Scenariusz zajęć

Autor: Krzysztof Błaszczak, Aleksandra Marszałek‑Harych

Przedmiot: chemia

Temat: Prawo działania mas i stała równowagi reakcji

Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń:

7) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stan równowagi dynamicznej i stała równowagi; pisze wyrażenie na stałą równowagi danej 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:

• definiuje prawo działania mas;

• analizuje wykres zależności zmian stężenia substratów i produktów oraz szybkości od czasu przed i po osiągnięciu stanu równowagi;

• pisze wyrażenia na stałe równowagi reakcji i oblicza ich wartości;

• ustala stężenia reagentów przed osiągnięciem stanu równowagi.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• eksperyment;

• film samouczek;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika zdań podsumowujących.

Forma pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami/smartfony/tablety z dostępem do Internetu;

• podręczniki tradycyjne;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel pyta uczniów: Do zapisu równania reakcji chemicznej używamy jednej strzałki od substratów do produktów – co to oznacza? Czy założenie, że substraty całkowicie przereagują, tworząc nowe produkty, jest prawdziwe? Podajcie przykłady reakcji, które przebiegają od substratów do produktów aż do całkowitego wyczerpania substratów.

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół pytania nauczyciela. Nauczyciel pyta uczniów: Czy istnieją reakcje, w których używamy strzałek w dwie strony? Jak się nazywają?

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

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, jakie zostaną użyte w czasie lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Na podstawie burzy mózgów z fazy wstępnej, nauczyciel proponuje przeanalizowanie reakcji zobojętnienia słabego kwasu octowego mocną zasadą- wodorotlenkiem sodu. Uczniowie proszeni są o zapisanie równania tej reakcji chemicznej w zeszytach. Nauczyciel pyta wybranego ucznia „W jakim stosunku molowym reagują ze sobą reagenty?”.

2. Na podstawie tych informacji, zostaje przeprowadzone doświadczenie 1. Nauczyciel wyznacza ucznia do roli asystenta przeprowadzającego doświadczenie wg instrukcji (materiał pomocniczy).

3. Po przeprowadzonym doświadczeniu, nauczyciel zadaje uczniom pytania: O czym świadczy malinowe zabarwienie roztworu? Czy użyte ilości zasady i kwasu są stechiometryczne? Uczniowie formułują na forum klasy wnioski, zapisują w zeszytach.

4. Nauczyciel wyznacza kolejnego ucznia do roli asystenta przeprowadzającego doświadczenie 2 wg instrukcji (materiał pomocniczy).

5. Po przeprowadzonym doświadczeniu, nauczyciel zadaje uczniom pytanie: O czym świadczy malinowe zabarwienie roztworu? Uczniowie formułują na forum klasy wnioski, zapisują w zeszytach.

6. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: Jaki przykład reakcji chemicznych był zaprezentowany podczas pokazów?

7. Uczniowie samodzielnie analizują treści w e‑materiale dotyczące prawa działania mas. Po analizie treści, uczniowie mają za zadanie dla obydwu przedstawionych reakcji z doświadczeń zapisać w zeszytach odpowiednie wyrażenia na stałe równowagi reakcji oraz odszukać w tablicach wartości stałych równowagi dla tych reakcji.

8. Uczniowie mają za zadanie napisać wyrażenia na stałe równowagi reakcji dla kilku przykładowych reakcji np.:

• ${\text{2SO}}_2{\text{(g) + O}}_2{\text{(g) ⇌ 2SO}}_3\text{(g)}$;

• ${\text{COCl}}_2{\text{(g) ⇌CO(g) + Cl}}_2\text{(g)}$;

• ${\text{H}}_2{\text{(g) + Cl}}_2\text{(g) ⇌ 2HCl(g)}$.

9. Uczniowie analizują w parach film samouczek.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów, zadając przykładowe pytania: Jak symbolicznie wyraża się prawo zachowania mas? O czym świadczą w stanie równowagi duże wartości stałej równowagi chemicznej? Za pomocą czego wyraża się stałe równowagi chemicznej?

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Dziś nauczyłem/łam się...

• Zrozumiałem/łam, że...

• Zaskoczyło mnie...

• Dowiedziałem/łam się...

• Łatwe było dla mnie...

• Trudne było dla mnie...

Praca domowa:

Nauczyciel prosi uczniów o wykonanie wszystkich pozostałych ćwiczeń zawartych w e‑materiale, których nie zdążyli rozwiązać na lekcji. Dodatkowo dla chętnych proponuje wykonanie przykładu dowolnej reakcji i na jej podstawie opracowanie doświadczenia, które pozwoli przedstawić reakcję nieodwracalną i odwracalną – podobnie jak to miało miejsce na lekcji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek może być wykorzystany jako medium do przygotowania do zajęć i do sprawdzianu, a także jako uzupełnienie wiedzy w przypadku nieobecności ucznia w szkole.

Materiały pomocnicze:

1. Doświadczenie 1:

Sprzęt i szkło laboratoryjne: statyw do probówek, pipety, probówki, bagietka.

Odczynniki chemiczne: roztwór CuClIndeks dolny 2₂ o stężeniu 1 mol/dmIndeks górny 3³ i roztwór HCl o stężeniu 1 mol/dmIndeks górny 3³, roztwór fenoloftaleiny.

Instrukcja do doświadczenia:

• Do probówki wprowadź stechiometryczne ilości (uczniowie przeliczają i podają dane) mianowanego roztworu CuClIndeks dolny 2₂ (1 mol/dmIndeks górny 3³) oraz 1 mol/dmIndeks górny 3³ roztwór HCl, całość wymieszaj.

• Dodaj do otrzymanego roztworu 3 krople roztworu fenoloftaleiny.

• Obserwuj zmiany.

2. Doświadczenie 2:

Sprzęt i szkło laboratoryjne: statyw do probówek, pipety, probówki, bagietka.

Odczynniki chemiczne: woda destylowana, etanian sodu, fenoloftaleina.

Instrukcja do doświadczenia:

• Do probówki wprowadź ok. 15 cmIndeks górny 3³ wody destylowanej.

• Dodaj do tej probówki z wodą szczyptę stałego etanianu sodu i całość wymieszaj do całkowitego rozpuszczenia tej substancji.

• Następnie do tak przygotowanej próbki dodaj trzy krople roztworu fenoloftaleiny.

• Obserwuj zmiany.

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

• Jak symbolicznie wyraża się prawo zachowania mas?

• O czym świadczą w stanie równowagi duże wartości stałej równowagi chemicznej?

• Za pomocą czego wyraża się stałe równowagi chemicznej?