Τίτλος: Τιμές αντίδρασης Topics: Μόρια, αραίωση, χημικές αντιδράσεις, καταγραφή και παρουσίαση των αποτελεσμάτων και την αξιολόγηση. Διάρκεια: 120 λεπτά Ηλικία: 14-16 Διαφοροποίηση: Υπάρχουν πολλές ευκαιρίες για διαφοροποίηση, όπως πχ δίνονται στους μαθητές διαφορετικά διαλύματα ή προετοιμάζουν τα δικά τους. Οδηγίες, στήριξη από ICT κτλ Οι εκπαιδευτικοί έχουν αναφέρει ότι η έρευνα αυτή είναι ιδιαίτερα καλή αφού παρέχει ποικίλες ευκαιρίες για την ανάπτυξη των οργανωτικών και πρακτικών δεξιοτήτων που σχετίζονται με την εργασία. Με τη χρήση ενός υπολογιστή οι μαθητές μπορούν να πληκτρολογήσουν τα αποτελέσματα τους. Οι μαθητές έχουν τη δυνατότητα να συζητήσουν τα αποτελέσματα και τους παράγοντες που μπορεί να τους οδήγησαν σε λανθασμένα αποτελέσματα, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στο τομέα της αξιολόγησης. Απαραίτητος εξοπλισμός: HCl 1.0M Αποσταγμένο νερό Δοχείο Κορδέλα μαγνησίου που κόβεται σε ομοιόμορφα μήκη. Φιάλη με πώμα Σύριγγα αερίου Χρονόμετρο Ποτήρια Υγεία και ασφάλεια: Υπάρχουν θέματα υγείας και ασφάλειας ως προς τον ασφαλή χειρισμό τόσο του οξέος όσο και των γυάλινων δοχείων. Τα προστατευτικά γυαλιά θα πρέπει να φοριούνται όλες τις ώρες. Στόχοι για αυτή τη δραστηριότητα: Οι μαθητές θα μετρήσουν με ακρίβεια το σταθερό όγκο του HCl με χρήση του κατάλληλου εξοπλισμού. Οι μαθητές έχουν επίσης την ευκαιρία να αραιώσουν το οξύ σε διαφορετικά γραμμομόρια. Οι μαθητές θα καταγράψουν, χωρίς βοήθεια, το χρόνο που απαιτείται για να παράγουν σταθερές ποσότητες αερίου και θα υπολογίσουν την ταχύτητα της αντίδρασης. Στην συνέχεια θα πρέπει να μεταφέρουν τα αποτελέσματα τους σε πίνακα και με τη βοήθεια γραφικής παράστασης. Οι μαθητές θα είναι σε θέση να συνδέσουν το σχήμα τη γραφικής παράστασης με τη διαθεσιμότητα των ιόντων υδρογόνου και να περιγράψουν με όρους τους αριθμούς και τη μοίρα τους.
Περιγραφή μαθήματος Αρχική δραστηριότητα (30 λεπτά) Οι μαθητές θα πρέπει να είναι εξοικειωμένοι με την έννοια ενός μορίου(mole )και της μοριακότητας(μolarity). Οι μαθητές αρχίζουν με την αραίωση του μητρικού διαλύματος και τη παραγωγή διαφόρων γραμμομοριακότητων(molarities), και αφού προηγουμένως έχουν συζητήσει με ακρίβεια το τι θα κάνουν. Κύρια δραστηριότητα (70 λεπτά) Δίδονται τα φύλλα εργασίας. Ο καθηγητής μπορεί να κληθεί να επιδείξει την διαδικασία βήμα προς βήμα στους μαθητές ή οι πιο προχωρημένοι μαθητές καλούνται να παρέχουν οι ίδιοι κάποιο σχέδιο. Οι μαθητές ξεκινούν επισημαίνοντας την αντίδραση που θα παρατηρήσουν 2HCl + Mg = MgCl2 + Η2. Η ποσότητα του αερίου που παράγεται σε ένα χρονικό διάστημα μας επιτρέπει να περιγράψει μια τιμή. Στη συνέχεια οι μαθητές πραγματοποιούν το πείραμα με τις διαφορετικές γραμμομοριακότητες των οξέων που έχουν παραχθεί. Οι μαθητές καταγράφουν τα αποτελέσματά τους καθώς προχωρούν. Ο καθηγητής θα πρέπει ελέγχει το κατά πόσο έχουν κατανοήσει οι μαθητές τι θα κάνουν. Τα αποτελέσματα θα πρέπει να καταγραφούν. Οι περισσότεροι μαθητές θα είναι σε θέση να υπολογίσουν τη τιμή της αντίδρασης χωρίς βοήθεια. Τελική Δραστηριότητα (20 λεπτά) Οι μαθητές καλούνται να υποβάλουν μια έκθεση σχετικά με το πείραμά τους και στα αποτελέσματα που κατέληξαν. Τυχόν εσφαλμένα αποτελέσματα θα πρέπει να εξετάζονται και, αν είναι δυνατόν, να επεξηγούνται. Θα πρέπει να διερευνηθούν τα ερωτήματα σχετικά με το σχήμα της γραφικής παράστασης καθώς επίσης και οι έννοιες των αριθμών και της συγκέντρωσης των αντιδρώντων με τους μαθητές να δίνουν ελεύθερα την άποψή τους. Τέλος, θα πρέπει να ζητηθεί από τους μαθητές να εξετάσουν τις πιθανές επιπτώσεις της αλλαγής της θερμοκρασίας( μια επίδειξη με ένα παγωμένο οξύ και ένα οξύ σε κανονική θερμοκρασία δωματίου θα βοηθήσει τους μαθητές να κάνουν τις δικές τους προβλέψεις).
Τιμές αντίδρασης Φύλλο Εργασίας 1 Εισαγωγή (Ποια πιστεύεις θα είναι τα ευρήματα από τη παρακάτω έρευνα ) Εξοπλισμός (Απαρίθμησε τον εξοπλισμό που απαιτείται για τη δραστηριότητα) Εξοπλισμός 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Σχέδιο (περίγραψε τη διαδικασία του πειράματος βήμα προς βήμα-πρόσθεσε επιπλέον σειρές εάν χρειαστεί.) 1 2 3 4 5 Σχέδιο
6 7 8 9 10 Αποτελέσματα Γραμμομ μόρια (Molaritie s ) από HCl Αέριο που παράχθη κε μετά από 10 δευτερόλ επτα Αέριο που παράχθηκε μετά από 20 δευτερόλεπτ α Αέριο που παράχθηκε μετά από 30 δευτερόλεπτ α Αέριο που παράχθηκε μετά από 40 δευτερόλεπ τα Αέριο που παράχθηκε μετά από 50 δευτερόλεπτ α Αέριο που παράχθηκ ε μετά από 60 δευτερόλε πτα Τιμή αντίδρασ ης 1.0M 0.8M 0.6M 0.4M 0.2M Γραφική Παράσταση. Περιγράψτε τα αποτελέσματά σας.
Συμπεράσματα (εξηγήστε τα συμπεράσματά σας βάση των αποτελεσμάτων σας). Αξιολόγηση(με ποιο τρόπο θα μπορούσατε να βελτιώσετε το πείραμά σας).
Τιμή Αντίδρασης-Βήμα προς Βήμα Βήμα 1 Θα σας δοθεί υδροχλωρικό οξύ από το δάσκαλό σας. Ακολουθήστε προσεκτικά τις οδηγίες για το πώς θα πρέπει να το αραιώσετε σύμφωνα με τις συγκεντρώσεις που χρειάζεστε. Βεβαιωθείτε ότι θα τοποθετήσετε τις ετικέτες που αναγράφουν τις συγκεντρώσεις σωστά.
Βήμα 2 Κόψτε την κορδέλα μαγνησίου σε ομοιόμορφα μήκη(μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη ψηφιακή ζυγαριά για πιο σωστά αποτελέσματα).
Βήμα 3 Τοποθετήστε το μαγνήσιο και το οξύ μέσα στη φιάλη και βάλτε το καπάκι γρήγορα και ξεκινήστε το χρονόμετρο σας. Καταγράψτε τα αποτελέσματά σας όσο καλύτερα μπορείτε. Τώρα επαναλάβετε τη διαδικασία για όλες τις συγκεντρώσεις.