Scenariusz zajęć

Autor: Agata Jarszak‑Tyl, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Jak na stan równowagi wpływa temperatura?

Grupa odbiorcza: 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:

9) wymienia czynniki, które wpływają na stan równowagi reakcji; wyjaśnia, dlaczego obecność katalizatora nie wpływa na wydajność przemiany; stosuje regułę Le Chateliera-Brauna (regułę przekory) do jakościowego określenia wpływu zmian temperatury, stężenia reagentów i ciśnienia na układ pozostający w stanie równowagi dynamicznej.

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:

• posługuje się regułą przekory w sytuacji zmiany temperatury;

• określa sposoby zwiększenia wydajności produktu;

• ocenia jaką rolę odgrywa temperatura w reakcjach chemicznych.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• dyskusja dydaktyczna;

• burza mózgów;

• ćwiczenia uczniowskie;

• analiza materiału źródłowego;

• eksperyment chemiczny;

• film samouczek;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w parach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami z dostępem do Internetu;

• słuchawki;

• rzutnik multimedialny;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑podręczniku;

• tablica interaktywna/tablica biała.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel wyświetla okładkę e‑materiału, na której przedstawiony jest kameleon, po czym zadaje uczniom pytanie:

• Jak zachowuje się skóra kameleona w zależności od warunków?

• Czy zachowanie kameleona można przyrównać do procesów chemicznych?

• Czy temperatura wpływa na procesy chemiczne?

• Co dzieje się, gdy coś ogrzewamy lub chłodzimy (biorąc pod uwagę układ reakcyjny)?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów - stworzenie  mapy czynników wpływających na stan równowagi.

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, jakie zostaną użyte w czasie lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Analiza tekstu źródłowego w e‑materiale – reguła przekory, reakcje endo- i egzotermiczne. Chętni uczniowie definiują na forum wskazane pojęcia.

2. Eksperyment chemiczny: pokaz uczniowski „Wpływ temperatury na stan równowagi reakcji dimeryzacji ditlenku azotu (${\text{NO}}_2$)” (lub zamiennie doświadczenie 2 - patrz materiały pomocnicze), zgodnie z instrukcją zamieszczoną w materiale pomocniczym. Nauczyciel wyznacza uczniów do roli asystentów, którzy otrzymują odpowiedni sprzęt i szkło laboratoryjne oraz odczynniki chemiczne i przeprowadzają eksperyment. Nauczyciel rozdaje karty pracy. Uczniowie samodzielnie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, obserwują zmiany podczas eksperymentu, zapisują równanie reakcji, wyciągają wnioski, wszystko zapisują w kartach pracy. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów. Chętni uczniowie prezentują efekty pracy na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje pod względem merytorycznym wypowiedzi uczniów i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiale kwestie.

3. Nauczyciel wyświetla na tablicy interaktywnej film samouczek zatytułowany “Jak na stan równowagi wpływa temperatura?”. Powrót do fazy wstępnej - analiza czynników wpływających na stan równowagi. Uczniowie samodzielnie sprawdzają zdobytą wiedzę, wykonując ćwiczenia załączone do medium.

4. Uczniowie, samodzielnie sprawdzając swoją wiedzę, wykonują ćwiczenia zawarte w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów. Przykładowe pytania skierowane do uczniów: o czym mówi reguła przekory? Jaką reakcję nazywamy egzotermiczną? Jak przebiega reakcja endotermiczna? W jaki sposób temperatura wpływa na równowagę chemiczną reakcji? Jakie czynniki wpływają na stan równowagi chemicznej?

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

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłam/łem...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

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

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek może być wykorzystany przez uczniów podczas wykonywania pracy domowej oraz podczas przygotowywania się do lekcji, czy sprawdzianu.

Materiały pomocnicze:

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

• O czym mówi reguła przekory?

• Jaką reakcję nazywamy egzotermiczną?

• Jak przebiega reakcja endotermiczna?

• W jaki sposób temperatura wpływa na równowagę chemiczną reakcji?

• Jakie czynniki wpływają na stan równowagi chemicznej?

2. Karty charakterystyk używanych substancji na lekcji.

3. Doświadczenie 1:

Sprzęt i szkło laboratoryjne: 2 zlewki o obj. 1 litra, czajnik elektryczny

Odczynniki chemiczne: ampuła zawierająca ditlenek azotu, mieszanina wody i lodu; gorąca woda

Instrukcja wykonania:

• Zamknięty zbiorniczek zawierający homogeniczny roztwór gazowy ${\text{NO}}_2$ i ${\text{N}}_2{\text{O}}_4$ umieść w zlewce z gorącą wodą (zbiorniczek utrzymywać w zlewce do jego równomiernego ogrzania się).

• Następnie zbiorniczek z gazem umieść w łaźni lodowej.

• Obserwuj zmiany.

4. Doświadczenie 2: „Zmiana położenia stanu równowagi pod wpływem temperatury”

5. Szkło i sprzęt laboratoryjny: statyw do probówek, probówki, zlewki, czajnik elektryczny, pipety.

   Odczynniki chemiczne: roztwór chlorku kobaltu(II) o stężeniu 0,4 mol/dmIndeks górny 3³, stężony kwas chlorowodorowy, gorąca woda, zimna woda z lodem.

   Instrukcja wykonania:

   - Do 3 probówek wlej po 5 cmIndeks górny 3³ roztworu chlorku kobaltu(II).

   - Do każdej probówki dodaj po 3 cmIndeks górny 3³ stężonego.

   - Jedną probówkę umieść w zlewce z gorąca wodą, a drugą w zlewce z wodą z lodem, trzecia probówka pozostaje w statywie w temperaturze pokojowej.

   - Obserwuj zachodzące zmiany.

6. Karta pracy ucznia: