Kjemiøving under lupen på Naturfag 1

 

Kjemiøvingen er spennende, engasjerende og lærerrike. Forsøk kan gjennomføres i mikroformat, slik at elevene kommer enda tettere på kjemien. I en elektrolyse som er åpent utført i en liten petriskål vil du se gassen bruse og – nesten – se ionene feste seg til elektrodene. Med indikator oppløst i en vanndråpe kan du se sure og basiske løsninger bre seg fra hver sin side til de treffer hverandre på midten.

Med et kamera – eller en mobiltelefon – kan elever og lærere dokumentere det som skjer, til oppfølging og gjennomgang i naturfagtimene. Når hele forsøket skjer i en dråpe, kan den ligge direkte på instruksjonsarket – elevene har oversikt over teori, instruksjon og øving på et A4-papir. Til samlingen hadde Cathrine Børufsen Solberg lagt til rette en rekke mikroforsøk. 

På bildedelingssiden https://photos.app.goo.gl/eZUWXbde8QEda9Gb9 finner du bilder av de fleste. Instruksjonene – med plass til dråpefosøkene – er delt på skolelab.no.

Kjemikunnskapen er i bruk overalt, av oss alle. Fra matlaging til romfartsteknologien – de grunnleggende prinsippene i faget følger oss. I klimaforskningen er kjemiforståelse avgjørende. Dag 2 på kurssamlingen dreier seg derfor mye om karbonkjemi, klima og anvendt kunnskap. Professor Tanja Barth går gjennom den organiske kjemien, med karbon i sentrum. Petroleumsprodukter, med karbonkjeder fra 1 til 35 og mer, er i bruk i forbrenningsmotorene, i plastindustrien – overalt. Dette behovet vil være der, også om vi skal fase ut fossilbiler og plastprodukter over en periode. Det er mulig å erstatte olje- og gassråstoffet med diesel fra biologiske kilder – men det er dyrt, og det kan ha etisk betenkelige sider. Vi øsnker ikke å bruke matvarer eller matjord til drivstoffproduksjon. Jordbuksprodukter har i tillegg og så en klimakostnad; beslag av areal, drivstoff til traktorer, gjødsel- og sprøytemidler. Aktuelle energikilder kan være elektrisitet som er produsert av vann-, vind- eller solkraft, biodiesel fra avfall – ikke fra matolje eller spiselige produkter. Hydrogen er en energibærer, ikke en energikilde. Det krever mye energi å produsere rent hydrogen, og det er krevende å oppbevare og frakte. Det foregår mye forskning og utvikling omkring bruken av hydrogen som drivstoff. Fossil energi har utspilt sin rolle som drivstoff til forbrenningsmotoren, sier Barth, – det er bare et spørsmål om hva vi skal ha som erstatning, og hvordan utfasingen skal foregå. 

Siv Kari Lauvset fra NORCE viser hvordan kjemikunnskap er sentral i forståelsen av klimaendringene. Karbonet har flere kretsløp – i hovedsak kan vi snakke om det langsomme, og det raske. Karbon som lagres i petroleum gjennom geoligiske prosesser har en omløpstid på mer enn hundre millioner år. Som Barth forklarte i sitt foredrag, dannes olje og gass under helt spesielle forhold, flere tusen meter under bakken. Det er også slik at det meste av karbonet er bundet i mineraler – i stein. Det blir værende i uoverskulelig fremtid. I det korte kretsløpet bindes karbon i biomasse, slippes ut til atmosfæren, bindes på nytt gjennom fotosyntesen. I vår industrielle periode, fra 1850 til i dag, har vi hentet karbon fra det langsomme kretsløpet, og distribuert det inn i det korte. Det er dette vi kaller menneskeskapte klimagassutslipp. CO2 som slippes til atmosfæren gjennom brenning av fossilt karbonholdig materiale, vil etterhvert bli tatt opp også i havet og i jordsmonnet. Havet, særlig de øverste 1000 metrene, blir surere. Endringen i pH-balansen gitt en forrykket balanse mellom karbondioksid, bikarbonat og karbonat. Høy pH gir mer karbonat, lavere pH gir mer karbondioksid. Den naturlige balansen, som vi har hatt til nå, gir overvekt av bikarbonat. 

Karbonbudsjettet vårt er nesten brukt opp. Om vi skal klare 1,5 gradersmålet fra Pariserklæringen, må vi både kutte drastisk i utslippene, og klare å tilbakeføre CO2 til det store kretsløpet, det vi si til lagring o geolgiske formasjoner. Det er sluppet ut 2100 Gigatonn i industriell periode. Om blobal oppvarming skal holdes under 2 grader, har vi 800 Gigatonn igjen å slippe ut – så spørs det hvilken bane utslippene tar de neste årene?