Toruńskim okiem... Eksperymenty IBSE w technice chemii w małej skali. Zestaw uczniowskich kart pracy

Zestaw uczniowskich kart pracy 1

Spis treści Proponowany skład zestawu mobilnego 3 Klasa I 4 Doświadczenie 1 5 Doświadczenie 2 9 Doświadczenie 3 13 Doświadczenie 4 17 Klasa II 21 Doświadczenie 5 22 Doświadczenie 6 26 Doświadczenie 7 30 Doświadczenie 8 34 Klasa III 38 Doświadczenie 9 39 Doświadczenie 10 43 Doświadczenie 11 47 Doświadczenie 12 52 2

Proponowany skład zestawu mobilnego Nazwa artykułu probówka szklana okrągłodenna pipeta Pasteura z kapilarą pipeta Pasteura z podziałką szalka Petriego nasadka do odprowadzania gazów słomka łyżeczka łuczywa uniwersalny palnik parafinowy zapałki łapa do probówek moździerz + pistel wężyk pasujący do kartusza z gazem do zapalniczek folia na dokumenty folia aluminiowa opakowanie zestawu z trwałego tworzywa Ilość 10 szt. 6 szt. 6 szt. 6 szt. 1 szt. 3 szt. 8 szt. 10 szt. 2 szt. 1 szt. 8 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt. 2 szt. 1 szt. Tabela 1. Proponowany skład zestawu mobilnego 3

Klasa I 4

Doświadczenie 1 Protokół doświadczenia IBSE Badanie wpływu mieszania, temperatury, stopnia rozdrobnienia na szybkość rozpuszczania się soli kąpielowej w wodzie 1. Protokół doświadczenia IBSE Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. Na stole znajduje się przygotowany sprzęt, odczynniki i materiał badawczy: Materiał badawczy: sól kąpielowa, Odczynnik: woda, Sprzęt: 3 pary probówek, łyżeczki, łuczywa, palnik, zapałki, łapy do probówek, moździerz i pistel. Przyjrzyj się i: Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. Zapisz czynności, jakie będziesz wykonywać, aby zrealizować doświadczenie, celem weryfikacji hipotezy/hipotez. 5

Zrealizuj doświadczenie według przedstawionego powyżej opisu. Udokumentuj doświadczenie, zapisując stosowne obserwacje. Dokonaj analizy wyników i wyciągnij wnioski, odnosząc się do postawionej hipotezy. 6

2. Prezentacja i dyskusja wyników Przedstaw uzyskane wyniki. Przedyskutuj wyniki i problem związany z wnioskowaniem z innymi grupami. Czy wyniki innych grup były takie same (podobne) czy inne? Czy materiał, na którym pracowały grupy był taki sam? Czy podnosi to wiarygodność wyników? 3. Wnioskowanie Czy możesz na podstawie analizy wyników wyciągnąć wniosek? Sformułuj dwa argumenty na rzecz swojego stanowiska: 4. Ewaluacja pracy Jakie udoskonalenia w procedurze tego doświadczenia wprowadziłabyś/wprowadziłbyś, aby wyniki były bardziej wiarygodne a wnioskowanie bardziej uzasadnione? 5. Odniesienie badanych zależności do sytuacji z życia 6. Kryteria oceny pracy na zajęciach skala ocen: 1 najgorsza ocena, 6 - najlepsza rzetelność wykonania zadania 7

współpraca w zespole sposób prezentacji wyników zespołu 8

Doświadczenie 2 Protokół doświadczenia IBSE Badanie rozpuszczalności różnych substancji w wodzie 1. Protokół doświadczenia IBSE Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. Na stole znajduje się przygotowany sprzęt, odczynniki i materiał badawczy: Materiał badawczy: cukier, sól kuchenna, olej jadalny, benzyna, Odczynnik: woda, Sprzęt: cztery probówki, łyżeczki, pipety Pasteura, łuczywa, łapy do probówek. Przyjrzyj się i: Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. Zapisz czynności, jakie będziesz wykonywać, aby zrealizować doświadczenie, celem weryfikacji hipotezy/hipotez. Zrealizuj doświadczenie według przedstawionego powyżej opisu. 9

Udokumentuj doświadczenie, zapisując stosowne obserwacje. Dokonaj analizy wyników i wyciągnij wnioski, odnosząc się do postawionej hipotezy. 10

Doświadczenie 3 Protokół doświadczenia scripted inquiry Woda wapienna, łac. aqua calcis nazwa zwyczajowa nasyconego, wodnego roztworu wodorotlenku wapnia. Rozpuszczalność Ca(OH)2 w wodzie w temp. 25 C wynosi ok. 0,159 g na 100 g H2O to znaczy, że roztwór ten ma stężenie ok. 0,16%. Woda wapienna to płyn o odczynie alkalicznym (ph = 13). Przechowuje się ją z osadem nierozpuszczalnego wodorotlenku wapnia. Do laboratoryjnego wykrywania ditlenku węgla. Rozpuszczony wodorotlenek wapnia reaguje z ditlenkiem węgla z wytworzeniem trudno rozpuszczalnego węglanu wapnia powodującego zmętnienie roztworu: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Woda wapienna, http://pl.wikipedia.org/wiki/woda_wapienna [dostęp: 15.03.2013r.] Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. 1. Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. 2. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. 3. Przebieg doświadczenia: a) Przygotuj sprzęt i materiały do doświadczenia Materiał badawczy (dla grupy): Próbka wydychanego powietrza z płuc. Sprzęt i odczynniki: Do próby kontrolnej: 2 probówki, łapy do probówek, słomka, palnik, zapałki, nasadka do odprowadzania gazów, proszek do pieczenia ciasta, woda wapienna. Do próby badawczej: probówka, łapa do probówek, słomka, woda wapienna. 13

b) Procedura Próba kontrolna (pozytywna): Do probówki wprowadzić szczyptę proszku do pieczenia ciasta. Naczynie zamknąć nasadką do odprowadzania gazów opatrzoną w słomkę. Wylot słomki zanurzyć w około 2 cm 3 wody wapiennej wypełniającej drugą probówkę. Ogrzewać substancję stałą nad płomieniem podgrzewacza. Obserwować zachowanie cieczy. Próba badawcza: Do probówki wlać około 2 cm 3 wody wapiennej. Przez ciecz przepuszczać powietrze wydychane z płuc. Uwaga ogólna: Przy pierwszych zmianach wyglądu wody wapiennej zakończyć doświadczenia. 4. Dokumentacja doświadczenia: Tabela obserwacji. Wpisz stosowne obserwacje w odpowiednie miejsca tabeli zmiany obserwowane w probówkach (w trakcie doświadczenia) próba kontrolna próba badawcza 5. Analiza wyników 14

Doświadczenie 4 Protokół doświadczenia scripted inquiry Nadtlenek wodoru w temperaturze pokojowej jest, bezbarwną cieczą o temperaturze topnienia 0,44 C i temperaturze wrzenia ok. 150 C. Wykazuje silne właściwości utleniające wynikające z powstawania w czasie jego rozkładu tlenu atomowego (tzw. tlen in statu nascendi): H2O2 H2O + O Czysty nadtlenek wodoru jest bardzo nietrwały i ulega egzotermicznemu rozkładowi (często wybuchowemu) na wodę i tlen pod wpływem ciepła, kontaktu z niektórymi metalami (np. manganem), tlenkami metali oraz światła UV. 2 H2O2 (aq) 2 H2O (c) + O2 (g) Rozkład ten jest katalizowany przez wiele rozdrobnionych substancji, np. srebro i platynę, tlenek manganu(ii) oraz jodki. Wydajnym enzymem rozkładającym nadtlenek wodoru jest między innymi katalaza (głównie pochodząca z produktów naturalnych). Wydzielający się tlen można łatwo zidentyfikować np. rozżarzonym łuczywem. Nadtlenek wodoru, http://pl.wikipedia.org/wiki/nadtlenek_wodoru [dostęp: 15.01.2013r.] Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. 1. Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. 2. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. 3. Przebieg doświadczenia: a) Przygotuj sprzęt i materiały do doświadczenia Materiał badawczy (dla grupy): Drożdże instant. 17

Sprzęt i odczynniki: Do próby kontrolnej: probówka, łapa do probówki, łyżeczka, łuczywo, zapałki, 3% roztwór nadtlenku wodoru, katalaza. Do próby badawczej: 2 probówki, łapy do probówek, łyżeczka, łuczywo, zapałki, 3% roztwór nadtlenku wodoru (woda utleniona). b) Procedura Próba kontrolna (pozytywna): Do probówki wlać około 2 cm 3 roztworu nadtlenku wodoru. Do naczynia dodać szczyptę katalazy. Wstrząsnąć zawartością. Wydzielające się gazy identyfikować rozżarzonym łuczywem. Próba badawcza: Do probówek wlać około 2 cm 3 roztworu nadtlenku wodoru. Do pierwszego naczynia dodać dużą szczyptę drożdży instant. Do drugiej probówki wprowadzić kilkukrotnie mniejszą ilość drożdży. Wstrząsnąć zawartością. Wydzielające się gazy identyfikować rozżarzonym łuczywem. 4. Dokumentacja doświadczenia: Tabela obserwacji. Wpisz stosowne obserwacje w odpowiednie miejsca tabeli opis powstałej piany zachowanie łuczywa próba kontrolna próba badawcza woda utleniona z katalazą woda utleniona z dużą ilością drożdży woda utleniona z niewielką ilością drożdży 5. Analiza wyników 18

właściwości otrzymanego gazu wpływ ilości użytych drożdży 6. Prezentacja i dyskusja wyników Przedstaw uzyskane wyniki. Przedyskutuj wyniki i problem związany z wnioskowaniem z innymi grupami. Czy wyniki innych grup były takie same (podobne) czy inne? Czy materiał, na którym pracowały grupy był taki sam? Czy podnosi to wiarygodność wyników? 7. Wnioskowanie Czy możesz na podstawie analizy wyników wyciągnąć wniosek? Sformułuj dwa argumenty na rzecz swojego stanowiska: 8. Ewaluacja pracy Jakie udoskonalenia w procedurze tego doświadczenia wprowadziłabyś/wprowadziłbyś, aby wyniki były bardziej wiarygodne a wnioskowanie bardziej uzasadnione? 9. Odniesienie badanych zależności do sytuacji z życia 19

10. Kryteria oceny pracy na zajęciach skala ocen: 1 najgorsza ocena, 6 - najlepsza rzetelność wykonania zadania współpraca w zespole sposób prezentacji wyników zespołu 20

Klasa II 21

1. Protokół doświadczenia IBSE Doświadczenie 5 Protokół doświadczenia IBSE Działanie roztworami jednych soli na drugie Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. Na stole znajduje się przygotowany sprzęt, odczynniki i materiał badawczy: Odczynniki: wodne roztwory soli: azotan(v) żelaza(iii), azotan(v) glinu, azotan(v) miedzi(ii), węglan potasu, ortofosforan(v) potasu, chromian(vi) potasu. Sprzęt: karta pracy (wzór poniżej) włożona w folię na dokumenty jako podłoże do doświadczenia. Fe(NO3)3 (aq) Al(NO3)3 (aq) Cu(NO3)3 (aq) K2CO3 (aq) K3PO4 (aq) K2CrO4 (aq) Wzór karty pracy Przyjrzyj się i: Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. 22

Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. Zapisz czynności, jakie będziesz wykonywać, aby zrealizować doświadczenie, celem weryfikacji hipotezy/hipotez. Zrealizuj doświadczenie według przedstawionego powyżej opisu. Udokumentuj doświadczenie, zapisując stosowne obserwacje. 23

Dokonaj analizy wyników i wyciągnij wnioski, odnosząc się do postawionej hipotezy. 2. Prezentacja i dyskusja wyników Przedstaw uzyskane wyniki. Przedyskutuj wyniki i problem związany z wnioskowaniem z innymi grupami. Czy wyniki innych grup były takie same (podobne) czy inne? Czy materiał, na którym pracowały grupy był taki sam? Czy podnosi to wiarygodność wyników? 3. Wnioskowanie Czy możesz na podstawie analizy wyników wyciągnąć wniosek? Sformułuj dwa argumenty na rzecz swojego stanowiska: 24

4. Ewaluacja pracy Jakie udoskonalenia w procedurze tego doświadczenia wprowadziłabyś/wprowadziłbyś, aby wyniki były bardziej wiarygodne a wnioskowanie bardziej uzasadnione? 5. Odniesienie badanych zależności do sytuacji z życia 6. Kryteria oceny pracy na zajęciach skala ocen: 1 najgorsza ocena, 6 - najlepsza rzetelność wykonania zadania współpraca w zespole sposób prezentacji wyników zespołu 25

Doświadczenie 6 Protokół doświadczenia IBSE Obserwacja zmian barw wskaźników kwasowo-zasadowych w środowisku kwasu wody i zasady 1. Protokół doświadczenia IBSE Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. Na stole znajduje się przygotowany sprzęt, odczynniki i materiał badawczy: Odczynniki: roztwór oranżu metylowego, roztwór fenoloftaleiny, uniwersalny papierek wskaźnikowy, rozcieńczony roztwór wodorotlenku sodu, rozcieńczony roztwór kwasu chlorowodorowego, woda. Sprzęt: karta pracy (wzór poniżej), 3 połówki szalek Petriego. Wzór karty pracy Przyjrzyj się i: Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. 26

Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. Zapisz czynności, jakie będziesz wykonywać, aby zrealizować doświadczenie, celem weryfikacji hipotezy/hipotez. Zrealizuj doświadczenie według przedstawionego powyżej opisu. Udokumentuj doświadczenie, zapisując stosowne obserwacje. 27

Dokonaj analizy wyników i wyciągnij wnioski, odnosząc się do postawionej hipotezy. 2. Prezentacja i dyskusja wyników Przedstaw uzyskane wyniki. Przedyskutuj wyniki i problem związany z wnioskowaniem z innymi grupami. Czy wyniki innych grup były takie same (podobne) czy inne? Czy materiał, na którym pracowały grupy był taki sam? Czy podnosi to wiarygodność wyników? 3. Wnioskowanie Czy możesz na podstawie analizy wyników wyciągnąć wniosek? Sformułuj dwa argumenty na rzecz swojego stanowiska: 28

4. Ewaluacja pracy Jakie udoskonalenia w procedurze tego doświadczenia wprowadziłabyś/wprowadziłbyś, aby wyniki były bardziej wiarygodne a wnioskowanie bardziej uzasadnione? 5. Odniesienie badanych zależności do sytuacji z życia 6. Kryteria oceny pracy na zajęciach skala ocen: 1 najgorsza ocena, 6 - najlepsza rzetelność wykonania zadania współpraca w zespole sposób prezentacji wyników zespołu 29

Doświadczenie 7 Protokół doświadczenia scripted inquiry Kwas solny otrzymuje się poprzez absorpcję w wodzie gazowego chlorowodoru. Jest to proces bardzo silnie egzotermiczny, przez co mieszanina gwałtownie się rozgrzewa. Z tego względu absorpcję prowadzi się przez przepuszczanie gazowego HCl nad powierzchnią wody w absorberze powierzchniowym np. w tzw. turylach. Chlorowodór może pochodzić z reakcji kwasu siarkowego(vi) z chlorkiem sodu (solą kamienną; od tej metody pochodzą zwyczajowe nazwy kwasu w wielu językach, np. pol. kwas solny, niem. Salzsäure, ros. cоляная кислота, ang. spirit of salt lub muriatic acid, fr. acide muriatique), ze spalania wodoru w chlorze lub być produktem ubocznym innych procesów przemysłowych, np. chlorowania związków organicznych. Kwas solny, http://pl.wikipedia.org/wiki/kwas_solny [dostęp: 14.05.2013r.] Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. 1. Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. 2. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. 3. Przebieg doświadczenia: a) Przygotuj sprzęt i materiały do doświadczenia Sprzęt i odczynniki: szalka Petriego, łyżeczka, uniwersalny papierek wskaźnikowy, roztwór fenoloftaleiny, roztwór oranżu metylowego, chlorek sodu, stężony kwas siarkowy(vi), woda. b) Procedura Na szalkę Petriego nanieść szczyptę chlorku sodu. W oddalone miejsca szalki dodać po kropli roztworu fenoloftaleiny i roztworu oranżu metylowego. W naczyniu umieścić zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy (wzór poniżej). 30

Poprosić prowadzącego o dodanie jednej kropli stężonego kwasu siarkowego(vi) do chlorku sodu. Naczynie zamknąć drugim elementem szalki. Wzór schematu 4. Dokumentacja doświadczenia: Tabela obserwacji. Wpisz stosowne obserwacje dotyczące przeprowadzonego doświadczenia. obserwacje po dodaniu kwasu do soli Podaj barwy wskaźników kwasowo-zasadowych w różnych momentach eksperymentu. barwa przed dodaniem kwasu barwa po dodaniu kwasu roztwór oranżu metylowego roztwór fenoloftaleiny uniwersalny papierek wskaźnikowy 31

5. Analiza wyników 6. Prezentacja i dyskusja wyników Przedstaw uzyskane wyniki. Przedyskutuj wyniki i problem związany z wnioskowaniem z innymi grupami. Czy wyniki innych grup były takie same (podobne) czy inne? Czy materiał, na którym pracowały grupy był taki sam? Czy podnosi to wiarygodność wyników? 7. Wnioskowanie Czy możesz na podstawie analizy wyników wyciągnąć wniosek? Sformułuj dwa argumenty na rzecz swojego stanowiska: 8. Ewaluacja pracy Jakie udoskonalenia w procedurze tego doświadczenia wprowadziłabyś/wprowadziłbyś, aby wyniki były bardziej wiarygodne a wnioskowanie bardziej uzasadnione? 32

9. Odniesienie badanych zależności do sytuacji z życia 10. Kryteria oceny pracy na zajęciach skala ocen: 1 najgorsza ocena, 6 - najlepsza rzetelność wykonania zadania współpraca w zespole sposób prezentacji wyników zespołu 33

Doświadczenie 8 Protokół doświadczenia scripted inquiry Miareczkowanie - chemiczna technika analizy ilościowej polegająca na dodawaniu roztworu - tzw. titranta z biurety w postaci kropel do roztworu zwanego analitem. Roztwory odczynników o znanym stężeniu (mianie) używane do miareczkowania nazywa się roztworami mianowanymi. Ze względu na rodzaj reakcji w roztworze wyróżnia się tzw. miareczkowanie alkacymetryczne oparte na reakcji zobojętniania, zgodnej z równaniem: H + (aq) + OH - (aq) H2O Miareczkowanie, http://pl.wikipedia.org/wiki/miareczkowanie [dostęp: 11.04.2013r.] Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. 1. Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. 2. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. 3. Przebieg doświadczenia: a) Przygotuj sprzęt i materiały do doświadczenia Materiał badawczy (dla grupy): próbka soku żołądkowego, zalewy z ogórków i mleka. Sprzęt i odczynniki: Do próby kontrolnej: probówka, łapa do probówki, pipeta z 0,3-procentowym roztworem wodorotlenku sodu, 0,3-procentowy roztwór kwasu chlorowodorowego, roztwór fenoloftaleiny. Do próby badawczej: 3 probówki, łapy do probówek, pipeta z 0,3-procentowym roztworem wodorotlenku sodu, sok żołądkowy (roztwór HCl o ph około 4), zalewa z ogórków, mleko, roztwór fenoloftaleiny. 34

b) Procedura Próba kontrolna (pozytywna): Do probówki wlać 1 cm 3 0,3-procentowego roztworu kwasu chlorowodorowego. Dodać 2 krople roztworu fenoloftaleiny. Kroplami dodawać 0,3-procentowego roztworu wodorotlenku sodu, stale wstrząsając zawartością naczynia. Liczyć krople. Czynność zakończyć przy stałym zabarwieniu roztworu na malinowy. Próba badawcza: Do probówki wlać 1 cm 3 soku żołądkowego. Dodać 2 krople roztworu fenoloftaleiny. Kroplami dodawać 0,3-procentowego roztworu wodorotlenku sodu, stale wstrząsając zawartością naczynia. Liczyć krople. Czynność zakończyć przy stałym zabarwieniu roztworu na malinowy. W dwóch pozostałych probówkach czynności powtórzyć dla mleka i zalewy z ogórków. 4. Dokumentacja doświadczenia: Tabela obserwacji. Wpisz stosowne obserwacje w odpowiednie miejsca tabeli (dla próby kontrolnej) przed rozpoczęciem miareczkowania barwa cieczy (z roztworem fenoloftaleiny) po zakończeniu miareczkowania Wpisz stosowne obserwacje w odpowiednie miejsca tabeli (dla próby badawczej) liczba kropel roztworu wodorotlenku sodu użytych do miareczkowania sok żołądkowy mleko zalewa z ogórków 5. Analiza wyników 35

Klasa III 38

Doświadczenie 9 Protokół doświadczenia IBSE Działanie pyłem magnezowym na roztwór kwasu octowego i identyfikacja gazowego produktu 1. Protokół doświadczenia IBSE Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. Na stole znajduje się przygotowany sprzęt, odczynniki i materiał badawczy: Odczynniki: pył magnezowy, 10%-owy roztwór kwasu octowego (ocet), Sprzęt: probówka, łapa do probówek, łyżeczka, palnik, zapałki, łuczywo. Przyjrzyj się i: Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. Zapisz czynności, jakie będziesz wykonywać, aby zrealizować doświadczenie, celem weryfikacji hipotezy/hipotez. Zrealizuj doświadczenie według przedstawionego powyżej opisu. 39

Udokumentuj doświadczenie, zapisując stosowne obserwacje. Dokonaj analizy wyników i wyciągnij wnioski, odnosząc się do postawionej hipotezy. 40

Doświadczenie 10 Protokół doświadczenia IBSE Wykrywanie skrobi w różnych produktach spożywczych 1. Protokół doświadczenia IBSE Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. Na stole znajduje się przygotowany sprzęt, odczynniki i materiał badawczy: Próba kontrolna: Odczynniki: skrobia, płyn Lugola. Sprzęt: połowa szalki Petriego, łyżeczka. Próby badawcze: Materiał badawczy: banan, kisiel, ziemniak, budyń, jabłko. Odczynnik: płyn Lugola. Sprzęt: 5 połówek szalek Petriego, 5 łyżeczek. Przyjrzyj się i: Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. Zapisz czynności, jakie będziesz wykonywać, aby zrealizować doświadczenie, celem weryfikacji hipotezy/hipotez. 43

Zrealizuj doświadczenie według przedstawionego powyżej opisu. Udokumentuj doświadczenie, zapisując stosowne obserwacje. Dokonaj analizy wyników i wyciągnij wnioski, odnosząc się do postawionej hipotezy. 44

Doświadczenie 11 Protokół doświadczenia scripted inquiry Człowiek od zarania dziejów żywił się jajami zabierając je ptakom. Czyni to również i dziś. W starożytności Rzymianie niemalże każdą ucztę rozpoczynali od spożywania jaj. W przeszłości zjadano jaja różnych ptaków np. wronie, łabędzie, żurawie, a także indycze, kacze, przepiórcze i kurze. Łatwość chowu kur i wysoka nieśność zdecydowała o uznaniu ich pierwszymi producentami jaj konsumpcyjnych. Jednakże w krajach dalekiego wschodu (Chiny, Filipiny, Indonezja) za najsmaczniejsze uważa się jaja kacze. Jaja są jednym z najcenniejszych produktów żywnościowych. Białka jaja i innych jego składników nie sposób zastąpić innymi produktami. Jajo o masie 60g dostarcza 95 kcal, 7,5g białka i 9 g tłuszczu. Białko ma doskonałą wartość biologiczną, ponieważ zawiera wszystkie aminokwasy egzogenne a w szczególności lizynę i lecytynę. W składzie lipidów jaj występują wszystkie kwasy tłuszczowe wielonienasycone i nienasycone, a w szczególności kwas linolowy. Jajo to także źródło prawie wszystkich witamin. W białku znajdują się witaminy z grupy B (rozpuszczalne w wodzie). Jajo nie zawiera wcale witaminy C, natomiast żółtko zasobne jest w składniki mineralne. Przede wszystkim występują tu fosforany. Fosfor łączy się z wapniem, dlatego podawanie zbyt dużych ilości jaj małym dzieciom może powodować krzywicę a u ludzi starszych- osteoporozę. W białku jaja znajduje się 88% wody, 11% stanowią proteiny, 1% - witaminy, sole mineralne oraz glukoza. Znanych jest wiele metod wykrywania białek. Do najpopularniejszych należą: reakcja biuretowa i próba ksantoproteinowa. Fioletowe zabarwienie pierwszej z wymienionych prób to pozytywny efekt wykrycia wiązania peptydowego, a żółte zabarwienie próby ksantoproteinowej świadczy o obecności białek z układami aromatycznymi. Biuletyn LODR, Honorata Repeć Jajo cenny pokarm dla człowieka, Końskowola 2009 Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. 1. Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. 2. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. 47

3. Przebieg doświadczenia: a) Przygotuj sprzęt i materiały do doświadczenia Materiał badawczy (dla grupy): Białko z jaja kurzego. Sprzęt i odczynniki: 1 probówka, 1 szalka Petriego, łapa do probówki, folia aluminiowa, uniwersalny papierek wskaźnikowy, papierek ołowiowy, pipeta Pasteura z podziałką, łuczywo, palnik, zapałki, łyżeczka, roztwór siarczanu(vi) miedzi(ii), roztwór wodorotlenku sodu, woda. b) Procedura Ogrzewanie białka jaja kurzego Z folii aluminiowej wielkości 4cm x 4cm uformować łódeczkę, na którą należy wprowadzić niewielką ilość białka jaja kurzego. Ogrzewać zawartość naczynia nad płomieniem palnika, stale wstrząsając. Po chwili zbliżyć do łódeczki zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy i papierek ołowiowy. Obserwować zmiany wyglądu papierków. Reakcja biuretowa Do probówki wprowadzić około 0,5 cm 3 roztworu siarczanu(vi) miedzi(ii). Na roztwór podziałać nadmiarem roztworu wodorotlenku sodu (przynajmniej 1,5 cm 3 ). Wstrząsnąć zawartością naczynia. Następnie dodać niewielką ilość białka jaja kurzego. Całość wymieszać. 4. Dokumentacja doświadczenia: Tabela obserwacji. Wpisz stosowne obserwacje w odpowiednie miejsca tabeli. pytanie obserwacja Jakie jest zabarwienie białka jaja kurzego po ogrzaniu? Czy podczas ogrzewania wydzielał się jakiś zapach? Jeśli tak, to co przypominał? 48

Jaka jest barwa zwilżonego wodą uniwersalnego papierka wskaźnikowego wprowadzonego w opary ogrzewanego białka? Jaka jest barwa papierka ołowiowego wprowadzonego w opary ogrzewanego białka? Czy w trakcie ogrzewania białka słychać było jakieś dźwięki? Co takiego one przypominają? Reakcja biuretowa Podaj stosowną obserwację dotyczącą zmiany barwy pytanie obserwacja Czy w wyniku dodania białka jaja kurzego do zawiesiny zawierającej wodorotlenek miedzi(ii) zmieniła się barwa? 5. Analiza wyników Poczynione obserwacje pozwoliły dokonać identyfikacji pierwiastków wchodzących w skład białka jaja kurzego: obserwacja wykryty pierwiastek (nazwa, symbol) Zabarwienie białka jaja kurzego po ogrzaniu Barwa papierka ołowiowego zbliżonego do ogrzewanego białka jaja kurzego Barwa uniwersalnego papierka wskaźnikowego zbliżonego do ogrzewanego materiału 49

Dźwięki wydzielające się podczas ogrzewania białka jaja kurzego i powstała substancja ciekła Zabarwienie zawartości naczynia powstałe poprzez zmieszanie wodorotlenku miedzi(ii) z białkiem jaja kurzego Analiza wykrywalności ugrupowań: Zabarwienie zawartości naczynia powstałe poprzez zmieszanie wodorotlenku miedzi(ii) z białkiem jaja kurzego obserwacja wykryte ugrupowanie (nazwa) 6. Prezentacja i dyskusja wyników Przedstaw uzyskane wyniki. Przedyskutuj wyniki i problem związany z wnioskowaniem z innymi grupami. Czy wyniki innych grup były takie same (podobne) czy inne? Czy materiał, na którym pracowały grupy był taki sam? Czy podnosi to wiarygodność wyników? 7. Wnioskowanie Czy możesz na podstawie analizy wyników wyciągnąć wniosek? 50

Sformułuj dwa argumenty na rzecz swojego stanowiska: 8. Ewaluacja pracy Jakie udoskonalenia w procedurze tego doświadczenia wprowadziłabyś/wprowadziłbyś, aby wyniki były bardziej wiarygodne a wnioskowanie bardziej uzasadnione? 9. Odniesienie badanych zależności do sytuacji z życia 10. Kryteria oceny pracy na zajęciach skala ocen: 1 najgorsza ocena, 6 - najlepsza rzetelność wykonania zadania współpraca w zespole sposób prezentacji wyników zespołu 51

Doświadczenie 12 Protokół doświadczenia scripted inquiry Alkany (łańcuchowe węglowodory nasycone, parafiny od łac. parum affinis mało reaktywne) organiczne związki chemiczne zbudowane wyłącznie z atomów węgla i wodoru, przy czym atomy węgla połączone są ze sobą wyłącznie wiązaniami pojedynczymi, co odróżnia je od węglowodorów nienasyconych, posiadających wiązania podwójne i/lub potrójne. Ze względu na dużą trwałość pojedynczych wiązań C-C i C-H alkany są mało reaktywnymi związkami chemicznymi, a reakcje z ich udziałem wymagają drastycznych warunków (wysoka temperatura i ciśnienie). Wyróżnia się cztery typy reakcji, którym ulegają alkany. Przykładem są reakcje spalania: spalanie całkowite produkty spalania to dwutlenek węgla i para wodna (woda); na przykładzie metanu: CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O spalanie niecałkowite produkty spalania to para wodna (woda), sadza (węgiel (pierwiastek)); na przykładzie butanu: 2 C4H10 + 5 O2 8 C + 10 H2O Alkany, pl.wikipedia.org/wiki/alkany [dostęp: 15.07.2013r.] Uwaga: Eksperymenty należy przeprowadzać w okularach ochronnych, zgodnie z regulaminem pracowni chemicznej. Przed przystąpieniem do doświadczenia należy zapoznać się z kartami charakterystyki substancji wykorzystywanych przy pracy laboratoryjnej. 1. Zaproponuj problem badawczy/problemy badawcze, które możesz rozwiązać za pomocą zgromadzonego sprzętu, odczynników w oparciu o materiał badawczy. 2. Sformułuj możliwą hipotezę/hipotezy. 3. Przebieg doświadczenia: a) Przygotuj sprzęt i materiały do doświadczenia Materiał badawczy (dla grupy): Butan (gaz do zapalniczek). 52

Sprzęt i odczynniki: Do próby badawczej: 2 probówki, łapy do probówek, wężyk pasujący do kartusza z gazem do zapalniczek, zapałki, woda wapienna. b) Procedura Do probówki wprowadzić niewielką ilość butanu z pojemnika z gazem do zapalniczek. Do wylotu naczynia zbliżyć zapaloną zapałkę. Obserwować zachowanie się płomienia. Po zakończeniu doświadczenia badającego palność do probówki dodać około 0,5 cm 3 wody wapiennej. Całość dokładnie wytrząsnąć. Porównać wygląd wody wapiennej przed i po doświadczeniu. Do drugiej probówki wprowadzić podobną ilość gazu. Do wylotu naczynia zbliżyć zapaloną zapałkę. Obserwować zachowanie się płomienia. W trakcie eksperymentu stopniowo przechylać probówkę dnem do góry. Porównywać wielkość płomienia w różnych położeniach naczynia. Uwaga ogólna: Nie dotykać wylotu probówki ręką (możliwość poparzenia). 4. Dokumentacja doświadczenia: Tabela obserwacji. Wpisz stosowne obserwacje w odpowiednie miejsca tabeli. obserwacje probówka 1 probówka 2 5. Analiza wyników 53