Scenariusz zajęć

Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: W jaki sposób alkohole reagują z ${\text{KMnO}}_4$ w środowisku kwasowym?

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

Podstawa programowa:

Zakres rozszerzony

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

6) pisze równanie reakcji manganianu(VII) potasu (w środowisku kwasowym) z alkoholem (np. z etanolem, etano‑1,2‑diolem).

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:

• bada zachowanie alkoholi wobec manganianu(VII) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI);

• projektuje doświadczenie chemiczne, którego celem jest utlenienie alkoholu za pomocą manganianu(VII) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI);

• pisze i bilansuje równania reakcji alkoholi z manganianem(VII) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI).

Strategie nauczania:

• problemowa;

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• eksperyment chemiczny;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• wirtualne laboratorium;

• technika termometr;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i z 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 zadaje pytania: co stanie się z winem gdy pozostawimy otwarta butelkę na noc? Dlaczego wino skwaśniało? Jakiej uległo reakcji? Czy inne alkohole też tak będą reagować?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Nauczyciel zadaje uczniom pytanie: w jaki sposób zachowują się alkohole w kontakcie z manganianem(VII) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI)?

3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują na kartkach i gromadzą w portfolio.

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

Faza realizacyjna:

1. Eksperyment chemiczny – „Utlenianie alkoholi o różnej rzędowości za pomocą roztworu manganianu(VII) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI)”. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy, rozdaje karty pracy. Uczniowie wybierają odpowiednie szkło, sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne. Uczniowie samodzielnie formułują pytanie badawcze i hipotezę, rysują schemat doświadczenia i wykonują kolejno czynności podane w instrukcji (patrz materiały pomocnicze). Uczniowie obserwują zmiany podczas eksperymentu, zapisują równania reakcji chemicznych, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych przez liderów grup efektów pracy. Równania reakcji chemicznych w formie cząsteczkowej, jonowej i jonowej skróconej uczniowie zapisują na tablicy celem sprawdzenia poprawności zapisu. Powrót do fazy wstępnej i skonfrontowanie podanej informacji przez uczniów. Nauczyciel wyjaśnia ewentualnie zaistniałe niezrozumiałe kwestie.

2. Nauczyciel losowo dzieli uczniów na kilka grup. Uczniowie w grupach losują karteczki z nazwami systematycznymi trzech alkoholi (zestawy w materiałach pomocniczych). Zadaniem uczniów jest zapisać równania reakcji chemicznej wylosowanych alkoholi z manganianem(VII) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI) w formie cząsteczkowej, jonowej i jonowej skróconej.

3. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Wykonują zadania. 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. Ćwiczenia, których uczniowie nie zdążą wykonać podczas lekcji mogą być zlecone do wykonania w ramach pracy domowej.

Faza podsumowująca:

1. Na zakończenie nauczyciel stosuje narzędzie do oceny stopnia opanowania wiadomości i umiejętności z zastosowaniem termometru przez uczniów. Uczniowie na skali temperatury zaznaczają cenkami, w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. Jeżeli ze skali będzie wynikał niski poziom temperatury, uczniowie zastanawiają się, w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?

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/nauczyłem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia zawarte w e‑materiale w sekcji „Sprawdź się”, których nie zdążyli wykonać na lekcji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Wirtualne laboratorium może zostać wykorzystane podczas przygotowywania się ucznia do sprawdzianu lub do zdobycia wiedzy w przypadku nieobecności ucznia na lekcji.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje narysowany na arkuszu papieru termometr ze skalą oraz cenki dla uczniów.

2. Nauczyciel przygotowuje zestawy z nazwami systematycznymi alkoholi do losowania:

• I zestaw – propan‑1-ol, 2‑metylopropan‑1-ol, 2‑metylobutan‑2-ol;

• II zestaw – etanol, propan‑2-ol, 1‑metylopentan‑1-ol;

• III zestaw – 2‑metylobutan‑1-ol, butan‑2-ol, 3‑metylopentan‑3-ol.

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

• Jaką nazwę nosi organiczny produkt reakcji metanolu z manganianem(VII) potasu i kwasem siarkowym(VI)?

• Jaką barwę posiada roztwór manganianu(VII) potasu?

• Czy alkohole drugorzędowe utleniają się do ketonów pod wpływem manganianu(VII) potasu i kwasu siarkowego(VI)?

• Czy alkohole trzeciorzędowe utleniają się do ketonów pod wpływem manganianu(VII) potasu i kwasu siarkowego(VI)?

4. Doświadczenie chemiczne: „Utlenianie alkoholi o różnej rzędowości za pomocą roztworu manganianu(VII) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI)”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: probówki, statyw na probówki, pipety.

Odczynniki chemiczne: etanol, propan‑2-ol, 2‑metylopropan‑2-ol, wodny roztwór manganianu(VII) potasu, stężony kwas siarkowy(VI).

Instrukcja wykonania doświadczenia I:

• Ponumeruj probówki: probówka 1, probówka 2, probówka 3.

• Do każdej probówki nalej kilka cmIndeks górny 3³ wodnego roztworu manganianu(VII) potasu.

• Do każdej probówki dodaj kilka kropel stężonego kwasu siarkowego(VI).

• Do pierwszej probówki dodaj kilka cmIndeks górny 3³ etanolu.

• Do drugiej probówki dodaj kilka cmIndeks górny 3³ propan‑2-olu.

• Do trzeciej probówki dodaj kilka cmIndeks górny 3³ 2‑metylopropan‑2-olu.

• Obserwuj zachodzące zmiany.

5. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

6. Karta pracy ucznia: