Forrige kapitel Forsiden  Næste kapitel
[ Undervisningsministeriets logo ]

Fyrværkerikemi i 1.g





Vibeke Axelsen, Midtfyns Gymnasium.

Indledning

Projektperioden i 1.g startede som følge af et gensidigt ønske hos lærer og elever om et længerevarende gruppearbejdsforløb. Klassen havde været igennem den helt basale kemi omkring atomernes opbygning, og vi stod efterfølgende for at skulle gennemgå ionforbindelser og forbindelser med kovalente bindinger.

Målet med projektet var, at eleverne selvstændigt i grupper skulle lære teorien om opbygningen af salte og molekyler, samt at de ville få et indblik i fyrværkerikemi. Projektet var derfor todelt på den måde, at der var en meget bunden del med nogle helt konkrete krav til pensum, som eleverne skulle gennemarbejde, og en valgfri del, hvor de kunne vælge en fyrværkeritype, som de skulle beskrive.

Projektet forløb over 5 uger
I bilag 3 er uddrag af det materiale, der blev produceret af eleverne i løbet af projektfasen, gengivet. Uddragene er ikke redigeret i forhold til elevernes oprindelige udkast, navnene er dog ændret.

Introduktion til forløbet

Eleverne fik en kort gennemgang af, hvordan gruppearbejdet skulle forløbe. Grupperne fik hver en dagbogsmappe, som ikke måtte forlade skolen, og hvori alt skriftligt materiale skulle samles. Eleverne skulle på skift være mødeleder, og hver gang de mødtes, skulle de starte med at lave en plan for dagens arbejde. Det var mødelederens opgave at sørge for at skrive referat fra dagens arbejde, og han/hun skulle ligeledes sørge for at skrive op, hvilken lektie de hver især skulle forberede til den efterfølgende time. Eleverne fik også udleveret en bunke resuméark, som de skulle anvende under deres forberedelse, og hvorpå de kunne notere vigtige aspekter af lektien.

Eleverne fik desuden en kort gennemgang på klassen af de forskellige fyrværkerityper således, at de var rustet til at vælge emne i grupperne.

Materiale

Eleverne læste kapitel 2 i "Krudt og Fyrværkerikemi" af Frede Storborg og blev opfordret til at finde supplerende materiale på internettet og på biblioteket. Derudover fik de at vide, hvilke sider i kemibogen det forventedes, at de ville have gennemarbejdet under forløbet (side 27-38, 61-72 og 134-135 i "Kemi 2000 C-niveau" af Helge Mygind), og de skulle løse de tilhørende opgaver. Eleverne fik udleveret et arbejdsark (se bilag 1) med en lang række spørgsmål, som de skulle arbejde med og besvare i grupperne, og besvarelsen af dette arbejdsark skulle afleveres som en del af en rapport. I løbet af projektperioden skulle alle grupper lave et eksperiment, hvor de kunne se nogle udvalgte grundstoffers flammefarver og mindst et eksperiment med relevans til den valgte fyrværkeritype. Forslag til eksperimenter fandt eleverne i bogen "Krudt og Fyrværkerikemi" eller ved at spørge læreren.

Produktkrav

Ved afslutningen af forløbet skulle eleverne aflevere en grupperapport, som skulle indeholde:

  • en beskrivelse af den valgte fyrværkeritype
  • en beskrivelse og en behandling af det/de forsøg, som var blevet udført (svarende til en traditionel rapport)
  • overvejelser om sikkerheden ved håndtering af den valgte fyrværkeritype
  • en besvarelse af ovennævnte arbejdsark

Derudover skulle hver gruppe aflevere et kort resumé af rapporten. Dette blev kopieret til resten af klassen. Endelig skulle hver gruppe holde et mundtligt oplæg af 15-20 minutters varighed om den valgte fyrværkeritype.

Den afsluttende rapport blev også rettet af dansklæreren som en danskaflevering.

Gruppeinddeling og emnevalg

Eleverne valgte sig ind i grupper efter hvilke personer, de kunne arbejde godt sammen med, dvs. grupperne blev dannet af elever, som ville yde en ensartet arbejdsindsats. Som det første skulle grupperne lave en samarbejdsaftale, hvor gruppemedlemmerne skulle blive enige om hvilke mål, de ville have med gruppearbejdet, og hvilken indsats, de hver især havde tænkt sig at yde. De 3-5 indsatspunkter, som grupperne internt blev enige om, blev nedskrevet og indsat i dagbogsmappen. Efter at have lavet samarbejdsaftalen, skulle gruppemedlemmerne blive enige om hvilken fyrværkeritype, de kunne tænke sig at arbejde med. Det næste skridt var at lave et oplæg til problemformulering, dvs. grupperne skulle overveje, hvad de allerede vidste om den valgte fyrværkeritype, hvorfor de valgte netop det emne, og hvad de gerne ville lære om fyrværkeritypen. Dette oplæg skulle senere danne basis for en egentlig projektbeskrivelse. I bilag 2 er der en liste med de valgte emner og hvilke forsøg, grupperne fik udført.

Projektfasen

I grupperne optrådte eleverne ansvarlige over for det at skulle give hinanden lektier for og udnytte muligheden for, at ikke alle gruppemedlemmer nødvendigvis skulle læse alt materiale, men at de på skift kunne referere for hinanden via resuméarkene. Som det første i hver time startede grupperne med at vælge en mødeleder, som var tovholder for gruppearbejdet den pågældende dag. Mødelederen sørgede også for, at alle gruppemedlemmer fik meldt tilbage i forhold til den lektie, som var aftalt, og han/hun sørgede desuden for, at der blev skrevet referat. Alle referater og aftaler blev sat ind i dagbogsmappen. I bilag 3 ses et par eksempler på referater, som blev skrevet i en af grupperne.

Grupperne kastede sig ivrigt ud i arbejdet, og det var tydeligt, at det mest spændende var at arbejde med fyrværkeritypen, mens behandling af teorien kom i anden række.

Fremlæggelsen

Grupperne fremlagde resultaterne fra gruppearbejdet i form af et foredrag for resten af klassen, og alle elever i gruppen bidrog til oplægget. Flere af grupperne havde valgt at krydre deres fremlæggelse med demonstrationseksperimenter, fx blev der vist afbrænding af hjemmelavet krudt og stjernekastere, og der blev affyret raketter (udendørs) og konfettifyldte bordbomber.

Evaluering

Faglig evaluering

Eleverne var på forhånd blev gjort opmærksom på, at projektforløbet ville blive vurderet med én karakter baseret på en helhedsvurdering af projektaktivitet, den samlede skriftlige aflevering og det mundtlige foredrag. Den skriftlige besvarelse viste, at alle grupper havde fået gennemarbejdet teorien fra lærebogen ganske fornuftigt, og i det efterfølgende undervisningsforløb fremgik det, at alle elever havde fået en fin forståelse for dannelse af ioner, sammensætning af disse til salte, opbygning af forbindelser med kovalente bindinger og afstemning af reaktionsskemaer.

Projektevaluering

Det er min vurdering, at eleverne arbejdede meget ihærdigt og engageret i hele projektperioden, og de viste stor ansvarlighed over for hinanden i gruppen. Eleverne var gode til at finde supplerende litteratur til den valgfrie del af opgaven, hvorimod de naturligt nok havde brug for støtte til at finde ideer til eksperimenter. I laboratoriet arbejede grupperne på skift med deres eksperimenter, hvilket betød, at jeg tilbragte meget tid i laboratoriet, og det kunne derfor være svært at komme rundt til de øvrige grupper. Eleverne var dog selv meget opmærksomme på dette, og de opsøgte mig i laboratoriet, når de havde brug for hjælp.

Den afsatte tid til den mundtlige fremlæggelse på ca. 20 minutter viste sig at være alt for kort, idet grupperne valgte at vise demonstrationseksperimenter.

Eleverne evaluerede emnet som spændende og arbejdsmåden som meget selvstændig, hvilket mange fandt rart. Nogle af eleverne udtalte dog, at det havde være hårdt at skulle arbejde så selvstændigt og selv være ansvarlig for at få lært noget. Disse elever skrev i deres evaluering, at de så frem til almindelig klasseundervisning igen. Teorien i bogen blev ikke vurderet som for vanskelig til selvstudium, men for nogle grupper var der en del vanskelig teori i fyrværkeridelen.

Afslutning

Hele projektperioden afsluttede vi med at se 2 videofilm fra Århus Amts kampagne for sikker håndtering af fyrværkeri. I disse film fik vi repeteret nogle af de sikkerhedsmæssige forhold, som eleverne også havde skrevet om i deres rapporter. I filmene var der en del chokerende scener med unge mennesker på elevernes alder, som var kommet til skade med fyrværkeri. Det gav anledning til en god diskussion på klassen om fornuftig og forsvarlig omgang med fyrværkeri. Vi følte alle, at vi var blevet bedre rustet til at gå det kommende årsskifte i møde.

Bilag

Bilag 1 - Arbejdsark til fyrværkeriprojekt

Besvarelsen skal afleveres sammen med rapporten den 26.10. Sørg for at få skrevet gode og fyldestgørende forklaringer til alle besvarelserne.

1. Forklar hvad forskellen er på ædelgas og ædelgasstruktur.
 
2. Forklar hvad forskellen er på en kovalent binding og en ionbinding.
 
3. Hvilke grundstoffer indgår oftest i ionbindinger, hint - se på nedenstående ionforbindelser og se, om der er et fælles træk blandt de grundstoffer, der indgår i forbindelserne: NaCl, MgBr2, CuCl2, Al2O3
 
4. Hvilke grundstoffer indgår oftest i kovalente bindinger, hint - se på nedenstående kovalente forbindelser og se om der er et fælles træk blandt de grundstoffer, der indgår i forbindelserne:

H2O, NH3, CH4, Cl2
 

5. Hvilke ioner vil du forvente dannet ud fra følgende atomer, når vi ved, at de stræber efter at opnå ædelgasstruktur:

Na    Mg    Cl    O
 

6. For at få en korrekt dannet neutral ionforbindelse er det nødvendigt at have lige så mange positive ladninger, som man har negative ladninger. Sæt følgende ioner sammen til neutrale ionforbindelser:
K+ + Br ®
Ca2+ + Br ®
K+ + S2- ®
Fe3+ + NO3- ®
Fe2+ + NO3- ®

Navngiv de dannede ionforbindelser.

Sæt de ioner som du fandt i opgave 5 sammen til neutrale forbindelser, og navngiv også disse.
 

7. Tegn en elektronprikformel for følgende forbindelser: H2O CH4 O2 HBr
 
8. Afstem følgende reaktionsskema og tegn elektronprikformler for alle 3 forbindelser. Markér alle ledige elektronpar.

H2  +  N2  ®  NH3
 

9. Skriv formler for følgende molekyler:

Hydrogenbromid, carbontetrachlorid, dinitrogentetraoxid, dihydrogenoxid

10. Navngiv følgende forbindelser:

CS2 P2O5 SO2 SO3
 

11. Betragt figur 46, side 68 i Kemi 2000 C, og prøv at give en forklaring på hvorfor elektronegativiteten stiger hen igennem 2. periodes grundstoffer (Li, Be, B, C, N, O, F)
 
12. Hvilke af nedenstående bindinger er polære: N-H     H-Br    C-Cl   C-C

Markér positiv og negativ pol.
 

13. Forklar med dine egne ord, hvad man forstår ved følgende reaktionstyper:

Fuldstændig forbrænding. Ufuldstændig forbrænding.

Oxidation. Reduktion
 

14. Forklar med dine egne ord hvilke stoffer, der bliver oxideret, og hvilke stoffer, der bliver reduceret i følgende reaktioner:
2 Mg + O2 ® 2 MgO
Cu + 2 Ag+ ® Cu2+ + 2 Ag
2 I + 2 Fe3+ ® I2 + 2 Fe
 
15. Lightergas består blandt andet af et stof, der hedder butan, med den kemiske formel C4 H10. Lightergas kan jo brænde, og ved forbrændingen dannes der kun carbondioxid og vand. Skriv reaktionsskemaet for den fuldstændige forbrænding af butan.
 
16. Når bly(II)nitrat ophedes, dekomponerer saltet, og der dannes tre nye forbindelser. Afstem reaktionsskemaet, og anfør hvilke af stofferne, der er ionforbindelser, og hvilke der er molekyler.

Pb (NO3)2   ®   PbO + O2 +NO2

Når natron bruges som hævemiddel i kager sker der en lignende reaktion. Afstem reaktionsskemaet, og anfør hvilke af stofferne, der er ionforbindelser, og hvilke der er molekyler.

NaHCO3     ®    CO2 +H2O +Na2CO3


Bilag 2 - Emnevalg

Nedenfor er en liste over de emner, som grupperne valgte at arbejde med, og de eksperimenter, som de udførte udover eksperimentet "Flammefarver":

  • Fontæner og romerlys
    Eksperiment: Fremstilling og afbrænding af stjernekastere
  • Knaldfyrværkeri
    Eksperiment: Fremstilling og affyring af bordbomber (cellulosenitrat)
  • Krudtets historie
    Eksperimenter: Fremstilling af lunter, Fremstilling af sortkrudt, Afbrænding af hjemmelavet krudt og krudt fra en raket (papirprøve)
  • Raketter
    Eksperimenter: Tændstikraketten
  • Raketter
    Eksperimenter: Undersøgelse og analyse af raketters indhold. Sammenligning af resultaterne fra analyserne med affyring af stor raket
  • Krudtets historie
    Eksperiment: Fremstilling og afbrænding af hjemmelavet krudt

Bilag 3 - Eksempler på referater fra en "Krudtets historie" gruppe

Referat d.12.11.1999 (første projektdag)

Mødeleder og referent: Louise

Først gik vi alle på biblioteket, hvor vi lånte "Krudt og fyrværkeri kemi" som er skrevet af Frede Storborg.
Derefter kunne vi lige nå at lave en samarbejdsaftale, som vi alle skrev under på

Næste gang:

Tine søger efter materiale om krudtets historie på internettet derhjemme
Jakob undersøger kemibogen for materiale
Louise skriver referat

Et par uger senere…

Referat d.26.11.1999

Mødeleder og referent: Jakob

Vi lavede arbejdsark færdige sammen, for vi havde alle haft problemer med at lave det derhjemme. Susanne valgte at lave det sammen med en anden gruppe. Vi nåede at blive færdige med arkene sidst i timen.

Næste gang:

Tine læser resten af Louises referat af "Krudt og fyrværkeri kemi"-siderne
Jakob skriver opskrifter til tre slagt krudt
Susanne skulle lave dette referat men hun har forladt gruppen på grund af problemer med samarbejdet i gruppen. Jakob laver referatet i stedet for.

Et par uger senere…..

Referat d.10.12.1999

Mødeleder og referent: Louise

I dag brændte vi vores nylavede lunter af, de brændte fint. Derefter delte vi os op i to. Tine og Jakob lavede litteraturhenvisning, en portion krudt og de fandt billeder til rapporten. Louise skrev en opskrift på lunter og vores resume ind. Vi afleverede resumeet sidst i timen.

Næste gang:

Tine skriver ind
Louise skriver ind

 


Denne side indgår i publikationen "Projektarbejde i kemi" som kapitel 4 af 17
© Undervisningsministeriet 2001

 Forrige kapitel Forsiden  Næste kapitel
Til sidens top