Water winnen uit de maanbodem - Leren over filtratie en destillatie

Water winnen uit Maanbodem - Leren over filtratie en distillatie

Korte beschrijving:

In deze bron leren de leerlingen over veranderingen van de toestand van materie met water op de maan als voorbeeld.

Zij zullen gegevens interpreteren uit een druk/temperatuur-grafiek voor water om een discussie mogelijk te maken over hoe veranderingen van toestand anders zijn op de maan vergeleken met wat wij op aarde gewend zijn.

Vervolgens zullen zij twee methoden voor het scheiden van mengsels vergelijken, in de context van de extractie van water uit de maanbodem.

Zij zullen vooraf bereide analoge maangrondblokken krijgen en eenvoudige distillatie vergelijken met filtratie en beslissen wat op aarde en op de maan het efficiëntst is.

Onderwerp: Wetenschap, Scheikunde, Natuurkunde

Leerdoelen

Leren hoe toestandsveranderingen variëren afhankelijk van druk en temperatuur.

Toestandsveranderingen begrijpen in termen van het deeltjesmodel.

Leer distillatieapparatuur te gebruiken om mengsels te scheiden.

Gebruik filtratie om mengsels te scheiden.

Experimenten op de juiste wijze uitvoeren, rekening houdend met de juiste hantering van apparatuur, de nauwkeurigheid van de metingen en gezondheids- en veiligheidsoverwegingen.

De methoden evalueren en mogelijke verbeteringen en verder onderzoek voorstellen.

Percentages en procentuele veranderingen interpreteren als een breuk of een decimaal.

Leeftijdscategorie:

12 - 16 jaar oud

Tijd

Bereiding: 30 minuten
Les: 1 uur en 20 minuten

Hulpbron beschikbaar in:

Engels, Deens, Frans, Duits, Portugees en Spaans

Activiteit 1: Is water anders op de maan?

In deze activiteit zullen de leerlingen de toestanden en faseovergangen van water onderzoeken. De leerlingen zullen het fasediagram van water analyseren en een eenvoudig experiment uitvoeren om te leren dat druk en temperatuur de toestand van water beïnvloeden.

Tenslotte zullen de leerlingen het geleerde in verband brengen met de verkenning van de maan en met de vraag hoe water uit het regolith op de maan kan worden gewonnen.

Uitrusting

Afgedrukt werkblad voor elke leerling

Spuit

Warm water

Activiteit 2: Filtratie of distillatie?

In deze activiteit vergelijken de leerlingen twee methoden om water van zand te scheiden: filtratie en distillatie. Ze krijgen gesimuleerde maanijs/bodemkernen om in hun experiment te gebruiken en berekenen de procentuele massa van het water dat in beide gevallen wordt gewonnen.

Uitrusting

Voor elke groep:

Gedrukte werkbladen voor studenten

Voorbereide ijskorrels (zie bijlage)

Weegschalen

Zand en water

Verpakking voor reageerbuisjes of vergelijkbaar

2 erlenmeyers

2 meetcilinders

Filter

Trechter

Bunsenbrander of kookplaat/kookring

Driepoot

Bung met gat voor plastic/rubber slang

Groot blik met een gat in de zijkant

Ijsblokjes (voor het koelen van de buisjes)

Klein stukje koperen buis (Facultatief - verbetert de koeling)

Wist je dat?

Astronauten in het internationale ruimtestation recyclen het grootste deel van het water dat zij gebruiken - ongeveer 75%. Het waterterugwinningssysteem kan water terugwinnen uit de urine van astronauten en uit hun adem. Dit wordt gefilterd en gereinigd en kan opnieuw worden gebruikt. Gemiddeld gebruikt een astronaut in het internationale ruimtestation 90% minder water dan een mens op aarde.

Sleutelwoorden:

Chemie, Middelen voor de klas, Maan, Wetenschap, Secundair, Bodem, Water

Water winnen uit Maanbodem - Leren over filtratie en distillatie

Wist je dat?

Energie uit water - Hoe zuurstof en waterstof te produceren op de maan

Maanschuilplaats - Onderzoek naar verschillende schuilplaatsen op aarde en in de ruimte

Landing op de maan - Het plannen en ontwerpen van een maanlander