Kaj je v gasilniku, da je gašenje učinkovito? · Navodila za učence Podroben opis scenarija ter učne vsebine in nalog, ki jih morajo učenci rešiti. 2. Navodila za učitelja

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravila: Jerneja Vraber Jagodic, 2016; konzulent: dr. Iztok Devetak, asist. Miha Slapničar

Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: [email protected]

1

Kaj je v gasilniku, da je gašenje učinkovito?

Slika 1: Gasilnik Slika 2: CO2

Pridobljeno s Pridobljeno s http://www.gasilni.com/gasilnik-na-co2.html http://www.lightbulbbooks.com/blog/2013/07/how-do-plants-make-food/

Modul za poučevanje kemije v osmem razredu osnovne šole, vsebinski

sklop Kemijske reakcije.

Povzetek V učnem modulu PROFILES »Kaj je v gasilniku, da je gašenje učinkovito« socio-naravoslovni kontekst učence napoti k raziskovanju in razmišljanju. Modul je osnovan na eksperimentalnem delu, pri katerem učenci spoznajo kemijske spremembe pri pridobivanju ogljikovega dioksida in njegove lastnosti, opredelijo reaktante in produkte, znajo zapisati besedno in kemijsko enačbo in jo znajo urediti s pomočjo risanja delcev. Znanje utrjujejo in na koncu rešijo problem, ki je bil zastavljen v naslovu. V modul so vključeni raziskovalno delo učencev, eksperimentalno delo, teoretične osnove in naloge za utrjevanje in preverjanje znanja.

Modul vključuje

1. Navodila za učence Podroben opis scenarija ter učne vsebine in nalog, ki jih morajo učenci rešiti.

2. Navodila za učitelja Predlogi, kako poučevati z učnim modulom.

3. Način preverjanja in ocenjevanja znanja

Predlogi strategij in kriterijev ocenjevanja.

4. Učiteljevi zapiski Podane dodatne informacije o učni vsebini in rešitve nalog v navodilih za učence.

Zahvala Modul je pripravila Jerneja Vraber Jagodic (konzulent: dr. Iztok Devetak in asist. Miha Slapničar) po priporočilih EC FP7 PROFILES projekta na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana. Spletna stran projekta je http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php; e-pošta: [email protected]; UL-PROFILES projektna skupina (2011) v okviru Konzorcijuma - www.profiles-projects.eu.

mailto:[email protected]

http://www.gasilni.com/gasilnik-na-co2.html

http://www.lightbulbbooks.com/blog/2013/07/how-do-plants-make-food/

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti


http://www.profiles-projects.eu/










2

Učni cilji/kompetence povezani z vsebino modula; Učenci: 1. Znajo prepoznavati kemijske spremembe. 2. Razumejo kemijske spremembe kot kemijske reakcije oziroma kot snovne in energijske spremembe. 3. Opredelijo reaktante in produkte kemijske reakcije. 4. Spoznajo kemijske enačbe kot zapise kemijskih reakcij in poznajo pravila za urejanje kemijskih enačb. Vsebina učnega načrta: 1. Kemijska sprememba kot kemijska reakcija 2. Kemijska reakcija kot snovna in energijska sprememba 3. Reaktanti in produkti 4. Kemijske enačbe in urejanje kemijskih enačb reakcij nastanka preprostih spojin Metode in oblike dela: metode:

besedne metode (ustna razlaga, pogovor, delo z besedilom, metoda pisanja),

eksperimentalne metode,

metode izkustvenega učenja (samorefleksija, reševanje problemov, poučevanje s primeri).

oblike:

frontalna,

indvidualna,

skupinsko delo. didaktični sistemi:

timski pouk. Predviden čas: 4 šolske ure (po 45 min)

Predznanje: Učenci naj bi že znali: - razumejo pojme snovi in agregatna stanja snovi z razporeditvijo in gibanjem

gradnikov (delcev), - poznajo nastanek ionov iz atomov, razlikujejo med anioni in kationi, - razumejo nastanek ionske in kovalentne vezi, - na preprostih primerih razlikujejo med polarno in nepolarno kovalentno vezjo, - razlikujejo med (ne)polarnostjo vezi in (ne)polarnostjo molekule, - znajo na podlagi kemijske zgradbe primerjati izbrane lastnosti ionskih snovi z

lastnostmi kovalentnih spojin, - razumejo, da za kemijske reakcije velja zakon o ohranitvi mase snovi .





3

Aktivnosti učencev

Kaj je v gasilniku, da je gašenje učinkovito?

Ime in priimek: __________________________ Skupina: ____ Razred: ___ Zakaj se to učim?

Slika 1: Gasilnik Slika 2: CO2

Pridobljeno s Pridobljeno s http://www.gasilni.com/gasilnik-na-co2.html http://www.lightbulbbooks.com/blog/2013/07/how-do-plants-make-food/

Maja si je zvečer zaželela palačinke. Odločila se je, da si jih speče. Naredila je testo in pristavila ponev z oljem na štedilnik. Medtem jo je poklicala prijateljica in Maja je pozabila na to, da je prižgala štedilnik. Pričelo se je močno kaditi in olje se je vnelo. Na srečo je bila v bližini mama, ki je pograbila največjo krpo in plamen prekrila, da je ugasnil. Maja je vedela, da je za gorenje potreben kisik in da je mama s krpo preprečila njegov dostop do plamena. Vendar pa, kaj bi bilo, če bi se plamen razširil in bi bila krpa premajhna? Majin odgovor na to je bil: seveda, gasilnik. Zanimalo jo je, kaj je v gasilnikih. Ugotovila je, da obstajajo gasilniki na vodno meglo, prah, ogljikov dioksid in še drugi. Odločila se je, da razišče, kako lahko sama pridobi ogljikov dioksid in ugotovi, kakšne so njegove lastnosti in zakaj je učinkovit pri gašenju požara. S pomočjo raziskav v modulu boste prišli do odgovorov na Majina vprašanja.


http://www.gasilni.com/gasilnik-na-co2.html

http://www.lightbulbbooks.com/blog/2013/07/how-do-plants-make-food/




4

(2) Učni cilji:

Znamo prepoznavati kemijske spremembe, razumemo kemijske spremembe kot kemijske reakcije oziroma kot snovne in energijske spremembe, opredelimo reaktante in produkte kemijske reakcije, spoznamo kemijske enačbe kot zapise kemijskih reakcij in poznamo pravila za urejanje kemijskih enačb. (3) Učni dosežki: Znamo upravljati s časom, komunicirati, se odločati in odločitve argumentirati, raziskovati, pri

eksperimentalnem delu smo spretni in se znamo primerno zaščititi, uporabljamo e –gradiva, znamo zapisati kemijsko enačbo in jo urediti. (4) Predznanje:

Razumemo pojme snovi in agregatna stanja snovi z razporeditvijo in gibanjem gradnikov (delcev), razumemo nastanek ionske in kovalentne vezi, na preprostih primerih razlikujemo med polarno in nepolarno kovalentno vezjo, razlikujemo med (ne)polarnostjo vezi in (ne)polarnostjo molekule, znamo na podlagi kemijske zgradbe primerjati izbrane lastnosti ionskih snovi z lastnostmi kovalentnih spojin, razumemo, da za kemijske reakcije velja zakon o ohranitvi mase snovi. (5) Viri: Učbeniki in splet, ki so vam na voljo. (6) Novi pojmi: Reaktanti, produkti, kemijska enačba, urejanje kemijskih enačb.

PODATKI V naravi lahko opazimo dve vrsti sprememb: kemijske in fizikalne. Fizikalne spremembe so spremembe v agregatnem stanju snovi, razredčevanje snovi in podobno. Snov se pri fizikalni spremembi ne spremeni v drugo snov. Kemijske spremembe so kemijske reakcije. Da je potekla kemijska reakcija, lahko prepoznamo po nastanku plina, spremembi barve, nastanku oborine in podobno. Poleg tega se lahko pri reakciji sprosti ali porablja toplota, zato se temperatura med reakcijo poviša ali pa zniža. Med kemijsko reakcijo se snovi spremenijo. Prekinejo se obstoječe vezi med atomi in molekulami in nastanejo nove vezi, s tem pa nove snovi, ki imajo drugačne lastnosti.

Snovi, ki vstopajo v reakcijo, imenujemo reaktanti, nove snovi, ki pri reakciji nastanejo, pa produkti. Kemijsko reakcijo lahko zapišemo z besedno enačbo ali z enačbo, v kateri uporabimo simbolni zapis za snovi. Na levo stran enačbe napišemo reaktante, na desno pa produkte. Enačbo kemijske reakcije nato uredimo. V urejeni enačbi kemijske reakcije je število atomov na levi strani enako številu atomov na desni strani enačbe. Po besedni enačbi zapišemo formule spojin, ki jih kasneje ne smemo spreminjat, ker bi s tem spremenili spojino. Ko urejamo kemijsko enačbo, si lahko pomagamo z modeli. Najprej narišemo po en model atoma ali molekule snovi, nato pa dodajamo toliko modelov, da je število atomov na levi in desni strani enačbe enako. Nato pripišemo v kemijsko enačbo koeficient pred formulo, ki je toliko, kolikor smo narisali delcev. Če je delec samo en, številke 1 ne pišemo.





5

Primer: Amoniak pridobivajo s sintezo iz elementov dušika in vodika. Poteka reakcija, ki je predstavljena z besedno enačbo, kemijsko enačbo in modeli:

Za pomoč pri delu so v tabeli navedene formule snovi in modeli.

Snov formula model

Rečni kamenčki Kalcijev karbonat

CaCO3

Pridobljeno s http://creationwiki.org/pool/File:Calcium-carbonate_dot_structure_diagram.png

Klorovodikova kislina HCl

Jedilni kis Etanojska kislina

CH3COOH

Žgano apno Kalcijev oksid

CaO

Pridobljeno s https://sl.wikipedia.org/wiki/Kalcijev_oksid

Ogljikov dioksid CO2

Apnica Kalcijev hidroksid

Ca(OH)2

Kalcijev diklorid CaCl2

Pridobljeno s https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CaCl2-bas.png

Voda H2O


http://creationwiki.org/pool/File:Calcium-carbonate_dot_structure_diagram.png


https://sl.wikipedia.org/wiki/Kalcijev_oksid




6

Zavedati se moramo, da snovi, ki so v vodi topne, kot npr. klorovodikova kislina, etanojska kislina, natrijev hidrogenkarbonat, kalcijev hidroksid in kalcijev klorid v vodnih raztopinah razpadejo na ione. Kalcijev karbonat je v vodi netopen. Pri ionskih spojinah imajo ioni drugačno velikost kot atomi. Anioni so večji zaradi sprejetih elektronov, kationi pa se zaradi oddaje elektronov zmanjšajo (CaCl2). V trdnem stanju so ionske spojine kristali, anioni so urejeno razporejeni okrog kationov in obratno, v raztopinah pa so raztopljeni ioni. Število atomov je pred in po reakciji enako. Vezi se pretrgajo, atomi se prerazporedijo in nastanejo nove vezi in s tem nove snovi z novimi lastnostmi. Pri eksperimentalnem delu upoštevaj pravila za varno delo z nevarnimi snovmi. Pri uporabi nevarnih snovi uporabljaj haljo, zaščitne rokavice in očala.

snov znak za nevarnost pomen znaka ravnanje s snovjo

Ca(OH)2

povzroča draženje kože

povzroča hude poškodbe oči

lahko povzroči draženje dihalnih poti

v primeru vdihavanja prenesti ponesrečeno osebo na svež zrak

roke operite z milom in obilo vode

oči spirajte z veliko vode

CH3COOH

vnetljiva tekočina in hlapi

povzroča hude opekline kože in poškodbe oči

obvezna uporaba osebne varovalne opreme

ob zaužitju spirati usta, ne izzivati bruhanja

če pride v oči spirati s tekočo vodo nekaj minut

HCl

je korozivna za kovine

draži kožo

povzroča resne poškodbe oči


uprabljati osebno varovalno opremo

kontaminirano kožo umiti z obilo vode in mila

oči takoj sprati z obilo vode

CaCl2


ob stiku z očmi previdno spirati z vodo nekaj minut





7

Naloge učencev

I. DEL Ali se vam je kdaj zgodilo kaj podobnega kot Maji? Kaj je bilo potrebno, da se je olje vnelo? Zakaj mama ni gasila ognja z vodo? Kakšne morajo biti lastnosti snovi, da zaustavijo in preprečijo gorenje? Kaj nastaja pri gorenju? Zakaj je pomemben ogljikov dioksid? Kako bi ga lahko pridobili? Kakšne so njegove lastnosti? Kako bi ga dokazali? Pri aktivnosti boš ugotovil, kako vemo, kdaj poteče kemijska reakcija, kakšni so znaki kemijske reakcije. Z eksperimentalnim delom boš ugotovil, kako lahko pridobimo ogljikov dioksid in kakšne so njegove lastnosti ter kako ga dokažemo. Naučil se boš zapisovati kemijske enačbe in jih znal urediti. II. DEL 1. Razišči, kakšni so znaki kemijske reakcije med sodo bikarbono in jedilnim kisom. 2. Razišči, kakšna je lastnost plina, ki nastaja pri reakciji med rečnimi kamenčki in klorovodikovo kislino. 3. Razišči, kaj se zgodi z apnico, ko vanjo uvajaš plin ogljikov dioksid. S kemijsko enačbo zapiši dogajanje. A. Kemijska sprememba Razišči, kaj se zgodi, ko v jedilni kis stresemo sodo bikarbono? Dopolni preglednico (vpiši laboratorijske pripomočke).

Kemikalije Laboratorijski pripomočki

Soda bikarbona

Jedilni kis

Zapiši opažanja.





8

Kaj lahko sklepaš iz opažanj?

Zapiši nekaj sprememb, kjer se snov ne spremeni.

Zapiši nekaj sprememb, ko nastane nova snov z novimi lastnostmi.

Če se snov spremeni, je potekla kemijska reakcija. Po katerih znakih veš, da je potekla?

B. Pridobivanje in lastnosti CO2 Razišči, kakšna je lastnost plina, ki nastaja pri reakciji med rečnimi kamenčki in klorovodikovo kislino. Preden sestaviš aparaturo in pričneš eksperimentirati, izpiši iz navodila za delo kemikalije in laboratorijski pribor. Nato nariši skico aparture, s katero boš ulovil nastajajoč plin.





9

Navodila za delo: V presesalno erlenmajerico daj nekaj rečnih kamenčkov. Na erlenmajerico pritrdi lij ločnik, vanj nalij 20 ml 18% klorovodikove kisline. Cevka iz presesalne erlenmajerice naj bo usmerjena v 50 ml čašo, kamor boš lovil nastajajoč plin. Postopoma na kamenčke prilivaj iz lija ločnika klorovodikovo kislino in opazuj dogajanje v erlenmajerici. V čašo s plinom potopi gorečo trsko. Nastali plin iz čaše prelij v posodo z različno visokimi tremi svečami. Izpišite kemikalije (poimenujte piktograme) in laboratorijski pribor, ki jih potrebujete.


Skica aparature:

Sestavite aparaturo. Pri delu so obvezna zaščitna očala in zaščitne rokavice. Eksperiment izvedite po zgornjih navodilih. Po končanem delu odlijte odpadke v za to pripravljene posode. Pazite, da reagenti ne pridejo v stik s kožo. Zapiši opažanja.






10

S pomočjo spleta razišči, kaj se zgodi s plinom CO2, ko odpremo ventil pri gasiniku.

Kaj se zgodi z ogljikovim dioksidom pri prehodu iz jeklenke? Kakšna sprememba je to?

Katere snovi smo uporabili pri poskusu? Kako jih imenujemo s skupno besedo?

Katere snovi so pri poskusu nastale? Kako jih imenujemo s skupno besedo?

C. Dokaz CO2 Razišči, kaj se zgodi z apnico, ko vanjo uvajaš plin ogljikov dioksid. S kemijsko enačbo zapiši dogajanje. V presesalno erlenmajerico natresi rečne kamenčke in prilij toliko 18% klorovodikove kisline, da bodo kamenčki pokriti. Nastajajoč plin CO2 uvajaj v čašo z apnico. Zapiši opažanja in ugotovitve.

S pomočjo besednih enačb zapiši kemijske enačbe in jih uredi. Reakcijo prikaži tudi z modeli.





11

Pridobivanje ogljikovega dioksida:

kalcijev karbonat (s)

+ klorovodikova kislina (aq)

→ ogljikov dioksid (g)

+ kalcijev diklorid (aq)

+

voda (l)

Dokaz ogljikovega dioksida z apnico:

kalcijev hidroksid (aq)

+ ogljikov dioksid (g)

→ kalcijev karbonat (s)

+

voda (l)

Ko apnenec segrevajo, nastane žgano apno in ogljikov dioksid:


segrevanje →

kalcijev oksid (s)

+

ogljikov dioksid (g)

Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja

- Kako vemo, da je potekla kemijska reakcija?

- Kako veš, da je CO2 težji od zraka?

- Kako dokažeš, da CO2 preprečuje gorenje?

- Kako bi zapisal besedno enačbo pridobivanja CO2 in kako kemijsko enačbo?





12

Naloge za vajo

1. Med spremembami izberi tiste, ki so kemijske. Svojo odločitev utemelji. - gorenje lesa - rast rastlin - raztapljanje sladkorja - sprememba barve listov rastlin v jeseni - nastajanje kapnikov - strjevanje barve - kroglico plastelina preoblikujemo v kocko

2. Sheme prikazujejo kemijske ali fizikalne spremembe.

Zapiši številke shem, ki prikazujejo kemijsko spremembo: _____________________ 3. Iz spodnjih podatkov razberi, kateri plini se lahko pretakajo: ___________________

Plin Gostota plina pri standardnih pogojih (0C, 1 atm)

(kg/m3)

zrak 1,2930

kisik 1,4290

vodik 0,0899

helij 0,1785

dušik 1,2506

ogljikov dioksid 1,9770

ogljikov monoksid 1,250

argon 1,7837

amoniak 0.769

S katerimi plini bi lahko napolnil balon, da le-ta ne bi padel na tla?





13

4. Zapiši kemijske enačbe s formulami in jih uredi. vodik (g) + kisik (g) → voda (l) magnezij (s) + klorovodikova kislina (aq) → magnezijev diklorid (aq) + vodik (g) vodikov peroksid (aq) → kisik (g) + voda (l)

Ali razumem

1. Zakaj je CO2 učinkovit pri gašenju požara? 2. Ogljikovega dioksida je v zraku 0,03 do 0,04%. Nastaja tudi pri alkoholnem vrenju. Če ga je v zraku več kot 10%, lahko ob zadrževanju v takih prostorih pride pri človeku do nezavesti, krčev in celo zadušitve. Kako bi preverili, če je še varno vstopiti v kletne prostore, kjer poteka alkoholno vrenje? 3. Pri gorenju fosilnih goriv nastaja CO2, ki je eden od plinov, ki povzročajo učinek tople grede na Zemlji. Kaj so posledice tega učinka? 4. Kako bi dokazal, da je v izdihanem zraku tudi ogljikov dioksid? 5. Koliko molekul kisika je potrebno, da popolno zgori ena molekula metana? Koliko atomov ogljika nastane pri nepopolnem gorenju štirih molekul etana? Pomagaj si z zapisi urejenih kemijskih enačb in modeli.

III. DEL

Na oknih se pozimi, če je v prostoru toplo, pojavijo vodne kapljice. Ali je to kemijska sprememba in zakaj je oziroma ni? Na bencinski črpalki se je vnel razlit bencin. Ali ga lahko pogasimo z vodo iz cevi? Razmisli, zakaj ja oz. ne in utemelji svoj odgovor. Katere snovi nastajajo pri gorenju lesa, če ni na razpolago dovolj kisika?





14

Kaj je v gasilniku, da je gašenje učinkovito? Navodila za učitelja Glavni namen vseh PROFILES modulov je, da se učenje začne na način, ki spodbudi interes učencev za učenje vsebine. To predstavlja takoimenovani scenarij, ki je na začetku modula zapisan kot zgodba v socio-naravoslovnem kontekstu, ki poleg motivacijske vloge predstavlja tudi možnosti ugotavljanja dejanskega predhodnega znanja učencev in tudi sprožiti razpravo o tem katero dodatno naravoslovno znanje je potrebno za nadalnjo diskusijo o problemu in njegovo rešitev. Nadaljnja razprava o scenariju je ključna komponenta PROFILES stretegije poučevanja, saj predstavlja uvod v "IL" in "ES" v akronimu PROFILES. Prvi predstavlja učenje z raziskovanjem, in drugi širše učenje o določenem problemu, ki izhaja iz doseganja ciljev izobraževanja (glej učne rezultate). Že definicija učenja z raziskovanjem vključuje dejstvo, da so učenci aktivni pri izgradnji svojega znanja. Takšen pristop zahteva nek "sprožilec", da steče raziskovanje in je v večini primerov raziskovalno vprašanje (ali vprašanja), ki jih v najboljših primerih učenci sami postavijo. Raziskovalno vprašanje nato vodi raziskovalno učenje. Raziskovano učenje omogoča učencem, da naprej razmišljajo o rešitvah problema in pridobivanju podatkov s prve roke, kot je eksperimentiranje, in s tem pridobivanje procesnih spretnosti, ali zbiranje podatkov z druge roke, kot so različni viri. Rezultat teh dejavnosti je razlaga pridobljenih podatkov, zato, da se pridobi rešitev naravoslovnega problema. V tem učnem modulu, predstavlja uvod (socio-naravoslovni scenarij), v katerem je opisan primer, ko je potrebno pogasiti ogenj. Pri učencih se porodi vprašanje, katere so tiste lastnosti, ki jih mora imeti gasilno sredstvo. Z ugotovitvijo, da so v gasilnikih lahko različne snovi, se postavi vprašanje, kako te snovi pridobiti, kako jih »spraviti« v gasilnik, kako gasilnik deluje, ali ima omejeno uporabo, kako se uporablja, kako velik požar lahko pogasimo, kaj se dogaja, ko ogljikov dioksid izstopa iz gasilnika… To je le nekaj vprašanj, ki jih lahko sproži scenarij in bi omogočal pričetek razprave med učenci (priporočeno je da se ta del učnega modula izvede v skupinah po štiri učence). Učitelj seveda vodi učence do učenja specifičnih naravoslovnih pojmov, kot jih predpisuje učni načrt za Kemijo v 8. razredu osnovne šole (vsebinski sklop Kemijske reakcije, cilji: prepoznavanje kemijskih sprememb, kemijske spremembe kot kemijske reakcije oziroma kot snovne in energijske spremembe, opredelitev reaktantov in produktov, kemijske enačbe, pravila za urejanje kemijskih enačb). Pomembno je tudi, da učitelj do določene mere preveri predhodno znanje učencev, ker tako lahko ustrezno načrtuje svoje nadaljnje delo. Predznanje tega modula naj bi bilo:





15

Učenci: (1) razumejo pojme snovi in agregatna stanja snovi z razporeditvijo in gibanjem

gradnikov (delcev),

(2) poznajo nastanek ionov iz atomov,

(3) razlikujejo med anioni in kationi,

(4) razumejo nastanek ionske in kovalentne vezi,

(5) na preprostih primerih razlikujejo med polarno in nepolarno kovalentno vezjo,

(6) razlikujejo med (ne)polarnostjo vezi in (ne)polarnostjo molekule,

(7) znajo na podlagi kemijske zgradbe primerjati izbrane lastnosti ionskih snovi z

lastnostmi kovalentnih spojin,

(8) razumejo, da za kemijske reakcije velja zakon o ohranitvi mase snovi

Glede na zgoraj navedeno drži, da ima socio-naravoslovni scenarij velik pomen pri uvajanju nadaljnjega učenja specifične naravoslovne vsebine modula, ki je v PROILES modulih, doseženo s pristopom učenja z raziskovanjem. Za to je(so) potrebno(na) raziskovalna vprašanje(a), ki nastanejo na osnovi razprav učencev o socio-naravoslovnem scenariju ali jih poda učitelj, če so učenci pri snovanju raziskovalnih vprašanj manj uspešni. V tem modulu je možno posataviti nekaj raziskovalnih vprašanj, kot na primer: 1. Kako pridobimo ogljikov dioksid? 2. Kakšne so lastnosti ogljikovega dioksida, da je uspešen pri gašenju požarov? 3. Kako bi za nek neznan plin dokazali, da je ogljikov dioksid? Po opredelitvi raziskovalnih vprašanja, je v naslednjem koraku potrebno zasnovati raziskavo. Glede na vprašanja, moramo premisliti o vsebini vprašanja in kako je mogoče opraviti meritve. Glede na tip modula, ki je strukturirana tako, da se lahko učenci učijo sodelovalno, brez obsežnega vodenja učitelja, je priporočljivo, da se izvede pouk kot skupinsko delo. Delo v skupini naj bo načrtovano in vodeno s strani učencev. Po končanem skupinskem delu naj učenci poročajo o svojih rešitev pridobljenih z raziskovanjem. Ključna tema raziskovalnega dela je, kako zapisati kemijsko spremembo oziroma enačbo kemijske reakcije in kako jo urediti, preko vsakdanjih primerov. Vprašanja, ki vodijo učenje in so vključena v besedilo, ki ga imajo na voljo učenci, so načrtovana tako, da vodijo razmišljanje učencev v tej smeri. Z učenjem z raziskovanjem, se pričakuje, da bodo učenci pridobili znanje o zapisu besednih enačb in simbolnem zapisu kemijskih enačb. Besedilo v zvezi z vsebino modula je vključeno tudi v navodila za učitelja, in sicer v učiteljeve zapiske, kjer je podani tudi slikovni material, ki ga lahko učitelj, če želi uporabi. Podane so tudi nekatere spletne strani, kjer lahko učenci najdejo več informacij o tej temi. Predstavljene so predvsem vsebine: kako zapisati besedno enačbo, kako zapisati kemijsko enačbo, kako jo predstaviti s številom delcev in kako jo urediti.





16

Na koncu učenja z raziskovanjem, kjer se medsebojno povežejo obravnavani pojmi, ki sestavljajo vsebino pravil za zapis in urejanje kemijskih enačb, še ni konec aktivnosti učencev. Pomemben zaključek modula je vprašanje v naslovu, ki ga je potrebno obravnavati, tako da učenci utrdijo, ne le naučeno s sodelovanjem v razpravi v skupini, ampak tudi razvijejo sposobnosti sklepanja in argumentiranja. Rezultat učenja s PROFILES modulom je sprejetje odločitve oz. soglasja, na ravni posameznika, skupine in na koncu tudi razreda glede socio-naravoslovnega problema, ki ga je postavilo naslovno vprašanje in scenarij modula.

Učni cilji posamezne učne ure Učni cilji prve učne ure:

Učenci razlikujejo med fizikalno in kemijsko spremembo.

Učenci razumejo kemijske spremembe kot kemijske reakcije oziroma kot snovne

in energijske spremembe.

Učni cilji druge učne ure:

Učenci spoznajo, da pri kemijskih reakcijah nastanejo nove snovi z novimi

lastnostmi.

Učenci opredelijo reaktante in produkte kemijske reakcije.

Učni cilji tretje učne ure:

Učenci spoznajo kemijske enačbe kot zapise kemijskih reakcij in poznajo pravila

za urejanje kemijskih enačb.

Učenci utrjujejo znanje zapisa besednih enačb, kemijskih enačb in pravila za

urejanje kemijskih enačb.

Učni cilji četrte učne ure:

Učenci utrdijo pridobljeno znanje.





17

Doseganje zastavljenih kompetenc

Kompetenca Kompetenca je dosežena z...

1. Spretnosti raziskovalnega dela.

…eksperimentalnoraziskovalnim delom pri proučevanju kemijskih reakcij in poglabljajo znanja s področja kemijske varnosti (varnega dela s kemikalijami).

2. Komunikacijske (pisne, govorne) spretnosti.

… dogovarjanje v skupini, argumentiranje, razlaga in interpretacija rezultatov.

3. Sposobnosti odločanja in argumentacije odločitev.

… reševanjem problemskih nalog.

4. Uporaba osnovne strokovne terminologije pri opisovanju pojavov, procesov in zakonitosti

… kemijskim izražanjem- zapis besednih enačb, simbolni zapis.

5. Iskanje, obdelava in vrednotenje podatkov iz virov

… načrtnim opazovanjem, zapisovanjem in uporabo opažanj pri eksperimentalnem delu.

6. Prostorske predstave oziroma osnove kemijske vizualne pismenosti z vizualizacijskimi sredstvi oziroma sodobno informacijsko-komunikacijsko tehnologijo (IKT)

… uporabo vizualizacijskih sredstev (modelov, animacij in submikroskopskih prikazov kemijskih reakcij). … zapisovanjem preprostih kemijskih reakcij z urejenimi kemijskimi enačbami, od makroskopskega (besednega), prek submikroskopskega (modelni prikazi) do simbolnega zapisa.





18

»Kaj je v gasilniku, da je gašenje

učinkovito?«

Predlogi ocenjevanja Učitelj lahko preveri in oceni zananje učencev na različne načine. Pri tem lahko učitelj izbere in lahko uporabi različne pristope v različnih učnih urah izvedbe modula v skaldu s tem, kateri pristop se učitelju zdi najbolj primeren (A-C del). Pomembno je, da so to le predlogi za vrednotenje zananja in da učitelj izbere tiste, za katere meni,da so v dani situaciji najbolj smiselni. V delu A se vrednostijo razvile spretnosti učencev. Del B temelji na vrednotenju posameznih doseženih kompetenc v vsaki učni uri uporabe modula, del C pa podaja vrednotenje pisnih izdelkov ter procesov v skupini, ki jih učitelj opazuje. Vse dele učitelj lahko poljudno kombinira in jih uporabi za formativno oceno. Preverjanje in ocenjevanje znanja lahko poteka: 1. med poročanjem skupin na koncu skupinskega dela, kjer lahko ocenimo napredek posamezne skupine, 2. z ustnim preverjanjem znanja, kjer lahko posamezne učence vprašamo, da razložijo posamezne pojme ter na osnovi ustnega izražanja ocenimo njihovo razumevanje (v pomoč so nam lahko vprašanja iz učnega modula), 3. s pisnim preverjanjem in ocenjevanjem znanja, kjer morajo učenci ne le rešiti naloge objektivnega tipa, ampak tudi naloge, kjer zapišejo svoje razumevanje pojmov in argumentacije reševanja problemov, kar omogoča ugotavljanje razumevanja pojmov na višjih kognitivnih ravneh. Učitelj lahko dosežke učencev beleži na različne načine, lahko uporablja lestvico ocen, 1 = nezadostno; 2 = zadostno; 3 = dobro; 4 = prav dobro ; 5 = odlično. Učitelj lahko uporabite tudi tri- točkovne lestvice; na primer x – niso niti minimalno dosežene kompetence, √ = minimalno dosežene kompetence in √√ = ustrezno dosežene (več kot predvideno/pričakovano (na primer: biti kreativen, neodvisno mišljenje/razmišljanje, ki kaže pobude, itd.) Z numeričnimi ali drugimi ocenami lahko učitelj poda ali opiše opombe za celotno skupino ali posameznega učenca. Sumativne strategije vrednotenja niso prikazane, vendar bi se lahko nanašale na ustno vrednotenje in/ali s pisnimi preizkusi znanja. Primere vprašanj tudi za sumativno ocenjevanje na koncu šolskega leta je mogoče povzeti in adaptirati iz seznama vprašanj pod delom B, seveda pa lahko učitelj sam tvori tovrstna vprašanja iz vsebine modula. Da učitelj zasleduje učenčeve uspehe pri uporabi modula pa lahko pred uporabo modula pri pouku rešijo učenci pred-preizkus znanja in nato po uporabi modula še po-preizkus znanja. Na tak način lahko učitelj do določene mere spremlja učinke uporabe modulov pri pouku.





19

A del Ocena zahtevanih spretnosti učencev

Spretnosti Ocena 1-5 / opis / zaznamek

Socialne vrednote

Zmožnost razdeljevanja nalog znotraj skupine

Zmožnost oblikovanja timskega dela

Zmožnost smiselnega argumentiranja v skupinski diskusiji

Osebne spretnosti

Zmožnost sodelovanja v procesu učenja

Zmožnost kritičnega mišljenja

Ustvarjalne zmožnosti

Zmožnost predstavitve na zanimiv način

Zmožnost samozavesti med predstavitvijo

Zmožnost predstavitve dobljenih rezultatov v razredu

Zmožnost spraševanja in izražanja osebnega mnenja

Uporabljanje znanstvenih metod dela

Zmožnost določitve namena obravnavanega dela

Zmožnost uporabe različnih virov za pridobivanje informacij

Sposobnost oblikovanja različnih stališč do obravnavanega dela

Zmožnost priprave ustreznega delovnega načrta

Zmožnost analize zbranih podatkov

Zmožnost oblikovanja sklepov





20

B del Ocena pridobljena med učnimi urami ali na končnem ustnem ali pisnem preizkusu znanja

1. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1

Učenci razlikujejo

med fizikalno in

kemijsko

spremembo.

Pri posamezni spremembi se zna odločiti, ali je fizikalna ali kemijska.

2

Učenci razumejo

kemijske

spremembe kot

kemijske reakcije

oziroma kot snovne

in energijske

spremembe.

Za posamezno spremembo določi na podlagi opazovanj, ali je fizikalna ali kemijska in zna svojo odločitev utemeljiti. Pozna lastnosti snovi.

Predlog nalog 1. Zapiši nekaj sprememb, kjer se snov ne spremeni. Prehajanje tekoče vode v pare (izparevanje), preoblikovanje kroglice plastelina v kocko, sublimacija joda, raztapljanje sladkorja, kondenzacija, strjevanje barve, taljenje sladoleda, raztegovanje vzmeti…

2. Zapiši nekaj sprememb, ko nastane nova snov z novimi lastnostmi. Sprememba jajčnega beljaka pri segrevanju, rast rastlin, gnitje sadja, gorenje papirja, kisanje vina, vzhajanje kruha…

3. Če se snov spremeni, je potekla kemijska reakcija. Po katerih znakih veš, da je potekla? Sprememba barve, vonja, sprememba temperature, nastanek plina, nastanek oborine…

4. Med spremembami izberi tiste, ki so kemijske. Svojo odločitev utemelji. - gorenje lesa - rast rastlin - raztapljanje sladkorja - sprememba barve listov rastlin v jeseni - nastajanje kapnikov - strjevanje barve - kroglico plastelina preoblikujemo v kocko Pri kemijskih spremembah se vezi v delcih pretrgajo in nastanejo nove vezi, s tem pa nove snovi z novimi lastnostmi.





21


Zapiši številke shem, ki prikazujejo kemijsko spremembo: ____1, 4______

6. Kako veš, da je CO2 težji od zraka?

Lahko ga ulovimo v čašo.

7. Kako dokažeš, da CO2 preprečuje gorenje?

Z gorečo trsko, ki ugasne, ko jo potopimo v čašo s CO2.

8. Iz spodnjih podatkov razberi, kateri plini se lahko pretakajo. Plin Gostota plina pri standardnih pogojih (0C, 1 atm)

(kg/m3)

zrak 1,2930

kisik 1,4290

vodik 0,0899

helij 0,1785

dušik 1,2506



argon 1,7837

amoniak 0,769

Pretakajo se lahko kisik, ogljikov dioksid in argon.

S katerimi plini bi lahko napolnil balon, da le-ta ne bi padel na tla?

Z vodikom, helijem, ogljikovim monoksidom, dušikom in amoniakom.





22

2. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za vrednotenje; Učenci:


1

Učenci spoznajo,

da pri kemijskih

reakcijah nastanejo

nove snovi z novimi

lastnostmi.

Razumejo, da se pri kemijski reakciji pretrgajo vezi in nastanejo nove, s tem pa tudi nove snovi z novimi lastnostmi.

2

Učenci opredelijo

reaktante in

produkte kemijske

reakcije.

Na podlagi eksperimentalnega dela učenci ločijo med reaktanti in produkti.

Predlog nalog

1. Kaj se zgodi z ogljikovim dioksidom pri prehodu iz jeklenke? Kakšna sprememba je to?

Ekspandira. Preide iz tekočega v plinasto stanje. To je fizikalna sprememba.

2. Katere snovi smo uporabili pri poskusu? Kako jih imenujemo s skupno besedo?

Uporabili smo rečne kamenčke (kalcijev karbonat) in klorovodikovo kislino. To sta reaktanta.

3. Katere snovi so pri poskusu nastale? Kako jih imenujemo s skupno besedo?

Nastal je plin ogljikov dioksid in kalcijev diklorid v vodi. To so produkti.





23

3. učna ura



1

Učenci spoznajo

kemijske enačbe

kot zapise

kemijskih reakcij in

poznajo pravila za

urejanje kemijskih

enačb.

Učenec zna po opisu reakcije zapisati besedno enačbo, urejeno kemijsko enačbo s simboli, pri čemer si po potrebi pomaga z risanjem delcev.

Predlog nalog

1. S pomočjo besednih enačb zapiši kemijske enačbe in jih uredi. Reakcijo prikaži tudi z modeli.






+

voda (l)

CaCO3

+ 2HCl → CO2

+ CaCl2 +

H2O





+

voda (l)

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O





24



segrevanje →

kalcijev oksid (s)

+


CaCO3 → CaO + CO2

2. Zapiši kemijske enačbe s formulami in jih uredi. vodik (g) + kisik (g) → voda (l)

2H2 (g)

+ O2 (g) → 2H2O (l)

magnezij (s) + klorovodikova kislina (aq) → magnezijev diklorid (aq) + vodik (g)

Mg (s)

+ 2HCl (aq) → MgCl2 (aq)

+ H2 (g)

vodikov peroksid (aq) → kisik (g) + voda (l)

2H2O2 (aq) → O2 (g)

+ 2H2O (l)





25

4. učna ura



1

Učenci utrdijo

pridobljeno znanje.

Učenci razumejo fizikalno in kemijsko spremembo, ločijo med reaktanti in produkti posamezne reakcije, znajo enačbo reakcije zapisati besedno in simbolno in znajo enačbo urediti.

Predlog nalog

1. Zakaj je CO2 učinkovit pri gašenju požara? Je težji od zraka in zavira gorenje. 2. Ogljikovega dioksida je v zraku 0,03 do 0,04%. Nastaja tudi pri alkoholnem vrenju. Če ga je v zraku več kot 10%, lahko ob zadrževanju v takih prostorih pride pri človeku do nezavesti, krčev in celo zadušitve. Kako bi preverili, če je še varno vstopiti v kletne prostore, kjer poteka alkoholno vrenje? Z gorečo svečo, ki ob preveliki koncentraciji CO2 ugasne. 3. Pri gorenju fosilnih goriv nastaja CO2, ki je eden od plinov, ki povzročajo učinek tople grede na Zemlji. Kaj so posledice tega učinka? Poleg vodnih hlapov in drugih plinov je CO2 toplogredni plin. V ozračju povzroča zadrževanje toplote, zaradi česar narašča povprečna temperatura na Zemlji. Zaradi segrevanja ozračja je vse več ekstremnih pojavov, kot so neurja, suše, poplave… 4. Kako bi dokazal, da je v izdihanem zraku tudi ogljikov dioksid? Z vpihavanjem v apnico, ki bi pomotnela. 5. Koliko molekul kisika je potrebno, da popolno zgori ena molekula metana? Dve molekuli.

CH4 (g)

+ 2O2 (g) → CO2 (g)

+ 2H2O (g)

Koliko atomov ogljika nastane pri nepopolnem gorenju štirih molekul etana? Osem atomov.

2C2H6 (g)

+ 3O2 (g) → 4C (s)

+ 6H2O (g)

Pomagaj si z zapisi urejenih kemijskih enačb in modeli.





26

C del Vrednotenje na osnovi stretegij poučevanja Vrednotenje pisnih izdelkov učencev

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis /

zaznamek

1

Napiše načrt oziroma poročilo raziskave

Zasnuje načrt raziskave oz. postavi raziskovalna vprašanja in/ali pozna namen raziskave/poskusov

Načrt raziskave zadošča minimalnim standardom, ki jih določi učitelj.

Zna ustrezno predvidevati raziskovalne rezultate.

Razvije ustrezen postopek raziskave in zna določiti katere spremenljivke je potrebno konktrolirati.

2 Zbira eksperimentalne podatke

Ustrezno zbere in zapiše opazovanja/podatke (npr. število opazovanj, kaj upošteva kot sprejemljivo, kako natančno so zbrani podatki, zavedanje možnih napak…).

3

Interpretira ali izračuna iz zbranih podatkov določene parametre in sklepa na njihovi osnovi

Interpretira podatke, zbrane na ustrezen način, ki ga zna upravičiti, vključno z uporabo ustreznih grafov, tabel in simbolov.

Ustrezno sklepa glede na posatavljena raziskovalna vprašanja.

4 Odgovarja na vprašanja

Zagotavlja pravilne pisne odgovore na vprašanja, podane v ustni ali pisni obliki.

Ponuja dovolj podrobne odgovore, zlasti kadar je pozvan, naj poda mnenje ali odločitev.

5

Riše diagrame/ tabele/modele simbolne predstavitve.

Lahko zagotovi zahtevane grafične prikaze.

Je zmožen grafično predstaviti rezultate v primerno velikih grafih in s primernimi podrobnostmi.





27

Sposoben zagotoviti popolne in ustrezne naslove za diagrami, slikam, tabelam.

6

Naravoslovno ali družbeno-naravoslovno mišljenje

Izkazuje ustvarjalno mišljenje in postopke pri reševanju problemov.

Poda ustrezno družbeno-naravoslovno odločitev na določeno vprašanje ali skrb, s pravilno poudarjeno naravoslovno komponento.

Vrednotenje z opazovanjem

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis /

zaznamek

1 Deluje v skupini, med dejavnostmi in razpravo

Prispeva k delu skupine.

Sodeluje z drugimi v skupini in v celoti sodeluje pri delu skupine.

Prikazuje vodstvene sposobnosti - vodi skupino z ustvarjalnim razmišljanjem in pomagati tistim, ki potrebujejo pomoč (kognitivno ali psihomotorično); povzema rezultate.

Kaže toleranco do članov skupine in jih spodbuja.

2 Izvedbo raziskave ali poskusa

Razume cilje raziskave/eksperimentalnega dela in ve, kateri teste in/ali meritve je potrebno opraviti.

Izvaja raziskavo/eksperimentalno delo v skladu s pripravljenimi navodili/načrtom.

Uporablja laboratorijski inventar na varen način.

Do sebe in drugih deluje varno pri delu.

Vzdržuje urejeno in čisto delovno površino.





28

»Kaj je v gasilniku, da je gašenje

učinkovito?«

Zapiski učitelja V naravi lahko opazimo dve vrsti sprememb: kemijske in fizikalne. Fizikalne spremembe so spremembe v agregatnem stanju snovi, razredčevanje snovi in podobno. Snov se pri fizikalni spremembi ne spremeni v drugo snov. Kemijske spremembe so kemijske reakcije. Da je potekla kemijska reakcija, lahko prepoznamo po nastanku plina, spremembi barve, nastanku oborine in podobno. Poleg tega se lahko pri reakciji sprosti ali porablja toplota, zato se temperatura med reakcijo poviša ali pa zniža. Med kemijsko reakcijo se snovi spremenijo. Prekinejo se obstoječe vezi med atomi in molekulami in nastanejo nove vezi, s tem pa nove snovi, ki imajo drugačne lastnosti.

Snovi, ki vstopajo v reakcijo, imenujemo reaktanti, nove snovi, ki pri reakciji nastanejo, pa produkti. Kemijsko reakcijo lahko zapišemo z besedno enačbo ali z enačbo, v kateri uporabimo simbolni zapis za snovi. Na levo stran enačbe napišemo reaktante, na desno pa produkte. Enačbo kemijske reakcije nato uredimo. V urejeni enačbi kemijske reakcije je število atomov na levi strani enako številu atomov na desni strani enačbe. Po besedni enačbi zapišemo formule spojin, ki jih kasneje ne smemo spreminjat, ker bi s tem spremenili spojino. Ko urejamo kemijsko enačbo, si lahko pomagamo z modeli. Najprej narišemo po en model atoma ali molekule snovi, nato pa dodajamo toliko modelov, da je število atomov na levi in desni strani enačbe enako. Nato pripišemo v kemijsko enačbo koeficient pred formulo, ki je toliko, kolikor smo narisali delcev. Če je delec samo en, številke 1 ne pišemo. Primer: Amoniak pridobivajo s sintezo iz elementov dušika in vodika. Poteka reakcija, ki je predstavljena z besedno enačbo, kemijsko enačbo in modeli: Za pomoč pri delu so v tabeli navedene formule snovi in modeli.





29

Snov formula model

Rečni kamenčki Kalcijev karbonat

CaCO3

Pridobljeno s http://creationwiki.org/pool/File:Calcium-carbonate_dot_structure_diagram.png

Klorovodikova kislina HCl

Jedilni kis Etanojska kislina

CH3COOH

Žgano apno Kalcijev oksid

CaO

Pridobljeno s https://sl.wikipedia.org/wiki/Kalcijev_oksid

Ogljikov dioksid CO2

Apnica Kalcijev hidroksid

Ca(OH)2

Kalcijev diklorid CaCl2

Pridobljeno s https://commons.wikimedia.org/wiki/File:CaCl2-bas.png

Voda H2O




https://sl.wikipedia.org/wiki/Kalcijev_oksid




30

Zavedati se moramo, da so snovi, ki so v vodi topne: klorovodikova kislina, etanojska kislina, natrijev hidrogenkarbonat, kalcijev hidroksid in kalcijev klorid in v vodnih raztopinah razpadejo na ione. Kalcijev karbonat je v vodi netopen. Pri ionskih spojinah imajo ioni drugačno velikost kot atomi. Anioni so večji zaradi sprejetih elektronov, kationi pa se zaradi oddaje elektronov zmanjšajo (CaCl2). V trdnem stanju so ionske spojine kristali, anioni so urejeno razporejeni okrog kationov in obratno.

Navodila in opozorila pri pripravi materiala za eksperimentiranje

snov znak za nevarnost pomen znaka ravnanje s snovjo

Ca(OH)2

povzroča draženje kože

povzroča hude poškodbe oči


v primeru vdihavanja prenesti ponesrečeno osebo na svež zrak

roke operite z milom in obilo vode

oči spirajte z veliko vode

CH3COOH

vnetljiva tekočina in hlapi

povzroča hude opekline kože in poškodbe oči

obvezna uporaba osebne varovalne opreme

ob zaužitju spirati usta, ne izzivati bruhanja

če pride v oči spirati s tekočo vodo nekaj minut

HCl

je korozivna za kovine

draži kožo



uprabljati osebno varovalno opremo

kontaminirano kožo umiti z obilo vode in mila

oči takoj sprati z obilo vode

CaCl2


ob stiku z očmi previdno spirati z vodo nekaj minut

- Učence razdelimo v ustrezne skupine. Vse kemikalije in potrebščine so predhodno pripravljene. - Učence opozorimo na dosledno upoštevanje pravil varnega dela (uporaba halje, zaščitnih rokavic in očal, kjer je to potrebno). - Priprava apnice: V 500 ml vode dodamo 10 g Ca(OH)2, premešamo in filtriramo, da dobimo bistro raztopino.





31

Rešitve nalog z delovnega lista za učence A. Kemijska sprememba Razišči, kaj se zgodi, ko v jedilni kis stresemo sodo bikarbono? Dopolni preglednico (vpiši laboratorijske pripomočke).


Soda bikarbona 2 čaši

Jedilni kis spatula

Zapiši opažanja.

Soda bikarbona se raztaplja in nastajajo mehurčki.


Nastala je nova snov z novimi lastnostmi, plin brez barve in vonja.

Zapiši nekaj sprememb, kjer se snov ne spremeni.

Prehajanje tekoče vode v pare (izparevanje), preoblikovanje kroglice plastelina v kocko, sublimacija joda, raztapljanje sladkorja, kondenzacija, strjevanje barve, taljenje sladoleda, raztegovanje vzmeti…

Zapiši nekaj sprememb, ko nastane nova snov z novimi lastnostmi.

Sprememba jajčnega beljaka pri segrevanju, rast rastlin, gnitje sadja, gorenje papirja, kisanje vina, vzhajanje kruha…

Če se snov spremeni, je potekla kemijska reakcija. Po katerih znakih veš, da je potekla?

Sprememba barve, vonja, sprememba temperature, nastanek plina, nastanek oborine…

B. Pridobivanje in lastnosti CO2 Razišči, kakšna je lastnost plina, ki nastaja pri reakciji med rečnimi kamenčki in klorovodikovo kislino. Preden sestaviš aparaturo in pričneš eksperimentirati, izpiši iz navodila za delo kemikalije in laboratorijski pribor. Nato nariši skico aparture, s katero boš ulovil nastajajoč plin. Navodila za delo: V presesalno erlenmajerico daj nekaj rečnih kamenčkov. Na erlenmajerico pritrdi lij ločnik, vanj nalij 20 ml 18% klorovodikove kisline. Cevka iz presesalne erlenmajerice naj bo usmerjena v 50 ml čašo, kamor boš lovil nastajajoč plin. Postopoma na kamenčke prilivaj iz lija ločnika klorovodikovo kislino in opazuj dogajanje v erlenmajerici.





32

V čašo s plinom potopi gorečo trsko. Nastali plin iz čaše prelij v posodo z različno visokimi tremi svečami. Izpišite kemikalije (poimenujte piktograme) in laboratorijski pribor, ki jih potrebujete.


Rečni kamenčki CaCO3 Presesalna erlenmajerica

18% klorovodikova kislina HCl Lij ločnik

Čaša

Trska

Večja posoda, sveče

Skica aparature:

Sestavite aparaturo. Pri delu so obvezna zaščitna očala in zaščitne rokavice. Eksperiment izvedite po zgornjih navodilih. Po končanem delu odlijte odpadke v za to pripravljene posode. Pazite, da reagenti ne pridejo v stik s kožo. Zapiši opažanja. Ko klorovodikovo kislino prilijemo na kamenčke, šumi. Opazimo mehurčke. Reakcija je burna. Ko v čašo s plinom potopimo gorečo trsko, le ta ugasne. Ko plin prelijemo iz čaše v posodo z različno visokimi svečami, le-te od spodaj navzgor ugasnejo. Kaj lahko sklepaš iz opažanj? Izhaja plin brez barve in brez vonja. (Potekla je kemijska reakcija med HCl in CaCO3, pri tem nastane CO2.) Plin, ki je nastal, je težji od zraka in ne vzdržuje gorenja. Plin je ogljikov dioksid.





33

S pomočjo spleta razišči, kaj se zgodi s plinom CO2, ko odpremo ventil pri gasiniku.

Telo aparata je jeklenka iz brezšivne cevi. V jeklenki se shrani tekoči ogljikov dioksid pod visokim tlakom. Na zgornjem delu je vgrajen ventil z vzponsko cevjo. Pri 3 kg aparatu je ročnik nameščen na samem ventilu, pri gasilniku s 5 kg CO2 je ročnik povezan z ventilom s posebno armirano gumo, ki je preizkušena na tlak 60 bar. Ročnik je iz plastike, v njem pa je vgrajena šoba, preko katere tekoči CO2 ekspandira v plin. Pri temperaturi, nižji od -78 °C in atmosferskem tlaku ogljikov dioksid kondenzira v trdnino bele barve, imenovano suhi led. Trden ogljikov dioksid ali suhi led lahko na enostaven način pripravimo tako, da iz jeklenke skozi ventil spuščamo plinasti ogljikov dioksid, ki ekspandira, kar ga dovolj ohladi. Nastali trdni ogljikov dioksid sublimira pri temperaturi, nižji od -78 °C, zato ga uporabljmo tudi kot hladilno sredstvo. Hladilno kopel s temperaturo -78 °C lahko pripravimo kot zmes trdnega ogljikovega dioksida in acetona. Gasilnik s 3 kg in 5 kg CO2

Kaj se zgodi z ogljikovim dioksidom pri prehodu iz jeklenke? Kakšna sprememba je to?

Ekspandira. Preide iz tekočega v plinasto stanje. To je fizikalna sprememba.

Katere snovi smo uporabili pri poskusu? Kako jih imenujemo s skupno besedo?

Uporabili smo rečne kamenčke (kalcijev karbonat) in klorovodikovo kislino. To sta reaktanta.

Katere snovi so pri poskusu nastale? Kako jih imenujemo s skupno besedo?

Nastal je plin ogljikov dioksid in kalcijev diklorid v vodi. To so produkti.





34

C. Dokaz CO2 Razišči, kaj se zgodi z apnico, ko vanjo uvajaš plin ogljikov dioksid. S kemijsko enačbo zapiši dogajanje. V presesalno erlenmajerico natresi rečne kamenčke in prilij toliko 18% klorovodikove kisline, da bodo kamenčki pokriti. Nastajajoč plin CO2 uvajaj v čašo z apnico. Zapiši opažanja in ugotovitve.

Apnica pomotni. Nastala je nova snov, ki je v vodi slabo topna. Potekla je reakcija med apnico in ogljikovim dioksidom.

S pomočjo besednih enačb zapiši kemijske enačbe in jih uredi. Reakcijo prikaži tudi z modeli.






+

voda (l)

CaCO3

+ 2HCl → CO2

+ CaCl2 +

H2O





+

voda (l)

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O





35



segrevanje →

kalcijev oksid (s)

+


CaCO3 → CaO + CO2

Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja

- Kako vemo, da je potekla kemijska reakcija? Sprememba barve, nastanek plina, oborine,

energija se veže ali sprošča…

- Kako veš, da je CO2 težji od zraka? Lahko ga ulovimo v čašo.

- Kako dokažeš, da CO2 preprečuje gorenje? Z gorečo trsko, ki ugasne, ko jo potopimo v

čašo s CO2.

- Kako bi zapisal besedno enačbo pridobivanja CO2 in kako kemijsko enačbo?





+

voda (l)

CaCO3

+ 2HCl → CO2

+ CaCl2 +

H2O

Naloge za vajo

1. Med spremembami izberi tiste, ki so kemijske. Svojo odločitev utemelji. - gorenje lesa - rast rastlin - raztapljanje sladkorja - sprememba barve listov rastlin v jeseni - nastajanje kapnikov - strjevanje barve - kroglico plastelina preoblikujemo v kocko Pri kemijskih spremembah se vezi v delcih pretrgajo in nastanejo nove vezi, s tem pa nove snovi z novimi lastnostmi.





36


Zapiši številke shem, ki prikazujejo kemijsko spremembo: ____1, 4______ 3. Iz spodnjih podatkov razberi, kateri plini se lahko pretakajo.

Plin Gostota plina pri standardnih pogojih (0C, 1 atm)

(kg/m3)

zrak 1,2930

kisik 1,4290

vodik 0,0899

helij 0,1785

dušik 1,2506



argon 1,7837

amoniak 0,769

Pretakajo se lahko kisik, ogljikov dioksid in argon. S katerimi plini bi lahko napolnil balon, da le-ta ne bi padel na tla? Z vodikom, helijem, ogljikovim monoksidom, dušikom in amoniakom.





37

4. Zapiši kemijske enačbe s formulami in jih uredi. vodik (g) + kisik (g) → voda (l)

2H2 (g)

+ O2 (g) → 2H2O (l)

magnezij (s) + klorovodikova kislina (aq) → magnezijev diklorid (aq) + vodik (g)

Mg (s)

+ 2HCl (aq) → MgCl2 (aq)

+ H2 (g)

vodikov peroksid (aq) → kisik (g) + voda (l)

2H2O2 (aq) → O2 (g)

+ 2H2O (l)

Ali razumem

1. Zakaj je CO2 učinkovit pri gašenju požara? Je težji od zraka in zavira gorenje. 2. Ogljikovega dioksida je v zraku 0,03 do 0,04%. Nastaja tudi pri alkoholnem vrenju. Če ga je v zraku več kot 10%, lahko ob zadrževanju v takih prostorih pride pri človeku do nezavesti, krčev in celo zadušitve. Kako bi preverili, če je še varno vstopiti v kletne prostore, kjer poteka alkoholno vrenje? Z gorečo svečo, ki ob preveliki koncentraciji CO2 ugasne. 3. Pri gorenju fosilnih goriv nastaja CO2, ki je eden od plinov, ki povzročajo učinek tople grede na Zemlji. Kaj so posledice tega učinka? Poleg vodnih hlapov in drugih plinov je CO2 toplogredni plin. V ozračju povzroča zadrževanje toplote, zaradi česar narašča povprečna temperatura na Zemlji. Zaradi segrevanja ozračja je vse več ekstremnih pojavov, kot so neurja, suše, poplave… 4. Kako bi dokazal, da je v izdihanem zraku tudi ogljikov dioksid? Z vpihavanjem v apnico, ki bi pomotnela.





38

5. Koliko molekul kisika je potrebno, da popolno zgori ena molekula metana? Dve molekuli.

CH4 (g)

+ 2O2 (g) → CO2 (g)

+ 2H2O (g)

Koliko atomov ogljika nastane pri nepopolnem gorenju štirih molekul etana? Osem atomov.

2C2H6 (g)

+ 3O2 (g) → 4C (s)

+ 6H2O (g)

Pomagaj si z zapisi urejenih kemijskih enačb in modeli.

III. DEL

Na oknih se pozimi, če je v prostoru toplo, pojavijo vodne kapljice. Ali je to kemijska sprememba in zakaj je oziroma ni? To ni kemijska sprememba, je fizikalna. Snov preide iz plinastega v tekoče agregatno stanje, delci vode- molekule, ostanejo nespremenjene. Na bencinski črpalki se je vnel razlit bencin. Ali ga lahko pogasimo z vodo iz cevi? Razmisli, zakaj ja oz. ne in utemelji svoj odgovor. Bencina z vodo ne bomo mogli pogasiti, ker je bencin lažji od vode, splava na površje in gori naprej. Katere snovi nastajajo pri gorenju lesa, če ni na razpolago dovolj kisika? Nastajajo ogljikov dioksid, vodna para, ogljikov monoksid in saje.





39

Reference 1. Wissiak Grm, K. S. in Devetak, I. (2013). Poskusi pri pouku kemije, Eksperimentalno delo I- navodila za vaje, Pedagoška fakulteta (str. 31-34) 2. Devetak, I. (2010). Peti element 8, učbenik za kemijo v osmem razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. 3. Wissiak Grm, K. S. in Devetak, I. (2013). Kemija in snov, Teoretične osnove Kemije I k navodilom za vaje, Pedagoška fakulteta (str. 16) 4. Opozorilni znaki za nevarne snovi. Pridobljeno s https://eucbeniki.sio.si/test/nit5/1328/index3.html 5. Gostote plinov. Pridobljeno s http://www.engineeringtoolbox.com/gas-density-d_158.html 6. E učbeniki. Pridobljeno s https://eucbeniki.sio.si/kemija8/947/index.html 7. Uprava Republike Slovenije za zaščito in reševanje in gasilska zveza Slovenije. Mesec varstva pred požarom (2006). Pridobljeno s http://www.sos112.si/slo/tdocs/osnove_gorenja_gradivo.pdf 8. Učni načrt Kemija. (2011) Pridobljeno s http://www.mizs.gov.si/fileadmin/mizs.gov.si/pageuploads/podrocje/os/prenovljeni_UN/UN_kemija.pdf


https://eucbeniki.sio.si/test/nit5/1328/index3.html

http://www.engineeringtoolbox.com/gas-density-d_158.html

https://eucbeniki.sio.si/kemija8/947/index.html

http://www.sos112.si/slo/tdocs/osnove_gorenja_gradivo.pdf

Documents

Kaj je v gasilniku, da je gašenje učinkovito? · Navodila za učence Podroben opis scenarija ter učne vsebine in nalog, ki jih morajo učenci rešiti. 2. Navodila za učitelja