SCENARIUSZ ZAJ å Z CHEMII PRACA KONKURSOWA Czy myd o jest potrzebne? Praca uzyska a I nagrod w konkursie Eksperymentalna lekcja chemii z zastosowaniem substancji u ywanych w yciu codziennym. Scenariusz mo e byç stosowany zarówno w gimnazjum, jak i w szko ach ponadgimnazjalnych. MARZENA KUÂ Wczasie lekcji wykorzystuje si wiadomoêci wczeêniej poznane z zakresu budowy i w aêciwoêci kwasów karboksylowych. Uczniowie rozwiàzujà problemy metodami badawczymi, czyli z wykorzystaniem doêwiadczeƒ chemicznych. Eksperymenty zosta y tak dobrane, e nauczyciel mo e nawet zadaç je jako prac domowà (stàd zapis: szk o laboratoryjne, szk o i odczynniki domowe ). Cel ogólny Zapoznanie z w aêciwoêciami myd a oraz mechanizmem mycia i prania. Cele szczegó owe Uczeƒ: zna budow i w aêciwoêci myd a; umie doêwiadczalnie wykazaç w aêciwo- Êci myd a zwiàzane z usuwaniem brudu; umie okreêliç rol myd a w usuwaniu brudu; zna i rozumie poj cie napi cia powierzchniowego; umie zbadaç napi cie powierzchniowe ró nych cieczy; umie wykazaç zale noêç mi dzy napi ciem powierzchniowym a problemem z usuwaniem brudu; umie zdefiniowaç poj cia: woda twarda i mi kka; zna sposoby zmi kczania wody i potrafi je wykorzystaç; umie zapisaç równanie reakcji otrzymywania myde nierozpuszczalnych w wodzie; rozumie poj cie emulgowania t uszczy. Cele dydaktyczno-wychowawcze: kszta towanie umiej tnoêci zapisywania obserwacji, formu owania wniosków z przeprowadzonych doêwiadczeƒ; wyrabianie postawy badawczej; rozwijanie umiej tnoêci pracy w grupie. Metody pracy: problemowo-praktyczna (z wykorzystaniem doêwiadczeƒ uczniowskich). Formy pracy: praca w grupach. Ârodki dydaktyczne: szk o laboratoryjne, szk o i odczynniki domowe, karty pracy, foliogram, tablice fizyczne. 5/2005 285 29
Przebieg lekcji I. CZ Âå WPROWADZAJÑCA 1. Sprawdzenie zadania domowego. 2. Powtórzenie i utrwalenie poznanych wiadomoêci o wy szych kwasach karboksylowych, przypomnienie poznanych wiadomoêci o myd ach (wzory myde, reakcje otrzymywania myde z kwasu karboksylowego i z t uszczu). 3. Ustalenie sposobu pracy na lekcji: nauczyciel przedstawia problem uczniowie starajà si go rozwiàzaç przez wykonanie doêwiadczenia zgodnie z instrukcjà, uczniowie pracujà w grupach 3-4 osobowych w trakcie wykonywania doêwiadczeƒ wype niajà karty pracy (do ka dego doêwiadczenia) po zakoƒczeniu ka dego z doêwiadczeƒ jedna z grup przedstawia obserwacje i wnioski, uzupe nienia dokonane przez pozosta e grupy premiowane sà dodatkowymi punktami. II. CZ Âå W AÂCIWA TEMAT: Czy myd o jest potrzebne? PROBLEM 1. N: Czy czystà wodà zmyjemy brud? Czy do usuni cia brudu musimy u yç myd a? U: Wykonujà doêwiadczenie 1. Wype niajà kart pracy. DoÊwiadczenie 1. Zmywanie zat uszczonych powierzchni Sprz t i odczynniki: p ytka szklana, olej, woda destylowana, wodny roztwór P ytk szklanà natrzeç lekko olejem: a) p ytk polewamy wodà. b) p ytk polewamy wodnym roztworem a) woda zbiera si na powierzchni w kropelkach, sp ywa, a p ytka jest niemal sucha. b) woda z myd em nie sp ywa ca kowicie, p ytka wydaje si mokra. woda nie zwil a zat uszczonych powierzchni, woda z dodatkiem myd a zwil a zat uszczone powierzchnie. N: Czy czystà wodà zmyjemy brud? U: Nie, bo brud sk ada si mi dzy innymi z substancji t uszczowych, a czysta woda nawet nie zwil a t uszczów. Do usuni cia brudu musimy u yç 30 286 Chemia w Szkole
PROBLEM 2. N: Dlaczego woda z dodatkiem myd a zwil a zat uszczone powierzchnie? U: Wykonujà doêwiadczenie 2. Wype niajà kart pracy. DoÊwiadczenie 2. Badanie napi cia powierzchniowego cieczy Sprz t i odczynniki: talerz lub inne p askie naczynie, ig a do szycia, alkohol, woda destylowana, wodny roztwór myd a, tablice fizyczne. Do talerza nalewamy odpowiednià ciecz: a) na powierzchni wody k adziemy ig. b) na powierzchni alkoholu k adziemy ig. c) na powierzchni wody k adziemy ig i bardzo powoli wkraplamy alkohol. d) na powierzchni roztworu myd a k adziemy ig. e) na powierzchni wody k adziemy ig i bardzo powoli wkraplamy roztwór a) ig a p ywa po powierzchni, patrzàc z boku mo na zauwa yç, e spoczywa jakby w zag bieniu. b) ig a nie chce p ywaç po powierzchni alkoholu. c) na wodzie ig a p ywa, po dodaniu alkoholu tonie. d) ig a nie chce p ywaç po powierzchni roztworu e) na wodzie ig a p ywa, po dodaniu roztworu myd a tonie. N: Co to jest napi cie powierzchniowe wody? Napi cie powierzchniowe to praca potrzebna do powi kszenia powierzchni cieczy. Jego istnienie przejawia si w naturalnej sk onnoêci powierzchni cieczy do kurczenia si, wynikajàcej z si wciàgajàcych czàsteczki na powierzchni do wn trza cieczy. U: w tablicach fizycznych sprawdzajà napi cie powierzchniowe dla wody i alkoholu: woda = 7,28 10 2 J m 2 alkohol = 2,23 10 2 J m 2 Woda ma du e napi cie powierzchniowe, dlatego ig a p ywa. Alkohol ma du o ni sze napi cie powierzchniowe, dlatego ig a tonie. Podobnie jest z roztworem Alkohol i myd o powodujà obni enie napi cia powierzchniowego wody. N: Co nam daje obni enie napi cia powierzchniowego? U: Obni enie napi cia powierzchniowego pozwala na zwil enie zat uszczonych powierzchni. PROBLEM 3. N: Czy t uszcze rozpuszczajà si w wodzie z dodatkiem myd a? U: Wykonujà doêwiadczenie 3. Wype niajà kart pracy. DoÊwiadczenie 3. Badanie oddzia ywania oleju z wodnym roztworem myd a Sprz t i odczynniki: dwie probówki, olej, woda destylowana, wodny roztwór 5/2005 287 31
Do dwu probówek wlewamy wod : a) do pierwszej dodajemy olej, wylot zatykamy palcem i wstrzàsamy probówk jak najsilniej. b) do drugiej dodajemy olej i kilka kropli roztworu myd a, wylot zatykamy palcem i energicznie a) powstaje m tna, mleczna zawiesina, po chwili rozdziela si na wod i olej. b) powstaje jednolita zawiesina, która nawet po d u szym czasie nie ulega rozdzieleniu. obecnoêç myd a pozwala na wytworzenie trwa ej zawiesiny z t uszczami. N: Wytwarzanie trwa ej zawiesiny z t uszczami nazywa si emulgowaniem t uszczy. Co w takim razie dzieje si z rozpuszczalnoêcià t uszczy w roztworze myd a? U: Myd o nie nadaje t uszczom rozpuszczalnoêci w wodzie, pozwala tylko na zwil enie i emulgowanie t uszczy, które w tym stanie sà atwe do wyp ukania i usuni cia. N: Jak zbudowane sà myd a? Nauczyciel przedstawia na foliogramie budow czàsteczki myd a, wyró niajàc dwie cz Êci hydrofilowà i hydrofobowà. PROBLEM 4. N: Bardzo wa ne jest powstawanie piany podczas np. prania zabrudzonych tkanin, poniewa zapobiega ona ponownemu osadzaniu si brudu na wypranym materiale. Piana unosi czàstki i kropelki brudu z cieczy, wskutek czego nie ma mo liwoêci ponownego wytràcania si na w óknach czystej tkaniny. Dlaczego czasem myd o si nie pieni? U: Wykonujà doêwiadczenie 4. Wype niajà kart pracy. DoÊwiadczenie 4. Badanie oddzia ywania wodnego roztworu myd a z ró nymi roztworami Sprz t i odczynniki: trzy buteleczki lub kolby z korkami, woda destylowana, woda wodociàgowa, musujàce calcium, wodny roztwór a) Pierwszà buteleczk nape niamy wodà destylowanà, dodajemy roztwór myd a i energicznie b) Drugà buteleczk nape niamy wodà wodociàgowà, dodajemy roztwór myd a i energicznie c) Trzecià buteleczk nape niamy wodà destylowanà, dodajemy musujàce calcium, a potem roztwór myd a i energicznie a) Pojawia si obfita piana, roztwór na poczàtku jest m tny, ale po chwili staje si klarowny. b) Pojawia si piana, ale nie tak obfita jak w pierwszej buteleczce, roztwór jest m tny, pojawia si te osad, który p ywa po powierzchni roztworu. c) Nie ma piany, pojawia si za to bardzo du o osadu, który na powierzchni tworzy coê w rodzaju ko ucha. 32 288 Chemia w Szkole
w pierwszej buteleczce znajduje si woda mi kka, w pozosta ych twarda. TwardoÊç spowodowana jest obecnoêcià jonów wapnia. W twardej wodzie pojawia si osad nierozpuszczalne myd o wapniowe: Ca 2+ +2C 17 H 35 COO Ca(C 17 H 35 COO) 2 N: W jaki sposób mo na uniknàç powstawania nierozpuszczalnego myd a, które podczas prania b dzie przeszkadzaç (mo e osadzaç si na pranej tkaninie)? U: Sà dwa sposoby: zmi kczyç wod lub nie u ywaç do prania myd a, tylko innych detergentów. PROBLEM 5. N: W jaki sposób mo na zmi kczyç wod? U: Wykonujà doêwiadczenie 5. Wype niajà kart pracy. DoÊwiadczenie 5. Usuwanie twardoêci wody Sprz t i odczynniki: dwie buteleczki, przegotowana woda wodociàgowa, woda destylowana, musujàce calcium, soda oczyszczona, wodny roztwór a) Do pierwszej buteleczki wlewamy wod przegotowanà, nast pnie dodajemy roztwór myd a i energicznie b) Do drugiej buteleczki wlewamy wod destylowanà, dodajemy musujàce calcium, wsypujemy y eczk sody, ca oêç mieszamy, a nast pnie dodajemy roztwór myd a i energicznie a) Pojawia si obfita piana, nie ma osadu, roztwór jest troch m tny. b) Pojawia si obfita piana, a na dnie osad, którego atwo si pozbyç, roztwór jest klarowny. w przegotowanej wodzie zmniejszy a si iloêç jonów wapnia, w drugiej butelce jony wapnia wytràci y si tworzàc nierozpuszczalny osad (na dnie, czyli nie b dzie tak przeszkadzaç podczas prania): Ca 2+ +CO 2 3 CaCO 3 PROBLEM 6. N: Czego u ywaç do prania zamiast myd a? U: Wykonujà doêwiadczenie 6. Wype niajà kart pracy. DoÊwiadczenie 6. Badanie oddzia ywania detergentów z twardà wodà Sprz t i odczynniki: trzy buteleczki lub kolby z korkami, woda destylowana, woda wodociàgowa, musujàce calcium, p yn do prania (np. Kokosal, Perwoll). 5/2005 289 33
a) Pierwszà buteleczk nape niamy wodà destylowanà, dodajemy p yn do prania i energicznie b) Drugà buteleczk nape niamy wodà wodociàgowà, dodajemy p yn do prania i energicznie c) Trzecià buteleczk nape niamy wodà destylowanà, dodajemy musujàce calcium, a potem p yn do prania i energicznie a) Pojawia si obfita piana, nie ma osadu, roztwór jest klarowny. b) Pojawia si obfita piana, nie ma osadu, roztwór jest klarowny. c) Pojawia si obfita piana, nie ma osadu, roztwór jest klarowny. p ynu do prania mo na u ywaç zarówno w wodzie mi kkiej, jak i w bardzo twardej. III. CZ Âå PODSUMOWUJÑCA: 1. Ocena pracy poszczególnych grup. 2. Praca domowa: znajdê inne sposoby badania napi cia powierzchniowego cieczy, zmi kczania wody; na podstawie poznanych wiadomoêci opisz, na czym polega mechanizm mycia i prania. 3. Podsumowanie lekcji. KARTA PRACY UCZNIA DoÊwiadczenie nr... Nr grupy... : Karty pracy ucznia oraz instrukcj wykonania doêwiadczeƒ mo na przygotowaç w tylu egzemplarzach, ile przewiduje si doêwiadczeƒ. LITERATURA [1] S kowski S.: Efektowna chemia, WNT, Warszawa, 1973 Mgr MARZENA KUÂ uczy chemii w Zespole Szkó w Bielsku Bia ej. 34 290 Chemia w Szkole