Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Miareczkowanie alkacymetryczne w obecności wskaźnika

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

Podstawa programowa:

Poziom podstawowy i rozszerzony

Wymagania ogólne

II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń:

5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych z zastosowaniem metody naukowej;

6) stosuje poprawną terminologię;

7) wykonuje obliczenia dotyczące praw chemicznych.

Poziom rozszerzony – wymagania szczegółowe

VI. Reakcje w roztworach wodnych. Uczeń:

6) przewiduje odczyn roztworu po reakcji substancji zmieszanych w ilościach stechiometrycznych i niestechiometrycznych;

9) pisze równania reakcji: zobojętniania, wytrącania osadów i wybranych soli z wodą w formie jonowej pełnej i skróconej.

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:

• definiuje pojęcia: titrant, roztwór mianowany, alkacymetria, analit, punkt równoważnikowy, punkt końcowy;

• interpretuje i rozróżnia krzywe miareczkowania dla układów: mocny kwas‑mocna zasada, mocny kwas‑słaba zasada, słaby kwas‑mocna zasada;

• wykonuje obliczenia związane z miareczkowaniem alkacymetrycznym;

• wyjaśnia funkcję wskaźników kwasowo‑zasadowych stosowanych w miareczkowaniu alkacymetrycznym.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• pogadanka;

• analiza tekstu źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• dyskusja dydaktyczna;

• metodą JIGSAW;

• wirtualne laboratorium;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• 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;

• podręczniki.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału, na której widoczne są cytryny oraz tabletki z witaminą C. Nauczyciel zadaje pytanie: Czy wiesz, ile witaminy C przyjmujesz? W jaki sposób oznaczyć zawartość witaminy C w tabletce lub porcji soku owocowego? Czy wiesz, na czym polega miareczkowanie alkacymetryczne i jak je wykonać?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Nauczyciel omawia z uczniami na czym polega reakcja zobojętniania. Uczniowie podają przykłady reakcji, a nauczyciel zapisuje je na tablicy.

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

Faza realizacyjna:

1. Praca z tekstem. Nauczyciel prosi uczniów, by zapoznali się z częścią „Przeczytaj”. Nauczyciel zapowiada, że po każdym przeczytanym fragmencie uczniowie dostaną konkretne zadanie do wykonania.

2. Uczniowie samodzielnie zapoznają się z fragmentem „Wstęp do analizy objętościowej”. Po przeczytaniu fragmentu, nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy czteroosobowe i rozdaje sprzęt, szkło laboratoryjne oraz karteczki samoprzylepne. Zadaniem uczniów jest zmontowanie zestawu do miareczkowania i opisanie go przy użyciu tych karteczek. W opisach grupy mają użyć pojęć: analit, titrant, roztwór mianowany. Zmontowany sprzęt pozostaje na stolikach uczniów.

3. Następnie nauczyciel dzieli tablicę na dwie części przy pomocy kredy i prosi, by grupy opracowały odpowiedź na zagadnienie: „Titrant w alkalimetrii oraz acydymetrii – przykłady roztworów”. Do rozwiązania problemu poleca skorzystanie z kolejnego fragmentu części „Przeczytaj” e‑materiału, „Miareczkowanie alkacymetryczne” oraz dostępnych innych źródeł informacji. Grupy sygnalizują nauczycielowi gotowość do udzielenia odpowiedzi, po czym lider każdej grupy zapisuje na tablicy propozycje. Nauczyciel weryfikuje poprawność wykonania zadania, po czym wspólnie z uczniami ustala poprawną definicję alkalimetrii oraz acydymetrii. Powrót do fazy wstępnej w nawiązaniu do istoty reakcji zobojętniania.

4. Praca metodą JIGSAW. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na cztery grupy i prosi o zapoznanie się z fragmentami „wskaźniki chemiczne” oraz „krzywe miareczkowania alkacymetrycznego” w części „przeczytaj” e‑materiału. Każdy uczestnik grupy zostaje ekspertem, który w istotny sposób przyczyni się do sukcesu całej grupy. Każdy uczeń występuje w roli uczącego się i nauczającego. Nauczyciel przydziela im różne zagadnienia do opracowania. Każda grupa zapoznaje się z informacjami w ramach swojego zagadnienia, korzystając z e‑materiału, podręcznika tradycyjnego oraz internetu. W opracowaniach, grupy zwracają uwagę na wzory, kształt krzywych miareczkowania, warunki zachodzenia danego zjawiska. Każda grupa powinna podać przynajmniej jeden rodzaj wskaźnika chemicznego używanego w danym przypadku. Dodatkowo powinna zwrócić uwagę na titrant umieszczany w biurecie i podać przykłady roztworów używanych w danej grupie. Do tego celu wykorzystują przykłady roztworów zapisanych na tablicy. Efektem pracy powinno być wspólne opracowanie na podstawie dyskusji oraz wzajemnej nauki:

• I grupa – miareczkowanie mocnego kwasu mocną zasadą;

• II grupa- miareczkowanie mocnej zasady przy pomocy mocnego kwasu;

• III grupa – miareczkowanie słabego kwasu przy użyciu mocnej zasady;

• IV grupa – miareczkowanie słabej zasady przy pomocy mocnego kwasu.

5. Na umówiony znak uczniowie tworzą nowe grupy, tak, aby w każdej nowej grupie znaleźli się eksperci z wszystkich pozostałych grup. Eksperci kolejno relacjonują to, czego nauczyli się w swoich pierwotnych grupach, czyli ekspert grupy I uczy pozostałych tego, czego się nauczył sam przed chwilą itd. Uczący uczestnicy przekazują wiedzę pozostałym. Każda z grup w ten sposób zapoznaje się z całym materiałem przewidzianym do realizacji na danej jednostce lekcyjnej.

6. Eksperci wracają do swoich pierwotnych grup, konfrontują zdobytą wiedzę, uzupełniają, sprawdzają, czy wszyscy posiadają zbieżne informacje w omawianych kwestiach.

7. Nauczyciel monitoruje cały przebieg pracy uczniów, kontroluje czas, wspiera uczniów i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

8. Wirtualne laboratorium – praca w parach. Uczestnicy zajęć zapoznają się z medium bazowym. Wykonują polecenie do medium bazowego. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów, wspiera ich.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie na planszy z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania, np. co 5–10% zaznaczają cenkami w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. W przypadku, gdy bateria nie jest naładowana w 100%, zastanawiają się w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?

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 sprawdzają swoją wiedzę i samodzielnie wykonują polecenia zawarte w e‑materiale z częścią „Sprawdź się”.

2. Uczniowie wyszukują w dostępnych źródłach informacji praktycznych zastosowań miareczkowania alkacymetrycznego z podaniem przykładów.

3. Uczniowie zapoznają się z przykładem nr 1 zawartym w e‑materiale w części „Przeczytaj”.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Nauczyciel może wykorzystać medium w sekcji „Wirtualne laboratorium” 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 do uzupełnienia luk kompetencyjnych.

Materiały pomocnicze:

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

• Wymień znane Ci wskaźniki alkacymetryczne.

• Jakie są kryteria doboru wskaźników alkacymetrycznych?

2. Sprzęt i szkło laboratoryjne: statywy laboratoryjne, biurety, kolby stożkowe, pipety, lejki.

3. Podręczniki do dyspozycji na lekcji:

• J. Minczewski , Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej, wyd. 10, Warszawa 2011.

• Chemia analityczna. Podstawy klasycznej analizy ilościowej, pod red. A. Persony, Warszawa 2007.