Εφαρμογές των οξέων, βάσεων και αλάτων στην καθημερινή ζωή

Transcript

1 Εφαρμογές των οξέων, βάσεων και αλάτων στην καθημερινή ζωή 1. ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΣΕΝΑΡΙΟΥ 1.1 Τίτλος διδακτικού σεναρίου Εφαρμογή της εξουδετέρωσης στην οξυμέτρηση ελαιολάδου. 1.2 Εμπλεκόμενες γνωστικές περιοχές Χημεία: Ενότητα 1 η : Οξέα Βάσεις Άλατα Κεφάλαιο 5 ο : Εφαρμογές των οξέων, βάσεων και αλάτων στην καθημερινή ζωή 1.3 Τάξεις στις οποίες απευθύνεται Χημεία Γ Γυμνασίου 1.4 Σκοπός και διδακτικοί στόχοι Σκοπός Να αντιληφθούν οι μαθητές την παρουσία και τη χρησιμότητα των οξέων και των βάσεων σε τομείς της ανθρώπινης ζωής και να εμπλουτίσουν τις γνώσεις τους σχετικά με ένα σημαντικό τοπικό προϊόν, το ελαιόλαδο. Διδακτικοί στόχοι Γνωστικοί στόχοι Οι μαθητές στο τέλος του διδακτικού σεναρίου θα είναι σε θέση να: διαβάζουν και να κατανοούν τις πληροφορίες που περιέχονται στις ετικέτες των διαφόρων προϊόντων. αναγνωρίζουν τα κυριότερα συστατικά του ελαιολάδου. γνωρίζουν τον τρόπο προσδιορισμού της οξύτητας του ελαιολάδου. χαρακτηρίζουν ποιοτικά το ελαιόλαδο με βάση την οξύτητά του. Δεξιότητες Το συγκεκριμένο διδακτικό σενάριο θα βοηθήσει τους μαθητές να: συνδυάζουν εργαστηριακά δεδομένα και να εξάγουν συμπεράσματα. εξοικειωθούν με τη χρήση εργαστηριακών σκευών ενός εργαστηρίου φυσικών επιστημών. κατανοούν και να εκτελούν οδηγίες με τελικό σκοπό την αυτόνομη εκτέλεση των πειραμάτων, υπό την καθοδήγηση του διδάσκοντα, όπου αυτό είναι απαραίτητο. Στάσεις Η διδασκαλία της συγκεκριμένης ενότητας με βάση το συγκεκριμένο διδακτικό σενάριο θα έχει ως αποτέλεσμα οι μαθητές να: αναπτύξουν ενδιαφέρον για τις φυσικές επιστήμες. συνδέσουν τη σχολική γνώση με την καθημερινότητα. αναπτύξουν κριτική και συνδυαστική σκέψη.

2 καλλιεργήσουν την ομαδικότητα και τη συνεργατικότητα. αναπτύξουν δεξιότητες αλληλοβοήθειας, αλληλοϋποστήριξης και αλληλομάθησης. βελτιώσουν την αυτοεκτίμησή τους (κυρίως αυτοί με μαθησιακές δυσκολίες). 1.5 Προαπαιτούμενες γνώσεις και προαντιλήψεις Προαπαιτούμενες γνώσεις Γνώση των εννοιών «οξύ», «βάση», «εξουδετέρωση». Αναγνώριση βασικών σκευών εργαστηρίου χημείας. Εξοικείωση με την έννοια του «δείκτη» και τη χρησιμότητά του. Προαντιλήψεις Τα οξέα είναι επικίνδυνες ουσίες και περιέχονται μόνο σε φιάλες χημικών εργαστηρίων ή σε απορρυπαντικά. Όταν αναμειγνύεται ένα οξύ με μια βάση προκύπτει πάντα ουδέτερο διάλυμα, ανεξάρτητα από τις αρχικές ποσότητες που θα χρησιμοποιηθούν. Ο δείκτης αλλάζει χρώμα μόνο όταν λαμβάνει χώρα πλήρη εξουδετέρωση του οξέος από τη βάση και αντίστροφα. 1.6 Οργάνωση της διδασκαλίας και απαιτούμενη υλικοτεχνική υποδομή Οι μαθητές θα εργαστούν σε ομάδες 4-5 ατόμων στο εργαστήριο Φυσικών επιστημών. Απαιτούνται τα παρακάτω υλικά και σκεύη: Προχοΐδα Κωνική φιάλη Ογκομετρικός κύλινδρος Δείγμα ελαιολάδου Οινόπνευμα Δείκτης φαινολοφθαλεΐνη Διάλυμα ΝαΟΗ 1,4184 % w/v (0,3546 M) 1.7 Εκτιμώμενη διάρκεια Δύο (2) διδακτικές ώρες για την εφαρμογή του φύλλου εργασίας. Η δεύτερη ώρα αφιερώνεται στην πραγματοποίηση της εργαστηριακής άσκησης που περιγράφεται στην δραστηριότητα 2 (μετωπικό εργαστήριο). 2. ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ Η διδακτική προσέγγιση είναι εποικοδομητική, όπου οι μαθητές εργάζονται σε ένα ομαδοσυνεργατικό πλαίσιο σε συνδυασμό με διάλογο στον οποίο συμμετέχει όλη η τάξη. Οι μαθητές καλούνται να καταθέσουν προϋπάρχουσες γνώσεις και αντιλήψεις σχετικές με το θέμα και στη συνέχεια με χρήση πραγματικού εργαστηρίου να οδηγηθούν σε συμπεράσματα, τα οποία πιθανόν να απέχουν των προαντιλήψεών τους.

3 Ο ρόλος του εκπαιδευτικού είναι κυρίως καθοδηγητικός και συντονιστικός, ενώ, σε περιπτώσεις που κρίνει απαραίτητο, απευθύνεται στο σύνολο των μαθητών. Στο τέλος ορισμένων δραστηριοτήτων ακολουθεί συζήτηση και στο σημείο αυτό, ο εκπαιδευτικός εισάγει έννοιες και όρους που είναι δύσκολο να ανακαλυφθούν από τους μαθητές, κυρίως επειδή βρίσκονται μακράν του εμπειρικού τους κόσμου. Στο τέλος του ΦΕ δίνεται χρόνος για την απάντηση των ερωτήσεων αξιολόγησης από τους μαθητές. Με τον τρόπο αυτό, σε σύντομο χρονικό διάστημα, γίνεται και η αξιολόγηση της διδασκαλίας. 2.1 Το προτεινόμενο σενάριο Η προτεινόμενη οργάνωση της διδασκαλίας έχει ως πυρήνα ένα ΦΕ με τρεις (3) δραστηριότητες, στο οποία διερευνώνται παράμετροι της ενότητας «Οξέα, βάσεις και άλατα» και συγκεκριμένα των κεφαλαίων «Εξουδετέρωση» και «Εφαρμογές των οξέων, βάσεων και αλάτων στην καθημερινή ζωή». Ειδικότερα, μελετάται ένα τοπικό προϊόν, το ελαιόλαδο, με πρωταρχικό στόχο την αξιοποίηση της σχολικής γνώσεις σε πτυχές της καθημερινότητας. Επιπλέον, δίνεται η δυνατότητα στους μαθητές να εργαστούν σε πραγματικό εργαστήριο, εξάγοντας αξιοποιήσιμα συμπεράσματα. Η 1 η δραστηριότητα του ΦΕ ολοκληρώνεται σε 1 διδακτική ώρα, ενώ για τη 2 η δραστηριότητα απαιτείται 1 διδακτική ώρα για την υλοποίηση της εργαστηριακής άσκησης. Η 3 η δραστηριότητα περιλαμβάνει ερωτήσεις αξιολόγησης. Στη 1 η δραστηριότητα του ΦΕ ζητείται από τους μαθητές να απαντήσουν σε ερωτήσεις, στόχος των οποίων είναι εφ ενός να εκμαιευθούν οι εναλλακτικές αντιλήψεις των μαθητών και αφ ετέρου να αντιληφθούν οι μαθητές τη σχέση σχολικής γνώσης και καθημερινής ζωής. Οι ομάδες ανακοινώνουν τις απαντήσεις τους στο σύνολο της τάξης, αλλά στη φάση αυτή δε γίνεται συζήτηση για το ποιες απόψεις είναι σωστές ή απέχουν των επιστημονικά σωστών, γιατί αυτό θα προκύψει στη συνέχεια από την επόμενη δραστηριότητα. Στη 2 η δραστηριότητα του ΦΕ οι μαθητές θα εργαστούν πάλι σε ομάδες για την πραγματοποίηση μετωπικού εργαστηρίου. Αυτό κρίνεται απαραίτητο διότι πρέπει οι μαθητές να αντιληφθούν την πραγματική διάσταση του μαθήματος της Χημείας, το οποίο θα πρέπει να είναι άμεσα συνδεδεμένο με την πραγματοποίηση εργαστηριακών ασκήσεων σε πραγματικό χρόνο και τόπο. Επιπλέον, μέσω της συγκεκριμένης δραστηριότητας οι μαθητές θα οδηγηθούν σε συμπεράσματα σχετικά με την ορθότητα ή όχι των απαντήσεων που έχουν δώσει στην 1 η δραστηριότητα.

4 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΟΞΥΜΕΤΡΗΣΗ ΕΛΑΙΟΛΑΔΟΥ Δραστηριότητα 1 Μελετήστε την παρακάτω ετικέτα μιας φιάλης ελαιολάδου και απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις: Α. Πιστεύετε ότι το ελαιόλαδο περιέχει οξέα ή βάσεις; Αιτιολογήστε την απάντησή σας... Β. Με βάση τις πληροφορίες που δίνονται στην παραπάνω ετικέτα, ποιες από τις παρακάτω ουσίες πιστεύετε ότι είναι πιθανό να περιέχονται στο ελαιόλαδο; α. ελαϊκό οξύ β. μαγειρικό αλάτι (χλωριούχο νάτριο) γ. ζάχαρη δ. στεατικό οξύ ε. παλμιτικό οξύ στ. χοληστερόλη Αιτιολογήστε την απάντησή σας...

5 Γ. Σύμφωνα με την ετικέτα η οξύτητα του ελαιολάδου είναι μικρότερη ή ίση με 0,8%. Τι πιστεύετε ότι εκφράζει η οξύτητα του ελαιολάδου;.. Δ. Αν σε δείγμα ελαιολάδου προσθέσουμε μια ποσότητα διαλύματος ΝαΟΗ, τι πιστεύετε ότι θα συμβεί; Αιτιολογήστε την απάντησή σας... Ε. Γράψτε (με λέξεις) τη χημική εξίσωση της αντίδρασης που πραγματοποιείται. ΣΤ. Αν σε δείγμα ελαιολάδου προσθέσουμε λίγες σταγόνες φαινολοφθαλεΐνη, τι πιστεύετε ότι θα παρατηρήσουμε; Αιτιολογήστε την απάντησή σας... Δραστηριότητα 2 Μελετήστε το παρακάτω κείμενο και στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τα σκεύη και τις ουσίες που υπάρχουν στον πάγκο εργασίας σας, ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα για να προσδιορίσετε την οξύτητα του δείγματος ελαιολάδου που σας έχει δοθεί. «Το ελαιόλαδο περιέχει οξέα (κυρίως ελαϊκό, στεατικό και παλμιτικό). Η ποσότητα των οξέων εκφράζεται με την οξύτητα του ελαιολάδου. Όσο μικρότερη οξύτητα έχει ένα ελαιόλαδο, τόσο καλύτερης ποιότητας είναι. Την οξύτητα την προσδιορίζουμε με την ποσότητα διαλύματος βάσης (υδροξειδίου του νατρίου, ΝαΟΗ) που πρέπει να προσθέσουμε ώστε να εξουδετερώσουμε τα οξέα που περιέχει συγκεκριμένη ποσότητα από το δείγμα λαδιού. Τη στιγμή της πλήρους εξουδετέρωσης μεταβάλλεται το χρώμα του δείκτη (φαινολοφθαλεΐνη) που έχουμε προσθέσει στο δείγμα ελαιολάδου. Σε όξινο περιβάλλον ο δείκτης φαινολοφθαλεΐνη είναι άχρωμος, ενώ τη στιγμή της πλήρους εξουδετέρωσης γίνεται έντονο ροζ.

6 Το παρθένο ελαιόλαδο (δηλαδή αυτό που προκύπτει άμεσα από τον καρπό της ελιάς), ανάλογα με την οξύτητά του, χαρακτηρίζεται ως: Εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο: οξύτητα έως 0,8% Παρθένο ελαιόλαδο: οξύτητα από 0,8% έως 2,0% Μειονεκτικό παρθένο ελαιόλαδο: οξύτητα μεγαλύτερη από 2,0%» 1. Γεμίστε την προχοΐδα με διάλυμα ΝαΟΗ και σημειώστε την αρχική ένδειξη στον παρακάτω πίνακα. 2. Με τη βοήθεια ογκομετρικού κυλίνδρου μεταφέρετε 11 ml από το δείγμα του ελαιολάδου σε μια κωνική φιάλη. 3. Προσθέστε στον ογκομετρικό κύλινδρο 10 ml οινοπνεύματος, ανακινείστε καλά ώστε να διαλυθούν τα υπολείμματα του ελαιολάδου και μεταφέρετε το περιεχόμενο του ογκομετρικού κυλίνδρου στην κωνική φιάλη. 4. Επαναλάβετε το βήμα Προσθέστε στην κωνική φιάλη 4-5 σταγόνες φαινολοφθαλεΐνης. 6. Προσθέστε σιγά σιγά διάλυμα βάσης από την προχοΐδα, με συνεχή ανάδευση, μέχρι το ροζ χρώμα του δείκτη να γίνει μόνιμο. 7. Σημειώστε την τελική ένδειξη της προχοΐδας στον παρακάτω πίνακα. 8. Υπολογίστε τον όγκο (σε ml) του διαλύματος ΝαΟΗ που προσθέσατε, μέχρι να γίνει η εξουδετέρωση. Ο όγκος του διαλύματος ΝαΟΗ που απαιτήθηκε εκφράζει την οξύτητα του ελαιολάδου, δηλαδή την % περιεκτικότητα του ελαιολάδου σε ελαϊκό οξύ. 9. Χαρακτηρίστε το ελαιόλαδο με βάση την οξύτητά του. Αρχική ένδειξη προχοΐδας Τελική ένδειξη προχοΐδας Όγκος διαλύματος ΝαΟΗ Οξύτητα ελαιολάδου ml ml ml % Χαρακτηρισμός ελαιολάδου ανάλογα με την οξύτητά του Δραστηριότητα 3 (Ερωτήσεις αξιολόγησης) Α. Στις παρακάτω προτάσεις να σημειώσετε ένα (Σ) για κάθε σωστή και ένα (Λ) για κάθε λανθασμένη πρόταση: 1. Τα οξέα δεν περιέχονται στα τρόφιμα. 2. Όσο μεγαλύτερη είναι η οξύτητα του ελαιολάδου τόσο καλύτερης ποιότητας είναι. 3. Όταν σε ελαιόλαδο προσθέσουμε διάλυμα βάσης, παράγονται άλατα. 4. Η οξύτητα του ελαιολάδου εκφράζει την % περιεκτικότητα του σε ελαϊκό οξύ. 5. Όταν προσθέσουμε δείκτη φαινολοφθαλεΐνη σε ελαιόλαδο, το χρώμα του μεταβάλλεται σε ροζ, διότι περιέχει οξέα.

7 Β. Να εξηγήσετε τι σημαίνει η έκφραση: «Ελαιόλαδο έχει οξύτητα 2,5%». Στην ετικέτα μιας φιάλης που περιέχει το παραπάνω ελαιόλαδο, θα μπορούσε να αναγράφεται ο χαρακτηρισμός «παρθένο ελαιόλαδο»; Γ. Για ποιο λόγο στο 3 ο και 4 ο βήμα της δραστηριότητας 2 προσθέσατε οινόπνευμα στον ογκομετρικό κύλινδρο και αφού αναδεύσατε, μεταφέρατε το περιεχόμενο του κυλίνδρου στην κωνική φιάλη;