exercise/fyrstikker.tex

   1 % category: yellow
   2 \chapter{Vi lager fyrstikker}
   3 \label{Fyrstikker}
   4 \index{Lage fyrstikker|textbf}
   5
   6
   7
   8 \section*{Innledning}
   9 Om vi nå spør oss selv eller elevene hvor Faradays stearinflamme \cite{Faraday3} kom ifra, vil vi forfjamses
  10 litt. Hvor kommer lyset fra? Hvor har det sitt opphav? Vi merker at det svimler litt, og kan vel
  11 føle tilfredshet eller ubehag ved det $\-$ alt etter legning og type. Vi kan uansett nøkternt ta tak i
  12 tenningsprosessen og undersøke den litt nærmere. Den begynner som kjent med en helt vanlig
  13 fyrstikk.\\
  14 \newline
  15 Dette å stoppe opp litt og, som et barn, spørrende iaktta de helt vanlige fenomener er av og til
  16 helt på sin plass. Fyrstikken er et godt eksempel på noe vi har sett så mange ganger at vi ikke
  17 egentlig iakttar, men bare registrerer: «Aha, en fyrstikk». Vi er straks ferdige med saken når vi
  18 har registrert det. Men hva er det egentlig vi har foran oss? En trepinne $\-$ et eller annet treslag
  19 må det være $\-$ firkantet $\-$ den rødbrune kuleformen i den ene enden, hvor hele poenget med
  20 fyrstikken liksom sitter $\-$ hvordan lages den? Slik forsker det spørrende blikket når vi tar noe i
  21 nærmere øyesyn. Og akkurat dette, å ta noe i nærmere øyesyn, er faktisk en sentral egenskap å
  22 lære elevene. Ikke bli overrasket om det er en av de såkalt svake elevene som er den sterke
  23 iakttageren og rask til å oppdage finere detaljer: «Det er noe glatt i treverket, noe
  24 impregneringsgreier $\-$ men det glatte mangler i den enden som vender vekk fra
  25 fyrstikkhodet!»). \\
  26 \newline
  27 \begin{figure}[h]
  28 \centering
  29 \includegraphics[width=0.4\textwidth]{images/fyrstikker/fyrstikk}
  30 \includegraphics[width=0.4\textwidth]{images/fyrstikker/fyrstikk2}
  31 \caption{Tennhodet til fyrstikken} \label{fyr1}
  32 \end{figure}
  33 Litt omtanke må til når en deler ut fyrstikker til en
  34 klasse elever, det sier seg selv. Ellers blir det lett mye
  35 røyk, og lite forståelses-ild. Skal vi undersøke
  36 fyrstikken skritt for skritt, er det lurt å vente med å
  37 dele ut ripeflaten. Først etter den tørre undersøkelsen
  38 $\-$ hvor spørsmål gjerne kan få henge i luften, kan det
  39 passe med en intensivert studie av hvordan fyrstikken
  40 brenner. Her er det greit å si til elevene at de har kort
  41 tid på seg (den tiden en fyrstikk brenner) til å få med
  42 seg og beskrive så nyansert og nøkternt som mulig
  43 hva de ser og sanser. \\
  44 \newline
  45 Det er mulig å samle trådene etter en slik første, korte undersøkelsesøkt, ved å samle sammen
  46 de observasjonene som er gjort i et felles bilde, gjerne på tavlen. Når elevene har kommet med sine observasjoner og tanker - er det på tide å gi dem
  47 et bilde av strukturen til fyrstikken og ripeflaten på selve fyrstikkesken. Øvelsen nedenfor gir elevene en flott introduksjon til fyrstikker og hva som kreves for å produsere dem.
  48
  49
  50 \section*{Framgangsmåte}
  51 \textcolor[rgb]{0.00,0.00,0.50}{\textbf{Oppskriften på tennhodet:}}\\
  52 \begin{itemize}
  53   \item 1,5 gram svovel (brennbart emne)
  54   \item 12 gram kaliumklorat (avgir oksygen)
  55   \item 5 gram manganoksid og 5 gram jernoksid (katalysator, friksjonsmiddel)
  56   \item 2,5 gram gummi arabicum i 10 ml vann (blir bindemiddel)
  57 \end{itemize}
  58 \noindent
  59 Alle pulveringrediensene knuses godt, slik at de blir godt blandet. Vann og gummi
  60 arabicum (blir bindemiddel) blandes og las svelle. Deretter varmes det opp til 50-70
  61 grader celsius slik at det løses opp. Alt pulver, bortsett fra kaliumkloratet, blandes
  62 sammen og røres inn i bindemiddelet til det blir en homogen blanding. Så tilsettes
  63 kaliumkloratet, og man rører forsiktig om. Fyrstikkene kan nå dyppes og henges til tørk.\\
  64 \newline
  65 \textcolor[rgb]{0.00,0.00,0.50}{\textbf{Oppskriften på ripeflaten:}}\\
  66 \begin{itemize}
  67   \item 8 gram rødt fosfor (lett antennelig stoff)
  68   \item 5 gram kalsiumkarbonat (friksjonsmiddel)
  69   \item 3 gram gummi arabicum i 15 ml vann (bindemiddel)
  70 \end{itemize}
  71 \noindent
  72 Bindemiddelet lages på samme måte som med tennsatsen. Tilsett rødt fosfor og
  73 kalsiumkarbonat og rør godt om. Stryk et tynt lag av massen på et stykke kartong.
  74 Etter en times tørketid vil ripeflaten være klar.
  75
  76
  77
  78 \section*{Teori}
  79 Den voldsomme, brusende tenningen som fyrstikkhodet gjør, knytter seg til oksygen
  80 som blir frigjort fra et salt det er bundet i (kaliumklorat). Selve tenningsprosessen som ligger
  81 forut for dette er jo et mysterium for seg. Hvordan tar det fyr? Det er tydelig at svovelet
  82 brenner og at det lukter litt svoveloksid, og at parafinet brenner kan man se på den lille dråpen
  83 som noen av elevene har observert i forkant av flammen på undersiden av fyrstikken. \\
  84 At trestykket brenner er altså kun siste trinn i en lang kjede av en godt planlagt «brannstafett». Så
  85 langt er prosessen klar. Det som er vanskelig å få grep om, er selve starten. Hva er
  86 betingelsene for at det i det hele tatt tar fyr? Hvilket stoff er det som begynner å brenne? Og
  87 hvordan skjer dette? Friksjon og varme går det an å formidle og erfare: Vi drar fyrstikken, og
  88 lager på den måten varme. Slik er det prosessen starter $\-$ men altså uten ild, kun med varme.
  89 Gåten er jo denne overgangen fra ren \emph{varmeprosess} og over til den flammende ilden med de
  90 tilhørende \emph{kjemiske prosessene}.\\
  91 \newline
  92 Det er en aha$\-$opplevelse for mange å få vite at prosessen starter i ripeflaten; at det er den som
  93 egentlig først tar fyr! De som iakttar nøye selve tenningsøyeblikket, kan se at det flammer opp
  94 i flaten $\-$ men sporene kan jo lett tolkes som merker etter svovelhodets forbrenning. Det mest
  95 overbevisende indisiet på at det rødbrune stoffet i flaten er uunnværlig i tenningsøyeblikket er
  96 rett og slett den utbrukte (utbrente) ripeflaten hvor det ikke går an lenger å få til noen tenning.
  97 Nå er tiden inne for å gi oppskriften på ripeflaten. Også denne må ha et bindemiddel som brer
  98 stoffene ut over flaten (gummi arabicum) i tillegg til et friksjonsmiddel (kalsiumkarbonat) og
  99 det lett antennelige stoffet (rødt fosfor)
 100
 101
 102 \section*{Forsiktig}
 103 Rent rødt fosfor er ikke klassifisert som helsefarlig og absorberes ikke gjennom hud, lunger eller mage/tarm. Men stoffet er svært brannfarlig
 104 og og ved brann i større mengder utvikles giftig hvit røyk (P$_{2}$O$_{5}$) som er etsende i kontakt med fuktighet.\\
 105 \newline
 106 Kaliumklorat er et kraftig oksidasjonsmiddel og må benyttes svært forsiktig i nærheten av svovel og kraftige reduksjonsmidler.
 107
 108
 109
 110 \section*{Utstyr}
 111 \begin{itemize}[noitemsep]
 112   \item Rødt forfor \index{Rødt fosfor, P}
 113   \item Kalsiumkarbonat \index{Kalsiumkarbonat}
 114   \item Gummi Arabicum \index{Gummi Arabicum}
 115   \item Kaliumklorat \index{Kaliumklorat}
 116   \item Manganoksid (brunstein) \index{Manganoksid (brunstein)}
 117   \item Jernoksid \index{Jernoksid}
 118   \item Svovel \index{Svovel}
 119   \item 3 x 250 ml begerglass
 120   \item 2 rørepinner (glass)
 121   \item Morter m/pistill
 122   \item Varmeplate
 123   \item Fyrstikker
 124   \item Tom fyrstikkeske eller liknende
 125   \item Spatel
 126 \end{itemize}
 127
 128 \nocite{bassam1}
 129 \nocite{Wetting}
 130
 131 \printbibliography