Produced with Scholar
Icon for Διαλύματα-Μονάδες περιεκτικότητας δ/των-Αραίωση-Ανάμιξη δ/των της ίδιας ουσίας-Διαλυτότητα

Διαλύματα-Μονάδες περιεκτικότητας δ/των-Αραίωση-Ανάμιξη δ/των της ίδιας ουσίας-Διαλυτότητα

Διαλύματα-Μονάδες περιεκτικότητας-Αραίωση δ/τος-Ανάμιξη δ/των της ίδιας ουσίας-Διαλυτότητα

Learning Module

Abstract

Σχετικά με αυτή τη Μαθησιακή Ενότητα Περιγραφή Ο εκπ/κός, με τους μαθητές σε ομάδες των 4, στο εργαστήριο των Φ.Ε. αξιοποιεί κατάλληλα τα όργανα, τα αντιδραστήρια, τον Η/Υ, το βιντεοπροβολέα ώστε να διδάξει με ενιαίο, ανακαλυπτικό τρόπο τις μονάδες περιεκτικότητας δ/των. Η διαδικασία στο εργαστήριο θυμίζει μια σκυταλοδρομία καθώς μια ομάδα παρασκευάζει το διάλυμα Δ1 μια άλλη αραιώνει ένα μέρος του και μια τελευταία αναμιγνύει κατάλληλα μέρος των Δ1 και Δ2 για να πάρουμε το Δ3. Γνωστικό Πεδίο Χημεία Α΄ Λυκείου Θέμα Διαλύματα

Γνωστικοί Στόχοι

Ως αποτέλεσμα της ολοκλήρωσης αυτής της Μαθησιακής Ενότητας, οι μαθητές θα είναι ικανοί να:

--Χρήση εργ. οργάνων-Αντιδραστηρίων-Λογισμικού Χημείας

Να αποκτήσουν οι μαθητές δεξιότητες στη ζύγιση στερεού, τη ζύγιση δ/τος, τη διάλυση στερεού, την παρασκευή δ/τος, την αραίωση δ/τος, την ανάμιξη δ/των της ίδιας ουσίας.
Τους καθοδηγούμε στη χρήση του λογισμικού   στη διάρκεια λειτουργίας του εικονικού εργαστηρίου.

--Ορισμός:Διάλυμα-Κατηγορίες δ/των-Διαλυτότητα-Μονάδες περιεκτικότητας

Δείχνουμε παραδείγματα τροφίμων ή ποτών και αναλύουμε τις μονάδες περιεκτικότητάς τους είτε μέσω μιας παρουσίασης είτε με δ/τα από την καθημερινή ζωή (ξύδι 6% v/v,  γάλα 3,5%w/v λιπαρά....)

-Αναλύουν τις %w/w,%w/v,%v/v,C, Διαλυτότητα.

Διδάσκουμε με χρήση καθημερινών ειδών (τρόφιμα, ποτά, φάρμακα....) τι περιέχουν αυτά (ακόρεστα κορεσμένα λιπαρά, πρωτείνες, αλκοόλη,...) ώστε να εθιστούν να διαβάζουν τη σύστασή τους.

Υπολογισμοί: %w/w,%w/v, %v/v, C, αναλογίες όγκων

Θέτουμε προς αξιολόγηση απλά προβλήματα, παρασκευής-αραίωσης-ανάμιξης δ/των στα οποία ζητάμε να εφαρμόσουν τη λογική της εργαστηριακής προσέγγισης του θέματος για να ανακαλέσουν τις τεχνικές που εφάρμοσαν.

1. Ταξινόμηση της ύλης-Δ/τα-%w/w,w/v,v/v

Για το μαθητή

  • Συμπληρώνετε σε φύλλο εργασίας τις απαντήσεις σας. Συζητάτε και αποφαίνεσθε.
  • Σημειώνετε τις διαφορές χημικών ενώσεων-μιγμάτων.
  • Υπολογίζετε και σημειώνετε την %w/v περιεκτικότητα του γάλακτος σε λίπη...
  • Υπολογίζετε και σημειώνετε τα συνολικά ml αλκοόλης στο ποτό.

Για το δάσκαλο

  • Από ένα μεγάλο αριθμό ειδών (καθαρό οινόπνευμα,υδροβολέας με Η2Ο,μεταλλικός Zn, γάλα,καφές, ξύδι εμπορίου...) που βλέπουν σε παρουσίαση ή στον πάγκο του εργαστηρίου ζητάμε από τους μαθητές να τα διακρίνουν σε καθαρές ουσίες και σε μίγματα.
  • Ζητάμε να διακρίνουν τα ομογενή μίγματα από τις ενώσεις και να βρούν τις διαφορές τους.
  • Προβάλλουμε τη σύσταση ενός προιόντος π.χ. γάλα με ....g/100ml πρωτείνες, ....g/100ml λίπη και ζητάμε την % w/v περιεκτικότητα.
  • Ομοια με ένα ποτό (π.χ. μπύρα 6%v/v σε αλκοόλη) και ζητάμε τα συνολικά ml αλκοόλης στα 500ml της μπύρας.

Σκοπός

Να ανακαλέσουν στη μνήμη τους τις μορφές της ύλης (καθαρές ουσίες-μίγματα) από τη Β΄Γυμνασίου.

Να αναγνωρίζουν τις μονάδες περιεκτικότητας δ/των σε ετικέτες.

Προαπαιτούμενα

Μάζα, όγκος, μονάδες, μέτρηση μάζας, μέτρηση όγκου, χρήση του ηλεκτρονικού ζυγού.

Εκπαιδευτικό Υλικό

Μια παρουσίαση του Power Point

Εναλλακτικά δείχνουμε τρόφιμα, ποτά, σκευάσματα φαρμακευτικά,... που αναγράφουν τη σύστασή τους.

Απιονισμένο νερό, ζάχαρη, οινόπνευμα καθαρό

Συμβουλές διδασκαλίας

Μπορούμε από κάθε ομάδα να ζητήσουμε να παρασκευάσει ένα διάλυμα σε συνεργασία και να επικολλήσουν ετικέτα με την περιεκτικότητά του.

Η 1η ομάδα  100 g δ/τος περιεκτικότητας 1% w/w σε ζάχαρη

Η 2η ομάδα 100 ml δ/τος 2% w/v σε ζάχαρη

Η 3η ομάδα 100 ml δ/τος 3% v/v σε οινόπνευμα κ.λ.π.

2. Διαλυτότητα

Για το μαθητή

Συμπληρώνετε στο φύλλο αξιολόγησης το πιο ευδιάλυτο και πιο δυσδιάλυτο στερεό.   Εξασκείσθε να διακρίνετε τα ευδιάλυτα από τα δυσδιάλυτα στερεά.

Διαπιστώνετε πειραματικά τη διαλυτοποίηση της ζάχαρης σε ζεστό και σε κρύο νερό και σημειώνετε πως επιδρά η θερμοκρασία στη διαλυτοποίησή της.

Για το δάσκαλο

Ορίζουμε τη διαλυτότητα και τους παράγοντες που την επηρεάζουν.
Από μια λίστα στερεών που δίνεται η διαλυτότητά τους ζητείται να βρούν το πιο ευδιάλυτο και το πιο δυσδιάλυτο.
Με κατάλληλες ερωτήσεις καθοδηγούμε τους μαθητές να διαπιστώσουν πως επιδρά η θερμοκρασία η πίεση και η φύση των ουσιών στη διαλυτότητα.
Ζητάμε από την 3η ομάδα μαθητών να διαλύσει 5 g ζάχαρης ή μια κουταλιά μέλι σε 100 g ζεστό νερό (σε υδατόλουτρο) και από την 4η  σε 100 g παγωμένο νερό (παγόλουτρο).

Σκοπός

Να εξηγήσουμε τη διαλυτότητα ως τη μέγιστη ποσότητα σε g ή σε mol δ/νης ουσίας σε ορισμένη ποσότητα διαλύτη και σε καθορισμένες συνθήκες

Προαπαιτούμενα

  • Εννοια του διαλύτη, της διαλυμένης ουσίας, της διαλυτοποίησης στερεού, αερίου στο νερό...
  • Μάζα, όγκος, αριθμός mol.

Εκπαιδευτικό Υλικό

Πίνακας με τη διαλυτότητα στερεών. Ζάχαρη, παγωμένο νερό, ζεστό νερό.

Συμβουλές διδασκαλίας

Απευθύνουμε κατευθυντήριες ερωτήσεις ώστε νε διαπιστώσουν πως επηρεάζεται η διαλυτότητα και από ποιους παράγοντες όπως:
Πότε διαλύεται ευκολότερα το αλάτι σε ζεστό ή σε κρύο νερό;
Πότε ένα αεριούχο αναψυκτικό έχει μεγαλύτερη σπιρτάδα, όταν είναι παγωμένο ή όταν έχει ζεσταθεί;
Πότε η σαμπάνια περιέχει μεγαλύτερη ποσότητα διαλυμένου CO2, όταν την έχουμε ανοίξει ή όταν είναι κλειστή; κ.λ.π.

3. Συγκέντρωση δ/τος (Molarity)

Για το μαθητή

Θα υπολογίσετε τις συγκεντρώσεις δ/των γνωρίζοντας κάθε φορά την ποσότητα και τον όγκο του δ/τος.

Παρασκευάζετε το Δ1, το ζυγίζετε και επικολλάτε την ετικέτα με την %w/v και τη συγκέντρωσή του C1 σε CuSO4*5H2O αφού την υπολογίσετε.

Για το δάσκαλο

Σε μιά δεύτερη διδακτική ώρα

Ορίζουμε τη συγκέντρωση δ/τος και ζητάμε σε συγκεκριμένα απλά παραδείγματα να την υπολογίζουν (π.χ. 1mol σε 2lt ...).
Ζητάμε από την 1η ομάδα να παράσκευάσει το διάλυμα (Δ1) δηλ. 2,5 g CuSO4*5H2O σε μια ογκομετρική φιάλη των 100ml  με την απαιτούμενη προσοχή (γάντια...) και βοηθάμε στη διαλυτοποίηση με περιδίνηση της ογκομετρικής φιάλης.Ρωτάμε την %w/v περιεκτικότητα του Δ1 σε CuSO4*5H2Ο και αν ζυγίσουν το Δ1 την πυκνότητά του (m=101,5g).
Δίνοντας τη Mr ≈ 250 για το CuSO4*5H2O ζητάμε να υπολογίσουν τη συγκέντρωση του Δ1.

Σκοπός

  • Να εξηγούν την έννοια της συγκέντρωσης (C) δ/τος.
  • Να υπολογίζουν από την ποσότητα δ/νης ουσίας και τον όγκο του δ/τος τη συγκέντρωσή του.
  • Να συσχετίζουν την % w/v με τη C και να μετατρέπουν εύκολα τη μια στην άλλη.

Προαπαιτούμενα

  • Μάζα, όγκος, πυκνότητα,μονάδες
  • Ζύγιση στερεού, δ/τος.
  • Υπολογισμός αριθμού mol

Εκπαιδευτικό Υλικό

  • Ζυγός, ύαλος ωρολογίου, γιάλινο χωνί, ογκομετρική φιάλη των 100 ml, υδροβολέας με απιονισμένο νερό.
  • 2,5 g CuSO4*5H2O.

Συμβουλές διδασκαλίας

Επεμβαίνουμε για να δείξουμε πως διαλυτοποιείται το στερεό CuSO4*5H2O με περιδίνηση της ογκομετρικής φιάλης.

4. Αραίωση Δ/τος

Για το μαθητή

Συνεργάζεσθε για να παρασκευάσετε το Δ2 με αραίωση του Δ1. Θα μεταφέρετε με σιφώνιο  10 ml του Δ1 σε μια άλλη ογκομετρική φιάλη των 100 ml και θα συμπληρώσετε με νερό από τον υδροβολέα μέχρι τη χαραγή (διάλυμα Δ2).

Υπολογίζετε τις %w/v και C2 και επικολλάτε την ετικέτα στη φιάλη.

Εξάγετε τη σχέση που συνδέει τις C1 και C2:
C2*V2 = C1*V1

Για το δάσκαλο

Ζητάμε από την 3η ομάδα μαθητών να μεταφέρει 10 ml του δ/τος Δ1 σε άλλη ογκομετρική φιάλη των 100ml  και να προσθέσει νερό μέχρι τη χαραγή (διάλυμα Δ2). Δεν ξεχνάμε τη ζύγισή του Δ2.
Με κατάλληλες ερωτήσεις μας καταλήγουν στην %w/v, την πυκνότητά του και τη C2 του αραιωμένου δ/τος.
Βοηθάμε να εξάγουν τη σχέση που συνδέει τις συγκεντρώσεις
C2*V2 = C1*V1

Σκοπός

Να εξοικειωθούν με την τεχνική της αραίωσης δ/τος

Εκπαιδευτικό Υλικό

  • Ογκομετρική φιάλη των 100 ml
  • Υδροβολέας με απιονισμένο νερό
  • Ζυγός
  • Σιφώνιο των 10 ml, ποάρ (φούσκα)
  • Χωνί

Συμβουλές διδασκαλίας

  • Δίνουμε οδηγίες στη χρήση του σιφωνίου
  • Κατευθύνουμε στους υπολογισμούς της %w/v, της C2 και της πυκνότητας του Δ2(αραίωση 10 φορές του Δ1).

Αναστοχασμοί

  • Η πυκνότητα του Δ2 βρέθηκε μικρότερη της πυκνότητας του Δ1 γιατί άραγε;
  • Το χρώμα του Δ2 σε σχέση με τοχρώμα του Δ1 γιατί είναι διαφορετικό;

5. Ανάμιξη δ/των της ίδιας ουσίας

Για το μαθητή

Θα παρασκευάσετε το διάλυμα Δ3:

Θα μεταφέρετε 25 ml από το Δ1 και άλλα τόσα από το Δ2 σε ογκομετρική φιάλη των 50 ml.

Θα υπολογίσετε τις %w/v και Cτ του Δ3.

Θα εξάγετε την εξίσωση που συνδεέι τις συγκεντρώσεις και τους όγκους:

Cτ*Vτ = C1*V1 + C2*V2.

Θα συγκρίνετε τη χρωματική διαβάθμιση για να εξετάσετε, αν αυτή συμφωνεί με τις συγκεντρώσεις που υπολογίσατε.

Για το δάσκαλο

Ζητάμε από την 5η ομάδα να παρασκευάσει το διάλυμα Δ3:
Μεταφέρουν 25 ml από το Δ1 και 25 ml από το Δ2 σε μια ογκομετρική φιάλη των 50 ml. Ζυγίζουν και υπολογίζουν την πυκνότητα του Δ3.
Με κατάλληλες ερωτήσεις καθοδηγούμε τους μαθητές να υπολογίσουν τις %w/v, Cτ του Δ3 και να εξάγουν την εξίσωση ανάμιξης δ/των της ίδιας ουσίας:
Cτ*Vτ = C1*V1 + C2*V2.
Ζητάμε να συγκρίνουν τα Δ1,Δ2,Δ3 ως προς τη χρωματική διαβάθμιση αφού τα φέρουν μπροστά σε περίοπτη θέση. Ετσι διαπιστώνουν όλοι ότι οι συγκεντρώσεις που υπολόγισαν συμφωνούν και με τη χρωματική διαβάθμιση.

Σκοπός

Συνδυάζουν κατάλληλα τις % w/v, ή τις C1, C2 των Δ1 και Δ2 για να παρασκευάσουν το διάλυμα Δ3 καθορισμένης συγκέντρωσης Cτελ.

Εκπαιδευτικό Υλικό

  • Διαλύματα Δ1 και Δ2
  • Ογκομετρική φιάλη των 50 ml
  • Σιφώνια των 5 και 20 ml, ποαρ
  • Ζυγός

Αναστοχασμοί

Ζητάμε απευθυνόμενοι στους μαθητές

Στάσου και σκέψου:

  • Η τιμή της πυκνότητας του Δ3 που υπολογίσατε συμφωνεί με τις προβλέψεις σας;
  • Αναμένατε η Cτελ να έχει τιμή μεγαλύτερη της C1 ή μικρότερη της C2 ;
  • Συγκρίνετε τα χρώματα των Δ1,Δ2,Δ3. Η χρωματική  διαβάθμιση επαληθεύει τις προβλέψεις σας;

6. Παρασκευή των Δ1,Δ2,Δ3 με το IrYdium

Για το μαθητή

Θα παρασκευάσετε με το εικονικό εργαστήριο IrYdium τα δ/τα Δ1, Δ2, Δ3 για να επαληθεύσετε τις συγκεντρώσεις που υπολογίσατε με την  καθοδήγηση του καθηγητή σας, ή για να αναθεωρήσετε πιθανά λάθη.

Για το δάσκαλο

Εαν έχει εγκατασταθεί στον Η/Υ το IrYdium στην αίθουσα του εργαστηρίου Φ.Ε. τότε καλούμε ένα μαθητή που έχει εξοικείωση και τον καθοδηγούμε να παρασκευάσει τα δ/τα Δ1,Δ2,Δ3. Μπορούμε να καλούμε διαδοχικά περισσότερους μαθητές.
Η δραστηριότητα μπορεί αλλιώς να λάβει χώρα  στο εργαστήριο πληροφορικής σε ομάδες των 3 σε μια τρίτη διδακτική ώρα.
Η χρήση του λογισμικού βοηθά να διαπιστώνουν οι μαθητές απ'ευθείας στο κάτω δεξιό μέρος τις συγκεντρώσεις της δ/νης ουσίας (των ιόντων της) και να ζυγίζουν με ακρίβεια  3 δεκαδικών ψηφίων σε αντίθεση με τον ηλεκτρονικό ζυγό (1 δεκαδικό ψηφίο). Ετσι θα ζητήσουμε να ζυγίσουν 2.495 g CuSO4*5H2O αντί των 2,5 g στο πραγματικό εργαστήριο και θα δώσουμε την ακριβή      

Mr = 249.5 για το CuSO4*5H2O.

Σκοπός

Θα επαληθεύσουν τις τιμές των C1,C2, Cτελ επαναλαμβάνοντας την εργαστηριακή διαδικασία με το λογισμικό IrYdium.

Προαπαιτούμενα

  • Χρήση του Η/Υ
  • Εξοικείωση με το λογισμικό IrYdium vlab

Εκπαιδευτικό Υλικό

  • Η/Υ
  • Βιντεοπροβολέας
  • Οθόνη
  • Εργαστηριακός οδηγός Χημείας Α΄Λυκείου
  • IrYdium vlab

7. Ευχαριστίες

Αντώνης Γεωργιάδης, Γιάννης Αργύρης

Μαθησιακή Εστίαση

Secondary School Level – Physics

Σύμφωνα με τις οδηγίες του Π.Ι. για το σχολ. έτος 2010-11 στο μάθημα Χημείας Α΄Λυκείου και στο ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ποτείνεται να διδαχθεί πρώτα η §4.1 "Βασικές έννοιες για τους χημικούς υπολογισμούς:  Σχετική ατομική μάζα Ar,σχετική Μοριακή μάζα Mr, mol,αριθμός Avogadro ΝΑ, Γραμμομοριακός όγκος Vmol".
Στη συνέχεια,  η υποενότητα του 1ου Κεφαλαίου "Διαλύματα-Περιεκτικότητες δ/των" και  να ακολουθήσουν η §4.3 "Συγκέντρωση δ/τος-Αραίωση-Ανάμιξη δ/των της ίδιας ουσίας".
Σκοπός της μαθησιακής ενότητας είναι να διασυνδέσει το 1ο και το 4ο Κεφάλαια δίνοντας στον εκπ/κό τη δυνατότητα με ενιαίο τρόπο να δομηθούν οι μονάδες περιεκτικότητας δ/των και να εκφράζονται αυτές ταυτόχρονα από τους μαθητές.

Γνωστικό Πεδίο

Χημεία Α΄ Λυκείου

Σκοπός της Μάθησης

Διαλύματα

Μαθησιακό επίπεδο

Ηλικία 15-16

 

Σκοπός της μαθησιακής ενότητας είναι να διασυνδέσει το 1ο και το 4ο Κεφάλαιο δίνοντάς σας τη δυνατότητα, να συσχετίζετε μεταξύ τους τις μονάδες περιεκτικότητας δ/των, ώστε να τις εκφράζετε εύκολα και να μετατρέπετε τη μια μορφή περιεκτικότητας σε άλλη.

Γνωστικό Πεδίο

Χημεία Α΄ Λυκείου

Σκοπός της Μάθησης

Διαλύματα

Μαθησιακό Επίπεδο

Ηλικία 15-16