Scenariusz zajęć

Temat: Reakcje charakterystyczne kationów ${\text{Cd}}^{2+}$, ${\text{Cu}}^{2+}$, ${\text{Hg}}^{2+}$, ${\text{Ag}}^{+}$, ${\text{Pb}}^{2+}$

Autor: Wioleta Kopek‑Putała

Przedmiot: chemia

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

Podstawa programowa:

Poziom podstawowy i rozszerzony

Wymagania ogólne

I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń:

1) pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno–komunikacyjnych;

2) ocenia wiarygodność uzyskanych danych.

III. Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń:

1) bezpiecznie posługuje się sprzętem laboratoryjnym i odczynnikami chemicznymi;

2) projektuje i przeprowadza doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje obserwacje, wnioski oraz wyjaśnienia;

3) stawia hipotezy oraz proponuje sposoby ich weryfikacji;

4) przestrzega zasad bezpieczeństwa i higieny pracy.

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:

• dokonuje podziału kationów na grupy analityczne;

• omawia reakcje charakterystyczne wybranych kationów;

• zapisuje równania reakcji charakterystycznych dla poszczególnych kationów;

• zobrazowuje wynik reakcji charakterystycznych kationów;

• omawia, jak przebiega proces identyfikacji próbki pierwotnej w celu wykrycia kationu;

• planuje kolejne kroki w celu wykrycia kationu.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• wirtualne laboratorium chemiczne;

• analiza tekstu źródłowego;

• eksperyment chemiczny;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w grupach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica;

• pisak/kreda.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla grafikę detektywa (np. Sherlock Holms) i pyta uczniów, z czym im się ona kojarzy. Jakimi cechami powinna odznaczać się tego typu osoba? Nauczyciel zaprasza uczniów, aby sami spróbowali zostać chemicznymi detektywami i odkryli, jakie substancje chemiczne ukryły się przed nimi w probówkach.

2. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji.

3. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół pojęcia kationów i ich wykrywania. Nauczyciel sprawdza wiedzę wyjściową uczniów, posiłkując się pytaniami pomocniczymi:

• Co to jest kation?

• Co to jest odczynnik grupowy?

• Jakie kationy zalicza się do I, a jakie do II grupy analitycznej?

• Jak wykryć obecność jonu w próbce?

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy czteroosobowe. Uczniowie losują zadania A lub B.

• Tok postępowania dla grup A.
  Uczniowie analizują tekst źródłowy w e‑materiale dotyczący informacji na temat procedury wykrywania jonu miedzi(II). Na jego podstawie próbują zaplanować ogólny tok postępowania podczas wykrywania kationów.

• Tok postępowania dla grup B.
  Uczniowie analizują tekst źródłowy w e‑materiale dotyczący informacji na temat procedury wykrywania jonu srebra(I). Na jego podstawie próbują zaplanować ogólny tok postępowania podczas wykrywania kationów.
  Uczniowie przygotowują notatki w zeszytach. Nauczyciel wspiera uczniów, ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie, koryguje ewentualne błędy.

2. Prowadzący naprowadza podopiecznych, by zastanowili się na podstawie e‑materiału, czy istnieje jeszcze jakiś jon, którego wykrycie wymaga podobnego toku postępowania.

3. Przedstawiciele grup przedstawiają wyniki swojej pracy, a następnie wymieniają się swoimi notatkami.

4. Eksperyment chemiczny – „Reakcje charakterystyczne kationów ${\text{Cu}}^{2+}$ i ${\text{Ag}}^{+}$”. Nauczyciel dzieli uczniów na dwie grupy zadaniowe: I grupa – wykrywanie kationów ${\text{Cd}}^{2+}$; II grupa – wykrywanie kationów ${\text{Ag}}^{+}$. Uczniowie rozwiązują problem badawczy: Czy kationy miedzi(II) i srebra(I) ulegają reakcjom charakterystycznym, tworząc osady? Nauczyciel rozdaje karty pracy uczniom. Uczniowie formułują hipotezę, pobierają odpowiednie szkło laboratoryjne i odczynniki chemiczne, przeprowadzają reakcje charakterystyczne, zapisują obserwacje, wnioski i równania reakcji w formie jonowej w kartach pracy. Po wyznaczonym czasie chętni uczniowie prezentują efekty pracy na forum klasy, równania reakcji zapisują na tablicy, pozostali uczniowie i nauczyciel weryfikują poprawność merytoryczną wypowiedzi i zapisów.

5. Wirtualne laboratorium. Zadaniem grup jest odtworzenie toku postępowania i wykrycie omawianego kationu z grupy swoich kolegów i koleżanek w wirtualnym laboratorium lub szkolnym laboratorium.

6. Uczniowie, sprawdzając swoją wiedzę, samodzielnie wykonują ćwiczenia w e‑materiale – zestaw ćwiczeń.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, wykorzystując pytania z e‑materiału, np. polecenia do multimedium. Pyta: Na ile grup analitycznych podzielono kationy? Jaki jest odczynnik grupowy I grupy kationów? Jakie kationy zalicza się do II grupy analitycznej? Jak wykryć obecność jonu w próbce?

2. Jako podsumowanie lekcji, nauczyciel może wykorzystać zdania podsumowujące, które uczniowie gromadzą w swoim portfolio:

• Przypomniałam/łem sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudności...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia zawarte w e‑materiale.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Wirtualne laboratorium uczniowie mogą wykorzystać podczas przygotowywania się do lekcji lub do sprawdzianu. Nauczyciel może użyć go również np. na lekcji powtórzeniowej.

Materiały pomocnicze:

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

• Na ile grup analitycznych podzielono kationy?

• Jaki jest odczynnik grupowy I grupy kationów?

• Jakie kationy zalicza się do II grupy analitycznej?

• Jak wykryć obecność jonu w próbce?

2. Nauczyciel dla grup przygotowuje na karteczkach polecenia:

Tok postępowania dla grup A.

• Uczniowie analizują tekst źródłowy w e‑materiale dotyczący informacji na temat procedury wykrywania jonu miedzi(II). Na jego podstawie próbują zaplanować ogólny tok postępowania podczas wykrywania kationów.

Tok postępowania dla grup B.

• Uczniowie analizują tekst źródłowy w e‑materiale dotyczący informacji na temat procedury wykrywania jonu srebra(I). Na jego podstawie próbują zaplanować ogólny tok postępowania podczas wykrywania kationów.

3. Doświadczenie chemiczne: „Reakcje charakterystyczne kationów ${\text{Cu}}^{2+}$ i ${\text{Ag}}^{+}$”

Szkło i sprzęt laboratoryjny: statywy do probówek, probówki, pipety.

Odczynniki chemiczne: wodne roztwory: siarczanu(VI) miedzi(II), wodorotlenku sodu, amoniaku, jodku potasu, chlorowodoru, chromianu(VI) potasu, azotanu(V) srebra(I), kwasu siarkowodorowego.

4. Karty charakterystyk substancji.

5. Karta pracy ucznia: