Scenariusz zajęć

Autor: Krzysztof Błaszczak, Robert Wróbel

Przedmiot: chemia

Temat: Chromatografia bibułowa i cienkowarstwowa

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

V. Roztwory. Uczeń:

4) opisuje sposoby rozdzielenia roztworów właściwych (ciał stałych w cieczach, cieczy w cieczach) na składniki (m.in. ekstrakcja, chromatografia).

Zakres rozszerzony

V. Roztwory. Uczeń:

4) opisuje sposoby rozdzielenia roztworów właściwych (ciał stałych w cieczach, cieczy w cieczach) na składniki (m.in. ekstrakcja, chromatografia, elektroforeza).

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii;

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

• opisuje na czym polega chromatografia;

• wyjaśnia, jakim procesom podlega proces chromatografii;

• porównuje właściwości związków poddanych chromatografii.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• eksperyment;

• wirtualne laboratorium;

• analiza tekstu źródłowego;

• ćwiczenia laboratoryjne;

• technika zdań podsumowujących.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca zbiorowa.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu;

• tablety/smartfony z dostępem do internetu;;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica;

• rzutnik multimedialny.

Przed lekcją:

Nauczyciel prosi uczniów aby przynieśli na zajęcia liście różnych roślin, np. rukoli, sałaty, roszponki.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje pytanie o metody rozdziału mieszanin jednorodnych.

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół terminu chromatografia. Nauczyciel może wykorzystać aplikację Mentimeter z wykorzystaniem tabletów/smartfonów.

3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują w portfolio.

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, jakie zostaną użyte w czasie lekcji.

Faza realizacyjna:

1. Analiza tekstu źródłowego w e‑materiale – procedura chromatografii, obliczanie współczynnika retencji.

2. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy, rozdaje karty pracy, rozdaje sprzęt, szkło laboratoryjne, odczynniki i instrukcję do eksperymentu. Uczniowie stawiają pytanie badawcze i hipotezę, przeprowadzają eksperyment wg instrukcji, obserwują zmiany, wyciągają wnioski i dokonują obliczeń związanych ze współczynnikiem retencji barwników, zapisują wszystko w kartach pracy. Nauczyciel monitoruje przebieg pracy uczniów, wyjaśnia ewentualnie niezrozumiałe kwestie i wątpliwości.

3. Po przeprowadzeniu chromatografii i wykonaniu obliczeń chętni uczniowie prezentują efekty pracy grupowej na forum klasy. Nauczyciel kontroluje pod względem merytorycznym wypowiedzi uczniów.

4. Nauczyciel odsyła uczniów do wirtualnego laboratorium w medium bazowym e‑materiału. Uczniowie w parach pracują i wykonują ćwiczenia. Nauczyciel monitoruje pracę uczniów i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: co to jest chromatografia? Czy polarność cząsteczek ma wpływ na współczynnik retencji? Co to jest współczynnik retencji?

2. Jako podsumowanie lekcji nauczyciel może wykorzystać zdania do uzupełnienia, które uczniowie również zamieszczają w swoim portfolio:

• Przypomniałem/łam sobie, że...

• Co było dla mnie łatwe...

• Czego się nauczyłem/łam...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Uczniowie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia w e‑materiale - zestaw ćwiczeń. Nauczyciel prosi uczniów, aby opisali jakie związki występują w chlorofilu.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Wirtualne laboratorium może być wykorzystane do przedstawienie procedury chromatografii. Uczniowie mogą wykorzystać przygotowując się do lekcji lub do sprawdzianu.

Materiały pomocnicze:

1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach):

• Co to jest chromatografia?

• Czy polarność cząsteczek ma wpływ na współczynnik retencji?

• Co to jest współczynnik retencji?

2. Karta pracy ucznia.

3. Szkło i sprzęt laboratoryjny: probówki lub cylindry miarowe, sączki z bibuły, płytki do chromatografii cienkowarstwowej TLC, końcówki kapilarne do nakładania roztworu barwników na płytkę, pipetki Pasteura, zlewki, komory chromatograficzne. 4. Odczynniki chemiczne: etanol 95% do izolacji barwników, aceton, benzyna ekstrakcyjna. 5. Instrukcja do doświadczenia:

• Umieść 2 g liści w zlewce, dodaj 15 cmIndeks górny 3  Indeks górny koniec³ etanolu i mieszaj intensywnie zawartość zlewki przez około 10 min.

• Otrzymaną mieszaninę przesącz przez sączek.

• Przesącz nałóż na płytkę TLC za pomocą kapilary na linię startu, która musi znaleźć się 1 cm nad dolną krawędzią płytki.

• Wysusz płytkę.

• Przygotuj mieszaninę 30 cmIndeks górny 3³ benzyny i 3 cmIndeks górny 3³ acetonu, wlej ją do komory chromatograficznej, pamiętaj aby poziom cieczy w komorze był niższy niż 1 cm (pod linią startu).

• Włóż pionowo płytkę TLC do komory, zakryj komorę chromatograficzną.

• Prowadź chromatografię do momentu, gdy czoło rozpuszczalnika znajdzie się 1 cm pod górną krawędzią płytki.

• Wyjmij płytkę i wysusz.

• Oblicz współczynniki retencji dla barwników.