Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας) Δραστηριότητα 1 Θα παρακολουθήσετε ένα video με αφήγηση ή θα ακούσετε μια ιστορία από το δάσκαλό σας για τoν Lavoisier και τα πειράματά του που αφορούν στη διατήρηση της μάζας. Παρακαλούμε να γράψετε τα σημαντικότερα (κατά τη γνώμη σας) σημεία της ιστορίας, που θα ακούσετε και να τα συζητήσετε στην ομάδα σας. (Ενδεικτικά, σημαντικά σημεία είναι: το πείραμα σχηματισμού νερού με την ένωση οξυγόνου και εύφλεκτου αερίου, ο σχηματισμός ενώσεων με την ένωση μετάλλων με οξυγόνο, η περιγραφή της μεθόδου που χρησιμοποίησε ο Lavoisier με τη σύζυγό του στις έρευνές τους, κ.ά). Με βάση την αφήγηση και το παρακάτω κείμενο να καταγράψετε την προσφορά του ερευνητικού έργου του Lavoisier στην καύση των ουσιών. «Την εποχή που ο Lavoisier διεξήγαγε τα πειράματά του για την καύση, μερικοί χημικοί όπως ο Joseph Priestley και ο Henry Cavendish είχαν ήδη απoδείξει ότι ο κοινός αέρας ήταν ένα μείγμα διαφορετικών αερίων, ενώ μέχρι τότε πίστευαν ότι είναι ένα κοινό στοιχείο.. Επιπλέον είχε αποδειχθεί ότι το νερό μπορεί να διασπασθεί σε δυο αέρια και να συντεθεί πάλι από αυτά τα δυο αέρια..ο Priestly, σχετικά με τη θεωρία της καύσης είχε συνειδητοποιήσει ότι ο αέρας που παραγόταν κατά τη διάρκεια του πειράματος ήταν διαφορετικός από τον κανονικό αέρα. Χαρακτήρισε το αέριο που παρήχθη ως αποφλογισμένο αέριο ακολουθώντας τη θεωρία του φλογιστού.» Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας) 1
Δραστηριότητα 2 Σ την ιστοσελίδα: http://comenius.susqu.edu/hons/250/scientists/lavoisier.htm και στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζεται η εξέλιξη της γνώσης στην Χημεία. Να εργαστείτε συνεργατικά, χρησιμοποιώντας την πληροφορία από την αφήγηση, και να γράψετε μια δική σας ιστορία για αυτή την ειδική ανάπτυξη. Μπορείτε να παρουσιάσετε την ιστορία στην τάξη σας. 2 Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας)
Δραστηριότητα 3 Να παρατηρήσετε στην εικόνα την συσκευή με την οποία το πείραμα με το οξείδιο του υδραργύρου, το οποίο έχει κόκκινο χρώμα, «κοινό κόκκινο ίζημα του υδραργύρου», μπορεί να διεξαχθεί. Όταν η συσκευή θερμαίνεται αέριο παράγεται και η στάθμη του κατεβαίνει στον αντεστραμμένο σωλήνα. Πώς θα μπορούσε ένας υποστηρικτής της θεωρίας του φλογιστού και πώς ένας υποστηρικτής της θεωρίας του Lavoisier να εξηγήσει το φαινόμενο; Με χρήση ποιάς πειραματικής διαδικασίας μπορείτε να αποδείξετε ποια από τις δυο εξηγήσεις είναι αληθοφανής; Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας) 3
Δραστηριότητα 4 Στα τρία παρακάτω διαγράμματα παρουσιάζεται ο ρόλος της φωτιάς στην επεξεργασία του μεταλλεύματος, όπως χρησιμοποιείται στην παραγωγή των μετάλλων. Να τα μελετήσετε για να διαπιστώσετε το ρόλο του φλογιστού στην παραγωγή σκουριάς κατά τη διάρκεια της οξείδωσης των μετάλλων. Δραστηριότητα 5 4 Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας)
Στην ιστοσελίδα http://philosophyofscienceportal.blogspot.gr/2008/07/phlogiston.html μπορείτε να βρείτε την εικόνα και το κείμενο που ακολουθεί: Το 1777, ο Lavoisier διεξήγαγε ένα πείραμα με το οποίο απέδειξε ένα σημαντικό μειονέκτημα στη θεωρία του φλογιστού. Θέρμανε υδράργυρο με αέρα, χρησιμοποιώντας ένα δοχείο με σχήμα κουδουνιού για δώδεκα (12) ημέρες. Σχηματίστηκε το κόκκινο κονιορτοποιημένο μέταλλο του υδραργύρου (calx HgO) και ο όγκος του αέρα μειώθηκε από 50 σε 42 κ.ι.. Ο αέρας που παρέμεινε ορίστηκε ως ατμοσφαιρική πνιγηρή υγρασία και αργότερα ονομάστηκε ξανά άζωτο (azote) (τώρα άζωτο). Το κόκκινο κονιορτοποιημένο μέταλλο του υδραργύρου (HgO) θερμάνθηκε σε ένα γυάλινο αποστακτικό σωλήνα, παράγοντας 8 κ.ι. από το αποφλογισμένο αέριο (O2). Το αποτέλεσμα των πειραμάτων τεκμηρίωσε ότι η θερμότητα είναι υπεύθυνη για το σχηματισμό του αποφλογισμένου αερίου: Hg(υ) + O 2(α)---->HgO(σ) και έπειτα πιο δυνατή θέρμανση μετέτρεψε το αποφλογισμένο αέριο στις κανονικές ουσίες (τις οποίες η θεωρία του φλογιστού δεν μπορούσε να προβλέψει): HgO(σ)---->Hg(υ) + O 2(α.) Να απαντήσετε στις ακόλουθες ερωτήσεις: 1. Είναι ένα ποιοτικό ή ποσοτικό πείραμα; 2. Ποια είναι τα ποιοτικά στοιχεία και σε ποιο σώμα αποδεικνύεται η διατήρηση της μάζας; Δραστηριότητα 6 Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας) 5
Μια μικρή ποσότητα σύρματος τριψίματος μαγειρικών σκευών τοποθετείται στο δίσκο y P. Η ζυγαριά ισορρόπησε με βάρη που τοποθετήθηκαν στο ζυγό Q. Παρακαλούμε να γράψετε την απάντησή σας εδώ. Το σύρμα τριψίματος αφαιρέθηκε και θερμάνθηκε σε ελεύθερο αέρα. Μια μαύρη σκόνη σχηματίστηκε η σκόνη συλλέχτηκε προσεκτικά και τοποθετήθηκε ξανά στο δίσκο P. Τι νομίζετε ότι θα συμβεί; Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Source: Driver et. al. (1985), Children s ideas in science, Milton Keynes & Philadelphia: Open University Press) 6 Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας)
Ένα κομμάτι από φώσφορο τοποθετήθηκε μέσα σε ένα δοχείο, όπως μπορείτε να παρατηρήσετε στην παραπάνω εικόνα. Η μάζα του δοχείου με το περιεχόμενό της είναι 205 gr. Όταν οι ακτίνες του Ήλιου εστιαστούν στον φώσφορο, ο φώσφορος αναφλέγεται. Ο λευκός καπνός που παράγεται διαλύεται στο νερό. Όταν αυτά κρυώσουν η μάζα του δοχείου και το περιεχόμενό της μετρούνται ξανά. A. Η μάζα του μπορεί να είναι: Να σημειώσετε/τσεκάρετε το κατάλληλο κουτί a. Περισσότερο από 205 g b. 205 g c. Λιγότερο από 205 g d. Δεν έχουμε επαρκή δεδομένα για να απαντήσουμε στην ερώτηση. B. Παρακαλούμε να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. (Source: Driver et. al. (1985), Children s ideas in science, Milton Keynes & Philadelphia: Open University Press) Μετά την εξατομικευμένη απάντησή σας να συζητήσετε αυτές τις δυο απαντήσεις σε συνεργασία ως μια ομάδα για να συμφωνήσετε. Να παρουσιάσετε τις απαντήσεις στην τάξη σας. Δραστηριότητα 7 Χρησιμοποιώντας τον κατάλογο με τις κατηγορίες που περιγράφουν τα χαρακτηριστικά της επιστήμης και τους τρόπους που αυτή αναπτύσσεται να προσπαθήστε να εντοπίσετε και να καταγράψετε τέτοιες κατηγορίες στην ιστορία που ακούσατε και στις δραστηριότητες του μαθήματος. Οι κατηγορίες αυτές που οι επιστήμονες ονομάζουν Φύση της Επιστήμης (Nature Of Science-NOS- ) είναι: Χαρακτηριστικά της Φύσης της Επιστήμης/Nature Of Science (NOS) 1. Η επιστήμη απαιτεί και βασίζεται στην εμπειρική γνώση. 2. Η παραγωγή γνώσης στην επιστήμη έχει πολλά κοινά χαρακτηριστικά και κοινές συνήθειες κατά την παραγωγή. 3. Η επιστημονική γνώση έχει δυναμικό χαρακτήρα αλλά έχει διάρκεια. 4. Οι νόμοι και οι θεωρίες σχετίζονται, αλλά είναι διακριτά είδη επιστημονικής γνώσης. 5. Η επιστήμη είναι μια σημαντική δημιουργική δραστηριότητα. 6. Η επιστήμη έχει ένα υποκειμενικό στοιχείο. 7. Υπάρχουν ιστορικές, πολιτισμικές και κοινωνικές επιδράσεις στην επιστήμη. 8. Η επιστήμη και η τεχνολογία αλληλεπιδρούν, αλλά δεν είναι ίδιες. 9. H επιστήμη και οι μέθοδοι που χρησιμοποιεί δεν μπορούν να δώσουν απάντηση σε όλες τις ερωτήσεις (McComas 2004). Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι για να μάθει κάποιος επιστήμη πρέπει πρώτα να κατανοήσει τι ακριβώς είναι η επιστήμη. Επειδή είναι δύσκολο να ορίσουμε την επιστήμη γι αυτό οι επιστήμονες δίνουν κατάλογο με τα χαρακτηριστικά της. Στην Αγγλική Γλώσσα η λέξη Science σημαίνει Φυσικές Επιστήμες. Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας) 7
.. Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας) γράφτηκαν από τον Ιωάννη Βλάχο και την Αικατερίνη Ριζάκη με την υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Επιτροπής (Project 518094-LLP-1-2011-1-GR-COMENIUS- CMP) και του ΕΚΠΑ της Ελλάδος. Η δημοσίευση αυτή αντανακλά τις απόψεις των συγγραφέων και μόνον και η Επιτροπή δεν μπορεί να θεωρηθεί υπεύθυνη για οποιαδήποτε χρήση των πληροφοριών που αυτή περιέχει. 8 Δραστηριότητες των μαθητών (Λαβουαζιέ (Lavoisier) και η διατήρηση της μάζας)