Scenariusz zajęć

Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Badanie zachowania alkoholi pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowych wobec utleniaczy

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:

5) opisuje zachowanie: alkoholi pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowych wobec utleniaczy (np. CuO lub KIndeks dolny 2₂CrIndeks dolny 2₂OIndeks dolny 7₇/HIndeks dolny 2₂SOIndeks dolny 4₄); projektuje i przeprowadza doświadczenie, którego przebieg pozwoli odróżnić alkohol trzeciorzędowy od alkoholu pierwszo- i drugorzędowego; 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 i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne

Uczeń:

• systematyzuje wiedzę dotyczącą reakcji alkoholi pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowych z tlenkiem miedzi(II);

• systematyzuje wiedzę dotyczącą reakcji alkoholi pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowych z dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI);

• projektuje doświadczenie chemiczne mające na celu odróżnienie alkoholu trzeciorzędowego od pierwszorzędowego i drugorzędowego wykorzystując reakcję z tlenkiem miedzi(II) w podwyższonej temperaturze oraz z dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI)

• pisze i bilansuje równania reakcji chemicznych alkoholi pierwszo- i drugorzędowych z utleniaczami.

Strategie nauczania:

• problemowa;

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• modelowanie;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• mapa pojęciowa;

• eksperyment chemiczny;

• technika bateria;

• 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;

• tablica interaktywna/tablica i kreda/pisak;

• rzutnik multimedialny;

• modele kulkowo‑pręcikowe.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej mapę pojęciową. Wszyscy na forum analizują do jakich związków organicznych utleniają się alkohole pierwszorzędowe i drugorzędowe.

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: Jak zachowują się alkohole pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowe pod wpływem utleniaczy?

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. Eksperyment chemiczny. Nauczyciel dzieli uczniów losowo na dwie grupy zadaniowe (grup roboczych może być więcej):

• grupa I – badanie zachowania alkoholu pierwszo- i trzeciorzędowego wobec tlenku miedzi(II) i ogrzewania;

• grupa II – badanie zachowania alkoholi drugo- i trzeciorzędowych wobec dichromianu(VI) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI). Nauczyciel rozdaje karty pracy. Uczniowie projektują eksperymenty. Nauczyciel zatwierdza pomysły uczniów, przygotowuje 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). Obserwują zmiany podczas eksperymentu, zapisują równania reakcji chemicznych, wyciągają wnioski (wszystko zapisują w kartach pracy). Następnie na forum całej klasy następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych przez liderów grup efektów pracy. Równania reakcji chemicznych uczniowie zapisują na tablicy celem sprawdzenia poprawności zapisu. Nauczyciel wyjaśnia ewentualnie zaistniałe niezrozumiałe kwestie.

2. Nauczyciel losowo dzieli uczniów na cztery grupy. Uczeń z pierwszej grupy wychodzi na środek klasy i buduje cząsteczkę alkoholu (wybranego przez nauczyciela) za pomocą modeli kulkowo‑pręcikowych. Pozostali uczniowie budują modele związków chemicznych, będących produktami utlenienia omawianego alkoholu, za pomocą tlenku miedzi(II) i ogrzewania oraz za pomocą dichromianu(VI) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI). Nauczyciel weryfikuje wyniki. Następnie czynności są powtarzane z kolejnym modelem cząsteczki alkoholu, prezentowanym przez drugiego ucznia (z drugiej grupy), trzeciego ucznia (z trzeciej grupy) i czwartego ucznia (z grupy czwartej).

3. Chętni lub wskazani uczniowie zapisują równania reakcji chemicznych, które zachodzą w przypadku reakcji utleniania wszystkich badanych alkoholi w formie cząsteczkowej, jonowej i jonowej skróconej na tablicy.

4. Nauczyciel proponuje uczniom pracę w parach z mapą pojęć. Uczniowie tworzą mapę pojęć dla alkoholu trzeciorzędowego. Chętne osoby dzielą się swoimi efektami pracy na forum klasy po wyznaczonym czasie.

5. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Wykonują zadania. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu, 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. 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 zamieszczają w swoim portfolio:

• Przypomniałem/przypomniałam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/nauczyłem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‑materiale – sprawdź się, których nie zdążyli wykonać na lekcji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Mapa pojęciowa jako narzędzie podczas przygotowania się do lekcji czy nadrobienia luk kompetencyjnych przez uczniów nieobecnych na lekcji.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje arkusz papieru z narysowaną baterią ze skalą oraz cenki dla uczniów.

2. Polecenie podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

• Czy alkohole trzeciorzędowe mogą się utleniać?

• W jaki sposób otrzymać kwas karboksylowy z alkoholu pierwszorzędowego?

• Czy za pomocą reakcji z dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI) można odróżnić alkohol pierwszorzędowy od trzeciorzędowego?

• Jaki związek organiczny otrzymasz po dodaniu dichromianu(VI) potasu w środowisku kwasowym do alkoholu drugorzędowego?

3. Doświadczenie chemiczne: „Badanie zachowania alkoholu pierwszo- i trzeciorzędowego wobec tlenku miedzi(II) i ogrzewania”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: probówki, statyw do probówek, palnik spirytusowy, zapałki/zapalniczka, pipety.

Odczynniki chemiczne: etanol, propan‑2-ol, 2‑metylopropan‑2-ol, drut miedziany.

Instrukcja wykonania doświadczenia:

• Do dwóch probówek wlej po kilka cmIndeks górny 3³ etanolu i 2‑metylopropan‑2-olu, odstaw do statywu na probówki.

• Drut miedziany umieść w szczypcach metalowych i ogrzej w płomieniu palnika spirytusowego (aż do czerwoności).

• Obserwuj wygląd drutu miedzianego po ostygnięciu.

• Drut miedziany ponownie ogrzej w płomieniu palnika spirytusowego.

• Rozżarzony drut zanurz w probówce z etanolem.

• Porównaj wygląd drutu miedzianego po wyciągnięciu z roztworu.

• Powtórz powyższe czynności dla 2‑metylopropan‑2-olu. 4. Doświadczenie chemiczne: „Badanie zachowania alkoholi drugo- i trzeciorzędowych wobec dichromianu(VI) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI)”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: probówki, statyw do probówek, szczypce metalowe.

Odczynniki chemiczne: propan‑2-ol, 2‑metylopropan‑2-ol, dichromian(VI) potasu, stężony kwas siarkowy(VI).

Instrukcja wykonania doświadczenia:

• Do dwóch probówek wlej po 3 cmIndeks górny 3³ propan‑2-olu i 2‑metylopropan‑2-olu, odstaw do statywu na probówki.

• Dodaj po dwie krople roztworu dichromianu(VI) potasu do każdej z probówek.

• Wprowadź po 1 kropli stężonego roztworu kwasu siarkowego(VI).

• Obserwuj zachodzące zmiany. 5. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

4. Karta pracy ucznia: