Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Temat: Reakcja alkenów z wodą bromową i chlorową – powstawanie halogenohydryn

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

XIII. Węglowodory. Uczeń:

3) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji (przyłączania): ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$, HCl, ${\text{H}}_2\text{O}$; polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); pisze odpowiednie równania reakcji.

Zakres rozszerzony

XIII. Węglowodory. Uczeń:

4) opisuje właściwości chemiczne alkenów na przykładzie reakcji: spalania, addycji: ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$ i ${\text{Br}}_2$, HCl i HBr, ${\text{H}}_2\text{O}$, polimeryzacji; przewiduje produkty reakcji przyłączenia cząsteczek niesymetrycznych do niesymetrycznych alkenów na podstawie reguły Markownikowa (produkty główne i uboczne); opisuje zachowanie alkenów wobec wodnego roztworu manganianu(VII) potasu; 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, samokontrola podczas nauki.

Cele operacyjne

Uczeń:

• pisze równania reakcji cząsteczek chloru i bromu z alkenami w obecności wody;

• identyfikuje produkty powstałe w reakcji wody bromowej i chlorowej z alkenami i proponuje ich wzory strukturalne;

• analizuje zmiany wizualne zachodzące podczas reakcji wody bromowej i chlorowej z alkenami;

• projektuje doświadczenie chemiczne mające na celu wykrycie wiązania podwójnego w cząsteczce alkenu.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• pogadanka;

• mapa myśli;

• analiza tekstu źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• eksperyment uczniowski;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• 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;

• podręcznik.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i pogadanka. Nauczyciel zadaje pytania ze wstępu do lekcji: co powstaje w wyniku reakcji bromu z alkenem? Co się stanie, jeśli w środowisku reakcji znajdą się cząsteczki wody? Czym jest woda chlorowa i bromowa i jak przebiegają reakcje z alkenami w ich obecności? Na czym polega reakcja addycji elektrofilowej?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Sporządzanie mapy pojęciowej wokół tematu addycji elektrofilowej. Efektem sporządzonej mapy pojęciowej ma być poznanie definicji: addycja, elektrofil. Uczniowie proponują poznane do tej pory rodzaje addycji do wiązania podwójnego, np. addycja chlorowców czy chlorowcowodorów.

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, na podstawie definicji addycji, proponują produkty reakcji addycji cząsteczki bromu do etenu w obecności wody, zapisując ich wzory na tablicy.

2. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej z części „Przeczytaj” w  e‑materiale – mechanizm reakcji addycji cząsteczki bromu do etenu. Uczniowie analizują go i porównują produkt reakcji z zaproponowanym wcześniej przez siebie, po czym formułują wniosek dotyczący roli wody w reakcji addycji  chlorowców do wiązania podwójnego.

3. Nauczyciel odwołuje uczniów do symulacji interaktywnej, w której pracują pod dygestorium z wodą bromową/chlorową i różnymi alkenami. Następnie uczniowie rozwiązują w parach zadania załączone do medium.

4. Eksperyment chemiczny. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy, rozdaje sprzęt i szkło laboratoryjne oraz odczynniki chemiczne. Uczniowie przeprowadzają eksperyment. Zadaniem uczniów jest wykonanie polecenia nr 1 z części „Przeczytaj”, w którym mają zaproponować problem badawczy, postawić hipotezę, obserwować zmiany podczas eksperymentu i sformułować wnioski. Po wyznaczonym czasie, chętna osoba z każdej grupy zapisuje propozycje rozwiązania problemu na tablicy. Następnie uczniowie wraz z nauczycielem ustalają jedną wspólną wersję i porównują ją z odpowiedzią zamieszczoną w e‑lekcji.

5. W trakcie dyskusji nauczyciel zadaje uczniom pytanie o warunki zachodzenia reakcji wody bromowej i chlorowej z alkenami.

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

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: co to jest woda bromowa i woda chlorowa? Jakie są korzyści z zastosowania addycji elektrofili do alkenów? Na czym polega reakcja bromu z alkenem w roztworze wodnym?

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

2. Uczniowie przygotowują dwa zadania maturalne dotyczące reakcji wody bromowej i chlorowej z alkenami. Zadania mają różnić się od tych zaproponowanych w treści e‑materiału. Uczniowie ustalają punktację za poszczególne zadania i uwzględniają rozwiązanie.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Nauczyciel może wykorzystać symulację interaktywną 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.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Co to jest woda bromowa i woda chlorowa? Jakie są korzyści z zastosowania addycji elektrofili do alkenów? Na czym polega reakcja bromu z alkenem w roztworze wodnym?

2. Podręczniki do dyspozycji na lekcji:

• K. Dudek‑Różycki , M. Płotek, T. Wichur, Kompendium terminologii oraz nazewnictwa związków organicznych. Poradnik dla nauczycieli i uczniów, Wydawnictwo Szkolne OMEGA, Kraków 2020.

• K. Dudek‑Różycki , M. Płotek, T. Wichur, Węglowodory. Repetytorium i zadania, Wydawnictwo Szkolne OMEGA, Kraków 2020.

• K. H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, tłum. A. Dworak, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2014.

• R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010, t. 1.

2. Karty charakterystyk substancji niebezpiecznych – woda chlorowa i bromowa.

3. Sprzęt i szkło laboratoryjne, odczynniki chemiczne oraz instrukcja wykonania doświadczenia – patrz polecenie nr 1 w e‑materiale.