Undervisningsbeskrivelse
Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
|
Termin(er)
|
2023/24 - 2024/25
|
|
Institution
|
Rungsted Gymnasium
|
|
Fag og niveau
|
Kemi B
|
|
Lærer(e)
|
Hans Christian Westtoft
|
|
Hold
|
2023 KeB/y (1y KeB, 2y KeB)
|
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
|
Titel
1
|
1. Periodisk system og molekyler
Kemi introduceres ved eksperimentelt at undersøge nedbrydning af hydrogenperoxid. Vi undersøger hvad der kan få reaktionen til at forløbe hurtigere og beskriver reaktionen.
Derefter kigger vi på forskellen mellem en fysisk proces (fra vand til vanddamp) og en kemisk reaktion hvor der brydes og dannes nye bindinger i stof samt afstemmer reaktioner med koefficienter. Vi kigger også på hvad (s), (l), (g) og (aq) betyder i kemiske reaktioner.
Det periodiske system er centralt i kemi og vi arbejder med hvad placering af grundstofferne i det kemiske system betyder for om de er metaller, halvmetaller og ikke-metaller samt antallet af elektroner i yderste skal. Det kan være godt at tegne elektronsskaller og antal elektroner i dem, men ofte skrives elektronstrukturen eksempelvis (2,8,8,1) for Kalium der beskriver at der er 1 elektron i yderste skal mens 1. og 2. elektronsskal er opfyldt.
Atomets opbygning introduceres ved at kigge på forskellige isotopers opbygning og pointere at betydningen i kemi kun er at den gennemsnitlige masse for de naturligt forekommende isotoper er angivet i det periodiske system, hvilket simplest ses for grundstoffer som chlor med massen 35,45 u som ikke passer med et helt antal protoner og neutroner med massen ca. 1 u.
Da antallet af elektroner i yderste skal er afgørende for hvordan grundstoffer reagerer minder to grundstoffer mest om hinanden, hvis de står lige over/under hinanden og ikke ved siden af hinden (her vil de have tæt på samme atommasse).
Atomer er bundet sammen med elektronparbindinger (som også kan være dobbelt eller trippelbindinger) og her deler atomer elektroner for at opnå ædelgasreglen (dublet-/oktetreglen). Først tegnes elektronprikformler ud fra antallet af elektroner i yderste skal og herefter stregformler.
Elektronegativitet for grundstoffer kan afgøre bindingstypen mellem to atomer, fra fuldstændig upolær til polær elektronparbinding og til sidst ionbinding. For større molekyler introduceres begreberne hydrofile og hydrofobe grupper som sammen med tommelfingerreglen kan afgøre om et stof er opløseligt i vand eller benzin.
Den rumlige opbygning af molekyler kræver også viden om ledige elektronpar, hvilket gør at vands opbygning er vinklet og ikke lineær. Den rumlig opbygning er også afgørende for om simple molekyler er upolære på trods af polære bindinger.
Eksperimentelt:
E1. Fremstilling og påvisning af ilt/dioxygen
E2. Opløselighed i vand, heptan og ethanol
E3. Stoffer opløst i vand og julebonus
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
7 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
2
|
2. Carbonhydrider og intro til organisk kemi
For at kunne forstå og beskrive organiske molekyler - også i biologi -introduceres opbygning, navngivning og egenskaber for alifatiske og alicykliske carbonhydrider.
Centrale begreber er bindingsvinkler, generel molekylformel, isomeri, oversættelse mellem forskellige strukturformler (zigzag, kondenseret, alle atomer og bindinger) og navngivning for alkaner, alkener, alkyner, cycloalkaner og cycloalkener.
Isomeri og den generelle molekylformel anvendes til at tegne forskellige isomerer, så det ses at en cycloalkan kan være isomer med en alken med en C=C dobbeltbinding.
De fysiske og kemiske egenskaber ved alkaner og alkener introduceres eksperimentelt i E5 og herefter arbejdes med at tegne og beskrive eksperimentet og hvordan man kan kende forskel på alkaner og alkener.
For de kemiske egenskaber ligger på forbrænding, substitution og addition samt elimination. Kogepunkt for den homologe serie af alkaner introduceres for at der kan arbejdes videre med andre stofklasser næste år.
Eksperimentelt:
E4: Hvordan lindre vi smerte? (chili og wasabi/peberrod)
E5: Kan vi kende forskel på carbonhydrider?
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
8 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
3
|
3. Hvor meget stof og kemiske reaktioner
Fra det første forløb er atommassen beregnet ud fra den naturlige forekomst af isotoperne af grundstoffet og formelmassen beregnes i atommasseenhed.
Et mol introduceres for at kunne regne på kemiske reaktioner og angiver et antal af atomer/molekyler/ioner/... og den første formel i kemi introduceres nemlig sammenhængen mellem massen som vi kan veje på en vægt, molarmasse som vi kan regne for kendte stoffer og stofmængden som udtryk for antallet.
Mængdeberegningsskemaet og vejeanalyse introduceres ligesom der arbejdes med den gærede æblecider, hvor massen af ethanol der er dannet kan bestemmes ud fra den masse som er forsvundet og antages at være udelukkende carbondioxid. Ud fra massen af ethanol pr. 100 mL cider bestemmes alkoholprocenten og masseprocent og volumenprocent introduceres.
Idealgasloven introduceres som en metode til at bestemme stofmængden (eller volumen) af en gas.
Eksperimentelt:
E6 Krystalvandsindhold i kobber(II)sulfat
E7 Cidergæring og alkoholprocent
E8 Er lightergas butan?
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
9 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
4
|
4. Ioner, ionforbindelser og deres opløselighed
Fra iondannelse og navne på ioner til ionforbindelser bestående af enatomige og fleratomige ioner med og uden krystalvand arbejdes der indledende med inden fokus bliver ionforbindelsers opløselighed og hvordan den afhænger af temperaturen.
Saltes egenskaber og fældningsreaktioner både reaktionsskema med stofformler og ionreaktionsskema og begrebet tilskuerioner for ioner der ikke deltager i en reaktion.
Emnet bredes ud ved at eleverne læser en artikel om nitrat fra især gødnings betydning for vores sundhed ifølge ny forskning
https://www.dr.dk/nyheder/indland/ny-forskning-vi-kan-spare-menneskeliv-og-milliarder-med-mindre-nitrat-i-drikkevandet
Eksperimentelt:
E9 Opløselighedens afhængighed af temperaturen
E10 Test af hypoteser om fældningsreaktioner
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
8 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
5
|
5. Koncentration og titrering
Formel stofkoncentration målt i enheden mol/L (molær) er central for at kunne regne på kemiske opløsninger. Vi starter med at regne på kemiske opløsninger, også hvor stor masse der skal til at fremstille en opløsning med en kendt koncentration og volumen. Herefter fremstiller eleverne en opløsning fra fældningsreaktions eksperimentet med en koncentration på 0,100 M og undersøger H- og P-sætninger for den opløsning.
Aktuel koncentration introduceres for at vise at der nogle gange (ofte) sker noget i opløsningerne ved at stoffer/ioner kan reagere med opløsningsmidlet (ofte vand) og ionforbindelser bliver til negative og positive ioner omgivet af vandmolekyler. Vi kigger på ammoniak som eksempel på et stof der reagerer med vandmolekylet og ikke har en aktuel koncentration som vi kan regne endnu og venter til syre-basekemi i 2g.
I emnet kigger vi også på hvordan vi mest præcist kan afmåle 10,0 mL med forskelligt glasudstyr både for at lære glasudstyr at kende, kunne afmåle med det og vide hvordan vi får lavere måleusikkerhed.
Titrering introduceres som en kvantitativ eksperimentel analysemetode som skal vise hvorfor vi har fokus på ækvivalente og ikke-ækvivalente mængder baseret på forholdet mellem stofmængderne i det afstemte reaktionsskema.
Der udføres syre-basetitrering hvor organiske oxygenforbindelser besøges og så afsluttes året med et saltbestemmelsesprojekt i havvand. For at perspektivere læser og diskuterer eleverne DR artiklen om forurening fra virksomheder i Danmark som Miløjministeriet i følge artiklen har ladet forsætte med at forurene:
https://www.dr.dk/nyheder/indland/partier-vil-indkalde-heunicke-i-samraad-efter-anklager-om-ulovligheder-i
Eksperimentelt:
Fremstilling af en opløsning (og sikkerhed)
Præcision ved afmåling af volumen
Demoforsøg Titrering af edikke
Titreringsanalyse af havvand
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
5 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
6
|
6. Smag, aroma og farve
Forløbet giver en kort introduktion til de fem grundsmage som sammen med aromastoffer (lugt), kemisk påvirkning af slimhinder, tekstur og konsistens giver mad og drikke deres flavour.
Det giver en naturlig repetition af ioner samt introduktion en række af de funktionelle grupper, hvis navngivning, inddeling og eksempler på reaktioner introduceres.
Alkoholer (R-OH) inddeles i primære, sekundære og tertiære fordi de reagerer forskelligt. En alkohol kan godt indeholde flere hydroxygrupper, en diol, og derved både være en primær og en tertiær alkohol.
Phenoler og polyphenoler (Ar-OH) indeholder en (eller flere) hydroxygruppe på en aromatisk.
Oxoforbindelser (=O) indeholder en carbonylgruppe og kan være et aldehyd eller en keton. De reagerer forskelligt kemisk og mens placeringstal ikke er nødvendige for aldehyder, så er der for nogle ketoner. Aldehyder dannes ud fra primære alkoholer, mens ketoner dannes ud fra sekundære alkoholer.
Carboxylsyre (-COOH) kan afgive en hydron og inddeles i flygtige og ikke-flygtige syrer. De kan også eksistere i dihydrone syrer eksempelvis butandisyre.
Aminer har et ledigt elektronpar på nitrogenatomet og kan derfor optage en hydron og er derfor en base. De inddeles også i primære, sekundære og tertiære.
Vi øver os i at identificere disse funktionelle grupper samt estre, ether og benzenringe i større organiske molekyler og få et overblik om bindinger går ind eller ud af planen.
Prioritering af de organiske grupper er nødvendige for at navngive stoffer der indeholder to eller eller flere grupper og her kigger vi på aminosyrer og navngiver dem systematisk i modsætning til i biologi hvor der er anvendes tre eller et bogstavs forkortelser.
For at organiske molekyler kan have en farve kræver det konjugerede dobbeltbindinger mellem carbonatomer og chromofore grupper, mens auxochrome grupper kan ændre på farvetonen. Vi kigger på hvordan antallet af konjugerde dobbeltbindinger (og chromofore grupper) i et stof hæver den maksimale bølgelængde hvor der absorberes lys. Derudfra kigger vi på Lambert-Beers lov som metode til at bestemme koncentrationer af opløsninger ved at lave en standardkurve og bestemme den molare absorptionskoefficient.
Vi afslutter forløbet med at arbejde med intermolekylære kræfter mellem molekyler som er svagere end de intramolekylære bindinger i molekyler. Udover Londonbindinger som er midlertidige dipoler mellem alle molekyler og dipol-dipol bindinger som er mellem permanente dipoler i polære molekyler, så kigger vi på hydrogenbindinger som er stærkere end de to andre fordi hydrogenatomet er så lille og kan komme tæt på de tre elektronegative atomer N, F og O. Det kræver dog at H-atomet er bundet til N, F eller O. Det giver sig udslag i høje kogepunkter for vand, alkoholer og aminer samt bindinger i proteiner. Til sidst introduceres der også ion-dipolbindinger som ses mellem ioner og fx vandmolekyler i opløsninger og ved ionforbindelser med krystalvand. I nogle tilfælde ses også de meget stærke ionbindinger mellem molekyler fx lægemidler og receptorer.
Eksperimentelt:
2.1 Smag og duft af cider
2.2 Trækketid og smagsaromaer i grøn te (demo)
2.3 Frigivelse af smagsstoffer fra mynte
2.4 Tartrazinindholdet i yuzusodavand
2.5 Intermolekylære kræfter mellem vand og ethanol
2.6 TLC af peberfrugter
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
15 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
7
|
7. Redoxkemi og det periodiske system
Eleverne starter med at høre en podcast (https://periodisk.dk/) om hver deres grundstof hjemmefra og så placeres de i grupper efter hvor deres grundstof placerer sig i det periodiske system. I de små grupper diskuterer de om der er nogle egenskaber der er fælles for deres grundstoffer eller de er meget forskellige.
Vi definere begreberne oxidation og reduktion på fire forskellige måder for at se en udvikling indenfor kemien og hvorfor det er så svært at gennemskue at der er tale om redoxreaktioner uden tildeling af oxidationstal (OT). Elektrolyse introduceres som en metode til at renfremstille grundstoffer som en del elever hørte om i deres podcasts.
Afstemning af både uorganiske og organiske redoxreaktioner med OT både teoretiske og med eksperimenter.
Eksperimentelt:
Mangans oxidationstal
2.7 Identifikation af alkoholer ud fra kemisk og fysisk egenskab
2.8 Jernindholdet i ståluld
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
10 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
8
|
8.Omdannelse mellem funktionelle grupper &ligevægt
Forløbet starter med at kigge på omdannelsen mellem forskellige funktionelle grupper fx estre som dannes ud fra en carboxylsyre og en alkohol, men også få et bedre overblik over reaktionstyper i den organiske kemi. Herefter fremstiller eleverne benzoesyre ved en oxidation med permanganat.
De fleste kemiske reaktioner er i virkeligheden ligevægt dvs. efter et vist stykke tid vil reaktionens hastighed fremad være lige stor som reaktionens hastighed bagud - der er tale om en dynamisk ligevægt. Koncentrationerne i opløsningen vil derfor være konstant (selvom der stadig omdannes stof).
En vigtig del af kemien handler derfor om at kunne opstille et matematisk udtryk for ligevægten kaldet reaktionsbrøken Y og undersøge om den lige så stor som ligevægtskonstanten for så er der ligevægt.
Vi arbejder med: Hvornår er der ligevægt, Hvad betyder størrelsen af ligevægtskonstanten, Hvad er en
fordelingsligevægt, Hvordan beregner man koncentrationerne ved ligevægt, Hvordan man kan forudsige
hvordan en ligevægt forskydes ved at forskellige indgreb (ændre koncentration, temperatur og volumen).
Eksperimentelt:
2.9 Syntese af benzoesyre
2.10 Indgreb i ligevægtssystem (jernthiocyanat)
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
9 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
9
|
9: Medicin i kroppen & lægemiddeldesign
Dette emner forsætter emnet ligevægt med fordelingskonstanten, P, for forskellige stoffer som koffein, capsaicin og lægemidler som celecoxib og ibuprofen. Eleverne bestemmer fordelingskonstanten for koffein eksperimentelt med UV spektrofotometri, udrystning i vand og octan-1-ol, fortynding.
Herefter starter et projekt hvor eleverne elever hører oplæg om lægemidler og kroppen med fokus på adsorption, koncentration i kroppen ved forskellige indførelse, ligevægt, omdannelse med metabolitter med fokus på perifært smertestillende lægemidler samt lægemidlers binding til receptorer med intermolekylære kræfter. Eleverne anvender mcule til at beregne en 'docking score' for deres nye analoger som viser affiniteten/bindingen til receptoren og kan sammenlignes med flurbiprofen og andre analoger, mens hjemmesiden www.rcsb.org giver mulighed for at forskelle mellem et stofs binding til COX1- og COX2-enzymet.
Eksperimentelt:
2.11 Fordelingskonstant for koffein
Projekt:
Design dit eget lægemiddel fra KU pharma (celecoxib, flurbiprofen og analoger) simulering med mcule
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
12 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
10
|
10. Reaktionshastighed og katalyse
Forløbet starter med at kigge på forskellen mellem den øjeblikkelige og den gennemsnitlige reaktionshastighed og forskel på definition om man bestemmer reaktionshastigheden for en reaktant eller et produkt.
Derefter kigger vi på forskellige eksempler på hvordan man eksperimentelt kan undersøge reaktionshastigheden (spektrofotometri, vejeanalyse, ...) og introducere hastighedsudtrykket, ordener for reaktanterne og hastighedskonstanten, k, som afhænger af temperaturen og valg af katalystor/inhibitor. Herudfra kigges der på fordeling af hastigheden for gasmolekyler ud fra temperaturen og hvordan en katalysator kan give et alternativt reaktionsforløb og derfor flere reaktioner ved en lavere temperatur. Begrebet inhibitor kobles tilbage til forløbet med lægemidler og NSAIDs.
Elementerreaktioner og reaktionsmekanisme introduceres for at vise at når vi normalt opskriver et reaktionsskema så er det totalreaktioner som ikke beskriver mellemprodukter.
Fremlæggelser om atmosfærekemi og smog, enzymer.
Eksperimentelt:
2.12 Reaktion mellem natriumthiosulfat og syre
2.13 Hydrogenperoxid og katalase
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
6 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
11
|
11. Syre-base kemi
Vi har stødt på syrer og baser en lang række gange fordi forløbet er placeret så sent.
Både i den organiske kemi og redoxkemi har vi stødt på hydronen som optages eller afgives samt hydroxid og oxonium.
Vi starter med at beskrive kravene for at et stof eller en ion er en syre, en base og introducerer begrebet en amfolyt.
Herefter introduceres pH-begrebet og vands selvionisering samt pH + pOH = 14,00 ved 25 grader.
Syrestyrke og styrkeeksponenten introduceres ud fra fra ligevægt og at rene væsker indgår med molbrøken 1 i ligevægtsloven dvs. vi antager fortyndede opløsninger.
Eksperimentelt undersøges det om man kan identificere ikke-stærke syrer og baser ved at måle på opløsninger af dem med pH-papir og pH-meter.
Herefter beregnes pH-værdier i opløsningerne af syrer og baser, hvor den eksperimentelle værdi sammenlignes med den beregnede ud fra model opstilles ud fra SÆL-skema. Modellen for svage syrer og baser introduceres derfor IKKE.
Titrerkurver og bestemmelse af koncentration af syreopløsnining og styrkeeksponenten for syren introduceres ud fra pufferligningen efter simuleringer i FPro3 af læreren.
Eksperimentelt:
2.14 Identifikation af syrer og baser
2.15 Titrerkurve for ukendte mono- eller dihydron syre
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
9 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
12
|
12. Kosten kemisk set og spejlbilledisomeri
Vi starter med spejlbilledisomeri og drejning af planpolariset lys og carbohydrater for at kunne bestemme sukkerindholdet i sodavand eksperimentelt.
Herefter kigger vi på opbygning af simple carbohydrater og bygger monosaccharider fra kædeform om til ringform og derefter fructose og glucose sammen til disaccharid.
Påvisning af carbonhydrater ud fra oxidation med Fehlings væske.
Aminosyrer, peptider og proteiner introduceres og der bygges aminosyrer og dipeptider for at vise at rækkefølgen er vigtig i proteiner. Der kobles tilbage til lægemidler og NSAIDs, hvor eleverne kigger efter hvordan sidekæderne i receptoren er afgørende for de intermolekylære kræfter mellem lægemiddel og receptor
Fedtstoffer og fedtsyrer, mættet og umættet fedt, smeltepunkter og pomace olie som nu findes i stigende grad i supermarkeder
https://www.dr.dk/nyheder/indland/det-ligner-den-aegte-vare-billigt-olie-alternativ-lander-oftere-i-indkoebskurven
Eksperimentelt:
2.16 Sukkerindhold i læskedrikke med refraktometer
2.17 Saccharider og læskedrikkes reaktion med Fehling
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
7 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
{
"S": "/lectio/59/stamdata/stamdata_edit_student.aspx?id=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d60289354509",
"T": "/lectio/59/stamdata/stamdata_edit_teacher.aspx?teacherid=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d60289354509",
"H": "/lectio/59/stamdata/stamdata_edit_hold.aspx?id=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d60289354509"
}