GAZY. Świat chemii poradnik dla nauczyciela Część 2

Transkrypt

1 18 GAZY Świat chemii poradnik dla nauczyciela Część 2 Uwagi do realizacji Rozpoczynając omawianie działu Gazy, należy zwrócić uczniom uwagę na rolę, jaką spełnia atmosfera ziemska i jej najważniejsze składniki, oraz na to, jak wpływa na nią działalność człowieka. Można wspomnieć o różnicy zdań panującej wśród naukowców na temat zmian klimatycznych, które mogą nastąpić. Są one skrajnie różne od systematycznego ocieplenia klimatu z powodu rosnącego efektu cieplarnianego po jego gwałtowne oziębienie. Wszystkie gazy, o których mowa w podręczniku, zostały opisane według następującej konwencji: występowanie, właściwości oraz zastosowanie. Zaproponowano wiele doświadczeń chemicznych polegających na otrzymywaniu i badaniu właściwości poznawanych gazów. Nie wszystkie są możliwe do zrealizowania w szkole. Te najtrudniejsze i czasochłonne zostały sfilmowane. Oprócz gazów wymienionych w podstawie programowej dodatkowo omówiono tlenek węgla(ii) oraz gazy powstające w procesach gnilnych substancji pochodzenia organicznego: metan, amoniak oraz siarkowodór. Jeżeli jest to możliwe, warto poświęcić czas na lekcji na opisanie ich właściwości. Do wyniku badania tego, jak zachowują się wobec wyciągu z czerwonej kapusty, można się odwołać przy okazji realizowania działów Kwasy i zasady oraz Węgiel i jego związki z wodorem. Tematy projektów 1. Gazy obecne we wszechświecie. 2. Sylwetki Polaków Karola Olszewskiego i Zygmunta Wróblewskiego. 3. Graficzne znaki ekologiczne. 4. Źródła emisji tlenku węgla(iv) do atmosfery. 5. Nasze działania na rzecz ochrony atmosfery. Propozycje wycieczek 1. Stacja monitoringu powietrza. 2. Stacja kontroli pojazdów (kontrola spalin). 3. Kraków pokaz właściwości skroplonych gazów (Wydział Chemii UJ), aparatura Olszewskiego i Wróblewskiego w muzeum UJ Collegium Maius.

2 Część 2 Świat chemii poradnik dla nauczyciela Plany lekcji Nr Temat lekcji 1 Rola atmosfery ziemskiej i procesy w niej zachodzące 2 Powietrze mieszanina substancji w stanie gazowym Metoda 1 Zagadnienia tematyczne Proponowane doświadczenia, Proponowane pomoce Termin zadania 2 dydaktyczne 3 realizacji planowany/ rzeczywisty. Uwagi o realizacji 1. Rola atmosfery Ziemi 2. Zmiany atmosfery na skutek działalności człowieka 3. Rodzaje zanieczyszczeń 4. Ochrona atmosfery ziemskiej 1. Właściwości fizyczne powietrza 2. Skład powietrza 3. Skraplanie i destylacja powietrza metoda jego rozdziału 1. Efekt cieplarniany 2. Domowe: Zanieczyszczenia powietrza 1. Badanie składu powietrza 2. Domowe: Szklanka pije wodę 1. Fragmenty filmu HOME homeproject 2. Plansza (foliogram) Sfery Ziemi 3. Foliogram Zanieczyszczenia powietrza 4. Animacje komputerowe: a) Mechanizm niszczenia warstwy ozonowej b) Efekt cieplarniany 1. Animacja komputerowa Skład powietrza 2. Foliogram Skład powietrza 19 1 Ponieważ dobór metody jest uzależniony od warsztatu pracy nauczyciela i wyposażenia pracowni, pozostawiamy to do indywidualnego uzupełnienia. Opisy wielu skutecznych i atrakcyjnych metod pracy można znaleźć w Portalu Nauczyciela w serwisie chemia.zamkor.pl. 2 Opisy i filmy wszystkich zaproponowanych doświadczeń znajdują się w książce pt. Eksperymenty chemiczne w gimnazjum. Część 2. z serii Filmowa biblioteka nauczyciela chemii. Dołączona jest do niej płyta DVD ze sfilmowanymi eksperymentami. 3 Zaproponowane animacje znajdują się na płycie, która towarzyszy poradnikowi. Foliogramy są w ofercie ZamKoru. Prezentacje multimedialne zamieszczane będą sukcesywnie w serwisie nauczyciela chemia.zamkor.pl.

3 Świat chemii poradnik dla nauczyciela Część Wodór najbardziej rozpowszechniony gaz we wszechświecie 4 Helowce pierwiastki grupy osiemnastej 5 Azot główny składnik powietrza 6 Tlen najważniejszy składnik powietrza 1. Wodór w układzie okresowym 2. Wiazanie chemiczne w cząsteczce wodoru 3. Występowanie wodoru 4. Właściwości wodoru 5. Zastosowanie wodoru 1. Helowce w układzie okresowym 2. Występowanie helowców we wszechświecie 3. Aktywność chemiczna helowców nazywanych gazami szlachetnymi 4. Zastosowanie helowców 1. Azot w układzie okresowym 2. Wiązanie w cząsteczce azotu 3. Występowanie azotu w przyrodzie 4. Właściwości azotu 5. Obieg azotu w przyrodzie 6. Zastosowanie azotu 1. Tlen w układzie okresowym 2. Występowanie tlenu w przyrodzie 3. Właściwości tlenu 4. Zastosowanie tlenu 1. Otrzymywanie wodoru i badanie jego właściwości 2. Otrzymywanie żelaza lub miedzi w reakcji ich tlenków z wodorem Zadanie: Odczytywanie z układu okresowego informacji dotyczących wodoru Zadania: 1. Odczytywanie informacji na temat budowy atomów poszczególnych helowców na podstawie położenia w układzie okresowym 2. Opisywanie składu jąder atomowych izotopów helu lub argonu 3. Praca w grupach nad plakatami ilustrującymi zastosowanie poszczególnych helowców Doświadczenie: Otrzymywanie azotu i badanie jego właściwości (film) Zadanie: Obliczanie uśrednionej masy atomowej na podstawie informacji o zawartości procentowej izotopów w przyrodzie 1. Otrzymywanie tlenu i badanie jego właściwości 2. Domowe: Identyfikacja tlenu Foliogram Zastosowanie wodoru Foliogram Zastosowanie helowców 1. Film Otrzymywanie azotu 2. Plansza (foliogram) Obieg azotu w przyrodzie 3. Foliogram Zastosowanie azotu 1. Plansza (foliogram) Obieg tlenu w przyrodzie 2. Foliogram Zastosowanie tlenu

4 Część 2 Świat chemii poradnik dla nauczyciela 7 Tlenki produkty reakcji różnych pierwiastków z tlenem 1. Powstawanie tlenków produktów reakcji łączenia tlenu z innymi pierwiastkami 2. Rdzewienie jako efekt reakcji żelaza i jego stopów ze składnikami powietrza tlenem i parą wodną 3. Sposoby zabezpieczania przed rdzewieniem 4. Patynowanie i pasywacja procesy zachodzące na powierzchni metali pod wpływem składników powietrza 8 Tlenki węgla 1. Dwa różne tlenki węgla (wzory, nazwy systematyczne i zwyczajowe) 2. Tlenek węgla(iv) jako gaz obecny w atmosferze substrat reakcji fotosyntezy 3. Właściwości tlenku węgla(iv) 4. Toksyczne właściwości tlenku węgla(ii) 5. Zastosowanie tlenków węgla 9 Para wodna składnik powietrza warunkujący pogodę 1. Obieg wody w przyrodzie 2. Woda związek chemiczny tlenu i wodoru 3. Reakcja wody w różnych stanach skupienia z magnezem 1. Spalanie substancji w powietrzu i tlenie 2. Porównanie przebiegu korozji w powietrzu 3. Szybkie patynowanie 4. Domowe: Korozja 1. Otrzymywanie tlenku węgla(iv) 2. Identyfikacja tlenku węgla(iv) w wydychanym powietrzu 3. Gaszenie świeczek 4. Lewitująca bańka 5. Badanie rozpuszczalności tlenku węgla(iv) 6. Próba z wyciągiem z czerwonej kapusty 7. Domowe: Gaszenie łuczywka 1. Wykrywanie pary wodnej w powietrzu 2. Rozkład wody pod wpływem prądu elektrycznego 3. Porównanie reakcji chemicznej magnezu z tlenkiem wodoru w różnych stanach skupienia (pokaz filmu) 4. Domowe: Wilgoć w powietrzu Foliogram Zmiany na powierzchni metali pod wpływem składników powietrza 1. Animacja komputerowa Fotosynteza (cz. 1 poradnika) 2. Foliogram (plansza) Obieg tlenu w powietrzu (omówienie fragmentu dotyczącego CO 2 ) 1. Foliogram (plansza) Obieg wody w przyrodzie 2. Film Reakcja magnezu z tlenkiem wodoru w różnych stanach skupienia 21

5 Świat chemii poradnik dla nauczyciela Część Inne ważne tlenki i ich znaczenie 1. Ważne tlenki występujące w przyrodzie 2. Tlenek krzemu(iv) występowanie i właściwości, praktyczne znaczenie 3. Tlenki żelaza surowce do produkcji stali 4. Tlenek wapnia pozyskiwany ze skał wapiennych ważny surowiec w budownictwie i przemyśle szklarskim 5. Tlenek glinu główny składnik korundu, najtwardszego po diamencie minerału i jego zastosowanie 11 Inne ważne gazy 1. Metan gazowy produkt rozkładu roślin 2. Amoniak gaz powstający w wyniku rozkładu substancji białkowych 3. Siarkowodór gazowy produkt procesów gnilnych substancji białkowych 12 Powtórzenie wiadomości Zadanie: Praca w grupach nad plakatami ilustrującymi zastosowanie najważniejszych tlenków 1. Otrzymywanie metanu (pokaz filmu) 2. Otrzymywanie amoniaku (pokaz filmu) 3. Wykrywanie amoniaku w produktach rozkładu substancji białkowych 4. Otrzymywanie siarkowodoru Podsumowanie wiadomości dotyczących: właściwości wspólnych i różnicujących gazów zastosowania poznanych gazów zastosowania tlenków żelaza, glinu i wapnia warunków powstawania rdzy oraz sposobów zabezpieczania żelaza i jego stopów przed rdzewieniem źródeł i skutków zanieczyszczenia powietrza powodów powstawania dziury ozonowej Animacja Proces wielkopiecowy Foliogram Gazy powstające z substancji organicznych 1. Karty pracy ucznia 2. Zeszyt ćwiczeń

6 Część 2 Świat chemii poradnik dla nauczyciela Laboratoryjna lekcja powtórzeniowa 4 14 Sprawdzian wiadomości 15 Prezentacje projektów uczniowskich Otrzymywanie i identyfikacja wybranych gazów 1. Karty pracy ucznia 2. Film Odgadnij, co to za gaz? Uwagi na temat wyników Opis założonych osiągnięć ucznia Tematy przygotowywanych przez grupy uczniowskie projektów konsultowanych na godzinach wynikających z KN i zaakceptowanych przez nauczyciela. Osiągnięcia podstawowe. Uczeń: Osiągnięcia ponadpodstawowe. Uczeń: wykonuje lub obserwuje doświadczenie potwierdzające, że powietrze jest mieszaniną; opisuje, na czym polega powstawanie dziury ozonowej; opisuje skład i właściwości powietrza; wymienia źródła, rodzaje i skutki zanieczyszczeń powietrza; odczytuje z układu okresowego i innych źródeł informacje o azocie, helu, argonie, tlenie i wodorze; opisuje właściwości fizyczne i chemiczne azotu, tlenu, wodoru, tlenku węgla(iv); pisze równania reakcji otrzymywania: tlenu, wodoru i tlenku węgla(iv) (np. rozkład wody pod wpływem prądu elektrycznego, spalanie węgla); planuje i wykonuje doświadczenie pozwalające wykryć CO 2 w powietrzu wydychanym z płuc; opisuje obieg tlenu i wody w przyrodzie; wyjaśnia, dlaczego gazy szlachetne są bardzo mało aktywne chemicznie; wymienia ich zastosowania; projektuje doświadczenia potwierdzające skład powietrza; opisuje rolę atmosfery ziemskiej; wskazuje i porównuje źródła i wielkość emisji zanieczyszczeń do atmosfery; przewiduje skutki działalności człowieka i opisuje przewidywane zmiany atmosfery; analizuje dane statystyczne dotyczące emisji i obecności szkodliwych substancji w atmosferze; wyciąga wnioski na podstawie przeanalizowanych danych; projektuje działania na rzecz ochrony atmosfery; proponuje sposoby zapobiegania powiększaniu się dziury ozonowej; na podstawie mas atomowych helowców i mas cząsteczkowych innych składników powietrza porównuje ich ciężar w stosunku do powietrza; planuje i/lub wykonuje doświadczenia dotyczące badania właściwości wymienionych gazów; porównuje właściwości poznanych gazów; projektuje doświadczenia pozwalające wykryć tlen, wodór, tlenek węgla(iv); opisuje obieg azotu w przyrodzie; opisuje właściwości gazów powstających w procesach gnilnych; porównuje zachowanie poznanych gazów wobec wody wapiennej i wyciągu z czerwonej kapusty; na podstawie właściwości proponuje sposób odbierania gazów; tłumaczy na przykładach zależności pomiędzy właściwościami substancji a jej zastosowaniem; 4 Powtórzeniową lekcję laboratoryjną, której celem jest ćwiczenie umiejętności praktycznych, można przeprowadzić przed sprawdzianem po teoretycznej lekcji powtórzeniowej. Można też zaplanować ją po sprawdzianie, tak aby na jej początku omówić jego wyniki.

7 24 opisuje proces rdzewienie żelaza, wymienia jego przyczyny; proponuje sposoby zabezpieczania przed rdzewieniem produktów zawierających w swoim składzie żelazo; wymienia zastosowania tlenków wapnia, żelaza, glinu; wskazuje sposób pozyskiwania tych tlenków z zasobów naturalnych; ustala wzory sumaryczne tlenków i podaje ich nazwy; oblicza masy cząsteczkowe tlenków; wykonuje proste obliczenia wykorzystujące prawo stałości składu; dokonuje prostych obliczeń związanych z prawem zachowania masy. wskazuje czynniki przyspieszające proces rdzewienia; projektuje doświadczenia pozwalające ocenić wpływ wilgoci w powietrzu na przebieg korozji; porównuje skuteczność różnych sposobów zabezpieczania żelaza i jego stopów przed rdzewieniem; opisuje i porównuje proces pasywacji i patynowania oraz wskazuje metale, których te procesy dotyczą; wymienia i opisuje najbardziej rozpowszechnione tlenki w przyrodzie; porównuje zawartość procentową np. węgla w tlenkach węgla(ii) i (IV); korzystając z proporcji, wykonuje obliczenia na podstawie ilościowej interpretacji równań reakcji; oblicza uśrednioną wartość masy atomowej pierwiastków, np. azotu, tlenu, na podstawie zawartości procentowej izotopów w przyrodzie, na podstawie uśrednionej masy atomowej oraz liczb masowych izotopów przewiduje, którego z izotopów w przyrodzie jest najwięcej. Świat chemii poradnik dla nauczyciela Część 2 Podział osiągnięć na podstawowe i ponadpodstawowe jest względny. Ten przedstawiony przez nas został oparty na kategorii Blooma i Niemierki. Zaproponowane osiągnięcia podstawowe pochodzą z kategorii Blooma: wiadomości, rozumienie i zastosowanie, a ponadpodstawowe z kategorii analiza, synteza i ocena. Według podziału B. Niemierki podstawowe osiągnięcia to kategorie A i B z kategorii zapamiętanie i zrozumienie, a ponadpodstawowe to C i D z kategorii stosowanie w sytuacjach typowych i problemowych. Dodatkowo w osiągnięciach ponadpodstawowych umieszczono również umiejętności z kategorii niższych, ale wykraczają one ponad podstawę programową.

8 Część 2 Świat chemii poradnik dla nauczyciela Kategorie celów nauczania i procesy poznawcze uczniów wg Blooma Kategoria zestaw (np. do doświadczenia), porówna, sklasyfikuje, scharakteryzuje, zmierzy, określi, wykreśli, zastosuje Proces poznawczy ucznia Wiadomości Uczeń potrafi: przypomnieć, nazwać, zdefiniować, wymienić, wyliczyć, rozpoznać, wskazać Rozumienie Uczeń potrafi: opisać, streścić, wyjaśnić, porównać, wytłumaczyć, podać przykład, zademonstrować, zilustrować, rozróżnić Zastosowania Uczeń posłuży się wiadomościami w praktyce: narysuje schemat, wykona doświadczenie, zastosuje, użyje, wybierze właściwy Analiza Uczeń określi związki między...: rozpozna zasadę klasyfikacji, wyciągnie wniosek, zanalizuje, wykryje, udowodni Synteza Uczeń zbierze w całość informacje: uogólni wnioski, przewidzi skutki Ocena Uczeń potrafi zastosować kryteria do oceny czegoś: zaproponuje, zaplanuje, zaprojektuje Taksonomia ABC wg B. Niemierki Poziom Kategorie Wiadomości A. Zapamiętanie wiadomości B. Zrozumienie wiadomości Umiejętności C. Stosowanie wiadomości w sytuacjach typowych D. Stosowanie wiadomości w sytuacjach problemowych 25