Scenariusz zajęć „WAPIENIE, MARMUR, KREDA”

CHEMIA, IV etap edukacyjny

Temat: Wapienie, marmur, kreda.

Treści kształcenia

Podstawa programowa: Punkt (1.4.) [uczeń] opisuje rodzaje skał wapiennych (wapień, kreda, marmur); ich właściwości i zastosowania; projektuje wykrycie skał wapiennych wśród innych skał i minerałów, zapisuje równania reakcji.

Cele zoperacjonalizowane

Nabywane umiejętności

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w języku ojczystym;

• myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne;

• umiejętność uczenia się.

Etapy lekcji

1. Wstęp:

Nauczyciel krótko opowiada (nawiązując do poprzedniego tematu → krzemionka - skały osadowe: wapienie, gliny i piaskowce) o skałach osadowych, z których zbudowane są pasma Gór Świętokrzyskich czy Jura Krakowsko – Częstochowska. Podstawowy budulec tych skał to CaCOIndeks dolny 3₃. (3 odmiany polimorficzne, z których najbardziej rozpowszechniony jest kalcyt – główny składnik wapieni, marmurów i kredy) - może zaznaczyć, że wśród nich marmur to skała przeobrażona, pozostałe to skały osadowe.

2. Przebieg zajęć:

Uczniowie oglądają zestaw zdjęć „Minerały wapienne”. Nauczyciel poleca zwrócić uwagę na zastosowania.

Uczniowie zapisują zastosowanie w/w skał podczas prezentacji zdjęć.

Nauczyciel poleca odszukanie wapnia w układzie okresowym. Uczniowie powinni zauważyć, że może tworzyć on związki o charakterze zasadowym.

Nauczyciel pyta, w jaki sposób można stwierdzić obecność dwutlenku węgla mając do dyspozycji wodę wapienną (popularne doświadczenie znane z gimnazjum, które nauczyciel może szybko powtórzyć → wdmuchiwanie przez słomkę powietrza z płuc do zlewki z wodą wapienną). Woda wapienna początkowo mętnieje, a potem zmętnienie znika. Nauczyciel wyjaśnia na tym przykładzie zjawiska krasowe – skały wapienne są nieodporne na działanie czynników zewnętrznych i pod wpływem działania długotrwałego COIndeks dolny 2₂ i HIndeks dolny 2₂O roztwarzają się - nauczyciel zapisuje równanie reakcji powstawania wodorowęglanu wapnia, a następnie tłumaczy, że ulega on powoli rozkładowi do CaCOIndeks dolny 3₃, w wyniku czego powstają nacieki (stalaktyty i stalagmity), podobnie jak kamień kotłowy w czajniku podczas gotowania twardej wody. W tym momencie może także zapytać uczniów o sposób domowego usunięcia takiego kamienia z czajnika (– chodzi o użycie octu, czyli rozcieńczonego roztworu kwasu octowego)

Nauczyciel wyjaśnia, jak można wykorzystać tę właściwość wody wapiennej i kwasu octowego do identyfikacji skał wapiennych. Dzieli uczniów na 3 zespoły – zależnie od możliwości; do wykonania doświadczeń. Grupa pierwsza dostaje zestaw – kawałki kredy i kwas solny /lub octowy/; grupa druga – kawałki wapienia i kwas solny /lub octowy/ oraz grupa trzecia – skorupki jajek i kwas solny /lub octowy/.

Instrukcja przeprowadzenia doświadczenia

1. Opis teoretyczny badanego zjawiska: sposobem na identyfikację skał wapiennych jest reakcja węglanu wapnia zawartego w tych skałach z kwasem solnym lub z kwasem octowym.

2. Sformułowanie problemu badawczego oraz hipotezy:

W jaki sposób można zidentyfikować skałę wapienną?

Hipoteza: Kwas solny /kwas octowy reaguje z węglanem wapnia.

3. Zestaw potrzebnych do doświadczenia narzędzi i materiałów:

grupa pierwsza zestaw – kawałki kredy i kwas solny /lub octowy/, probówki z korkiem lub zlewki, zlewka z wodą wapienną; fartuch, bagietka

grupa druga – kawałki wapienia i kwas solny /lub octowy/, probówki z korkiem lub zlewki, zlewka z wodą wapienną; fartuch, bagietka

grupa trzecia – skorupki jajek i kwas solny /lub octowy/, probówki z korkiem lub zlewki, zlewka z wodą wapienną; fartuch, bagietka

4. Spis czynności, które należy wykonać kolejno:

osoba wykonująca doświadczenie zakłada fartuch, zależnie od możliwości montowany jest zestaw probówka z korkiem i wężykiem gumowym do zlewki z wodą wapienną lub doświadczenie jest przeprowadzane tylko z zlewce do probówki / zlewki uczeń wkłada zależnie od przydziału grupy – wapień, skorupkę jajka, kredę szkolną; zalewa kwasem solnym /lub octowym/ w przypadku prowadzenia doświadczenia w probówce, po zalaniu kwasem należy szybko probówkę zatkać korkiem i wylot wężyka gumowego zanurzyć w zlewce z wodą wapienną

5. Uczniowie obserwują przebieg reakcji oraz na kartach pracy zapisują schemat doświadczenia, obserwacje i wnioski .

Wnioski i obserwacje powinny zawierać konkluzję, że węglan wapnia zawarty w skałach wapiennych silnie reaguje z kwasem solnym / kwasem octowym, czemu towarzyszy pienienie i wydzielanie się bezbarwnego gazu, powodującego mętnienie wody wapiennej (przy wersji doświadczenia z probówką z korkiem)

Wyniki doświadczeń są prezentowane na forum klasy - pod kontrolą merytoryczną nauczyciela. (Weryfikacja kart pracy grupowych przez nauczyciela przed skserowaniem przez członków grupy i wklejeniem do zeszytów).

Nauczyciel zapisuje na tablicy odpowiednie równanie cząsteczkowe reakcji chemicznej. Może też w tym momencie wyjaśnić, że jest to reakcja stosowana w rolnictwie do odkwaszania gleb (w nawiązaniu do kolejnych działów podstawy programowej na IV etapie).

Nauczyciel przedstawia prezentację „Rozpoznawanie skał wapiennych”

3. Podsumowanie:

Nauczyciel przypomina zastosowania skał wapiennych poznanych na zajęciach oraz reakcję charakterystyczną dla identyfikacji skał wapiennych.

Środki dydaktyczne

• skorupki jajka kurzego

• kawałki kredy szkolnej

• kawałki pokruszonego wapienia

• kwas solny HCl lub kwas octowy CHIndeks dolny 3₃COOH (np. jako ocet)

• roztwór wody wapiennej w zlewce

• probówki z gumowymi korkami i rurką odprowadzającą ew. zlewki

• słomka do picia napojów

• fartuch

• bagietka

• komputery z dostępem do Internetu

• karty pracy (jedna na grupę lub dla każdego ucznia – zależnie od decyzji nauczyciela)

• zestaw zdjęć „Minerały wapienne”

• prezentacja „Rozpoznawanie skał wapiennych”

Metody nauczania

• pogadanka

• rozmowa kierowana

• praca z tekstem przewodnim

• doświadczenie / eksperyment chemiczny

Formy pracy

• zbiorowa

• indywidualna

Zadanie dla chętnych

Przedstaw w sposób doświadczalny etapy powstawania zaprawy murarskiej.

1. Rozkład węglanu wapnia pod wpływem temperatury.

2. Gaszenie wapna palonego.

3. Twardnienie zaprawy murarskiej.

Narysuj schematy, zapisz obserwacje i wnioski z doświadczeń wraz z równaniami chemicznymi.

Załącznik do scenariusza

Zastosowania skał wapiennych do zasobu „Skały wapienne”:

Wapień – biały, beżowy, inne zależnie od domieszek; materiał budowlany, produkcja szkła, produkcja cementu, wytwarzanie sody, topnik przy wytopie rud żelaza, nawóz przy odkwaszaniu gleb

Kreda – biała, szara; wyrób kredy do pisania (z domieszką gipsu), nierozpuszczalny pigment do farb, środek ścierny w pastach do zębów, produkcja kitów

Marmur – biały, szary, różowy, zielonkawy; materiał budowlany, architektoniczny, dekoracyjny i rzeźbiarski, surowiec do wytwarzania lastriko grysu marmurowego

Przykładowa karta pracy:

R1Pf7KpDcRqn3