Scenariusz zajęć

Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: W jaki sposób alkohole reagują z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$?

Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

XIV. Hydroksylowe pochodne węglowodorów − alkohole i fenole. Uczeń:

3) opisuje właściwości chemiczne alkoholi na przykładzie reakcji: spalania, reakcji z $\text{HCl}$, zachowania wobec sodu, utlenienia do związków karbonylowych, eliminacji wody, reakcji z kwasami karboksylowymi; pisze odpowiednie równania reakcji.

Zakres rozszerzony

XIV. Hydroksylowe pochodne węglowodorów − alkohole i fenole. Uczeń:

3) opisuje właściwości chemiczne alkoholi na przykładzie reakcji: spalania, z HCl i HBr, zachowania wobec sodu, utlenienia do związków karbonylowych, eliminacji wody, reakcji z nieorganicznymi kwasami tlenowymi i kwasami karboksylowymi; 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 i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne

Uczeń:

• pisze równania reakcji alkoholi z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$;

• przedstawia mechanizm reakcji substytucji nukleofilowej jednocząsteczkowej alkoholu z halogenowodorem;

• przedstawia mechanizm reakcji substytucji nukleofilowej dwucząsteczkowej alkoholu z halogenenowodorem;

• wyjaśnia różnice w aktywności alkoholi o różnej rzędowości w reakcjach substytucji nukleofilowej.

Strategie nauczania:

• problemowa;

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• doświadczenie chemiczne;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• dyskusja dydaktyczna;

• wirtualne laboratorium;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• 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.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje przykładowe pytanie: Jakim reakcjom chemicznym ulegają alkohole?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się udzielić odpowiedzi na pytania: Czy alkohole reagują z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$? Jeśli tak, to na czym polega ta reakcja chemiczna?

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

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcjach.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel zapisuje na tablicy substraty reakcji wybranego alkoholu z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$ i zwraca się do uczniów, aby spróbowali przewidzieć produkty reakcji, podając ich nazwy systematyczne. Po uzyskaniu prawidłowej odpowiedzi, chętni uczniowie podchodzą do tablicy i uzupełniają równania reakcji chemicznych. Nauczyciel podaje inne przykłady równań reakcji alkoholi z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$, uczniowie zapisują je w zeszytach celem utrwalenia wiadomości. Po wyznaczonym czasie chętni uczniowie zapisują równania na tablicy, a pozostali uczniowie weryfikują poprawność zapisu.

2. Uczniowie analizują treści w e‑materiale dotyczące substytucji nukleofilowej dwu– i jednocząsteczkowej i formułują pytania. Po wyznaczonym czasie, na forum klasy uczniowie zadają swoje pytania, a pozostali udzielają odpowiedzi. Nauczyciel wyjaśnia ewentualnie niezrozumiałe kwestie.

3. Doświadczenie chemiczne – „Próba Lucasa” wg instrukcji podanej w materiałach pomocniczych. Teraz uczniowie wykorzystają wiedzę zdobytą w e–materiale. Nauczyciel poprzez losowanie dzieli uczniów na grupy. Uczniowie wybierają odpowiednie szkło i odczynniki, znajdujące się na stole laboratoryjnym, a następnie przeprowadzają eksperyment. Prowadzący rozdaje karty pracy ucznia. Uczniowie samodzielnie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia, obserwują zmiany podczas doświadczenia, zapisują równania reakcji chemicznych, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym. Nauczyciel wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

4. Wirtualne laboratorium – praca w parach. Uczniowie zapoznają się z medium bazowym, wykonują polecenie do medium bazowego.

5. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, zadając przykładowe pytania:

• Czy alkohole reagują z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$?

• Jakie produkty powstają w reakcji alkoholi z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$?

• Które alkohole ulegają substytucji nukleofilowej jednocząsteczkowej, a które dwucząsteczkowej?

• Jaką reaktywność wykazują alkohole w substytucji nukleofilowej?

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/nauczyłem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Wirtualne laboratorium może zostać wykorzystane podczas przygotowywania się ucznia do sprawdzianu lub do zdobycia wiedzy w razie nieobecności ucznia na lekcji.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Czy alkohole reagują z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$? Jakie produkty powstają w reakcji alkoholi z $\text{HCl}$ i $\text{HBr}$? Które alkohole ulegają substytucji nukleofilowej jednocząsteczkowej, a które dwucząsteczkowej? Jak się przedstawia reaktywność alkoholi w substytucji nukleofilowej?

2. Doświadczenie chemiczne: „Próba Lucasa”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: probówki, statyw do probówek, waga techniczna, naczynko wagowe, łyżeczka, cylinder miarowy, pręcik szklany.

Odczynniki chemiczne: chlorek cynku bezwodny, stężony kwas chlorowodorowy, etanol, propan–2–ol, 2‑metylopropan–2–ol.

Instrukcja wykonania:

• Odważ 9,3 g bezwodnego chlorku cynku.

• W cylindrze miarowym odmierz 6 cmIndeks górny 3³ stężonego kwasu chlorowodorowego.

• Ostrożnie rozpuść chlorek cynku w kwasie chlorowodorowym (odczynnik Lucasa).

• Do trzech probówek wprowadź po ok. 0,2 cmIndeks górny 3³ etanolu, propan–2–olu oraz 2–metylopropan–2–olu.

• Do każdej probówki dodaj 2 cmIndeks górny 3³ odczynnika Lucasa.

• Wstrząśnij probówki.

• Odstaw i obserwuj.

• Zapisz obserwacje, równania reakcji i wnioski.

2. Karty charakterystyk substancji.

3. Karta pracy ucznia: