Chem-PA 2006 Χημεία Λυκείου Βιβλίο καθηγητή Εγχειρίδιο χρήσης & φύλλα εργασίας
Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α Πρόλογος................................................ 5 Προϋποθέσεις Εγκατάσταση Εκτέλεση Απεγκατάσταση............... 7 ΛΥΚΕΙΟ ΤΑΞΗ Α Περιοδικός Πίνακας..................................... 7 Οξέα Βάσεις και Δείκτες................................ 11 Οξέα Βάσεις Άλατα και Ηλεκτρική αγωγιμότητα............... 12 Επίδραση οξέων σε μέταλλα και ανθρακικά άλατα................ 13 Εξουδετέρωση ph.................................... 15 Αραίωση διαλύματος οξέος βάσης ph...................... 18 Το εργαστήριο του σπιτιού μας............................ 20 Όξινη βροχή........................................ 21 Δομή ατόμου (στιβάδες)................................. 22 Παρασκευή διαλύματος................................. 24 Αραίωση διαλυμάτων................................... 27 Ανάμειξη διαλυμάτων...................................29 Νόμοι των αερίων..................................... 31 Στοιχειομετρία Αντιδράσεις (εξουδετέρωσης διπλής, απλής αντικατάστασης)................................. 33 ΛΥΚΕΙΟ ΤΑΞΗ Β Μεταβολές φυσικών καταστάσεων.......................... 35 Υγροποίηση ατμών Τάση ατμών.......................... 37 Χημική κινητική Αποτελεσματική σύγκρουση.................. 39 Ταχύτητα αντίδρασης Παράγοντες.........................41 Χημική ισορροπία (επίδραση συγκέντρωσης θερμοκρασίας πίεσης)... 48 Στοιχειομετρία Αντιδράσεις οργανικών ενώσεων............... 68 ΛΥΚΕΙΟ ΤΑΞΗ Γ Δομή ατόμου (υποστιβάδες κβαντικοί αριθμοί ατομικά τροχιακά).... 71 Άτομο υδρογόνου Φάσμα εκπομπής........................ 73 Ηλεκτρονικοί τύποι κατά Lewis............................ 75 Μεταβολή ph διαλύματος οξέος Αραίωση.................... 77 Μεταβολή ph διαλύματος βάσης Αραίωση.................... 79 Ογκομέτρηση διαλύματος βάσης Οξυμετρία.................. 81 Ογκομέτρηση διαλύματος οξέος Αλκαλιμετρία................. 83 ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ Επιστημονικό χρονολόγιο................................85 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ............................................ 85 3
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Αγαπητοί συνάδελφοι, Στο βιβλίο που κρατάτε περιέχονται 56 ομάδες δραστηριοτήτων για τη διδασκαλία της χημείας στην Α, Β και Γ Λυκείου με τη βοήθεια του λογισμικού Chem-PA 2006. Πιστεύουμε ότι οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές είναι ένα μέσο που μπορεί να βοηθήσει στην πρακτικότερη και βαθύτερη κατανόηση των νόμων και των αρχών που διέπουν τα χημικά φαινόμενα. Η προσομοίωση πραγματικών καταστάσεων και η μοντελοποίηση των φαινομένων αποτελούν δραστηριότητες χρήσιμες στη διδασκαλία, καθώς ο ηλεκτρονικός υπολογιστής εντάσσεται με γρήγορους ρυθμούς στα μέσα διδασκαλίας. Το Chem-PA 2006 είναι ένα δυναμικό λογισμικό πακέτο το οποίο περιέχει μια εκτεταμένη βάση πληροφοριών για τη χημεία (την ιστορία και τη συμβολή της στην καθημερινή ζωή), την τεχνολογία και άλλες φυσικές επιστήμες. Παρέχει τη δυνατότητα χρήσης σε προσωπικό υπολογιστή ή σε διακομιστή τοπικού δικτύου, ώστε να γίνεται ταυτόχρονη χρήση από πολλούς μαθητές ή ομάδες μαθητών, με την ανάλογη βέβαια εγκατάσταση, παρουσιάζει προσομοιώσεις πειραμάτων και ιδιαίτερα του μικρόκοσμου, που δύσκολα αποδίδεται είτε με περιγραφή είτε με χρήση εικόνων, χρησιμοποιεί βάσεις δεδομένων για την άσκηση των μαθητών σε θέματα που καθορίζει ο καθηγητής, όπου ο κάθε μαθητής ή ομάδα μαθητών εργάζεται ταυτόχρονα και ανεξάρτητα η μία από την άλλη (σε δικτυακό περιβάλλον), ελέγχεται και καθοδηγείται από το λογισμικό κατά τη διάρκεια της εργασίας, ενώ στο τέλος εκτυπώνει την εργασία της. Ακόμη, περιέχει quiz πολλαπλής επιλογής, σταυρόλεξα κ.λπ., καθώς και ένα αρκετά ενδιαφέρον «επιστημονικό» χρονολόγιο/almanac, κατάλληλο για τους μαθητές όλων των βαθμίδων, αλλά και για τους διδάσκοντες. Το λογισμικό αυτό αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο με το οποίο ο μαθητής θα κατανοήσει καλύτερα το «μάθημα», ενώ του δίνεται και η ευκαιρία να ερευνήσει, να συζητήσει και να λύσει τις προσωπικές του απορίες. Παράλληλα μπορεί να εξετάσει και άλλες πλευρές των χημικών φαινομένων. Για παράδειγμα, την επίδραση κάποιων από αυτά στην καθημερινή ζωή, τη λειτουργία των νόμων στα βιολογικά συστήματα, τα σύγχρονα οικολογικά προβλήματα, την ιστορία των ιδεών για τη φύση της ύλης και των μεταβολών της, τη ζωή και τη συμβολή των μεγάλων ανδρών και γυναικών στη διαμόρφωση της σύγχρονης αντίληψης για τον κόσμο που μας περιβάλλει. Προβληματιστήκαμε για το πώς θα μπορούσαμε να φέρουμε το μαθητή σε επαφή με τις πληροφορίες αυτές, πώς να βοηθήσουμε τον καθηγητή να χρησιμοποιήσει το λογισμικό ώστε να κάνει το μάθημα πιο ελκυστικό και να μεταδώσει με τρόπο πρακτικότερο τις ιδέες και τις πληροφορίες της χημείας, σαν απαραίτητο μέρος της σύγχρονης αντίληψης και γνώσης για το φυσικό κόσμο. Επιθυμία μας ήταν να κατανοήσει ο μαθητής έννοιες που αλλιώς δεν είναι εύκολο να αντιληφθεί με τις προσωπικές του εμπειρίες. Έτσι, λοιπόν, αποφασίσαμε να δημιουργήσουμε δραστηριότητες οι οποίες είναι ήδη ενταγμένες στο επίσημο Αναλυτικό Πρόγραμμα Σπουδών (Α.Π.Σ.). Μέσα από τις δραστηριότητες αυτές οι μαθητές θα μπορέσουν να «δουν» τα πραγματικά φαινόμενα, έστω και με ένα «προσκηνοθετημένο» τρόπο, τα οποία, στη συνέχεια, θα εξετάσουν και μέσα από αυτά θα «ανακαλύψουν» τις χημικές τάσεις και τους νόμους. Με τον τρόπο αυτό θα μπορέσουν, ακόμη, να βοηθηθούν στη λύση κάποιων ασκήσεων που, έτσι κι αλλιώς, υπάρχουν στα διδακτικά τους βιβλία. Ως εκ τούτου, οι δραστηριότητες αυτές δεν βγάζουν τον καθηγητή από τη σειρά που ακολουθεί για τη διδασκαλία της διδακτέας ύλης. Αντίθετα του δίνεται η δυνατότητα να τη διδάξει σε ένα περιβάλλον ελκυστικότερο και με αποτελέσματα ουσιαστικότερα, χωρίς να απαιτείται προσαρμογή ή ιδιαίτερη προετοιμασία. Υπάρχει πάντα μέσα μας η ελπίδα ότι κάποιοι μαθητές μας θα γοητευθούν από τη χημεία και θα παρακινηθούν ώστε να τη σπουδάσουν και να συντελέσουν στην ανάπτυξή της. Οι συνάδελφοι έχουν ασφαλώς τη δυνατότητα να μην ακολουθήσουν πλήρως την πορεία που προτείνεται στις δραστηριότητες, να θέσουν ερωτήσεις που θεωρούν ότι είναι πιο διαφωτιστικές και ενδιαφέρουσες ή να δημιουργήσουν άλλες δραστηριότητες και να τις εντάξουν, με εύκολο τρόπο, στη λειτουργία του λογισμικού. Το λογισμικό αυτό αποτελεί μια καλή βάση για έναν πολύ μεγάλο αριθμό δραστηριοτήτων οι οποίες προσαρμόζονται στο προσωπικό στυλ των συναδέλφων, καθώς και στις ανάγκες και τις αναζητήσεις των μαθητών τους. 5
Η παρακολούθηση του μαθήματος στο εργαστήριο δεν είναι τυπική και μονότονη, αφού δεν στηρίζεται στην επιβολή της «ησυχίας» και της «τάξης». Η συνεργασία για τη διεξαγωγή πειραμάτων και η συζήτηση για την κατανόηση αυτών διατηρούν ζωντανό το ενδιαφέρον των μαθητών. Τέλος, ο χρόνος εκμάθησης του περιβάλλοντος Chem-PA 2006 μειώνεται, και αυτό διότι μέσα από τις δραστηριότητες οι μαθητές μαθαίνουν πολύ γρήγορα τη χρήση του. Μαθητές από διάφορα σχολεία υποδέχθηκαν με ενθουσιασμό την εμπειρία ενός μαθήματος με τη βοήθεια του λογισμικού Chem-PA 2006. Ελπίζουμε ότι οι δραστηριότητες που έχουμε αναπτύξει θα σας βοηθήσουν να χρησιμοποιήσετε και εσείς το περιβάλλον του λογισμικού δημιουργικά. Φιλικά Αναγνωστόπουλος Παναγιώτης Λιδώρης Λουκάς 6
Προϋποθέσεις Για τη σωστή λειτουργία του Chem-PA 2006 θα πρέπει να είναι εγκατεστημένα στον υπολογιστή σας τα εξής: Windows 2000 ή νεότερη έκδοση Internet explorer έκδοση 5.0 ή νεότερη έκδοση MSAccess (MSOffice) έκδοση 2000 ή νεότερη έκδοση (πλήρης εγκατάσταση) Ελέγξτε τον υπολογιστή σας για τις παραπάνω προϋποθέσεις. Αν δεν είναι εγκατεστημένες, τότε θα πρέπει να το κάνετε εσείς. Απαιτούμενος χώρος στο δίσκο: για προσωπικό υπολογιστή 52 ΜΒ, για διακομιστή τοπικού δικτύου 78 ΜΒ, για χρήστη τοπικού δικτύου 4 ΜΒ. Εγκατάσταση Τοποθετήστε το δίσκο στη μονάδα CD-ROM του υπολογιστή σας. Το πρόγραμμα εγκάταστασης θα τρέξει αυτόματα και θα σας φέρει στο περιβάλλον εγκατάστασης (εναλλακτικά, ανοίξτε τα περιεχόμενα του CD-ROM και κάντε διπλό κλικ στο αρχείο setup.exe). Αν πληρούνται οι αναφερόμενες προϋποθέσεις, πατήστε «Επόμενο». Σε αυτή την καρτέλα υπάρχουν τρεις επιλογές εγκατάστασης: «Εγκατάσταση σε προσωπικό υπολογιστή», αν θέλετε το πρόγραμμα να «τρέξει» σε έναν υπολογιστή. «Εγκατάσταση σε διακομιστή τοπικού δικτύου», αν θέλετε το πρόγραμμα να «τρέξει» σε έναν υπολογιστή-διακομιστή και να παρέχεται η δυνατότητα στους χρήστες αυτού του δικτύου να «τρέξουν» το ίδιο πρόγραμμα. «Εγκατάσταση σε χρήστη τοπικού δικτύου», αν θέλετε το πρόγραμμα να «τρέξει» σε ένα χρήστη τοπικού δικτύου μέσω του διακομιστή. Αφού κάνετε κλικ στην επιθυμητή επιλογή πατήστε «Επόμενο». Από αυτή την καρτέλα θα πρέπει να πραγματοποιήσετε την εγκατάσταση δύο προγραμμάτων: Η πρώτη εγκατάσταση αφορά το Chem-PA 2006 Χημεία λυκείου. Κάντε κλικ στο κουμπί «Chem-PA 2006» και ακολουθήστε τις οδηγίες εγκατάστασης. Η διαδρομή του φακέλου, στον οποίο θα μεταφερθούν τα αρχεία του προγράμματος, είναι υποχρεωτικά η εξής: C: \Program Files\chem-PA 2006 (lyc). Η δεύτερη εγκατάσταση αφορά ένα μικρό συμπληρωματικό πρόγραμμα, το οποίο όμως είναι απαραίτητο για να τρέξει το Chem-PA 2006. Κάντε κλικ στο κουμπί «Εγκατάσταση του MicroWorlds web player» και ακολουθήστε τις οδηγίες εγκατάστασης. Για την περίπτωση εγκατάστασης σε διακομιστή απαιτούνται οι παρακάτω ενέργειες: 1. Στον υπολογιστή-διακομιστή: Αφού ολοκληρώσατε την εγκατάσταση βρείτε το φάκελο «Chem-PA 2006 (lyc)» στη διαδρομή C: \Program Files\chem-PA 2006 (lyc) και μετατρέψτε τον σε κοινόχρηστο φάκελο με πλήρη δικαιώματα για τους χρήστες (προτείνεται το δικαίωμα διαγραφής να αποτελεί εξαίρεση από τα δικαιώματα, ώστε να αποφευχθούν τυχόν ανεπιθύμητες ενέργειες από τους χρήστες). 2. Στον υπολογιστή-χρήστη: Αφού πραγματοποιήσατε την εγκατάσταση στο διακομιστή-χρήστη και τις ρυθμίσεις κοινού φακέλου στο διακομιστή, κάντε αντιστοίχιση του κοινού φακέλου «Chem- PA 2006 (lyc)» ως δίσκο Κ. Οι ενέργειες που πρέπει να κάνετε έχουν αναλυτικά ως εξής: Ανοίξτε το φάκελο «Θέσεις δικτύου». Κάντε διπλό κλικ στο φάκελο «Συνολικό δίκτυο». Κάντε διπλό κλικ στο φάκελο με το όνομα της ομάδας των υπολογιστών-χρηστών. Κάντε διπλό κλικ στο φάκελο με το όνομα του υπολογιστή-διακομιστή. Θα εμφανιστούν όλοι οι κοινόχρηστοι φάκελοι. 7
Κάντε δεξί κλικ στο φάκελο «Chem-PA 2006 (lyc)» και στην καρτέλα που θα εμφανιστεί κάντε κλικ στην «Αντιστοίχιση δίσκου δικτύου» (map network Drive). Από την αναδυόμενη λίστα με τίτλο «Μονάδα δίσκου» (Drive) επιλέξτε «Κ:» και πατήστε «Τέλος» (Finish). Με τις ενέργειες αυτές έχετε ολοκληρώσει τις ρυθμίσεις του δικτύου. Εκτέλεση Για την καλύτερη εμφάνιση των προσομοιώσεων χρησιμοποιήστε ανάλυση οθόνης 1024 x 768 pixels 1. Για την εκτέλεση του προγράμματος από προσωπικό υπολογιστή ή από το διακομιστή τοπικού δικτύου: Μετά την ολοκλήρωση της εγκατάστασης, κάντε διπλό κλικ στη συντόμευση «Chem- PA 2006 (gym)» που έχει δημιουργηθεί στην επιφάνεια εργασίας ή πατήστε: «Έναρξη» (Start), «Προγράμματα» (Programs), «Chem-PA 2006 (lyc)» και η εφαρμογή θα αρχίσει. Εναλλακτικά: Ακολουθήστε τη διαδρομή: C:\Program Files\chem-PA 2006 (lyc) και κάντε διπλό κλικ στο αρχείο chem-pa 2006.exe. 2. Για την εκτέλεση του προγράμματος από υπολογιστή-χρήστη τοπικού δικτύου: Μετά την ολοκλήρωση της εγκατάστασης και των ρυθμίσεων που αναφέρθηκαν παραπάνω, κάντε διπλό κλικ στο «Υπολογιστής μου», ακολουθήστε τη διαδρομή: Κ: \chem-pa 2006 (lyc) και κάντε διπλό κλικ στο αρχείο chem-pa 2006(users).exe. Απεγκατάσταση Για να απεγκαταστήσετε το Chem-PA 2006 πατήστε: «Έναρξη» (Start), «Πίνακας ελέγχου» (Control panel), «Εγκατάσταση-απεγκατάσταση προγραμμάτων» (Add or remove programs), επιλέξτε το «Chem-PA 2006 (lyc)» και πατήστε «Απεγκατάσταση». Στη συνέχεια, αν θέλετε να απεγκαταστήσετε και το Microworlds web player, ακολουθήστε την ίδια διαδικασία, επιλέγοντας τώρα το «Microworlds web player». 8
ΛΥΚΕΙΟ: ΤΑΞΗ Α Περιοδικός Πίνακας Kεφάλαιο: Περιοδικός Πίνακας Ενότητα: Κατάταξη των στοιχείων Δομή Χρησιμότητα του Περιοδικού Πίνακα Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τις έννοιες: ομάδα, περίοδος, τομέας. Να διαπιστώσει τη μεταβολή των ιδιοτήτων των στοιχείων σε μια ομάδα ή σε μια περίοδο του Πίνακα. Να αντιληφθεί τη χρησιμότητα του Πίνακα στην εξαγωγή πληροφοριών που αφορούν τις ιδιότητες των στοιχείων. Διδακτικές ώρες: 1 έως 2 ώρες ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην ενότητα αυτή περιλαμβάνονται: 1. Ο Περιοδικός Πίνακας των στοιχείων σε δύο μορφές. 2. Σημαντικές πληροφορίες για τις ιδιότητες των στοιχείων. 9
3. Πλούσιο μενού με πληροφορίες για τις ιδιότητες των στοιχείων, την ταξινόμησή τους, τις μεταβολές των ιδιοτήτων τους, καθώς και στατιστικά δεδομένα που αφορούν τις βασικές κατηγοριοποιήσεις των στοιχείων, τη χώρα και το έτος ανακάλυψής των. 10
4. Πίνακες με δυνατότητα εκτύπωσης ή εξαγωγής τιμών σε φύλλο MsExcel για περαιτέρω επεξεργασία με τις ιδιότητες των στοιχείων, την ταξινόμησή τους και τις μεταβολές των ιδιοτήτων τους, καθώς και στατιστικά δεδομένα που αφορούν τις βασικές κατηγοριοποιήσεις των στοιχείων, τη χώρα και το έτος ανακάλυψής των. 11
5. Γραφήματα με τις μεταβολές των ιδιοτήτων των στοιχείων σε κάθε ομάδα ή περίοδο. 6. Στατιστικά που αφορούν τις βασικές κατηγοριοποιήσεις των στοιχείων, τη χώρα και το έτος ανακάλυψής των. Οδηγία «ειδικών εργασιών» Η εφαρμογή διαθέτει την ειδική εργασία «Συμπύκνωση και επιδιόρθωση» που κατά καιρούς πρέπει να γίνεται, ώστε να εξοικονομείται χώρος στο σκληρό δίσκο. Πατήστε λοιπόν το κουμπί «Ειδικές εργασίες» που βρίσκεται στη γραμμή μενού της εφαρμογής. Ο κωδικός πρόσβασης είναι αρχικά ο αριθμός 123 (στη συνέχεια μπορείτε να τον αλλάξετε). Πληκτρολογήστε τον και πατήστε «Είσοδος». Ακολουθήστε τις οδηγίες. 12
Οξέα Βάσεις και Δείκτες Kεφάλαιο: Οξέα βάσεις - άλατα Ενότητα: Δείκτες Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τις έννοιες: οξέα βάσεις, όξινος βασικός χαρακτήρας διαλύματος. Να κατανοήσει τη διαδικασία εντοπισμού του χαρακτήρα ενός διαλύματος με τη βοήθεια των δεικτών. Διδακτικές ώρες: 1/2 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε τις αποχρώσεις των δεικτών: βάμμα ηλιοτροπίου και μπλε της βρωμοθυμόλης, σε όξινο, βασικό ή ουδέτερο περιβάλλον. Να εξασκηθείτε στην αναγνώριση του χαρακτήρα (όξινος, βασικός ή ουδέτερος) ενός διαλύματος, με χρήση δεικτών. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Κάθε φορά που θέλετε να προσθέσετε από το περιεχόμενο μιας φιάλης σε μία άλλη θα πρέπει να σύρετε με το ποντίκι την πρώτη φιάλη, ώστε να ακουμπά με τη δεύτερη και από τα δεξιά της. Το κουμπί σας μεταφέρει σε επόμενη ενέργεια. Το κουμπί αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται κάθε φορά. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Σύρετε με το ποντίκι μία προς μία τις φιάλες με τα οξέα, τις βάσεις ή το νερό, ώστε να ακουμπούν από τα δεξιά με τις άδειες φιάλες που βρίσκονται στον πάγκο. Πατήστε το κουμπί. Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη με το βάμμα του ηλιοτροπίου, ώστε να ακουμπά από τα δεξιά με μια φιάλη που περιέχει οξύ, βάση ή νερό. Δείτε το αποτέλεσμα και συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα: ΔΕΙΚΤΗΣ ΔΙΑΛΥΜΑ ΧΡΩΜΑ Όξινο... Βάμμα ηλιοτροπίου Βασικό... Ουδέτερο... Μπλε της βρωμοθυμόλης Όξινο... Βασικό... Ουδέτερο... Επαναλάβετε την παραπάνω διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά το δείκτη μπλε της βρωμοθυμόλης. (Για να ξεκινήσετε ένα πείραμα από την αρχή πατήστε το κουμπάκι της επανεκκίνησης.) 13
Αφού συμπληρώσετε τον πίνακα με τις διάφορες αποχρώσεις των δεικτών, πατήστε το κουμπί. Συμπληρώστε σύμφωνα με τις οδηγίες τον πίνακα που θα εμφανιστεί. Απάντηση: ΔΕΙΚΤΗΣ ΔΙΑΛΥΜΑ ΧΡΩΜΑ Όξινο Κόκκινο Βάμμα ηλιοτροπίου Βασικό Μπλε Ουδέτερο Μοβ Μπλε της βρωμοθυμόλης Όξινο Βασικό Ουδέτερο Κίτρινο Μπλε Γαλαζοπράσινο 14
Οξέα Βάσεις Άλατα και Ηλεκτρική αγωγιμότητα Kεφάλαιο: Οξέα Βάσεις Άλατα Ενότητα: Αγωγιμότητα Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει την έννοια: ηλεκτρική αγωγιμότητα διαλυμάτων. Να αντιληφθεί τα αίτια που την προκαλούν, καθώς και τα αποτελέσματά της. Διδακτικές ώρες: 1/2 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε τη δίοδο ή όχι του ηλεκτρικού ρεύματος από διάφορα διαλύματα ηλεκτρολυτών ή μη ηλεκτρολυτών. Να παρακολουθήσετε τα αποτελέσματα της διόδου του ηλεκτρικού ρεύματος από διαλύματα ηλεκτρολυτών. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Το κουμπί «Επιλογές» εμφανίζει μια λίστα με διάφορα διαλύματα, για να επιλέξετε. Το κουμπί «ON» ξεκινά την παροχή ρεύματος. Το κουμπί «OFF» διακόπτει την παροχή ρεύματος. Το κουμπί «Ανανέωση» αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εργασία 1 Ερώτηση Ποιο από τα υγρά της πρώτης στήλης του παρακάτω πίνακα είναι αγωγός και ποιο όχι; (Συμπληρώστε με ένα Ναι ή ένα Όχι τη στήλη Β.) Α Β Αλατόνερο Αποσταγμένο νερό Ζαχαρόνερο Χυμός λεμονιού Επιβεβαίωση της απάντησης Κάντε κλικ στο κουμπί «Επιλογές» και επιλέξτε ένα από τα προτεινόμενα υγρά. Πατήστε το κουμπί «ΟΝ» της μπαταρίας. Παρατηρήστε την ενδεικτική λυχνία της μπαταρίας, καθώς και το δοχείο που περιέχει το υγρό που επιλέξατε. Διατυπώστε τα συμπεράσματά σας. Για να επιλέξετε ένα άλλο υγρό πατήστε πρώτα «Ανανέωση» και κατόπιν «Επιλογές». Στη συνέχεια ακολουθήστε την προηγούμενη διαδικασία. 15
Απάντηση: Α Β Αλατόνερο Αποσταγμένο νερό Ζαχαρόνερο Χυμός λεμονιού Ναι Όχι Όχι Ναι Εργασία 2 Ερώτηση Πού οφείλεται κατά τη γνώμη σας η δυνατότητα διέλευσης ηλεκτρικού ρεύματος από ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη και συγκεκριμένα από διάλυμα υδροχλωρίου; Απάντηση: Οφείλεται στο γεγονός ότι σε αυτά τα διαλύματα η διαλυμένη ουσία βρίσκεται υπό μορφή ιόντων, που είναι φορείς του ηλεκτρικού ρεύματος. 16
Επίδραση οξέων σε μέταλλα και ανθρακικά άλατα Kεφάλαιο: Οξέα Βάσεις Άλατα Ενότητα: Αντιδράσεις οξέων με μέταλλα Διάσπαση ανθρακικών αλάτων Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τη δυνατότητα επίδρασης των οξέων σε μέταλλα ή σε ανθρακικά άλατα. Να εξαγάγει συμπεράσματα για τη δραστικότητα των μετάλλων. Διδακτικές ώρες: 1/2 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε την αντίδραση ή όχι μερικών μετάλλων με το HCl. Να δείτε την αντίδραση του ανθρακικού ασβεστίου (κιμωλία) με το HCl. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Κάθε φορά που θέλετε να προσθέσετε από το περιεχόμενο μιας φιάλης σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα θα πρέπει να σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη, ώστε να ακουμπά με το σωλήνα και από τα δεξιά του. Το κουμπί «Ανανέωση» αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται κάθε φορά. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εργασία 1 Ερώτηση Το αργίλιο (αλουμίνιο) και ο άργυρος (ασήμι) έχουν την ίδια σχεδόν εμφάνιση. Πώς μπορείτε λοιπόν να είστε σίγουροι ότι το κόσμημα που αγοράσατε είναι ασημένιο και όχι από αλουμίνιο; Επιβεβαίωση της απάντησης Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη με το υδροχλώριο, ώστε να ακουμπά από τα δεξιά με ένα δοκιμαστικό σωλήνα. Επαναλάβετε τη διαδικασία με έναν άλλο σωλήνα. Σύρετε με το ποντίκι ένα έλασμα αργιλίου και ένα έλασμα αργύρου και τοποθετήστε τα στους σωλήνες που περιέχουν οξύ. Παρατηρήστε αν και πού πραγματοποιείται αντίδραση. Απάντηση: Το ασήμι, ως μη δραστικό μέταλλο, δεν αντιδρά με το HCl. Εργασία 2 Ερώτηση 1 Ποιο μέταλλο από τα παρακάτω ζευγάρια είναι δραστικότερο: 17
Fe - Cu... Cu - Al... Al - Ag... Fe - Ag... Με ποιο κριτήριο απαντήσατε στην παραπάνω ερώτηση; Απάντηση: Fe Al Al Fe Ερώτηση 2 Ποιες από τις παρακάτω αντιδράσεις πραγματοποιούνται; 1. Χαλκός και υδροχλώριο 2. Σίδηρος και υδροχλώριο 3. Ανθρακικό ασβέστιο και υδροχλώριο... Απάντηση: Η 2 και η 3. Ερώτηση 3 Δίνονται οι αντιδράσεις: 1. Σίδηρος και υδροχλώριο Χλωριούχος σίδηρος + Α 2. Αργίλιο και υδροχλώριο Χλωριούχο αργίλιο + Α 3. Ανθρακικό ασβέστιο και υδροχλώριο Χλωριούχο ασβέστιο + νερό + Α Ποιο είναι το αέριο Α που ελευθερώνεται σε καθεμία από τις παραπάνω αντιδράσεις; 1.... 2.... 3.... Απάντηση: 1. Υδρογόνο 2. Υδρογόνο 3. Διοξείδιο του άνθρακα Επιβεβαίωση της απάντησης Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη με το υδροχλώριο, ώστε να ακουμπά από τα δεξιά με ένα δοκιμαστικό σωλήνα. Επαναλάβετε τη διαδικασία με όλους τους σωλήνες. Σύρετε με το ποντίκι ένα προς ένα τα μεταλλικά ελάσματα και τοποθετήστε τα στους σωλήνες που περιέχουν οξύ. Παρατηρήστε αν και πού πραγματοποιείται αντίδραση. Επαναλάβετε τη διαδικασία, αυτή τη φορά με τη φιάλη του υδροχλωρίου και το δοχείο που περιέχει κιμωλία (ανθρακικό ασβέστιο). 18
Εξουδετέρωση ph Kεφάλαιο: Οξέα Βάσεις Άλατα Ενότητα: Εξουδετέρωση ph Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τις έννοιες: εξουδετέρωση, ph. Να διαπιστώσει το μηχανισμό της εξουδετέρωσης, τη μεταβολή του ph κατά τη διάρκεια της εξουδετέρωσης, καθώς και τις χρωματικές αλλαγές του διαλύματος, εφόσον αυτό περιέχει δείκτη. Διδακτικές ώρες: 1 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε το μηχανισμό της εξουδετέρωσης HCl από NaOH με προσομοίωση κινούμενων ιόντων: H +, Cl -, Na +, OH -. Να παρακολουθήσετε τις τιμές του ph κατά τη σταδιακή προσθήκη διαλύματος NaOH σε διάλυμα HCl πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εξουδετέρωση. Να παρακολουθήσετε τις τιμές του ph κατά τη σταδιακή προσθήκη διαλύματος HCl σε διάλυμα NaOH πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εξουδετέρωση. Να παρακολουθήσετε τις χρωματικές αλλαγές του γενικού δείκτη (universal) κατά τη σταδιακή προσθήκη διαλύματος NaOH σε διάλυμα HCl πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εξουδετέρωση. Να παρακολουθήσετε τις χρωματικές αλλαγές του δείκτη φαινολοφθαλεΐνη κατά τη σταδιακή προσθήκη διαλύματος HCl σε διάλυμα NaOH πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την εξουδετέρωση. Να διακόψετε κάθε στιγμή την εξέλιξη του πειράματος και ή να συνεχίσετε από το σημείο διακοπής ή να αρχίσετε το πείραμα από την αρχή. Να παρακολουθήσετε ή όχι το μηχανισμό της εξουδετέρωσης κατά τη διάρκεια της αντίδρασης του HCl με το NaOH. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Το κουμπί «Μηχανισμός εξουδετέρωσης» εμφανίζει ή αποκρύπτει τα ιόντα: H +, Cl -, Na +, OH -. Το κουμπί «Επιλογές» εμφανίζει τις δυνατές επιλογές για την αντίδραση εξουδετέρωσης μεταξύ HCl και NaOH (α. Περιεχόμενο προχοΐδας, β. Περιεχόμενο κωνικής, γ. Προσθήκη ή όχι δείκτη). Το κουμπί «ΟΚ» αποθηκεύει τις επιλογές σας. Το κουμπί «Έναρξη» ξεκινά τη ροή του διαλύματος από την προχοΐδα προς την κωνική. Είναι ενεργό μόνο όταν έχετε πραγματοποιήσει κάποιες επιλογές. Το κουμπί «Διακοπή» διακόπτει τη ροή του διαλύματος από την προχοΐδα προς την κωνική. Είναι ενεργό μόνο όταν το πείραμα βρίσκεται σε εξέλιξη. Το κουμπί «Συνέχεια» συνεχίζει τη ροή του διαλύματος από την προχοΐδα προς την κωνική από το σημείο διακοπής. Είναι ενεργό μόνο όταν έχει ενεργοποιηθεί η διακοπή. Το κουμπί «Ανανέωση» αρχίζει τα πάντα από την αρχή. Είναι ενεργό μόνο όταν έχει ενεργοποιηθεί η «Διακοπή». Η ρύθμιση ροής της προχοΐδας γίνεται με μετακίνηση του μεταβολέα. Ωστόσο, η δυνατότητα αυτή δεν ισχύει, όταν πλησιάζει η στιγμή της εξουδετέρωσης. Στη χρονική αυτή περίοδο ο μεταβολέας έχει την ελάχιστη τιμή. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 19
ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εργασία 1 Ερώτηση Έστω η αντίδραση HCl + NaOH NaCl + H 2 O (εξουδετέρωση) Ποιος είναι ο μηχανισμός της αντίδρασης αυτής; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Ενώνεται το Na με το Cl και το Η με το ΟΗ. b. Ενώνεται το HCl με το NaOH, στη συνέχεια διασπώνται και δίνουν NaCl και H 2 O. c. Ενώνεται το ιόν Η + με το ιόν ΟΗ - και δίνουν H 2 O. d. Δεν γίνεται τίποτα, αφού βρίσκονται μέσα σε νερό. Επιβεβαίωση της απάντησης Πατήστε «Μηχανισμός εξουδετέρωσης». Παρατηρήστε προσεκτικά. Απάντηση: Η σωστή απάντηση είναι η c. Εργασία 2 Ερώτηση Α. Τι τιμή έχει το ph ενός διαλύματος οξέος; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. <7 b. >7 c. =7 Β. Τι τιμή έχει το ph ενός διαλύματος βάσης; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. <7 b. >7 c. =7 Επιβεβαίωση της απάντησης Πατήστε «Επιλογές». Επιλέξτε «Περιεχόμενο κωνικής φιάλης HCl» και πατήστε «ΟΚ». Δείτε την τιμή ph που δείχνει το πεχάμετρο. Πατήστε και πάλι «Επιλογές». Επιλέξτε τώρα «Περιεχόμενο κωνικής φιάλης NaOH» και πατήστε «ΟΚ». Δείτε τη νέα τιμή ph που δείχνει το πεχάμετρο. Απάντηση: Α. Η σωστή απάντηση είναι η a. Β. Η σωστή απάντηση είναι η b. 20
Εργασία 3 Ερώτηση Όταν σε ένα διάλυμα οξέος προσθέσουμε αργά αργά, με τη βοήθεια μιας προχοΐδας, ένα διάλυμα βάσης: Α. Τι θα συμβεί στο ph του διαλύματος του οξέος; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Το ph θα μεγαλώνει. b. Το ph θα μικραίνει. Β. Η όποια μεταβολή στο ph: (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Θα είναι ανάλογη της ποσότητας του διαλύματος της βάσης που προσθέτουμε. b. Στην αρχή το ph θα μεταβάλλεται με αργό ρυθμό, στη συνέχεια θα έχει απότομη μεταβολή και προς το τέλος θα μεταβάλλεται και πάλι με αργό ρυθμό. Γ. Σε ποια περίπου τιμή ph θα έχουμε εξουδετέρωση;... Επιβεβαίωση της απάντησης Πατήστε «Επιλογές». Επιλέξτε: «Περιεχόμενο προχοΐδας NaOH», «Περιεχόμενο κωνικής φιάλης HCl» και πατήστε «ΟΚ». Πατήστε «Έναρξη». Παρακολουθήστε την εξέλιξη. Απάντηση: Α. Η σωστή απάντηση είναι η a. Β. Η σωστή απάντηση είναι η b. Γ. Στην τιμή 7. 21
Αραίωση διαλύματος οξέος βάσης ph Kεφάλαιο: Οξέα βάσεις - άλατα Ενότητα: ph Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τις έννοιες: αραίωση, περιεκτικότητα διαλύματος, ph. Να αντιληφθεί τη σχέση μεταξύ της περιεκτικότητας ενός διαλύματος οξέος ή βάσης και της τιμής του ph. Να διαπιστώσει τις χρωματικές αλλαγές ενός διαλύματος οξέος ή βάσης που περιέχει δείκτη, σε σχέση με τη μεταβολή της περιεκτικότητάς του. Διδακτικές ώρες: 1 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε: Να δείτε τη μεταβολή στο ph ενός διαλύματος οξέος ή ενός διαλύματος βάσης, λόγω αραίωσής του. Να δείτε τη μεταβολή στην περιεκτικότητα ενός διαλύματος οξέος ή ενός διαλύματος βάσης, λόγω αραίωσής του. Να δείτε τη χρωματική αλλαγή των δεικτών, λόγω αραίωσης ενός διαλύματος οξέος ή ενός διαλύματος βάσης. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Για να γεμίσετε μια σφαιρική φιάλη με αποσταγμένο νερό θα πρέπει να τη σύρετε κάτω από το βρυσάκι του δοχείου με την ένδειξη «Αποσταγμένο νερό» και να κάνετε κλικ στο βρυσάκι. Κάθε φορά που θέλετε να προσθέσετε από το περιεχόμενο μιας φιάλης στο ποτήρι θα πρέπει να σύρετε με το ποντίκι την πρώτη φιάλη, ώστε να ακουμπά με το ποτήρι και από τα δεξιά του. Το κουμπί σας μεταφέρει σε επόμενη ενέργεια. Το κουμπί αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται κάθε φορά. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εργασία 1 Ερώτηση Διάλυμα υδροχλωρίου έχει περιεκτικότητα 3,65 % w/v. Παίρνουμε 10 ml του διαλύματος αυτού και το αραιώνουμε, προσθέτοντας σε αυτό 90 ml νερού. Ο όγκος του (αραιωμένου) διαλύματος γίνεται 100 ml. Ποια είναι η νέα % w/v περιεκτικότητα του διαλύματος; Επιβεβαίωση της απάντησης Επιλέξτε να εργαστείτε με οξύ. Στη συνέχεια πατήστε «Επόμενο». Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη των 50 ml κάτω από το βρυσάκι του δοχείου με την ένδειξη «Αποσταγμένο νερό» και κάντε κλικ στο βρυσάκι. Αφού γεμίσει η φιάλη, σύρετέ την ώστε να ακουμπά με το ποτήρι και από τα δεξιά του. Επαναλάβετε τη διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά τη φιάλη των 40 ml. Δείτε την τιμή της νέας περιεκτικότητας του διαλύματος. Είναι αυτή που προβλέψατε στην απάντησή σας; 22
Απάντηση: Α. Μάζα καθαρού HCl στο αρχικό διάλυμα: 3,65*10/100=0,365 gr. Β. Περιεκτικότητα του νέου διαλύματος: 0,365*100/100=0,365% w/v. Εργασία 2 Ερώτηση 1 Τι θα συμβεί στην τιμή του ph ενός διαλύματος οξέος, αν αυτό αραιώνεται συνεχώς; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Θα μικραίνει. b. Θα μεγαλώνει. c. Θα μεγαλώνει με μέγιστη τιμή το 7. d. Θα παραμένει σταθερό, αφού κατά την αραίωση προσθέτουμε μόνο νερό. Επιβεβαίωση της απάντησης Επιλέξτε να εργαστείτε με οξύ. Στη συνέχεια πατήστε «Επόμενο». Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη των 50 ml κάτω από το βρυσάκι του δοχείου με την ένδειξη «Αποσταγμένο νερό» και κάντε κλικ στο βρυσάκι. Αφού γεμίσει η φιάλη, σύρετέ την ώστε να ακουμπά με το ποτήρι και από τα δεξιά του. Επαναλάβετε τη διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά τη φιάλη των 40 ml. Πραγματοποιήστε νέες αραιώσεις, ακολουθώντας τις οδηγίες που εμφανίζονται. Δείτε τον πίνακα τιμών του ph των διαλυμάτων που προέκυψαν από τις αραιώσεις. Απάντηση: Η σωστή απάντηση είναι η c. Ερώτηση 2 Τι θα συμβεί στην τιμή του ph ενός διαλύματος βάσης, αν αυτό αραιώνεται συνεχώς; (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) a. Θα μικραίνει. b. Θα μικραίνει με ελάχιστη τιμή το 7. c. Θα μεγαλώνει. d. Θα παραμένει σταθερό, αφού κατά την αραίωση προσθέτουμε μόνο νερό. Επιβεβαίωση της απάντησης Επιλέξτε να εργαστείτε με βάση. Στη συνέχεια πατήστε «Επόμενο». Σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη των 50 ml κάτω από το βρυσάκι του δοχείου με την ένδειξη «Αποσταγμένο νερό» και κάντε κλικ στο βρυσάκι. Αφού γεμίσει η φιάλη, σύρετέ την ώστε να ακουμπά με το ποτήρι και από τα δεξιά του. Επαναλάβετε τη διαδικασία, χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά τη φιάλη των 40 ml. Πραγματοποιήστε νέες αραιώσεις, ακολουθώντας τις οδηγίες που εμφανίζονται. Δείτε τον πίνακα τιμών του ph των διαλυμάτων που προέκυψαν από τις αραιώσεις. Απάντηση: Η σωστή απάντηση είναι η b. 23
Το εργαστήριο του σπιτιού μας Kεφάλαιο: Οξέα Βάσεις Άλατα Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να συνδέσει τις έννοιες: οξέα, βάσεις, άλατα, και τις ιδιότητές τους, με την καθημερινή ζωή. Διδακτικές ώρες: 1/2 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να «πειραματιστείτε» με οξέα, βάσεις ή άλατα καθημερινής χρήσης. Συγκεκριμένα: Να δοκιμάσετε τη γεύση λεμονιού ή γάλακτος μαγνησίας. Να δείτε την επίδραση του λεμονιού ή του γάλακτος μαγνησίας στο χρώμα του τσαγιού. Να δείτε την επίδραση του λεμονιού ή του γάλακτος μαγνησίας στη σόδα. Να ελέγξετε την αγωγιμότητα του λεμονιού στο ηλεκτρικό ρεύμα. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Κάθε φορά που θέλετε να προσθέσετε από το περιεχόμενο μιας φιάλης σε μία άλλη θα πρέπει να σύρετε με το ποντίκι την πρώτη φιάλη, ώστε να ακουμπά με τη δεύτερη και από τα δεξιά της. Το κουμπί σας μεταφέρει σε επόμενη ενέργεια. Το κουμπί αρχίζει το πείραμα από την αρχή. Ακολουθήστε τις οδηγίες που εμφανίζονται κάθε φορά. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Ερώτηση Ας υποθέσουμε ότι είσαστε στο σπίτι σας και πίνετε τσάι. Ξαφνικά ακούτε τη μητέρα σας να έχει αγανακτήσει, γιατί ξεθώριασαν οι ετικέτες σε δύο ίδια μπουκαλάκια, που το ένα περιέχει λεμόνι και το άλλο γάλα μαγνησίας, και δεν μπορεί πλέον να τα ξεχωρίσει. Μήπως μπορείτε να τη βοηθήσετε; Με ποιον τρόπο; Επιβεβαίωση της απάντησης Σύρετε με το ποντίκι δύο άδεια ποτήρια στον πάγκο και γεμίστε τα με τσάι (σύρετε με το ποντίκι την τσαγιέρα, ώστε να ακουμπά με κάθε ποτήρι από τα δεξιά του). Ρίξτε λίγο χυμό λεμονιού στο ένα ποτήρι και λίγο γάλα μαγνησίας στο άλλο (σύρετε με το ποντίκι τη φιάλη με το χυμό του λεμονιού, ώστε να ακουμπά από τα δεξιά του ενός ποτηριού που περιέχει τσάι, και στη συνέχεια επαναλάβετε τη διαδικασία χρησιμοποιώντας αυτή τη φορά το γάλα μαγνησίας και το άλλο ποτήρι). Δείτε τη χρωματική αλλαγή. Είναι αυτή που προβλέψατε στην απάντησή σας; 24
Όξινη βροχή Kεφάλαιο: Οξέα Βάσεις Άλατα Ενότητα: Όξινη βροχή Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τα αίτια που δημιουργούν την όξινη βροχή. Να διαπιστώσει τις επιπτώσεις της στο περιβάλλον. Να γνωρίσει τα μέτρα για την αποφυγή του φαινομένου ή και την επαναφορά κατεστραμμένων περιοχών στη φυσιολογική τους κατάσταση. Διδακτικές ώρες: 1 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Παρουσίαση του φαινομένου της όξινης βροχής. Δημιουργία Μεταφορά Απόθεση Μέτρα αποφυγής. Περιλαμβάνει animation για την εξήγηση του φαινομένου και εικόνες από την πραγματικότητα. 25
Δομή ατόμου (στιβάδες) Kεφάλαιο: Ηλεκτρονική δομή των ατόμων Ενότητα: Κατανομή ηλεκτρονίων σε στιβάδες Περιοδικός Πίνακας Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τις αρχές βάσει των οποίων κατανέμονται τα ηλεκτρόνια σε στιβάδες. Να αντιληφθεί τη σχέση ανάμεσα στον ατομικό αριθμό των στοιχείων και στη θέσης που έχουν στον Περιοδικό Πίνακα. Διδακτικές ώρες: 1 ώρα ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Σε αυτή την εφαρμογή ένας ή περισσότεροι μαθητές μπορούν να εργαστούν στα παρακάτω θέματα: Κατανομή ηλεκτρονίων σε στιβάδες. Σχέση του ατομικού αριθμού και της θέσης στον Περιοδικό Πίνακα. Εύρεση της θέσης των στοιχείων στον Περιοδικό Πίνακα. Κάθε μαθητής εισέρχεται με το δικό του κωδικό εισόδου, καθορισμένο από τον καθηγητή ο οποίος επίσης έχει το δικό του κωδικό. Η εφαρμογή «τρέχει» σε ατομικό Η/Υ ή σε δίκτυο, προκειμένου να χρησιμοποιείται ταυτοχρόνως από πολλούς μαθητές. ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΤΗ Αν η χρήση γίνεται από ένα μαθητή σε ατομικό Η/Υ, τότε στην πρώτη χρήση θα πρέπει να γίνουν οι παρακάτω ενέργειες: Κάντε κλικ στην επιλογή «Για το διδάσκοντα», πληκτρολογήστε ως κωδικό εισόδου του διδάσκοντα τον αριθμό 123 και πατήστε «Είσοδος». Κάντε κλικ στην επιλογή «Εισαγωγή - διόρθωση - διαγραφή στοιχείων μαθητή». Συμπληρώστε όλα τα στοιχεία (επώνυμο, όνομα, τάξη, τμήμα), καθώς και τον κωδικό εισόδου του μαθητή. Στη συνέχεια πατήστε «Ενημέρωση αρχείου μαθητή». Είστε πλέον έτοιμοι. Σημειώστε και φυλάξτε τον κωδικό μαθητή που πληκτρολογήσατε προηγουμένως. Αυτός θα είναι ο δικός σας κωδικός εισόδου. Αφού ολοκληρώσετε τις παραπάνω ενέργειες, πατήστε «Κλείσιμο» και ακόμη μια φορά «Κλείσιμο», προκειμένου να βγείτε από την καρτέλα του διδάσκοντα και να βρεθείτε στο αρχικό μενού. 1. Εργασίες μαθητή Κάντε κλικ στην επιλογή «Για το μαθητή». Πληκτρολογήστε τον κωδικό εισόδου που σας έχει δώσει ο καθηγητής, ή εκείνον που εσείς καταχωρίσατε, και πατήστε «Είσοδος». Θα βρεθείτε στο μενού εργασιών του μαθητή με τα παρακάτω θέματα: Συμπλήρωση στιβάδων. Εύρεση της θέσης στον Περιοδικό Πίνακα. Για τα θέματα αυτά υπάρχουν διάφορες επιλογές. Για παράδειγμα, έστω ότι θέλουμε να συμπληρώσουμε τις στιβάδες κάποιου στοιχείου με βάση: α. το όνομα του στοιχείου, β. τον ατομικό του αριθμό, γ. τη θέση του στον Περιοδικό Πίνακα. Δοκιμάστε κάνοντας κλικ στην επιλογή «Από τον ατομικό αριθμό». Στο πλαίσιο διαλόγου που θα εμφανιστεί θα πρέπει να επιλέξετε μία τιμή ατομικού αριθμού. Αφού την επιλέξετε, πατήστε «ΟΚ». Θα βρεθείτε στην καρτέλα με την εργασία για τη συμπλήρωση των στιβάδων του συγκεκριμένου στοιχείου. 26
Προσοχή! Συμβουλευτείτε την οδηγία που εμφανίζεται στο επάνω μέρος της καρτέλας και όταν ολοκληρώσετε την εργασία, πατήστε οπωσδήποτε «Έλεγχος». Εργαστείτε με τον ίδιο τρόπο και για τα άλλα δύο θέματα. 2. Εκθέσεις Εκτυπώσεις εργασιών μαθητή Κάντε κλικ στη συγκεκριμένη επιλογή. Πληκτρολογήστε τον κωδικό και πατήστε «Είσοδος». Θα βρεθείτε στην καρτέλα με δύο επιλογές (2 θέματα). Κάνοντας κλικ σε οποιαδήποτε από αυτές, θα ανοίξει η αντίστοιχη έκθεση που περιέχει τις εργασίες που πραγματοποιήσατε. Στις εκθέσεις αυτές υπάρχει η δυνατότητα εκτύπωσης, αλλά και εξαγωγής των περιεχομένων της σε αρχείο MSWord ή σε MSExcel, για περαιτέρω επεξεργασία. ΓΙΑ ΤΟ ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΑ Κάντε κλικ στην επιλογή «Για το διδάσκοντα», πληκτρολογήστε ως κωδικό εισόδου του διδάσκοντα τον αριθμό 123 και πατήστε «Είσοδος». Στη συνέχεια, όπως θα διαπιστώσετε, μπορείτε να αλλάξετε τον κωδικό σας. Σημειώστε και φυλάξτε το νέο κωδικό, σε περίπτωση που τον ξεχάσετε. Βρισκόσαστε πλέον στην καρτέλα του διδάσκοντα με τις παρακάτω επιλογές: 1. Ενέργειες 1.1 Αλλαγή κωδικού εισόδου καθηγητή Εργαστείτε σύμφωνα με την υπόδειξη. 1.2 Εισαγωγή διόρθωση διαγραφή στοιχείων μαθητή Κάντε κλικ στην επιλογή «Εισαγωγή διόρθωση διαγραφή στοιχείων μαθητών». Συμπληρώστε όλα τα στοιχεία (επώνυμο, όνομα, τάξη, τμήμα), καθώς και τον κωδικό εισόδου του μαθητή. Στη συνέχεια πατήστε οπωσδήποτε «Ενημέρωση αρχείου μαθητή». Η διαδικασία αυτή πρέπει να επαναληφθεί για όλους ή για όσους μαθητές επιθυμείτε. Ύστερα από αυτή την ενέργεια οι μαθητές είναι έτοιμοι να εργαστούν. Σε περίπτωση που έχετε ενημερώσει μερικώς τα στοιχεία του μαθητή και δεν μπορείτε να συνεχίσετε, πατήστε «Αναίρεση εγγραφής». Για να διαγράψετε ένα μαθητή και όλες τις εργασίες του (αρχείο μαθητή) επιλέξτε το μαθητή αυτόν, κάνοντας κλικ στο επώνυμό του, ώστε το τοξάκι που βρίσκεται αριστερά να δείχνει το συγκεκριμένο μαθητή, και πατήστε «Διαγραφή εγγραφής». Τέλος μπορείτε, όποτε θέλετε, να τροποποιήσετε τα στοιχεία ή τον κωδικό εισόδου του μαθητή. 1.3 Διαγραφή εργασιών μαθητών Με την επιλογή αυτή μπορείτε να διαγράψετε μία ή περισσότερες εργασίες ενός ή περισσότερων μαθητών, χωρίς όμως να διαγραφούν τα στοιχεία του μαθητή. Έτσι, το αρχείο των συγκεκριμένων μαθητών παραμένει για μελλοντική χρήση. Η σκοπιμότητα αυτής της επιλογής είναι για την περίπτωση που θέλετε κάποιοι μαθητές να επαναλάβουν τις εργασίες τους. Για την εκτέλεση αυτής της ενέργειας συμβουλευτείτε τις οδηγίες που δίνονται στη σχετική καρτέλα. 2. Εκθέσεις Εκτυπώσεις 2.1 Στοιχεία μαθητών Με την επιλογή αυτή μπορείτε να εκτυπώσετε τα στοιχεία των μαθητών σας, ανά τάξη και τμήμα, και να δώσετε έτσι σε κάθε μαθητή τον κωδικό εισόδου του. 27
2.2 Εκθέσεις Εκτυπώσεις εργασιών μαθητών Με την επιλογή αυτή μπορείτε να εμφανίσετε και να εκτυπώσετε τις εργασίες των μαθητών σας ανά θέμα, τάξη, τμήμα κ.λπ. Συμβουλευτείτε τις οδηγίες που δίνονται στη σχετική καρτέλα. 2.3 Ενσωματωμένες (έτοιμες) εκθέσεις εκτυπώσεις Με την επιλογή αυτή μπορείτε να εκτυπώσετε έτοιμες τις εργασίες όλων των θεμάτων που παρέχει η εφαρμογή. Οδηγία «ειδικών εργασιών» Η εφαρμογή διαθέτει την ειδική εργασία «Συμπύκνωση και επιδιόρθωση» που πρέπει κατά καιρούς να γίνεται, ώστε να εξοικονομείται χώρος στο σκληρό δίσκο. Πατήστε λοιπόν το κουμπί «Ειδικές εργασίες» που βρίσκεται στη γραμμή μενού της εφαρμογής. Ο κωδικός πρόσβασης είναι αρχικά ο αριθμός 123 (στη συνέχεια μπορείτε να τον αλλάξετε). Πληκτρολογήστε τον και πατήστε «Είσοδος». Ακολουθήστε τις οδηγίες. 28
Παρασκευή διαλύματος Kεφάλαιο: Διαλύματα Στοιχειομετρία Ενότητα: Περιεκτικότητες διαλυμάτων Διαλυτότητα Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τις έννοιες: διάλυμα, διαλύτης, διαλυμένη ουσία, διαλυτότητα. Να αντιληφθεί τη διαδικασία παρασκευής διαλύματος ορισμένης περιεκτικότητας, από διάλυση στερεής ουσίας σε υγρό διαλύτη, καθώς και τη διαδικασία μέτρησης μάζας όγκου, και να υπολογίσει την περιεκτικότητα ενός διαλύματος σε όλες τις εκφράσεις της. Διδακτικές ώρες: 1 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να παρασκευάσετε διάφορα διαλύματα και να υπολογίσετε την περιεκτικότητά τους πρόκειται για προσομοίωση εργαστηρίου (εργαστηριακός πάγκος, φιάλες, σκεύη κ.λπ.). ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Α. ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΟΥ ΟΓΚΟΥ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ - ΓΕΜΙΣΜΑ ΠΟΤΗΡΙΟΥ 1. Με το ποντίκι σύρετε το ποτήρι, τον ογκομετρικό κύλινδρο και τον υδροβολέα πάνω στον πάγκο του εργαστηρίου. 2. Πλησιάστε τον υδροβολέα, ώστε να ακουμπά στον κύλινδρο, και επιλέξτε τον όγκο του νερού που θέλετε (< 100 ml), σύροντας το δρομέα του επιλογέα μέχρι τον επιθυμητό όγκο. 3. Πατήστε το κουμπί «Γέμισμα κυλίνδρου». 4. Πλησιάστε τον κύλινδρο, ώστε να ακουμπά στο ποτήρι, και πατήστε το κουμπί «Γέμισμα ποτηριού». Μην ξεχνάτε ότι ο κύλινδρος είναι των 100 ml. Αν θέλετε μεγαλύτερο όγκο νερού, αδειάστε πρώτα τον κύλινδρο στο ποτήρι και ξαναγεμίστε τον με τον υπόλοιπο όγκο που θέλετε. Β. ΖΥΓΙΣΗ ΣΤΕΡΕΗΣ ΟΥΣΙΑΣ 1. Με το ποντίκι σύρετε το πιατάκι πάνω στον ηλεκτρονικό ζυγό. 2. Επιλέξτε την ποσότητα της ουσίας που θέλετε να ζυγίσετε (< 50 gr), σύροντας το δρομέα του επιλογέα μέχρι την επιθυμητή ποσότητα. 3. Με το ποντίκι σύρετε μία από τις διαθέσιμες στερεές ουσίες πάνω από το πιατάκι. 4. Η ζύγιση θα αρχίσει αυτόματα και θα σταματήσει, μόλις φθάσει στην επιλεγμένη ποσότητα. Αν θέλετε ποσότητα μεγαλύτερη των 50 gr, αδειάστε το πιατάκι στο ποτήρι, ζυγίστε εκ νέου την υπόλοιπη ποσότητα κ.λπ. Γ. ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΤΗΣ ΣΤΕΡΕΗΣ ΟΥΣΙΑΣ ΣΤΟ ΝΕΡΟ - ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ 1. Με το ποντίκι σύρετε προσεκτικά το γεμάτο πιατάκι πάνω από το άνοιγμα του ποτηριού. Η ουσία θα χυθεί μέσα στο ποτήρι. 2. Στη συνέχεια σύρετε τη μαύρη γυάλινη ράβδο μέσα στο ποτήρι. Αρχίζει η ανάδευση. Όταν τελειώσει, το διάλυμα θα είναι έτοιμο. 3. Πατήστε το κουμπί «Αποτέλεσμα», για να δείτε την περιεκτικότητα του διαλύματος που παρασκευάσατε. Δ. ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΑΚΟΜΗ 1. Αν για οποιοδήποτε λόγο δεν θέλετε πλέον τις ποσότητες που ζυγίσατε ή τους όγκους που μετρήσατε, σύρετε με το ποντίκι το πιατάκι, το ποτήρι ή τον κύλινδρο 29
μέχρι το νεροχύτη και περιμένετε έως ότου αδειάσει και ξεπλυθεί. Μετρήστε εκ νέου τις ποσότητες που τελικά επιθυμείτε. 2. Για να επαναλάβετε το πείραμα πατήστε το κουμπί «Ακύρωση πειράματος» και στη συνέχεια το κουμπί «Ανανέωση». Ε. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Για τις παρακάτω εργασίες δίνονται: Οι σχετικές μοριακές μάζες (M r ):M r(nacl) =58,5, M r(naoh) =40, M r(ζάχαρηs) =342. Οι διαλυτότητες σε gr/100gr νερού και σε θερμοκρασία «εργαστηρίου»: NaCl 36, NaOH 100, ζάχαρη 204. ΕΡΓΑΣΙΑ 1 α) Υπολογίστε την % w/v, την % w/w και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από τη διάλυση 15 gr NaCl σε 150 ml νερού. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: % w/v, % w/w, M β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: % w/v: 15*100/150=10% w/v ΕΡΓΑΣΙΑ 2 % w/w: μάζα νερού: 150*1=150 gr, μάζα διαλύματος: 150+15=165 gr w/w: 15*100/165=9,1% w/w molarity: mol NaCl 15/58,5=0,26 molarity: 0,26*1.000/150=1,7 Μ α) Υπολογίστε την % w/v, την % w/w και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από τη διάλυση 30 gr NaΟΗ σε 250 ml νερό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: % w/v, % w/w, M β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: % w/v: 30*100/250=12% w/v % w/w: μάζα νερού: 250*1=250 gr, μάζα διαλύματος: 250+30=280 gr w/w: 30*100/280=10,7% w/w molarity: mol NaOH 30/40=0,75 molarity: 0,75*1.000/250=3 Μ 30
ΕΡΓΑΣΙΑ 3 α) Υπολογίστε την % w/v, την % w/w και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από τη διάλυση 40 gr ζάχαρης σε 300 ml νερό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: % w/v, % w/w, M β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: % w/v: 40*100/300=13,3% w/v ΕΡΓΑΣΙΑ 4 % w/w: μάζα νερού: 300*1=300 gr, μάζα διαλύματος: 300+40=340 gr w/w: 40*100/340=11,8% w/w molarity: mol ζάχαρης 40/342=0,12 molarity: 0,12*1.000/300=0,4 Μ α) Υπολογίστε πόσα gr NaCl πρέπει να διαλύσουμε σε 200 ml νερό, για να προκύψει διάλυμα 30% w/v. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: gr β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: 30*200/100=60 gr ΕΡΓΑΣΙΑ 5 α) Υπολογίστε πόσα mol ζάχαρης πρέπει να διαλύσουμε σε 200 ml νερό, για να προκύψει διάλυμα 30% w/w. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: gr, mol β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: Μάζα νερού=200*1=200 gr, έστω μάζα ζάχαρης=χ, τότε (χ+200)*30=χ*100 ή χ=85,7 gr mol ζάχαρης=85,7/342=0,25. ΕΡΓΑΣΙΑ 6 α) Υπολογίστε πόσα gr NaOH πρέπει να διαλύσουμε σε 200 ml νερό, για να προκύψει διάλυμα 0,5 Μ. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: gr β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: mol NaOH=0,5*200/1.000=0,1 μάζα NaOH=0,1*40=4 gr 31
ΕΡΓΑΣΙΑ 7 α) Υπολογίστε ποια είναι η μέγιστη ποσότητα NaΟΗ σε gr που μπορούμε να διαλύσουμε σε 150 ml νερό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: gr β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε δύο φορές τα αποτελέσματά σας: τη φορά μία βάζοντας την ποσότητα του NaOH που υπολογίσατε και την άλλη βάζοντας λίγο μεγαλύτερη ποσότητα. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: μάζα νερού=150*1=150 gr μάζα NaOH=150*100/100=150 gr ΕΡΓΑΣΙΑ 8 α) Υπολογίστε τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από τη διάλυση 80 gr ζάχαρης σε 250 ml νερό. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Μ β) Παρασκευάστε το διάλυμα και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: mol ζάχαρης=80/342=0,23 molarity=0,23*1.000/250=0,9 Μ 32
Αραίωση διαλυμάτων Kεφάλαιο: Διαλύματα Στοιχειομετρία Ενότητα: Αραίωση διαλυμάτων Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τις έννοιες: διάλυμα, διαλύτης, διαλυμένη ουσία. Να διαπιστώσει τη διαδικασία αραίωσης ενός διαλύματος και να υπολογίσει την περιεκτικότητα (ποσότητα) αρχικού και τελικού διαλύματος και διαλύτη. Διδακτικές ώρες: 1 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να αραιώσετε διάφορα διαλύματα και να υπολογίσετε την περιεκτικότητα του τελικού διαλύματος πρόκειται για προσομοίωση εργαστηρίου (εργαστηριακός πάγκος, φιάλες, σκεύη κ.λπ.). ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Α. ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΣΚΕΥΗ - ΟΥΣΙΕΣ Σιφώνια: α. των 10 ml, β. των 50 ml, γ. των 100 ml Ελαστικό αναρρόφησης Ποτήρι 500 ml Φιάλες: α. νερού, β. πυκνού διαλύματος θειικού οξέος, γ. πυκνού διαλύματος νιτρικού οξέος, δ. πυκνού διαλύματος καυστικού νατρίου Β. ΟΔΗΓΙΕΣ Οι μετακινήσεις όλων των αντικειμένων γίνονται με το ποντίκι. Όλες οι εργασίες γίνονται υποχρεωτικά πάνω στον πάγκο. Για να κάνετε λήψη από κάποια φιάλη θα πρέπει: 1. Να μετακινήσετε τη φιάλη στον πάγκο. Θα ενεργοποιηθεί το αντίστοιχο κουμπί (πάνω δεξιά) «Άνοιγμα φιάλης». Πατήστε το για να ανοίξει η φιάλη. 2. Να μετακινήσετε το κατάλληλο σιφώνιο μέσα στην ανοικτή φιάλη και στη συνέχεια να μετακινήσετε προσεκτικά το ελαστικό αναρρόφησης στο πάνω μέρος του σιφωνίου. Γίνεται η λήψη. 3. Να αδειάσετε το γεμάτο σιφώνιο, μετακινώντας το πάνω από το ποτήρι. Αν για οποιοδήποτε λόγο (λάθος κ.λπ.) δεν θέλετε να χρησιμοποιήσετε την ποσότητα που έχει το σιφώνιο ή το ποτήρι, μπορείτε να το αδειάσετε στο νεροχύτη, χωρίς όμως να χρειαστεί να ακυρώσετε το πείραμα και να αρχίσετε από την αρχή. Για να αδειάσετε το σιφώνιο ή το ποτήρι, θα πρέπει να το σύρετε με το ποντίκι στο νεροχύτη. Δεν μπορείτε να μετακινείτε τις φιάλες όταν είναι ανοικτές. Αν θέλετε οπωσδήποτε να τη μετακινήσετε, θα πρέπει πρώτα να τοποθετήσετε το πώμα της. Δεν μπορείτε να τοποθετήσετε στα ντουλάπια σκεύη που δεν έχουν πλυθεί. Για να πλύνετε κάποιο σκεύος θα πρέπει να το σύρετε με το ποντίκι στο νεροχύτη. Δεν μπορείτε να αναμείξετε στο ίδιο ποτήρι διαλύματα διαφορετικών ουσιών. Το πείραμα αφορά την αραίωση και όχι την ανάμειξη διαλυμάτων. Δεν μπορείτε να ξεκινήσετε την αραίωση,τοποθετώντας στο ποτήρι πρώτα το πυκνό διάλυμα και στη συνέχεια το νερό. Κάτι τέτοιο θα ήταν επικίνδυνο. Ξεκινήστε τοποθετώντας πρώτα το νερό. Για να εκτελέσετε ένα νέο πείραμα πατήστε «Ακύρωση πειράματος» και «Ανανέωση». 33
Γ. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Για τους παρακάτω υπολογισμούς δίνονται: Οι σχετικές μοριακές μάζες (M r ):M r (H 2 SO 4 )=98, M r (ΗΝΟ 3 )=63, M r (ΝaΟΗ)=40. ΕΡΓΑΣΙΑ 1 α) Υπολογίστε την % w/v και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από την αραίωση 70 ml διαλύματος H 2 SO 4 98% w/v με 150 ml νερού. β) Επαναλάβετε την αραίωση και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: μάζα H 2 SO 4 =98*70/100=68,6 gr mol H 2 SO 4 =68,6/98=0,7 ΕΡΓΑΣΙΑ 2 όγκος νέου διαλύματος=70+150=220 ml w/v=68,6*100/220=31% molarity=0,7*1.000/220=3,18 M α) Υπολογίστε πόσα ml νερού πρέπει να προσθέσουμε σε 250 ml διαλύματος ΗΝΟ 3 63% w/v, για να προκύψει διάλυμα 5 Μ. β) Επαναλάβετε την αραίωση και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: Μάζα HNO 3 =63*250/100=157,5 gr mol HNO 3 =157,5/63=2,5 ΕΡΓΑΣΙΑ 3 Έστω χ ml ο όγκος του νερού. Τότε όγκος νέου διαλύματος=χ+250 και 5(χ+250)=1.000*2,5 ή χ=250 ml. α) Υπολογίστε πόσα ml διαλύματος ΝaΟΗ 80% w/v πρέπει να χρησιμοποιηθούν, ώστε, αφού αναμειχθούν με 300 ml νερού, να προκύψει διάλυμα 8 Μ. β) Επαναλάβετε την αραίωση και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: Έστω χ ml ο όγκος του διαλύματος του NaOH. μάζα NaOH=80*χ/100=0,8χ gr mol NaOH=0,8χ/40=0,02χ όγκος νέου διαλύματος=χ+300 και 8(χ+300)=1.000*0,02χ ή χ=200 ml 34
Ανάμειξη διαλυμάτων Kεφάλαιο: Διαλύματα Στοιχειομετρία Ενότητα: Ανάμειξη διαλυμάτων Διδακτικοί στόχοι: Ανάπτυξη της ικανότητας του μαθητή ώστε: Να κατανοήσει τις έννοιες: διάλυμα, διαλύτης, διαλυμένη ουσία. Να διαπιστώσει τη διαδικασία ανάμειξης διαλυμάτων και να υπολογίσει την περιεκτικότητα (ποσότητα) αρχικού και τελικού διαλύματος και διαλύτη. Διδακτικές ώρες: 1 ώρα ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να αναμείξετε διαλύματα διαφορετικής περιεκτικότητας και να υπολογίσετε την περιεκτικότητα του τελικού διαλύματος πρόκειται για προσομοίωση εργαστηρίου (εργαστηριακός πάγκος, φιάλες, σκεύη κ.λπ.). ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Α. ΔΙΑΘΕΣΙΜΑ ΣΚΕΥΗ - ΟΥΣΙΕΣ Σιφώνια: α. των 10 ml, β. των 50 ml, γ. των 100 ml Ελαστικό αναρρόφησης Ποτήρι 500 ml Φιάλες: α. νερού, β. διαλύματος HCl 6 M, γ. διαλύματος HCl 14 M Β. ΟΔΗΓΙΕΣ Οι μετακινήσεις όλων των αντικειμένων γίνονται με το ποντίκι. Όλες οι εργασίες γίνονται υποχρεωτικά πάνω στον πάγκο. Για να κάνετε λήψη από κάποια φιάλη θα πρέπει: 1. Να μετακινήσετε τη φιάλη στον πάγκο. Θα ενεργοποιηθεί το αντίστοιχο κουμπί (πάνω δεξιά) «Άνοιγμα φιάλης». Πατήστε το για να ανοίξει η φιάλη. 2. Να μετακινήσετε το κατάλληλο σιφώνιο μέσα στην ανοικτή φιάλη και στη συνέχεια να μετακινήσετε προσεκτικά το ελαστικό αναρρόφησης στο πάνω μέρος του σιφωνίου. Γίνεται η λήψη. 3. Να αδειάσετε το γεμάτο σιφώνιο, μετακινώντας το πάνω από το ποτήρι. Αν για οποιοδήποτε λόγο (λάθος κ.λπ.) δεν θέλετε να χρησιμοποιήσετε την ποσότητα που έχει το σιφώνιο ή το ποτήρι, μπορείτε να το αδειάσετε στο νεροχύτη, χωρίς όμως να χρειαστεί να ακυρώσετε το πείραμα και να αρχίσετε από την αρχή. Για να αδειάσετε το σιφώνιο ή το ποτήρι θα πρέπει να το σύρετε με το ποντίκι στο νεροχύτη. Δεν μπορείτε να μετακινείτε τις φιάλες όταν είναι ανοικτές. Αν θέλετε οπωσδήποτε να τη μετακινήσετε, θα πρέπει πρώτα να τοποθετήσετε το πώμα της. Δεν μπορείτε να τοποθετήσετε στα ντουλάπια σκεύη που δεν έχουν πλυθεί. Για να πλύνετε κάποιο σκεύος θα πρέπει να το σύρετε με το ποντίκι στο νεροχύτη. Για να εκτελέσετε ένα νέο πείραμα πατήστε «Ακύρωση πειράματος» και «Ανανέωση». Γ. ΕΚΤΥΠΩΣΗ Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 35
ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Για τους παρακάτω υπολογισμούς δίνονται: Σχετική μοριακή μάζα M r (HCl)=36,5 Πυκνότητα διαλύματος HCl 6 Μ ρ 1 =1,1 gr/ml Πυκνότητα διαλύματος HCl 14 Μ ρ 2= 1,2 gr/ml ΕΡΓΑΣΙΑ 1 α) Υπολογίστε την % w/v, την % w/w και τη molarity ενός διαλύματος που προκύπτει από την ανάμειξη 100 ml διαλύματος HCl 6 Μ με 200 ml διαλύματος HCl 14 Μ και από την αραίωση του διαλύματος που προκύπτει με 100 ml νερού. β) Επαναλάβετε την ανάμειξη και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: Διάλυμα1: mol HCl=6*100/1.000=0,6 μάζα HCl=0,6*36,5=21,9 gr ΕΡΓΑΣΙΑ 2 μάζα διαλύματος1=100*1,1=110 gr Διάλυμα2: mol HCl=14*200/1000=2,8 μάζα HCl=2,8*36,5=102,2 gr μάζα διαλύματος2=200*1,2=240 gr Τελικό διάλυμα: Μάζα τελικού διαλύματος=110+240+100=450 gr w/v=(21,9+102,2)*100/(100+200+100)=31% w/w=(21,9+102,2)*100/450=27% molarity=(0,6+2,8)*1.000/(100+200+100)=8,5 Μ α) Υπολογίστε πόσα ml διαλύματος HCl 6 Μ πρέπει να αναμειχθούν με 200 ml διαλύματος HCl 14 Μ, για να προκύψει διάλυμα 10 Μ. Πόση θα είναι η % w/v και η % w/w περιεκτικότητα του τελικού διαλύματος; β) Επαναλάβετε την ανάμειξη και στο «εργαστήριο», προκειμένου να επιβεβαιώσετε τα αποτελέσματά σας. Ακολουθήστε τις οδηγίες που αναφέρονται στην αρχή. Απάντηση: Διάλυμα1: Έστω χ ml διαλύματος, τότε mol HCl=0,006*χ. μάζα HCl=0,006*χ*36,5=0,219*χ gr μάζα διαλύματος1=1,1*χ gr Διάλυμα2: mol HCl=14*200/1000=2,8 μάζα HCl=2,8*36,5=102,2 gr μάζα διαλύματος2=200*1,2=240 gr Τελικό διάλυμα: Μάζα τελικού διαλύματος=(1,1*χ+240) gr (0,006*χ+2,8)*1.000=(χ+200)*10 ή χ=200 ml w/v=(0,219*χ+102,2)*100/(χ+200)=36,5% w/w=(0,219*χ+102,2)*100/(1,1χ+240)=31% 36