kako nastane kamen v vinskem sodu? - university of ljubljana · 2020. 9. 14. · natrijev klorid...

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul pripravil: Tanja Gnidovec, 2017; konzulenta: dr. Iztok Devetak in 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

Kako nastane kamen v vinskem sodu?

Vir: Wikipedia

Modul za poučevanje kemije v 8. razredu osnovne šole.

Povzetek PROFILES učni modul z naslovom Kako nastane kamen v vinskem sodu? je namenjen poučevanju vsebin ionskih reakcij. Učenci s pomočjo modula, z učenjem z raziskovanjem, ponovijo znanje o raztopinah, naučijo se prepoznati ionske reakcije, kot reakcije med ioni v raztopini ali talini, pri čemer nastane slabo topna snov (oborina) ali slabo disociirana snov. Svoje znanje v skupinah gradijo na podlagi uporabe različnih virov in literature, v eksperimentalnem delu pa se srečajo s konkretnimi primeri ionskih reakcij. Kompetence zananstvenega raziskovanja pridobivajo skozi načrtovanje in izvedbo lastnega eksperimenta, s katerim rešujejo problem, ki je bil predstvaljen v socio-naravoslovnem kontekstu.

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 Tanja Gnidovec (konzulenta: dr. Iztok Devetak in 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://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti


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










2

Učni cilji/kompetence povezani z vsebino modula; Učenci: - preko analize besedila prepoznajo vino kot raztopino različnih ionov in spoznajo

tiste, ki so ključni za nastanek vinskega kamna;

- preko eksperimentalnega dela spoznajo, kaj so ionske reakcije in kdaj potečejo;

- zasnujejo in izvedejo eksperiment, s katerim dokažejo, kako različni dejavniki

vplivajo na izločanje vinskega kamna;

- uporabljajo laboratorijske spretnosti;

- sodelujejo z drugimi učenci pri načrtovanju in izvajanju eksperimentralnega dela;

- opišejo opažanja in ugotovitve samostojnega eksperimentalnega dela;

- spoznajo, kaj so reaktanti in produkti ionskih reakcij in jih znajo pri posameznih

kemijskih reakcijah opredeliti;

- predstavijo kemijske reakcije na makroskopskem (opis opažanj),

submikroskopskem (modelni prikazi) in simbolnem nivoju (urejena enačba

kemijske reakcije).

Vsebina učnega načrta: 1. Spoznajo nastanek ionov iz atomov in razlikujejo med anioni in kationi. 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. 5. Uporabljajo eksperimentalnoraziskovalni pristop oziroma laboratorijske spretnosti

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

6. Razumejo kemijske reakcije z uporabo vizualizacijskih sredstev (modelov, animacij in submikroskopskih prikazov kemijskih reakcij) in se tako urijo v zapisovanju preprostih kemijskih reakcij z urejenimi kemijskimi enačbami (od makroskopskega (besednega), prek submikroskopskega (modelni prikazi) do simbolnega zapisa).

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, igra vlog, metoda iger in simulacije, učenje z računalnikom, ekskurzije);

- oblike (frontalna, indvidualna, delo v dvojicah, skupinsko delo);

- didaktični sistemi (timski pouk).





3

Predviden čas: 4 šolske ure (45 min)

Predznanje: Učenci naj bi že znali:

1. poznajo nastanek ionov iz atomov in razlikujejo med anioni in kationi,

2. razumejo nastanek ionske vezi,

3. na preprostih primerih razlikujejo med nastankom ionske vezi/ionske

spojine(kristala) in kovalentne vezi/molekule,

4. zgradba atoma: atomsko jedro in elektronska ovojnica(razporeditev elektronov po

lupinah(energijskih nivojih) in zunanji ali valenčni elektroni).





4

Aktivnosti učencev

Kako nastane kamen v vinskem sodu?

Ime in priimek: __________________________ Skupina: ____ Razred: ___

Zakaj se to učim?

Vir: Wikipedia Matevž se je letošnje trgatve zelo veselil, saj mu je dedek, ki je dolgoletni vinogradnik, obljubil, da mu bo lahko pomagal pri kletarjenju. Najprej mošt in nato vino, sta z dedkom spremljala vsak dan. Nekega dne, ko sta pretakala vino, da bi ga prezračila in tako ohranila aromo vina, pa je Matevž pri pomivanju lesenega vinskega soda opazil nekaj nenavadnega. Ves obupan je stekel k dedku in mu povedal, da potrebujeta nov sod, saj se je na stenah soda pojavila snov, trda kot kamen in je nikakor ne more odstraniti. Ker je bil dedek izkušen vinogradnik, je vnuku pojasnil, da je v sodu opazil vinski kamen, ki običajno nastane pri zorjenju vina. Kaj se je dogajalo v notranjosti soda, ko je vino zorelo? Zakaj se je na stenah nabral vinski kamen?

(1) Učni cilji: (1) razumejo nastanek ionske vezi; (2) znajo prepoznavati kemijske spremembe; (3) razumejo

kemijske spremembe kot kemijske reakcije oziroma kot snovne in energijske spremembe; (4) opredelijo reaktante in produkte kemijske reakcije.

(2) Učni dosežki: (1) prepoznajo kemijsko spremembo kot ionsko reakcijo; (2) razumejo nastanek ionske vezi; (3)

Znajo zapisati enačbe ionskih reakcij. (3) Predzanje: (1) poznajo zgradba atoma: atomsko jedro in elektronska ovojnica (razporeditev elektronov po

lupinah (energijskih nivojih) in zunanji ali valenčni elektroni); (2) razumejo nastanek ionov iz atomov in razlikujejo med anioni in kationi. (4) Viri: Učbeniki in splet, ki so vam na voljo. (5) Novi pojmi: (1) oborina, (2) ionska reakcija





5

Naloge učencev Tudi tebe zanima, kako se je v vinskem sodu pojavil kamen? Kaj se je dogajalo v sodu, ko je vino zorelo? Razdelite se v skupine po 3 ali 4 učence in raziščite, kaj se skriva za Matevževim problemom. V pomoč vam bodo spodnje naloge, ki vas bodo pripeljale do rešitve.

I. DEL 1. V skupini se pogovorite o izkušnjah s pridelavo vina.

2. Ste že kdaj pomagali pri trgatvi, kletarjenju? Ima kdo podobno izkušnjo kot

Matevž in njegov dedek?

3. S pomočjo zapiska iz Matevževega dnevnika letošnje pridelave vina ugotovite,

katere komponente vina so bile ključne za nastanek vinskega kamna in jih zapiši.

22. 10 . 2017 – pretakanje vina

Pretakanje vina je zelo pomembno, saj s tem vino prezračimo.

Preprečimo, da bi plini, žveplove spojine, ki so nastale pri alkoholnem

vrenju, pokvarile aromo vina. S pretakanjem dosežemo, da gredo plini z

neprijetnim vonjem v zrak in tako niso več prisotni v vinu. Odstranimo

tudi usedline, droži na dnu soda.

Med pomivanjem sodov sem na stenah opazil VINSKI KAMEN??? -

nastane med zorjenjem vina iz značilne vinske kisline (prisotna že v

grozdnih jagodah) v obliki hidrogentartratnega iona in ionom kalija

(vsebnost odvisna od vrste vinske trte in podlage na kateri raste), ki sta

poleg ostalih ionov pomembni komponenti raztopine vina.

Vir:Wikipedia





6

II. DEL Dedek je Matevžu povedal, katere sestavine v vinu so bile tiste, iz katerih je nastal vinski kamen. S pomočjo eksperimentov boš lahko preveril, kaj se dogaja med delci v raztopinah in kako je v vinu, ki je raztopina različnih majhnih delcev, prišlo do kamna na stenah soda. Da boš bolje razumel kaj se je zgodilo, pa si najprej preberi nekaj o raztopinah. RAZTOPINE Raztopina je homogena zmes dveh ali več snovi. Snov, ki jo je več, se imenuje topilo, druga snov ali snovi, ki jih je manj, ter so v topilu raztopljene, pa topljenec. Nastanek raztopine omogoča topnost snovi, to je lastnost, da se gradniki topljenca, ob tem, ko pridejo v stik z delci topila, porazdelijo med gradnike topila. Najbolj pogosto topilo je voda in takrat govorimo o vodnih raztopinah. Topila pa so lahko tudi druge snovi, kot npr. alkohol, bencin, triklorometan in druga. Z raztopinami se srečujemo vsak dan. V morski vodi je raztopnjenih 2 do 3,5% soli - natrijev klorid NaCl, magnezijev klorid MgCl2, magnezijev sulfat MgSO4, magnezijev bromid MgBr2 in kalcijev sulfat CaSO4. V gaziranih pijačah je raztopljen plin ogljikov dioksid CO2. V vinu so raztopljeni razni sladkorji, sulfidi S-, kovinski ioni kalija K+, natrija Na+, različne kisline, plini… IONSKE REAKCIJE Ionske reakcije so kemijske reakcije, ki potekajo v raztopini ali talini med ioni, ki so prosto gibljivi. Torej so lahko ioni - prisotni v različnih snoveh, ki med seboj reagirajo:

- v trdnem stanju (npr. rekcija med NaOH(s) in NH4Cl(s)),

- reakcija poteče med trdno snovjo in raztopino (reakcija med CaCO3(s) in H2SO4

(aq)),

- največkrat pa govorimo o ionskih reakcijah, ko reagirajo ioni v raztopinah.

Kako vemo, da je v naši raztopini potekla ionska reakcija? (1) če se ioni povežejo v trdno ionsko spojino, ki je v vodi netopna oz. zelo slabo

topna – t. i. oborina

(2) če se ioni povežejo v molekulo – slabo disociirana snov, ki je lahko v plinastem

stanju in raztopino zapusti ali pa je v topni obliki in ostane v raztopini





7

1. Nastanek slabo topne snovi – oborine:

- karbonati (CO32−): CaCO3, CuCO3

razen elementov I. skupine periodnega sistema in iona NH4+

- sulfati(IV) (SO32−)


- fosfati(V) (PO43−): Ca3(PO4)2

razen elementov I. skupine periodnega sistema in iona NH4+)

- sulfidi (S2-): CaS, MgS, BaS razen elementov I. in II. skupine periodnega sistema ter z ionom NH4+

- ionski hidroksidi (OH-): Ca(OH)2, Ba(OH)2, Cu(OH)2, Sr(OH)2.

razen elementov I. in II. skupine periodnega sistema ter z ionom NH4+

- spojine težkih kovin: AgX in PbX2 (pri čemer je X = Cl–1; Br–1; I–1)

Dobro topne snovi so:

- nitrati(V) (NO3-): NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2

- acetati (CH3COO-): CH3COOK, (CH3COO)2Mg

- amonijevi soli (NH4+): NH4Cl, (NH4)2SO4, (NH4)2S

- spojine elementov I.skupine periodnega sistema (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+): Na2S,

KCl

- soli, ki vsebujejo halogenidni anion (Cl–1; Br–1; I–1)

razen: AgCl, Hg2Cl2, PbCl2, AgBr, Hg2Br2, PbBr2, AgI, Hg2I2, PbI2

- ionski hidroksidi alkalijskih kovin: NaOH, KOH, LiOH

- sulfati(VI) (SO42-)

razen: BaSO4, SrSO4, PbSO4 in CaSO4

- Klorati(V) (ClO3-) in klorati(VII) (ClO4

-)

2. Nastanek slabo disociirane snovi:

- molekula vode

- šibke kisline: HCN (aq), H2S (aq), HF (aq), HNO2 (aq), HClO (aq), H3PO4 (aq),

HCOOH (aq) in CH3COOH (aq)

- šibke baze: NH3 (aq), metilamin CH3NH2 (aq), piridin C5H5N (aq), in fenilamin ali

ti. anilin C6H5NH2 (aq)

- plini: CO2 (g), H2S (g), NH3 (g)





8

Primer ionske reakcije med raztopinama, barijevim nitratom(V) in natrijevim sulfatom(VI) Zapis enačbe kemijske reakcije:

Ba(NO3)2 (aq) + Na2SO4 (aq) BaSO4 (s) + 2 NaNO3 (aq) Pri reakciji med raztopinama nastane slabo topna snov, t.i. oborina bakrov sulfat BaSO4 (s). Enačbo kemijske reakcije lahko zapišemo v ionski obliki:

Ba2+(aq) + 2 NO3‒(aq) + 2 Na+(aq) + SO42‒(aq) BaSO4(s) + 2 Na+(aq) + 2 NO3‒(aq)

V skrajšani ionski bliki zapisa enačbe kemijske reakcije, zapišemo samo ione, med katerimi je potekla kemijska reakcija in produkt, ki je nastal:

Ba2+ (aq) + SO42‒ (aq) BaSO4 (s)

S pomočjo spodnjih eksperimentov preveri ali med danimi snovmi poteče ionska reakcija:

A. Reakcija med vodno raztopino srebrovega nitrata in vodno raztopino natrijevega klorida. Kemikalije:

- srebrov nitrat AgNO3(s)

- natrijev klorid NaCl (aq)

- destilirana voda

Pripomočki:

- merilni valj

- lij

- filtrirni papir

Potek dela: V merilni valj nalij raztopino natrijevega klorida. Zgubaj filtrirni papir in ga

namesti v merilni valj, ki ga vstaviš v ustje merilnega valja. Nato na filtrirni

papir dodaj nekaj kristalov srebrovega nitrata in jih polij z destilirano vodo.

Opazuj, kaj se dogaja.





9

1. Zapiši opažanja.

2. Na podlagi opažanj sklepaj, ali je prišlo do ionske reakcije. Pomagaj si s

teoretičnimi izhodišči in zapiši kateri ioni v raztopinah lahko med sabo reagirajo.

Na podlagi ugotovitev zapiši, v katero skupino snovi bi uvrstil nastalo snov.

3. Z modeli atomov ponazori, kaj se je zgodilo z delci v raztopinah, ko smo ju

zmešali skupaj.

AgNO3 (aq) NaCl (aq)

Na spodnji povezavi si oglej animacijo kemijske reakcije, na submikrskopski ravni

delcev, med raztopino srebrovega nitrata in natrijevega klorida ter zapiši urejeno

enačbo kemijske reakcije, ki ponazarja dogajanje v merilnem valju:

https://www.facebook.com/tanja.gnidovec/videos/o.310282892797677/207012961

6336622/?type=2&theater&notif_t=video_processed&notif_id=1516603642360288

B. Reakcija med klorovodikovo kislino in kalcijevem karbonatom. Kemikalije:

- kalcijev karbonat CaCO3(s) - pesek

- klorovodikova kislina HCl (aq)

- apnica Ca(OH)2(aq)

Pripomočki:

- presesalna buča


https://www.facebook.com/tanja.gnidovec/videos/o.310282892797677/2070129616336622/?type=2&theater&notif_t=video_processed&notif_id=1516603642360288

https://www.facebook.com/tanja.gnidovec/videos/o.310282892797677/2070129616336622/?type=2&theater&notif_t=video_processed&notif_id=1516603642360288




10

- čaša

Potek dela: V presesalno bučo nasuj nekaj peska in gumijasto cevko, ki vodi iz

presesalne buče, potopi v apnico. Nato na pesek nakapljaj klorovodikovo

kislino in z zamaškom zapri presesalno bučo. Opazuj, kaj se dogaja.

1. Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije med raztopino in trdno snovjo pri

zgornjem eksperimentu.

2. Kako smo dokazali produkt, ki je nastal pri kemijski reakciji? Opiši.

3. Kako bi še lahko dokazal nastali produkt in potrdil, da je potekla ionska reakcija?

Legenda:

Kalcijev ion Ca2+

Kloridni ion Cl-

Atom ogljika C

Atom vodika H

Atom kisika O





11

Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja

1. Med katerimi delci poteče kemijska reakcija, ki ji pravimo ionska reakcija?

2. Kako vemo, kdaj je potekla ionska reakcija?

3. Ali ionske reakcije potekajo samo v raztopinah? Razloži.

Naloge za vajo

1. Katera od navedenih spojin je netopna v vodi? a) KNO3 b) Na3PO4 c) PbI2 d) AgNO3

1. Učenci so pri eksperimentalnem delu ugotavljali, kdaj potečejo ionske reakcije. Njihova naloga je bila, da poiščejo skrivno snov CuCO3(s), ki jo bodo prepoznali kot modro oborino. Pri kateri izmed spodnjih reakcij lahko pričakujemo pojav modre oborine? a) NaCl(aq) + CuCl(aq)

b) CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

c) Na2CO3(aq) + CuSO4(aq)

3. Dopolnite enačbe ionskih reakcij. a) Na2S(aq) + CuCl2(aq) _________(s) + NaCl(aq)

b) AgNO3(aq) + KBr(aq) ___________ (s) + KNO3 (aq)

c) H3PO4(aq) + 3NaOH(aq) Na3PO4(aq) + ___________(l)

d) CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + _________(g) + ________(l)





12

e) NH4Cl(aq) + KOH(aq) _________(g) + _________(l) + KCl(aq)

4. Zapiši produkte ionskih reakcij. Enačbo kemijske reakcije tudi uredi.

a) ___ H2SO4 + ___KOH ________ + ____________

b) ___MgCl2 + ___Na2CO3 _________ + ___________

c) ___AgNO3 + ___K2S __________ + ____________

d) ___Na2S + ___HNO3 __________ + ____________

5. ● Spodnji modeli prikazujejo reakcijo med dvema raztopinama. Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije med Na2S(aq) + Bi(NO3)3(aq) in jo dopolni z besednim zapisom.

+

+

Legenda:

Sulfidni ion S2-

Bizmuntov ion Bi3+

Natrijev ion Na+

Atom dušika N

Atom kisika O





13

Enačbo reakcije zapiši še v okrajšani ionski obliki.

● Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije med NaNO3 (aq) + K2SO4 (aq).

Enačbo reakcije zapiši še v okrajšani ionski obliki.

Ali razumem

V katerih snoveh potekajo ionske reakcije? Kdaj lahko trdimo, da je protekla ionska reakcija? Kaj se je zgodilo z delci, ki so vstopili v kemijsko reakcijo? Bi sedaj znal razložiti Matevžu, kako je nastal vinski kamen v njegovem sodu? Dedek mu je pojasnil, da so razlog za to majhni delci v vinu – ioni vinske kisline hidrogentartratni (COOH-C(OH)-C(OH)-COO-) in kalijevi ioni (K+). Kaj se je zgodilo z ioni v raztopini vina, da je Matevž na dnu soda opazil vinski kamen? Zapiši enačbo kemijske reakcije v okrajšani ionski obliki ter poimenuj reaktante in produkte.





14

III. DEL S pomočjo zgornjih nalog si lahko ugotovil, kaj se skriva za nastankom vinskega kamna. Izločanje le tega pa je odvisno od različnih dejavnikov, zlasti od vsebnosti kalija in vinske kisline, koncentracije alkohola, vsebnosti sladkorja in temperature. V skupini načrtujte eksperiment, s kateremi boste preverili, kako vsebnosti kalija in vinske kisline vpliva na količino izločenega vinskega kamna v Matevževem sodu. Zapišite raziskovalno vprašanje, kemikalije in laboratorijski inventar, ki ga boste potrebovali, strnite, kaj je vaša naloga, zapišite potek dela ter oblikujte tabelo z opažanji in sklepi.





15

Kako nastane kamen v vinskem sodu? Navodila za učitelja Glavni namen vseh PROFILES učnih modulov je, da se učenje začne na način, ki spodbudi interes učencev za učenje vsebine. To predstavlja ti. 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 naravoslovneo znanje je potrebno za nadaljnjo diskusijo o problemu in njegovi rešitvi. 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, drugi pa širše učenje o določenem problemu, ki izhaja iz doseganja ciljev izobraževanja (glej učne rezultate). Že definicija učneja z raziskovanjem vključuje dejstvo, da so učenci aktivni pri izgradnji svojega znanja. Takšen pristop zahteva nek "sprožilec", da raziskovanje steče in je v večini primerov raziskovalno vprašanje (ali vprašanja), ki jih v najboljših primerih učenci sami postavijo. Raziskovalno vprašanje nato vodi raziskovalno učenje. Raziskovalno učenje omogoča učencem, da najprej 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) zgodbo o Matevžu, ki je pri kletarjenju v vinskem sodu, na stenah opazil kamen. Ker je bil dedek izkušen vinogradnik, je vnuku pojasnil, da je v sodu opazil vinski kamen, ki običajno nastane pri zorjenju vina. Kaj se je dogajalo v notranjosti soda, ko je vino zorelo? Zakaj se je na stenah nabral vinski kamen? 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 izvege v skupinah po štiri učence). Učitelj vodi učence do učenja specifičnih naravoslovnih pojmov, kot jih predpisuje učni načrt za kemijo (glejte cilje učnega načrta zgoraj). 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:

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

gradnikov (delcev);

(2) poznajo simbol/formulo kot zapis za atom elementa/molekulo elementa oziroma

spojine;

(3) poznajo nastanek ionov iz atomov in razlikujejo med anioni in kationi;

(4) razumejo nastanek ionske vezi;

(5) na preprostih primerih razlikujejo med nastankom ionske vezi/ionske

spojine(kristala) in kovalentne vezi/molekule;





16

(6) poznajo zgradbo atoma: atomsko jedro in elektronska ovojnica(razporeditev

elektronov po lupinah(energijskih nivojih) in zunanji ali valenčni elektroni);

(7) znajo uporabljatieksperimentalnoraziskovalni pristop, laboratorijske spretnosti in

tehnike;

(8) znajo uporabljati različne modele in submikroskopske prikaze.

Glede na zgoraj navedeno drži, da ima socio-naravoslovni scenarij velik pomen pri uvajanju nadaljnjega učenja specifične naravoslovne vsebine modula, ki je v PROFILES 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 postaviti nekaj raziskovalnih vprašanj, kot na primer:

1. Kako se je kamen pojavil v sodu?

2. Kaj se je dogajalo v notranjosti soda, ko je vino zorelo?

3. Zakaj se je na stenah nabral vinski kamen?

Po opredelitvi raziskovalnih vprašanj, je v naslednjem koraku potrebno zasnovati raziskavo. Glede na vprašanja, moramo premisliti o vsebini raziskovalnega vprašanja in kako je mogoče opraviti meritve. Glede na tip modula, ki je strukturiran 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 rešitva pridobljenih z raziskovanjem. Ključna tema raziskovalnega dela je, ugotoviti kaj se dogaja med delci (hidrogentartratnimi in kalijevimi ioni) v raztopini vina, da se na stenah soda pojavi vinski kamen. 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 ionskih reakcijah, kako jih prepoznati, med katerimi delci potečejo in kaj so produkti. Besedilo v zvezi z vsebino modula je vključeno tudi v navodila za učitelja, in sicer v učiteljeve zapiske, kjer je podan 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: raztopine, nastanek ionov,ionske reakcije. Na koncu učenja z raziskovanjem, kjer se medsebojno povežejo obravnavani pojmi, ki sestavljajo učno vsebino Ionske reakcije, 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 učnim 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.





17

Učni cilji posamezne učne ure Učni cilji prve učne ure:

Učenci ponovitvijo značilnosti raztopin in nastanek ionov.

Učenci spoznajo teoretične osnove o ionskih reakcijah – kaj so ionske reakcije,

kdaj potečejo, kako zapišemo ionske reakcije.

Učni cilji druge učne ure:

Učenci preko analize besedila prepoznajo vino kot raztopino različnih ionov in

spoznajo tiste, ki so ključni za nastanek vinskega kamna.

Učenci preko eksperimentalnega dela spoznajo, kaj so ionske reakcije in kdaj

potečejo.

Učenci sodelujejo z drugimi učenci pri izvajanju eksperimentralnega dela.

Učenci uporabljajo laboratorijske spretnosti.

Učenci opišejo opažanja in ugotovitve samostojnega eksperimentalnega dela.

Učenci predstavijo ionske reakcije na makroskopskem (opis opažanj),


kemijske reakcije).

Učni cilji tretje učne ure:

Učenci razumejo ionske reakcije na makroskopskem (opis opažanj),


kemijske reakcije).

Učni cilji četrte učne ure:

Učenci na podlagi osvojenega znanja razumejo, zakaj je nastal vinski kamen.

Učenci zasnujejo in izvedejo eksperiment, s katerim dokažejo, kako različni

dejavniki vplivajo na izločanje vinskega kamna.

Doseganje zastavljenih kompetenc

Kompetenca Kompetenca je dosežena z...

1. Spretnosti raziskovalnega dela.

Delo z različnimi viri – zbiranje inforamcij, analiza in organizacija informacij Eksperimentalno delo – organiziranje in načrtovanje dela, opazovanje in sklepanje, interpretacija rezultatov eksperimenta





18

2. Komunikacijske (pisne, govorne) spretnosti.

Delo v skupinah/dvojicah Poročanje o ugotovitvah

3. Sposobnosti odločanja in argumentacije odločitev.

Interpretacija rezultatov eksperimentov Delo z različnimi viri Diskusija znotraj skupine/dvojice Načrtovanje eksperimenta o vplivu dejavnikov na izločanje vinskega kamna

4. Povezovanje konkretnih izkušenj na makroskopski ravni (opažanja) z razlago na mikroskopskem nivoju in z zapisi na simbolnem nivoju.

Eksperimentalno delo Zapis enačb kemijskih reakcij s simboli, z besedo ter ponazoritev kemijskih reakcij z modeli

5. Spretnosti varnega dela s snovmi in izvajanja laboratorijskih postopkov z zmožnostjo ocene dejavnikov tveganja pri uporabi le-teh.

Eksperimentalno delo





19

»Kako nastane kamen v vinskem sodu?«

Predlogi ocenjevanja Učitelj lahko preveri in oceni znanje učencev na različne načine. Pri tem lahko učitelj izbere in 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 razvite 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 poljubno kombinira in jih uporabi za formativno ocenjevanje. 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 – kompetence niso dosežene niti minimalno, √ = kompetence so minimalno dosežene in √√ = kompetence so 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.





20

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.





21

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 ponovijo značilnosti raztopin in nastanek ionov.

Razumejo, da je raztopina snov, ki jo gradita topilo in topljenec.

Na primerih iz življenja razumejo,da se v procesu raztapljanja delci topljenca porazdelijo med delce topila.

Razumejo, da ion nastane, če atom elementa sprejme (anion) ali odda (kation) elektron.

2

Učenci spoznajo teoretične osnove o ionskih reakcijah – kaj so ionske reakcije, kdaj potečejo, kako zapišemo ionske reakcije.

Razumejo, med katerimmi delci potečejo ionske reakcije.

Razumejo, kda potečejo ionske reakcije.

Razumejo zapis ionskih reakcij.

Predlogi nalog: Primer ionske reakcije med raztopinama, barijevim nitratom(V) in natrijevim sulfatom(VI) Zapis enačbe kemijske reakcije:

Ba(NO3)2 (aq) + Na2SO4 (aq) BaSO4 (s) + 2 NaNO3 (aq) Pri reakciji med raztopinama nastane slabo topna snov, t.i. oborina bakrov sulfat BaSO4 (s). Enačbo kemijske reakcije lahko zapišemo v ionski obliki:

Ba2+(aq) + 2 NO3‒(aq) + 2 Na+(aq) + SO42‒(aq) BaSO4(s) + 2 Na+(aq) + 2 NO3‒(aq)

V skrajšani ionski bliki zapisa enačbe kemijske reakcije, zapišemo samo ione, med katerimi je potekla kemijska reakcija in produkt, ki je nastal:

Ba2+ (aq) + SO42‒ (aq) BaSO4 (s)





22



Za nastanek vinskega kamna v sodu sta bila ključna hidrogentartratni in kalijev

ion.

2. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za vrednotenje; Učenci:


1

Učenci preko analize besedila prepoznajo vino kot raztopino različnih ionov in spoznajo tiste, ki so ključni za nastanek vinskega kamna.

Poznajo vino kot raztopino različnih ionov v alkoholu.

Vedo, da so kalijevi in hidrogentartratni ioni ključni za nastanek vinskega kamna.

2

Učenci preko eksperimentalnega dela spoznajo, kaj so ionske reakcije in kdaj potečejo.

Znajo na podlagi produkta prepoznati reakcijo kot ionsko reakcijo.

Znajo prepoznati reaktante in produkte pri ionskih reakcijah.

3

Učenci sodelujejo z drugimi učenci pri izvajanju eksperimentralnega dela.

Sodelujejo z drugimi v skupini pri skupnem delu.

Poskrbijo, da vsi člani skupine enakovredno sodelujejo pri načrtovanju in izvajanju eksperimentalnega dela.

Kažejo toleranco do članov skupine in jih spodbujajo.

4 Učenci uporabljajo laboratorijske spretnosti.

Do sebe in drugih delujejo varno pri delu.

Vzdržujejo urejeno in čisto delovno površino.

Uporabljajo laboratorijski inventar na varen način.

5

Učenci opišejo opažanja in ugotovitve samostojnega eksperimentalnega dela.

Znajo strniti opažanja eksperimentalnega dela.

Na podlagi opažanj, znajo prepoznati reakcijo kot ionsko rekacijo.





23

6

Učenci predstavijo ionske reakcije na makroskopskem (opis opažanj), submikroskopskem (modelni prikazi) in simbolnem nivoju (urejena enačba kemijske reakcije).

Znajo z modelnim prikazom pojsniti, kaj se je dogajalo med eksperimentom, ko je potekala ionska reakcija.

Znajo zapisati ionsko reakcijo z modelnim prikazom.

Znajo s simboli zapisati urejeno enačbo kemijske reakcije.

Predlogi nalog: A. Reakcija med vodno raztopino srebrovega nitrata in vodno raztopino natrijevega klorida.


Po dodatku raztopine srebrovega nitrata k raztopini natrijevega klorida je v

merilnem valju nastala bela oborina.




Pri eksperimentu je prišlo do ionske reakcije. V raztopini so med sabo reagirali

srebrovi in kloridni ioni. Nastala je trdna snov – oborina, ki je netopna snov.


zmešali skupaj.

AgNO3(aq) NaCl (aq)

Legenda:

Kloridni ion Cl-

Srebrov ion Ag+

Atom dušika N

Natrijev ion Na+

Atom kisika O





24

Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije, ki ponazarja dogajanje v merilnem valju:

AgNO3(aq) + NaCl(aq) NaNO3(aq) + AgCl(s)

B. Reakcija med klorovodikovo kislino in kalcijevem karbonatom.



2HCl(aq) + CaCO3(s) CO2(g) + H2O(l) + CaCl2 (aq)


Produkt, ki je nastal pri kemijski reakciji – plin ogljikov dioksid, smo dokazali tako,

da smo plin uvajali v apnico, ki je ob tem pomotnela.


Plin ogljikov dioksid bi lahko dokazali z gorečo trsko, ki bi ob prisotnosti plina

ugasnila.

3. učna ura



1

Učenci razumejo ionske reakcije na makroskopskem (opis opažanj), submikroskopskem (modelni prikazi) in simbolnem nivoju

Znajo z modelnim prikazom pojsniti, kaj se je dogajalo med eksperimentom, ko je potekala ionska reakcija.

Znajo zapisati ionsko reakcijo z modelnim prikazom.

Legenda:

Kalcijev ion Ca2+

Kloridni ion Cl-

Atom ogljika C

Atom vodika H

Atom kisika O

+ + +





25

(urejena enačba kemijske reakcije).

Znajo s simboli zapisati urejeno enačbo kemijske reakcije.

Predlogi nalog:





3. Dopolnite enačbe ionskih reakcij. a) Na2S(aq) + CuCl2(aq) CuS (s) + NaCl(aq)

b) AgNO3(aq) + KBr(aq) AgBr (s) + KNO3 (aq)

c) H3PO4(aq) + 3NaOH(aq) Na3PO4(aq) + H2O(l)

d) CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)

e) NH4Cl(aq) + KOH(aq) NH3(g) + H2O (l) + KCl(aq)


a) H2SO4 + 2 KOH 2H2O + K2SO4

b) MgCl2 + Na2CO3 MgCO3 + 2 NaCl

c) 2 AgNO3 + K2S Ag2S + 2 KNO3

d) Na2S + 2 HNO3 H2S + 2 NaNO3

5. ● Spodnji modeli prikazujejo reakcijo med dvema raztopinama.

Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije med Na2S(aq) + Bi(NO3)3(aq) in jo dopolni z besednim zapisom.





26

+

+

3 Na2S(aq) + 2 Bi(NO3)3(aq) Bi2S3(s) + 6 NaNO3 (aq) Natrijev sulfid + bizmuntov nitrat bizmuntov sufid + natrijev nitrat

Enačbo reakcije zapiši še v okrajšani ionski obliki. 3 S2-(aq) + 2 Bi3+(aq) Bi2S3(s) Sulfidni ioni + bizmuntovi ioni bizmuntov sulfid

● Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije med NaNO3 (aq) + K2SO4 (aq) in jo dopolni z besednim zapisom. NaNO3 (aq) + K2SO4 (aq) / ; reakcija ne poteče

Enačbo reakcije zapiši še v okrajšani ionski obliki. / ; reakcija ne poteče

4. učna ura



1

Učenci na podlagi osvojenega znanja razumejo, zakaj je nastal vinski kamen.

Prepoznajo kalijev in hidrogentartratni ion kot delca v raztopini vina, med katerima lahko poteče ionska reakcija.

Znajo zapisati enačbo kemijske reakcije nastanka vinskega kamna.

Produkt pri reakciji prepoznajo kot slabo topno snov – oborino (vinski





27

kamen).

2

Učenci zasnujejo in izvedejo eksperiment, s katerim dokažejo, kako različni dejavniki vplivajo na izločanje vinskega kamna.

Razumejo cilje eksperimentalnega dela in v skladu z njimi zanstveno načrtujejo eksperiment.

Izvedejo eksperimentalno delo v skladu s pripravljenim načrtom.

Zapišejo opažanja in oblikujejo sklepe.

Predlogi nalog: Bi sedaj znal razložiti Matevžu, kako je nastal vinski kamen v njegovem sodu?

Dedek mu je pojasnil, da so razlog za to majhni delci v vinu – ioni vinske kisline hidrogentartratni (COOH-C(OH)-C(OH)-COO-) in kalijevi ioni (K+). Kaj se je zgodilo z ioni v raztopini vina, da je Matevž na dnu soda opazil vinski kamen? Zapiši enačbo kemijske reakcije v okrajšani ionski obliki ter poimenuj reaktante in produkte.

V raztopini vina so med sabo reagirali hidrogentartratni (COOH-C(OH)-C(OH)-COO-) in kalijevi ioni (K+). Potekla je ionska reakcija. Pri tem je nastala netopna snov kalijev hidrogentartrat COOH-C(OH)-C(OH)-COOK – vinski kamen.

COOH-C(OH)-C(OH)-COO- (aq) + K+ (aq) COOH-C(OH)-C(OH)-COOK (s) hidrogentartratni ion + kalijev ion kalijev hidrogentartrat III. DEL S pomočjo zgornjih nalog si lahko ugotovil, kaj se skriva za nastankom vinskega kamna. Izločanje le tega pa je odvisno od različnih dejavnikov, zlasti od vsebnosti kalija in vinske kisline, koncentracije alkohola, vsebnosti sladkorja in temperature. V skupini načrtujte eksperiment, s kateremi boste preverili, kako vsebnosti kalija in vinske kisline vpliva na količino izločenega vinskega kamna v Matevževem sodu. Zapišite raziskovalno vprašanje, kemikalije in laboratorijski inventar, ki ga boste potrebovali, strnite, kaj je vaša naloga, zapišite potek dela ter oblikujte tabelo z opažanji in sklepi.





28

Primer zasnovanega in izpolnjenega poročila o eksperimentalnem delu: Raziskovalno vprašanje: Kako vsebnost kalija in vinske kisline vpliva na količino izločenega vinskega kamna?

Kemikalije: - vinska kislina različnih koncentracij – 0,5 M, 1M in 1,5 M COOH-C(OH)-C(OH)-

COOH (aq)

- raztopina kalijevega hidroksida različnih konc. - 0,5 M, 1M in 1,5 M KOH (aq)

Pripomočki:

- 3 čaše

- 3 steklene palčke

Naloga: Z mešanjem raztopin vinske kisline in kalijevega hidroksida različnih koncentracij ugotoviti, kako količina kalijevih in hidrogentartratnih ionov vpliva na količino izločenega vinskega kamna. Potek dela: Pripravimo tri 100 mL čaše. V prvi čaši pripravimo raztopino 1 – zmešamo 30 mL 0,5 M raztopine vinske kisline COOH-C(OH)-C(OH)-COOH in 30 mL raztopine 0,5 M kalijevega hidroksida KOH. V drugi čaši raztopino 2 pripravimo tako, da zmešamo 1 M raztopini vinske kisline in 0,5 M kalijevega hidroksida, raztopino 3 pa v tretji čaši pripravimo z mešanjem 1,5 M raztopin vinske kisline in 0,5 M kalijevega hidroksida. Opazujemo, kaj se dogaja v posameznih čašah in opažanja zapišemo. Poskus ponovimo še z različnimi koncentracijami raztopine kalijevega hidroksida. Opažanja in sklepi:

Opažanja…

čaša 1 Po mešanju raztopini vinske kisline in kalijevega hidroksida, se v novi raztopini pojavi bela slabo topna snov – oborina. Količina izločene oborine je manjša kot v čašah 2 in 3.

čaša 2 Po mešanju raztopini vinske kisline in kalijevega hidroksida, se v novi raztopini pojavi bela slabo topna snov – oborina. Količina izločene oborine je večja kot v čaši 1 in manjša kot v čaši 3.

čaša 3 Po mešanju raztopini vinske kisline in kalijevega hidroksida, se v novi raztopini pojavi bela slabo topna snov – oborina. Količina izločene oborine je večja kot v čašah 1 in 2.

Sklepi: Večja kot je koncentracija hidrogentartratnih in kalijevih ionov v raztopini, večja je količina izločene oborine – vinskega kamna.





29

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.





30

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.





31

»Kako nastane kamen v vinskem sodu?«

Zapiski učitelja RAZTOPINE Raztopina je homogena zmes dveh ali več snovi. Snov, ki jo je več, se imenuje topilo, druga snov ali snovi, ki jih je manj, ter so v topilu raztopljene, pa topljenec. Nastanek raztopine omogoča topnost snovi, to je lastnost, da se gradniki topljenca, ob tem, ko pridejo v stik z delci topila, porazdelijo med gradnike topila. Najbolj pogosto topilo je voda in takrat govorimo o vodnih raztopinah. Topila pa so lahko tudi druge snovi, kot npr. alkohol, bencin, triklorometan in druga. Z raztopinami se srečujemo vsak dan. V morski vodi je raztopnjenih 2 do 3,5% soli - natrijev klorid NaCl, magnezijev klorid MgCl2, magnezijev sulfat MgSO4, magnezijev bromid MgBr2 in kalcijev sulfat CaSO4. V gaziranih pijačah je raztopljen plin ogljikov dioksid CO2. V vinu so raztopljeni razni sladkorji, sulfidi S-, kovinski ioni kalija K+, natrija Na+, različne kisline, plini… NASTANEK IONOV Ion nastane iz atoma, s tem da le ta sprejme ali odda elektrone. Ion je zato nabit delec.

Nekateri atomi lažje sprejmejo elektrone in s tem postanejo negativno nabiti ioni,

ki jih imenujemo ANIONI (atomi elementov V.,VI. in VII. skupine periodnega

sistema).

Nekateriatomi pa elektrone lažje oddajajo in s tem postanejo pozitivno nabiti ioni

oz. KATIONI (atomi elementov I., II. In III. skupine periodnega sistema).

IONSKE REAKCIJE Ionske reakcije so kemijske reakcije, ki potekajo v raztopini ali talini med ioni, ki so prosto gibljivi. Torej so lahko ioni - prisotni v različnih snoveh, ki med seboj reagirajo:

- v trdnem stanju (npr. rekcija med NaOH(s) in NH4Cl(s)),

- reakcija poteče med trdno snovjo in raztopino (reakcija med CaCO3(s) in H2SO4

(aq)),

- največkrat pa govorimo o ionskih reakcijah, ko reagirajo ioni v raztopinah.

Kako vemo, da je v naši raztopini potekla ionska reakcija? (3) če se ioni povežejo v trdno ionsko spojino, ki je v vodi netopna oz. zelo slabo


(4) če se ioni povežejo v molekulo – slabo disociirana snov, ki je lahko v plinastem






32

3. Nastanek slabo topne snovi – oborine:

- karbonati (CO32−): CaCO3, CuCO3


- sulfati(IV) (SO32−)


- fosfati(V) (PO43−): Ca3(PO4)2

razen elementov I. skupine periodnega sistema in iona NH4+)

- sulfidi (S2-): CaS, MgS, BaS razen elementov I. in II. skupine periodnega sistema ter z ionom NH4+

- ionski hidroksidi (OH-): Ca(OH)2, Ba(OH)2, Cu(OH)2, Sr(OH)2.

razen elementov I. in II. skupine periodnega sistema ter z ionom NH4+

- spojine težkih kovin: AgX in PbX2 (pri čemer je X = Cl–1; Br–1; I–1)

Dobro topne snovi so:

- nitrati(V) (NO3-): NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2

- acetati (CH3COO-): CH3COOK, (CH3COO)2Mg

- amonijevi soli (NH4+): NH4Cl, (NH4)2SO4, (NH4)2S

- spojine elementov I.skupine periodnega sistema (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+): Na2S,

KCl

- soli, ki vsebujejo halogenidni anion (Cl–1; Br–1; I–1)

razen: AgCl, Hg2Cl2, PbCl2, AgBr, Hg2Br2, PbBr2, AgI, Hg2I2, PbI2

- ionski hidroksidi alkalijskih kovin: NaOH, KOH, LiOH

- sulfati(VI) (SO42-)

razen: BaSO4, SrSO4, PbSO4 in CaSO4

- Klorati(V) (ClO3-) in klorati(VII) (ClO4

-)

4. Nastanek slabo disociirane snovi:

- molekula vode

- šibke kisline: HCN (aq), H2S (aq), HF (aq), HNO2 (aq), HClO (aq), H3PO4 (aq),

HCOOH (aq) in CH3COOH (aq)

- šibke baze: NH3 (aq), metilamin CH3NH2 (aq), piridin C5H5N (aq), in fenilamin ali

ti. anilin C6H5NH2 (aq)

- plini: CO2 (g), H2S (g), NH3 (g)





33

Navodila in opozorila pri pripravi materiala za eksperimentiranje Učitelj pripravi kemikalije in laboratorijski inventar po postajah, za eksperiment A in B, ter za eksperiment, ki ga načrtujejo učenci samostojno. Učence pred začetkom opozori na opremo za varno laboratorijsko delo – halja, očala, rokavice. Ponovi rokovanje z nevarnimi snovmi. A. Reakcija med vodno raztopino srebrovega nitrata in vodno raztopino

natrijevega klorida.

Kemikalije: - srebrov nitrat AgNO3(s)

- natrijev klorid NaCl (aq)

- destilirana voda

Pripomočki:

- merilni valj

- lij

- filtrirni papir


Kemikalije: - kalcijev karbonat CaCO3(s) - pesek

- klorovodikova kislina HCl (aq)

- apnica Ca(OH)2(aq)

Pripomočki:

- presesalna buča

- čaša

Lasten eksperiment – vpliv koncentracije kalijevih in hidrogentartratnih ionov na

izločanje vinskega kamna.


COOH (aq)

- raztopina kalijevega hidroksida različnih konc. - 0,5 M, 1M in 1,5 M KOH (aq)

Pripomočki:

- 3 čaše






34

Rešitve nalog z delovnega lista za učence I. DEL



Za nastanek vinskega kamna v sodu sta bila ključna hidrogentartratni in kalijev

ion.

II. DEL A. Reakcija med vodno raztopino srebrovega nitrata in vodno raztopino natrijevega klorida.


Po dodatku raztopine srebrovega nitrata k raztopini natrijevega klorida je v

merilnem valju nastala bela oborina.




Pri eksperimentu je prišlo do ionske reakcije. V raztopini so med sabo reagirali

srebrovi in kloridni ioni. Nastala je trdna snov – oborina, ki je netopna snov.


zmešali skupaj.

Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije, ki ponazarja dogajanje v merilnem valju:

AgNO3(aq) + NaCl(aq) NaNO3(aq) + AgCl(s)





35




2HCl(aq) + CaCO3(s) CO2(g) + H2O(l) + CaCl2 (aq)


Produkt, ki je nastal pri kemijski reakciji – plin ogljikov dioksid, smo dokazali tako,

da smo plin uvajali v apnico, ki je ob tem pomotnela.


Plin ogljikov dioksid bi lahko dokazali z gorečo trsko, ki bi ob prisotnosti plina

ugasnila.

Vprašanja za utrjevanje znanja Ključna vprašanja

1. Med katerimi delci poteče kemijska reakcija, ki ji pravimo ionska reakcija?

Ionska reakcija poteče med ioni, ki so prosto gibljivi.

2. Kako vemo, kdaj je potekla ionska reakcija?

Ionska reakcija poteče:

- če se ioni povežejo v trdno ionsko spojino, ki je v vodi netopna oz. zelo

slabo topna – t. i. oborina

- če se ioni povežejo v molekulo – slabo disociirana snov, ki je lahko v

Legenda:

Kalcijev ion Ca2+

Kloridni ion Cl-

Atom ogljika C

Atom vodika H

Atom kisika O

+ + +





36

plinastem stanju in raztopino zapusti ali pa je v topni obliki in ostane v

raztopini

3. Ali ionske reakcije potekajo samo v raztopinah? Razloži.

Ionska reakcija poteče v raztopini ali talini med ioni, ki so prosto gibljivi.

Naloge za vajo





3. Dopolnite enačbe ionskih reakcij. a) Na2S(aq) + CuCl2(aq) CuS (s) + NaCl(aq)

b) AgNO3(aq) + KBr(aq) AgBr (s) + KNO3 (aq)

c) H3PO4(aq) + 3NaOH(aq) Na3PO4(aq) + H2O(l)

d) CaCO3(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)

e) NH4Cl(aq) + KOH(aq) NH3(g) + H2O (l) + KCl(aq)


a) H2SO4 + 2 KOH 2H2O + K2SO4

b) MgCl2 + Na2CO3 MgCO3 + 2 NaCl

c) 2 AgNO3 + K2S Ag2S + 2 KNO3

d) Na2S + 2 HNO3 H2S + 2 NaNO3

5. ● Spodnji modeli prikazujejo reakcijo med dvema raztopinama.





37

Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije med Na2S(aq) + Bi(NO3)3(aq) in jo dopolni z besednim zapisom.

+

+

3 Na2S(aq) + 2 Bi(NO3)3(aq) Bi2S3(s) + 6 NaNO3 (aq) Natrijev sulfid + bizmuntov nitrat bizmuntov sufid + natrijev nitrat

Enačbo reakcije zapiši še v okrajšani ionski obliki. 3 S2-(aq) + 2 Bi3+(aq) Bi2S3(s) Sulfidni ioni + bizmuntovi ioni bizmuntov sulfid

● Zapiši urejeno enačbo kemijske reakcije med NaNO3 (aq) + K2SO4 (aq) in jo dopolni z besednim zapisom. NaNO3 (aq) + K2SO4 (aq) / ; reakcija ne poteče

Enačbo reakcije zapiši še v okrajšani ionski obliki. / ; reakcija ne poteče

Ali razumem

V katerih snoveh potekajo ionske reakcije? Kdaj lahko trdimo, da je protekla ionska reakcija? Kaj se je zgodilo z delci, ki so vstopili v kemijsko reakcijo? Ionska reakcija poteče v raztopini ali talini med ioni, ki so prosto gibljivi. Ionska reakcija poteče:

- če se ioni povežejo v trdno ionsko spojino, ki je v vodi netopna oz. zelo slabo


- če se ioni povežejo v molekulo – slabo disociirana snov, ki je lahko v plinastem





38


Bi sedaj znal razložiti Matevžu, kako je nastal vinski kamen v njegovem sodu? Dedek mu je pojasnil, da so razlog za to majhni delci v vinu – ioni vinske kisline hidrogentartratni (COOH-C(OH)-C(OH)-COO-) in kalijevi ioni (K+). Kaj se je zgodilo z ioni v raztopini vina, da je Matevž na dnu soda opazil vinski kamen? Zapiši enačbo kemijske reakcije v okrajšani ionski obliki ter poimenuj reaktante in produkte.

V raztopini vina so med sabo reagirali hidrogentartratni (COOH-C(OH)-C(OH)-COO-) in kalijevi ioni (K+). Potekla je ionska reakcija. Pri tem je nastala netopna snov kalijev hidrogentartrat COOH-C(OH)-C(OH)-COOK – vinski kamen.

COOH-C(OH)-C(OH)-COO- (aq) + K+ (aq) COOH-C(OH)-C(OH)-COOK (s) hidrogentartratni ion + kalijev ion kalijev hidrogentartrat

III. DEL S pomočjo zgornjih nalog si lahko ugotovil, kaj se skriva za nastankom vinskega kamna. Izločanje le tega pa je odvisno od različnih dejavnikov, zlasti od vsebnosti kalija in vinske kisline, koncentracije alkohola, vsebnosti sladkorja in temperature. V skupini načrtujte eksperiment, s kateremi boste preverili, kako vsebnosti kalija in vinske kisline vpliva na količino izločenega vinskega kamna v Matevževem sodu. Zapišite raziskovalno vprašanje, kemikalije in laboratorijski inventar, ki ga boste potrebovali, strnite, kaj je vaša naloga, zapišite potek dela ter oblikujte tabelo z opažanji in sklepi. Primer zasnovanega in izpolnjenega poročila o eksperimentalnem delu: Raziskovalno vprašanje: Kako vsebnost kalija in vinske kisline vpliva na količino izločenega vinskega kamna?


COOH (aq)

- raztopina kalijevega hidroksida različnih koncentracij - 0,5 M, 1M in 1,5 M KOH

(aq)

Pripomočki:

- 3 čaše






39

Naloga: Z mešanjem raztopin vinske kisline in kalijevega hidroksida različnih koncentracij ugotoviti, kako količina kalijevih in hidrogentartratnih ionov vpliva na količino izločenega vinskega kamna. Potek dela: Pripravimo tri 100 mL čaše. V prvi čaši pripravimo raztopino 1 – zmešamo 30 mL 0,5 M raztopine vinske kisline COOH-C(OH)-C(OH)-COOH in 30 mL raztopine 0,5 M kalijevega hidroksida KOH. V drugi čaši raztopino 2 pripravimo tako, da zmešamo 1 M raztopini vinske kisline in 0,5 M kalijevega hidroksida, raztopino 3 pa v tretji čaši pripravimo z mešanjem 1,5 M raztopin vinske kisline in 0,5 M kalijevega hidroksida. Opazujemo, kaj se dogaja v posameznih čašah in opažanja zapišemo. Poskus ponovimo še z različnimi koncentracijami raztopine kalijevega hidroksida. Opažanja in sklepi:

Opažanja…

čaša 1 Po mešanju raztopini vinske kisline in kalijevega hidroksida, se v novi raztopini pojavi bela slabo topna snov – oborina. Količina izločene oborine je manjša kot v čašah 2 in 3.

čaša 2 Po mešanju raztopini vinske kisline in kalijevega hidroksida, se v novi raztopini pojavi bela slabo topna snov – oborina. Količina izločene oborine je večja kot v čaši 1 in manjša kot v čaši 3.

čaša 3 Po mešanju raztopini vinske kisline in kalijevega hidroksida, se v novi raztopini pojavi bela slabo topna snov – oborina. Količina izločene oborine je večja kot v čašah 1 in 2.

Sklepi: Večja kot je koncentracija hidrogentartratnih in kalijevih ionov v raztopini, večja je količina izločene oborine – vinskega kamna.

Reference Devetak, I., Cvirn Pavlin, T. in Jamšek, S. (2010). Peti element: učbenik za kemijo v

osmem razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. Devetak, I., Cvirn Pavlin, T. in Jamšek, S. (2010). Peti element: delovni zvezek za

kemijo v osmem razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. Kristali in vino. (b.d.). Pridobljeno s http://www.pms-lj.si/si/o-naravi/minerali-in-

kamnine/kristali-in-vino Lazarini, F. in Brenčič, J. (2004). Splošna in anorganska kemija. Ljubljana: DZS. Mate, S. (2008). Kinetika izločanja vinskega kamna (Diplomsko delo, Biotehniška

fakulteta). Pridobljeno s http://www.digitalna-knjiznica.bf.uni-lj.si/dn_mate_simona.pdf Stabilizacija vin na vinski kamen. (2016). Pridobljeno s

http://www.wineandweather.net/?p=1555


http://www.pms-lj.si/si/o-naravi/minerali-in-kamnine/kristali-in-vino

http://www.pms-lj.si/si/o-naravi/minerali-in-kamnine/kristali-in-vino

http://www.digitalna-knjiznica.bf.uni-lj.si/dn_mate_simona.pdf

http://www.wineandweather.net/?p=1555

kako nastane kamen v vinskem sodu? - university of ljubljana · 2020. 9. 14. · natrijev klorid...

Documents