Scenariusz zajęć

Autor: Amanda Gałkowska, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: W jaki sposób można odróżnić alkohol pierwszo-, drugo- i trzeciorzędowy?

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:

• projektuje doświadczenie chemiczne mające na celu odróżnienie alkoholu pierwszorzędowego od drugorzędowego i od trzeciorzędowe wykorzystując próbę Lucasa;

• 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 zachodzących w opisanych doświadczeniach.

Strategie nauczania:

• problemowa;

• asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• eksperyment chemiczny;

• wirtualne laboratorium;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca całego zespołu;

• praca w grupach;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i 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 uczniom pytanie: Czy znają sposoby na odróżnienie alkoholi o różnych rzędowościach?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie odpowiadają na pytanie: Na czym polega rzędowość alkoholi? Jaką cechę alkoholi można wykorzystać przy wyborze metody ich odróżniania?

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 trzy grupy zadaniowe (grup roboczych może być więcej):

• grupa I – odróżnienie alkoholu pierwszorzędowego od drugorzędowego i od trzeciorzędowego – próba Lucasa;

• grupa II – odróżnianie alkoholu trzeciorzędowego od pierwszorzędowego i od drugorzędowego za pomocą łagodnego utleniacza;

• grupa III – odróżnianie alkoholu trzeciorzędowego od pierwszorzędowego i od drugorzędowego za pomocą silnego utleniacza.

2. Nauczyciel rozdaje karty pracy. Uczniowie samodzielnie formułują pytanie badawcze i hipotezę, po czym projektują eksperymenty wraz z instrukcją wykonania. Nauczyciel zatwierdza pomysły uczniów. Nauczyciel przygotowuje odpowiednie szkło, sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne. Uczniowie wykonują kolejno czynności wg własnych instrukcji (nauczyciel porównuje z przykładowymi instrukcjami w materiałach pomocniczych). Uczniowie rysują schemat doświadczenia i 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.

3. Jeżeli uczniowie nie przeprowadzają eksperymentu, wówczas nauczyciel proponuje uczniom pracę z filmem samouczkiem. Uczniowie wykonują polecenie zawarte w medium bazowym. W przypadku, gdy przeprowadzają na lekcji eksperyment, polecenie w medium mogą wykonać w domu jako pracę domową.

4. 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. Kieszeń i szuflada. Nauczyciel rozdaje uczniom samoprzylepne karteczki. Prowadzący zajęcia rysuje na tablicy kieszeń, a obok niej zapisuje: „Co zabieram ze sobą?”. Tutaj uczeń ma wpisać to, co wyniósł z zajęć, co do niego szczególnie przemówiło, co się spodobało lub co mu się przyda w przyszłości. Poniżej nauczyciel rysuje szufladę i białą plamę. Obok szuflady zapisuje: „Co mi się nie przyda?”, a obok białej plamy: „Czego zabrakło?”. Poniższe rysunki uczeń wypełnia samoprzylepnymi karteczkami z zapisanymi krótkimi zdaniami, równoważnikami zdań lub kluczowymi słowami. Jest to okazja także do analizy przebiegu zajęć i szybkiej powtórki.

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 w e‑materiale w sekcji „Sprawdź się” pozostałe ćwiczenia, 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 razie nieobecności ucznia na lekcji.

Materiały pomocnicze:

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

• Z jakim substratem reagują alkohole w próbie Lucasa?

• Jakie objawy reakcji można zaobserwować w próbie Lucasa przebiegającej z alkoholem trzeciorzędowym?

• Jaki nieorganiczne produkty powstają w reakcji dichromianu(VI) potasu w środowisku kwasu siarkowego(VI) z propan‑2-olem?

• Czy za pomocą dichromianu(VI) potasu w środowisku kwasowym można odróżnić alkohol pierwszorzędowy od trzeciorzędowego?

• Jaką barwę posiada tlenek miedzi(II)?

2. Doświadczenie chemiczne: „Odróżnienie alkoholu pierwszorzędowego od drugorzędowego i od trzeciorzędowego – próba Lucasa”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: trzy probówki, waga techniczna, naczynko wagowe, łyżeczka, cylinder miarowy, pręcik szklany.

Odczynniki chemiczne: chlorek cynku bezwodny, stężony kwas solny, etanol, propan‑2-ol, 2‑metylopropan‑2-ol.

Instrukcja wykonania doświadczenia:

• Odważ 9,3 g bezwodnego chlorku cynku.

• W cylindrze miarowym odmierz 6 cmIndeks górny 3³ stężonego kwasu solnego.

• Ostrożnie rozpuść chlorek cynku w kwasie solnym (odczynnik Lucasa).

• Do trzech probówek wprowadź po ok. 0,2 cmIndeks górny 3³ etanolu, propan‑2-olu oraz 2‑metylopropan‑2-olu.

• Do każdej probówki dodaj 2 cmIndeks górny 3³ odczynnika Lucasa.

• Wstrząśnij probówki.

• Odstaw i obserwuj.

3. Doświadczenie chemiczne: „Odróżnianie alkoholu trzeciorzędowego od pierwszorzędowego i od drugorzędowego za pomocą łagodnego utleniacza”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: trzy probówki, statyw na probówki, palnik spirytusowy, zapałki

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

Instrukcja wykonania doświadczenia:

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

• Drut miedziany umieść w łapie metalowej 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.

• Punkt 2‑6 powtórz dla probówki z propan‑2-olem i 2‑metylopropan‑2-olem.

4. Doświadczenie chemiczne: „Odróżnianie alkoholu trzeciorzędowego od pierwszorzędowego i od drugorzędowego za pomocą silnego utleniacza”.

Sprzęt i szkło laboratoryjne: trzy probówki, statyw na probówki, łapa metalowa.

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

Instrukcja wykonania doświadczenia:

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

• Dodaj po dwie krople roztworu dichromianu(VI) potasu.

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

5. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

6. Karta pracy ucznia: