Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Temat: Reakcja alkenów z wodą

Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym.

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

XIII. Węglowodory. Uczeń:

3) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji (przyłączania): ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$, HCl, ${\text{H}}_2\text{O}$; polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); pisze odpowiednie równania reakcji.

Zakres rozszerzony

XIII. Węglowodory. Uczeń:

4) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji: ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$ i ${\text{Br}}_2$, HCl i HBr, ${\text{H}}_2\text{O}$, polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); opisuje zachowanie alkenów wobec wodnego roztworu manganianu(VII) potasu; pisze odpowiednie równania reakcji.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii;

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne, samokontrola podczas nauki.

Cele operacyjne

Uczeń:

• zapisuje oraz uzgadnia równania reakcji wody z alkenami;

• identyfikuje produkty powstałe w reakcji wody z alkenami i proponuje ich wzory strukturalne oraz nazwy systematyczne;

• sporządza mapę pojęciową wokół tematu addycji elektrofilowej,

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• mapa pojęciowa;

• analiza tekstu źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak;

• podręcznik.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału na której widoczny jest kot pijący wodę. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: czy związki chemiczne mogą być również „spragnione wody”? Uczniowie zastanawiają się, jakie związki reagują z wodą. Nauczyciel zapisuje ich pomysły na tablicy. Zadaje kolejne pytania: czy wiesz, że woda jest środowiskiem reakcji, a czasem bierze w niej udział? W jaki sposób przebiegają reakcje alkenów z wodą?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Sporządzanie mapy pojęciowej wokół tematu addycji elektrofilowej. Efektem sporządzonej mapy pojęciowej ma być uporządkowanie poznanych pojęcia i określenie korelacji miedzy nimi. Uczniowie proponują poznane do tej pory rodzaje addycji do wiązania podwójnego, np. addycja chlorowców, halogenowodorów, wodoru.

3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej z części „przeczytaj” w  e‑materiale mechanizm addycji wody do wiązania podwójnego w alkenie. Uczniowie analizują mechanizm addycji, nauczyciel ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie. Na podstawie opisu mechanizmu uczniowie określają co jest elektrofilem oraz nukleofilem w reakcji addycji wody do alkenów. Następnie zapisują definicję elektrofila oraz nukleofila w zeszycie. Nauczyciel prosi uczniów o podanie przykładów nukleofili na podstawie poznanych do tej pory reakcji addycji.

2. Uczniowie pracują w parach z medium - symulacją interaktywna pt. ,,Reakcja alkenów z wodą”. Uczniowie otrzymują w nim różne alkohole z alkenów. Efektem pracy z medium ma być rozpoznanie rodzajów produktów utworzonych w wyniku addycji wody do cząsteczki alkenu. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów, służy pomocą w razie wątpliwości.

3. Na zakończenie pracy z medium chętni lub wybrani uczniowie omawiają przykłady reakcji hydratacji alkenów i omawiają warunki zachodzenia procesu. Uczniowie formułują rolę katalizatora w tej reakcji, podają jego definicję i podają przykłady katalizatorów w reakcjach addycji wody do wiązania podwójnego, zapisując je na tablicy.

4. Uczniowie w parach sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – sprawdź się. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń z danej pary udziela odpowiedzi. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: Co to znaczy, że związek jest niepolarny? Na czym polega mechanizm reakcji alkenu z wodą? Co to jest elektrofil i nukleofil?

2. Jako podsumowanie lekcji nauczyciel może wykorzystać zdania do uzupełnienia, które uczniowie również zamieszczają w swoim portfolio:

• Dziś nauczyłem/łam się...

• Zrozumiałem/łam, że...

• Zaskoczyło mnie...

• Dowiedziałem/łam się...

• Łatwe było dla mnie...

• Trudność sprawiało mi...

Praca domowa:

1. Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – sprawdź się.

2. Uczniowie analizują wady i zalety reakcji addycji wody do etenu i zastanawiają się, czy tą metodą otrzymywany jest etanol na skalę przemysłową.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Nauczyciel może wykorzystać medium w sekcji „Symulacja” do pracy przed lekcją. Uczniowie zapoznają się z jego treścią i przygotowują do pracy na zajęciach w ten sposób, żeby móc samodzielnie rozwiązać zadania w temacie. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą wykorzystać medium jako źródło informacji dla lepszego zrozumienia materiału i uzupełnienia luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

• Co to znaczy, że związek jest niepolarny?

• Na czym polega mechanizm reakcji alkenu z wodą?

• Co to jest elektrofil i nukleofil?

2. Podręczniki do dyspozycji na lekcji:

• K. H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, tłum. A. Dworak, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.

• R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1985, t. 1.