VRIJESCHOOL – 7e klas – scheikunde (3-3)

.
kalk en zout

 

Een eerste kennismaking met de scheikunde*

Op het eerste gezicht kan de opvatting over het scheikundeonderwijs op de vrijeschool niet gebruikelijk lijken. Anders is, met name in de onderbouw, dat we afzien van chemische formules, maar dat is maar uiterlijk.
Zoals het jaren duurt voor het kind alle voeding verdraagt die voor de volwassenen normaal is, zo duurt het een paar zevenjaarsfasen voordat het opgroeiende kind het innerlijk vermogen ontwikkeld heeft om de kost van ons intellectuele tijdperk te kunnen verteren. Voor een gezonde ontwikkeling heeft de ziel van het basisschoolkind bij alle vakken de beleving nodig dat iets mooi is. En binnen de natuurkunde horen daar nog meer omvattende begrippen bij die toegang vinden tot het hart, dan de abstracte scheikunde van de 20e eeuw leert.
De stoffen moeten als een uiting van werkingen en processen zichtbaar worden die in alle natuurrijken voorkomen en die een hoogtepunt vinden in de werking in het menselijk lichaam.
Bij scheikunde is het erg belangrijk dat je tegenstellingen of polariteiten beleeft en leert begrijpen. Gepaard gaand met warmte en licht, met vuur en rook voltrokken in de eerste scheikunde-uren de verbrandingsprocessen zich.
De adem van de cholericus ging sneller, spontane uitroepen begeleidden de hevige processen.

De tegenpool van het verbranden is de zoutvorming, en zijn de grote levensritmen van de kalk. Het ademen van een klas verloopt anders wanneer er hele leeftijden van de aarde voorbijkomen en wanneer er geschetst wordt hoe in de wieg van de zee het kalkgesteente ontstaat.
De flegmatici vinden het heerlijk als ze beleven hoe de tijd voorbijstroomt en hoe in taaie volharding laag na laag op de zeebodem wordt afgezet; een druipsteen druppel voor druppel groter wordt.
Dan wordt het stil in de klas, de sfeer is bezinnend.
De rust van een grote scheppingsadem die nog steeds doorwerkt, daalt neer.
God zweeft nog steeds over de wateren en verandert het leven en het vergaan in weer nieuw leven.
Kalk vindt zijn oorsprong in het leven. (Omnis calx e vermibus, al het kalk lomt van de lagere dieren)
In het begin kun je de kinderen vele van de meest voorkomende kalksoorten laten zien. Bij mosselschalen, slakken, koraal, kalksponzen, ammonieten en botten is de herkomst uit het dierenrijk nog heel duidelijk.
Brokken steen met fossielen bewaren nog de herinnering eraan. Ten slotte laat je dan kalksoorten zien die ontstaan wanneer dierlijke kalk oplost en onder bijzondere omstandigheden weer afgescheiden wordt: druipsteen, kalkkristallen (spaat), korrelkalk en marmer.
Ook nu neemt het water kalk in zich op, transporteert het en zet het af. Ook nu zinken fijne kalkdeeltjes naar de zeebodem en vormen laagjes. Onze bergen zijn ontstaan door kalk van de dieren. In de wateren zakt door de zwaarte kalk naar beneden. Het vloeibare leven scheidt in het organisme schaal en bot af.

Eigenlijk is het geen kringloop die het kalk aflegt: van het dier via de afzetting, gesteentevorming, oplossing in het water en dan weer naar het dier, want het dier van toen is er niet meer. Het is meer een spiraal. En wat in het organisme van de aarde uit de huidige afzettingen wordt, blijft een vraag. Zo’n vraag roept bij de kinderen een gevoel op voor de grote ontwikkelingsschreden en raadselachtige levensfasen van de aarde.

De vier elementen van Aristoteles die de kinderen in de eerste schooljaren steeds weer tegenkomen, blijken nu in de verdergaande natuurkundebeschouwing een scheppende kracht te zijn in alles wat er in de natuur gebeurt.

De elementenkracht van het vuur scheidt en de werking van het vloeibare verbindt de stoffen weer. De kracht van het vaste verdicht, trek samen en draagt, terwijl de kracht van het lucht-gasvormige uitdijt en vervluchtigt.
Deze krachtwerkingen gebruikt de mens, wanneer hij in de natuurlijke kringloop van de kalk een kunstmatige kringloop inschakelt die hij bij het bouwen van gevels en muren in gang zet. Hij gebruikt het vuur dat splitst, hij benut het streven om weer één te worden en de vormkracht dat het water schenkt. Voor de natuurlijke drang om wat gescheiden is weer tot een vast gesteente samen te voegen, vormt de mens uit het materiaal dat nog plastisch is, zijn werk.

Allereerst wordt de kalksteen gebrand. De hitte dwingt de steen het koolzuurgas af te geven (uit te ademen), dat de dieren eens bij zich hielden (niet uitademden) om hun kalkskeletten op te bouwen.
De gebrande verbrokkelde kalk heeft meteen daarna ‘dorst’ om weer vast te kunnen worden, water en koolzuurgas op te nemen. Ondertussen bouwen de mensen de steunende en omhullende muren van hun huizen.
Op een vergelijkende manier herinner je aan de dierlijke herkomst van de kalk. De dorst van het dier, zijn adem maakt de bouw, de schaal en de botten voor zijn lichaamsbehuizing mogelijk.
Op een nieuw niveau grijpt het onderwijs nu terug op wat in de derde klas in de huizenbouwperiode meer vertellend en praktisch doend aan de kinderen gegeven werd.
Als het mogelijk is, ga dan naar een kalksteengroeve en een kalkbranderij.
Bij de behandeling van het blussen van kalk sluiten zich sociale vragen aan.
Vroeger werd het gevaarlijke blussen op de bouwplaats van de kalkgroeve gedaan, nu in het tijdperk van specialisatie en arbeidsverdeling wordt kant-en-klare specie geleverd. Wat tegenwoordig op de bouwplaatsen het meest opvalt zijn de betonmengmachines.
De betekenis van de dakpan is verregaand verdrongen door de kunstpan,
Je moet uitvoerig ingaan op het produceren van cement en beton, hier volgt alleen een opsomming:

kalkspecie: gebluste kalk en zand. Verhardt door koolzuurgas uit de lucht
cement: gesinterde, kleihoudende kalk. Wordt alleen al door water hard.
Van belang voor bouwen onder water.
Beton: cement met grind
Gewapend beton: beton met een ijzeren mat erin

We vatten het proces van het kalkbranden samen in een schema. Blussen en het nieuwe ontstaan van de koolzure kalk.

Het vuur scheidt de kalk en ‘as’ = gebrande kalk.
Het water blust het gas en vormt daarmee zuur.
Het water verbindt zich met de as, het vaste en vormt een loog.
Het water maakt het samengaan van zuur en loog tot kalksteen (zoutvorming) mogelijk.

Ons schema van het kalkbranden bevat twee nieuwe begrippen: zuur en loog die ook weer als polariteiten in de hele natuur werkzaam zijn. 
We hebben de natuurlijke weg gevolgd die bij kalk of zout als eenheid begint en dan leidt naar de verschillen in zuur en loog. (Zou je van de kunstmatige of theoretische begrippen zuur en loog uitgaan en vandaar naar de zoutvorming, hoort dat bij een gedachtesysteem dat niet bij het natuurlijke beleven van de kinderen past) 
Hoe de tegenstelling door het water weer teniet wordt gedaan, kun je zo aanpakken:
Je vertelt de kinderen dat het gas- of luchtachtige dat door het vuur uit de kalksteen verdreven wordt, opgevangen kan worden. Dat gasvormige is hetzelfde als wat in de flesjes mineraalwater bruist en waarvan we zeggen ‘met koolzuur’ (tegenstelling: ‘plat’ water, zonder koolzuur). het smaakt ook wat zurig. Als het koolzuurgas in het water oplost, krijgen we een zuur: koolzuur. Dit kleurt lakmoespapier rood. 
Als je bij de zwaarder geworden gebluste kalk dat zo gretig water opzuigt, nog meer water toevoegt, vormt zich een melkachtige vloeistof: kalkmelk dat lichter wordt tot kalkwater. Deze vloeistof op basis van de gebluste kalk doet de lakmoes blauw worden. Je laat de kinderen van beide vloeistoffen iets proeven – bij alles wat ze bij het schilderen hebben geleerd is het voor hen niet verwonderlijk dat het prikkend-zure dat naar boven bobbelt, dat actiever is en de kurk van het flesje wil duwen, rood oproept. De vlakke loogsmaak van het kalkwater dat zich beneden afzet hoort dan natuurlijk bij het blauw.
De door het vuur uit het kalkteen bevrijde tegenstellingen van zuurgas en kalkbase wordt dus door het water (als zuur en loog) volledig zichtbaar gemaakt.
Als we nu koolzuur in het kalkwater gieten, dan wordt de vloeistof troebel en op de bodem wordt een wit zout, als krijtmodder afgezet. Uit de verbinding van de polariteiten is weer kalk, preciezer ‘koolzure kalk’ ontstaan, die helemaal geen kleur geeft aan de lakmoes.
Als je door een rietje ademlucht in een kalkwaterglas blaast, ontstaat op de bodem hetzelfde. We kunnen erop wijzen dat ze al geleerd hebben hoe vuur en levensprocessen op gelijke manier koolzuurgas opwekken. 
En dan beginnen we de geschetste processen op de mens te betrekken.
In het bloed, bij de beweging van de ledematen is het vuur het sterkst actief – waar wordt de hardste en dichtste bottensubstantie afgezet?
Waar treden de zoutvormingsprocessen op de voorgrond die rust en tijd nodig hebben? 
De kinderen vinden al snel: in het hoofd!
Dat heeft ook de rust nodig om tot kristalheldere gedachten te komen. 
Maar ook binnenin de ledematen ontstaat het stevige beenderstelsel, zonder dat de gestalte wegvloeit. De bottenmens wordt dus door het levende bloed afgezet zoals een groot deel van het gebergtestelsel van de aarde zich vormt uit het water. 
Een wet van grote morele betekenis wordt zo ervaren: het dode komt voort uit het levende. 
Hoe afgesnoerd is de mens van de kosmos en van de geestelijke scheppingskrachten die in het universum werkzaam zijn, wanneer hij omgekeerd het leven uit de dood wil laten ontstaan.
Door dit ‘omgekeerde (ver-keerde) denken heeft de materialistische wetenschap de mens afgesnoerd van een geestelijke natuurbeschouwing en verbondenheid met de wereld. 
De eigen waarnemingen en het klassengesprek leiden tot volgende kernwoord-tegenstellingen:

Nu zoeken we het zuur en het loog weer op binnen de scheikundecontext. Het enige mineraal dat wij mensen direct uit de natuur in ons voedsel, dus in onze bloedsomloop opnemen is het (keuken)zout. Dat stamt uit de eindeloos grote wateren van de zee. Men heeft uitgerekend dat de zoutmassa die in het zeewater opgelost is, het mogelijk zou maken de gebergten van de aarde nog eens op te bouwen met zoutkristallen. Zout conserveert, houdt iets blijvend, keert zich tegen ontbinding, rotten (‘inleg’groente – vooral ‘vroeger’ ingelegd in het zout, pekelen). Zonder deze zouthoudende, vormende krachten die de toestand laten voortduren, zouden wij oplossen. Meer te veel zout is weer schadelijk voor de wording, doodt het leven dat oplossing en vormgeving, leven en sterven omvat.

Het landschap rond de Dode Zee geeft een schokkend beeld van de alleenheerschappij van het zout.
Door grote hitte of elektrische stroom kunnen we steenzout (ook de kalk) splitsen: in zoutzuur en natronloog.
Als we bij een proef natronloog en zoutzuur bij elkaar gieten, krijgen we pekel of brijn, waarin zoutkristallen ontstaan. 
Je moet in de klas een kan met dit geconcentreerde pekelwater neerzetten. De kinderen kunnen dan waarnemen dat dit proces langzaam verloopt en dat ze heel rustig moeten zijn: want trillingen verstoren het kristallisatieproces. Dat maakt wel indruk op de kinderen.
Andere vloeistoffen kunnen ermee vergeleken worden om te zien hoe daarin het kristalliseren verloopt. (aluin, kopervitriool)
Wanneer je de activiteit en het raadsel van het zout nagaat, kun je als vanzelf aan de chemische processen beschouwingen aanknopen die weer bij de mens eindigen. 
Om daar nu op in te gaan, zou voor dit artikel te ver gaan. 
Om de periode af te sluiten deden we een proef die weer heel nieuwe vragen opriep, waarvan de antwoorden pas in de laatste klas van de basisschool (toen de 8e klas) aan de orde komen.
We deden dat met het toestel van Kipp.
Wat we tot nog toe geleerd hadden, pasten we nu toe om een stof, het koolzuur, te produceren. Daarmee werpen we ook al een blik op de scheikunde in de 8e klas wanneer de betekenis van de scheikundige processen voor de industrie aan de orde komen. 
Met wat tot nog toe in de klas aan fysica-, aardrijkskunde- en biologische kennis opgedaan is, kan nu een eerste overzicht gegeven worden over handels- economische en verkeersbetrekkingen. Hoe intensiever de vragen die hierbij kunnen ontstaan, verwerkt kunnen worden, des te vruchtbaarder zal op een later tijdstip het vervolg op wat aangelegd werd, kunnen zijn. 

* zie deel 1  en deel 2

7e klas scheikundealle artikelen

7e klasalle artikelen

Vrijeschool in beeld7e klas

.

2435

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s

Deze site gebruikt Akismet om spam te bestrijden. Ontdek hoe de data van je reactie verwerkt wordt.