en zuurstofbleekmiddelen. Een voorbeeld van de eerste soort is hypochloriet (ClO–), van de tweede waterstofperoxide (H2O2). Deze stoffen zijn goed in het afbreken van organische verbindingen (zoals kleurstoffen) en hebben daarom een blekende werking. De ‘gewone’ Glorix bevat hypochloriet. Glorix O2 bevat waterstofperoxide (dat is dus wat ze bedoelen met de kreet actieve zuurstof formule op de verpakking).

Andere schoonmaakmiddelen bevatten bijvoorbeeld weer (verdund) zoutzuur. Zoutzuur is niet echt een sterke oxidator, maar wel een sterk zuur, wat ook helpt om allerlei vuil weg te krijgen. Een voorbeeld hiervan is Harpic Max.

Maar wat gebeurt er dan als je verschillende (soorten) schoonmaakmiddelen mengt? Dat hangt natuurlijk af van de combinatie. Meng je een zoutzuur-houdend middel met een waterstofperoxide-houdend middel, dan gebeurt er ogenschijnlijk niks. Echter, het resulterende mengsel is iets dat sommige hobbyisten nog wel eens gebruiken om printplaten mee te etsen. Het toevoegen van zuur maakt waterstofperoxide namelijk een sterkere oxidator. Agressief spul dus, en niet iets voor thuis.

Het mengen van hypochloriet met waterstofperoxide geeft wel direct een zichtbare reactie. Het hypochloriet reageert met het waterstofperoxide onder vorming van onder andere zuurstofgas. Niet direct heel gevaarlijk, tenzij er brandbare materialen in de buurt zijn. De reactie is hieronder weergegeven:

\ce{ClO- (aq) + H2O2 (aq) -> Cl- (aq) + H2O (l) + O2 (g)}.

De derde en laatst combinatie is meteen ook de gevaarlijkste: hypochloriet en zoutzuur. Meng je die twee, dan ontstaat er chloorgas, wat zelfs in lage concentraties extreem giftig of zelfs dodelijk is. Ook kan het bijvoorbeeld brandwonden veroorzaken. Het chloorgas wordt als volgt gevormd:

\ce{ClO- (aq) + 2 H+ (aq) + Cl- (aq) -> H2O (l) + Cl2 (g)}.

Conclusie: meng dus nooit schoonmaakmiddelen met elkaar. Dat staat natuurlijk ook al op de verpakking, maar sommige mensen doen het toch (filmpje). Als je dan toch twee verschillende schoonmaakmiddelen wilt gebruiken om een hardnekkige vlek weg te krijgen, spoel dan tussendoor met voldoende water.

Met dank aan Lucas Keijning voor het idee.

Extractie van aardbeien-DNA

Al maanden heb ik het idee om hierover te schrijven, maar nu is dan écht het aardbeien seizoen fatsoenlijk bezig. Vandaag een eenvoudige manier om met DNA te spelen.

DNA vind ik maar merkwaardig spul: vier soorten basisblokjes, in een schijnbaar willekeurige volgorde. Sommige mensen geloven dat alle genetische informatie in DNA gecodeerd zit. Tegenwoordig zijn er een aantal sterke vermoedens dat er meer moleculen invloed hebben op de genetische code, zoals histonen. In één cel wel twee meter lang (als je al het DNA in die cel achter elkaar zou leggen). Zo’n DNA-streng is dan wel maar een miljoenste van een millimeter breed. Zou het nou niet leuk zijn, om wat zuiver DNA te kunnen zien? Met het blote oog?

Vandaag de extractie van DNA uit een aardbei. Waarom een aardbei? Mensen hebben twee kopieën van hun DNA in elke cel. Aardbeien daarentegen hebben er acht. Mensen zijn ‘diploïd’, aardbeien ‘octaploïd.’ Maar goed, genoeg theorie, tijd om vieze handen te krijgen.

Een ingekleurde SEM-afbeelding van een aardbei. © Creative Commons: Annie Cavanagh, Wellcome Image.

Benodigdheden

  • Maatbeker
  • Maatlepels
  • Ethanol (bijvoorbeeld ontsmettingsalcohol, schoonmaakalcohol of spiritus)
  • 1/2 theelepel zout
  • 1/3 kop water
  • 1 theelepel detergent (afwasmiddel of échte zeep)
  • Glas of kleine schaal
  • Theedoek of koffiefilter
  • Trechter
  • Hoog drinkglas
  • 3 aardbeien, zonder kroontje
  • Hersluitbare plastic broodzakjes
  • Reageerbuis of klein glazen potje (bijv. kruidenpotje)
  • Lange satéprikkers

Uitvoering

  1. Koel de alcohol in de diepvries. Die ga je later nodig hebben.
  2. Meng het zout, water en de detergent (afwasmiddel) in een glas of kleine kom. Dit is de ‘extractievloeistof.’
  3. Span de theedoek of het koffiefilter in de trechter en zet de tuit van de trechter in het glas.
  4. Doe de aardbeien in de plastic zakjes en druk de lucht eruit. Zorg ervoor dat er geen lucht meer bij kan komen door ze af te sluiten.
  5. Druk met je vingers de aardbeien stuk tot een papje (twee minuten). Zorg ervoor dat je het zakje niet kapot maakt.
  6. Voeg drie theelepels van de extractievloeistof die je in stap twee maakte, bij de aardbeien in het zakje. Druk alle extra lucht er weer uit en hersluit het zakje. De detergent zorgt ervoor dat de cellen van de aardbeien open gaan en het DNA eruit kan komen. Het zout zorgt ervoor dat het DNA aan elkaar gaat plakken. DNA is een klein beetje negatief geladen, maar daar merk je verder niks van.
  7. Druk weer voor ongeveer een minuut in het aardbeienpapje, zodat alles goed is gemengd.
  8. Schenk het aardbeienmengsel vanuit het zakje, in de trechter (dus in het koffiefilter of in de theedoek). Laat het vocht in het glas druipen zodat er geen vocht meer achter blijft in de trechter.
  9. De theedoek en het het aardbeienprutje heb je niet meer nodig, dus die kun je weg doen. Doe de inhoud van het glas met aardbeienvocht in de reageerbuis (of kleine glazen potje), zodat het ongeveer voor een kwart vol is.
  10. Houd de reageerbuis (of kruidenpotje) schuin en schenk heel langzaam de ijskoude alcohol langs de kant. Als je dit voorzichtig genoeg doet, blijft het bovenop het aardbeienvocht liggen, omdat alcohol een kleinere dichtheid heeft dan water. Het is belangrijk dat de alcohol niet met het aardbeienvocht mengt, omdat het DNA zich tussen de twee vloeistoflagen zal verzamelen. DNA lost niet op in alcohol. Als de alcohol wordt toegevoegd, precipiteert het DNA uit en blijft de rest van het mengsel in oplossing in het water.
  11. Doop een lang satéstokje in de reageerbuis, met de punt tussen de alcohollaag en het aardbijenwater in. Haal het satéstokje weer omhoog. Het witte (heldere) spul dat je nu omhoog trekt is het aardbeien-DNA. Tadaa!

Als je geen zin hebt in al dat geklooi met dingen, of heb je je aardbeien allemaal al opgegeten voordat je aan je experiment kon beginnen, dan kun je ook op de website van de Universiteit van Utah een DNA extractie doen: DNA Extraction Virtual Lab.

Met dank aan dr. Erika Eiser voor de tip, originele recept hier.

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.