ZELF BENZINE MAKEN

Hoezo scheikunde niet leuk? Zelf aardolie kraken is geweldig. En met een nieuw lespakket heb je er niet eens zware branders voor nodig. Met dossieropdrachten door de zware chemie.

Ingespannen kijken de Havo-vijf-leerlingen Maaike Goezinnen en Chantal de Nobel toe hoe Debora Gips de brander heen en weer beweegt langs de reageerbuis waarin wat bruine korreltjes liggen in een donkere vloeistof. ``Pas op, pas op', zegt Maaike als de zwarte drab begint te koken. Als echte onderzoekers zijn ze gekleed in witte laboratoriumjassen en hebben ze veiligheidsbrillen op – `net zo een als André van Duin heeft' – al wordt er af en toe stiekem even onderdoor gekeken. Er gebeurt immers van alles. Er vormt zich een witte mist boven de vloeistof, die wordt opgevangen in een erlenmeijer, en er komen ook druppeltjes over van een eerst kleurloze, maar later gele vloeistof. ``Wat stinkt dat, het is net benzine!' zegt Maaike, maar daar gelooft Debora niets van, want ``benzine ruikt veel lekkerder'.

Toch hebben de leerlingen uit de eindexamenklas van het Vlietland college in Leiden zojuist benzine gemaakt uit een soort ruwe aardolie. Waar normaal gesproken in raffinaderijen enorm ingewikkelde installaties voor nodig zijn, gebeurt nu tijdens het zevende uur in het scheikundelokaal. En het gaat verrassend goed, zelfs tot verbazing van scheikundeleraar Herman Koeners. Een paar weken eerder heeft hij nog volgens de `ouderwetse' methode olie gekraakt, door het te verhitten en over hete staalwol te voeren. ``Maar dat was een demonstratieproef waar twee grote branders bij nodig waren. Dit is een heel mooie illustratie van de kracht van katalysatoren.'

De proef is het idee van Peter van den Brink, die zich op het Shell Research and Technology Centre in Amsterdam bezighoudt met de ontwikkeling van nieuwe katalysatoren. Drie jaar geleden bezocht hij een congres waar scheikundeleraar Aonne Kerkstra van de Interconfessionele Scholengemeenschap Het Westland in Naaldwijk een lezing hield. Hij vertelde daar over een aantal door hemzelf ontwikkelde prakticumproeven met zeolieten, die inmiddels op veel middelbare scholen zijn geïntroduceerd. Van den Brink: ``Ik vroeg me toen af waarom Shell ook niet zoiets zou kunnen doen. Dit soort `moleculaire zeven' worden overal in de petrochemische industrie toegepast en ook Shell doet veel onderzoek op dit gebied. De belangrijkste katalytische toepassing van zeolieten is het katalytisch kraken, een proces waarbij zware aardoliefracties worden afgebroken tot lichtere componenten waaruit weer benzine kan worden gemaakt. Dit proces kan gezien worden als het hart van de moderne raffinaderij en het leek me leuk om dat na te bootsen in een reageerbuis.'

Veel van zijn collega's verklaarden hem voor gek. Er zaten namelijk nogal wat haken en ogen aan de verwezenlijking van het beoogde lespakket. Het vinden van de juiste olie was al niet eenvoudig. Ruwe aardolie viel af, omdat dat giftige en vluchtige componenten bevat. Daarom werd gekozen voor een zware fractie die wordt gebruikt als basis voor smeerolie. Een geschikte katalysator was nog moeilijker te krijgen. Vanzelfsprekend kon geen katalysator worden gebruikt waarvan Shell de samenstelling liever voor zichzelf houdt. Ook moest de `kat' min of meer milieu- en leerlingvriendelijk zijn. Dus geen kleine stofdeeltjes of zware metalen die vrij kunnen komen. Bij toeval bleek dat een van de collega's in Engeland nog een paar tonnen met katalysatordeeltjes wist te staan die aan alle voorwaarden voldeden. Om de belangrijkste concepten aan de leerlingen uit te leggen, werd er ten slotte ook nog een les- en instructieboekje geschreven, dat in samenwerking met de Stichting School en Bedrijf en Shell Nederland werd uitgegeven. Zo ontstond een heel mooi lespakket, dat gratis aan scholen ter beschikking kon worden gesteld. Inmiddels hebben al 250 scholen het pakket aangevraagd.

Als alle leerlingen zo'n twintig minuten later met succes de proef hebben voltooid, maken ze er in groepjes van drie een kort verslag van. Dat vormt geen probleem meer, vooral omdat ze als voorbereiding een vrij uitgebreide werkwijzer hebben moeten invullen. Aan de hand van dit soort `dossieropdrachten', zoals Koeners ze noemt, komen de leerlingen in aanraking met een aantal belangrijke concepten uit de koolstofchemie. Samen met zijn collega Gijs van Eendenburg begon hij vijf jaar geleden met de ontwikkeling van deze lesmethode. Koeners: ``Als er klassikaal les wordt gegeven komt er bedroevend weinig over. Het is daarom belangrijk om de leerlingen zelfstandig aan het werk te krijgen. Maar als je de kwaliteit van dat werk niet direct kunt controleren, moet je het niet doen. Daarom hebben we dit systeem ontwikkeld.'

De leerlingen krijgen weektaken en gaan daarmee zelf aan de slag. Aan de hand van de uitkomsten van eenvoudige proefjes moeten ze een aantal vragen beantwoorden. Die zijn zo opgesteld dat Koeners ze snel kan nakijken en dus ook snel feedback kan geven. Doen ze iets fout, of snappen ze iets niet, dan kunnen ze naar hem toe komen, of het aan een van hun medeleerlingen vragen. Koeners: ``Naarmate het eindexamen nadert, gaan de dossieropdrachten over steeds grotere stukken van de leerstof en wordt er steeds meer van leerlingen zelf verwacht. Eind vorig jaar hebben we bijvoorbeeld een waterproject gehad. De leerlingen geven de bevindingen van hun onderzoek weer met behulp van posters in een presentatie. Zo kun je heel goed toetsen in hoeverre ze de stof begrepen hebben.'

Vorig jaar hielden beide scheikundeleraren een workshop over hun methode tijdens de jaarlijkse conferentie van de NVON, de Nederlandse Vereniging voor Onderwijs in de Natuurwetenschappen. Gezien de enthousiaste manier waarop de leerlingen – van wie de helft bestaat uit meisjes – met de stof bezig zijn, lijkt het inderdaad aan te slaan. Zo illustreert Yu-Man Hau heel beeldend met zijn handen wat er gebeurt ``als een dubbele binding openklapt als er broom in de buurt komt' en wordt er twee tafels verder uitgelegd waar de witte damp vandaan komt, die voornamelijk bestaat uit propeen en buteen.

In het lokaal hangt inmiddels eenzelfde geur als in een benzinestation. Evenals de schroeiplek op het plafond – ``Dat is gebeurd toen meneer Mertens ons wilde laten zien hoe je brandend vet moest blussen' – toont dit aan dat hier serieus en gemotiveerd scheikunde wordt bedreven.