Det nya digitala läromedlet för högstadiet sätter in kemin i ett sammanhang.

Din kemi är namnet på det nya läromedlet som lanserades i november. Det är digitalt och anpassat både till mobiltelefonens och datorns skärm. Innehållet är uppbyggt kring fem olika huvudområden.

– Tanken är att sätta in kemin i ett sammanhang som är relevant och intressant för eleverna. Det ska vara engagerande för 15-åringar, säger Karolina Broman, som är forskare i kemididaktik vid Umeå universitet.

De fem huvudområdena är sinnen, hälsa, sjukdom, samhälle och natur samt miljö. De är i sin tur indelade i ett antal olika avsnitt.

– Vi har utgått från grundskolans kursplan i kemi. Det är samma huvudrubriker som finns där och även i den uppdaterade kursplanen som börjar gälla 2021.

Som didaktikforskare är Karolina Broman expert på hur man undervisar i kemi. Tillsammans med Ulf Ellervik, professor i organisk kemi vid Lunds universitet, och Linda Lindberg, matematik- och NO-lärare i Partille, är hon redaktör för läromedlet. Faktatexterna har skrivits av 40 svenska kemiforskare.

– Ämnesforskare har skrivit om olika kemiska kontexter där de beskriver vardagliga fenomen utifrån ett kemiperspektiv. Vi har sedan anpassat texterna för högstadiet och lagt till filmer, bilder och animeringar.

I texterna finns möjligheter för eleverna att klicka vidare för att hitta förklaringar till ord och begrepp som förekommer. De flesta avsnitten avslutas med ett självrättande test. Därutöver finns många uppgifter för eleverna att lösa.

För finansieringen står Marcus och Amalia Wallenbergs minnesfond, som har gett 4,5 miljoner kronor till Svenska nationalkommittén för kemi för projektet ”Kemi i kontext – ett nätbaserat fritt tillgängligt läromedel i kemi för högstadiet”.

Läromedlet är gratis och fritt för vem som helst att använda. Det har tagits fram främst för grundskolans högstadium.

– Vi tror dock att det skulle kunna användas också både av gymnasieelever och av allmänheten, säger Karolina Broman.

Text: Siv Engelmark

Under skalet på mobiltelefonen – Utdrag ur Din Kemi

Här följer ett utdrag ur Din Kemi. På dinkemi.se kan du också höra hur namn på ämnen uttalas och begrepp förklaras – eller se filmer och animeringar.

Mobiltelefonen innehåller många olika slags atomer

Lägg inte bort mobiltelefonen. Titta i stället på den, utan att slå på skärmen. Har du funderat på hur den egentligen fungerar? Det krävs oerhört mycket avancerad teknik för att en mobiltelefon ska fungera. Det mesta av denna teknik är baserad på kemi. Av de 118 grundämnen vi känner till i dag, kan vi hitta drygt en fjärdedel i en modern mobiltelefon.

Det är inte tanken att du ska lära dig exakt vilka grundämnen som finns i en mobiltelefon. Det viktiga är i stället att förstå att det krävs mycket kemi för att den ska fungera.

 

Mobiltelefonens skärm är elektriskt ledande

Det första vi ser av en mobiltelefon är skärmen. Det är såklart en lite speciell skärm eftersom vi kan styra mobiltelefonen genom att röra vid den. Men det fungerar inte om vi har vantar eller är blöta om fingrarna. Skärmen är gjord av glas. Glas tillverkas genom att smälta sand. Sand består till största delen av kiseldioxid med inslag av metalloxider, ofta aluminium (Al). Med oxider menas föreningar av olika ämnen med syre (O).

Glaset i telefonen byggs alltså upp av positivt laddade aluminiumjoner och kiseljoner och negativt laddade syrejoner. Glaset i en mobiltelefon måste vara väldigt starkt. För att göra glaset starkare blandas atomslaget kalium (K) in i glaset. Kaliumjoner är större än kiseljoner och aluminiumjoner och skapar därmed spänningar i glaset. Spänningarna gör att glaset hålls ihop bättre.

För att vi ska kunna styra mobilen med våra fingertoppar måste glasets yta vara elektriskt ledande. Vanligt glas kan inte leda ström. Det är elektriskt isolerande. Så för att glaset på mobiltelefonen ska kunna leda ström används ett tunt lager av indiumoxid, en förening av metallen indium (In) och syre. Till indiumoxiden tillsätts små mängder av metallen tenn (Sn) för att ytterligare öka den elektriska ledningsförmågan.

Dessutom används små mängder av metallerna yttrium (Y), europium (Eu), terbium (Tb), lantan (La), dysprosium (Dy) och gadolinium (Gd). Dessa metaller kan ta upp och även skicka ut ljus. Varje metall har en unik färg och de används för att skärmen ska kunna visa bilder i färg. Dessa metaller hindrar även solens UV-strålning från att skada telefonen.

 

Mobiltelefonens hölje är gjort av plast eller metall

Resten av telefonens hölje är antingen gjort av plast eller av en legering av aluminium (Al) och magnesium (Mg). Om telefonen har ett hölje av plast, som består av kol (C) och väte (H), är det vanligt att tillsätta flamskyddsmedel. Flamskyddsmedel används för att förhindra att telefonen brinner upp om den blir överhettad. Flamskyddsmedlet består av molekyler som innehåller brom (Br). När plast brinner reagerar kolet och vätet i plasten med luftens syre och bildar koldioxid och vatten. Brom-kolbindningar gör att kolatomerna inte längre kan reagera med syre. Då slocknar elden. Bromerade flamskyddsmedel kan dock innebära miljöproblem.

Mobiltelefonens batteri innehåller litiumjoner Innanför telefonens hölje finns ett batteri. Batterier bygger på kemiska reaktioner där elektroner flyttas från en atom till en annan. De flesta metaller lämnar lätt ifrån sig sina elektroner och blir då positiva joner. Vi kallar sådana metaller för oädla. Ett exempel är järn som lätt förvandlas till joner. Det är därför järn lätt rostar. Andra metaller håller hårt i sina elektroner. De kallas för ädla. Ett exempel är guld. Om vi har två metaller som är olika bra på att hålla kvar sina elektroner kan vi få elektronerna att röra sig mellan dem. Då får vi ett flöde av elektroner – en elektrisk ström.

Ett batteri är uppbyggt av ämnen som är olika bra på att hålla kvar sina elektroner. När vi kopplar ihop pluspolen med minuspolen sker kemiska reaktioner. I den ena reaktionen avges elektroner och i den andra tas de upp.

Batteriet i en modern mobiltelefon är ett så kallat litiumjonbatteri. Det betyder att det är joner av metallen litium (Li) som rör sig i batteriet när en ström skapas. Litiumjonerna rör sig från batteriets anod (minuspol) till batteriets katod (pluspol). I anoden är litiumjonerna inkilade i en grafitkristall. Grafit är en av kristallformerna av kol (C). I katoden reagerar litiumjonerna med metallen kobolt (Co) och syre (O) och bildar en kristall av litiumkoboltoxid, LiCoO2. När vi sedan laddar upp batteriet igen, tvingar vi tillbaka litiumjonerna från LiCoO2-kristallen in i grafitkristallen.

Nobelpriset i kemi 2019 delades ut till tre forskare som på olika vis bidragit till utvecklingen av litiumbatterier.

Själva batteriet är inkapslat i ett hölje av aluminium (Al). När ett batteri används blir det ofta ganska varmt. Ifall det är trasigt kan det till och med börja brinna. Litiumbatterier är väldigt vanliga i all typ av elektronik.

 

Texten kommer från Kemisk Tidskrift nr 4 år 2020. Läs mer på sidorna 25-27.