ORCheSSE ER - Module 3: Good Practices of Green Chemistry in Experimental Work
Szekció vázlat
-
-
Tanulók feladataiKésznek jelölésPlastični materiali (plastika) vsebujejo kot ključno sestavino umetne polimere visoke molske mase. Zaradi enostavne predelave in številnih možnosti za pridelavo stroškovno učinkovitih proizvodov, ki izboljšajo življenjski standard, so polimerni materiali uspešno prodrli na svetovna tržišča, zato se vsak izmed nas dnevno srečuje z velikim številom različnih plastičnih materialov in proizvodov (Kajfež-Bogataj, 2014).
Slika 1: Primer nastanka otoka plastike v oceanu (rePurpose, 2022)
Skoraj vsa plastika je danes sintetizirana iz surovin ki jih preko petrokemijske industrije pridobivamo iz fosilnih virov. Z izkoriščanjem fosilnih virov je povezano globalno segrevanje ozračja, hkrati pa del plastičnih odpadkov zaide tudi v okolje, kjer predstavljajo vir sproščanja onesnaževal in vstopanje v prehranjevalno verigo (Mrowiec, 2017). -
Tanulók feladataiKésznek jelölésV zadnjem času se na trgu pojavljajo možne trajnostne rešitve zmanjšanja uporabe izdelkov iz umetnih polimerov (plastike) in nadomestitve le teh z izdelki iz bioplastike. Bioplastiko definiramo kot biorazgradljivo plastiko ali plastiko iz obnovljivih virov (npr. škrob, celuloza, polimlečna kislina itd.). Poleg tega pa med bioplastiko uvrščamo tudi plastiko, ki ni biorazgradljiva, vendar je izdelana iz obnovljivih virov (npr. polieten iz sladkornega trsa). Danes komercialne biorazgradljive plastike na odprtem trgu ponuja vedno več proizvajalcev (Šprajcar idr., 2012).
Slika 2: Vrečka iz biorazgradljive plastike (Novolux, b.d.)
V nadaljevanju boste spoznali kaj so polisaharidi, lastnosti polisaharidov in kako lahko prispevajo k trajnostnim rešitvam prihodnosti.
-
-
Tanulók feladataiKésznek jelölés
AKTIVNOST 1: ANALIZIRANJE OGLASA ZA NAKUP VODE V PLASTIČNI EMBALAŽI
V skupini po 2-3 učenci/-ke si oglejte oglas, ki so ga pripravili v podjetju Dana za nakup naravne mineralne vode.Izpišite ključne pojme, ki so izpostavljeni v videoposnetku oglasa, da bi pritegnili potrošnike k nakupu.
Kritično ovrednotite smiselnost uporabe zapisanih ključnih pojmov v oglasu.
-
Tanulók feladataiKésznek jelölésAKTIVNOST 2: SPREMLJANJE NAVAD RAVNANJA Z ODPADNO EMBALAŽO
Za ohranitev našega planeta je pomembno, da vsak med nami razmišlja o svojih navadah in možnostih, kako lahko prispevamo k zmanjšanju onesnaževanja. Vabim te, da 5 dni spremljaš svoje navade in jih zapisuješ v zeleni dnevnik, ki je priložen v spodnji datoteki.
Primer izpolnjenega opazovalnega dnevnika:
Ko boš dnevnik izpolnil, ga oddaj v spletno učilnico. -
-
Tanulók feladataiKésznek jelölés
-
-
-
Tanulók feladataiKésznek jelölésV nadaljevanju je naložena PPT predstavitev o zgradbi in lastnostih polisaharidov ter možnosti uporabe polisaharidov kot vir organskega materiala za izdelavo biorazgradljive plastike.
-
-
Tanulók feladataiKésznek jelölésAKTIVNOST 3: IZDELAVA MISELNEGA VZORCA O OGLJIKOVIH HIDRATIH
V skupini po 2-3 učenci/-ke v orodju GitMind izdelajte miselni vzorec delitve ogljikovih hidratov glede na število monomernih enot. Pomagajte si z bazami podatkov kot je PubChem ali iučbeniki (https://eucbeniki.sio.si/kemija9/1951/index.html). ;
Za vsako skupino ogljikovih hidratov zapišite tudi konkreten primer in ga predstavite s skeletno/strukturno ali racionalno formulo molekul, krogličnimi modeli molekul in fotografijami na makroskopski ravni. Slike skeletnih/strukturnih ali racionalnih formul in krogličnih modelov molekul poiščite na spletni strani MolView ali pa jih izrišite v orodjih kot sta ChemSketch in Jmol.
Pri tem vključite naslednje pojme:
- monosaharidi,
- oligosaharidi in
- polisaharidi.
Miselni vzorec oddajte v spletno učilnico. -
Tanulók feladataiKésznek jelölés
-
-
-
-
Tanulók feladataiKésznek jelölésBioplastika iz organskega materiala je v naravi biorazgradljiva. Produkti biorazgradnje so odvisni od zunanjih dejavnikov (prisotnost mikroorganizmov, kisika in drugo) in niso nevarni za okolje (Šprajcar idr., 2012).
V trgovini lahko najdemo biorazgradljive vrečke, ki so zgrajene iz škroba in vsebujejo poseben certifikat.
Oglej si videoposnetek izdelave bioplastike iz krompirjevega škroba. -
Tanulók feladataiKésznek jelölés
AKTIVNOST 4: SINTEZA BIORAZGRADLJIVE PLASTIKE IZ AGARJA IN VREDNOTENJE Z METRIKO ZELENE KEMIJE
Nekateri znanstveniki kot alternativno možnost uporabe plastičnih izdelkov iz fosilnih goriv vidijo v bioplastiki, t. j. polimerih, ki so biološko razgradljivi ali narejeni iz obnovljivih virov. Trenutna definicija označuje bioplastiko kot biorazgradljivo plastiko in/ali plastiko iz obnovljivih virov. Po tej definiciji torej med bioplastiko prištevamo tudi plastiko, ki ni biorazgradljiva, je pa narejena iz obnovljivega vira (npr. polieten iz sladkornega trsa) (Šprajcar idr., 2012).
V osnovi lahko polimere na osnovi obnovljivih virov razdelimo v tri kategorije:
- polimeri, neposredno ekstrahirani/odstranjeni iz biomase: polisaharidi, npr. škrob in celuloza; proteini, npr. kasein in gluten;
- polimeri, narejeni po klasičnih kemijskih sintezah z uporabo monomerov iz obnovljivih virov (npr. polieten);
- polimeri, pridobljeni s pomočjo mikroorganizmov ali genetsko spremenjenih bakterij.
Dobro poznana in že razširjena je bioplastika na osnovi škroba, ki je iz obnovljivih virov in je hkrati tudi biorazgradljiva za razliko od bioplastike iz polietena. Škrob je zgrajen iz dveh dolgih verig med seboj povezanih glukoznih enot in sicer amilopektina in amiloze, ki mu dajeta zrnato strukturo. Škrob lahko destrukturiramo z energijo in toploto in tako popolnoma razbijemo kristalno strukturo. Šele destrukturirani škrob se obnaša kot termoplast in ga lahko obdelujemo kot tradicionalno plastiko. Podobne lastnosti kot škrob ima tudi agar, polisaharid pridobljen iz rdečih alg.
Pri tej aktivnosti boste:
-
opredelili polisaharide kot naravne polimere;
-
razumeli pomen in vpliv organskih kisikovih spojin na življenje oziroma okolje;
-
uporabljali eksperimentalnoraziskovalni pristop oziroma laboratorijske spretnosti;
-
razumeli soodvisnost zgradbe, lastnosti in uporabe snovi;
-
razvijali odgovoren odnos do uporabe snovi, sposobnost in pripravljenost za zavzeto, odgovorno in utemeljeno ravnanje za zdravje in v okolju (kemijska varnost);
-
opazovali in zapisovanju opažanja in meritve eksperimentalnega dela ter
-
ovrednotili eksperiment ob uporabi metrik zelene kemije.
-
Tanulók feladataiKésznek jelölés
AKTIVNOST 5: KATERA SNOV JE IMELA VLOGO PLASTIFIKATORJA PRI IZDELAVI BIOPLASTIKE IZ ŠKROBA?
Pri izdelavi bioplastike iz škroba ima glicerol vlogo plastifikatorja. Njegova glavna funkcija je, da zmanjšuje krhkost materiala in povečuje njegovo prožnost. Molekule glicerola se prehajajo med dolge polimerne verige škroba in zmanjšuje privlačne sile med njimi, kar deluje kot nekakšno mehčalo (Šprajcar, 2012).
V skupini 2-3 učenci/-ke ob uporabi baze podatkov PubChem izpišite naslednje podatke za lastnosti glicerola:
•Molekulska formula molekule glicerola,
•Palični model molekule glicerola,•IUPAC poimenovanje molekule glicerola,
•Videz,•Molekulska masa,•Gostota,•Temperatura vrelišča,•Temperatura tališča,•Topnost v vodi.
Podatke vpišite v spletni obrazec v orodju Office Forms, ki je dostopen na povezavi. -
Tanulók feladataiKésznek jelölés
AKTIVNOST 6: PONOVIMO ZGRADBO IN LASTNOSTI OGLJIKOVIH HIDRATOV
S klikom na spodnjo povezavo odigrajte kviz (single play) Kahoot za ponovitev znanja o zgradbi in lastnostih ogljikovih hidratov. -
-
-
-
Tanulók feladataiKésznek jelölés
AKTIVNOST 7: SPREMLJANJE IZBOLJŠANJA NAVAD RAVNANJA Z ODPADNO EMBALAŽO
Zavedanje o tem, kako ravnamo z odpadki, je ključno za bolj trajnostno prihodnost. Ker se dobre navade oblikujejo postopoma, je pomembno, da jih redno spremljamo, ocenjujemo in po potrebi izboljšujemo.
V tej aktivnosti te vabim, da ponovno pet dni zapored spremljaš svoje vsakodnevno ravnanje z odpadno embalažo in ga zapisuješ v zeleni dnevnik. Tvoj cilj je, da te navade nadgradiš v primerjavi s prejšnjimi opazovanji iz prejšnje aktivnosti.
-
-
Tanulók feladataiKésznek jelölés
-
Tanulók feladataiKésznek jelölés
Ko zaključiš s petdnevnim spremljanjem svojih navad v zelenem dnevniku, sledi še drugi del aktivnosti, kjer svoje izkušnje deliš z drugimi in poglobiš razumevanje trajnostnih rešitev.
1. Objava v forumu
V forumu zapiši kratek prispevek, kjer predstaviš:
-
Katere navade si izboljšal/-a, da si ustvaril/-a manj odpadne embalaže? (npr. uporaba lastne embalaže, večkratna uporaba, zavračanje nepotrebne embalaže)?
- Kaj si se naučil/-a iz spremljanja svojih dejanj?
Prispevek naj bo kratek (5–8 povedi), a vsebinsko jasen in iskren.2. Ustvarjanje infografike: Polisaharidi kot trajnostni materiali
V skupini po 2-3 učenci/-ke izdelajte infografiko o polisaharidih kot trajnostnimi materiali za prihodnost. Pri tem izpostavite:- Kaj so polisaharidi?
- Kakšne so njihove lastnosti in uporaba?
- V kateri biorazgradljivi embalaži so prisotni (npr. biofolije iz škroba, embalaža iz celuloze)?
- Kakšne so prednosti v primerjavi s plastiko?
Infografika naj vsebuje tudi:-
vsaj 3 ključne informacije,
-
poudarek na vizualizaciji (strukturne/skeletne/racionalne formule molekul, kroglični/kalotni modeli molekul, fotografije,...),
-
kratka in jasna besedila.
Lahko jo ustvariš digitalno (npr. v Canva, PowerPoint, Google Slides) ali ročno na listu. Vključi vsaj 2 vira literature in ju citiraj po APA 7 standardih, skladno s povezavo. -
-
Tanulók feladataiKésznek jelölés
-
-
-
-
-
Tanulók feladataiKésznek jelölés
- Kajfež-Bogataj, L. (2014). Planet voda. Cankarjeva založba.
- Mrowiec, B. (2017). Plastic pollutants in water environment. Environmental Protection and Natural Resources, 28(4). https://doi.org/10.1515/oszn-2017-0030
- Novolux. (b.d.). Vrečka za odpadke. https://www.novolux.si/izdelek/vrecke-za-odpadke-biorazgradljive-3l-50-1/
rePurpose Global. (2022). How do plastics enter our ocean? rePurpose Global. https://repurpose.global/blog/post/how-do-plastics-enter-our-ocean
- Šprajcar, M., Horvat, P. in Kržan, A. (2012). Biopolimeri in bioplastika: Plastika skladna z naravo. Kemijski inštitut Ljubljana. https://www.konopko.si/files/file/Bioplastika-skladna-z-naravo_gradivo-za-sole.pdf
-