Kunstmest
Inleiding
Planten groeien beter met kunstmest. Nadeel van kunstmest is echter dat er teveel van een bepaalde stof in de bodem terecht kan komen, wat schadelijk is voor het milieu.
Vanwege de mogelijke nadelen proberen milieuactivisten de consument bewust te maken van het gebruik van kunstmest en de invloed ervan. Wetenschappers zijn voortdurend op zoek naar de effecten van gevaarlijke stoffen op mens, natuur en milieu en naar mogelijke oplossingen voor risico’s. Gesteund door deze groep en de betrokkenheid van consumenten proberen milieuactivisten de fabrikanten van kunstmest en de gebruikers ervan (boeren en tuinders) bij te sturen.
In deze module gaan we eerst bestuderen wat kunstmest nou eigenlijk is.
We zullen met name aandacht hebben voor zouten en de invloed daarvan op de groeikracht van planten en op de bodem.
Daarna gaan we kunstmest bekijken vanuit vijf verschillende invalshoeken:
- Fabrikanten die kunstmest produceren
- Boeren en tuinders die kunstmest gebruiken
- Milieuactivisten die mens, natuur en milieu willen beschermen
- Consumenten die producten kopen en eten van boeren en tuinders
- Wetenschappers die onderzoek doen naar chemische stoffen en de effecten ervan.
Bekijk het onderstaande filmpje ter introductie van het onderwerp.
Wat ga je doen?
Jullie gaan:
- Engage: een literatuuronderzoek doen naar een element dat een plant nodig heeft.
- Explore: leren over zouten.
- Explain: experimenteren met zouten.
- Elaborate: vanuit verschillende perspectieven naar kunstmest kijken.
- Evaluate: evalueren wat je geleerd hebt.
In de eerste drie fasen ga je vanuit scheikundig perspectief kijken naar kunstmest en proefjes doen. Omdat zouten en mineralen de belangrijkste werkzame stoffen zijn, kom je die in deze module veel tegen. Als je op deze manier georiënteerd hebt op kunstmest, ga je die kennis verdiepen door er in de Elaborate-fase vanuit een bepaald perspectief naar te kijken.
In de Elaborate-fase wordt de klas verdeeld in groepen. Elke groep kijkt vanuit een verschillende invalshoek naar kunstmest.
- Fabrikanten die kunstmest produceren
- Boeren en tuinders die kunstmest gebruiken
- Milieuactivisten die mens, natuur en milieu willen beschermen
- Consumenten die producten kopen en eten van boeren en tuinders
- Wetenschappers die onderzoek doen aan chemische stoffen en de effecten ervan
Iedere groep presenteert zijn standpunten met een posterpresentatie.
Een jury bepaalt welke groep zich het beste heeft gepresenteerd.
Je docent vertelt hoe je precies beoordeeld wordt.
In de tabel staat hoeveel lessen je in totaal met deze module bezig bent.
| Activiteit |
|
Max. aantal lessen |
| Engage |
Activiteit 1 |
1 |
| Explore |
Activiteit 2 |
2 |
| Explain |
Activiteit 3 |
3 |
| |
Activiteit 4 |
3 |
| Elaborate |
Activiteit 5 |
2 |
| |
Activiteit 6 |
1 |
| Evaluate |
|
2 |
| |
Totaal |
14 |
Groepslogboek
In het groepslogboek houden jullie bij wat jullie in elke les doen en leren. Dit groepslogboek is een gezamenlijk document, waar jullie samen in werken. Maak hier goede afspraken over. Zo kun je in het groepslogboek terugzien waar iedereen mee bezig is en online op elkaar reageren. Jullie docent zal ook opmerkingen maken in het logboek. Bekijk en verwerk deze opmerkingen aan het begin van elke volgende les.
Van je docent hoor je welk systeem je zult gebruiken om in te werken.
Mogelijk is dat Google Drive . Ook zal je docent aangeven wat de eisen zijn voor de naamgeving van je logboek (dit om alles overzichtelijk te houden) en zal je docent je vragen om hem of haar toegang te geven tot het document.
Zie hier een mogelijke opzet van het groepslogboek . Dit is maar een voorbeeld. Het kan nodig zijn om zelf een model te vinden. Dit kan ook per les wisselen.
Wat ga je leren?
Je gaat het volgende leren:
- Wat mineralen zijn.
- Hoe je ionen aan kunt tonen met behulp van neerslagreacties en kleuren van stoffen.
- Hoe je een zout kunt maken uit zoutoplossingen.
- Hoe je slecht oplosbare mineralen toch op kunt lossen.
- Welke ionen in kunstmest vooral aanwezig zijn.
- Hoe kunstmest gemaakt wordt.
- Welke ionen in kunstmest ook een schadelijk effect kunnen hebben.
- De voor- en nadelen van kunstmest ten opzichte van dierlijke mest.
- Welke invloed de concentratie van meststoffen heeft op de groei.
- Of voor iedere plant dezelfde kunstmest goed genoeg is.
- Of kunstmest in de bodem wordt vastgehouden.
- Hoe kunstmest in het grondwater komt.
- De invloed van zure regen op de uitspoeling van stoffen in grond.
- Wat het verschil is tussen hydrofiel en hydrofoob.
- Hoe natriumoxide, kaliumoxide, calciumoxide en bariumoxide met water reageren.
Je gaat het volgende kunnen:
- Een neerslagreactie opstellen.
- Met een pipet werken.
- Een verdunningsreeks maken.
- Een massapercentage uitrekenen.
- Een samenvatting maken van uitkomsten van experimenten.
- Een gefundeerd standpunt innemen ten aanzien van het gebruik van kunstmest.
Bekijk de kenniskaart voor een gedeeltelijke uitwerking van het bovenstaande.
Engage
Activiteit 1
Planten hebben diverse elementen nodig voor hun groei.
Opdracht 1: Elementen - duo's
Samen met je buurman/-vrouw vorm je bij het uitvoeren van activiteit 1 een duo. De docent wijst je één van de volgende elementen toe: stikstof, fosfor, kalium of zwavel.
De helft van de les besteed je aan het zoeken naar antwoorden op de volgende vragen. Je informatie zoek je op internet of in boeken die in de klas voorhanden zijn. Vind in ieder geval het volgende uit over jullie element:
- Waarvoor heeft een plant dit element nodig?
- Waar komt het element in de natuur voor en hoe komt het in de plant? (Hoe is de kringloop van het element?)
- Is het nodig om door bemesting een extra hoeveelheid van dit element toe te voegen?
Explore
Activiteit 2a
In kunstmest komen zouten voor. Voor het beantwoorden van de vragen die bij je rol zijn gesteld, is het van belang dat je een aantal dingen weet van zouten.
Opdracht 2a: Zouten - duo's
Maak in het werkblad alle vragen.
Beantwoord iedere vraag eerst in je eentje uit en bespreek daarna de antwoorden met je buur. Voor het uitvoeren van deze activiteit zijn twee lessen gereserveerd. Het is goed mogelijk dat je het in twee lessen niet redt. Daarom is het aan te raden dat je een aantal leeractiviteiten die je ook thuis kunt doen, beschouwt als huiswerk na de eerste of de tweede les.
In alle gevallen zou je samen met je buur ervoor moeten zorgen dat je activiteit 2 in twee lessen afrondt.
Activiteit 2b
In deze stap ga je aan de slag met de applet 'Bond lab' van Golabz.
In dit labaratorium kun je je eigen neerslag reacties vormen.
Kun je nu voorspellen wat er gebeurt als je twee oplossingen bij elkaar doet?
Maak de bijbehorende neerslagreactie compleet bij de volgende creaties:
Opdracht 2b:
- De neerslag reactie waarbij de neerslag rood is
- De neerslag reactie waarbij de neerslag zwart is
- De kleurverandering van lichtgroen naar kleurloos
Open het labaratorium: Neerslag reacties
Door op het tandwiel te klikken kun je oplossingen toevoegen aan 'Beschikbare oplossingen'. Til het bekerglas op door op de onderkant te klikken en het bekerglas omhoog te schuiven.
Explain
Activiteit 3 - Aan de slag 1
Aan de slag 1: Practica - teamopdracht
Activiteit 3 bestaat uit het doen van 4 proeven met zouten. De docent zal voor het uitvoeren van de proeven de klas verdelen in groepen. Tijdens het uitvoeren van de proeven blijft de groepssamenstelling ongewijzigd. Iedere groep notuleert de proefbevindingen in het groepslogboek. Per proef wijzigen de taken van de groepsleden. Zie het groepslogboek voor meer informatie. Voor het uitvoeren van alle proeven zijn drie lesuren gereserveerd. Uiteraard geldt ook nu weer dat je thuis ook al iets kunt doen ter voorbereiding of in het kader van de nazorg op een proef. Misschien moet je hier wel afspraken over maken met je groepsgenoten.
Neerslagreacties zijn leuk om te zien, maar hebben ook praktisch nut. Neerslagreacties kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden voor:
- Het aantonen van zouten
- Het verwijderen van ionen
- Het maken van nieuwe zouten
In de volgende practica ga je dit zelf ervaren.
In de volgende proefjes wordt er verwezen naar de kenniskaart die je hebt behandeld in de introductie bij "Wat ga je leren?". Deze kenniskaart kan je hieronder nogmaals downloaden.
kenniskaart
Activiteit 3 - Proef 1
Proef 1: Substral
Je gaat in deze proef Substral onderzoeken. Substral is een merknaam van een gekleurde oplossing van kunstmeststoffen in water.
In Substral zitten, behalve water, onder andere de volgende bestanddelen:
- Een groene kleurstof
- \(\small{N}{{H}_{{{4}}}^{{+}}}\) ionen
- \(\small{{K}}^{{+}}\) ionen
- \(\small{N}{{O}_{{{3}}}^{{-}}}\) ionen
- \(\small{P}{{O}_{{{4}}}^{{{3}-}}}\) ionen
- \(\small{S}{{O}_{{{4}}}^{{{2}-}}}\) ionen
Bij de gegevens over Substral staat dat er zowel \(\small{P}{{O}_{{{4}}}^{{{3}-}}}\) ionen als \(\small{S}{{O}_{{{4}}}^{{{2}-}}}\) in Substral aanwezig zijn.
Opdrachten
- Bedenk een proef om aan te tonen dat er naast \(\small{P}{{O}_{{{4}}}^{{{3}-}}}\) ionen ook \(\small{S}{{O}_{{{4}}}^{{{2}-}}}\) ionen in Substral aanwezig zijn. Maak vooraf een werkplan en laat dat door je docent controleren. Voer de proef na goedkeuring door de docent in je groep uit.
- Geef de reactievergelijkingen van de optredende reacties.
Activiteit 3 - Proef 2 en 3
Voer de volgende proeven "Pokon" en "Mosdoder" uit. De helft van de groep bedenkt een werkplan voor Pokon, de andere helft van de groep voor Mosdoder. Overleg met de hele groep over de werkplannen. Leg deze voor aan de docent en na goedkeuring voert ieder groepje beide proeven uit.
Proef 2: Pokon
Pokon is kunstmest voor kamerplanten.
Gegeven is dat het positieve ion is: ammonium, calcium of lood(II).
Verder is gegeven dat het negatieve ion is: fosfaat of sulfide.
Je moet onderzoeken uit welk zout Pokon bestaat. Daarbij mag je uitsluitend gebruik maken van de vier genoemde zoutoplossingen in de lijst van benodigdheden.
- Pokon
- Zilvernitraatoplossing
- Natriumchloride-oplossing
- Natriumsulfaatoplossing
- Bariumnitraatoplossing
- Brander
- \(\small{p}{H}\)-papier
- Reageerbuizen
- Erlenmeyer van 100 mL
Opdrachten
- Onderzoek welk positief ion in Pokon aanwezig is met behulp van je Binas. Als het positieve ion ammonium is, moet je dit nog eens extra aantonen met behulp van gegevens die je kunt vinden op de kenniskaart.
- Onderzoek welk negatief ion in Pokon aanwezig is met behulp van je Binas.
Proef 3: Ionen in Mosdoder
Mosdoder is een zout waarmee mos in een grasveld wordt bestreden. Gegeven is dat het positieve ion is: zilver, ijzer(II) of calcium.
Verder is gegeven dat het negatieve ion is: nitraat, fosfaat of sulfaat.
Je moet onderzoeken uit welk zout mosdoder bestaat. Daarbij mag je uitsluitend gebruik maken van de vier hierboven genoemde zoutoplossingen. Let op bij het gebruik van de zilvernitraatoplossing: na morsen onmiddellijk schoonmaken!
Benodigdheden
- Mosdoder
- Zilvernitraatoplossing
- Natriumchloride-oplossing
- Natriumsulfaatoplossing
- Bariumnitraatoplossing
- Reageerbuizen
Opdrachten
- Onderzoek welk positief ion in de mosdoder aanwezig is met behulp van je Binas.
- Onderzoek welk negatief ion in de mosdoder aanwezig is met behulp van je Binas.
- Geef de reactievergelijkingen van de optredende reacties.
Activiteit 3 - Proef 4
Proef 4: Kunstmest
Je krijgt een fijngemalen kunstmest. Je moet zelf uitzoeken wat de samenstelling van deze kunstmest is. Je krijgt een aantal gegevens. De kunstmest is een mengsel van twee zouten.
- Zout 1 is kaliumoxide, magnesiumoxide, of calciumoxide.
- Zout 2 is kaliumfosfaat, kaliumnitraat, ammoniumnitraat of magnesiumfosfaat.(De kenniskaart geeft aan welke reacties optreden als bovengenoemde oxiden worden opgelost in water en welke stoffen daarbij ontstaan.)
Maak een werkplan om te onderzoeken welke zouten 1 en 2 zijn. Hierbij maak je gebruik van de oplossingen die op school aanwezig zijn.
Voer na goedkeuring van de docent het werkplan uit.
Activiteit 4 - Aan de slag 2
In de vorige activiteit heb je een aantal proeven gedaan met zouten. Je hebt handig gebruik gemaakt van de eigenschap dat sommige combinaties van ionen neerslaan. Zo heb je zouten kunnen aantonen, verwijderen en nieuwe zouten gemaakt.
Aan de slag 2: Proeven - teamopdracht
In de reeks proeven in deze activiteit, ga je kwantitatieve proeven uitvoeren. Door heel precies te werken ga je bepalen hoeveel ammonium er in kunstmest zit, welke bodemsoort fosfaat het beste bindt, en hoeveel \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\) er zit in mosbestrijder.
Je hoort van je docent welke proeven je uitvoert, maar in principe gaat het over drie proeven. Voor het doen van de proeven zijn in totaal drie lessen uitgetrokken. En zoals we al eerder een keer gezegd hebben is het niet verboden om thuis iets ter voorbereiding of als nazorg op een proef te doen.
Activiteit 4 - Proef 5
Proef 5: Bepaling van het massapercentage ammonium in kunstmest
Theorie:
Om de hoeveelheid ammoniumionen in kunstmest te bepalen laat je de ammoniumionen in een precies afgewogen hoeveelheid kunstmest reageren met een precies bekende overmaat natronloog. Overmaat wil zeggen dat je meer dan genoeg toevoegt om te reageren met alle ammonium uit de kunstmest.
De kunstmest wordt eerst opgelost in water. Vervolgens treedt er door het toevoegen van een overmaat natronloog de volgende reactie op:
\(\small{N}{{H}_{{{4}}}^{{+}}}\) (aq) + \(\small{O}{{H}}^{{-}}\) (aq) → \(\small{N}{H}_{{{3}}}\)(g) + \(\small{H}_{{{2}}}{O}\) (l)
Omdat er een overmaat hydroxide-ionen wordt toegevoegd, blijven er hydroxide-ionen over. Hoeveel hydroxide-ionen er over zijn ga je bepalen door een reactie met waterstofchloride-oplossing.
Tijdens de reactie reageren de overgebleven hydroxide-ionen met de waterstofchloride-oplossing. Ook wordt nog de indicator broomthymolblauw toegevoegd.
Deze kleurt blauw als er hydroxide-ionen aanwezig zijn en groen als alle hydroxide-ionen gereageerd hebben met de waterstofchloride-oplossing.
De reactie gaat als volgt:
\(\small{{H}}^{{+}}\) (aq) + \(\small{C}{{l}}^{{-}}\) (aq) + \(\small{O}{{H}}^{{-}}\) (aq) → \(\small{H}_{{{2}}}{O}\) (l) + \(\small{C}{{l}}^{{-}}\) (aq)
Door precies te weten hoeveel waterstofchloride-oplossing je erbij hebt gedaan, kun je bepalen hoeveel hydroxide-ionen in de tweede reactie gereageerd hebben. Doordat je weet hoeveel gram OH- je in het begin hebt toegevoegd, kun je berekenen hoeveel er dan in de eerste reactie gereageerd heeft. Je weet dan ook hoeveel gram NH4 er aanwezig was.
Benodigdheden:
- Kunstmest (vast pokon)
- Drie erlenmeyers van 250 mL
- Twee maatcilinders van 100 mL
- Twee bekerglazen van 250 mL
- Gedestilleerd water
- 1,70 g/L Loog
- Brander
- Driepoot
- Gaasje
- Rood lakmoespapier
- 3,65 g/L Zoutzuur
- Broomthymolblauw
- Drie spuitjes van 10,0 mL
- Een spuitje 20,0 mL
- Twee bekerglaasjes van 100 mL
- Roerstaaf
Werkwijze:
- Weeg ongeveer 0,25 gram kunstmest af. (De precieze hoeveelheid wel opschrijven.)
- Doe de kunstmest in een bekerglas van 250 mL en voeg 100 mL gedestilleerd water toe uit de maatcilinder. Los de kunstmest op door te roeren met de roerstaaf.
- Doe met een spuitje 25,0 mL van de kunstmestoplossing in een erlenmeyer van 250 mL.
- Voeg vervolgens met een spuitje 25,0 mL 1,70 g/L hydroxide-ionen toe (overmaat).
- Kook het ammoniakgas, dat bij de reactie tussen de kunstmest en de hydroxideoplossing ontstaan is, uit de oplossing. Als het kookt, houd je een vochtig stukje rood lakmoespapier in de ontstane damp. Als het lakmoespapier blauw wordt, ontsnapt er nog steeds ammoniakgas en moet je doorgaan met verwarmen. Na een minuut probeer je met een nieuw stukje rood lakmoespapier of deze verkleurt. Herhaal net zo lang tot het rode lakmoes rood blijft. Dan kun je stoppen met verwarmen.
- Laat de oplossing afkoelen.
- Voeg aan de erlenmeyer met de uitgekookte vloeistof drie druppels broomthymolblauw toe. De oplossing zal nu blauw kleuren.
- Lees de beginstand van je spuitje af.
- Leg vervolgens een wit papier onder je erlenmeyer en druppel in de erlenmeyer voorzichtig zoutzuur met behulp van een spuitje van 10,0 mL. Dit doe je totdat de kleur van de oplossing groen wordt. Lees dan af wat de eindstand van het spuitje is. Als de kleur geel wordt, heb je teveel zoutzuur toegevoegd.
- Voer nu nog een duplobepaling uit (een tweede bepaling om te bepalen of de eerste bepaling correct gedaan is. Als er maar een geringe afwijking is tussen de resultaten van beide bepalingen, dan mag je spreken van een correcte uitvoering). Dit doe je vanaf het punt waar je 25,0 mL kunstmestoplossing in een erlenmeyer van 250 mL doet.
Vragen
- Bereken met behulp van het volume waterstofchloride-oplossing dat je hebt toegevoegd, hoeveel mg waterstofchloride je hebt gebruikt.
- Bereken hoeveel mg \(\small{O}{{H}}^{{-}}\) heeft gereageerd met het aantal mg waterstofchloride uit vraag A.
- Bereken hoeveel mg \(\small{O}{{H}}^{{-}}\) met \(\small{N}{H}_{{{4}}}\) heeft gereageerd.
- Bereken hoeveel mg \(\small{N}{H}_{{{4}}}\) in 25 mL van de verdunde oplossing aanwezig was.
- Bereken hoeveel mg \(\small{N}{H}_{{{4}}}\) dan in 100 mL verdunde oplossing aanwezig was.
- Bereken het massapercentage \(\small{N}{H}_{{{4}}}\) in de onderzochte kunstmest.
Activiteit 4 - Proef 6
Proef 6: Bodemonderzoek, bindend vermogen van grond
Theorie:
Er zijn ionen die voorkomen in de bodem en nodig zijn als meststof. Het element stikstof komt voor in ammonium en nitraat. Fosfor kan voorkomen als fosfaat. Vaak wordt het echter in de grond omgezet in een andere fosfaatverbinding.
Het is vaak moeilijk te meten hoeveel ionen van een bepaalde soort in de bodem voorkomen. Ionen worden namelijk door deeltjes in de bodem gebonden en zijn dus vaak niet als vrije opgeloste ionen aanwezig. Hoewel dit een nadeel is als je de hoeveelheid ionen wilt bepalen, heeft het voor de bodem grote voordelen. Het voorkomt namelijk dat de ionen door uitspoeling naar het grondwater verdwijnen. Door de speciale omstandigheden die een plant rondom zijn wortels creëert kunnen de ionen wel weer worden losgelaten en blijven voor de plant beschikbaar als meststof.
In deze proef kijken we alleen naar het rechtstreekse vermogen van grond om een meststof met fosfaat te binden.
(Er wordt dus ten onrechte vanuit gegaan dat er dan geen ander fosfaat in de grond aanwezig is. Om verschillen in bindend vermogen grofweg weer te geven is het echter goed genoeg.)
Je kunt wel meten of er verschillen in bindend vermogen van ionen tussen de grondsoorten zijn. Met de volgende proef kun je dit onderzoeken.
Benodigdheden:
- Kleigrond
- Zandgrond
- Broedstoof
- Twee erlenmeyers van 100 mL
- Kunstmestoplossing 1 (kaliumfosfaat)
- Kunstmestoplossing 2 (ammoniumnitraat)
- Maatcilinder van 50 mL
- Filtreerpapier
- Trechter
- Testset van Merck voor nitraat en fosfaat
- Broedstoof
- Mortier met stamper
- Gedestilleerd water
- Pipetjes
Werkwijze:
Vooraf:
- Maak luchtdroge kleigrond en zandgrond. Dit maak je door de grond twee dagen in een broedstoof bij 40°C te verwarmen.
- Maak de grond fijn met behulp van een mortier.
Eigenlijke uitvoering:
- Doe in een erlenmeyer van 100 mL 10,0 gram zandgrond en voeg 50 mL van de gegeven kunstmestoplossing 1 toe.
- Schud dit vijf minuten goed door elkaar.
- Laat het bezinken (minimaal tien minuten, maar het kan ook een dag duren totdat de vloeistof helder is).
- Giet de bovenste vloeistof voorzichtig af (je mag ook met druppelpipetjes de bovenste waterlaag eraf halen) en schenk dit over een filter in een erlenmeyer van 100 mL.
- Meet met de testset van Merck het fosfaatgehalte.
- Doe hetzelfde nogmaals met kleigrond.
- Voer het bovenstaande nogmaals uit, maar gebruik nu kunstmestoplossing 2 en meet dan het nitraatgehalte in het water.
Extra:
Extra voor milieuorganisatie en onderzoeksinstituut: Onderzoek het effect van de zuurgraad. Herhaal hiervoor de vorige proef, maar maak gebruik van water met een hoge zuurgraad.
Extra voor onderzoeksinstituut: herhaal de proef. Meet op dezelfde manier de binding van \(\small{F}{{e}}^{{{2}+}}\) aan grond.
Vragen
- In welke grondsoort is het bindend vermogen voor fosfaat het grootst: zandgrond of kleigrond?
- In welke grondsoort is het bindend vermogen voor nitraat het grootst?
- Verklaar de verschillen in bindend vermogen van fosfaat aan grond ten opzichte van nitraat aan grond.
Activiteit 4 - Proef 7
Proef 7: \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\) gehalte in mosbestrijder voor gazons.
Theorie:
Mosdoders bevatten o.a. \(\small{F}{{e}}^{{{2}+}}\)-ionen en een kleine hoeveelheid \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-ionen.
Als je op een gazon loopt dat behandeld is met mosdoder, dan heb je grote kans dat je schoenen daarna vlekken op het tapijt achterlaten. Deze vlekken worden veroorzaakt door de aanwezige \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-ionen. We gaan in deze proef de concentratie \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\) bepalen.
De \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-ionen van mosdoder zijn oplosbaar in water. Als aan dit water thiocyanaationen worden toegevoegd, ontstaat een duidelijk roodgekleurd ion.
Hoe groter de oorsprongelijke \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-concentratie, hoe donkerder de kleur zal worden.
In deze proef wordt eerst een reeks oplossingen gemaakt, waarvan de \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-concentratie bekend is.
Vervolgens laat je een afgemeten hoeveelheid mosdoder een tijdje in een afgemeten hoeveelheid water staan.
De kleur van dit water vergelijk je met de reeks, zodat je kunt bepalen wat de \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-concentratie (in mg/L) in het watermonster is.
Benodigdheden:
- \(\small{F}{e}{N}{H}_{{{4}}}{\left({S}{O}_{{{4}}}\right)}_{{{2}}}\)
- 2 M KSCN-oplossing
- Pipet van 10,0 mL
- Maatkolf van 100,0 mL
- Maatkolf van 1,0 L
- Verdeelpipet 10 mL
- Zes reageerbuizen met kurkjes
- Mosbestrijder in gazons
Uitvoering (maken ijkreeks):
- Doe 0,868 gram \(\small{F}{e}{N}{H}_{{{4}}}{\left({S}{O}_{{{4}}}\right)}_{{{2}}}\) in een maatkolf van 100,0 mL. Vul vervolgens aan met water. (Oplossing 1)
- Haal met een pipet 10,0 mL uit oplossing 1 en doe dit in een maatkolg van 1,0 L. Je hebt nu een \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-oplossing met 0,0868 gram \(\small{F}{e}{N}{H}_{{{4}}}{\left({S}{O}_{{{4}}}\right)}_{{{2}}}\) (per liter).
- Vul vijf reageerbuizen volgens het onderstaande schema. Gebruik daarbij een zogenaamd verdeelpipet (hulp vragen). In de tabel is aangegeven wat de \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-concentratie in elke buis is.
Buis
|
\(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-oplossing
(mL) |
Water
(mL) |
KSCN-
oplossing (mL) |
\(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-gehalte
(mg/L) |
| 1. |
1,00 |
8,00 |
1,00 |
1,00 |
| 2. |
3,00 |
6,00 |
1,00 |
3,00 |
| 3. |
5,00 |
4,00 |
1,00 |
5,00 |
| 4. |
7,00 |
2,00 |
1,00 |
7,00 |
| 5. |
9,00 |
0,00 |
1,00 |
9,00 |
- Sluit de buisjes af met een kurk en schud goed.
- Bewaar de buisjes goed, deze heb je nodig om de oplossing van het volgende deel van dit proefje te beoordelen.
Uitvoering (onderzoek aan mosdoder):
- Los ongeveer 1,0 gram (exacte hoeveelheid wel noteren) van de aan jou toegewezen gemalen mosdoder op in 100,0 mL water in een maatkolf van 100 mL.
- Voeg met een pipet 10,0 mL van de oplossing van mosdoder toe aan een maatkolf van 100,0 mL. Voeg vervolgens met een pipet 10,0 mL KSCN-oplossing toe. Vul vervolgens aan met gedestilleerd water tot de streep. Je hebt nu een oplossing van mosdoder met een concentratie van 1,0 g/L.
- Doe 10,00 mL van het monsterwater in een buis.
- Vergelijk de buis monsterwater met de reeks.
Vragen
- Bereken nu het massapercentage \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\) in mosdoder (maak gebruik van de kenniskaart).
- Controleer met een berekening of de eerste buis van de reeks inderdaad een \(\small{F}{{e}}^{{{3}+}}\)-gehalte van 1,00mg/L heeft. Denk daarbij aan de molberekeningen die je vorig jaar hebt gehad.
Elaborate
Activiteit 5
Aan de slag 3: Standpunt innemen - teamopdracht
Met de kennis en vaardigheid die je in deze module hebt opgedaan, ga je nu je inzicht over de kenmerken, de functie en het gebruik van kunstmest verdiepen. De klas wordt verdeeld in groepen. Elke groep kijkt vanuit een verschillende invalshoek naar kunstmest.
- Fabrikanten die kunstmest produceren
- Boeren en tuinders die kunstmest gebruiken
- Milieuactivisten die mens, natuur en milieu willen beschermen
- Consumenten die producten kopen en eten van boeren en tuinders
- Wetenschappers die onderzoek doen aan chemische stoffen en de effecten ervan
Door te zoeken naar antwoorden op de vragen die onder het kopje ‘Rollen’ hierna zijn gesteld, krijg je inzicht in het standpunt van de ‘beroepsgroep’ waartoe jij behoort.
Deze "Aan de slag" bestaat uit twee onderdelen.
Jullie maken een poster en aan de hand daarvan geven jullie een presentatie voor de rest van de klas. Je heb hier twee lessen voor. Het eerste uur gebruik je om informatie te verzamelen en in het tweede uur ontwerp je met behulp van die informatie een poster en bereid je een presentatie voor. De presentatie staat beschreven bij activiteit 6.
Rollen
Op de volgende pagina's staan de rollen uitgelegd met de vragen die bij die rol horen. Het is belangrijk om eerst informatie te vinden over je rol om hem vervolgens goed te kunnen weergeven op een poster.
Gebruik het eerste lesuur voor het vinden van informatie.
Maak in de eerste helft van het eerste uur ieder individueel de vragen. Gebruik bij het zoeken naar antwoorden niet alleen deze module en het werkblad, maar ga ook op zoek op het internet.
In de tweede helft van het eerste lesuur bespreek je in de groep de antwoorden en kom je als groep tot het beste antwoord. Om ervoor te zorgen dat iedereen actief meedoet is het aan te raden dat ieder groepslid het voortouw neemt bij het bespreken van een vraag. Vul elkaar aan, zodat er aan het eind van het uur een goed antwoord gegeven is op de vragen.
Rollen - Fabrikanten
Fabrikanten
Jullie zijn fabrikanten van kunstmest. Aan het eind van de module moet je op z’n minst op de volgende vragen antwoord kunnen geven:
- Wat zit er in kunstmest?
- Hoe maak je kunstmest?
- Welke soorten zijn er?
- Waarvoor gebruik je kunstmest?
- Hoe blijft kunstmest in de grond zitten?
- Welke ionen spoelen makkelijker uit: fosfaat- of ammoniumionen?
Rollen - Boeren en tuinders
Boeren en tuinders
Jullie zijn producenten van gewassen. Aan het eind van de module moet je op z’n minst op de volgende vragen antwoord kunnen geven:
- Welke kunstmest pas je wanneer toe?
- Welke ionen uit kunstmest blijven in de grond zitten?
- Welke soorten kunstmest zijn er?
- Welke voor- en nadelen heeft kunstmest ten opzichte van dierlijke mest?
- Zijn bestrijdingsmiddelen noodzakelijk om voldoende opbrengst van het land te krijgen?
- Welke ionen zijn aanwezig in Substral?
Rollen - Milieuactivisten
Milieuactivisten
Jullie zijn lid van een milieuorganisatie. Aan het eind van de module moet je op z’n minst op de volgende vragen antwoord kunnen geven:
- Wat is de invloed van kunstmest in verschillende grondsoorten?
- Wat is de invloed van het gebruik van kunstmest op het milieu?
- Heeft zure regen invloed op de uitspoeling van kunstmest?
- Kun je, als je naar het milieu kijkt, beter dierlijke mest gebruiken dan kunstmest?
- Moet überhaupt kunstmest gebruikt worden om gewassen te laten groeien, of is dat niet nodig en wordt het milieu er alleen maar door aangetast?
- Welke positieve en negatieve ionen komen voor in mosdoder?
Rollen - Consumenten
Consumenten
Jullie zijn consumenten. Aan het eind van de module moet je op z’n minst op de volgende vragen antwoord kunnen geven:
- Is er een algemeen beste kunstmestsoort voor bloemen, groenten en sierplanten, of heeft ieder gewas een ander soort (kunst)mest nodig? Zorg dat je je uitwerking uitvoerig toelicht.
- Welke voor- en nadelen heeft kunstmest ten opzichte van dierlijke mest?
- Hoe kun je de hoeveelheid ammoniumionen in kunstmest bepalen?
- Welke ionen hechten het best aan grond: fosfaat- of ammoniumionen?
Rollen - Wetenschappers
Wetenschappers
Jullie werken bij een onderzoeksinstituut. Aan het eind van de module moet je op z’n minst op de volgende vragen antwoord kunnen geven:
- Wat is de invloed van (kunst)mest in verschillende grondsoorten?
- Moet aan iedere grondsoort evenveel (kunst)mest worden toegevoegd?
- Hoe goed binden verschillende grondsoorten de ionen uit kunstmest?
- Wat zit er in de in-/uitstroom bij vloeistoffen in verschillende grondsoorten?
- Kun je beter dierlijke mest gebruiken dan kunstmest als je kijkt naar de behoefte aan mineralen in de grond?
- Moet überhaupt kunstmest gebruikt worden om gewassen te laten groeien, of is dat niet nodig en wordt het milieu er alleen maar door aangetast?
- Wat zijn sporenelementen?
Postervoorbereiding
Het tweede uur maken jullie samen een poster, waarmee je het standpunt van jouw beroepsgroep aan de rest van de klas kunt presenteren.
Daarnaast besteed je ongeveer de helft van de les aan het voorbereiden van de presentatie. (Wie presenteert wat, welk hulpmiddel wordt daarvoor gebruikt, goede verdeling van tijd et cetera.) Denk er ook om dat het begin van de presentatie kort maar inspirerend moet zijn en een presentatie natuurlijk ook afgesloten moet worden.
Verwerk in de posterpresentatie ook de resultaten van het literatuuronderzoek uit activiteit 1 en let erop dat je in de poster antwoorden geeft op alle vragen die bij je rol hoorden. Dat hoeft uiteraard niet letterlijk te gebeuren, maar de vragen bepalen mogelijk wel de thema’s waar je aandacht voor hebt in de presentatie.
Een presentatie duurt tussen de 3,5 en 4 minuten. Verdere uitleg over de presentatie staat onder "Activiteit 6".
Activiteit 6
Presenteren en bespreken van de presentaties
De docent is tijdbewaker en supervisor. Daarnaast bepaalt de docent voorafgaand aan het presenteren de volgorde waarin de groepen presenteren.
Iedere groep krijgt een naam/nummer.
- De groep die als derde presenteert fungeert als jury voor de groep die als eerste presenteert.
- De groep die als vierde presenteert fungeert als jury voor de groep die als tweede presenteert.
- De groep die als vijfde presenteert fungeert als jury voor de groep die als tweede presenteert.
- De groep die als zesde presenteert fungeert als jury voor de groep die als vierde presenteert.
Download het beoordelingsformulier, vul deze in als je de jury bent voor een groepje.
Evaluate
Evaluatie
Aan het begin van deze module vind je op twee plaatsen informatie over de leerdoelen van deze module.
- In de introductie onder ‘Wat ga je doen?’ zijn rollen benoemd. Per rol wordt een aantal vragen gesteld. Die vragen zijn te beschouwen als toetsvragen. Natuurlijk moet je antwoord kunnen geven op alle vragen die bij elke rol staan.
- In de introductie tref je ook een kopje ‘Wat ga je leren?’ aan. Daarin is puntsgewijs aangegeven wat je moet weten en wat je moet kunnen.
Planning van evaluatieactiviteiten
Voor de evaluatie zijn twee lesuren uitgetrokken en de daarbij behorende huiswerktijd/zelfstudietijd. Hieronder vind je een planning voor het uitvoeren van de evaluatieactiviteit/ de afsluiting van deze module.
Evaluatie - Stappen
Stap 1 Zelfstudie thuis
Thuis besteed je minimaal een klokuur aan het voorbereiden van de eerste evaluatieles. In dat uur doe je vier dingen (a t/m d):
- Je probeert in je eentje, zonder dat je in de module of in je aantekeningen kijkt, antwoorden te geven op de vragen die bij de rollen horen. Daarnaast geef je antwoorden op de vragen die voortvloeien op de leerdoelen (zie ‘Wat ga je leren?’). Alle antwoorden die je geeft, schrijf je met steekwoorden op. De antwoorden moeten zo opgeschreven zijn dat je ze in een later stadium kunt vergelijken met informatie uit de module of je aantekeningen. Doe het nauwgezet, zodat je aan het eind van deze diagnosefase weet wat je wel/nog niet weet.
- Je gaat de gegeven antwoorden vergelijken met de informatie uit de module of je aantekeningen. Vul de eerder gegeven antwoorden eventueel aan. Doe dat op een leesbare manier. Je wilt je antwoorden in de les (stap 2) immers gebruiken als je ze gaat vergelijken met je buur.
- Je geeft antwoorden op de vragen die per rol gesteld zijn (zie Wat ga je doen?/ Rollen). Ook nu is het de bedoeling dat je de antwoorden opschrijft met steekwoorden.
- Vergelijk de antwoorden met de informatie uit de module en je aantekeningen. Vul waar nodig aan. Vragen waar je niet uitkomt, neem je natuurlijk mee naar de les.
Als het goed is, weet je nu grof hoe goed je al in de stof zit. Daarnaast weet je precies waar je nog tijd aan moet besteden omdat je het nog niet weet of begrijpt.
Stap 2 Duowerk in de les
Samen met een medeleerling bespreek je hetgeen je thuis gedaan hebt. Je speelt elkaars docent en verbetert de aantekeningen. Als er problemen zijn waar je met z’n tweeën niet uitkomt, vraag je de hulp van de docent of van een andere leerling in de klas. Als er in de les tijd over is, begin je met het bestuderen van je aantekeningen. Dat doe je uiteraard in je eentje, met de vingers in je oren.
Stap 3 Zelfstudie thuis
Je bereidt je voor op een toets. Je besteedt er minimaal een klokuur aan. Let erop dat je steeds meer tijd aan steeds minder vragen gaat besteden. Anders gezegd: herhaal niet steeds alles, maar stop de meeste tijd in de leerstof die voor jou het moeilijkst is.
Stap 4 Toetssituatie in de les
De docent geeft in het eerste eenderde deel van de les een toets. In het tweede eenderde deel van de les kijk je samen met je buur de toets na en breng je verbeteringen aan. Hierbij kun je de module en je aantekeningen gebruiken. In het laatste deel van de les volgt er dan een klassengesprek over de gemaakte toets.
Mogelijk ben je nu klaar met deze module. Het kan ook zijn dat je thuis nog een keer de puntjes op de i moet zetten.
