Het stikstofprobleem

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

een scheikundeles voor 3HV over het stikstofprobleem

De stikstofkringloop

Les 1

Wat zegt de wetenschap

In het filmpje op de volgende dia legt Jan Willem Erisman uit waarom Nederland een stikstofprobleem heeft.

Jan Willem Erisman is hoogleraar Milieu en Duurzaamheid aan de Universiteit Leiden bij het Centrum voor Milieuwetenschappen. 

Jullie bekijken eerst het begin van het filmpje  en aan het eind van het project volgt het tweede deel van het filmpje.

Wat wordt bedoeld met "stikstof" in het "stikstofprobleem"?

• De lucht om ons heen bestaat voor bijna 80% uit moleculen N₂.
• Dit is "niet-reactief" stikstof en deze stof is niet het probleem.
• Welke stoffen worden dan wel bedoeld als er gesproken wordt over "het stikstofprobleem"? 

Het stikstofprobleem

• De volgende stoffen met het element N geven wél problemen:
    --> NO_x
    --> NH₃
    --> kunstmest
• Jullie gaan je in groepjes verdiepen in één van deze 3 stoffen
• De volgende les ben je de expert die de verzamelde informatie kan uitleggen aan andere leerlingen in de klas 

Expertgroepen

Fase 1: iedereen wordt ingedeeld in één van de
3 expertgroepen. Er zitten
3 leerlingen in één groep.

E1. stikstofoxiden - NOx

E2. ammoniak uit de lucht

E3. kunstmest uit ammoniak

Expertgroepen A3b

1. stikstofoxiden
   NO_x

1.1 Sahreen, Fay, Mels

1.2 Jip, Thirza, Lisa

1.3Daniil, Dave, Raf

2. ammoniak
    NH₃

2.1 Zoe, Mirre, Anamaria

2.2 Luke, Quinty, Kris

2.3 Alexander, Kian, Devin

3. kunstmest
    NH4NO3

3.1  Roos, Olivier, Julian

3.2 Dylan, Pepijn, Sverre

3.2 Mette, Vera, Stijn

• in de titel kun je de klascode invullen
• in de blokken kun je vooraf de namen van de leerlingen invullen (indeling in groepen kan ook in de klas)

Opdracht voor expertgroepen in fase 1 

Bestudeer de tekst die jullie gekregen hebben. 

In deze tekst worden verschillende processen beschreven.

a. Noteer bij elk proces het reactieschema .

b. Maak vervolgens bij het reactieschema een kloppende
     reactievergelijking.

c. Ontwerp een eenvoudige infographic  (voorbeeld op
     volgende dia) bij het beschreven proces.

• Deel per expertgroep meerdere kopieën van één tekst uit;
• elke expert moet de uitwerking van de opdracht in zijn/haar schrift of op een uitgedeeld 1/2 A4 blaadje hebben staan --> deze uitwerking neemt elke leerling straks mee naar zijn/haar projectgroep.

Infographic

Voorbeeld van een

 infographic over:

koe – mest – ammoniak

Opdracht voor expertgroepen in fase 1 

Bestudeer de tekst die jullie gekregen hebben. 

In deze tekst worden verschillende processen beschreven.

a. Noteer bij elk proces het reactieschema .

b. Maak vervolgens bij het reactieschema een kloppende
     reactievergelijking.

c. Ontwerp een eenvoudige infographic  (voorbeeld op
     volgende dia) bij het beschreven proces.

Nabespreken

• De volgende les moet je de informatie van vandaag delen met andere leerlingen. 
• Kijk je antwoorden daarom goed na.
• Neem je antwoorden de volgende les mee!

Uitwerking reactieschema's 

groep 1

NOx

groep 2

NH3

groep 3

kunstmest

Uitwerking reactievergelijkingen

groep 1

NOx

groep 2

NH3

groep 3

kunstmest

Uitwerking expertgroep E1

Uitwerking expertgroep E2

Uitwerking expertgroep E3

Volgende les 

Fase 2: 

• je wordt door de docent ingedeeld in nieuwe groepen.
  Van elke stof zit er één expert in de nieuwe groep.
• neem je aantekeningen dus mee naar de volgende les!

een scheikundeles voor 3HV over het stikstofprobleem

De stikstofkringloop

Les 2

Projectgroepen 

Fase 2: er wordt nu een nieuwe indeling gemaakt: er worden projectgroepen gevormd.

In elke projectgroep nemen drie verschillende experts plaats. 

kringlopen worden uitgedeeld

Projectgroepen A3b

groep 1	groep 2	groep 3	groep 4	groep 5	groep 6	groep 7
......	.....	......	.....	......	......
......	......	......	.....	......	......
.......	.......	.......	......	......	.......

Expertgroepen A3b

1. projectgroep 1

1.1 Sahreen, Zoe, Roos

1.2 Jip, Luke,  Pepijn

1.3Daniil, Kian, Mette

2. projectgroep 2

2.1 Fay, Mirre, Julian

2.2 Luke, Thirza, Sverre, 

2.3 Alexander, Dave, Stijn

3. projectgroep 3

3.1  Mels, Olivier, Anamaria

3.2 Dylan, Pepijn, Kris

3.2 Raf, Vera, Devin

• in de titel kun je de klascode invullen
• in de blokken kun je vooraf de namen van de leerlingen invullen (indeling in groepen kan ook in de klas)

Projectgroepen - fase 2 - 15 min

• de voorbeeldkringloop

Toelichting bij uitgedeelde kringloop:

• groene pijlen en groene vakken geven de natuurlijke processen weer;
• oranje blokken en oranje pijlen geven de processen weer waarmee de mens extra N2 uit de lucht vastlegt in stikstofverbindingen.

Opdracht: maak met je projectgroep de kringloop meer compleet met de informatie van de aanwezige 3 verschillende experts. 

• Noteer de reactievergelijkingen in de juiste blokken;
• Teken de infographic naast het blok.

Opdracht voor expertgroepen in fase 2

Maak de stikstofkringloop meer compleet met:

alle informatie (reactievergelijkingen + infographics)
die jullie uit de drie verschillende expertgroepen hebben meegenomen.

Projectgroepen - fase 2 - 15 min

• de voorbeeldkringloop

Uitwerking

Toelichting bij uitgedeelde kringloop:

• groene pijlen en groene vakken geven de natuurlijke processen weer;
• oranje blokken en oranje pijlen geven de processen weer waarmee de mens extra N2 uit de lucht vastlegt in stikstofverbindingen.

Opdracht: maak met je projectgroep de kringloop meer compleet met de informatie van de aanwezige 3 verschillende experts. 

• Noteer de reactievergelijkingen in de juiste blokken;
• Teken de infographic naast het blok.

Wat zegt de wetenschap

In het filmpje op de volgende dia legt Jan Willem Erisman (verder) uit waarom Nederland een stikstofprobleem heeft.

Deel 2 van het filmpje.........

Opdracht: Na het filmpje krijgen jullie een aantal meerkeuze vragen
                     over het stikstof verhaal. Luister dus goed en maak eventueel
                     aantekeningen.

Afsluiting

• Leerdoelencheck: begrijp jij nu wat het stikstofprobleem is?
• Pak de quiz erbij........

1. N2 (g) wordt ook wel:

1. niet-reactief stikstof genoemd
2. reactief stikstof genoemd

2. Reactieve stikstofverbindingen zijn:

1. N2, NOx en NH3
2. N2 en NOx
3. N2 en NH3
4. NOx en NH3

3. Bij de verbranding van fossiele brandstoffen ontstaan stikstofoxiden, doordat:

1. zuurstof uit de lucht reageert met stikstof uit de fossiele brandstoffen
2. zuurstof en stikstof uit de lucht met elkaar reageren bij de hoge temperaturen van de motoren

4. Veel ammoniak is afkomstig uit:

1. koemest
2. dierlijke mest
3. kunstmest

5. Het aantal verschillende planten dat in de natuur voorkomt is groot, als er:

1. veel stikstof in de grond beschikbaar is
2. veel stikstof in de lucht beschikbaar is
3. weinig stikstof in de grond beschikbaar is
4. weinig stikstof in de lucht beschikbaar is

6. Een weelderige groei van veel dezelfde planten zorgt voor:

1. veel verschillende insecten
2. het uitsterven van veel soorten insecten

7. Welke stelling is juist?

1. Reactief stikstof is van invloed op hoeveelheid fijnstof
2. Reactief stikstof is geen broeikasgas
3. Reactief stikstof draagt bij aan een goede ozonlaag
4. Reactief stikstof is niet oplosbaar in water

8. De uitstoot van reactieve stikstofverbindingen:

1. mag de komende jaren niet toenemen
2. moet gehalveerd worden
3. moet voorkomen worden
4. mag de komende jaren minder toenemen