Autor: Gabriela Iwińska

Temat: Jak otrzymuje się aldehydy i ketony?

Grupa docelowa:

Szkoła ponadpodstawowa, liceum ogólnokształcące, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

XV. Związki karbonylowe − aldehydy i ketony. Uczeń:

5) porównuje metody otrzymywania, właściwości i zastosowania aldehydów i ketonów.

Zakres rozszerzony

XV. Związki karbonylowe − aldehydy i ketony. Uczeń:

4) porównuje metody otrzymywania, właściwości i zastosowania aldehydów i ketonów.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne

Uczeń:

• proponuje najważniejsze metody otrzymywania aldehydów;

• omawia tzw. proces Wackera i reakcję Kuczerowa (substraty i produkty oraz warunki reakcji chemicznych);

• wymienia i omawia sposoby otrzymywania ketonów.

Strategie nauczania:

• strategia asocjacyjna;

• strategia problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• analiza materiału źródłowego oraz ćwiczenia uczniowskie;

• dyskusja;

• technika zdań podsumowujących;

• eksperyment chemiczny;

• burza mózgów.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Prowadzący prosi uczniów, aby zgłaszali swoje propozycje pytań do tematu. Jedna osoba może zapisywać je na tablicy. Gdy uczniowie wyczerpią pomysły, a pozostały jakieś ważne kwestie do poruszenia, nauczyciel je dopowiada.

2. Przedstawienie uczniom tematu: „Jak otrzymuje się aldehydy i ketony?” oraz celów lekcji, a następnie określenie kryteriów sukcesu.

3. Uczniowie poszukują odpowiedzi na zadane przez siebie pytania w pkt. pierwszym w e‑materiale, w podręcznikach tradycyjnych oraz ewentualnie w internecie. Nauczyciel poszerza zdobyte informacje, tłumaczy niejasności lub koryguje błędne spostrzeżenia. Podopieczni mogą postawić następne pytania po zapoznaniu się z treścią ,,Przeczytaj''.”

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcjach.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel dzieli losowo klasę na dwie grupy zadaniowe. Każdej grupie rozdaje arkusz papieru A2 i mazaki, przydziela inne zagadnienie do opracowania w nawiązaniu do bloku tekstowego z e‑materiału (podział, nazewnictwo, budowa oraz przykłady wzorów strukturalnych):

• I grupa – otrzymywanie aldehydów;

• II grupa – otrzymywanie ketonów.

2. Korzystając z informacji zawartych w e‑materiale oraz innych dostępnych źródłach informacji, każda grupa zapoznaje się z materiałem w ramach swojego tematu. Opracowuje go, wszyscy uczniowie w grupie dyskutują, tłumaczą sobie nawzajem niezrozumiałe kwestie oraz się wspólnie uczą. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów, podaje sugestie, ewentualnie wyjaśnia wątpliwości.

3. Dwie wybrane osoby z każdej grupy przedstawiają drugiej grupie wyniki swojej pracy z wykorzystaniem techniki gadająca ściana. Pozostali uczniowie mogą włączać się i dodawać swoje informacje na temat. Nauczyciel uzupełnia wypowiedzi i ewentualnie koryguje błędy.

4. Doświadczenie uczniowskie – „Otrzymywanie aldehydu octowego”. Uczniowie pozostają w tych samych grupach i będą przeprowadzali eksperyment wg instrukcji podanej w materiałach pomocniczych, w którym otrzymają aldehyd octowy. Nauczyciel rozdaje uczniom karty pracy. Podopieczni je wypełniają w trakcie pracy (doświadczenie 1) oraz przygotowują odpowiedni sprzęt i szkło laboratoryjne oraz odczynniki chemiczne. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy i wspiera uczniów. Po zakończeniu liderzy prezentują efekty pracy grupowej. Nauczyciel weryfikuje poprawność merytoryczną wypowiedzi.

5. Doświadczenie: pokaz uczniowski – „Reakcja propan‑2-olu z ${\text{KMnO}}_4$w środowisku kwaśnym”. Uczniowie pozostają w tych samych grupach. Nauczyciel wybiera uczniów do roli asystenta, którzy będą przeprowadzali eksperyment wg instrukcji podanej w materiałach pomocniczych, w którym otrzymają aceton. Uczniowie z pomocą nauczyciela montują zestaw do doświadczenia i przygotowują potrzebne odczynniki chemiczne. Pozostali uczniowie wypełniają karty pracy w trakcie pokazu (doświadczenie 2). Nauczyciel monitoruje przebieg pracy i wspiera uczniów. Po zakończeniu liderzy prezentują efekty pracy grupowej. Nauczyciel i pozostali uczniowie weryfikują poprawność merytoryczną wypowiedzi.

6. Uczniowie w parach pracują z wykorzystaniem wirtualnego laboratorium, wykonując zawarte tam polecenia. Uczniowie uzupełniają wirtualny dzienniczek – potrzebne odczynniki chemiczne, szkło laboratoryjne, przebieg doświadczenia, obserwacje i wnioski. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów, wspiera ich, wyjaśnia niezrozumiałe kwestie. Chętni uczniowie na forum przedstawiają wyniki pracy, a nauczyciel weryfikuje je pod kątem poprawności.

7. Przedstawienie wniosków. Chętne lub wybrane przez prowadzącego osoby przedstawiają efekty swojej pracy na forum klasy i zapisują poprawne odpowiedzi na tablicy. Nauczyciel uzupełnia oraz wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

8. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – sprawdź się.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza stan wiedzy uczniów po przeprowadzonej lekcji zadając przykładowe pytania: czym jest proces Wackera? Na czym polega reakcja Kuczerowa? Jak możemy otrzymać ketony? Jaka jest najważniejsza metoda otrzymywania aldehydów?

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

   • Przypomniałem/łam sobie, że...

   • Co było dla mnie łatwe...

   • Czego się nauczyłem/łam...

   • Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

1. Dokończenie zadań z zestawu ćwiczeń interaktywnych – dla uczniów, którzy nie zdążyli wykonać na lekcji.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): czym jest proces Wackera? Na czym polega reakcja Kuczerowa? Jak możemy otrzymać ketony? Jaka jest najważniejsza metoda otrzymywania aldehydów?

2. Doświadczenie chemiczne I - „Czy etanol zareaguje z tlenkiem miedzi(II) w podwyższonej temperaturze?”:

Odczynniki chemiczne: etanol, tlenek miedzi(II).

Sprzęt i szkło laboratoryjne: probówki, łapy do probówek, statyw do probówek, palnik gazowy, zapalniczka/zapałki, pipeta.

Instrukcja wykonania:

• Do probówki wlej ok 2 cmIndeks górny 3³ etanolu, a następnie wsyp 1/3 łyżeczki tlenku miedzi(II).

• Probówkę podgrzewaj w płomieniu palnika.

• Obserwuj zmiany w probówce wykorzystując wszystkie zmysły (w tym powonienia).

3. Doświadczenie chemiczne II – „Reakcja propan‑2-olu z KMnOIndeks dolny 4  Indeks dolny koniec₄ w środowisku kwaśnym”  (otrzymywanie acetonu).

Sprzęt i szkło laboratoryjne: kolba okrągłodenna, podgrzewacz elektryczny, nasadka destylacyjna, wkraplacz, chłodnica Liebiga, kolba stożkowa jako odbieralnik umieszczona w wanience chłodzącej z zimną wodą (może być krystalizator), statyw laboratoryjny z chwytnymi łapkami, kamyki wrzenne, lejek, menzurka. pipeta.

Odczynniki chemiczne: propan‑2-ol, stężony dichromianu(VI) potasu, stężony kwasu siarkowego(VI),

Instrukcja wykonania:

• Wrzuć do kolby okrągłodennej kilka kamyków wrzennych (3‑4).

• Do kolby okrągłodennej wlej ok 10 cmIndeks górny 3³ alkoholu drugorzędowego: propan‑2-olu.

• Przygotuj mieszaninę reakcyjną ze stężonego dichromianu(VI) potasu (ok. 5 cmIndeks górny 3³) i stężonego kwasu siarkowego(VI) (ok. 1 cmIndeks górny 3³).

• Mieszaninę reakcyjną wlej do wkraplacza.

• Włącz podgrzewacz elektryczny ogrzewający zawartość kolby okrągłodennej.

• Jeżeli alkohol w kolbie osiągnie stan wrzenia ustaw wkraplacz tak, by bardzo małym strumieniem wpływała mieszanina reakcyjna do alkoholu.

• Obserwuj zmiany w kolbie i w odbieralniku.

• Za pomocą zmysłu powonienia sprawdź zapach substancji w odbieralniku.

4. Karta pracy ucznia:

5. Karty charakterystyk substancji: etanolu, tlenku miedzi(II), propan‑2-olu, kwasu siarkowego(VI), ${\text{KMnO}}_4$.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

• Wirtualne laboratorium uczniowie mogą wykorzystać przygotowując się do sprawdzianu.