.
Hans Rost, Rudolf Steinerschule Nürtingen
.
SCHEIKUNDE PRACTICUM
.
Hoe wordt zeep gemaakt?
Qua ontwikkeling zitten de leerlingen in deze klas midden in de psychische puberteit, terwijl de fysieke puberteit grotendeels voorbij is. Ze nemen de polariteiten tussen de geslachten met een veranderd bewustzijn en dus duidelijker waar. De polariteit tussen man en vrouw is op haar beurt een voorwaarde voor het ontstaan van nieuw menselijk leven.
Dit gezichtspunt wordt in de scheikundeperiode met de zouten, basen en zuren weer opgepakt, want voor Rudolf Steiner was leerinhoud hét middel om de leerlingen impulsen te geven en hun ontwikkeling te ondersteunen.
Net als de twee geslachten vertegenwoordigen basen en zuren polariteiten. De verschillende kwaliteiten van base en zuur worden duidelijk gemaakt en besproken door scheikundeproeven. We laten zien dat beide stoffen op zichzelf en in geconcentreerde vorm schadelijk zijn voor ons mensen. Maar ze houden elkaar in evenwicht als ze een verbinding aangaan. Door neutralisatie ontstaan geheel nieuwe stoffen, namelijk de zouten. Deze zijn zelfs essentieel voor het menselijk leven.
Zo kan met behulp van des scheikunde duidelijk worden gemaakt dat polariteiten in principe, als ze op elkaar inwerken, een balans kunnen vinden en kwalitatief iets geheel nieuws kunnen opleveren. Zo bezien kan in de scheikunde objectief en helder een dieper inzicht in deze centrale natuurwetten worden gegeven. Het leerplan houdt rekening met de mentale gesteldheid van de leerlingen, stimuleert hun ontwikkeling en geeft hen oriëntatie.
Het scheikundepracticum pakt dit onderwerp weer op met het bereiden van zeep, want chemisch gezien is de productie van zeep een neutralisatiereactie waarbij vetzuren met natronloog reageren tot zeep.
Net als bij de andere praktijkvakken is het scheikundepracticum bedoeld om leerlingen een beter begrip te geven van de wereld om hen heen. Maar ze moeten ook ervaring opdoen door hun eigen praktische activiteiten die hen geschikt maken voor het leven. Daarnaast wordt in de bovenbouw bij de praktijkvakken de waarom-vraag steeds belangrijker. Daarom wordt de theoretische achtergrond van de behandelde processen ook klassikaal uitgewerkt. Theorie en praktijk worden met elkaar verbonden.
Het practicum wordt uitgevoerd met groepen van 10 tot 15 leerlingen. Elke leerling heeft zijn eigen werkplek waarvoor hij verantwoordelijk is. Deze werkplaats is voorzien van een gasbrander en de benodigde apparatuur, die de leerlingen zelf op orde moeten houden en dan weer moeten klaarmaken voor de volgende groep.
Aan het begin
Eerst moeten de leerlingen elementaire practicum-activiteiten leren, zoals het gebruik van de gasbrander. Daarnaast wordt het buigen van glazen buisjes, het vervaardigen van glazen pipetten en dergelijke aangeleerd. Al bij deze eerste activiteiten wordt duidelijk hoe verschillend de leerlingen nieuwe en onbekende taken aanpakken. Sommigen gaan met veel ijver direct aan de slag en doen al doende ervaring op, anderen zijn heel voorzichtig en moeten eerst hun angst voor het vuur overwinnen. Zij hebben moeite om van denken naar doen te komen. Als iedereen de nodige zekerheid heeft gekregen, wordt met de eerste opdracht begonnen.
Bepaling van de concentratie van zoutoplossingen
Door hun scheikundelessen weten de leerlingen wat een oplossing is en hoe je het zoutgehalte kan bepalen. Wat gezamenlijk wordt ontwikkeld, wordt in het periodeschrift genoteerd. In dit experiment leren de leerlingen oplossingen te verdampen, de weegschaal te gebruiken en percentages te berekenen. Het doel is om waarden te bepalen die zo nauwkeurig mogelijk zijn. Vooral bij het wegen moet de nodige rust en geduld worden betracht. Niet snelheid, maar nauwkeurigheid is de doorslaggevende factor.
De pH-waarde
Omdat het looggehalte bij het fabriceren van zeep steeds opnieuw moet worden bepaald, moet de tweede opdracht zijn om de pH-waarde als maat voor de concentratie van loog of zuur in een waterige oplossing in te voeren. Gelijk geconcentreerde natronloog en zoutzuur worden geleidelijk verdund. De verandering van de pH-waarde wordt zowel met het pH-papier als door smaaktesten bepaald. De verdunde oplossingen worden samengevoegd en ingedampt. Het witte residu heeft de typische smaak van zout, zodat iedereen de neutralisatie en balancering van de tegenstellingen van zoutzuur en natronloog tot keukenzout met de zintuigen kan ervaren.
Zeep koken
Pas nu wordt de productie van kernzeep gestart. Water, natronloog en palmolie worden enkele uren gekookt. Bij verhitting breekt het natronloog het vet af in vetzuren en glycerine. De natronloog wordt geleidelijk geneutraliseerd door het vetzuur, wat de leerlingen kunnen waarnemen door continu de pH-waarde te meten. Tegelijkertijd verdwijnen de vetogen en ontstaat er steeds meer zeepschuim. De vloeistof wordt steeds stroperiger en het toevoegen van tafelzout (uitzouten) leidt tot het afscheiden van de zeep als zeepkern. Dit wordt opnieuw verwarmd met water en geroerd tot het schuimig is. Vervolgens wordt parfum en eventueel kleurstof toegevoegd en wordt de nog hete en vloeibare zeep in een mal gegoten. Na een paar uur hardt het uit en kan het gebruikt worden om de handen mee te wassen.
In dit experiment kan het ontstaan van de zeep met de zintuigen worden ervaren. Omdat de natronloog zeer bijtend is, moeten de leerlingen een veiligheidsbril dragen en zeer voorzichtig te werk gaan. Zo leren ze op de juiste manier om te gaan met gevaarlijke chemische stoffen. Voortdurende aandacht is vereist om de toenemende schuimvorming in de gaten te houden, terwijl overkoken moet worden voorkomen door te roeren en water toe te voegen. Geduld is vereist bij het koken van zeep, omdat het proces lang duurt en pas mag worden beëindigd als de zeep plakkerig is geworden.
Ook leren de leerlingen hoe een middel dat dagelijks wordt gebruikt, zoals zeep, wordt verkregen
Vervaardiging van fijne zepen en crèmes
Bij het maken van fijne zeep en crème is het belangrijkste doel om te laten zien hoe je zelf cosmetica kunt mengen en wat daarvoor nodig is. Er wordt besproken dat veel toevoegingen in de verkrijgbare verzorgingsproducten schadelijk zijn voor de huid. Bij het maken van crème zie je hoe met behulp van een emulgator uit olie en water een witte emulsie, de crème, ontstaat.
Diffusie en osmose
In samenhang met de zouten kan, als er voldoende tijd is, diffusie experimenteel worden uitgewerkt. Door tijdgebrek is dat in de scheikundeperiode meestal niet mogelijk. Experimenten laten zien hoe zouten oplossen en zich verspreiden in water zonder invloeden van buitenaf.
Een gekleurd zoutkristal wordt in een glazen pipet in contact gebracht met het wateroppervlak van een bekerglas. Het zout stroomt in een draad naar beneden en verspreidt zich vervolgens binnen een dag gelijkmatig in het water tegen de zwaartekracht in. De leerlingen zien daarbij dat mineralen en voedingsstoffen in alle levende wezens op dezelfde manier worden verdeeld zonder extra krachten.
De leerlingen leren uitleggen waarom komkommers en radijzen water aantrekken als ze gezouten zijn, of waarom loofbomen langs de weg in het voorjaar bruine bladeren krijgen. Stukjes aardappel die in verschillende zoutoplossingen worden gelegd en daarbij krimpen of zwellen, laten zien dat de oorzaak ligt in het hoge zoutgehalte van de betreffende omgeving. Dit fenomeen, bekend als osmose, is ook de oorzaak van de wateropname in planten.
Veel van wat in het hoofdonderwijs alleen theoretisch behandeld kan worden, kunnen de leerlingen tijdens het practicum direct waarnemen en begrijpen. Daarnaast krijgen de tiendeklassers inzicht in de hoeveelheid werk die zelfs het eenvoudigste experiment vereist en dan volgen ze de proeven in de scheikundeles met andere ogen.
.
10e klas: alle artikelen
Scheikunde: alle artikelen
Menskunde en pedagogie: alle artikelen
Vrijeschool in beeld: alle artikelen
.
2863
.
.
VRIJESCHOOL 