Autor: Gabriela Iwińska

Temat: Obliczenia na podstawie równań reakcji chemicznych

Grupa docelowa:

Szkoła ponadpodstawowa, liceum ogólnokształcące, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

I. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Uczeń:

5) wykonuje obliczenia dotyczące: liczby moli oraz mas substratów i produktów (stechiometria wzorów i równań chemicznych), objętości gazów w warunkach normalnych, po zmieszaniu substratów w stosunku stechiometrycznym.

Zakres rozszerzony

I. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Uczeń:

7) wykonuje obliczenia, z uwzględnieniem wydajności reakcji, dotyczące: liczby moli oraz mas substratów i produktów (stechiometria wzorów i równań chemicznych), objętości gazów w warunkach normalnych, po zmieszaniu substratów w stosunku stechiometrycznym i niestechiometrycznym.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

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

Cele operacyjne:

Uczeń:

• analizuje równania reakcji chemicznej i wyznacza współczynniki stechiometryczne w równaniach reakcji chemicznych;

• na podstawie uzgodnionych równań reakcji chemicznych obliczy liczbę moli, indywiduów chemicznych, masę, objętość reagentów biorących udział w reakcji chemicznej;

• szacuje ilość substancji chemicznych potrzebnych do zajścia reakcji chemicznej.

Strategie nauczania:

• strategia asocjacyjna;

• uczenie przez działanie.

Metody i techniki nauczania:

• analiza materiału źródłowego oraz ćwiczenia uczniowskie;

• dyskusja;

• technika zdań podsumowujących;

• burza mózgów;

• film.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje uczniom pytania, zaciekawiając tematem. Przykładowe pytania: Dlaczego ważne jest, by dodawać do reakcji chemicznych odpowiednią ilość substancji? Czym to grozi? Czy potraficie oszacować, ile potrzeba danego substratu?

2. Ustalenie celu lekcji i kryteriów sukcesu oraz przedstawienie tematu zajęć: „Obliczenia na podstawie równań reakcji chemicznych”.

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie na forum klasy wymieniają się posiadanymi informacjami na temat, jak dobrać ilości substratów, aby osiągnąć największą wydajność reakcji chemicznej.

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie samodzielnie analizują tekst źródłowy zawarty w e‑materiale w sekcji „Przeczytaj”, zwracając uwagę na takie pojęcia, jak katalizator, stechiometria oraz reagent. Chętni uczniowie interpretują te pojęcia na forum klasy.

2. Uczniowie pracują parami z wykorzystaniem filmu samouczek zawartego w e‑materiale. Przypominają sobie obliczanie liczby moli, liczby cząsteczek, masy oraz objętości pierwiastków gazowych, obliczanie procentu masowego pierwiastków oraz jak w praktyce rozwiązywać zadania oparte na równaniach reakcji chemicznych.

3. Te same pary rozwiązują ćwiczenie zawarte w multimedium. Jedna para, wskazana przez prowadzącego zajęcia, rozwiązuje zadanie na tablicy. Następnie nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej film samouczek przedstawiający poprawność rozwiązania zadania. Uczniowie weryfikują poprawność rozwiązanego zadania na tablicy.

4. Nauczyciel dzieli uczniów na trzy grupy, każda z grup otrzymuje zadania obliczeniowe (zad. 6, 7, 8 – zawarte w e‑materiale „sprawdź się”). Uczniowie w grupach rozwiązują zadania w podanym czasie. Następnie chętna lub wskazana osoba z każdej grupy przedstawia rozwiązanie na forum klasy. Pozostali uczniowie sprawdzają poprawność zadań, zadają pytania, jeżeli wystąpią jakieś niejasności. Nauczyciel kontroluje poprawność udzielonych odpowiedzi i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel omawia przebieg zajęć, wskazuje mocne i słabe strony pracy uczniów, udzielając im tym samym informacji zwrotnej.

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

   • Przypomniałem/łam sobie, że...

   • Co było dla mnie łatwe...

   • Czego się nauczyłem/łam...

   • Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

1. Uczniowie wykonują pozostałe zadania z e‑materiału – zestaw ćwiczeń.

Materiały pomocnicze:

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

• L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna : cząsteczki, materia, reakcje, tłum. J. Kuryłowicz, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

• Medium w sekcji „Film samouczek” można wykorzystać jako materiał służący powtórzeniu materiału w temacie „Obliczenia na podstawie równań reakcji chemicznych”.