Studenten scheikunde brengen examenstof tot leven
Vwo-leerlingen kunnen met studenten van de Universiteit Utrecht bijzondere scheikundeproeven doen op hun eigen school. Het rondreizend practicum is leuk en leerzaam en biedt tal van andere voordelen.
Beeld: Angeliek de Jonge
Een gaschromatograaf (GC) is een apparaat dat eruitziet als een soort compacte laserprinter en dat de samenstelling van een gasmengsel kan vaststellen. De techniek is onderdeel van de examenstof op het vwo, maar het apparaat is voor veel middelbare scholen te duur om aan te schaffen.
Scheikundedocent Joris Schouten vroeg zich af of het niet leuk zou zijn om de GC toch in de klas te krijgen. Al snel bleek dat meer docenten dat een goed idee zouden vinden, mits er een practicum aan verbonden zou zijn. Paulien van Bentum, docent scheikundepractica aan de Universiteit Utrecht, zette de vraag binnen de universiteit uit. “Een onderzoeksgroep die veel met katalyse werkt, bleek nog een GC te hebben staan die niet werd gebruikt”, vertelt ze. “Het is een bakbeest van een apparaat, maar wel een draagbare.”
Het is een bakbeest van een apparaat, maar wel een draagbare.
Samen met PhD-onderzoeker Laurens Mandemaker schreef Joris Schouten een lesbrief bij een practicum over katalyse en gaschromatografie. Scholieren gaan het rendement van verschillende katalysatoren onderzoeken bij de omzetting van methaan tot koolstofdioxide.
Ontploffingen
Projectleider Van Bentum vond scheikundestudenten bereid om het practicum te geven en testte het op een aantal middelbare scholen. “De reacties waren ontzettend positief. De docenten waren enthousiast omdat het practicum perfect past bij de lesstof en leerlingen vonden het heel leerzaam. Sommigen vonden het eerst wel een beetje saai. Bij scheikunde denken ze aan ontploffingen en spectaculaire kleurtjes, maar als je de gassen in het reageerbuisje verhit, zie je niets veranderen. Het resultaat zie je pas als je het eindproduct van de reactie in de GC meet. En dan wordt het voor leerlingen juist wel weer interessant.”
Een katalysator is een stof die een reactie kan versnellen, zoals koper. Tijdens het practicum verhitten scholieren een katalysatorbuisje waar ze een mengsel van lucht en methaan doorheen laten lopen. Dit wordt omgezet in CO2 en water, en bij onvolledige verbranding komt er ook koolstofmonoxide vrij. Het eindproduct injecteren leerlingen vervolgens in de GC, dat de samenstelling vervolgens in een mooie grafiek met pieken weergeeft.
Leerlingen discussiëren met elkaar wat de beste katalysator is en kijken daarbij ook naar nevenproducten en de prijs.
De uitkomsten worden gezamenlijk in de klas besproken. “Leerlingen discussiëren met elkaar wat de beste katalysator is en kijken daarbij ook naar nevenproducten en de prijs”, legt Van Bentum uit. “We werken met katalysatoren als koper, platina en palladium, en die laatste twee zijn bijvoorbeeld aanzienlijk duurder. Het is interessant om dan de verschillen af te wegen.”
De Universiteit Utrecht doet veel onderzoek naar hoe katalyse industriële processen kan verduurzamen. Van Bentum: “Door het gebruik van een katalysator kun je energie besparen, en daarmee snijdt het practicum ook een belangrijk thema voor de toekomst aan. Doordat leerlingen zelf met een GC aan de slag gaan, wordt de theorie bovendien levendiger dan dat ze alleen
een plaatje ervan in het boek zien.”
Daarnaast krijgen leerlingen door het practicum alvast een kijkje in de keuken van de universiteit en het werkveld. Van Bentum noemt nog een voordeel: “De studenten ervaren hoe het is om les te geven. Omdat ze maar een paar jaar ouder zijn, vinden ze het vaak best spannend. Maar al snel komen ze erachter dat ze al heel veel weten en vinden ze het ook leuk om die kennis te delen. Voor veel studenten is het docentschap niet iets waar ze snel aan denken, maar we hebben ze gezien het lerarentekort natuurlijk wel hard nodig.”
Subsidie
Inmiddels heeft het rondreizend practicum al meer dan vijftien scholen bezocht. Door een subsidie van 40 duizend euro kan de Universiteit Utrecht nog meer scholen gaan bedienen en krijgen de Universiteit Twente en de Universiteit van Amsterdam de kans om een rondreizend practicum over een eigen onderzoeksthema te ontwikkelen.
Het practicum van Universiteit Utrecht beslaat in totaal maximaal vier uur, waarbij de docent zelf de voorbereidende en afsluitende les met behulp van de lesbrief verzorgt. Het practicum duurt twee lesuren en wordt gegeven door de studenten die zelf alle benodigde materiaal en apparatuur meenemen. Een gastles van een onderzoeker over katalyse behoort tot de extra mogelijkheden. De kosten zijn 60 euro plus 30 euro per klas. Van Bentum: “Kostendekkend is het niet, maar met deze bijdrage kunnen we zorgen dat we het practicum aan zoveel mogelijk scholen kunnen aanbieden.”
Interesse? Stuur een mail naar Paulien van Bentum.
Ben jij met iets bijzonders bezig, of ken jij iemand die in deze serie die in deze serie past? Mail het Onderwijsblad.
