Scenariusz zajęć

Autor: Krzysztof Błaszczak, Aleksandra Marszałek‑Harych

Przedmiot: chemia

Temat: Stan równowagi dynamicznej

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

Podstawa programowa

Zakres rozszerzony

IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń:

7) wykazuje się znajomością i rozumieniem pojęć: stan równowagi dynamicznej i stała równowagi; pisze wyrażenie na stałą równowagi danej 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:

• wyjaśnia dynamiczną naturę równowagi chemicznej;

• analizuje wykres zależności zmian stężenia substratów i produktów od czasu przed i po osiągnięciu stanu równowagi;

• obrazuje wykres zależności zmian szybkości od czasu dla reakcji odwracalnej przed i po osiągnieciu stanu równowagi;

• ocenia wpływ różnych czynników na stan równowagi.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• eksperyment;

• analiza materiału xródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika zdań podsumowujących.

Forma pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami/smartfony/tablety z dostępem do internetu;

• podręczniki tradycyjne;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda.

Przebieg zajęć

Faza wstępna

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel pyta uczniów: Z czym kojarzy się pojęcie równowagi?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół pojęcia: równowaga chemiczna.

3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji.

Faza realizacyjna

1. Uczniowie wyszukują w e‑materiale wyjaśnienia czym jest stan równowagi chemicznej, po czym na forum klasy chętny uczeń podaje wyjaśnienie. Powrót do fazy wstępnej i porównanie obu interpretacji.

2. Uczniowie samodzielnie analizują treści w e‑materiale - przykład dotyczący wpływu ciśnienia, stężenia i temperatury na przebieg reakcji otrzymywania amoniaku. Uczniowie również analizują animacje - wizualizacja stanu równowagi dynamicznej na poziomie mikroświata. Następnie nauczyciel inicjuje dyskusję na temat wpływu stężenia reagentów, ciśnienia i temperatury na stan równowagi dynamicznej i w trakcie wyjaśnia ewentualnie niezrozumiałe kwestie.

3. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy i prosi o przygotowanie analogicznego przykładu dla wylosowanej (reakcje przygotowuje nauczyciel) przez nich reakcji chemicznej. Po skończonej pracy chętni uczniowie prezentują wypracowane propozycje. Nauczyciel weryfikuje poprawność merytoryczną i koryguje ewentualne błędy.

4. Nauczyciel wskazuje ucznia do roli asystenta, który będzie wykonywał eksperyment „Badanie reakcji aspiryny pod wpływem wody i kwasu siarkowego(VI)” wg wskazanej instrukcji. Nauczyciel przygotowuje sprzęt, szkło laboratoryjne i odczynniki chemiczne.

5. Nauczyciel zadaje pytanie w odniesieniu do eksperymentu: O czym świadczy zapach octu w trzeciej próbie? Jaka była rola kwasu siarkowego(VI) w tej reakcji? Uczniowie na forum formułują wniosek, który zapisują w zeszytach. Nauczyciel podsumowuje przeprowadzony eksperyment.

6. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę poprzez wykonanie zadań z e‑materiału – zestaw ćwiczeń.

Faza podsumowująca

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: Jak wyjaśnisz stan równowagi dynamicznej? Jakie czynniki wpływają na stan równowagi chemicznej? Omów wpływ czynników na stan równowagi.

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. Nauczyciel prosi uczniów o wykonanie pozostałych ćwiczeń zawartych w e‑materiale – zestaw ćwiczeń.

2. Dodatkowo dla chętnych nauczyciel proponuje wykonanie przykładu dowolnej reakcji i określenie wpływu ciśnienia, temperatury i stężenia produktów oraz substratów na stan równowagi.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Animacje mogą być przydatne dla uczniów do zrozumienia równowagi dynamicznej na poziomie mikroświata podczas przygotowywania się do lekcji.

Materiały pomocnicze:

1. Przygotowanie na kartkach przykładowych reakcji chemicznych do pracy grupowej. Można wykorzystać równowagi dla chromianów:  https://www.youtube.com/watch?v=RjFW3smI1fY.

2. Doświadczenie: „Badanie reakcji aspiryny pod wpływem wody i kwasu siarkowego(VI)”

Sprzęt i szkło laboratoryjne: pipeta, probówki, palnik, zapałki/zapalniczka

Odczynniki chemiczne: aspiryna, stężony ${\text{H}}_2{\text{SO}}_4$, woda.

Instrukcja do doświadczenia:

• Do probówki wypełnionej w 1/3 wodą wrzuć pół tabletki aspiryny.

• Po rozpuszczeniu sprawdź zapach zawartości.

• Następnie ogrzej zawartość i powtórnie sprawdź zapach.

• Dodaj pipetą ok. 2 cmIndeks górny 3³ stężonego kwasu siarkowego(VI), ogrzej i ponownie sprawdź zapach.

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

• Jak wyjaśnisz stan równowagi dynamicznej?

• Jakie czynniki wpływają na stan równowagi chemicznej?

• Omów wpływ czynników na stan równowagi.