Scenariusz zajęć

Autor: Aleksandra Marszałek‑Harych, Krzysztof Błaszczak

Przedmiot: chemia

Temat: Co to jest energia aktywacji?

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

Podstawa programowa

Zakres podstawowy

IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń:

3) stosuje pojęcia: egzoenergetyczny, endoenergetyczny, energia aktywacji do opisu efektów energetycznych przemian; zaznacza wartość energii aktywacji na schemacie ilustrującym zmiany energii w reakcji egzo- i endoenergetycznej;

Zakres rozszerzony

IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Uczeń:

5) stosuje pojęcia: egzoenergetyczny, endoenergetyczny, energia aktywacji do opisu efektów energetycznych przemian; zaznacza wartość energii aktywacji na schemacie ilustrującym zmiany energii w reakcji egzo- i endoenergetycznej.

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:

• wyjaśnia pojęcia: teoria zderzeń, teoria kompleksu aktywnego, kompleks aktywny, katalizator, inhibitor, energia aktywacji, energia wewnętrzna, zderzenie efektywne, reakcja endoenergetyczna, reakcja egzoenergetyczna;

• analizuje wykres zależności zmian energii wewnętrznej od czasu;

• sprawdza wpływ katalizatora na energię aktywacji;

• proponuje doświadczenie obrazujące wpływ katalizatora na przebieg reakcji chemicznej.

Strategie nauczania:

• asocjacyjna;

• problemowa.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• dyskusja dydaktyczna;

• analiza materiału źródłowego;

• ćwiczenia uczniowskie;

• eksperyment;

• film samouczek;

• technika zdań podsumowujących.

Forma pracy:

• praca zbiorowa;

• praca w grupach;

• praca indywidualna.

Środki dydaktyczne

• komputery z głośnikami i słuchawkami/smartfony/tablety z dostępem do internetu;

• podręczniki tradycyjne;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• rzutnik multimedialny;

• tablica interaktywna/tablica i kreda.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel pyta uczniów: Z czym kojarzy im się pojęcie aktywacja? Co to pojęcie może mieć wspólnego z chemią?

2. Rozpoznawanie wiedzy wyjściowej uczniów. Burza mózgów wokół pytania nauczyciela.

3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji.

4. Zasady BHP. Nauczyciel zapoznaje uczniów z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcjach.

Faza realizacyjna

1. Samodzielna analiza tekstu źródłowego w e‑materiale – zwrócenie uwagi na pojęcia: teoria zderzeń, teoria kompleksu aktywnego, kompleks aktywny, katalizator, inhibitor, energia aktywacji, energia wewnętrzna, zderzenie efektywne, reakcja endoenergetyczna, reakcja egzoenergetyczna. Chętni lub wskazani uczniowie wyjaśniają pojęcia na forum klasy. Nauczyciel kontroluje poprawność wypowiedzi uczniów i ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie.

2. Nauczyciel wyznacza dwóch asystentów do przeprowadzenia eksperymentu chemicznego w formie pokazu – „Na czym polega różnica w reakcjach: endoenergetycznej i egzoenergetycznej?”:

• Doświadczenie 1 – Katalityczny rozkład perhydrolu (${\text{H}}_2{\text{O}}_2$):

• Doświadczenie 2 – Termiczny rozkład wodorotlenku miedzi(II):

3. Uczniowie mają za zadanie porównać dwie te reakcje i zastanowić się nad zadanym pytaniem: Na czym polega różnica w reakcjach: endoenergetycznej i egzoenergetycznej?. chętny uczeń udziela odpowiedzi i podaje wyjaśnienia dla dwóch typów reakcji chemicznych. Nauczyciel weryfikuje wypowiedź ucznia i koryguje ewentualne błędy. Uczniowie zapisują wnioski dotyczące obserwowanego eksperymentu.

4. Uczniowie w parach przygotowują przykłady doświadczeń dla reakcji endoenergetycznych i egzoenergetycznych, po czym chętni lub wskazani uczniowie podają przykłady reakcji na forum klasy. Nauczyciel weryfikuje propozycje doświadczeń.

5. Uczniowie samodzielnie analizują medium bazowe – film samouczek.

6. Uczniowie samodzielnie sprawdzają swoją wiedzę wykonując ćwiczenia w e‑materiale – „Sprawdź się”.

Faza podsumowująca:

1. Nauczyciel sprawdza wiedzę uczniów zadając przykładowe pytania: Co to jest energia aktywacji? Jakie czynniki wpływają na obniżenie energii aktywacji? Podaj przykłady reakcji endo- i egzoenergetycznych.

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 latwe...

• Czego się nauczyłam/łem ...

• Co sprawiało mi trudność...

Praca domowa:

Nauczyciel prosi uczniów o dokończenie ćwiczeń zawartych w e‑materiale.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film samouczek może być wykorzystany przez uczniów podczas przygotowania się do lekcji, kartkówki.

Materiały pomocnicze:

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

• Co to jest energia aktywacji?

• Jakie czynniki wpływają na obniżenie energii aktywacji?

• Podaj przykłady reakcji endo- i egzoenergetycznych.

2. Instrukcja do doświadczenia nr 1:

• Do kolby stożkowej wlej roztwór nadtlenku wodoru (${\text{H}}_2{\text{O}}_2$).

• Dodaj szczyptę ${\text{MnO}}_2$.

• Zaobserwuj szybkość wydzielania się pęcherzyków gazu.

• Przyłóż rozżarzone łuczywko do wylotu kolby.

• Obserwuj zmiany.

Uwaga: Stężenie ${\text{H}}_2{\text{O}}_2$ może być dowolne. Przy zastosowaniu wysokich stężeń, jak dla perhydrolu, reakcja przebiega gwałtownie, a substancja jest silnie żrąca.

Szkło i sprzęt laboratoryjny: kolba stożkowa, pipeta, zapalniczka/zapałki, łuczywko.

Odczynniki chemiczne: ${\text{MnO}}_2$, ${\text{H}}_2{\text{O}}_2$

3. Instrukcja do doświadczenia nr 2:

• W probówce umieść gotowy wodorotlenek miedzi(II) (lub przygotowujemy go „in situ” gdyż jest nietrwały). (Do przygotowania wodorotlenku miedzi(II) potrzebny jest roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) oraz roztwór wodorotlenku sodu. Oba te składniki mieszamy ze sobą. Zauważamy, że wytrąca się galaretowaty osad - wodorotlenek miedzi(II)).

• Tak przygotowaną próbkę ogrzewaj w płomieniu palnika.

• Obserwuj zmiany.

Szkło i sprzęt laboratoryjny: probówki, zlewki, bagietka, statyw do probówek, palnik, zapałki/zapalniczka, łapa do probówek.

**Odczynniki chemiczne: **woda, roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), roztwór wodorotlenku sodu, wodorotlenek miedzi(II)