Skatter från jordens inre

Lärarhandledning till
mineralutställningen
för högstadiet och gymnasiet
Inledning
Före besöket på ”Skatter från jordens inre.” Tips och övningar.
Karta över utställningen.
Under besöket. Frågor i anslutning till utställningen.
Efter besöket. Fördjupningsuppgifter, laborationer och exkursioner.
2
Inledning
Kalle Kvarts ger även tips för barn om
sådant som de kan undersöka då de
kommer hem igen.
I Sverige har utvinning av mineral, gruvdrift,
stort inflytande såväl ekonomiskt,
historiskt, kulturellt som miljömässigt.
Geovetenskapen integreras i många av
skolans olika ämnen.
De äldre eleverna kan dessutom besvara
frågor för att bättre ta ställning till det som
visas på utställningen.
Välj ut de frågor som passar din
undervisningssituation och komplettera
gärna med egna frågor.
De nummer som finns inom parentes, efter
frågorna, hänvisar till den aktuella
utställningsmontern.
Utställningens texter finns på Riksmuseets
webbplats
http://www.nrm.se/psv/
På grundskolan finner vi geovetenskapen
först inom ämnesgruppen OÄ- och senare
inom NO-blocket.
På gymnasiet ingår geovetenskapen i
naturkunskapen, Bi 1, Ge 1 och Ke 1.
Jorden är grunden vi står på, vår tillgång
och resurs, en skatt att lära känna och
vårda.
För att få ut mer av besöket på
utställningen ”Skatter från jordens inre” kan
man förbereda sig redan i skolan.
Det finns även flera förslag till uppföljande
arbetsområden när ni är tillbaka i skolan.
Med enkla övningar får eleverna
grundläggande begrepp förklarade och
förhoppningsvis väcks även nyfikenhet och
intresse.
3
Före besöket på
Behärska begreppen, grundämne, mineral,
bergart och malm.
Eleverna kan nu gå ut ”göra” en egen
samling med de fyra stenarna.
”Skatter från jordens inre”
Grundämnen
Grundämnen består av ett slags atomer.
De vanligaste grundämnena i jordskorpan är syre
(47%) och kisel (28%). Silikater innehåller syre (O)
och kisel (Si).
Andelen syre är alltså dubbelt så stor i
jordskorpan som i luften.(21%)
Mineral eller bergart?
Förberedelse: Samla ihop eller köp ett antal
uppsättningar av de vanligaste mineralen
fältspat, glimmer, kvarts och bergarten
granit och lägg på brickor. Fyra elever
samlas kring varje bricka. Lägg fram ett par
”stenbestämnings böcker” per bricka.
Dukat för mineralkunskap.
Frågeställning: På vilket sätt hör de fyra
stenarna ihop?
Komplettera senare med gnejs, magnetit
och kopparkis.
Förberedelse: Duka ett bord med
fältspatstallrik, glas, bestick,
aluminiumburk, salt i liten mortel,
mässingsljusstakar, paraffinljus,
mineralvatten och tändstickor.
Ädelstenar, guld och silver är mineral som
används till fest, men vilka mineral hör
hemma i vardagen?
Grundkunskap efter brickövningen:
Grundämnen bygger upp mineral. Mineral
bygger upp olika bergarter.
Att känna igen de tre vanligaste mineralen
fältspat, kvarts och glimmer, i nämnd
ordning.
De vanligaste bergarterna i Sverige är
granit och gnejs. Kan du dessa har du
kunskap om större delen av jordskorpans
volym.
Frågeställning: Det mesta på bordet
kommer från mineral i jordskorpan. Vilka
mineral? Vilka är råvarorna? Var i Sverige
utvinns råvarorna?
4
Lägg råvara från mineralsamlingen vid
”rätt” produkt på bordet
Karta över
Funderingar efter ”Dukade bordet”
Ord och uttryck att tänka på och förklara:
Att gruva sig, gruvligt, kolsvart, kristallklar,
metallglans, stålsätta sig, svenskt stål biter,
stenhård, blytung, tala är silver tiga är guld,
timglas kvartsur, stenålder, bronsålder,
järnålder, kiselålder, ”Silicon Valley”.
montrar med numrering
mineralutställningens
5
Under besöket på ”Skatter
från jordens inre”
Jordklotets byggnad
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
Introduktion
Fältspat, kvarts och glimmer
Mohs´ hårdhetsskala
Magnetism
Spaltning
Streck
Densitet
Glans
Färg
Palett
Kvartsvarieteter
Dubbelbrytning, radioaktivitet
Gips
Datorer, spel, video
Känn på bergkristaller
Kristallisation
Kristallformer/system
Stuffer
Kalle Kvarts Grotta
Fantastiska former
Fluorescerande mineral
Mineral i granit
Mineral i kroppen
Druser, ametister
Vardagsanvändning
Långban
Mineralforskning på Riksmuseet
Ekonomiskt viktiga mineral och metaller
Meteoriter
Jättemeteorit att känna på
Meteorit från månen och Mars
Ädelstenar
Rökkvarts
Gall-, njur-, tarmstenar
På utställningen kan man känna på, se och
bekanta sig med en mängd olika mineral
från Sverige och övriga världen.
Att planeten jorden är rund och består av en
kärna, mantel och jordskorpa känner de
flesta av oss till.
 Mineral från skorpan är
lättåtkomliga, men var finner man
de som bildats i manteln?
 Ge exempel på mineral som har
bildats i nära anslutning till
jordskorpan. (22, 2)
 Beskriv hur mineral/bergarter ser ut
som bildats djupt ner i jordens
mantel.
Ange även namn på dessa. (27, 22)
Bergart som stelnat djupt ner i jordens mantel.

Vatten i stenar? Vad menas med
hydrerade mineral? Hur mycket
vatten innehåller
jordskorpan/mantel? (27)
Mineralens egenskaper och
definition
6
För att skilja mineral från varandra har
mineralogerna tagit fram olika
undersökningsmetoder. (3 – 9)
Beskriv med så många olika variabler som
möjligt: Kvarts, fältspat, glimmer, magnetit
och svavelkis.







Mineral i kroppen……. kan det
verkligen vara möjligt? (23)
Vad skiljer så kallade ”falska
mineral” från äkta mineral? (23)
Varför betraktas inte njursten som
ett mineral? (23, 34)
Hur använder man sig i samhället av
kunskapen om olika minerals
densitet? (7)
Hur kommer det sig att kvarts kan
ha så olika färg? (9, 11)
Varför kallas alla olika färgformer av
kvarts i alla fall för kvarts? (1)
Konstnärers färger består ofta av
pigment från mineral. (10)Vilka
mineral ger grön och gul färg?
Ta reda på mer om dessa
pigmentfärger då du kommit hem.
Ljusbrytning i bergkristall
Mineralen i vår vardag,
förekomst och utvinning.
Hur åldersbestäms bergarter? (12)
 Alla har vi sett personer med
gipsade armar eller ben.
Hur ser mineralet gips ut i naturen?
(13)
 Hur behandlas gipset för att kunna
användas av sjukvården? (13)
 Vilket/vilka mineral används vid
framställning av: kastruller,
elledningar, bildäck, glastillbringare,
bilbatterier och porslin? (25, 14b)
Laserljus, innehåller ljus av en våglängd.
En kalcitkristall påverkar laserljuset.
 Hur ser ljusstrålen ut då den
passerat kristallen? (12)
 Vad kallas detta fenomen?
 Vad menas med brytningsindex?
(12)
 Vad händer med vanligt solljus då
det passerar bergkristall? Förklara!
Har du tur kan du se det vid
kristallkronorna i rummet med
Sjögrens mineralsamling.
I Långban, en gruva i Värmland, har man
påträffat 270 olika mineral varav ett
sjuttiotal är typmineral. (26)

Vad menas med typmineral?
Rester av den vulkaniska öbåge som en
gång gav upphov till Långbans mineral har
sin ena ände på Utö i Stockholms skärgård
och den andra norr om Norrtälje. Detta
område utgör den geologiska bergslagen.
Idag omfattar den främst Västmanland,
Värmland, Dalarna och Uppland.
7
Meteoriter (29)




Vulkanism har också gett upphov till de
norrländska malmfyndigheterna.



Vad är det för skillnad på meteorer
och meteoriter?
Skräckfilmer som ”Armagedon” och
”Deep Impact” handlar om
jättemeteoriter som hotar jorden.
Var på jorden/Sverige finns spår
efter sådana stora nedslag?
Vilka effekter fick det på livet?
Hur kommer det sig att alla stora
meteoriter består av järn?
Hur känner man igen en
järnmeteorit?
Hur förklarar man uppkomsten av de
två huvudgrupperna stenrespektive järnmeteoriter?
Hur bildas meteoriter?
Man har hittat meteoriter från:
 månen. Hur kan man veta att de är
från månen?
 Hur kan man veta att de är från
Mars?
 Varifrån kommer alla andra
meteoriter?
 Vilka meteoriter är äldst?
 Kommer jordklotet att bli tyngre av
alla meteoriter som slår ner?
Både diamant och grafit består av
grundämnet kol.
 Förklara hur det kan bildas två så
olika former.


8
Vad menas med en malm?
I Europa ligger Sverige i topp när
det gäller produktion av vissa
metaller. Vilka?
Vad menas med fluorescens? (21)
Järnmeteorit
Fluorescerande mineral
Willemit i dagsljus
Det typiska mönstret på en slipad och
syraetsad järnmeteorit.
Ädelstenar - ”Kärt barn har
många namn”.
Precis som kvarts har flera ädelstenar
många olika namn.
 Vilka är de olika ädelstensnamnen
på korund och beryll? (32)
 Korund kan användas till annat än
smycken. Vad? (32)
 Varför är det ovanligare med stora
kristaller än små hos mineral? (16,
17) Kristaller av mineral delas in i sju
kristallsystem. (17)
 Vilket kristallsystem tillhör kvarts?
 Vilken av de sex ädelstenarna
känner Du mest för? (32)
 Vilket symbolvärde anses den
stenen förmedla?
Då det gäller smycken pratas det
ofta om ”karat”. (32)
 Vad är det för skillnad på Carat och
Karat?
 Vad menas med: En 24 karats ring
med en 2 carats diamant?
Willemit i UV-ljus
9
Efter besöket på
Falu koppargruva har klassats som
världsarv.
 Vad menas med världsarv?
 Vilka andra världsarv, av geologisk
natur, har vi i Sverige?
 Biprodukter från
kopparframställningen?
Användningsområden och effekter?
 Vilka lagar gäller för gruvbrytning?
 Mineraljakten - vad är det?
 Livscykelanalys (LCA). Vad är det?
 De färger som konstnärer använder
har ofta fått sin färg från mineral.
Många av dessa mineral är giftiga
(ex. de som ger gul och grön färg)
Vad händer med gamla färgtuber?
 Vilka regler gäller i Sverige?
 ”Svenska grundämnen”!
Vilka grundämnen är upptäckta i
Sverige?
”Skatter från jordens inre”
Kemin bakom kristallbildning kan illustreras
med enkla försök.
Ord på vägen: salter, jonföreningar, fria
joner, lösning, lättlösliga salter, svårlösliga
salter, mättad lösning, utfällning/kristaller
De svenska malmfälten.
Detta område, i mellersta Sverige, utgör
den geologiska bergslagen. Här finns
mängder med spår efter gruvhantering,
bruksmiljöer och nedlagda gruvor med
intressanta varphögar.
(Ex. Utö, i Stockholms skärgård)
Läs mer om Utö, berggrund, guidning.
Vilka lagar gäller för inmutning?
10
Enkla försök
Placera en liten mängd blynitratkristaller
och kaliumjodid kristaller i var sin
knäckform.
Låt innehållet i knäckformarna försiktigt,
samtidigt och så långt från varandra som
möjligt glida ner i vattnet.
Låt stå orörligt. Studera vad som händer.
Kristallisationsförsök
Observationer:
1) Ursprungliga utseendet på blynitratet
resp. kaliumjodiden beskrives var för sig
innan försöket.
2) Kristallerna löser upp sig.
3) Gula kristaller börjar synas i en båge
mellan de båda ursprungliga
”upplösningsplatserna”.
Laboration för att förstå kristallbildning,
joner och löslighet.
Diskussion: Vad har hänt? Försök att
förklara.
Försök 1:
Blynitrat och kaliumjodid.
Obs! Efter försöket måste allt som innehåller bly
samlas upp för att lämnas till destruktion ex.
hällas i skolans uppsamlingskärl för tungmetaller
på kemiinstitutionen eller lämnas på en
miljöstation (brukar finnas på bensinstationer).
Material: avjonat vatten (destillerat vatten),
blynitrat Pb(NO3)2 och kaliumjodid KI
(båda vita, finkorniga kristaller), 2
knäckformar, grund skål med vitt eller svart
underlag.
En kemilärare kan tillhandahålla
kemikalierna.
Försök 2:
Koksalt
Material:
Glasbägare, sked, destillerat vatten,
bomullstråd, pärla eller dylikt, värmekälla
samt salt t.ex. koksalt (utan jod) eller alun.
Kommentarer:
Koksalt är ofarligt för alla och ger fina
kristaller. Det går dessvärre bara att
åstadkomma många små. Det är därför
fördelaktigt om det är möjligt att titta på
dem genom förstoringsglas.
Alun(kaliumaluminiumsulfat) ger möjlighet
att odla fram större kristaller.
Utförande: Häll upp avjonat vatten till några
mm höjd i skålen.
11
Allmänna förutsättningar:
1) Vattnet och saltet bör vara så rent som
möjligt. Varje förorening stör den
perfekta kristallbildningen. Damm
o.dyl. fungerar som
kristallisationsgroddar och ger ett otal
minimala kristaller.
2) Saltet löses under uppvärmning (ökar
lösligheten), samt omrörning. Kristaller
faller endast ut ur mättad saltlösning,
vilket innebär att vattnet har löst så
mycket salt som möjligt. För att vara
säker på att lösningen är mättad ska
det vara olöst salt kvar på bottnen av
kärlet.
3) Långsam avkylning ger större kristaller
än om avkylningen går snabbt.
Lär mer om Utö
På Utö finns Sveriges äldsta gruva. Både
geologin och kulturen här är intressant och
vanligt för ett gruvsamhälle.
Läs mer i ”Berg och jord på Utö”, en
exkursionshandledning av Karl-Erik
Perhans. (2001)
Boken och mineralsamlingar kan beställas
från :
GEO LÄROMEDEL
K-E Perhans
Hedemoravägen 111
19271 Sollentuna
Tel: 08/754 86 21 el. 08 16 48 23
Fax: 08-754 86 21
E-post: [email protected]
”Odling”:
En bomullstråd nedsänkt i lösningen med
hjälp av en tyngd i änden (pärla), kan
tjänstgöra som grodd och ge en hel rad små
kristaller på tråden. Tråden hålls på plats
genom att man knyter den på en pinne som
läggs tvärs över kärlet. Man väljer ut den
finaste kristallen, klipper av tråden under
den, så att den kommer att hänga som
tyngd längst ner. Tråden ovanför kristallen
skrapas ren varefter den sänks ner i
lösningen igen. Man tar upp tråden
dagligen och rensar från småkristaller på
tråd och den önskade kristallens ytor. Ta ej i
kristallen, använd kniv att skrapa med.
Visa tålamod så växer kristallen.
Vilken kristallform dessa salter?
För guidning på Utö kontakta:
- K-E Perhans, geologi och kultur.
- Nils Broberg, geologi och kultur.
Tel: 08/632 04 37
E-post: [email protected]
- Eva Friström, geologi och kultur. Tel:08/26
55 59
E-post: [email protected]
- Charlotte Schröder, kultur och
skärgårdsliv.
Försök 3:
Gör samma försök som i Försök 2 men byt
ut koksaltet mot alun.
Text: Nils Broberg och Eva Friström.
Foto: Nils Broberg
Försök 4:
Låt en lösning av kopparsulfat indunsta.
Vilken kristallform har detta salt?
12