Scenariusz zajęć

Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jak przebiega utlenianie alkoholi do związków karbonylowych?

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

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

3) opisuje właściwości chemiczne alkoholi na przykładzie reakcji: spalania, reakcji z 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 i uzgadnia równania reakcji chemicznych alkoholi pierwszorzędowych z tlenkiem miedzi(II) w podwyższonej temperaturze;

• pisze i uzgadnia równania reakcji chemicznych alkoholi drugorzędowych z tlenkiem miedzi(II) w podwyższonej temperaturze;

• ustala stopnie utlenienia atomów węgla w związkach organicznych;

• projektuje doświadczenie chemiczne mające na celu odróżnienie alkoholi o różnej rzędowości, wykorzystujące różnice w przebiegu ich łagodnego utleniania.

Strategie nauczania:

• problemowa;

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• eksperyment chemiczny;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• wirtualne laboratorium;

• technika kieszeń i szuflada;

• 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.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje treści zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału.

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: Jak przebiega reakcja utleniania alkoholi do związków karbonylowych?

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. Uczniowie samodzielnie analizują treści zawarte w e‑materiale dotyczące mechanizmów reakcji utleniania alkoholi. Po wyznaczonym czasie nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej z e‑materiału przykłady takich reakcji i na forum klasy uczniowie ze wsparciem nauczyciela omawiają mechanizmy.

2. Eksperyment chemiczny – „Badanie reakcji utleniania alkoholi o różnej rzędowości”. Nauczyciel poprzez losowanie dzieli uczniów na grupy. Uczniowie wybierają odpowiednie szkło i odczynniki, znajdujące się na stole laboratoryjnym, a następnie przeprowadzają eksperyment wg instrukcji zawartej w materiałach pomocniczych. Nauczyciel rozdaje karty pracy ucznia. Uczniowie samodzielnie formułują pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia, obserwują zmiany podczas eksperymentu, zapisują równanie reakcji chemicznej, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Następnie na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym. Nauczyciel wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

3. Wirtualne laboratorium – praca w parach. Uczniowie zapoznają się z medium bazowym i badają przebieg reakcji utleniania alkoholi do związków karbonylowych oraz wykonują zawarte tam ćwiczenia.

4. Nauczyciel rozdaje uczniom karty, na których z jednej strony narysowany jest wzór strukturalny alkoholu, a z drugiej strony wzór związku karbonylowego, do którego utlenia się dany alkohol. Uczniowie rysują w zeszytach wzory związków karbonylowych powstałych pod wpływem łagodnego utleniania z danych alkoholi oraz sprawdzają poprawność wyniku.

5. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Uczniowie wykonują zadania 5‑8. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń z danej pary udziela odpowiedzi/prezentuje rozwiązanie na tablicy. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując ewentualnie swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

1. Kieszeń i szuflada. Nauczyciel rozdaje uczniom sklerotki. Prowadzący zajęcia rysuje na tablicy kieszeń, a obok niej zapisuje „Co zabieram ze sobą?”. Tutaj uczeń ma wpisać to, co wyniósł z zajęć, co do niego szczególnie przemówiło, co się spodobało lub co mu się przyda w przyszłości. Poniżej nauczyciel rysuje szufladę i białą plamę. Obok szuflady zapisuje „Co mi się nie przyda?”, a obok białej plamy „Czego zabrakło?”. Poniższe rysunki uczeń wypełnia sklerotkami z zapisanymi krótkimi zdaniami, równoważnikami zdań lub kluczowymi słowami. Jest to okazja także do analizy przebiegu zajęć i szybkiej powtórki.

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/łem...

• 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. Polecenie podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

• Jakie produkty otrzymamy w wyniku utleniania alkoholi pierwszorzędowych?

• Co jest produktem utleniania alkoholi drugorzędowych?

• Jaka jest rola tlenku miedzi(II) użytego w podwyższonej temperaturze do alkoholu?

2. Doświadczenie chemiczne „Badanie reakcji utleniania alkoholi o różnej rzędowości”.

Szkło i sprzęt laboratoryjny: probówki, statyw na probówki, łapy metalowe, palnik spirytusowy, zapałki/zapalniczka.

Odczynniki chemiczne: etanol, propan‑2-ol, 2‑metylopropan‑2-ol, miedź.

Instrukcja wykonania:

• Do trzech probówek wlej kilka cmIndeks górny 3³ etanolu, propan‑2-olu oraz 2‑metylopropan‑2-olu, następnie odłóż probówki do statywu.

• Drut miedziany umieść w łapie metalowej i ogrzej w płomieniu palnika spirytusowego (aż do czerwoności).

• Obserwuj wygląd drutu miedzianego po ostygnięciu.

• Drut miedziany ponownie ogrzej w płomieniu palnika spirytusowego.

• Rozżarzony drut zanurz w probówce z etanolem.

• Porównaj wygląd drutu miedzianego po wyciągnięciu z roztworu.

• Czynności powtórz dla probówki z propan‑2-olem oraz 2‑metylopropan‑2-olem.

3. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

4. Nauczyciel przygotowuje sklerotki (samoprzylepne karteczki) oraz karty, na których z jednej strony narysowany jest wzór strukturalny alkoholu, a z drugiej strony wzór związku karbonylowego, do którego utlenia się dany alkohol.

5. Karta pracy ucznia: