Holdet 3e KE (2025/26) - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2025/26
Institution Støvring Gymnasium
Fag og niveau Kemi A
Lærer(e) Peter Aaquist Nissen
Hold 2025 KE/23e (3e KE)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Intro og repetition
Titel 2 Reaktionskinetik
Titel 3 Tekstiler og bæredygtighed (mini-tema)
Titel 4 Medicinalkemi
Titel 5 Spektroskopi
Titel 6 Termodynamik - kan en kemisk reaktion forløbe?
Titel 7 Tilladte internet-sider

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 Intro og repetition

Intro til kemi A, herunder opgaveregning og brug af MarvinSketch

Repetition af kemi B ved
-fremlæggelse i grupper for hinanden af emner fra kemi B
-løsning af gamle eksamensopgaver inden for emner, som er kendt fra kemi B

Introduktion af krav til opgaveløsning til skriftlig eksamen
-brug af maple
-brug af relevant it (marvinSketch til strukturformler og andet, excel til analyse af datasæt)
-skrive forklarende tekst med brug af kemifagsprog og keminotation, herunder formler
-brug af enheder og betydende cifre

Forsøg: Reaktioner med aldehyder og ketoner (2,4-DNPH, Fehling og Tollens)
-repetition af funktionelle grupper og reaktionstyper
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 Reaktionskinetik

Elever starter med at repetere deres viden om reaktionshastighed og faktorer som påvirker den, ved selv at designe forsøg hvor reaktionshastighed kan undersøges for forskellige reaktioner (både kvalitativt og kvantitativt).

Der introduceres forskellige metoder, hvormed forløbet af en reaktion kan følges kvantitativt, og hvordan de er egnede til forskellige reaktioner (gasudvikling, farve (af reaktant/produkt), massetab, prøveudtagning, indikator).

Herefter er der er er vægt på den matematiske beskrivelse af hastigheden, hvormed en reaktion forløber.
Definition af reaktionshastighed
Hastighedsudtryk, v([A]), (lineariserede) funktionsudtryk, [A](t), og halveringstid for reaktioner af
-Nulte orden
-første orden
-anden orden, kun for typen v=k·[A]^2
Bestemmelse af reaktionsorden fra eksperimentelle data,
- (t,[A])-data (særligt spektrofotometriske data)
- ([A], v)-data (særligt initialhastighedsmetoden)
Reaktioner af højere ordner og anvendelse af overskud af reaktanter ->pseudo-hastighedsudtyrk
Initialhastighedsmetoden

Teori bag farvestoffer og spektrofotometri (Lambert -Beers lov) gennemgåes, som oplæg til forsøg med måling af reaktionshastighed vha spektrofotometri.

Mikroskopiske modeller af kemiske reaktioner og tolkningen af energiprofiler for elementarreaktioner uddybes og knyttes til hastighedskonstanter og ligevægte:
Aktiveringsenergi, hastighedskonstant og Arrheniusligningen (temperaturafhængighed af hastighedskonstant)
-sammenhæng mellem elementarreaktioner, energiprofil og aktiveringsenergi
-der kobles til højden af barrieren (aktiveringsenergien) og hastighedskonstanten for reaktionen
-der kobles kvalitativt til forhold mellem hastighedskonstanterne for de to retninger og beliggenheden af ligevægt ud fra en model med bolde adskilt af en bakke (energibarriere)

Reaktionsmekanismer udbygges idet der ud fra mikroskopisk model argumenteres for direkte kobling mellem elementarreaktioner og hastighedsudtryk for elementarreaktioner. Dette kobles  til hastighedsudtryk for selve reaktionen, gennem begrebet hastighedsbestemmende trin

Koblingen mellem reaktionsmekanismer og hastighedsudtryk konkretiseres gennem nukleofile substitutionsreaktioner, hvor begreberne nukleofil reagens (elektronpar-donor) og udgående gruppe (leaving group) defineres.
Dernæst ses på SN1 og SN2 reaktioner, og deres kobling til unimolekylære eller bimolekylære hastighedsbestemmende trin i reaktionsmekanismen.
Argumentation for SN1 eller SN2: Der ses på om carbonatom med udgående gruppe er primær, sekundær eller tertiær: I rækkefølgen primær->sekundær->tertiær:
-stabilitet af carbokation øges (SN2 favoriseres)
-sterisk hindring af nukleofilt reagens øges (SN1 hindres)

Kort nævnes også Markovnikovsregel ved addition af HX til asymmetrisk alken -> det forbindes igen til lav stabilitet af primær carbokation

Eksperimenter:
Reaktionens hastighed (egne forsøgsdesigns - fokus på metode)
Landolts forsøg
Affarvning af krystalviolet
Bestemmelse af aktiveringsenergi (egen vejledning, da det er variation af forsøg med thiosulfat og syre kendt fra kemi B)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 Tekstiler og bæredygtighed (mini-tema)

Et mini-tema, hvor der med udgangspunkt i bæredygtighed i forbindelse med tekstilproduktion repeteres en del af de grundlæggende stofklasser og reaktioner for organisk kemi

Kemisk baggrundsviden for at kunne klassificerer forskellige fibres opbygning, fabrikation og egenskaber
• Grundlæggende om organisk kemi:
○ Carbonhydrider (alkaner, alkener og alkyner) og navngivning
○ Additionspolymerisation, monomer og polymer
• Intermolekylære bindinger, særligt hydrogenbindinger
• Funktionelle grupper, stofklasser og reaktionstyper:
○ Funktionelle grupper: Hydroxy, carboxylsyre, aminogr., amidgr.
○ Stofklasser: alkohol (inkl diol), syre (inkl disyre), ester, amin, amid
○ Kondensationsreaktion (syre-alkohol, syre-amin) og hydrolyse

Gruppearbejde med forskellige typer af fibre :
• Naturlige fibre
○ Bomuld/hør
○ Uld og silke
• Kunstsilke - modificeret cellulose
• Kunststoffer (syntetiske fibre)
○ Kondensationspolymere
§ Nylon (polyamid
§ Polyester, særligt PET
○ Additionspolymere
§ Det meste plast…

Forsøg med kemisk genanvendelse af polyester fra et tekstil, hvor det er blandet med bomuld. Der arbejdes først med nedbrydning af polymeren (depolymerisering ved glycolyse) og efterfølgende separation af produkterne og udbytteberegning.

I forlængelse af forsøget introduceres elementaranalyse, som metode til at karakterisere et stofs sammensætning, ved at se på bilag fra videnskabelig publikation (relateret til det udførte forsøg) og se på opgaver med elementaranalyse.


Læringsmål for forløbet:

at kunne genkende og opskrive følgende karakteristiske grupper:
• hydroxy
• oxo
• carbonyl
• aldehyd
• syre (carboxyl)
• ester
• amino
Kunne koble følgende stofklasser til ovenstående karakteristiske grupper:
• alkohol (primær, sekundær, tertiær)
• phenol
• aldehyd
• keton
• carboxylsyre
• ester
• amin (primær, sekundær, tertiær)
• amid
Kende til navngivning af
• Alkohol, aldehyd, keton, carboxylsyre og ester
Kende navngivningshierakiet og brugen af præfix og suffiks og kunne navngive for kombinationer af
• alkohol, keton, aldehyd, carboxylsyrer
Reaktionstyper og deres relevans for ovenstående stofklasser
• Kondensation, hydrolyse
Kobling af ovenstående viden til eksempler på typer af tekstiler og deres kemiske opbygning
• Karakteristiske grupper og stofklasser
• Reaktion ved fremstillling
Kendskab til bæredygtighedsproblematikker koblet til tekstilindustri

Kunne planlægge forsøgets to trin ud fra beskrivelse i nyhedsartikel, video og reaktionsskema
• 1: Nedbrydning (depolymerisering) af polyester (PET) til BHET ved glycolyse
○ Kendskab til reaktionstypen glycolyse som analog til hydrolyse
○ Lave beregninger af mængder af reaktanterne
• 2: Adskillelse (separation) af bomuld og BHET fra reaktionsproduktet
○ Lave beregningerne af udbytteprocent og overveje kilder til tab og andre fejlkilder

Kunne redegøre for fordele og ulemper ved den anvendte metode ift bæredygitghed
Kendskab til elementaranalyse som metode til at karakterisere et stof og finde empirisk formel / molekylformel
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 Medicinalkemi

I forløbet repeteres den organiske kemi med fokus på stofklasserne alkoholer, aldehyder, ketoner, carboxylsyrer, estere, aminer, phenoler, amider og aminosyrer struktur og polaritet. Både struktur og stereoisomeri gennemgås, herunder kædeisomeri, stillingsisomeri, funktionsisomeri, geometrisk isomeri (cis/trans og E/Z) samt kiralitet og optisk isomeri (samt R/s-navngivning).
Isomeri og særligt optisk isomeri/chiralitet bruges som indledning til at se på lægemiddel/receptor interaktioner, hvor der er ses på intermolekylære bindinger.
Receptoren som en del af et protein, Aminosyrer og proteiner er udfoldet og sat i relation til bjerrumdiagrammer og opløselighed. Foldning af proteiner som moderne forskningsområde er behandlet.

Der udføres et eksperimentelt projekt med temaet acetylsalicylsyre, hvor stoffet syntetiseres, renhedstestes vha TLC og smeltepunktsanalyse, samt analyse af syre-baseegenskaber og opløselighed vha titrering.

Chromatografi herunder TLC, GC og HPLC er bearbejdet som kvalitative og kvantitative metoder til stofidentifikation og analyse.

Som en del af forløbet foretages en ekskursion til København, hvor der er foredrag om lægemiddelkemi ved KU og Pharma School..

Ekstraktion og fordelingsligevægte behandles i et miniforløb, hvor elever arbejder med selv at opstille og udføre forsøg med ekstraktion af carminsyre fra cocenillelus, hvor de selv udvælger én faktor, hvis betydning for udbyttet af ekstraktionen undersøges. Udbyttet kvantificeres vha spektrofotometri.
Dette perspektiveres til ekstraktion af lægemidler fra naturlige kilder og til fordelingsligevægte generelt - der omtales både fordelingskonstant, P (eller KF), og fordelingsforholdet, D. Fordelingsligevægte kobles til optag af lægemidler i kroppen.
Der laves forsøg, hvor fordelingsforholdet for carminsyre bestemmes ved forskellig pH

Marvinsketch som hjælpemiddel til tegning af fordelingsplots (log D vs pH) og bjerrumdiagrammer introduceres og bruges i forbindelse med analyse af kemiske problemstilinger og opgaveløsning.

Eksperimenter:
Acetylsalicylsyre
-Syntese af acetylsalicylsyre
-Renhedstest med TLC og smeltepunktsanalyse
-Syrebaseegenskaber og opløselighed
Ekstraktion af carminsyre
FOrdelingsforholdet, logD, for carminsyre ved forskellige pH
Indhold
Kernestof:

Supplerende stof:
Omfang Estimeret: 15,00 moduler
Dækker over: 23 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 Spektroskopi

Forløbet lægger ud med bindingsteori med orbitaler som forklaring på opbygningen af det periodiske system, og hybridiseringer som forklaring på carbonatomets bindingsforhold og rumlig geometri.
I forløbet introduceres til spektroskopi som kvalitative analysemetoder til stofidentifikation. IR-spektroskopi gennemgås og anvendes til stofidentifikation med fokus på funktionelle grupper. H-NMR-spektroskopi gennemgås, hvilket også anvendes til stofidentifikation med fokus på stoffets opbygning (dets struktur). IR-spektrum og H-NMR-spektrum af det syntetiserede acetylsalicylsyre fra forrige forløb analyseres.

Der er gennem forløbet stort fokus på løsning af opgaver i forbindelse med skriftlig eksamen, samt brug af MarvinSketch som hjælpemiddel i forbindelse med H-NMR.

Kernestof
Grundstoffernes periodesystem, herunder orbitaler
Kemisk bindingsteori, herunder hybridisering
Organisk kemi: stofkendskab, herunder opbygning for stofklasserne carbonhydrider, alkoholer, aldehyder, ketoner, carboxylsyrer og estere, samt opbygning af og udvalgte relevante egenskaber for stofklasserne aminer, phenoler, amider og aminosyrer
Stofidentifikation ved kvalitative analyser og spektroskopisk identifikation ved hjælp af IR og 1H-NMR

FOrløbet afsluttes evt. med at arbejde med ekstraktion, hvor eleverne selv skal tilrettelægge forsøg med ekstraktion af carminsyre fra cochenillelus. Spektrofotometri anvendes til at kvantificere udbyttet.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Termodynamik - kan en kemisk reaktion forløbe?

Et forløb om termodynamikkens love, tilstandsfunktioner, Hess' lov, Gibbsfunktionen og dens sammenhæng med ligevægtskonstanten og dennes temperaturafhængighed (van't Hoffs ligning).

Et forløb med fokus på beskrivelse af kemiske reaktioner fra et abstrakt, teoretisk perspektiv, og se hvordan disse abstrakte begreber (entropi, enthalpi, gibbs energi) kan kobles til egenskaber for reaktionen (orden/uorden, endoterm/exoterm, spontan/ikke-spontan).

Faglige mål som har haft særlig fokus i dette forløb:
– benytte den opnåede faglige viden til at forstå og vurdere kemiens betydning for menneske og omverdenen i samspil med den samfundsmæssige og teknologiske udvikling.
– demonstrere forståelse for sammenhængen mellem fagets forskellige delområder
– redegøre for sammenhængen mellem stoffers struktur og kemiske og fysiske egenskaber og for stoffers anvendelse i hverdagen og i teknologisk sammenhæng
– indhente, vurdere og anvende kemisk information fra forskellige kilder

Øvelse
Eftervisning af Hess' lov
Van't Hoffs ligning (kaliumchlorat)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
  • Faglige
  • Lytte
  • Formidling
  • Personlige
  • Selvstændighed
  • Initiativ
Væsentligste arbejdsformer
  • Eksperimentelt arbejde
  • Forelæsninger
  • Gruppearbejde
  • Lærerstyret undervisning
  • Pararbejde

Titel 7 Tilladte internet-sider

Følgende internet-sider/ressourcer har været anvendt som en del af undervisningen og må tilgås under den skriftlige eksamen og forberedelsen til den mundtlige prøve:

Marvin online - kemi tegneprogram: https://freetrial.marvin.cxn.io/

Videoer med typeopgaver til skriftlig eksamen (alle videoer på siden): https://www.gymnasiekemi.com/skriftlig-eksamen.html
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 1,00 modul
Dækker over: 2 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer