Undervisningsvejledning vedrørende kemi, HF i henhold til bekendtgørelse om højere forberedelseseksamen af 24. april 1974 § 44

Undervisningsvejledning vedrørende kemi, HF i henhold til bekendtgørelse om højere forberedelseseksamen af 24. april 1974 § 44

I bekendtgørelsen af 24. april 1974 angives formålet med undervisningen at være todelt.

Det er dels meningen, at de studerende får kendskab til kemiens arbejdsmetoder, fænomener og love, og dels at de får et indtryk af kemiens placering i samfundet.

Gennemgangen af emnelistens punkter skal lægges eksperimentelt til rette, og gennemgangen af punkterne 1 og 2 tilrettelægges, således at teoretiske problemstillinger, demonstrationsforsøg og elevforsøg får en tidsmæssig ligestilling.

Bemærkninger til emnelistens punkter

1. Almen kemi.

Ved omtale af atomernes opbygning og beskrivelse af elektronstrukturer kan forskellige modeller anvendes. Det periodiske system beskrives nøje for de 3 første perioders vedkommende, og den fortsatte opbygning antydes, så viden om slægtskabet mellem stoffer, der står i samme gruppe, kan udnyttes til en beskrivelse af den kemiske binding og i stofkemien.

Ionbinding, kovalent binding og den polære kovalente binding skal omtales. Den rumlige struktur beskrives for enkle molekyler og krystalstrukturer, f.eks. diamant, methan, vand og almindelige salte. Denne beskrivelse kan eksempelvis ske ved hjælp af molekyl~ og gittermodeller.

Molbegrebet bør være grundlaget for støkiometriske beregninger.

Reaktionshastighedens afhængighed af koncentration, temperatur og katalyse omtales.

Massevirkningsloven kan f.eks. baseres på ligevægten mellem hydrogen og iod over for hydrogeniodid, men lovens mere generelle indhold præciseres.

Behandlingen skal omfatte heterogene ligevægte.

Under redox-reaktioner indføres begrebet oxidationstal, og spændingsrækken omtales.

Syre-baseteorien kan f.eks. tage sit udgangspunkt i protonoverførselsprocesser. I den kvantitative del behandles pKs, pH og stødpudeopløsninger.

2. Uorganisk og organisk kemi.

Af ikke-metallerne medtages f.eks. hydrogen, oxygen, halogenerne, svovl og nitrogen. Ved behandlingen af disse stoffer skal deres placering i det periodiske system anvendes. Nogle få vigtige forbindelser som hydrogenhalogeniderne, svovlsyre, salpetersyre og ammoniak omtales.

Spændingsrækken kan danne udgangspunkt ved behandling af metallers kemi.

Kun generelle metoder omtales under metalfremstilling.

Organiske forbindelser omtales i det omfang, de har betydning ud fra et systematisk, teknisk eller samfundsmæssigt synspunkt.

Det er ønskeligt, at problemer vedrørende samfundets kemikalieforbrug, arbejdsmiljøet mv. drøftes.

3. Valgfrit stof.

Under det valgfrie stof kan et eller flere af de behandlede emner uddybes nærmere, eller nye emner kan tages op. Der er mulighed for at beskæftige sig med dele af kemien, som har tilknytning til aktuelle emner, eller med temaer, der har bredere samfundsmæssige aspekter eller direkte relation til hverdagen. Som eksempler på emner kan nævnes: Elektrokemi, chromatografi, jordbundsanalyse, naturgas, gødningsstoffer, levnedsmidler, vandforurening, enzymer og plast.

Undervisningens eksperimentelle indhold

Det eksperimentelle arbejde spiller en stor rolle, når det drejer sig om erhvervelse af viden om fagets arbejdsmetode og natur. Teoretiske overvejelser kan få et mere meningsfyldt og reelt indhold, hvis de suppleres med velvalgte eksperimenter. På den anden side kan en planlagt serie af eksperimenter danne udgangspunkt for behandlingen af en teori.

De eksperimentelle elementer bygger på kvantitative og kvalitative iagttagelser og giver på baggrund heraf de studerende et kendskab til stofferne og deres reaktioner samt til forståelse af generelle kemiske lovmæssigheder.

Eksperimentelt arbejde skal lægges således til rette, at der er mulighed for at fremme de studerendes selvstændighed og øve dem i planlægning og samarbejde.

Om et givet emne skal illustreres ved et demonstrationsforsøg eller et elevforsøg må afhænge af omfanget af eksperimentet og af det apparatur, der er til rådighed. Oftest vil reagensglasforsøg eller forsøg, der kræver lang tid til opstilling være bedst egnede til demonstrationsforsøg.

Det anbefales at tilrettelægge eleveksperimenter, så man starter med ret enkle forsøg, hvor man især indøver visse generelle laboratoriefærdigheder (vejning, omhu og renlighed, forsigtighed og behandling af apparatur). Når de studerende har vænnet sig til laboratoriearbejde og har opnået en større faglig indsigt, kan forsøg med et mere kompliceret indhold anbefales. Omfanget af et forsøg bør da ikke være mindre end en time. Læreren skal drage omsorg for, at ethvert forsøg er grundigt gennemgået og forberedt, før det udføres. I denne forbindelse henvises til risikovejledningen. Almindeligvis skal eksperimenter udføres på baggrund af udførlige vejledninger.

Under udførelsen af eksperimenter skal de studerende føre journal over iagttagelser for senere at kunne nå til relevante slutninger og kommentarer.

Hvor det er muligt, skal en kvantitativ behandling af kemien finde sted. På den eksperimentelle side kan dette nås f.eks. ved udbytteberegning på udførte synteser, måling af varmetoninger, pH-målinger og støkiometriske beregninger i almindelighed.

Undervisningens teoretiske indhold

Ordningen af emner under emnelistens punkter 1 og 2 angiver ikke den tidsmæssige rækkefølge, i hvilken emnerne tages op i undervisningen. Studerende og lærer træffer i fællesskab beslutning om den rækkefølge, der af pædagogiske og systematiske grunde er mest hensigtsmæssig. Undervisningen skal tilrettelægges, så almene love og principper træder tydeligt frem og bidrager til at øge de studerendes kendskab til stofferne og deres reaktioner.

Enkle regneopgaver eller eksempler kan belyse kemiens kvantitative indhold. Det er da vigtigt, at disse eksempler indpasses i undervisningen på en naturlig måde. Lommeregneren er et naturligt hjælpemiddel i undervisningen. Det skal tilstræbes, at IUPAC-nomenklatur i dansk version og SI-enheder anvendes.

I nogle tilfælde vil undervisningen naturligt få en mere beskrivende karakter. Dette gælder f.eks. vor opfattelse vedrørende atomernes opbygning og beskrivelsen af den kemiske binding. I disse tilfælde er modelbegrebet til stor nytte. Det er dog vigtigt at fremhæve, at den aktuelle model sjældent giver en fuldstændig beskrivelse af emnet, men kun tjener til at anskueliggøre et afgrænset problem.

Til støtte for den verbale fremstilling og til at bringe aktuelt stof ind i undervisningen kan tabeller og grafer være til stor nytte. Ved hjælp af over-head projektoren og egne plancher kan man anskueliggøre grafer, apparatopstillinger, opgaver og øvelsesbeskrivelser, ligesom en over-head projektor kan anvendes til mindre forsøgsopstillinger som f.eks. udkrystallisationer og forsøg med undersøgelse af reaktionshastighed. Ligeledes kan film og video tjene det formål at beskrive forskellige anvendelsesområder inden for kemien eller give en introduktion til en teori, der skal behandles.

Det er vigtigt, at de studerende har adgang til et håndbibliotek, der indeholder forskellige lærebøger, monografier og tidsskrifter såvel videnskabelige som mere populære fremstillinger.

Den større skriftlige opgave

I 2. kursusår skal den studerende skrive en større skriftlig opgave. Hvis den studerende ønsker at skrive opgaven inden for faget kemi, må det stærkt anbefales, at opgaven indeholder et væsentligt eksperimentelt islæt. Fagområdet, inden for hvilket opgaven kan stilles, aftales i god tid mellem studerende og lærer, ligesom litteratur anvises.

I tiden før opgaven stilles, foretager den studerende forarbejder inden for fagområdet, og det eksperimentelle arbejde kan evt. allerede tage sin begyndelse her.

Den skriftlige opgaveformulering skal indeholde veldefinerede krav, således at den studerende ikke lades i tvivl om opgavens indhold og omfang. Censor skal ved at sammenholde opgaveformuleringen med den studerendes besvarelse kunne vurdere, om opgaven er løst.

Det vil ofte være hensigtsmæssigt, at læreren vedlægger enkelte supplerende oplysninger til censor. Sådanne oplysninger kan f.eks. angive, hvorvidt det stofområde, hvorindenfor opgaven er stillet, er behandlet i det undervisningsforløb, der er gået forud, eller om den studerende selv har sat sig ind i stoffet.

Den studerende må kun påbegynde eksperimentelt arbejde efter aftale med læreren og under tilsyn af en af faglærerne.

Som eksempel på opgaver, der tidligere har været stillet inden for faget kemi, kan følgende angives

Område: Elektrokemi.

Titel: Giv en redegørelse for teorien omkring elektrodepotentialers opståen og bestem standardpotentialerne for nogle stoffer.

Gør rede for indholdet af Nernst' lov og foretag ved hjælp af koncentrationselementer en eksperimentel bestemmelse af konstanten i loven.

Bestem endvidere opløselighedsproduktet for sølvchlorid.

Område: Tilsætningsstoffer.

Titel: Giv en kort beskrivelse af tilsætningsstoffernes klassifikation og funktion. Lav specielt en eksperimentel undersøgelse af SO2-indholdet i en række hvidvine og af nitritindholdet i nogle kødvarer. Både teorien for eksperimenterne og de eksperimentelle metoder ønskes gennemgået i detaljer.

Område: Organisk syntese.

Titel: Udfør nogle organiske synteser, der illustrerer begreberne oxidation og reduktion. Gør tillige rede for de kemiske processer, der foregår.

Angiv udbytte og undersøg nogle af produkternes renhed.

Selvstuderende

For den selvstuderende er det vigtigt at sætte sig i forbindelse med et kursus så tidligt som muligt for der at få en personlig vejledning i planlægningen af studiet.

Den nøje sammenhæng mellem teori og eksperiment, der tilsigtes i kursusundervisningen kan vanskeligt opnås for den selvstuderende. Det må imidlertid stærkt anbefales, at det teoretiske stof er gennemarbejdet før den selvstuderende søger optagelse på et af direktoratet godkendt laboratoriekursus.