Eksempler på elevaktiviteter i grønn kjemi.
Innledning
Grønn kjemi er en bærekraftig tilnærming til faget. Å inkludere prinsipper for grønn kjemi i naturfag- og kjemiundervisning har flere fordeler:
- Det gir en tryggere undervisning gjennom å minimere eksponering for farlige kjemikalier, minske risiko for uhell i laboratoriet og redusere avfallsmengde.
- Elevene lærer om bærekraftig utvikling og hvordan kjemi kan brukes til å unngå og løse miljøproblemer og bidra til en mer bærekraftig fremtid.
- Det kan hjelpe elevene med å forstå betydningen av å vurdere hele livssyklusen til produkter og prosesser.
- Det kan oppmuntre elevene til å tenke mer kritisk om materialbruk og avfallshåndtering både i sitt eget liv og i samfunnet generelt.
Det er ikke nødvendig med en alt eller ingenting-tilnærming i arbeidet med grønn kjemi. I stedet bør man strebe etter å gjøre jo mer, jo bedre. Læreren kan stille spørsmål som «Hva er (ikke) bærekraftig med eksperimentet?» og «Hvordan kan dette eksperimentet gjøres mer bærekraftig?».
Eksempler
I denne aktiviteten lærer elevene at det kan dannes hydrogengass når uedle metaller reagerer med sure løsninger. De vil oppdage at reaksjonsfarten påvirkes av hvilke metaller som reagerer og av konsentrasjonen til syra. I tillegg vil de utvikle ferdigheter i å optimalisere en forsøksbeskrivelse der de reduserer risikoen i forsøket samtidig som de sikrer at reaksjonen skjer passe fort. I evalueringen av forsøket bruker elevene prinsippene for grønn kjemi.
Nøkkelord: fremstilling, hydrogengass, optimalisering
Aldersgruppe: 16–17 år
I denne aktiviteten lærer elevene om gjenvinning av fosfat fra avløpsvann. Fosforholdige mineraler brukes blant annet til å lage kunstgjødsel, og disse mineralene er en begrenset ressurs. Fosfor finnes også i dyregjødsel og i avføring som skylles ned i toalettet. Elevene lærer hvordan fosfor kan gjenvinnes ved å behandle og bruke avløpsslam. De bruker separasjonsteknikker som utfelling og filtrering.
Nøkkelord: begrensede ressurser, utfelling, resirkulering av kjemikalier, løselighet, rensing/behandling av avløpsvann
Aldersgruppe: 10–19 år
I denne aktiviteten syntetiserer og analyserer elevene tre bioplastmaterialer. Deretter vurderer de hvor raskt disse materialene brytes ned sammenlignet med noen vanlige plastmaterialer. For å følge nedbrytningsprosessen bruker de spektrofotometri. Elevene vil også bruke teori om kjemisk binding for å diskutere egenskapene til bioplastmaterialene og hvor lett de brytes ned.
Nøkkelord: bioplast, bærekraftig utvikling, gjenvinning, kjemiske bindinger, nedbrytning, spektrofotometri
Aldersgruppe: 16–19 år
Denne aktiviteten er tilgjengelig i to versjoner: trinn-for-trinnog en versjon der elevene skal utforske en problemstilling. Gjennom eksperimentelt arbeid og ved hjelp av lærebøker og andre tilgjengelige kilder lærer elevene metoder for å bestemme pH. De gjør en livssyklusanalyse for å vurdere hvordan metodene påvirker samfunnet og miljøet. I evalueringen av forsøket bruker elevene prinsipper for grønn kjemi og konstruerer en “grønn stjerne».
Nøkkelord: syrer, baser, indikatorer, nøytralisering, pH-bestemmelse, salter
Aldersgruppe: 14–15 år
Trinn-for-trinn-versjon:
Veiledet utforsking versjon:
Vedlegg for begge versjoner:
Elevene lærer om ulike egenskaper til alkoholer, som løselighet og brennbarhet. De lærer også hvordan de kan sammenligne hvor trygge og miljøvennlige to lignende laboratorieprosedyrer er. I én av prosedyrene blir de farligste alkoholene erstattet eller fjernet. Elevene skal deretter vurdere om de vil anbefale å erstatte den ene prosedyren med den andre. De bruker prinsipper fra grønn kjemi til å vurdere hvilken av to laboratorieprosedyrer som er mest bærekraftig.
Nøkkelord: egenskaper til alkoholer, substitusjon
Aldersgruppe: 16–17 år
Denne aktiviteten er tilgjengelig i to versjoner: trinn-for-trinn og utforsking av en problemstilling. Biodiesel fremstilles ved hjelp av en kjemisk prosess som kalles transesterifisering. Transesterifisering vil si at man gjør om en ester til en annen ester. I dette forsøket omdannes triglyserider til metyl- eller etylestere av fettsyrer. Elevene lærer om transesterifisering gjennom eksperimentelt arbeid og ved bruk av lærebøker og andre tilgjengelige kilder. De gjør en livssyklusanalyse for å vurdere hvordan metoden påvirker samfunnet og miljøet. I evalueringen av forsøket bruker elevene prinsipper for grønn kjemi og konstruerer en “grønn stjerne».
Nøkkelord: alkoholer, estere, hydrokarboner, organiske oksygenforbindelser
Aldersgruppe: 14–15 år
Trinn-for-trinn-versjon:
- Elevark: Syntese av biodiesel fra vegetabilsk olje (Word)
- Lærerveiledning: Syntese av biodiesel fra vegetabilsk olje (Word)
Veiledet utforsking versjon:
- Elevark: Syntese av biodiesel fra vegetabilsk olje (Word)
- Lærerveiledning: Syntese av biodiesel fra vegetabilsk olje (Word)
Vedlegg for begge versjoner:
Elevene lærer om syntese av bioplast fra bananskall gjennom eksperimentelt arbeid og ved bruk av lærebøker og andre tilgjengelige kilder. For å vurdere hvordan plast påvirker samfunnet og miljøet. gjør elevene en livssyklusanalyse av ulike typer (bio)plast. I evalueringen av forsøket bruker de prinsipper for grønn kjemi og konstruerer en «grønn stjerne».
Nøkkelord: bioplast, organiske oksygenforbindelser
Aldersgruppe: 14–15 år