Chem-PA 2006 Χημεία Γυμνασίου Βιβλίο μαθητή Εγχειρίδιο χρήσης & φύλλα εργασίας
Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α Πρόλογος................................................ 5 ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΤΑΞΗ Β Στοιχεία Χημικές ενώσεις Μίγματα (Ι)...................... 7 Στοιχεία Χημικές ενώσεις Μίγματα (ΙΙ)...................... 8 Χημικές αντιδράσεις.................................... 9 Χημικό... σταυρόλεξο (Ι)................................ 10 Χημικό... σταυρόλεξο (ΙΙ)................................ 11 Χημικοί τύποι Προσομοιώματα ατόμων και μορίων...............12 Ηλεκτρόλυση νερού....................................16 ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΤΑΞΗ Γ Περιοδικός Πίνακας.................................... 19 Χημικές αντιδράσεις (οξέα βάσεις άλατα)................... 23 Χημικό... σταυρόλεξο (ΙΙΙ)............................... 24 Οξέα Βάσεις και Δείκτες................................ 25 Οξέα Βάσεις Άλατα και Ηλεκτρική αγωγιμότητα............... 26 Επίδραση οξέων σε μέταλλα και ανθρακικά άλατα................ 27 Εξουδετέρωση ph.................................... 29 Αραίωση διαλύματος οξέος - βάσης ph...................... 32 Το εργαστήριο του σπιτιού μας............................ 34 Όξινη βροχή........................................ 35 ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ Επιστημονικό χρονολόγιο................................ 37 3
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Αγαπητέ μαθητή, Το βιβλίο που κρατάς στα χέρια σου αποτελεί ένα χρήσιμο εργαλείο, καθώς περιέχονται στην ύλη του δεκαοκτώ ομάδες δραστηριοτήτων για τη διδασκαλία της χημείας στη Β και Γ Γυμνασίου, με τη βοήθεια του λογισμικού Chem-PA 2006. Πιστεύουμε ότι ο ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι ένα μέσο που μπορεί να βοηθήσει στην πρακτικότερη και βαθύτερη κατανόηση των νόμων και των αρχών που διέπουν τα χημικά και φυσικά φαινόμενα. Εκτός αυτού, τόσο η προσομοίωση πραγματικών καταστάσεων όσο και η μοντελοποίηση των φαινομένων αποτελούν δραστηριότητες χρήσιμες και ευχάριστες στη διδασκαλία. 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 για 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, χρησιμοποιεί quiz πολλαπλής επιλογής, σταυρόλεξα κ.λπ. Ακόμη, περιέχει ένα αρκετά ενδιαφέρον «επιστημονικό» χρονολόγιο/almanac, κατάλληλο για τους μαθητές όλων των βαθμίδων, αλλά και για τους διδάσκοντες. Σε αυτό το περιβάλλον, και με τις προτεινόμενες δραστηριότητες, η γνώση που θα αποκτήσεις θα είναι στέρεη, αφού δεν σου παρέχεται έτοιμη ούτε καλείσαι να την αποστηθίσεις. Επιπλέον, τις δραστηριότητες αυτές θα τις εκτελέσεις, δουλεύοντας ομαδικά με τους συμμαθητές σου στο εργαστήριο υπολογιστών του σχολείου σου. Ενδεχομένως η χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών να μην είναι κάτι ξένο για σένα και το πιο πιθανό είναι ότι έχεις προηγούμενη εμπειρία, η οποία και σε ευχαριστεί πολύ. Για το λόγο αυτό, η αντίληψη του μαθησιακού αυτού περιβάλλοντος αναμένεται να αποδειχθεί εύκολη και γρήγορη για σένα. Η πραγματοποίηση των δραστηριοτήτων που περιλαμβάνονται σε αυτό το βιβλίο, μέσα στο περιβάλλον του εκπαιδευτικού λογισμικού Chem-PA 2006, θα σε ενθουσιάσει, ώστε δυναμικά και δημιουργικά να προχωρήσεις, σε συνεργασία με τους συμμαθητές σου και με τη βοήθεια του καθηγητή σου, στην οικοδόμηση βασικών χημικών εννοιών. Ελπίζουμε ότι θα μπορέσεις να εκμεταλλευτείς τις ευκαιρίες που σου παρέχει η ολοκλήρωση των δραστηριοτήτων που ακολουθούν, ώστε να δημιουργήσεις τις δικές σου δραστηριότητες και να ανοίξεις νέους δρόμους στη μάθησή σου. Ας μας επιτρέψεις να έχουμε την κρυφή ελπίδα ότι μπορεί να είσαι εσύ εκείνος που θα γοητευθεί από τη χημεία, ότι θα τη σπουδάσεις και ότι αργότερα θα συμβάλεις στην ανάπτυξή της. Φιλικά Αναγνωστόπουλος Παναγιώτης Λιδώρης Λουκάς 5
ΓΥΜΝΑΣΙΟ: ΤΑΞΗ Β ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στοιχεία Χημικές ενώσεις Μίγματα (Ι) Quiz πολλαπλής επιλογής. Πρόκειται για ένα πραγματικό φύλλο εργασίας, όπου ο μαθητής ελέγχεται από τον υπολογιστή κατά τη διάρκεια της εργασίας του και προτρέπεται σε διορθώσεις. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 7
Στοιχεία Χημικές ενώσεις Μίγματα (ΙΙ) ΠΕΡΙΛΗΨΗ Quiz πολλαπλής επιλογής. Πρόκειται για ένα πραγματικό φύλλο εργασίας, όπου ο μαθητής ελέγχεται από τον υπολογιστή κατά τη διάρκεια της εργασίας του και προτρέπεται σε διορθώσεις. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 8
Χημικές αντιδράσεις ΠΕΡΙΛΗΨΗ Quiz συμπλήρωσης χημικών αντιδράσεων με οξέα βάσεις άλατα. Πρόκειται για ένα πραγματικό φύλλο εργασίας, όπου ο μαθητής ελέγχεται από τον υπολογιστή κατά τη διάρκεια της εργασίας του και προτρέπεται σε διορθώσεις. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 9
Χημικό... σταυρόλεξο (Ι) ΠΕΡΙΛΗΨΗ Quiz συμπλήρωσης σταυρόλεξου με γνώσεις από τις εξής διδακτικές ενότητες: ύλη καταστάσεις ιδιότητες στοιχεία μέταλλα αμέταλλα άτομα μόρια ιόντα. Πρόκειται για ένα πραγματικό φύλλο εργασίας, όπου ο μαθητής ελέγχεται από τον υπολογιστή κατά τη διάρκεια της εργασίας του και προτρέπεται σε διορθώσεις. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 10
Χημικό... σταυρόλεξο (ΙΙ) ΠΕΡΙΛΗΨΗ Quiz συμπλήρωσης σταυρόλεξου με γνώσεις από τις εξής διδακτικές ενότητες: χημικές ενώσεις μόρια μίγματα διαλύματα διαχωρισμός μιγμάτων χημικές αντιδράσεις. Πρόκειται για ένα πραγματικό φύλλο εργασίας, όπου ο μαθητής ελέγχεται από τον υπολογιστή κατά τη διάρκεια της εργασίας του και προτρέπεται σε διορθώσεις. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 11
Χημικοί τύποι Προσομοιώματα ατόμων και μορίων ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να εξασκηθείτε στη σωστή γραφή χημικών τύπων, αφού σας υποχρεώνει να ακολουθήσετε με τη σειρά συγκεκριμένα βήματα. Σε πρώτη φάση υπάρχουν δύο παραδείγματα που παρουσιάζουν τη σειρά αυτή των υποχρεωτικών βημάτων. Βήμα 1 Ποια είναι τα χημικά στοιχεία που αποτελούν την ένωση; Αν ο μαθητής δεν τα γνωρίζει, κάνει κλικ στην αντίστοιχη ερώτηση. Βήμα 2 Ποιος είναι ο αριθμός των δεσμών (σθένος) των στοιχείων που αποτελούν την ένωση; Στον παρακάτω πίνακα εμφανίζεται το σθένος μερικών στοιχείων: Στοιχείο H Cl O C S (θείο) N (άζωτο) (υδρογόνο) (χλώριο) (οξυγόνο) (άνθρακας) 1 1 2 2 3 4 Σθένος Αν ο μαθητής δεν το γνωρίζει, κάνει κλικ στην αντίστοιχη ερώτηση. Βήμα 3 Με βάση τα παραπάνω (συνδυάζοντας το σθένος των στοιχείων που αποτελούν την ένωση με τον αριθμό των ατόμων των στοιχείων αυτών) ο μαθητής θα πρέπει να απαντήσει στην ερώτηση: Από πόσα άτομα του κάθε στοιχείου αποτελείται το μόριο της ένωσης; Αν δεν το γνωρίζει, τότε κάνει κλικ στην αντίστοιχη ερώτηση. Στη συνέχεια, κάνοντας κλικ στο κουμπί, ο μαθητής μεταφέρεται στη δεύτερη φάση, όπου, αφού εφαρμόσει τα παραπάνω, βρίσκει, επιλέγοντας από μια λίστα με δυνατότητα ελέγχου και επιβράβευσης της προσπάθειάς του ή αντίστοιχες προτροπές σε περίπτωση λάθους τους μοριακούς τύπους χημικών ενώσεων. Ξεκινά, λοιπόν, την προσπάθειά του από την αρχή με κλικ στο πρώτη φάση με κλικ στο. ή μεταφέρεται στην Εκτύπωση Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 12
ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Α. Ποιος είναι ο χημικός τύπος του νερού; Βήμα 1 Σημειώστε εδώ το όνομα και το σύμβολο των στοιχείων που αποτελούν το νερό: όνομα:... σύμβολο:... όνομα:... σύμβολο:... Βήμα 2 Σημειώστε εδώ το σθένος των στοιχείων που αποτελούν το νερό: στοιχείο:... σθένος:... στοιχείο:... σθένος:... Βήμα 3 Σημειώστε εδώ τον αριθμό των ατόμων των παραπάνω στοιχείων που περιέχονται στο μόριο του νερού: στοιχείο:... αρ. ατόμων:... στοιχείο:... αρ. ατόμων:... Βήμα 4 Σημειώστε εδώ το χημικό τύπο του νερού:... Β. Ποιος είναι ο χημικός τύπος του διοξειδίου του άνθρακα; Βήμα 1 Σημειώστε εδώ το όνομα και το σύμβολο των στοιχείων που αποτελούν το διοξείδιο του άνθρακα: όνομα:... σύμβολο:... όνομα:... σύμβολο:... Βήμα 2 Σημειώστε εδώ το σθένος των στοιχείων που αποτελούν το διοξείδιο του άνθρακα: στοιχείο:... σθένος:... στοιχείο:... σθένος:... Βήμα 3 Σημειώστε εδώ τον αριθμό των ατόμων των παραπάνω στοιχείων που περιέχονται στο μόριο του διοξειδίου του άνθρακα: στοιχείο:... αρ. ατόμων:... στοιχείο:... αρ. ατόμων:... Βήμα 4 Σημειώστε εδώ το χημικό τύπο του διοξειδίου του άνθρακα:... Γ. Ποιος είναι ο χημικός τύπος της αμμωνίας; Βήμα 1 Σημειώστε εδώ το όνομα και το σύμβολο των στοιχείων που αποτελούν την αμμωνία: όνομα:... σύμβολο:... όνομα:... σύμβολο:... 13
Βήμα 2 Σημειώστε εδώ το σθένος των στοιχείων που αποτελούν την αμμωνία: στοιχείο:... σθένος:... στοιχείο:... σθένος:... Βήμα 3 Σημειώστε εδώ τον αριθμό των ατόμων των παραπάνω στοιχείων που περιέχονται στο μόριο της αμμωνίας: στοιχείο:... αρ. ατόμων:... στοιχείο:... αρ. ατόμων:... Βήμα 4 Σημειώστε εδώ το χημικό τύπο της αμμωνίας:... Δ. Ποιος είναι ο χημικός τύπος του υδροθείου; Βήμα 1 Σημειώστε εδώ το όνομα και το σύμβολο των στοιχείων που αποτελούν το υδρόθειο: όνομα:... σύμβολο:... όνομα:... σύμβολο:... Βήμα 2 Σημειώστε εδώ το σθένος των στοιχείων που αποτελούν το υδρόθειο: στοιχείο:... σθένος:... στοιχείο:... σθένος:... Βήμα 3 Σημειώστε εδώ τον αριθμό των ατόμων των παραπάνω στοιχείων που περιέχονται στο μόριο του υδροθείου: στοιχείο:... αρ. ατόμων:... στοιχείο:... αρ. ατόμων:... Βήμα 4 Σημειώστε εδώ το χημικό τύπο του υδροθείου:... Ε. Ποιος είναι ο χημικός τύπος του μεθανίου; Βήμα 1 Σημειώστε εδώ το όνομα και το σύμβολο των στοιχείων που αποτελούν το μεθάνιο: όνομα:... σύμβολο:... όνομα:... σύμβολο:... Βήμα 2 Σημειώστε εδώ το σθένος των στοιχείων που αποτελούν το μεθάνιο: στοιχείο:... σθένος:... στοιχείο:... σθένος:... Βήμα 3 Σημειώστε εδώ τον αριθμό των ατόμων των παραπάνω στοιχείων που περιέχονται στο μόριο του μεθανίου: στοιχείο:... αρ. ατόμων:... στοιχείο:... αρ. ατόμων:... 14
Βήμα 4 Σημειώστε εδώ το χημικό τύπο του μεθανίου:... ΣΤ. Ποιος είναι ο χημικός τύπος του υδροχλωρίου; Βήμα 1 Σημειώστε εδώ το όνομα και το σύμβολο των στοιχείων που αποτελούν το υδροχλώριο: όνομα:... σύμβολο:... όνομα:... σύμβολο:... Βήμα 2 Σημειώστε εδώ το σθένος των στοιχείων που αποτελούν το υδροχλώριο: στοιχείο:... σθένος:... στοιχείο:... σθένος:... Βήμα 3 Σημειώστε εδώ τον αριθμό των ατόμων των παραπάνω στοιχείων που περιέχονται στο μόριο του υδροχλωρίου: στοιχείο:... αρ. ατόμων:... στοιχείο:... αρ. ατόμων:... Βήμα 4 Σημειώστε εδώ το χημικό τύπο του υδροχλωρίου:... 15
Ηλεκτρόλυση νερού ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην προσομοίωση αυτή μπορείτε να παρακολουθήσετε την εξέλιξη των φαινομένων κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης του νερού μέσα σε ειδική συσκευή. Βλέπετε, λοιπόν, την παραγωγή αερίων, τη σχέση των όγκων τους και την ηλεκτρική αγωγιμότητα, και μπορείτε να υπολογίσετε το βάρος και τη σχέση των παραγόμενων αερίων. ΧΕΙΡΙΣΜΟΙ Πατήστε το κουμπί «Γέμισμα συσκευής» και γεμίστε τη συσκευή με νερό. Πατήστε «Σύνδεση καλωδίων» και μετά το κουμπί «ΟΝ» της μπαταρίας. Η ηλεκτρόλυση θα ξεκινήσει. Μπορείτε να συνεχίσετε το πάτημα του κουμπιού «ΟΝ», έως ότου εξαντληθεί η ποσότητα του νερού. Κατόπιν πατήστε το κουμπί, οπότε μπορείτε να ελευθερώσετε τα αέρια από το δεξιό ή αριστερό σωλήνα και να υπολογίσετε το βάρος του αερίου που ελευθερώθηκε. Αυτό θα το πετύχετε κάνοντας κλικ στην αντίστοιχη στρόφιγγα. Για να ξεκινήσετε το πείραμα από την αρχή πατήστε το κουμπί. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ στο μαύρο πλαίσιο του παραθύρου και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΡΓΑΣΙΑ 1 Κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης η στάθμη του νερού στη συσκευή κατεβαίνει. Αυτό συμβαίνει, διότι το νερό μετατρέπεται σε άλλα σώματα. Η ένδειξη του βάρους στη ζυγαριά: 1. Θα μειωθεί. 2. Θα μείνει σταθερή. (Βάλτε σε κύκλο το σωστό.) Επιβεβαίωση της απάντησης Πατήστε «Γέμισμα συσκευής» και περιμένετε έως ότου γεμίσει η συσκευή. Πατήστε «Σύνδεση καλωδίων» και στη συνέχεια το κουμπί «ΟΝ» της μπαταρίας. Τι παρατηρείτε; Δώστε μια εξήγηση. ΕΡΓΑΣΙΑ 2 Γνωρίζοντας ήδη ότι κατά την ηλεκτρόλυση το νερό μετατρέπεται σε οξυγόνο και υδρογόνο, εντοπίστε σε ποιον από τους δύο σωλήνες της συσκευής (αριστερό - δεξιό) βρίσκεται το κάθε αέριο. Δίνεται η χημική εξίσωση της μετατροπής: Η 2 Ο Η 2 + ½ Ο 2. Πραγματοποιήστε τις ενέργειες που περιγράφηκαν στην Εργασία 1 και απαντήστε. ΕΡΓΑΣΙΑ 3 Με την πραγματοποίηση των Εργασιών 1 και 2 θα κατανοήσατε ότι η σχέση των όγκων υδρογόνου και οξυγόνου που παράγονται από την ηλεκτρόλυση είναι 2 : 1. Ισχύει το ίδιο και για τη σχέση των βαρών τους; (Απαντήστε με ένα Ναι ή ένα Όχι.) Επιβεβαίωση της απάντησης Αν βρίσκεστε στη φάση του πειράματος που περιγράφεται από τις Εργασίες 1 ή 2, πατήστε το κουμπί για να συνεχίσετε. Διαφορετικά, ξεκινήστε από την αρχή (κουμπί ), 16
πατήστε «Γέμισμα συσκευής» και περιμένετε έως ότου γεμίσει η συσκευή. Πατήστε «Σύνδεση καλωδίων» και κατόπιν το κουμπί «ΟΝ» της μπαταρίας. Περιμένετε μέχρι να ολοκληρωθεί η ηλεκτρόλυση και πατήστε το κουμπί για να συνεχίσετε. Σημειώστε την ένδειξη της ζυγαριάς. Κάντε κλικ στη στρόφιγγα του αριστερού σωλήνα της συσκευής, περιμένετε έως ότου φύγει το αέριο του σωλήνα αυτού και σημειώστε τη νέα ένδειξη της ζυγαριάς. Είναι προφανές ότι η διαφορά των ενδείξεων εκφράζει το βάρος του οξυγόνου. Κάντε τώρα κλικ στη στρόφιγγα του δεξιού σωλήνα της συσκευής, περιμένετε έως ότου φύγει το αέριο του σωλήνα αυτού και σημειώστε τη νέα ένδειξη της ζυγαριάς. Η νέα διαφορά από την προηγούμενη ένδειξη εκφράζει το βάρος του υδρογόνου. 17
18
ΓΥΜΝΑΣΙΟ: ΤΑΞΗ Γ Περιοδικός Πίνακας ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην ενότητα αυτή περιλαμβάνονται: 1. Ο Περιοδικός Πίνακας των στοιχείων σε δύο μορφές. 2. Σημαντικές πληροφορίες για τις ιδιότητες των στοιχείων. 3. Πλούσιο μενού με πληροφορίες για 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. 19
20
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. 5. Γραφήματα των μεταβολών των ιδιοτήτων σε κάθε ομάδα ή περίοδο. 21
6. Στατιστικά δεδομένα 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. 22
Χημικές αντιδράσεις (οξέα βάσεις άλατα) ΠΕΡΙΛΗΨΗ Quiz συμπλήρωσης χημικών αντιδράσεων με: οξέα βάσεις άλατα. Πρόκειται για ένα πραγματικό φύλλο εργασίας, όπου ο μαθητής ελέγχεται από τον υπολογιστή κατά τη διάρκεια της εργασίας του και προτρέπεται σε διορθώσεις. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 23
Χημικό... σταυρόλεξο (ΙΙΙ) ΠΕΡΙΛΗΨΗ Quiz συμπλήρωσης σταυρόλεξου με γνώσεις από τις διδακτικές ενότητες: οξέα βάσεις άλατα. Πρόκειται για ένα πραγματικό φύλλο εργασίας, όπου ο μαθητής ελέγχεται από τον υπολογιστή κατά τη διάρκεια της εργασίας του και προτρέπεται σε διορθώσεις. Για να εκτυπώσετε «πλάνα» από την προσομοίωση κάντε δεξί κλικ και επιλέξτε «Εκτύπωση» (Print). 24
Οξέα Βάσεις και Δείκτες 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 κουμπί της επανεκκίνησης.) Αφού συμπληρώσετε τον πίνακα με τις διάφορες αποχρώσεις των δεικτών, πατήστε το κουμπί. Συμπληρώστε σύμφωνα με τις οδηγίες τον πίνακα που θα εμφανιστεί. 25
Οξέα Βάσεις Άλατα και Ηλεκτρική αγωγιμότητα 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). ΦΥΛΛΑ 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 «Ανανέωση» και κατόπιν «Επιλογές». Στη συνέχεια ακολουθήστε την προηγούμενη διαδικασία. Εργασία 2 Ερώτηση Πού οφείλεται κατά τη γνώμη σας η δυνατότητα διέλευσης ηλεκτρικού ρεύματος από ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη και συγκεκριμένα από διάλυμα υδροχλωρίου; 26
Επίδραση οξέων σε μέταλλα και ανθρακικά άλατα 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). 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. Εργασία 2 Ερώτηση 1 Ποιο μέταλλο από τα παρακάτω ζευγάρια είναι δραστικότερο: Fe - Cu... Cu - Al... Al - Ag... Fe - Ag... Με ποιο κριτήριο απαντήσατε στην ερώτηση; Ερώτηση 2 Ποιες από τις παρακάτω αντιδράσεις πραγματοποιούνται; 1. Χαλκός και υδροχλώριο 2. Σίδηρος και υδροχλώριο 3. Ανθρακικό ασβέστιο και υδροχλώριο 27
... 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.... 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 χρησιμοποιώντας τη φιάλη του υδροχλωρίου και το δοχείο που περιέχει κιμωλία (ανθρακικό ασβέστιο). 28
Εξουδετέρωση ph 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 όλη τη διαδικασία 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 συγκεκριμένη χρονική 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). 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.) 29
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. 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 «Περιεχόμενο κωνικής φιάλης NaOH» και πατήστε «ΟΚ». Δείτε τη νέα τιμή ph που δείχνει το πεχάμετρο. 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 με την ποσότητα 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;... 30
Επιβεβαίωση της απάντησης Πατήστε «Επιλογές». Επιλέξτε «Περιεχόμενο προχοΐδας NaOH», «Περιεχόμενο κωνικής φιάλης HCl» και πατήστε «ΟΚ». Πατήστε «Έναρξη». Παρακολουθήστε την εξέλιξη. 31
Αραίωση διαλύματος οξέος βάσης ph 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; 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. 32
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 προκύπτουν από τις αραιώσεις. 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 προκύπτουν από τις αραιώσεις. 33
Το εργαστήριο του σπιτιού μας 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). ΦΥΛΛΟ 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; 34