Beskrive og systematisere fire ukjente hvite stoffer fra kjøkkenet

Hensikt

Du vil bli kjent med påvisningstester for fire hvite stoffer som finnes på kjøkkenet, og du skal utføre tester for å bestemme identiteten til stoffene.

Ferdigheter

Ferdighetene som som øves spesielt i denne øvelsen er: observere, beskrive, systematisere, analysere data, oppdage, stille spørsmål

I denne øvelsen skal elevene øve på å gjøre systematiske observasjoner av egenskapene til fire ukjente hvite stoffer fra kjøkkenet, og undersøke hva som skjer når disse stoffene enten gjennomgår fysiske endringer eller reagerer kjemisk med andre stoffer som tilsettes. Elevene skal observere og beskrive både stoffenes utseende og hva som skjer når de endrer fase eller reagerer kjemisk. Observasjonene skrives inn i en tabell, og elevene skal øve seg på å analysere dataene ved å forklare sammenhenger mellom dem. Elevene vil oppdage nye ting ved stoffene og reaksjonene, og det vil kanskje dukke opp spørsmål som de ønsker svar på. Stoffers egenskaper på mikro- og makronivå kan diskuteres med elevene. Det vitenskapelige produktet av denne utforskningen er en samling data i form av ulike stoffers egenskaper, og spørsmål og hypoteser som kan danne grunnlaget for videre eksperimenter.

Hva skal elevene gjøre?

1. Bruk brikkene: observere, beskrive, systematisere, analysere data, oppdage, stille spørsmål. Planlegg gjennomføringen sammen med elevene og snakk om hva de ulike ferdighetene innebærer. Er det en rekkefølge på de ferdighetene som øves? Hvordan henger de sammen tenker dere?
2. Del ut fire begerglass som inneholder hvert av de fire hvite stoffene som skal undersøkes. Del ut en tabell (se i kolonnen til venstre), eller be elevene lage sine egne tabeller hvor de kan skrive ned observasjoner på en systematisk måte underveis.
3. Det første elevene bør gjøre er å observere de fire hvite stoffene ved å bruke alle sanser, altså både se, lukte, høre, føle og smake. Det er viktig å informere elevene om at det kun er lov å smake på stoffene ettersom det er stoffer som brukes i mat på kjøkkenet.
4. Elevene skal deretter gjennomføre følgende tre tester i vilkårlig rekkefølge: 1) Oppvarmingstest: Be elevene om å overføre litt av ett av de 4 stoffene til en bit aluminiumsfolie, og deretter varme opp folien over et telys. Observere hva som skjer. Prosedyren gjentas for de andre tre stoffene som skal testes. 2) Jod-test: Be elevene om å overføre litt av ett av de fire stoffene til et lite begerglass, og tilsette noen dråper jod-løsning. Prosedyren gjentas for de andre tre stoffene som skal testes. 3) Syre-test: Be elevene om å overføre litt av et av de 4 stoffene til et lite begerglass, og deretter tilsette noen dråper eddik. Prosedyren gjentas for de tre andre stoffene som skal testes.
5. Gi elevene anledning til å gjennomføre eventuelt andre undersøkelser på de fire stoffene. Eksempler på slike tester kan være test av syre- og base egenskaper. Også resultatet av disse undersøkelsene må skrives ned i tabellen.
6. Nå vil det være nyttig å dele ut tabellen til elevene der identiteten og egenskapene til stoffene de har testet kommer fram (se under). Fortell elevene at de nå skal sammenlikne resultatene sine med informasjonen som finnes i tabellen. Gi elevene tid til å tenke grundig gjennom om de klarer å bestemme identiteten til de fire hvite stoffene de har testet, og be elevene om å skrive ned identiteten på stoff 1, 2, 3 og 4 i tabellen sin.
7. Bruk de sekskantede brikkene og la elevene diskutere i grupper hvilke ferdigheter de har øvd på i denne øvelsen. Hvordan kan de bruke brikkene til å illustrere prosessen? På hvilke måter har de arbeidet med naturvitenskapelig praksiser og tenkemåter i denne øvelsen?

Faglig forklaring

Tabellen under viser reaktiviteten til stoffene som skal testes. 

Natron	Når eddiksyre tilsettes til natron, så bruser det og det dannes CO2-gass. Natron er en base, og har en pH-verdi som er høyere enn 7 når den løses i vann.
Potetmel	Potetmel blir mørkeblått i kontakt med jod-løsning. Potetmel løser seg dårlig i kaldt vann.
Sukker	Sukrose (her: kalt sukker) løses godt i både kaldt og varmt vann. Sukker har nøytral pH, og smelter ved oppvarming med stearinlys eller gassbrenner.
Salt	Natriumklorid (her: kalt salt) løses godt i vann og eddiksyre. NaCl har nøytral pH-verdi, og smelter ikke når det varmes opp med gassbrenner.

I reaksjonen mellom natron og eddiksyre dannes blant annet gassen karbondioksid:

NaHCO₃ + CH₃COOH -> CO₂(g) + H₂O(l) + NaCH₃COO(aq) 

Forslag til utvidelse

Det går fint an å utvide med flere hvite stoffer fra kjøkkenet i dette forsøket. Eks. Bakepulver, hornsalt, melis, vaniljesukker, kokos, osv. 

En annen måte å utføre forsøket på er å fortelle elevene på forhånd hvilke stoffer som skal testes, og i tillegg la elevene få tilgang til tabellen der egenskapene til stoffene står beskrevet. Så kan elevene ved å gjennomføre testene finne ut hvilket begerglass som inneholder hvert av de hvite stoffene. Elevene kan selv fylle ut tabellen som er vist i kolonnen til venstre.

For å teste om elevene klarer å gjennomføre testene og anvende tabellen som er vist lenger oppe på siden, så kan du la elevene få utdelt en ukjent blanding av to av stoffene.

Forslag til etterarbeid

• Hvilket av de fire stoffene har ikke gitt utslag på noen av testene? 

• Hva er det systematiske navnet til natron? Hvilken gass blir dannet når natron reagerer med eddik? Hvordan kunne elevene påvist denne gassen? 
• Hvilket av de fire hvite stoffene er uløselig i vann? La elevene sjekke hvis de er usikre. 

Når elevene har blitt trygge på hvilke stoffer som testes i eksperimentet, så kan elevene bli spurt om de kjenner andre varer på kjøkkenet de tror inneholder noen av stoffene de har testet reaktiviteten til i dette forsøket. Elevene bør oppfordres til å notere ned hvilke produkter de er nysgjerrige på å teste.