Materie havo/vwo

6. Kennisbasis scheikunde

Stoffen zijn opgebouwd uit een of meerdere van ongeveer 100 verschillende atoomsoorten, die op verschillende manieren met elkaar combineren. Atomen vormen moleculen variërend van twee tot duizenden atomen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen zuivere stoffen (bestaand uit één soort atomen of moleculen) en mengsels (bestaand uit minstens twee verschillende soorten atomen en/of moleculen) van verschillende stoffen.

Scheikundigen denken voortdurend heen en weer tussen de microstructuur van stoffen en de macroscopische eigenschappen van die stoffen. Een goed begrip van de modellen die daarbij worden gebruikt is belangrijk. Gebruik van chemische taal is belangrijk om informatie over beschreven processen en gebeurtenissen te begrijpen en er over te communiceren.

.

Samenhang:

 binnen scheikunde: Reactiviteit, Energie;

 met biologie: Eenheid in verscheidenheid;

 met natuurkunde: Materie.

Materie

Integrale doelen (vwo cursief)

De leerling kan:

1. met het deeltjesmodel aangeven dat mengsels uit meerdere stoffen, stoffen uit moleculen of atomen, en moleculen uit atomen bestaan;

2. onderscheid maken tussen enerzijds elementen en niet-ontleedbare stoffen en anderzijds verbindingen en ontleedbare stoffen;

3. herkennen dat ontleedbare stoffen andere macroscopische eigenschappen hebben dan de niet-ontleedbare stoffen van de elementen waaruit de ontleedbare stof is opgebouwd;

4. een ontwerp maken en uitvoeren van een scheidingsmethode of chemische reactie en de opschaling ervan tot industriële schaal in kaart brengen, inclusief de aandacht voor veiligheid;

5. een deeltjesmodel gebruiken om stoffen en reacties tussen stoffen, faseovergangen en scheidingsmethodes (grafisch) weer te geven;

6. in korte onderzoekjes:

i. scheidingsmethode(s) kiezen om mengsels te scheiden in hun componenten;

ii. vaststellen dat verbindingen bestaan uit twee of meer elementen;

7. atoombouw beschrijven in termen van protonen, neutronen en elektronen, met ook aandacht voor isotopen;

8. chemische taal (symbolen, formules en reactievergelijkingen) gebruiken om namen van elementen en formules van enkelvoudige ionen, zouten en moleculaire stoffen en metalen te benoemen;

9. onderzoeken hoe de elementen in het Periodieke Systeem gerangschikt zijn;

10. heen en weer redeneren tussen macroscopische eigenschappen van stoffen en hun structuur op microniveau.

Relevante contexten: gebruik van stoffen en materialen in en rond het huis (schoonmaakmiddelen, zout, bakpoeder en andere stoffen in de keuken, frisdranken, gebruiksvoorwerpen); waterzuivering; voedselveiligheid.

Karakteristieke werkwijzen Vakinhouden (vwo cursief) Karakteristieke denkwijzen Modelgebruik en –ontwikkeling

 Deeltjesmodel hanteren

1. Model (deeltje als bolletje) van de vier (zes) bekendste

faseovergangen weergeven en interpreteren.

2. Model (deeltje als bolletje) van mengsel en zuivere stof

Mengsels en zuivere stoffen

1. Beschrijven dat de meeste stoffen bestaan uit moleculen.

2. Benoemen dat mengsels zijn opgebouwd uit meerdere soorten moleculen of atomen en daardoor te scheiden zijn in zuivere stoffen.

Patronen

 Deeltjes van vaste stoffen rangschikken zich volgens een patroon. Bij vloeistoffen en gassen is dat niet het geval.

 Elementen in het Periodieke Systeem zijn gerangschikt naar opklimmend atoomnummer.

 Elementen in groepen van het periodieke systeem hebben vergelijkbare eigenschappen.

Model gebruiken om destilleren, filtreren en zes andere

scheidingsmethodes weer te geven.

3. Het maken van een grafische voorstelling van een stof in drie fases (vast, vloeistof, gas) en de invloed die de verandering in temperatuur hier op heeft op basis van het deeltjesmodel.

Onderzoeken

 Onderzoek doen naar de

samenstelling en eigenschappen van mengsels.

 Onderzoek doen naar methodes voor het scheiden van mengsels in hun componenten.

Ontwerpen

 Scheidingsmethodes ontwerpen en uitvoeren, zoals het extraheren van zetmeel uit aardappels.

 Aspecten van het opschalen van de productie van zetmeel uit aardappels tot industriële schaal in kaart brengen.

 Het maken of aanpassen van een product op basis van zelf

geformuleerde eisen (zoals shampoo, drop, olie en azijn mengsel met mosterd als emulgator .

Mengen en scheiden

3. Onderscheiden van soorten mengsels en kenmerken omschrijven: oplossingen, suspensies, emulsies en legeringen/alliages, hierbij gebruik maken van deeltjesmodellen.

4. Voorbeelden geven van scheidingsmethodes in de chemie en in het dagelijks leven (bv. koffie zetten).

Element en verbinding

5. De twee betekenissen van element beschrijven (‘atoomsoort’ en ‘niet-ontleedbare stof’).

6. Benoemen dat een verbinding is opgebouwd uit twee of meer elementen en daardoor

ontleedbaar is.

7. Onderscheid tussen scheiden en ontleden uitleggen.

Namen en formules

8. Van zo’n 30 (40) elementen het symbool weergeven als de naam bekend is (en

omgekeerd). Deze elementen onderscheiden in metaal en niet-metaal (uit systeem).

9. Bij de naam van zo’n 10 (15) moleculaire stoffen de formule weergeven en omgekeerd (waaronder: ammoniak = NH3, glucose = C6H12O6, koolstofdioxide = CO2, water = H2O, zuurstof = O2, ‘koolzuur’ = H2O + CO2).

Atoombouw

10. De atoombouw beschrijven met behulp van protonen, neutronen en elektronen.

Schaal, verhouding en hoeveelheid

 De grootte van atomen en moleculen ten opzichte van zichtbare onderwerpen kan worden weergegeven op een schaal van machten van 10.

Systemen en systeemmodellen

 Mengsels hebben andere eigenschappen dan de samenstellende stoffen door de interactie tussen de stoffen in het mengsel (bv meel en water).

 Verbindingen hebben andere eigenschappen dan de samenstellende elementen door de interactie tussen de atomen in een molecuul (bv. waterstof, zuurstof en water).

 Eigenschappen van stoffen zijn vaak te relateren aan hun microstructuur.

Duurzaamheid

 Aandacht voor duurzaam gebruik van stoffen en materialen gaat (onder meer) via het cradle to cradle principe.

Risico’s en veiligheid

 Meer en meer wordt de relatie gelegd tussen voeding en gezondheid.

 Opschalen van productie van stoffen tot industriële schaal vereisen ook meer aandacht voor risico’s en veiligheid.

 Aspecten van het opschalen van een van deze tot industriële schaal in kaart brengen.

Informatievaardigheden

 Recente artikelen in de media met een scheikundige achtergrond checken op de chemische taal.

 Via bronnenonderzoek

 historische ontwikkeling van het deeltjesmodel in kaart brengen;

 het cradle to cradle principe bij ontwerpen beschrijven.

 Het gebruik van water in plastic flessen afzetten tegen dat van kraanwater, in termen van kosten, energieverbruik en milieubelasting.

 Communiceren over eigenschappen van materialen gebruikmakend van vaktaal.

11. Uit de notatie ^baE de atoombouw afleiden.

Uitleggen dat a atoomnummer en b massagetal is.

12. Verschillen tussen de kernen van isotopen benoemen.

Mogelijkheden voor invulling keuzestof: (vwo cursief)

 De ionlading afleiden uit het aantal protonen en het aantal elektronen.

 Bij de naam van zo’n 10 (15) enkelvoudige ionsoorten (ook samengestelde) de formule geven en omgekeerd (zoals natrium-, ijzer-, chloride- en sulfaationen).

 Namen en formules geven en interpreteren van zouten samengesteld uit de hiervoor bedoelde ionsoorten (zoals KCl - kaliumchloride en Ca(HCO3)2 - calciumwaterstofcarbonaat).

 Toelichten dat de atoommassa van een element met isotopen geen geheel getal maar een (statistisch) gemiddelde is.

 De toestandsaanduidingen herkennen zoals Cu(s), NaCl(s), H2O(l), O2(g), Na⁺(aq) en C6H12O6(aq).

 Model (atoom en ion als bolletje) van metaal, moleculaire stof en zout weergeven en interpreteren.

 Met de Wet van massabehoud en de constante massaverhouding (eenvoudige) berekeningen uitvoeren, ook bij overmaat en lastige getallen.

 Opbouw van het Periodiek Systeem toelichten.

 Reagens omschrijven als ‘chemisch’

herkenningsmiddel.

 Aantoningsreacties van een aantal bekende stoffen beschrijven. Uitleggen of de conclusie waterdicht is.

 Voorbeelden van macroscopische

eigenschappen benoemen (en herkennen) en in relatie brengen met structuren op microniveau: lengte van de koolstofketen bij koolwaterstoffen en fase bij kamer-temperatuur, structuur van metalen en buigzaamheid en geleiding van elektriciteit, onverzadigde vetzuren en fase.

In document Kennisbasis natuur­ wetenschappen en technologie voor de onderbouw vo (pagina 72-78)