Temat: Kwasy tlenowe – otrzymywanie i budowa

Adresat

Uczeń szkoły podstawowej (klasy 7. i 8.)

Podstawy kształcenia:

Szkoła podstawowa. Chemia.

VI. kwasy tlenowe. Uczeń:

1) rozpoznaje wzory kwasów; zapisuje wzory sumaryczne kwasow: HNOIndeks dolny 3₃, HIndeks dolny 2₂SOIndeks dolny 3₃, HIndeks dolny 2₂SOIndeks dolny 4₄, HIndeks dolny 2₂COIndeks dolny 3₃, HIndeks dolny 3₃POIndeks dolny 4₄ oraz podaje ich nazwy;

2) projektuje i przeprowadza doświadczenie, w wyniku którego można otrzymać kwas tlenowy HIndeks dolny 3₃POIndeks dolny 4₄; zapisuje odpowiednie równania reakcji w formie cząsteczkowej;

3) opisuje właściwości i wynikające z nich zastosowania niektórych kwasów (np. HIndeks dolny 2₂SOIndeks dolny 4₄).

Ogólny cel kształcenia

Uczeń zdobywa wiedzę i umiejętności na temat zagadnień poruszanych na zajęciach

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się;

• kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• definiować kwasy;

• zapisywać wzór ogólny kwasów ;

• zapisywać wzory sumaryczne kwasów: HNOIndeks dolny 3₃, HIndeks dolny 2₂SOIndeks dolny 4₄, HIndeks dolny 2₂SOIndeks dolny 3₃, HIndeks dolny 3₃POIndeks dolny 4₄, HIndeks dolny 2₂COIndeks dolny 3₃

• opisywać budowę wskazanego kwasu i konstruować model jego cząsteczki;

• zapisywać słownie równanie reakcji otrzymywania kwasów tlenowych;

• projektować i wykonywać doświadczenie pozwalające otrzymać kwas tlenowy, np. HIndeks dolny 2₂SOIndeks dolny 3₃ lub HIndeks dolny 3₃POIndeks dolny 4₄

Metody/techniki kształcenia

• podające

  • pogadanka.

• aktywizujące

  • dyskusja.

• eksponujące

  • film;

  • pokaz.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • eksperyment.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery;

• zestawy do budowania modeli cząsteczek;

• metodnik lub kartki zielone, żółte i czerwone.

Przebieg lekcji

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

3. BHP – przed przystąpieniem do eksperymentów uczniowie zapoznają się z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcji. Nauczyciel wskazuje na konieczność zachowania ostrożności w pracy z nimi.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel wprowadza uczniów w zagadnienie kwasów tlenowych. Zadaje im pytanie: „Jak sądzicie, dlaczego woda gazowana jest lekko kwaśna? Co jest tego przyczyną?” – dyskusja kierowana.

2. Nauczyciel informuje uczniów, że obejrzą film „Otrzymywanie kwasu siarkowego(IV)” z abstraktu. Zanim to nastąpi, mają sformułować pytanie badawcze i hipotezy oraz zapisać je w formularzu w abstrakcie. W trakcie pokazu uczniowie powinni obserwować i odnotować zachodzące zmiany. Po emisji materiału nauczyciel zadaje pytanie: „Co było przyczyną tej zmiany, jaką zaobserwowaliście w kolbie pod koniec eksperymentu? O czym świadczy zmiana zabarwienia oranżu metylowego na czerwono?” – dyskusja i sformułowanie wynikającego wniosku, a następnie zanotowanie go w formularzu.

3. Prowadzący zajęcia zapisuje na tablicy i tłumaczy równanie reakcji, jaka miała miejsce podczas eksperymentu. Następnie rozdaje modele pręcikowo‑kulkowe i prosi uczniów, by na modelach zaprezentowali mechanizm reakcji otrzymywania kwasu siarkowego(IV) – praca w parach.

4. Nauczyciel, nawiązując do zaprezentowanego wcześniej filmu, odwołuje uczniów do abstraktu i prosi, by wykonali polecenie: „Na podstawie filmu «Otrzymywanie kwasu siarkowego(IV)» zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli otrzymać kwas fosforowy(V)” – praca w grupach. Uczniowie wypracowane pomysły zapisują w formularzu zamieszczonym w abstrakcie. Następnie chętny uczeń prezentuje efekt pracy swojej grupy na forum klasy.

5. Prowadzący zajęcia przeprowadza pokaz nauczycielski według instrukcji przedstawionej w abstrakcie (eksperyment 1). Uczniowie analizują eksperyment zaprezentowany przez nauczyciela i porównują z nim swoje pomysły. W formularzu zapisują pytanie badawcze i hipotezę, a następnie obserwacje i wnioski.

6. Nauczyciel zapisuje na tablicy i jednocześnie tłumaczy równanie reakcji otrzymywania kwasu fosforowego(V). Prosi uczniów, by na modelach zaprezentowali mechanizm reakcji otrzymywania kwasu fosforowego(V) – praca w parach.

7. Nauczyciel poleca uczniom, by zaprezentowali schemat równania otrzymywania kwasów tlenowych na podstawie reakcji otrzymywania kwasu siarkowego(IV) i kwasu fosforowego(V). Chętny uczeń zapisuje słownie tę reakcję na tablicy.

8. Nauczyciel prosi uczniów o zastanowienie się i zaproponowanie równań reakcji otrzymywania kwasu siarkowego(VI), azotowego(V) i kwasu węglowego według słownego schematu równania otrzymywania kwasów tlenowych – praca w parach. Ochotnicy podchodzą do tablicy i zapisują na niej równania.

9. Nauczyciel zapisuje w kolumnie wszystkie kwasy tlenowe (jeden pod drugim), oddziela pionową kreską atomy wodoru od reszt kwasowych, nazywa te elementy i zapisuje wzór ogólny kwasów, po czym, aktywizując uczniów, formułuje wraz z nimi definicję kwasów. Uczniowie dokonują zapisu w zeszytach. Następnie nauczyciel odwołuje ich do abstraktu i pomaga im analizować dane z tabeli „Kwasy tlenowe”.

10. Uczniowie, pracując indywidualnie lub w parach, wykonują ćwiczenia interaktywne sprawdzające i utrwalające wiadomości poznane w czasie lekcji. Wybrane osoby omawiają prawidłowe rozwiązania ćwiczeń interaktywnych. Prowadzący uzupełnia lub prostuje wypowiedzi podopiecznych.

Faza podsumowująca

1. Nauczyciel prosi uczniów o rozwinięcie zdań:

   • Dziś nauczyłem się…

   • Zrozumiałem, że…

   • Zaskoczyło mnie…

   • Dowiedziałem się…

   W celu przeprowadzenia podsumowania może posłużyć się tablicą interaktywną w abstrakcie lub polecić uczniom pracę z nią

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Oxoacids – how to obtain them and their structure

Oxoacid is obtained in the reaction of non‑metal oxide with water:

$\text{non-metal oxide + water → oxoacid}$

e.g.

${\text{SO}}_{\text{3}}\text{+}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O →}{{\text{H}}_{\text{2}}\text{SO}}_{\text{4}}$

$\text{sulphur trioxide + water →}\text{sulphuric acid}$

Sulphuric acid is formed in the reaction of sulphur trioxide with oxygen in the presence of catalyst (a substance that accelerates a chemical reaction, without being subject to permanent changes in it):

$\text{2}{\text{SO}}_{\text{2}}\text{+}{\text{O}}_{\text{2}}\stackrel{\text{catalyst}}{\to }{\text{2SO}}_{\text{3}}$

${\text{N}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{5}}\text{+}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O → 2H}{{\text{NO}}_{\text{3}}}_{}$

$\text{dinitrogen pentoxide + water → nitric acid}$

Some non‑metal oxides do not react with water. Following elements are not subjected to such reaction, for example: ${\text{N}}_{\text{2}}\text{O, NO, CO, Si}{\text{O}}_{\text{2}}\text{.}$

Names of oxoacids are created by adding an adjectival form of the name of a non‑metal included in the acid residue (with -ic or -ous suffix),

If non‑metal, such as carbon, forms only one oxoacid, its valence is not included in the name. Therefore, the acid with the following formula ${\text{H}}_{\text{2}}{\text{CO}}_{\text{3}}$ is called “carbonic acid”.

General formula of acids is:

${\text{H}}_{\text{n}}^{}{\text{R}}^{}$

where:
$\text{R}$ – acid residue (acid residue is composed of an atom or atoms of non‑metal and oxygen atoms),
$\text{n}$ – number of hydrogen atoms in the acid molecule (valency of the acid residue).

Acidic oxide – (acid anhydride) is commonly non‑metal oxide, which forms acid in reaction with water.

• Oxoacids are formed as a result of the reaction of some non‑metal oxides with water.

• The valency of the acid residue is equal to the number of hydrogen atoms in the molecule of this acid.

oxoacids, valence of non‑metal in the molecule of acid, nitrous acid, nitric acid, phosphoric acid, sulphurous acid, sulphuric acid, carbonic acid, general formula of acids