Scenariusz zajęć

Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Badanie zachowania wybranych tlenków wobec kwasów

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

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

VII. Systematyka związków nieorganicznych. Uczeń:

4) opisuje typowe właściwości chemiczne tlenków pierwiastków o liczbach atomowych od 1 do 20, w tym zachowanie wobec wody, kwasów i zasad; pisze odpowiednie równania reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej;

Zakres rozszerzony

VII. Systematyka związków nieorganicznych. Uczeń:

4) opisuje typowe właściwości chemiczne tlenków pierwiastków o liczbach atomowych od 1 do 20 oraz $\text{Cr}$, $\text{Cu}$, $\text{Zn}$, $\text{Mn}$ i $\text{Fe}$, w tym zachowanie wobec wody, kwasów i zasad; pisze odpowiednie równania reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej.

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:

• przeprowadza doświadczenie chemiczne, w którym bada reaktywność wybranych tlenków;

• pisze równania reakcji tlenków z kwasami w formie cząsteczkowej oraz jonowej.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• eksperyment chemiczny;

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• wirtualne laboratorium;

• analiza materiałów źródłowych;

• ćwiczenia uczniowskie;

• technika bateria.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery 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 i dyskusja. Nauczyciel wykorzystuje informacje zawarte we wprowadzeniu do e‑materiału.

2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Nauczyciel zadaje pytania uczniom: Czy tlenki metali reagują z wodą? Jaki produkty reakcji powinniśmy otrzymać?

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. Doświadczenie chemiczne – „Badanie zachowania wybranych tlenków wobec kwasów”. Nauczyciel dzieli losowo uczniów na grupy, rozdaje karty pracy. Uczniowie samodzielnie formułują pytanie badawcze i hipotezę, planują eksperyment, wybierają odpowiednie szkło, sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne, rysują schemat doświadczenia. Uczniowie 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 chętnych/wybranych uczniów efektów pracy (przykłady zapisów obserwacji i wniosków w materiałach pomocniczych). Równania reakcji chemicznych uczniowie zapisują na tablicy celem sprawdzenia poprawności zapisu. Nauczyciel wyjaśnia ewentualnie zaistniałe niezrozumiałe kwestie.

2. Wirtualne laboratorium. Uczniowie w parach zapoznają się z poleceniami zawartymi w medium i wykonują zawarte w nim ćwiczenia. Wykonują polecenie do medium bazowego.

3. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Uczniowie 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. 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.

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Wirtualne laboratorium może być wykorzystane przez uczniów podczas wykonywania pracy domowej oraz podczas przygotowywania się do lekcji. Uczniowie nieobecni na lekcji mogą wykorzystać to narzędzie do uzupełnienia luk kompetencyjnych od strony praktycznej.

Materiały pomocnicze:

1. Nauczyciel przygotowuje planszę z narysowaną baterią i zaznaczonymi poziomami jej naładowania (np. co 5–10%) do oceny stopnia opanowania zagadnień oraz cenki dla uczniów.

2. Doświadczenie chemiczne: „Badanie reaktywności tlenków z roztworami kwasów”.

Sprzęt laboratoryjny: probówki, statyw na probówek, krystalnica, łyżeczki, korki do probówek z rurką odprowadzającą, palnik, zapalniczka/zapałki, łapy do probówek.

Odczynniki: ${\text{H}}_2{\text{SO}}_4$ – $C_m=4 \frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$, wodny roztwór oranżu metylowego, tlenki: ${\text{Na}}_2\text{O}$, ${\text{SiO}}_2$, ${\text{MnO}}_2$.

Instrukcja:

• Do pierwszej probówki umieszczonej na statywie wlej 2 cmIndeks górny 3³ roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 4 $\frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}$ oraz trzy krople roztworu oranżu metylowego. Następnie dodaj łyżeczkę tlenku potasu. Zawartość zamieszaj.

• Do drugiej probówki umieszczonej na statywie wlej 2 cmIndeks górny 3³ roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 4 $\frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}$, a następnie dodaj łyżeczkę tlenku krzemu(IV). Zawartość zamieszaj.

• Do trzeciej probówki umieszczonej na statywie wsyp łyżeczkę tlenku manganu(IV), wprowadź 2 cmIndeks górny 3³ roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 4 $\frac{\mathrm{mol}}{{\mathrm{dm}}^3}$ i zamknij probówkę korkiem z rurką odprowadzającą. Rurkę wprowadź do probówki odwróconej do góry dnem, wypełnionej wodą i zanurzonej w krystalnicy z wodą. W celu przyspieszenia reakcji można podgrzać probówkę z substratami. W celu zidentyfikowania gazu zebranego w probówce, włóż do niej tlące się łuczywo.

Przykłady zapisów obserwacji:

• probówka 1: Tlenek roztwarza się, a czerwony roztwór zmienia zabarwienie na żółtopomarańczowe.

• probówka 2: Brak widocznych objawów reakcji.

• probówka 3: Tlenek roztwarza się, powstaje klarowny, bezbarwny roztwór. Wydziela się bezbarwny, bezwonny gaz, który wypiera wodę z probówki. Po wprowadzeniu tlącego się łuczywa do probówki z gazem, łuczywo się zapala.

Przykładowe wnioski:

Tlenek potasu oraz tlenek manganu(IV) roztwarzają się w kwasie siarkowym(VI), co prowadzi do otrzymania odpowiednich soli. Tlenek krzemu nie reaguje z kwasem siarkowym(VI). Wydzielającym się gazem podczas reakcji tlenku manganu(IV) z kwasem siarkowym(VI) jest tlen.

Wybrani uczniowie zapisują równania reakcji chemicznych w formie cząsteczkowej oraz jonowej skróconej.

• Probówka 1:

${\text{Na}}_2\text{O}+{\text{H}}_2{\text{SO}}_4\to {\text{Na}}_2{\text{SO}}_4+{\text{H}}_2\text{O}$

${\text{Na}}_2\text{O}+2 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to 2 {\text{Na}}^{+}+3 {\text{H}}_2\text{O}$

• Probówka 2:

${\mathrm{SiO}}_2+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\to \text{brak reakcji}$

• Probówka 3:

$2 {\text{MnO}}_2+2 {\text{H}}_2{\text{SO}}_4\to 2 {\text{MnSO}}_4+{\text{O}}_2+2 {\text{H}}_2\text{O}$

$2 {\text{MnO}}_2+4 {\text{H}}_3{\text{O}}^{+}\to 2 {\text{Mn}}^{2+}+{\text{O}}_2+6 {\text{H}}_2\text{O}$

3. Karty charakterystyk substancji chemicznych.

4. Karta pracy ucznia: