Page 1

B

Eureka! 8

Eureka • Grunnbok • Lærerens bok • Arbeidshefte • Nettstedet www.gyldendal.no/eureka I grunnboka er hvert kapittel bygget opp av oppslag. Et oppslag er et avgrenset tema over to sider. Hvert kapittel avsluttes med oppgaver og aktiviteter. Grunnboka legger til rette for differensiering og variert undervisning. Lærerens bok følger grunnboka fra side til side. I Lærerens bok er det prøver, kapittelsammendrag og dessuten fagartikler og konkrete innspill til oppslagene i grunnboka. Det er veiledninger til aktivitetene og løsningsforslag til oppgavene som er gitt i grunnboka. Arbeidsheftet er et selvinstruerende engangshefte. Det inneholder engasjerende oppgaver som trener elevens grunnleggende ferdigheter og letter begrepsinnlæringen. Heftet er tilpasset kapitlene i grunnboka. Bakerst i arbeidsheftet er det fasit til oppgavene.

Naturfag for ungdomstrinnet • grunnbok

8 Merethe Frøyland • Merete Hannisdal •John Haugan • Jørn Nyberg

Eureka! består av:

Merethe Frøyland • Merete Hannisdal •John Haugan • Jørn Nyberg

Eureka! har ryddig struktur, tydelig faglig fokus, gode illustrasjoner og organisering tilpasset målgruppen.

Eureka

BOKMÅL ISBN 978-82-05-33388-8

OvertrekkBm-051478.indd 1

06-03-08 12:51:00


4

Innhold Forord

3

Kapittel 1 Arbeid med stoffer Læren om stoffene Kjemiske reaksjoner Energi i dagliglivet Sikkerhet på naturfagrommet Brannfarlige stoffer og brannslokking Praktisk arbeid for unge forskere Laboratorieutstyr og laboratorieteknikker Å analysere en blanding Å skille stoffer Renseteknologi – fra sjøvann til drikkevann Oppgaver Aktiviteter

7 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 31

Kapittel 2 Celler er grunnlaget for alt liv Mikroskop Cellen er byggesteinen Encellede organismer Fra celle til flercellet organisme Oppgaver Aktiviteter

35 36 38 40 42 44 45

Kapittel 3 Bakterier Bakterienes oppbygning Bakterier og kroppen Oppgaver Aktivitet

49 50 52 54 55

Kapittel 4 Planteceller og planter Plantecellers oppbygning Fotosyntesen Klorofyll Bladene er bygd for fotosyntese Vann blir transportert i rør

57 58 60 62 64 66

Celleånding hos planteceller Oppgaver Aktiviteter

68 70 72

Kapittel 5 Dyreceller Dyrecellens oppbygning Celleånding hos dyr og mennesker Blod er kroppens transportsystem Organismer skaffer seg oksygengass på ulike måter Oppgaver Aktiviteter

75 76 78 80 82 84 86

Kapittel 6 Stoffers byggesteiner og modeller Fast stoff, væske og gass Partikkelmodellen og dagligdagse hendelser Alt sprer seg Tetthet og partikler Stoffet vann og partikkelmodellen Atomer og atommodeller Atomsymboler og kretsløp Grunnstoffer og kjemiske forbindelser Navn og formel Nanoteknologi i hverdagen Oppgaver Aktiviteter

89 90 94 96 98 100 102 104 106 108 110 112 116

Kapittel 7 Bare luft Vi påviser noen gasser Gasser i bruk Oppgaver Aktiviteter

119 120 122 124 125

Kapittel 8 Syrer og baser – fra mat til miljø Egenskaper til syrer og baser pH-verdier og pH-skalaen

129 130 132


www.gyldendal.no/eureka

Farer ved syrer og baser Kjekt å vite om syrer Kjekt å vite om baser Oppgaver Aktiviteter

134 136 138 140 142

Kapittel 9 Teknologi og design Teknologi er mer enn «ting» Å analysere teknologiske produkter Å designe teknologi Trinnene i designprosessen Noen eksempler på teknologi Oppgaver Aktiviteter

165 166 168 170 172 174 176 178 180 182 184 186

Kapittel 11 Universets utvikling Big Bang – Det store smellet Hvordan kan vi vite at Big Bang-teorien stemmer? Hallo! Er det noen der ute? Oppgaver Aktiviteter

189 190 194 196 198 199

Kapittel 12 Teknologi og utforsking av universet Teleskoper på jordoverflata Utvikling av raketter Romferger og romstasjoner

210 212 214 215

Kapittel 13 147 148 150 152 154 156 160 162

Kapittel 10 Stjerner og galakser Lys og bølger Det elektromagnetiske spekteret Sola – en helt vanlig stjerne Stjerner Hvordan stjernene utvikler seg Stjernene lever ikke evig Galakser Planetbevegelse og årstider Måne- og solformørkelser Oppgaver Aktiviteter

Observasjoner fra verdensrommet Annen teknologi som har hatt betydning for utforskingen av universet Oppgaver Aktiviteter

5

201 202 206 208

Historien om jorda Jorda Jordskorpa Den urolige jordskorpa Verdenskartet forandrer seg Jordas byggesteiner Gråstein finnes ikke Jordas hemmeligheter Ut på tur Alfred Wegener, «geologiens Darwin» Geologifaget blir til Oppgaver Aktiviteter

217 218 220 222 224 226 230 234 236 240 242 244 245

Kapittel 14 Økologi Økosystem Alle organismer er tilpasset sitt leveområde Oppbyggingen av økosystemet Næringsnett og næringskjeder Energi kan ikke forsvinne Undersøkelse av økosystemer Oppgaver Aktiviteter

249 250 252 254 256 258 260 262 265

Ordbibliotek Stikkordregister

268 275


KAPITTEL

1

Arbeid med stoffer Du synes vel at det høres spennende ut å arbeide som forsker eller kjemiker? I dette kapittelet skal du lære mer om det fagområdet som kalles kjemi. Du skal bli kjent med vanlig kjemiutstyr, og hvordan vi kan bruke slikt utstyr for å løse praktiske oppgaver på naturfagrommet og i dagliglivet.

?

UTFORDRING

www.gyldendal.no/eureka


8

Arbeid med stoffer

KAPITTEL 1

Læren om stoffene

Leder stoffet elektrisk strøm? Kokepunkt?

Naturfag omfatter fagområdene biologi, fysikk, geologi og kjemi. Biologi er læren om planter og dyr og alt annet som lever. Fysikk er læren om de grunnleggende naturlovene som kan brukes til å forklare, beskrive og forutse fenomener i naturen og universet. Geologi er læren om jorda vi bor på. For å forstå mye av det som skjer i naturen og i dagliglivet, må vi ofte bruke kunnskap fra flere av disse fagområdene. I dette kapittelet skal vi se nærmere på hva som er typisk for kjemi, som er læren om stoffene.

Kjemi er læren om stoffene i og omkring oss

Lukt? Farge?

Smeltepunkt?

Leder stoffet varme? Lett eller tungt?

Kjemi er en del av din hverdag. Det handler om stoffer i alt fra mat, kosmetikk og bensin til de stoffene som bare finnes på et laboratorium. Kjemi handler om • hvordan stoffer er bygd opp • hvilke egenskaper stoffer har • hvordan stoffer reagerer med hverandre Når en kjemiker først vet hvordan et stoff er bygd opp av for eksempel en bestemt type molekyler, kan han eller hun ofte tenke seg til noen av de egenskapene stoffet har. I mange tilfeller kan kjemikeren også forutsi hvordan stoffet vil reagere med andre stoffer.

Spørsmål man kan stille når man undersøker egenskapene til et stoff.

Alt består av kjemiske stoffer Noen tenker på kjemi som noe farlig der det skjer eksplosjoner og lukter vondt. De tror kanskje til og med at alle kjemiske stoffer er giftige. Men siden alt her i verden er bygd opp av kjemiske stoffer, må jo kjemi også handle om alle de stoffene som er livsnødvendige, nyttige og slett ikke giftige. Sukker, salt, vann og oksygengass er eksempler på kjemiske stoffer. Når man sier kjemisk stoff og ikke bare stoff, er det for å understreke at det er snakk om ett eneste stoff. Et kjemisk stoff er derfor et rent stoff. Sjokolade, melk og brus kalles blandinger. Hver av disse blandingene består av mange kjemiske stoffer.


www.gyldendal.no/eureka

9

Kjemi har et eget formelspråk Kjemiske formler som H2O for vann og CO2 for karbondioksid er kjent for de fleste. Formler er et nyttig verktøy for kjemikere, og formelspråket er internasjonalt. Det betyr at H2O og CO2 betyr det samme over hele verden!

Veden kemikiallinen kaava on H2O. a) yksi atomi. b) Kolme atomia. c) miljoonia atomeja.

Vesimolekyyliss ä on

Formlene er de samme over hele verden selv om språket ellers er forskjellig. Vi behøver ikke å kunne finsk for å forstå at oppgaven handler om vann, H2O.

Ikke la deg skremme av dette formelspråket! Det er nemlig svært få formler det er nødvendig å pugge. I løpet av ungdomsskolen skal du lære de viktigste reglene slik at du skjønner mer av formelspråket.

En kjemiker har spennende arbeidsoppgaver Analysere og kontrollere

Produsere

Forske

Utdanne og informere

En kjemiker kan undersøke om det er rester av sprøytemidler eller andre uønskede stoffer i mat

En kjemiker er med på å framstille legemidler, maling, kunstgjødsel, plast m.m. i industrien

En kjemiker kan gjøre eksperimenter og andre tester som fører til ny kunnskap og nye produkter

En kjemiker kan arbeide som lærer på en skole, en høyskole eller et universitet

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Forklar i korte trekk hva kjemi handler om. 2 Hvorfor kan det ikke være sant at alle kjemiske stoffer er giftige? 3 Hva mener vi med et kjemisk stoff? 4 Hva mener vi med at kjemiens formelspråk er internasjonalt?

UTFORDRING

Lag et intervju med en kjemiker der du får vite mer om dette: a

Hvorfor ble hun eller han kjemiker?

b Hvilke arbeidsoppgaver har hun eller han til daglig?


10

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Kjemiske reaksjoner Det er ikke bare når det smeller at det skjer kjemiske reaksjoner. Her skal du lære flere kjennetegn som vi kan bruke for å avgjøre om det har skjedd en kjemisk reaksjon.

En observerbar forandring er tegn på kjemisk reaksjon Det er ikke slik at det alltid skjer kjemiske reaksjoner når stoffer blandes. Men dersom det skjer en kjemisk reaksjon, er det sannsynlig at du kan observere én eller flere av disse forandringene: • at fargen forandres • at det dannes gassbobler • at det avgis eller tas opp energi som lys og varme • at det dannes en utfelling I en kjemisk reaksjon mellom jern, vann og oksygengass i luft, blir det dannet et stoff som kalles rust. Dette stoffet er rødbrunt og har en annen farge enn jern. En gjenstand av jern blir ødelagt når den ruster.

Fargeforandring er tegn på kjemisk reaksjon Et eple uten skall forandrer farge og blir brunt når det reagerer med oksygengass i luft. En brødskive blir svidd og svart hvis den blir liggende for lenge i brødristeren. Disse fargeforandringene skyldes kjemiske reaksjoner.

Gassbobler er tegn på kjemisk reaksjon Har du noen gang glemt å ha bakepulver i deigen slik at kaken blir flat og tung? Bakepulver består av to stoffer som i våt deig danner gassbobler. De får deigen til å heve seg slik at kaken blir lett og luftig. Karbondioksidgassen som blir dannet, skyldes en kjemisk reaksjon mellom de to stoffene i bakepulveret. Den skjer bare når de er løst i en væske.

Energiforandring er tegn på kjemisk reaksjon

Når en brusetablett slippes ned i et glass med vann, skjer det en kjemisk reaksjon. Vi ser at det dannes gassbobler, og kan høre at det bruser.

Det avgis energi både som lys og varme når et stearinlys brenner. Det samme skjer når ved brenner i ovnen og kull brenner på grillen. At det avgis energi, er et typisk tegn på at det skjer en kjemisk reaksjon. Det finnes også eksempler på at energi må tilføres for å få stoffer til å reagere. En av verdens viktigste kjemiske reaksjoner er fotosyntesen. Den skjer i grønne planter som får tilført energi fra sola som sollys. Egentlig er fotosyntesen ikke en enkelt kjemisk reaksjon, men en komplisert rekke av kjemiske reaksjoner.


www.gyldendal.no/eureka

11

Også i en kuldepakning skjer det en energiforandring når den er i bruk. På bildet kan du se hva en kuldepakning inneholder. Før bruk slår man hardt på kuldepakningen slik at vannposen sprekker. Når så pulveret løses i vannet, skjer det en kjemisk reaksjon. Posen føles kald fordi det tas varme fra omgivelsene. Du har kanskje selv brukt denne kjemiske reaksjonen til å kjøle ned en skade i foten?

Utfelling er tegn på kjemisk reaksjon Hvis du drikker te med melk i, kan du ikke samtidig ha sitron i teen. I så fall får du hvite klumper i teen. Vi kaller de hvite klumpene for en utfelling. Hvis du blander sjøvann og grønnsåpe, dannes det også en utfelling av et hvitt grums. Vi kan derfor ikke bruke grønnsåpe som vaskemiddel hvis vi har sjøvann i vaskebøtta. En slik utfelling er tegn på at det har skjedd en kjemisk reaksjon.

Alle kjemiske reaksjoner gir nye stoffer

Innholdet i en kuldepakning er et pulver (ammoniumnitrat i skålen) og en væske (vann i posen).

I en kjemisk reaksjon kaller vi de stoffene vi starter med, for utgangsstoffer. De nye stoffene som dannes, kaller vi produkter. utgangsstoffer 씮 produkter De nye stoffene som blir dannet i en kjemisk reaksjon, har andre egenskaper enn de stoffene man startet med.

En fysisk forandring gir ikke nye stoffer Vann som fryser til is, er ikke et eksempel på en kjemisk reaksjon. Vi får ikke dannet noe nytt stoff. Vannet har bare endret tilstand fra væske til fast stoff. Vi kan få vannet tilbake ved å smelte isen. Overgangen fra vann til is er bare en fysisk forandring av stoffet. Overgangen fra vann til vanndamp er også en fysisk forandring. Vanndamp er vann i gasstilstand, og vi har heller ikke her fått dannet et nytt stoff. Vi kan kjøle ned vanndampen og få vannet tilbake.

Her dannes det et fast stoff, en utfelling, når to klare væsker blandes.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Nevn minst tre kjennetegn som er vanlig å observere når det skjer kjemiske reaksjoner. 2 Hvilket kjennetegn har vi på at det har skjedd en kjemisk reaksjon på en rusten spiker? 3 Hva kaller vi de stoffene som dannes i en kjemisk reaksjon? 4 Hva er forskjellen på en kjemisk reaksjon og en fysisk forandring?

UTFORDRING

Det finnes ikke bare kuldepakninger, men også varmepakninger. Prøv å finne ut mer om varmepakninger og hva de brukes til.


12

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Energi i dagliglivet Energi er et av de aller viktigste begrepene i naturfag, og du vil møte ordet i mange ulike sammenhenger. Vi trenger energi for å leve, og skjer det noe rundt oss, skjer det også noe med energien.

Energi er det som får noe til å skje Når du løper, hopper, leser og puster, kreves det energi som kommer fra forbrenningsreaksjoner i kroppen. Skal du se TV, krever apparatet energi som kommer fra den elektriske strømmen som går gjennom ledningene i apparatet. For å kjøre bil kreves det energi som kommer fra forbrenning av bensin i motoren. Energien går med til å gi bilen fart og til å få den til å gå oppover bakker. Alt vi skal foreta oss, krever energi. Det er ikke så lett å gi en kort forklaring på hva energi er, men vi kan si at «energi er det som får noe til å skje».

Energi er ikke et stoff Energien som fotballspilleren trenger under fotballkampen, kommer fra maten han har spist.

Når et stearinlys brenner, dannes de to gassene karbondioksid og vanndamp. Dessuten avgis det energi til omgivelsene i form av lys og varme. Vi kan skrive en ordlikning for reaksjonen: stearindamp + oksygengass (fra luft) 씮 karbondioksidgass + vanndamp Energien som avgis som lys og varme, er ikke et stoff. Energi settes derfor ikke opp på lik linje med stoffene i en reaksjonslikning.

Energi blir aldri borte, men går over i andre energiformer

I en eksplosjon avgis det mye energi på kort tid.

Det finnes ulike energiformer. Eksempler på energiformer er lysenergi, varmeenergi og bevegelsesenergi. Man snakker også om kjemisk energi. Det er en energiform som er innebygget eller «fanget» i stoffene. Man merker ikke at et stoff inneholder kjemisk energi før det skjer en kjemisk reaksjon. Da omdannes kjemisk energi til en annen energiform, oftest varmeenergi. Energi har den egenskapen at den aldri blir borte. Nedenfor kan du se eksempler på hvordan energi kan overføres. Dessuten ser du eksempler på at energi kan gå fra en energiform til en annen: Planter trenger lysenergi fra sola for at de skal kunne lage druesukker. Energi blir lagret i druesukkeret.


www.gyldendal.no/eureka

Kjemisk energi i druesukkeret kan frigjøres ved reaksjon med oksygen. Hvis dette skjer i kroppens celler, kan kjemisk energi overføres til varmeenergi og bevegelsesenergi. Løper du, kan varmeenergi være den varmen som avgis fra kroppens overflate ved at du anstrenger deg. Bevegelsesenergi har du fordi du er i bevegelse.

Enheten for energi er joule med symbolet J På en flaske med mineralvann kan du lese hvor mye energi vi kan få ut av 100 ml (1 dl) av drikken. Vi leser på etiketten at: Coca-Cola Energi: 180 kJ Coca-Cola light: Energi: 1,5 kJ

13

Aktivitet

Energibruk kJ/ minutt

Absolutt hvile

4

Sitte i en stol

10

30–40

Jogge

40–50

Det er ingen overraskelse at lettbrusen gir oss minst energi. Enheten for energi er joule og har fått symbolet J. Bokstaven k står for kilo, som betyr 1000. Derfor er 180 kJ det samme som 180 000 J. I tabellen til høyre finner du eksempler på hvor mye energi som brukes ved forskjellige aktiviteter.

Sola er jordas viktigste energikilde Sola sender ut stråling som dannes i en helt spesiell reaksjon der hydrogenkjerner går sammen til heliumkjerner. Du kan lese mer om sola som energikilde på side 170. En liten del av all strålingen treffer jorda, som på den måten blir tilført energi. Det gjør at temperaturen på jorda blir høy nok til at det er muligheter for liv her. Sollyset får planter til å vokse. Energien fra sola får også vann til å fordampe slik at det dannes skyer. Alle livsprosessene som foregår på jorda, og mange av de prosessene som er med på å forme jordoverflata, ville ikke ha skjedd dersom sola ikke hadde tilført jorda energi.

Du må jogge i 20 minutter for at energibruken skal tilsvare den oppgitte energien i 1/2 liter Coca Cola.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Nevn minst to ulike energiformer. 2 Hvilken enhet kan vi bruke for energi? 3 Hvordan vil du forklare hva energi er? 4 Hva er jordas viktigste energikilde?

UTFORDRING

1 Les varedeklarasjonen på en pose potetgull. Bruk tabellen ovenfor til å beregne hvor lenge du må jogge for at energibruken skal tilsvare energien i en hel pose potetgull. 2 Energi blir ikke borte. Når du spiser, tar kroppen din opp «matenergi». Hvor blir det av denne energien?


14

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Sikkerhet på naturfagrommet Det er sjelden at det skjer uhell på et naturfagrom. Uhell kan unngås dersom vi vet hvordan vi skal behandle glassutstyr og gassbrenner. Vi må i tillegg kunne tolke faresymbolene på de stoffene vi bruker. LAB-VETT-plakaten foran i boka gir regler for arbeid på et naturfagrom.

Utstyr av spesialglass kan tåle kraftig oppvarming På laboratoriet er det vanlig å varme vann eller andre stoffer i enten et begerglass, en kolbe eller et reagensglass. Glassutstyr som tåler kraftig oppvarming og rask avkjøling, er lagd av borosilikatglass og er merket med spesielle symboler som Boro og Pyrex. Målesylindere, trakter og skåler er ofte lagd av sodaglass som er et billigere glassmateriale. Ved kraftig oppvarming kan sodaglass smelte, og det sprekker ved rask avkjøling. Slikt glass er ikke merket med symboler. På side 20 ser du tegninger av glassutstyr. opning for regulering av lufttilførsel skrue som opnar og lukkar for gass frå behaldaren

Gassbrenneren må stå støtt slik at den ikke velter.

Gassbrenneren kan brukes til oppvarming av stoffer I beholderen på en gassbrenner er det en blanding av propan og butan. På grunn av høyt trykk er stoffene i væskeform inne i beholderen. Når vi åpner ventilen, kommer det propan- og butangass ut av beholderen. Siden disse gassene ikke lukter noe, er det i beholderen tilsatt et illeluktende stoff slik at vi skal kunne oppdage gasslekkasje. Propan- og butangass danner en eksplosiv blanding med luft. Vi tenner derfor fyrstikken før vi åpner for gassen. Da får vi bare flamme på toppen av gassbrenneren, og ikke en flamme som brer seg ut over arbeidsbordet. På gassbrenneren er det en ring med et hull i for å regulere lufttilførselen. På sidene 18–19 kan du lese hvordan denne ringen skal stilles for å få en varm flamme som ikke soter. En gassbrenner brukes bare til å varme opp stoffer som ikke er brannfarlige. Dampen fra et brannfarlig stoff kan nemlig bli antent av flammen fra gassbrenneren. For brannfarlige stoffer bruker vi kokeplate.

Vannbad blir brukt for å unngå støtkoking

Ved støtkoking spruter væsken ut av reagensglasset.

Tegningen viser det vi kaller støtkoking. Det kan skje hvis vi varmer i bunnen av et reagensglass som inneholder en væske. Den kraftige oppvarmingen gjør at væsken i bunnen av reagensglasset begynner å koke slik at det blir dannet gassbobler. En gassboble som utvider seg raskt og stiger oppover, kan skyve væsken opp og ut av reagensglasset. Faren for støtkoking blir mindre dersom vi holder reagensglasset på skrå og varmer på siden av reagensglasset. Ikke varm på ett sted hele tiden, men beveg litt på reagensglasset.


www.gyldendal.no/eureka

15

Det tryggeste er likevel å bruke vannbad. Da varmer vi vann i et begerglass. Så setter vi reagensrøret med væsken ned i det varme vannet.

Vernebriller beskytter mot sprut og glassbiter Vernebriller brukes i alle forsøk der vi arbeider med etsende stoffer, og når vi skal varme opp stoffer. Da er vi bedre beskyttet mot sprut og glassbiter hvis det skulle skje et uhell. Foran i boka finner du en LAB-VETT-plakat som henger på mange naturfagrom. Der finner du flere regler for laboratoriearbeid.

200 150 100 50

Bruk av faresymboler har med sikkerhet å gjøre Ikke bare stoffer på et laboratorium, men også de produktene vi har hjemme, skal være merket med spesielle faresymboler dersom de kan være farlige. Produkter som er merket med faresymboler, må behandles med respekt. Her ser du hva faresymbolene betyr.

Svært giftig og giftig Stoffet kan selv i svært små mengder føre til livsfarlig forgiftning og død.

GIFTIG

Eksplosiv Kan eksplodere i kontakt med ild og ved støt. EKSPLOSIV

Oksiderende Stoffet vil avgi mye varme i kontakt med andre stoffer. Det kan føre til brann.

Miljøskadelig Stoffet lagres i organismer, brytes langsomt ned i naturen eller er på andre måter skadelig for miljøet.

OKSIDERENDE

MILJØSKADELIG

Etsende Stoffet kan ved kontakt føre til varig skade på hud, svelg eller øyne.

Brannog eksplosjonsfare Stoffet antennes lett og kan eksplodere.

Ved oppvarming i vannbad, unngår du støtkoking.

Helseskadelig, irriterende Også små mengder av stoffet kan gi forgiftning. Symptomene kan komme først etter lang tid. Stoffet kan også gi allergiske symptomer eller virke irriterende.

ETSENDE

MEGET BRANNFARLIG

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hvordan kan du finne ut om en glasskål kan brukes ved oppvarming over en gassbrenner? 2 Hvorfor må vi alltid tenne fyrstikken før vi åpner ventilen på gassbrenneren? 3 Hvordan kan vi unngå at en væske støtkoker ved oppvarming? 4 Hvordan kan vi finne ut om white-spirit, som brukes som rensemiddel, er giftig eller farlig på en eller annen måte?

HELSESKADELIG

UTFORDRING

Har dere et produkt hjemme som er merket med ett av faresymbolene? Hvilket produkt og hvilket faresymbol?


16

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Brannfarlige stoffer og brannslokking

VA R

N

GE SY OK

ME

På naturfagrommet bruker vi brannfarlige stoffer som også finnes i de fleste hjem.

BRENNBART STOFF

Branntrekanten viser hva som skal til for at noe skal brenne.

Branntrekanten viser hva som trengs for at noe skal brenne Brennbart stoff, oksygengass og høy nok temperatur er de tre sidene i branntrekanten. Alle de tre må være oppfylt for at noe skal brenne. Ofte må vi bruke en fyrstikk for å få høy nok temperatur. Når stoffet først er antent, brenner det videre av seg selv. Det er fordi det avgis energi i reaksjonen slik at temperaturen hele tiden er høy nok til videre forbrenning. En forbrenningsreaksjon er en reaksjon mellom et brennbart stoff og oksygen i luft. Det avgis energi, og det dannes nye stoffer i reaksjonen. Problemet er at noen stoffer antenner ved ganske lav temperatur, og ofte er det nok med en liten gnist for å få disse stoffene til å ta fyr. Slike stoffer er brannfarlige.

Brannfarlige stoffer skal være merket På side 15 er det et faresymbol for brannfare. Se alltid på etiketten, og bruk ikke stoffer som er merket med dette faresymbolet i nærheten av åpen flamme. Rødsprit er merket med faresymbolet, og det finnes eksempler der bruk av rødsprit som tennvæske på bål har gitt store brannskader. Rødsprit og andre brannfarlige stoffer vil lett fordampe. Personen kan da bli stående i rødspritdampen, og når fyrstikken tennes, er det rødspritdampen som antennes. Personen blir da omringet av flammer. Andre brannfarlige stoffer er bensin og aceton.

Vann er det viktigste slokkemiddelet

Rødsprit er brannfarlig. Det kan vi se av faresymbolet på etiketten.

Vann kjøler ned det som brenner. Dessuten vil noe av vannet fordampe, og vanndampen vil gjøre at oksygengassen i luft ikke kommer til. Vann innvirker derfor på to av sidene i branntrekanten. Men vi kan ikke alltid bruke vann når vi skal slokke flammer. Du må aldri bruke vann dersom det begynner å brenne i en gryte som inneholder olje. Kanskje steker du pommes frites hjemme? Dersom oljen blir for varm, kan den ta fyr. Derfor skal du alltid ha lokket klart. Dersom oljen tar fyr må du straks legge lokket på for å hindre at oksygengass kommer til. Trekk gryta vekk fra plata og skru av strømmen. La lokket ligge lenge på, slik at ikke flammen blusser opp igjen, når du tar av lokket.


www.gyldendal.no/eureka

17

Grunnen til at du ikke må bruke vann, er at vann og olje ikke er blandbare. Hvis man spruter vann på brennende olje, vil vannet bare koke voldsomt på overflata av oljen. Det blir dannet små dråper av olje, og disse dråpene spruter over et større område før de antennes. Av samme grunn kan vi heller ikke bruke vann for å slokke brennende bensin.

Brannslokkingsapparater finnes i alle hjem ABE-apparatet er den typen brannslokkingsapparat som skal finnes i alle hjem og på laboratorier. Bokstavene ABE forteller hvilke type branner som kan slokkes med et slikt apparat. A = treverk, papir og klær

B = olje og fett

E = elektrisk utstyr

ABE-apparatet kalles også pulverapparat. Pulveret i et slikt apparat er natron, et stoff som også blir brukt som hevemiddel ved baking. Når et brannslokkingsapparat blir brukt, spys det ut masse natron. I kontakt med varme områder, blir pulveret spaltet. Da dannes det karbondioksidgass. Som du kan lese mer om på side 121, er denne gassen tyngre enn luft, og den kveler flammen. Dessuten vil noe pulver legge seg som et «teppe» over det som brenner og hindrer at oksygengass kommer i kontakt med det som brenner.

Ved slokking må man først dra ut sikringen av apparatet. Pulverstrålen må rettes mot kjernen av brannen og pulveret bør slippes ut støtvis. Når man holder utløseren nede konstant, tømmes et 6 kilos apparat i løpet av 10–15 sekunder.

ager brann

Ring 110 hvis du oppd

senet på du straks ringe brannve må , nn bra en er ag pd etningene: Hvis du op nnvesenet, så husk h-s bra til fra r lde me du r nødnummeret 110. Nå .

HVEM – HVA – HVOR

ressen der det brenner.

m brenner. HVOR – ad

A – hva so HVEM – ditt navn. HV

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Forklar de tre sidene i branntrekanten. 2 Hvorfor må vi aldri bruke rødsprit som tennvæske på et bål? 3 Hvorfor må vi ikke bruke vann for å slokke brennende olje? 4 Hvordan virker pulveret i et brannslokkingsapparat?

UTFORDRING

Prøv å finne ut hvilke brannårsaker som er de vanligste i et hjem, og tenk igjennom hva som kan gjøres for å redusere risikoen for brann.


18

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Praktisk arbeid for unge forskere I naturfagtimene skal du gjøre forsøk for å bli bedre kjent med laboratorieutstyr og med stoffer og reaksjoner som du leser om i teksten. Etter hvert skal du også få innblikk i hva det vil si å forske på noe.

I de fleste forsøk følger du en oppskrift De fleste forsøkene du skal gjøre på naturfagrommet, er små forsøk der du skal følge en oppskrift eller forsøkstekst. På den måten kan du bli kjent med vanlig laboratorieutstyr, men også bli kjent med stoffer og hvordan de reagerer med hverandre. Du kan se eksempel på en slik forsøkstest på side 32. Forsøket heter Lynkurs i bruk av gassbrenner

Også ungdom kan forske Noen ganger må vi diskutere og finne framgangsmåten selv.

Etter hvert får du også prøve deg på praktiske oppgaver der du selv skal velge framgangsmåten. Det kan være krevende, men morsomt. Her skal du se et eksempel på en slik oppgave som ble gitt til elever i 8. klasse: Når du tenner gassbrenneren, får du en flamme som avhenger av hvordan du stiller inn ringen med hull i. Finn ut hvordan flammen må være for at den skal være varmest mulig. To av elevene skrev en rapport som vi kan se litt nærmere på. De valgte selv en hypotese, altså det de på forhånd trodde skulle bli resultatet av forsøket. Av rapporten kan du selv se hvilken framgangsmåte de valgte for å teste hypotesen. Du kan også lese om de observasjonene de gjorde. En observasjon er det du ser, hører, lukter, føler, smaker eller måler. Rapporten avsluttes med en konklusjon, som er svaret de kom fram til etter å ha gjort forsøket. Sjekk selv om de fikk hypotesen til å stemme.

ELEVRAPPORT: Vi utforsker flammen til en gassbrenner Hensikten med forsøket: Vi skulle finne ut hvordan flammen ser ut når den er varmest mulig. Vi begynte derfor med å undersøke hvordan flammen forandret seg når vi flyttet på ringen med hull i. Vi fant da at en gassbrenner kan ha to helt ulike flammer: 1 Høy og gul flamme. En sånn flamme får vi når hullet i ringen er lukket. 2 Blå flamme. En sånn flamme får vi når hullet i ringen er helt åpent. Vår hypotese: Den høye gule flammen er varmest. Utstyret vi brukte: Gassbrenner, trådnett, stativ, begerglass, fyrstikker, vann, klokke


www.gyldendal.no/eureka

19

Framgangsmåte: Vi målte tiden det tok å få vannet til å koke. For å kunne sammenlikne tiden for gul og blå flamme brukte vi samme mengde vann hver gang (100 ml). Vi prøvde å måle tiden på samme måte. Resultatet:

Tiden det tok å få 100 ml kaldt vann til å koke med store bobler

gul flamme (lukket hull)

blå flamme (åpent hull)

24 minutter

10 minutter

Vi ble overrasket over resultatet, for det stemte ikke med hva vi hadde trodd på forhånd!!! Vannet kokte raskest opp når flammen var blå. Se tabellen. Vi hadde trodd at den høye, gule flammen skulle være varmest. Vår hypotese var derfor ikke riktig. Vi hadde to problemer da vi gjorde undersøkelsen: • Det var vanskelig å vite når vannet begynte å koke, for kokingen kom liksom gradvis. Det hadde derfor kanskje vært bedre å måle temperaturen i vannet, og se hvilken flamme som var raskest til å varme opp vannet til for eksempel 60 쎷C. • Det var veldig ekkelt å koke vann med den høye, gule flammen. Da ble det dannet mye sot og svart røyk. Vi ble litt kvalme av all sotingen. Det samme merket vi ikke for den blå flammen. Konklusjon: Den blå flammen er varmest. En sånn flamme får vi når hullet på gassbrenneren er helt åpent. Hypotesen vi laget før vi startet, stemte altså ikke! Kommentar fra læreren: Gratulerer med flott rapport! Hypotesen, framgangsmåten, resultatene og konklusjonen er klart beskrevet. Supert at dere også har tatt med et forslag til forbedring av framgangsmåten.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva mener vi med en hypotese? 2 Gi et eksempel på en observasjon. 3 Hva er forskjellen på en observasjon og en konklusjon? 4 Nevn to problemer som blir omtalt i rapporten fra elevene.

UTFORDRING

Det påstås ofte at det bringer ulykke å knuse et speil. Diskuter hvorfor det ikke er mulig å prøve holdbarheten av denne «hypotesen».


20

Arbeid med stoffer

KAPITTEL 1

Laboratorieutstyr og laboratorieteknikker Utstyr på et naturfagrom har egne navn

kolbe

trådnett

trefotet stativ

gassbrenner

porselensskål

treklype

treklype

800 600

dråpeteller pipette/ dråpeteller

400

100

200

50

begerglass

dråpeflaske

petriskål

tang tang

muffe stativklemme stativklemme

korker

beskyttelsesbriller

målesylinder

plastslange

filtrerpapir

reagensglass i stativ

trakt

termometer

spatel

stativ med klemme

glasstav


www.gyldendal.no/eureka

21

På naturfagrommet måler vi ofte et volum i ml Når vi lager mat, bruker vi vanligvis et litermål med merker for hver desiliter. På naturfagrommet trenger vi ofte litt mindre volumer av for eksempel vann, og noen ganger må vi dessuten være litt mer nøye med hvor mye vann som skal brukes. Da bruker vi en målesylinder med merker for hver milliliter. Enheten milliliter har forkortelsen ml. 1 ml vann er ikke mye, og tilsvarer det volumet som kan fylles i en beholder som er 1 cm3. Det er en beholder som er 1 cm i hver retning. 1 ml = 1 cm3

1 l = 1000 ml = 1000 cm3

Enkle laboratorieteknikker er nyttige å kunne Laboratorieteknikk Filtrering Slik bretter du filtrerpapiret for å få det til å passe fint ned i trakten. Er filtrerpapiret godt tilpasset, renner væsken lettere gjennom papiret i trakten.

Glassrør gjennom en gummikork Fukt både gummikorken og glassrøret med vann. Hold i glassrøret med en klut og nær den enden som skal inn i korken. Skru glassrøret forsiktig inn i korken slik at det ikke brekker. Presser du for hardt, kan glassrøret brekke, og du kan få kuttskader.

Brett papiret skjevt slik at det passer i trakten

Oppvarming i vannbad Du kan unngå støtkoking av væsken i reagensglasset ved å bruke vannbad.

200 150 100 50

Oppsamling av gass Vi kan samle opp gassen fra en kjemisk reaksjon ved å la gassen boble inn i et reagensglass som er fylt med vann. Gassen presser ut vannet, og reagensglasset fylles gass med gassen. I kapittel 7 skal du samle opp gass vann på denne måten.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva er forskjellen på en kolbe og et begerglass? 2 Hvorfor anbefaler vi å sette et reagensglass i et varmt vannbad i stedet for å varme med gassbrenner direkte på reagensglasset? 3 Hva kan vi gjøre for å unngå kuttskade når vi skal sette et glassrør inn i en gummikork? 4 Hvordan kan vi samle opp en gass som dannes i en kjemisk reaksjon?

UTFORDRING

På naturfagrommet bruker vi målesylinder når vi skal måle volumet av en væske. a

Hvor mange ganger må du fylle en 10 milliliter (ml) målesylinder for å få 1 desiliter (dl) vann?

b Hvor mange ganger må du fylle en 100 milliliter (ml) målesylinder for å få 1 liter (l) vann?


22

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Å analysere en blanding 05.50

Å analysere en blanding kan være å finne ut om et spesielt stoff er til stede i blandingen. Her skal vi vise et eksempel på en analyse.

Vi kan analysere en blanding ved å bruke spesielle tester Oppgave:

Hvilke to stoffer av sukker, potetmel, natron og koksalt inneholder den ukjente blandingen?

Vi har en blanding som inneholder to hvite stoffer fra kjøkkenet. Hvordan kan vi, uten å smake på stoffene, finne ut hvilke av de fire stoffene sukker, potetmel, natron og koksalt som er i blandingen? For å løse en slik oppgave må vi først lære oss noe om egenskapene til hvert av de stoffene som kan være i den ukjente blandingen. Nedenfor kan du lese om tre tester som kan hjelpe oss til å løse denne spesielle oppgaven. Dersom vi skal analysere blandinger som inneholder andre stoffer, må vi gjøre helt andre tester.

Sukker smelter og blir brunt ved oppvarming Vi varmer opp, hver for seg, en liten mengde av hvert av de stoffene som kan være i blandingen. Sukker utmerker seg ved at det smelter og blir brunt. Vi sier at sukker karamelliserer ved oppvarming. Potetmelet blir etter hvert litt svidd, men natron og salt endres ikke.

Sukker blir brunt ved oppvarming.

Potetmel blir blått ved tilsetting av jodløsning Jodløsning kan kjøpes på apoteket for å drepe bakterier i sår. På naturfagrommet brukes jodløsning til å påvise stivelse. Potetmel består nesten bare av stivelse, og ved tilsetting av jodløsning blir potetmel blått. Sukker, natron og koksalt endrer ikke fargen på den brune jodløsningen.

Natron bruser ved tilsetting av eddik

Potetmel blir blått ved tilsetting av jodløsning.

Natron kan vi kjøpe i dagligvareforretninger, og det kjemiske navnet er natriumhydrogenkarbonat. Alle stoffer som har et kjemisk navn som ender på karbonat, vil bruse og danne karbondioksidgass ved tilsetting av eddik. Natron utmerker seg ved at det bruser kraftig når det reagerer med eddik. Se bildet øverst på neste side. Det skjer ingen reaksjon når vi blander sukker, potetmel eller koksalt med eddik.


www.gyldendal.no/eureka

23

I analysen utnytter vi de spesielle egenskapene til hvert av stoffene Vi har altså fått utlevert en blanding. Den inneholder to av de fire hvite stoffene sukker, potetmel, natron og koksalt. Men hvilke? Vi ser nøye på blandingen og får kanskje en mistanke om hvilke to stoffer det kan være. Vi kan da lage en hypotese som sier hvilke to stoffer vi tror det er i blandingen. Vår hypotese er: Den ukjente blandingen består av sukker og koksalt. Vi skal nå sjekke hypotesen, og velger denne framgangsmåten: 1 Vi varmer opp blandingen. Da ser vi at det er et stoff der som smelter. Det tar vi som tegn på at blandingen inneholder sukker. 2 Men hva er det andre stoffet? • Siden koksalt ikke utmerker seg ved noen av de tre testene, prøver vi å utelukke at det er natron og potetmel i blandingen. • Testen på natron er enkel og tydelig. Vi tar derfor ut litt av prøven og tilsetter eddik. Det bruser ikke, altså har vi ikke natron. • For å være helt sikker på at vi heller ikke har potetmel, tar vi ut litt av den ukjente blandingen og tilsetter jodløsning. Det blir ikke blått.

Natron bruser ved tilsetting av eddik.

Vi har vist at det ene stoffet er sukker. Så har vi utelukket natron og potetmel. Det andre stoffet i blandingen må da være koksalt. Resultatet av forsøkene stemmer med vår hypotese. Vi konkluderer med at den ukjente blandingen består av sukker og koksalt.

Ikke alle stoffer har sin spesielle test Dessverre er det ikke slik at hvert stoff har sin spesielle test. Ofte er det slik at mange stoffer reagerer likt på en test. Natron bruser som du vet i eddik, men det gjør også kalkspat og andre stoffer som er karbonater. Derfor må en kjemiker ofte gjøre flere ulike tester for å finne ut hvilket stoff som er i en ukjent prøve. I profesjonelle laboratorier brukes det kostbare instrumenter når det gjøres analyser, og slike instrumenter er helt nødvendige hvis det er svært lite av det stoffet man leter etter.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva kan vi kalle et forsøk der vi prøver å finne ut om vi har et spesielt stoff i en ukjent blanding? 2 Hvilke to stoffer kan det være i en blanding som bruser med eddik, og som blir blå ved tilsetting av jodløsning? 3 Hvilke to stoffer kan det være i en blanding som blir blå ved tilsetting av jodløsning, og som smelter ved oppvarming? 4 Potetmel utmerker seg på to måter i de testene som er omtalt. På hvilke to måter?

UTFORDRING

Et apotek selger enkle tester der man selv kan gjøre en analyse. Finn minst ett eksempel på en slik analyse, og litt om hvordan analysen skal gjennomføres.


24

Arbeid med stoffer

KAPITTEL 1

Å skille stoffer Å skille et stoff fra en blanding er en viktig oppgave for en kjemiker. Her skal vi se nærmere på metoder som kan brukes for å skille stoffer i ulike typer blandinger.

Det finnes ulike typer blandinger I en mekanisk blanding kan vi tydelig se at det er forskjellige stoffer i blandingen. Tenk deg en blanding av sand og vann eller en frokostblanding der vi kan se de ulike kornslagene i blandingen. En blanding kan også være en løsning. Da er det umulig å se hvert enkelt stoff. Sjøvann er en løsning som inneholder salter og vann. Blekk er en løsning som inneholder ulike fargestoffer og vann. Har du sukker i teen, er også dette en løsning. En blanding

er enten en mekanisk blanding

eks. eks. sølevann frokostblanding

en løsning

eks. saft

eks. sjøvann

Ved filtrering kan vi skille faste stoffer fra en væske

Filtrering kan brukes for å skille faste stoffer fra en væske.

Et fiskegarn er et slags filter. Det er størrelsen på hullene, maskene, i fiskegarnet som avgjør hva slags fangst vi får. Store hull gjør at de små fiskene slipper ut og bare de store holdes tilbake. På naturfagrommet bruker vi ofte filtrerpapir for å skille faste stoffer fra en væske. Hullene i papiret er så små at væsken renner igjennom, mens faste stoffer blir liggende igjen i filtrerpapiret. Metoden kalles filtrering, og den kan etanoldamp brukes på en mekanisk blanding.

blanding av etanol og vann

kaldt vann for avkjøling etanol

Enkelt destillasjonsutstyr.

eller

Ved destillasjon skilles stoffer med forskjellige kokepunkt

200 150 100 50

Vi kan skille stoffene i en løsning etter hvor lett stoffene går fra væske til gass, altså ved at de har forskjellige kokepunkt. Metoden kalles destillasjon. Det er en eldgammel tradisjon å lage brennevin ved å destillere vin eller en annen gjæret blanding av etanol og vann. Etanol er et annet navn for sprit. I et destilleri varmer de opp en blanding av etanol og vann. Siden kokepunktet for etanol (78 쎷C) er lavere enn kokepunktet for vann (100 쎷C), vil etanol gå fra væske til gass ved lavere temperatur enn vann.


www.gyldendal.no/eureka

25

Hvis blandingen varmes opp til temperaturer som ligger mellom kokepunktene for de to stoffene, vil etanol fordampe i mye større grad enn vann. Etanoldampen ledes vekk og avkjøles slik at vi får en væske som inneholder mest etanol, men også litt vann som har fulgt med i destillasjonen. Det er på denne måten man lager brennevin.

Ved inndamping blir oppløste stoffer liggende igjen Saltinnholdet i havvann er 3,5 %. Det betyr at det er 3,5 gram salt i 100 gram havvann. Havsaltet som vi bruker i mat, kan lages ved inndamping. I land med varmt klima fyller man havvann i store bassenger som kalles saliner. I den sterke varmen fordamper vannet raskt, og saltet blir liggende igjen. Denne metoden som kalles inndamping, kan brukes for en løsning der man ønsker å fjerne vannet og spare på de faste stoffene som er løst i vannet.

Havsalt kan utvinnes ved inndamping.

Ved kromatografi kan vi skille fargestoffer Vi kan skille fargestoffene i en vannløselig tusj ved å lage en fargeflekk på et filtrerpapir, og sette papiret i litt vann. Fargene i tusjen skilles ved at de trekkes med ulik hastighet oppover papiret. Hvor langt de ulike fargene vandrer, avhenger av hvor godt de fester seg til papiret og til væsken som trekkes oppover papiret. Metoden kalles papirkromatografi. Hvis ikke fargestoffene som skal skilles er løselige i vann, må vi velge en annen væske enn vann. Da kan vi prøve rødsprit. En boks med Arctic caviar inneholder steinbitrogn. Rognen er farget svart for å få den til å likne på ekte russisk kaviar som er naturlig svart og svært dyr. Vi kan undersøke om den svarte fargen i Arctic caviar er en blanding av fargestoffer. Da avsetter vi litt farge fra rognen på et papir, og lar en væske trekke fargestoffene oppover papiret. Se resultatet i figuren.

Den svarte fargen i Arctic caviar er en blanding av to fargestoffer. Disse fargestoffene kan skilles ved kromatografi.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hva er forskjellen på en mekanisk blanding og en løsning? 2 Hva skjer i en destillasjon? 3 Hvorfor fordamper etanol lettere enn vann når vi destillerer en blanding av de to stoffene? 4 Hvordan ville du gått fram for å vise at grønn konditorfarge er en blanding av to fargestoffer?

UTFORDRING

Kan du finne ett eksempel som ikke er nevnt i teksten, på bruk av destillasjon for å skille stoffer i en blanding?


26

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Renseteknologi – fra sjøvann til drikkevann Tenk å være omgitt av vann på alle kanter uten å kunne drikke. Å drikke saltvann er ikke bare vondt, men også farlig. Det kan føre til nyresvikt. Her kan du lese om hvordan man kan lage drikkevann av sjøvann. I dag er det millioner av mennesker som drikker avsaltet sjøvann.

Drikkevann kan lages med spesielle filtre og høyt trykk

På regattabåten Djuice laget de drikkevann ved omvendt osmose.

Prøv å helle saltvann gjennom et filtrerpapir. Da vil du kjenne at det smaker akkurat like salt etter at det har rent gjennom filtrerpapiret. Det trengs derfor spesielle filtre og høyt trykk for å avsalte sjøvann. Drikkevannet lages ved at man presser sjøvannet gjennom filtre som er så fine at saltene holdes tilbake og bare vannet går igjennom.


www.gyldendal.no/eureka

27

Metoden som kalles omvendt osmose er en form for filtrering. Metoden brukes på seilbåter og skip på langfart og på oljeboringsplattformer. Denne teknologien brukes også for å skaffe drikkevann i områder langs kysten. Det meste av drikkevannet som brukes på Malta, kommer fra sjøvann, og på flere av de greske øyene er avsaltet sjøvann den eneste drikkevannskilden.

Drikkevann kan lages ved destillasjon Destillasjon er en kjent metode for å skaffe drikkevann av sjøvann. Sjøvannet varmes opp slik at vannet fordamper. Vanndampen ledes vekk og avkjøles til rent drikkevann. Saltet blir liggende igjen i beholderen med sjøvann. Drikkevannet blir svært rent, men ulempen er at det kreves mye varme for å få vann til å fordampe. Det er derfor dyrt å skaffe store mengder rent vann på denne måten. Metoden brukes i områder langs kysten der det er god tilgang på olje eller annet brensel, som for eksempel i SaudiArabia.

I en atomubåt er det rikelig tilgang på energi, og drikkevann lages vanligvis ved destillasjon av sjøvann.

sjøvann

vanndamp

Drikkevann kan lages ved en ny teknikk I en ny teknikk blir sjøvann sprøytet som en fin tåke av dråper, som fra en dusjflaske, inn i en beholder som er fylt med varm luft. Vanndråpene fordamper, men det gjør ikke saltet. Derfor faller saltet bokstavelig talt ned fra det fordampede vannet i form av små flak som legger seg i bunnen av beholderen. Vanndampen ledes vekk, og avkjøles til rent drikkevann.

drikkevann salt

Forenklet illustrasjon av prosessen der sjøvann blir sprøytet inn i en beholder med varm luft for å produsere rent drikkevann.

? NØKKELSPØRSMÅL 1 Hvorfor bør vi ikke drikke sjøvann? 2 Hva heter metoden for å lage drikkevann med spesielle filtre og høyt trykk? 3 Hvorfor er det dyrt å lage drikkevann ved destillasjon? 4 Hva blir igjen når vann fordamper fra en dråpe med sjøvann?

UTFORDRING

Finn ut hvor kranvannet der du bor kommer fra. Hva gjøres med vannet for at det skal kunne brukes som drikkevann?


28

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Oppgaver

Oppgave 5 I tabellen finner du eksempler på dagligdagse hendelser. Skriv tabellen i din egen notatbok, og sett inn en K hvis du mener det som skjer, er en kjemisk reaksjon, og en F hvis du mener det er en fysisk forandring.

Oppgave 1 Er utsagnet sant (S) eller usant (U)? a Kjemiske stoffer finnes ikke i naturen.

Forandring

b Sukker er et kjemisk stoff. En bil ruster

c Alle kjemiske stoffer er giftige.

Når vannet koker, slik at det blir dannet vanndamp

d Sjokolade er et rent stoff. e Melk er en blanding av stoffer.

Gjær omdanner sukker til alkohol og vann

Oppgave 2 Fullfør setningene ved å sette inn disse ordene: kjemisk reaksjon, fysisk forandring, stoffer, ikke, egenskaper

Vann fryser til is

Kjemiske reaksjoner skjer i oss og rundt oss hele tiden. I en kjemisk reaksjon dannes det nye … som har andre … enn de stoffene vi startet med. I en fysisk forandring dannes det … nye stoffer. Når vi smelter sukker i en stekepanne, blir det brunt. Da har det skjedd en … Når vi smelter tinn og støper en tinnsoldat, har det skjedd en …

Bensin brenner i en bensinmotor

Oppgave 3

Neglelakkfjerner fordamper

Hvilken bokstav (A eller B) viser en kjemisk reaksjon, og hvilken bokstav viser en fysisk forandring? Begrunn svaret ditt.

Oppgave 4 Hvilken av disse hendelsene er eksempel på en kjemisk reaksjon? a vann som fordamper b sukkertøy som knuses c olje som brenner d vann som fryser til is

A

B

Fotosyntese

Mat svir seg i en stekepanne Et stearinlys smelter Snø smelter til vann

K – kjemisk reaksjon F – fysisk forandring


www.gyldendal.no/eureka

Oppgave 6

Oppgave 9

I en kjemitime gjennomførte læreren et demonstrasjonsforsøk for klassen. Les det som eleven noterte i sin arbeidsbok, og gi to grunner for at det har skjedd en kjemisk reaksjon.

Kombiner riktig tekst med riktig faresymbol:

29

a giftig b etsende c oksiderende d helseskadelig

1

2

3

4

Oppgave 10 Se etter symboler for faremerking på vaskemidler, maling, løsemidler m.m. som du finner hjemme. Noter dine funn og presenter resultatet i en tabell. kobber

Oppgave 11 klorgass

Læreren tok en tynn metallstrimmel av kobber. Han holdt metallet ned i en sylinder med gass i. Gassen var klorgass. Da metallet kom i kontakt med gassen, krøllet det seg sammen og begynte plutselig å brenne. Det ble dannet et grønt fast stoff. Dette er en kjemisk reaksjon.

a Lag en liste over farlige stoffer som vi oppbevarer hjemme. b Velg ett av stoffene i a. Skriv litt om hva stoffet blir brukt til, hvordan det er merket, og hva slags skade det kan gi dersom det blir brukt feil.

Oppgave 12

Oppgave 7

I startfasen av en brann er det som regel ganske lett å stanse brannen. Det gjelder derfor å handle raskt før varmeutviklingen blir for stor og mens brannen har lite omfang.

Hvilken av påstandene a–d er riktig? Når olje brenner, så vil denne reaksjonen

a Hva er de tre nødvendige betingelsene for at noe skal brenne?

a alltid avgi energi

b Forklar hvorfor vann er et godt slokkemiddel.

b alltid ta opp energi

c Forklar hvorfor vann ikke kan brukes til å slokke en brennende fettgryte.

c verken avgi eller ta opp energi d noen ganger avgi og noen ganger ta opp energi

Oppgave 8 Bruk tabellen på side 13, og beregn hvor lenge du må jogge for at energibruken skal tilsvare energien du kan få ved å spise en hel pose med potetgull. På posen står det: Nettovekt 100 g. Energi 2100 kJ.

d Diskuter hvorfor vann og ikke pulverapparat brukes ved slokking av større branner.

Oppgave 13 Mandag 04.07.2005 kunne vi i Dagbladets nettavis lese:

Gutter (12) alvorlig skadd av rødsprit Det ble brukt rødsprit i forbindelse med båltenningen. Det oppstod en slags liten eksplosjon … Forklar hvorfor det er farlig å bruke rødsprit eller bensin ved opptenning av et bål.


30

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Oppgave 14

Oppgave 17

Hvilken av påstandene a–d er riktig?

Forklar hvordan vi går fram når vi

a En gul høy flamme fra gassbrenneren er varmere

a varmer en væske i et vannbad

enn en blå flamme.

b setter et glassrør gjennom en gummikork med hull i

b Flammen fra gassbrenneren er gul når hullet er helt

c samler opp gass som dannes i en kjemisk reaksjon

åpent på den regulerbare ringen.

c Vi må alltid tenne fyrstikken før vi har åpnet

Oppgave 18

ventilen på gassbrenneren.

Hvilket av de fire stoffene sukker, salt, natron og potetmel har du fått utlevert når stoffet

d Den blå flammen soter mye mer enn en gul flamme.

a bruser ved tilsetting av eddik b blir mørkeblått når det tilsettes jodløsning

Oppgave 15

c smelter og blir brunt ved oppvarming

En elev tente fyrstikken en stund etter at ventilen på gassbrenneren ble åpnet. Senere fortalte han en kamerat om uhellet på naturfagrommet og sa: Flammen dekket hele pulten.

d blir svidd ved kraftig oppvarming

Oppgave 19 Hvordan ville du sjekke om det var rester av stivelse på en tallerken?

Dette utsagnet er a en observasjon b en konklusjon

Oppgave 20

c en hypotese

Hvilke av metodene a, b, c og d kan brukes til å skille sand fra vann?

Oppgave 16

a papirkromatografi

Kombiner riktig tekst med riktig figur:

b inndamping

a kolbe

c filtrering

b målesylinder

d destillering

c begerglass

3 dråpeteller

d reagensglass

Oppgave 21

e dråpeteller

Fullfør begrepskartet ved å sette disse ordene inn i riktig boks: filtrering, destillasjon, inndamping og en løsning

enten

2

En blanding er

eller

en mekanisk blanding vanlige metoder for å skille stoffene er

1 800 600 400

vanlige metoder for å skille stoffene er

200

5 4

siling

kromatografi


www.gyldendal.no/eureka

Aktiviteter

31

2 Hvor kaldt kan det bli i en kuldeblanding?

1 Kjemiske reaksjoner i en plastpose Hensikt med forsøket: Her skal du legge nøye merke til forandringer som kan være tegn på at det skjer kjemiske reaksjoner med stoffene i posen.

Her skal du bli kjent med en reaksjon der det skjer en energiforandring. Før i tida – før fryseboksens tid – lagde en bare iskrem når det var kuldegrader, eller når en kunne skaffe snø og is. Men siden framstilling av iskrem krever enda lavere temperatur enn det en vanligvis har i snøen om vinteren, var det først da menneskene lærte seg å lage kuldeblandinger, at de kunne lage ordentlig iskrem. Vi kan lage en kuldeblanding av koksalt og finknust is.

Du trenger: • lynlåspose (ca. 15 x 20 cm)

Hensikt med forsøket:

• sitronsyre

I dette forsøket skal du finne ut om temperaturen avhenger av hvor mye salt det er i forhold til finknust is. Du skal dessuten finne ut hvor kaldt det kan bli i blandingen.

• natron • to teskjeer • BTB-løsning (blå)

Du trenger:

• et lite begerglass

• melkekartong fylt med vann som er frosset til is • håndkle • hammer

natron 20

• termometer

10

sitronsyre lynlåspose

• koksalt (bordsalt) BTB-løsning

• stort begerglass (1000 ml) • teskje

Framgangsmåte: 1 I posen tar du 1 ts natron og 1 ts sitronsyre. Bland de to hvite stoffene. 2 Sett inn i posen et lite begerglass med ca. 10 mL BTB-løsning.

• liten plastpose med saft eller med fløteblanding

Framgangsmåte: 1 Pakk isen fra melkekartongen inn i et håndkle, og knus isen med hammeren.

3 Klem ut det meste av lufta i posen, og lukk lynlåsen slik at posen blir tett.

2 Fyll begerglasset halvveis med is. Mål og noter temperaturen i den finknuste isen.

4 La BTB-løsningen renne ut slik at den blå væsken kommer i kontakt med de hvite stoffene.

3 Tilsett salt, og rør rundt med skjeen. Hva skjer med temperaturen når du tilsetter stadig mer salt?

5 Se, hør og kjenn på posen! Noter deg de forandringene som skjer.

4 Tilsett salt inntil temperaturen ikke endrer seg mer. Hvor kaldt er det nå i blandingen?

Til ettertanke: a Lag en tegning eller et foto av posen før og etter at du veltet løsningen over de hvite stoffene. b Skriv navn på stoffene i posen ved start. c Skriv litt om de forandringene du oppdaget – forandringer som vi tar som tegn på at det har skjedd kjemiske reaksjoner.

5 Lag en liten plastpose med saft eller fløteblanding. Grav den godt ned i kuldeblandingen. Etter 5–10 minutter har du en deilig is!


32

KAPITTEL 1

Arbeid med stoffer

Til ettertanke:

4 Detektivoppgave: Er det stivelse i matvaren?

a Hva var temperaturen i isen før du tilsatte salt? b Fortell hva som skjedde med temperaturen etter hvert som du tilsatte mer salt.

Hensikt med forsøket:

c Hva var den laveste temperaturen du målte i kuldeblandingen?

Stivelse er et hvitt stoff som blir blått når vi tilsetter jodløsning. I dette forsøket skal du teste hvilke matvarer som inneholder stivelse.

d Hvordan kan vi påstå at dette er en reaksjon der det skjer en energiforandring?

Du trenger:

e Hvorfor er det så kaldt for hunder å gå på et saltet fortau om vinteren?

1 På et papirark kan du tegne en sirkel for hver av de matvarene du vil teste.

Hensikt med forsøket: På naturfagrommet er det vanlig å bruke gassbrenner ved oppvarming av stoffer. I dette forsøket skal du øve på å tenne en gassbrenner og på å regulere lufttilførselen slik at flammen blir blå og ikke gul.

• gassbrenner • fyrstikker

• ulike matvarer (potet, hvetemel, brød, eple, sukker, banan, salt, …)

Framgangsmåte:

3 Lynkurs i bruk av gassbrenner

Du trenger:

• dråpeflaske med jodløsning (fra apotek)

åpning for regulering av lufttilførsel

2 Skriv navn på matvaren som legges i hver av sirklene. Hvis du tester en væske, trenger du et lite begerglass som du setter innenfor sirkelen. 3 Lag en tabell med så mange rader som du har matvarer. Skriv inn matvarene og om du tror matvaren inneholder stivelse. Matvare

skrue som åpner og lukker for gass fra beholderen

Før testen:

Etter testen:

Jeg tror matvaren inneholder stivelse

Matvaren inneholder stivelse

(Ja/Nei)

(Ja/Nei)

1 Sørg for at gassbrenneren står støtt på bordet.

4 Drypp et par dråper jodløsning til hver matvare. Blå farge viser at det er stivelse i matvaren. Noter resultatet i tabellen.

2 Gjør dette i riktig rekkefølge: Tenn fyrstikken. Åpne for gassen. Tenn på.

Til ettertanke:

3 Legg merke til åpningen for regulering av lufttilførselen. Se figuren. Drei metallringen med hull i slik at åpningen er helt lukket. Hvilken farge har flammen?

I en grønn plante blir det laget sukker. Planten omdanner sukker til stivelse. Prøv for hver matvare å begrunne det resultatet du fikk etter tilsetting av jodløsning.

Framgangsmåte:

4 Drei metallringen slik at du slipper inn luft. Når flammen er blå, kan du feste ringen med den lille skruen.

Til ettertanke: Hvilken farge har flammen når den er varmest?


www.gyldendal.no/eureka

33

5 Vi destillerer husholdningssaft

6 Detektivoppgave: Hvilken tusj ble brukt?

Hensikt med forsøket:

Hensikt med forsøket:

Du skal stille opp enkelt destillasjonsutstyr og dessuten gjøre erfaringer med destillasjon som metode for å skille stoffer i en blanding.

Du får utlevert tre svarte tusjer merket A, B og C. Din oppgave blir å finne ut hvilken av de tre tusjene som ble brukt til å tegne punkt X på papiret.

Du trenger: • en firkantet bit av et filtrerpapir (10 x 10 cm) • 1 binders • 3 sorte fargetusjer av ulikt merke, vannløselige • begerglass • vann

Framgangsmåte: 200 150 100

1 Trekk en startlinje med vanlig blyant ca. 2 cm fra den ene kanten på papiret.

50

2 På denne startlinjen tegner du punkter, ett med hver tusj. Merk punktene A, B og C slik det er vist på figuren.

• kolbe

3 La læreren sette av et punkt med en av de tre tusjene mens du snur ryggen til.

• kork med glassrør

4 Rull papiret sammen og fest det øverst med en binders.

• reagensrør

5 Hell vann i begerglasset, men så lite at det ikke vil nå opp til startlinjen på papiret. Sett papiret forsiktig ned i begerglasset.

Du trenger:

• begerglass med kaldt vann • gassbrenner • stativ med trådnett

6 Sammenlikn de mønstrene som vises etter hvert som væsken trekker seg oppover papiret.

• fyrstikker • saftblanding

Framgangsmåte: 1 Sett sammen destillasjonsutstyret slik det er vist på tegningen, eller slik det er vist på side 21. 2 Hell saftblandingen i kolben og varm opp blandingen. Legg merke til hva som skjer med gassen som fordamper fra kolben og kommer over i reagensrøret som er nedkjølt.

Til ettertanke: a Hvordan ser væsken i reagensrøret ut sammenliknet med saften i kolben? Begrunn forskjellen. b Hva er hovedprinsippet for å skille stoffer fra hverandre ved destillasjon?

Til ettertanke: a Hvilken av de tre tusjene A, B og C ble brukt til å tegne X på papiret? Begrunn svaret ditt. b Lag din egen historie om hvordan en kriminaletterforsker finner ut hvem som skrev trusselbrevet.

A

B

X

C


B

Eureka! 8

Eureka • Grunnbok • Lærerens bok • Arbeidshefte • Nettstedet www.gyldendal.no/eureka I grunnboka er hvert kapittel bygget opp av oppslag. Et oppslag er et avgrenset tema over to sider. Hvert kapittel avsluttes med oppgaver og aktiviteter. Grunnboka legger til rette for differensiering og variert undervisning. Lærerens bok følger grunnboka fra side til side. I Lærerens bok er det prøver, kapittelsammendrag og dessuten fagartikler og konkrete innspill til oppslagene i grunnboka. Det er veiledninger til aktivitetene og løsningsforslag til oppgavene som er gitt i grunnboka. Arbeidsheftet er et selvinstruerende engangshefte. Det inneholder engasjerende oppgaver som trener elevens grunnleggende ferdigheter og letter begrepsinnlæringen. Heftet er tilpasset kapitlene i grunnboka. Bakerst i arbeidsheftet er det fasit til oppgavene.

Naturfag for ungdomstrinnet • grunnbok

8 Merethe Frøyland • Merete Hannisdal •John Haugan • Jørn Nyberg

Eureka! består av:

Merethe Frøyland • Merete Hannisdal •John Haugan • Jørn Nyberg

Eureka! har ryddig struktur, tydelig faglig fokus, gode illustrasjoner og organisering tilpasset målgruppen.

Eureka

BOKMÅL ISBN 978-82-05-33388-8

OvertrekkBm-051478.indd 1

06-03-08 12:51:00

Eureka 8  

Naturfag for ungdomstrinnet fra Gyldendal Undervisning

Eureka 8  

Naturfag for ungdomstrinnet fra Gyldendal Undervisning