Scenariusz zajęć

Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Addycja wodoru do cząsteczek alkinów

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:

4) opisuje właściwości chemiczne alkinów na przykładzie reakcji: spalania, addycji (przyłączenia): ${\text{H}}_{2,}{\text{Cl}}_2$, $\mathrm{HCl}$, ${\text{H}}_2\text{O}$, trimeryzacji etynu; pisze odpowiednie równania reakcji.

Zakres rozszerzony

XIII. Węglowodory. Uczeń:

6) opisuje właściwości chemiczne alkinów na przykładzie reakcji: spalania, addycji: ${\text{H}}_2$, ${\text{Cl}}_2$ i ${\text{Br}}_2$, $\mathrm{HCl}$, $\mathrm{HBr}$, ${\text{H}}_2\text{O}$, trimeryzacji etynu; 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:

• wymienia najpopularniejsze katalizatory stosowane do uwodornienia alkinów;

• pisze równania reakcji addycji wodoru do cząsteczek alkinów;

• opisuje mechanizm reakcji addycji na katalizatorze.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• pogadanka;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródlowego;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w grupach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputer z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• tablica interaktywna/tablica i kreda, pisak;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie. Nauczyciel wykorzystuje informacje zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału.

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Pogadanka na temat katalizatorów (czym są, jaką pełnią rolę) w reakcji addycji.

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

Faza realizacyjna:

1. Uczniowie zapoznają się z treściami w e‑materiale na temat reakcji addycji. Nauczyciel wyświetla na tablicy interaktywnej równanie reakcji katalitycznego uwodornienia alkinów, na przykładzie ich wzoru ogólnego, a chętny uczeń wyjaśnia jej przebieg:

2. Nauczyciel zwraca uwagę na zmianę typu hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomów węgla związanych wiązaniem potrójnym z sp (alkin), poprzez spIndeks górny 2² (alken), na spIndeks górny 3³ (alkan).

3. Nauczyciel prosi jednego z uczniów o zapisanie na tablicy sumarycznej reakcji uwodornienia dowolnego alkinu:

4. Uczniowie zapoznają się z mechanizmem addycji wodoru na katalizatorze palladowym w e‑materiale, po czym nauczyciel wyświetla etapy mechanizmu na tablicy interaktywnej, a chętny uczeń wyjaśnia mechanizm na forum klasy, nauczyciel wspiera ucznia i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

5. Wytypowany uczeń pochodzi do tablicy i ustala stopnie utlenienia atomów węgla związanych wiązaniem potrójnym w alkinie oraz stopnie utlenienia uwodornionych atomów węgla w alkanie. Wskazuje proces utlenienia i redukcji oraz utleniacz i reduktor.

6. Następnie uczniowie, podchodząc do tablicy, zapisują równania reakcji wg poniższych poleceń.

Stosując wzory kreskowe i uwzględniając warunki napisz równanie reakcji:

• but‑1-ynu z 2 molami wodoru;

• pent‑2-ynu z 44,8 dmIndeks górny 3³ wodoru odmierzonymi w warunkach normalnych;

• uwodornienia propynu za pomocą 6,02·10Indeks górny 23²³ cząsteczek wodoru.

Nazwij powstające produkty stosując nazwy systematyczne.

7. Nauczyciel odsyła uczniów do animacji, gdzie po zapoznaniu się z nią uczniowie w parach wykonują zawarte tam polecenia. 8. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę, wykonując ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów poprzez zadawanie pytań podsumowujących:

• Jakiego typu mechanizmem jest addycja wodoru do alkinów?

• Jakie metale mogą pełnić funkcje katalizatora?

• Co pełni funkcję reduktora, a co utleniacza w reakcji addycji wodoru do alkinów ?

• Co otrzymamy w wyniku całkowitego uwodornienia propynu?

• Jaki produkt otrzyma się w wyniku reakcja pent‑1-ynu z 1 molem wodoru?

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

• Przypomniałam/łem sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Animacja może zostać wykorzystana podczas przygotowywania się ucznia do sprawdzianu lub do zdobycia wiedzy w razie nieobecności ucznia na lekcji.

Materiały pomocnicze:

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

• Jakiego typu mechanizmem jest addycja wodoru do alkinów?

• Jakie metale mogą pełnić funkcje katalizatora?

• Co pełni funkcję reduktora, a co utleniacza w reakcji addycji wodoru do alkinów ?

• Co otrzymamy w wyniku całkowitego uwodornienia propynu?

• Jaki produkt otrzyma się w wyniku reakcja pent‑1-ynu z 1 molem wodoru?