Inhoudstafel - Natuurwetenschappen

Materie, energie en leven
1
Materie, energie en leven ............................................................................................................... 1
1.1 Materie zit vol energie................................................................................................................... 1
1.2 Een beroemde vergelijking die de wereld veranderde: E = m.c 2 ................................................. 2
1.3
Voedsel zit vol energie .................................................................................................. 2
2
Organische verbindingen in en om het huis ................................................................................... 3
2.1 Indeling van de materie ....................................................................................................... 3
2.2 Organische verbindingen, je komt ze overal tegen! ................................................................ 6
2.2.1
Determineertabel ........................................................................................................... 6
2.2.2
Organische stoffen herkennen m.b.v. determineertabel ............................................... 6
3
Moleculen in levende materie ......................................................................................................... 9
3.1 Van bouwstenen naar biomoleculen ..................................................................................... 9
3.2 De vorming van biomoleculen uit bouwstoffen ....................................................................... 9
3.2.1 Van aminozuren naar eiwitten ............................................................................................. 10
1 Het onderscheid tussen eiwitten ................................................................................................... 10
2 De ruimtelijke structuur van eiwitten ............................................................................................. 11
3 Het voorkomen van eiwitten in de biologische cel...................................................................... 11
3.2.2 Vorming van lipiden .............................................................................................................. 12
1 Vaststellen van het verzadigd of onverzadigd karakter van een lipide ................................... 12
2 Boter en margarine: het chemisch verschil ................................................................................. 13
3.2.3 Van monosachariden naar polysachariden.......................................................................... 14
3.3 De afbraak van biomoleculen ............................................................................................. 14
3.3.1 Hydrolysereacties ................................................................................................................. 15
1 Hydrolyse van eiwitten .................................................................................................................... 15
2 Hydrolyse of verzeping van enkelvoudige lipiden ...................................................................... 15
3 Hydrolyse van sachariden .............................................................................................................. 15
4 Toepassingen van hydrolyse in het dagelijkse leven ................................................................. 16
3.3.2 Skeletafbraak door eliminatie van water: demoproeven ...................................................... 16
1 Karameliseren van suiker............................................................................................................... 16
2 Dehydratatie van suiker door zwavelzuur .................................................................................... 16
3.3.3 Verbranding van monosachariden in het lichaam ................................................................ 17
3.3.4 Alcoholische gisting van suiker ............................................................................................ 18
3.4 Overzicht van de reactietypes ............................................................................................ 19
3.5 Opgaven .......................................................................................................................... 20
4
De structuur van het leven ............................................................................................................ 22
4.1 De cel als bouwsteen van levende wezens ......................................................................... 22
4.2 Bouw van een cel.............................................................................................................. 23
4.2.1 Practicum: microscopisch onderzoek van cellen ................................................................. 23
4.2.2 Belangrijke delen van een cel .............................................................................................. 27
4.3 Wat hebben zeepbellen en celmembranen met elkaar gemeen? .......................................... 29
4.3.1 Polaire en apolaire stoffen ................................................................................................... 29
1 Water ................................................................................................................................................. 29
2 Ooit al gehoord van de zegswijze: “Het loopt eraf zoals water van een eend”? .................... 30
3 Hoe vetvlekken verwijderen uit je kleren? ................................................................................... 31
4 Zepen en waswerking ..................................................................................................................... 31
5 Fosfolipiden ...................................................................................................................................... 32
4.3.2 De dubbellaag van het celmembraan .................................................................................. 33
1 Structuur van het celmembraan .................................................................................................... 33
2 Transport van stoffen via het celmembraan ................................................................................ 33
3 Griepvirus en antistoffen ................................................................................................................ 34
4.3.3 Wat hebben zeepbellen en celmembranen met elkaar gemeen? ....................................... 35
5
Van kunststof tot high-techkledij ................................................................................................... 36
5.1 Wetenschap en technologie maken sporten comfortabel ..................................................... 36
1 Kevlar ................................................................................................................................... 36
2 De werking van GORE-TEX® .............................................................................................. 37
3 De werking van SYMPA-TEX® ............................................................................................ 37
5.2 Vele kleintjes maken een groot .......................................................................................... 38
1 Oefeningen ........................................................................................................................... 38
5.3 Natuurlijk versus synthetisch .............................................................................................. 42
5.4 Van kunststofplaatje tot yoghurtpotje .................................................................................. 43
5.4.1 Experimenteren met kunststoffen........................................................................................ 43
1 Een PVC-buis plooien .......................................................................................................... 43
2 Een yoghurtpotje verwarmen ............................................................................................... 43
3 Een PET-fles verwarmen ..................................................................................................... 43
4 Een krimpkous verwarmen................................................................................................... 43
5 Bakeliet verwarmen.............................................................................................................. 44
6 Elastiekje in diepvries ........................................................................................................... 44
5.4.2 Indeling van kunststoffen op basis van temperatuurafhankelijk gedrag ............................. 44
1 Thermoplasten ..................................................................................................................... 44
2 Thermoharders ..................................................................................................................... 44
3 Elastomeren ......................................................................................................................... 45
4 Opgaven ............................................................................................................................... 45
5.5 Kunststoffen kennen meer dan één leven .................................................................................. 46
5.6 Einde loopbaan van kunststoffen ............................................................................................... 47
5.6.1 Recyclagetekens ................................................................................................................. 47
5.6.2 Afbreekbaar plastic .............................................................................................................. 47
1 Desintegratie: ....................................................................................................................... 47
2 Biodegradatie: ...................................................................................................................... 47
3 Composteerbaarheid: ........................................................................................................... 47
6
Van sidderaal tot fietscomputer ...................................................................................................... 49
6.1 Elektriciteit rondom ons .............................................................................................................. 49
6.2 Stromende ladingen.................................................................................................................... 49
6.2.1 Elektrische lading ................................................................................................................ 49
6.2.2 Elektrische ladingen in beweging of elektrische stroom ..................................................... 49
6.2.3 Waarom verplaatsen elektronen zich? ................................................................................ 50
6.2.4 De sidderaal-opdracht ......................................................................................................... 51
6.3 Elektrische ladingen en stroom uit materie................................................................................. 51
6.3.1 De spanningsreeks van de metalen .................................................................................... 51
1 Vaststellingen vanuit demonstratieproeven ......................................................................... 52
2 Vaststellingen vanuit toepassingen ...................................................................................... 52
3 Besluit: de spanningsladder van de metalen ....................................................................... 53
4 Opdracht............................................................................................................................... 54
6.3.2 Elektriciteit voor de fietscomputer? ..................................................................................... 54
1 Het belang van batterijen in onze samenleving ................................................................... 54
2 Een beetje geschiedenis: de eerste batterij ......................................................................... 55
3 We bouwen zelf een batterij of chemische cel ..................................................................... 56
4 De bouw en werking van een chemische of galvanische cel ............................................... 58
5 Opdracht............................................................................................................................... 59
6.4 De drie-eenheid van de elektriciteit verenigd in de Wet van Ohm ............................................. 60
6.4.1 Demoproef Ohmse weerstand ............................................................................................ 60
6.5 Weerstanden .................................................................................................................... 63
6.5.1 Soorten weerstanden .......................................................................................................... 63
6.5.2 Enkele toepassingen van weerstanden in het dagelijkse leven .......................................... 63
1 Verwarming .......................................................................................................................... 63
2 Sensoren .............................................................................................................................. 63
3 Regelaar (potentiometer) ..................................................................................................... 64
4 Temperatuurvoeler ............................................................................................................... 64
6.5.3 Schakeling van weerstanden in het dagelijkse leven .......................................................... 64
1 Serieschakelingen in de praktijk .......................................................................................... 65
2 Parallelschakelingen in de praktijk ....................................................................................... 66
7
Elektrische energie ......................................................................................................................... 68
7.1 Van elektrische energie naar comfort ......................................................................................... 68
7.1.1 Van elektrische energie naar warmte-energie: het joule-effect........................................... 68
7.1.2 Van elektrische energie naar lichtenergie: de gloeilamp .................................................... 69
7.2 Energie en vermogen van elektrische stroom ............................................................................ 69
7.2.1 Elektrische energie E .......................................................................................................... 69
7.2.2 Elektrisch vermogen P ........................................................................................................ 70
7.2.3 Elektrische energie en elektrisch vermogen in het dagelijkse leven ................................... 71
7.3 Hoe gevaarlijk/veilig is elektrische stroom? ................................................................................ 73
7.3.1 Gevaren van elektrische stroom .......................................................................................... 73
1 Kortsluiting en elektrocutie ................................................................................................... 73
2 Overbelasting ....................................................................................................................... 74
3 Overschrijden van de toegestane stroomsterkte ................................................................. 74
4 Welk zijn de gevaren in volgende situaties? ........................................................................ 74
7.3.2 Smeltveiligheden of zekeringen .......................................................................................... 75
1 Werkingsprincipe .................................................................................................................. 75
2 Experiment ........................................................................................................................... 75
3 Opgaven ............................................................................................................................... 76
7.4 Netstroom versus batterijen ........................................................................................................ 77
7.4.1 Kostprijsberekening van een batterij ................................................................................... 77
7.4.2 Mileuaspecten van batterijen............................................................................................... 78
8
Van elektromagneet tot elektrische motor .................................................................................... 79
8.1 Magnetisme in het dagelijkse leven ............................................................................................ 79
8.1.1 Recyclage van glas .............................................................................................................. 79
8.1.2 Zonnestormen ...................................................................................................................... 79
8.1.3 Magnetisch veld van de aarde ............................................................................................. 79
8.2 Magnetisme ................................................................................................................................ 80
8.3 Elektromagnetisme ..................................................................................................................... 82
8.3.1 Een elektrische stroom veroorzaakt een magnetisch veld .................................................. 82
8.3.2 Elektromagneten .................................................................................................................. 83
8.3.3 Werking van de schoolbel .................................................................................................... 85
8.3.4 Permanente magneten en aardmagnetisme.................................................................. 85
8.4 De lorentzkracht.......................................................................................................................... 86
8.4.1 Magnetische inductie ........................................................................................................... 86
8.4.2 Homogeen veld ................................................................................................................... 86
8.4.3 Proef: de lorentzkracht ........................................................................................................ 86
8.4.4 De lorentzkracht in het dagelijkse leven: werking van de luidspreker................................. 87
8.4.5 De gelijkstroommotor .................................................................................................. 88
8.5 Elektromagnetische inductie ....................................................................................................... 89
8.5.1 Proef ..................................................................................................................................... 89
8.5.2 Harde schijven, diskettes en videobanden .......................................................................... 89
8.5.3 De wisselstroomgenerator ................................................................................................... 90
8.5.4 Elektromagnetische inductie en de fietscomputer ............................................................... 92