1 | Strona Protokół doświadczenia – scripted inquiry III etap

Protokół doświadczenia – scripted inquiry
III etap – GIMNAZJUM
ZADANIE 3
1. Odniesienie do Podstawy Programowej
a) Cele kształcenia
 Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji.
Uczeń pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii
informacyjno-komunikacyjnych.
 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów.
Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych; zna związek
właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływ na środowisko naturalne;
wykonuje proste obliczenia dotyczące praw chemicznych.
 Opanowanie czynności praktycznych.
Uczeń bezpiecznie posługuje się prostym sprzętem laboratoryjnym i podstawowymi odczynnikami
chemicznymi; projektuje i przeprowadza proste doświadczenia chemiczne.
b) Treści nauczania
Uczeń:
 1.4: wyjaśnia różnice pomiędzy pierwiastkiem a związkiem chemicznym;
 1.6: posługuje się symbolami (zna i stosuje do zapisywania wzorów) pierwiastków: H, O, N, Cl, S, C, P, Si,
Na, K, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu, Al, Pb, Sn, Ag, Hg;
 2.12: definiuje pojęcie wartościowości jako liczby wiązań, które tworzy atom, łącząc się z atomami innych
pierwiastków; odczytuje z układu okresowego wartościowość maksymalną dla pierwiastków grup: 1., 2.,
13., 14., 15., 16. i 17. (względem tlenu i wodoru);
 3.1: opisuje różnice w przebiegu zjawiska fizycznego i reakcji chemicznej; podaje przykłady zjawisk
fizycznych i reakcji chemicznych zachodzących w otoczeniu człowieka; planuje i wykonuje doświadczenia
ilustrujące zjawisko fizyczne i reakcję chemiczną;
 3.3: definiuje pojęcia: reakcje egzoenergetyczne (jako reakcje, którym towarzyszy wydzielanie się energii
do otoczenia, np. procesy spalania) i reakcje endoenergetyczne (do przebiegu których energia musi być
dostarczona, np. procesy rozkładu – pieczenie ciasta);
 5.1: bada zdolność do rozpuszczania się różnych substancji w wodzie;
 8.1: wymienia naturalne źródła węglowodorów;
 8.4: obserwuje i opisuje właściwości fizyczne i chemiczne (reakcje spalania) alkanów na przykładzie
metanu i etanu;
 8.5: wyjaśnia zależność pomiędzy długością łańcucha węglowego a stanem skupienia alkanu;
 8.7: opisuje właściwości (spalanie, przyłączanie bromu i wodoru) oraz zastosowania etenu i etynu;
 8.8: projektuje doświadczenie pozwalające odróżnić węglowodory nasycone od nienasyconych;
2. Słowa kluczowe – terminy, które Uczeń:
a) powinien znać przystępując do zajęć: destylacja, szereg homologiczny alkanów (C5-C7), temperatura
wrzenia, parowanie, rozpuszczalność, bromowanie, palność, problem badawczy, hipoteza, wniosek,
warunki doświadczenia, próba kontrolna, próba badawcza.
b) przyswoi w czasie zajęć: benzyna, benzyna ekstrakcyjna (lekka), otrzymywanie roztworu bromu.
1|Strona
Przykład myślenia krytycznego
IBSE
Destylacja jest metodą rozdzielania ciekłej mieszaniny wieloskładnikowej poprzez odparowanie, a następnie
skroplenie jej składników. Stosuje się ją w celu wyizolowania lub oczyszczenia jednego lub więcej związków
składowych. Proces wykorzystuje różną lotność względną składników mieszaniny.
Żeby dokonać satysfakcjonującego rozdziału należy pamiętać, żeby składniki miały wyraźne różnice
w temperaturach wrzenia. Dobrą mieszaniną jest np. benzyna ekstrakcyjna (zawierająca węglowodory od 5 do 7
atomów węgla).
Główne składniki benzyny ekstrakcyjnej (lekkiej):
nazwa związku chemicznego
przybliżona temperatura wrzenia [ oC ]
pentan
36
heksan
69
heptan
98
Emilia Dobrowolska, Wybrane doświadczenia wykonywane w małej skali. Praca dyplomowa, Toruń 2014
Jakie związki chemii organicznej wchodzą w skład benzyny ekstrakcyjnej? Jakie pytania badawcze i procedury
doświadczalne pozwoliłyby Ci odpowiedzieć na to pytanie?
Przykładowe pytania:




Jakie doświadczenia można wykonać w celu rozdzielenia benzyny ekstrakcyjnej na składniki?
Jakie doświadczenia można wykonać w celu zbadania właściwości substancji, z których składa się benzyna?
Czy skład benzyny ekstrakcyjnej jest równo procentowy?
Inne: …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Przykładowe doświadczenia:






Ogrzewanie benzyny ekstrakcyjnej z zastosowaniem destylacji.
Badanie rozpuszczalności destylatu w wodzie i oleju.
Badanie palności produktu/produktów destylacji benzyny ekstrakcyjnej.
Obserwacja i badanie właściwości fizycznych produktu/produktów destylacji benzyny ekstrakcyjnej.
Działanie wodnym roztworem zawierającym brom na benzynę ekstrakcyjną.
Inne: …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
2|Strona
Protokół Scripted Inquiry
Karta pracy ucznia
imię i nazwisko uczestnika zajęć:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………
„Ropa w oczach dziecka”
1. Wprowadzenie
Destylacja jest metodą rozdzielania ciekłej mieszaniny wieloskładnikowej poprzez odparowanie, a następnie
skroplenie jej składników. Stosuje się ją w celu wyizolowania lub oczyszczenia jednego lub więcej związków
składowych. Proces wykorzystuje różną lotność względną składników mieszaniny.
Żeby dokonać satysfakcjonującego rozdziału należy pamiętać, żeby składniki miały wyraźne różnice
w temperaturach wrzenia. Dobrą mieszaniną jest np. benzyna ekstrakcyjna (zawierająca węglowodory od 5 do 7
atomów węgla).
Główne składniki benzyny ekstrakcyjnej (lekkiej):
nazwa związku chemicznego
przybliżona temperatura wrzenia [ oC ]
Pentan
36
Heksan
69
Heptan
98
Emilia Dobrowolska, Wybrane doświadczenia wykonywane w małej skali. Praca dyplomowa, Toruń 2014
Uwaga: należy pracować w ubraniu ochronnym z zastosowaniem regulaminu BHP pracowni chemicznej.
2. Problem badawczy doświadczenia
Czy benzyna ekstrakcyjna jest mieszaniną węglowodorów nasyconych, zawierających od 5 do 7 atomów
węgla w cząsteczce?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3. Możliwa/e hipoteza/e
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
3|Strona
4. Przebieg doświadczenia
a) przygotuj sprzęt i materiał do doświadczenia
Materiał badawczy (dla grupy):
benzyna ekstrakcyjna.
Sprzęt i odczynniki:





Ogrzewanie benzyny ekstrakcyjnej metodą destylacji: zestaw do destylacji w chemii w małej skali,
zlewka, czajnik, termometr, woda, korek, kamyczki wrzenne.
Badanie właściwości fizyko-chemicznych benzyny ekstrakcyjnej: folia aluminiowa, zapałki, łuczywo,
pipeta Pasteura, 2 probówki, łapy do probówek, woda, olej.
Badanie palności produktów destylacji benzyny ekstrakcyjnej: 1 probówka, folia aluminiowa, palnik,
zapałki, pipeta Pasteura.
Badanie rozpuszczalności w wodzie i oleju produktów destylacji benzyny ekstrakcyjnej: 4 probówki, łapy
do probówek, 2 pipety Pasteura, woda, olej.
Działanie roztworem zawierającym brom na benzynę ekstrakcyjną i produkty jej destylacji: folia
na dokumenty, karta pracy „załącznik nr 2”, wodny roztwór zawierający brom, heksan, dekin.
b) procedura
Ogrzewanie benzyny ekstrakcyjnej metodą destylacji
Zmontuj zestaw do destylacji w chemii w małej skali, składający się z: naczynia ogrzewanego, nasadki
do odprowadzania gazów, chłodnicy i odbieralnika. Do naczynia destylacyjnego wlej około 2 cm 3 benzyny
ekstrakcyjnej. Wrzuć niewielką ilość kamyczków wrzennych. Naczynie zamknij nasadką do odprowadzania
gazów, zamontuj chłodnicę, a jej wylot włóż do pustej probówki. Probówkę z nasadką umieść w zlewce
zaopatrzonej w termometr. Do zlewki wlej wody, kontrolując jej temperaturę (powinna wahać się pomiędzy
40 a 50 stopniami Celsjusza). Obserwuj zachowanie ogrzewanej mieszaniny. Kiedy z naczynia przestaną
wydzielać się pęcherzyki gazu, odbieralnik zamknij korkiem i odstaw na statyw. Podstaw nowy odbieralnik i wlej
do zlewki wodę zagrzaną do około 75-85 stopni Celsjusza. Kiedy zawartość naczynia destylacyjnego przestanie się
gotować rozmontuj zestaw i zakończ doświadczenie.
Badanie właściwości fizyko-chemicznych benzyny ekstrakcyjnej
Obejrzyj dokładnie naczynie z benzyną ekstrakcyjną. Określ jej zapach i wygląd. Przygotuj dwie probówki.
Do pierwszej wlej około 1 cm3 wody, a do drugiej taką samą ilość oleju. Do naczyń dodaj po około 1 cm3 benzyny
ekstrakcyjnej. Dokładnie wymieszaj zawartość probówek.
Badanie palności: do folii aluminiowej uformowanej na kształt „łódeczki” dodaj niewielką ilość benzyny
ekstrakcyjnej. Zbliż do cieczy zapaloną zapałkę.
Badanie palności produktów destylacji benzyny ekstrakcyjnej
Zbadaj palność wszystkich ciekłych produktów destylacji benzyny ekstrakcyjnej na sposób opisany dla badania
palności mieszaniny. Jeśli jakiś produkt był gazem zbadaj jego palność w probówce.
4|Strona
Badanie rozpuszczalności w wodzie i oleju produktów destylacji benzyny ekstrakcyjnej
Do probówek wlej po około 1 cm3 stosownie: do pierwszej wody, a do drugiej oleju. Wybierz jeden z ciekłych
produktów destylacji benzyny ekstrakcyjnej. Dodaj jego niewielką ilość do naczyń. Całość dokładnie wymieszaj.
Powtórz próby dla wszystkich ciekłych produktów destylacji.
Działanie roztworem zawierającym brom na benzynę ekstrakcyjną i produkty jej destylacji
Kartę pracy „załącznik nr 2” włóż w folię na dokumenty. Wykonaj doświadczenie zgodnie z oznaczeniami karty.
5. Dokumentacja doświadczenia (pomiary i obserwacje)
Zanotuj obserwacje dotyczące benzyny ekstrakcyjnej i jej składników:
wygląd
zapach
rozpuszczalność
w wodzie
rozpuszczalność
w oleju
benzyna
ekstrakcyjna
destylat z temp.
40-50 oC
destylat z temp.
75-85 oC
pozostałość
probówki
destylacyjnej
Określ palność benzyny i destylatu (jeśli związek lub mieszanina jest palna wpisz symbol „ √ ”. Jeśli nie - zaznacz
to poprzez wpisanie „ X ”. Jeśli nie udało Ci się zbadać danej cechy napisz „nie zbadano”).
palność
cechy płomienia
benzyna
ekstrakcyjna
destylat z temp.
40-50 oC
5|Strona
palność
cechy płomienia
destylat z temp.
75-85 oC
pozostałość
probówki
destylacyjnej
Odnieś się do obserwacji poczynionych przy pracy z „załącznikiem nr 2”. Wpisz barwy wodnego roztworu
zawierającego brom z konkretnymi odczynnikami:
próba badawcza
heksan
dekin
wodny roztwór zawierający brom
próba kontrolna
wodny roztwór zawierający brom
benzyna ekstrakcyjna
produkt destylacji
w temperaturze
………………………….…….
produkt destylacji
w temperaturze
………………………….…….
produkt destylacji
w temperaturze
………………………….…….
6. Analiza wyników
Korzystając ze zgromadzonych „pomiarów” wyciągnij stosowne wnioski, dotyczące postawionej hipotezy.

Wypisz podobne cechy produktów destylacji i samej benzyny ekstrakcyjnej
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
6|Strona

Wypisz różnice w cechach produktów destylacji i samej benzyny ekstrakcyjnej
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Dopisz nazwy systematyczne związków chemicznych oddestylowanych w wymienionych temperaturach
zakres
temperatur wrzenia
nazwa związku chemicznego
temp. 40-50 oC
temp. 75-85 oC
temp. powyżej 85 oC
Odnieś wnioski do problemu badawczego doświadczenia:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
7. Prezentacja i dyskusja nad wynikami
Przedstaw uzyskane wyniki. Przedyskutuj wyniki i problem związany z wnioskowaniem z innymi grupami.

Czy wyniki innych grup były takie same (podobne) czy inne?
[ ] TAKIE SAME

Czy materiał, na którym pracowały grupy był taki sam?
[ ] TAKI SAM

[ ] INNE
[ ] INNY
Czy to podnosi wiarygodność wyników, czy odwrotnie - zmniejsza ją?
[ ] PODNOSI
[ ] NIE PODNOSI
8. Wnioskowanie (z doświadczenia i metody jego wykonania)

Czy na podstawie analizy wyników możesz wyprowadzić wniosek?
[ ] TAK
[ ] NIE
7|Strona

Jeśli uważasz za możliwe wnioskowanie to sformułuj wniosek/wnioski z tego doświadczenia:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
9. Ewaluacja pracy
Jakie udoskonalenia w procedurze tego doświadczenia wprowadziłabyś/wprowadziłbyś, aby wyniki były
wiarygodniejsze, a wnioskowanie bardziej uprawnione?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
10. Odniesienie eksperymentu laboratoryjnego do życia codziennego
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
11. Kryteria oceny na zajęciach
wykonanie zadania
własna
ocena
ocena
zespołu
ocena
nauczyciela
praca w zespole
własna
ocena
ocena
zespołu
ocena
nauczyciela
prezentacja wyników
własna
ocena
ocena
zespołu
ocena
nauczyciela
Skala ocen: od 1 do 5, gdzie 1 to najsłabsza ocena, a 5 najwyższa
8|Strona