DIDAKTIKA CHEMIE II pro ZŠ

Transkript

1 UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA KATEDRA CHEMIE Opora pro kombinované navazující magisterské studium Učitelství chemie pro ZŠ DIDAKTIKA CHEMIE II pro ZŠ Doc. PaedDr. Markéta Pečivová, CSc. RNDr. Milan Šmídl, Ph.D. Ústí nad Labem 2014

2 ÚVOD Předkládaná opora je určena pro posluchače kombinovaného studia oboru Učitelství chemie pro ZŠ. Opora je koncipována tak, aby zahrnula nejpodstatnější tematické celky učiva chemie na ZŠ. U každého tematického celku je uveden přibližný počet vyučovacích hodin, které je vhodný danému celku věnovat. Dále jsou uvedeny požadované vědomostní výstupy žáků a u většiny tematických celků je uvedena obsahová náplň, experimentální zázemí a případně i metodické zpracování jednotlivých vyučovacích hodin. Na závěr každého tematického celku jsou uvedeny jednak otázky a úkoly, které se ke zpracovávanému učivu vztahují. Opora obsahuje následující tematické celky (jedná se o rámcový plán, který může být upraven podle požadavků a možností školy. 1) Učivo osmého ročníku ZŠ: a) pozorování, pokusy a bezpečnost v chemii, b) směsi, c) chemické prvky, d) chemické reakce, e) dvouprvkové sloučeniny, f) kyseliny a zásady, g) soli 2) učivo devátého ročníku ZŠ: a) redoxní děje b) energie a chemické reakce c) uhlovodíky d) deriváty uhlovodíků e) halogenderiváty f) alkoholy, fenoly g) karbonylové sloučeniny h) karboxylové kyseliny i) přírodní látky (sacharidy, tuky, bílkoviny, vitaminy enzymy, drogy) j) látky připravené člověkem (plasty) U tematického celku Kyseliny a zásady jsou jednotlivé vyučovací hodiny podrobně rozpracovány metodou aktivní konstrukce poznání. Jsou detailně uvedeny nejen aktivizující experimenty a jiné názorné pomůcky, ale jsou i formulovány otázky přispívající k přesnému pozorování objektů a otázky vytvářející metakognici žáků. Jsou uvedeny i úkoly završující vlastní poznání žáků. Detailní rozpracování tohoto celku má ukázat možnost praktického uplatnění této metody při výuce ve škole.

3 LITERATURA: Povinná literatura: PACHMANN, E. A KOL. Speciální didaktika chemie. Praha: SPN, PACHMANN, E. HOFMANN Obecná didaktika chemie. Praha: SPN, VACÍK A KOL. Přehled středoškolské chemie. Praha: SPN KOTLÍK B. RŮŽIČKOVÁ K. Chemie II. v kostce. Praha: Fragment, VACÍK, J. ET AL. Přehled středoškolské chemie. Praha: SPN, BANÝR, J., BENEŠ, P., ET AL. Chemie pro střední školy. Praha: SPN, ČIPERA, J. Rozpravy o didaktice I a II. Praha: Karolinum, a Rámcové vzdělávací programy pro gymnázia a základní školy. Praha: VÚP, Kartotéka školních chemických experimentů. Platné učebnice chemie pro základní školy. Doporučená literatura: Jakékoliv vhodné chemické tabulky PEČIVOVÁ, M., MACHAČNÝ, J. Školní chemické pokusy. Ústí nad Labem: PF UJEP, PEČIVOVÁ, M., BRŮHA, T. Školní pokusy z organické chemie. Ústí nad Labem: PF UJEP, ČTRNÁCTOVÁ, H., HALBYCH, J., HUDEČEK, J., ŠÍMOVÁ, J. Chemické pokusy pro školu a zájmovou činnost. Praha: Prospektum, ČTRNÁCTOVÁ, H., HALBYCH, J. Didaktika a technika chemických pokusů. Praha: UK, 1997.

4 Pozorování, pokus a bezpečnost práce 3 vyučovací hodiny Očekávané výstupy žáka dle RVP Dokáže vysvětlit, co chemie zkoumá a jaké metody používá Posoudí vztah mezi chemickým výzkumem a výrobou Pojmenuje nejčastěji používané sklo a pomůcky, pracuje bezpečně a vybranými látkami Uvede příklady nebezpečných běžně dostupných látek, seznámí se ze způsobem označení těchto látek (R-věty, S-věty) Rozlišuje vlastnosti látek pozorováním (barva, lesk, zápach, skupenství) a pokusem - teplota tání, varu, hustota, rozpustnost, hořlavost, el.a tepelná vodivost Rozpozná chemické a fyzikální přeměny látek při pokusech i u běžně známých dějů určí společné a rozdílné vlastnosti látek pracuje bezpečně s vybranými dostupnými a běžně používanými látkami a hodnotí jejich rizikovost; posoudí nebezpečnost vybraných dostupných látek, se kterými zatím pracovat nesmí objasní nejefektivnější jednání v modelových příkladech havárie s únikem nebezpečných látek Rozvržení učiva 1. Úvod (přírodní vědy, fyzikální tělesa jejich složení, látky). 2. Vlastnosti látek (teploty varu, teploty tání, hustota). 3. Chemické nádobí. 4. Bezpečnost (symboly, pravidla bezpečnosti, laboratorní řád). Učivo vlastnosti látek hustota, rozpustnost, tepelná a elektrická vodivost, vliv atmosféry na vlastnosti a stav látek. zásady bezpečné práce ve školní pracovně (laboratoři) i v běžném životě nebezpečné látky a přípravky R-věty, S-věty, varovné značky a jejich význam mimořádné události havárie chemických provozů, úniky nebezpečných látek Otázky a úkoly 1. Vytvořte návrh Laboratorního řádu pro žáky této věkové kategorie 2. Uveďte náplň laboratorní práce, zabývající se tímto tématem.

5 Směsi 10 vyučovacích hodin Očekávané výstupy žáka dle RVP rozlišuje směsi a chemické látky, rozlišuje typy různorodých směsí, vypočítá složení roztoků, připraví roztok daného složení, vysvětlí základní faktory ovlivňující rozpouštění pevných látek, navrhne postupy a prakticky provede oddělování složek směsí o známém složení, uvede příklady oddělování složek v praxi, správně používá pojmy koncentrovanější, zředěnější, nasycený a nenasycený roztok, vypočítá složení roztoků a připraví je v laboratoři i v běžném životě, vysvětlí vliv teploty, míchání a plošného obsahu na rychlost rozpouštěné pevné látky, vysvětlí pojem rozpustnost s použitím tabulek, vysvětlí princip usazování, filtrace, destilace, krystalizace, prakticky provede filtraci a destilaci a uvede příklady využití v praxi, rozliší různé druhy vody a uvede příklady jejich výskytu a použití, rozliší různé druhy, vod podle obsahu minerálních látek a uvede příklady výskytu a využití, uvede způsoby získávání pitné vody, objasní princip vodárny, uvede a zhodnotí příklady znečišťování vody, objasní princip čištění vody v čistírně odpadních vod, uvede příklady znečišťování vody a vzduchu v pracovním prostředí a domácnosti, navrhne nejvhodnější preventivní opatření a způsoby likvidace znečištění, uvede příklady znečišťování vody a vzduchu v pracovním prostředí a domácnosti, navrhne nejvhodnější preventivní opatření a způsoby likvidace znečištění, uvede složení vzduchu, zdroje nečistot, objasní pojmy teplotní inverze, smog, uvede způsob získávání složek ze vzduchu destilací, vysvětlí význam kyslíku pro člověka a v průmyslové výrobě, uvede způsob přípravy kyslíku v laboratoři, popíše vlastnosti kyslíku, vysvětlí pojmy hoření, oxidace, hořlaviny, teplota vznícení, vysvětlí princip hašení, uvede běžně používané hasící prostředky, dokáže poskytnout první pomoc při popáleninách. Rozvržení učiva 1. Směsi a jejich složení, rozdělení na stejnorodé, různorodé. 2. Výpočet složení roztoků. 3. Rozdělení směsí a oddělování jejich složek směsí. 4. Roztoky, jejich vlastnosti a oddělování, koncentrovanější roztok, zředěnější, nasycený, nenasycený. 5. Laboratorní cvičení 6. Voda destilovaná, pitná, odpadní 7. Voda výroba pitné vody, čistota vody 8. Vzduch, složení, čistota ovzduší, ozonová vrstva 9. Laboratorní cvičení

6 Učivo směsi různorodé, stejnorodé roztoky; hmotnostní zlomek a koncentrace roztoku; koncentrovanější, zředěnější, nasycený a nenasycený roztok; vliv teploty, míchání a plošného obsahu pevné složky na rychlost jejího rozpouštění do roztoku; oddělování složek směsí (usazování, filtrace, destilace, krystalizace, sublimace). voda destilovaná, pitná, odpadní; výroba pitné vody; čistota vody vzduch složení, čistota ovzduší, ozonová vrstva Způsoby oddělování směsí Skupenství Fyzikální vlastnosti složek Technika s s s-l l -l velikost částic magnetičnost rozpustnost hustota velikost částic hustota teplota varu rozpustnost teplota varu Síta magnet extrakce usazování, vyplavování filtrace usazování destilace Extrakce destilace Otázky a úkoly 1. Vytvořte 5 příkladů na výpočet složení roztoků. 2. Popište 5 chemických experimentů, kterým lze oddělovat jednotlivé složky směsí. Odlište pokusy demonstrační od pokusů žákovských. 3. Vypracujte konkrétní přípravu na dvě hodiny tohoto tematického celku.

7 Chemické prvky 10 až 12 vyučovacích hodin Očekávané výstupy žáka dle RVP rozliší kovy a nekovy a uvede příklady vlastností a praktického využití vybraných kovů, slitin a nekovů zhodnotí vliv činnosti člověka na změny obsahu kyslíku a ozonu v plynném obalu Země rozliší periody a skupiny v PSP a vyhledá známé prvky s podobnými vlastnostmi Rozvržení učiva hodina: celková charakteristika prvků, vodík, kyslíku, hoření 3. hodina: porovnání vlastností kovů a nekovů hodina: významné kovy: Fe, Al, Ag, Au, Cu, Pb, Sn, Hg, alkalické kovy hodina: významné nekovy: halogeny, -C, S, P, Si hodina: chemická vazba hodina: periodický zákon a PSP 12. opakování HODINA: CELKOVÁ CHARAKTERISTIKA PRVKŮ, VODÍK, KYSLÍK celková charakteristika výskytu: 107 prvků, 90 z nich v přírodě, procentuální výskyt na Zemi (vzdušný obal a přístupná část zemského povrchu: O (49,8%), Si (25,8%), Al (7,5%), Fe (4,7%), Ca (3,4%), historie: kovů více vodík, kyslík - vlastnosti a použití (protonová čísla, který z nich lehčí) nebrat izolovaně, vycházet z vody, provést její elektrolýzu (ukázat poměr kyslíku a vodíku Hofmannův přístroj) soustředit se na vodík naplnit nádobku a zvážit, hoření vodíku, důkaz zopakovat kyslík jeho vlastnosti význam vodíku, kyslíku barva tlakových lahví smog, izobary deuterium 3. HODINA: POROVNÁNÍ VLASTNOSTÍ KOVŮ A NEKOVŮ vycházet z fyzikálních vlastností: Cu, Zn, Al, dřevného uhlí, síry porovnávat kujnost, ohebnost, elektrickou vodivost, hustotu, teplotu tání, varu slitiny koroze

8 HODINA: VÝZNAMNÉ KOVY kovy tvoří 4/5 všech prvků vyjmenovat kovy, které znají porovnat jejich hustotu: Al, Pb, Fe, Cu, Hg ukázky jejich použití (teploměr, nádobí, hřebík, kus Pb trubky, Al drát, stříbrný prstýnek, zlatý šperk) železo: magnetický kov podléhá korozi, ocel Al, Ag, Au (karát), Cu, Pb, Hg alkalické kovy (ukázky, uchovávání, hustota, barvení plamene, význam sloučenin) Mg, Ca, Sr, Ba 6. HODINA VÝZNAMNÉ NEKOVY halogeny jejich ukázky, příprava chloru jednoduchá odbarvování látek chlorem skupenství rozpustnost použití 7. HODINA:VÝZNAMNÉ NEKOVY A POLOKOVY C, S, P Uhlík: ukázky, dřevné uhlí, saze, tuha v tužce název tužka, diamant (broušený briliant), význam (aktivní uhlí adsorpce) Síra pokusy, význam Fosfor - zápalky: Dřík z nejlépe z osiky, napuštěné parafinem. Hlavičková hmota: KClO 3, síra a pryskyřice, ZnO, oxid železitý. Škrtací plocha: červený fosfor, pojiva, oxid železitý Polokovy: Si (Ge) HODINA: CHEMICKÁ VAZBA Zopakovat vznik iontů, vznik chemické vazby, valenční elektrony Chemická vazba valenční elektrony, vznik společného elektronového páru. Soudržné síly mezi atomy v molekulách (např. HCl) Pokus slučování sodíku s chlorem Sloučeniny složené z iontů - iontové sloučeniny (různé vlastnosti roztoku NaCl a krystalu, Elektronegativita schopnost poutat elektrony Rozšiřující učivo: vazba nepolární, polární, iontová. Molekula chloru, chlorovodíku, a chloridu sodného HODINA: PSP A PERIODICKÝ ZÁKON Odvození Periodického zákona (kartičky, pokusy) Historie Znění zákona Popis tabulky

9 Otázky a úkoly 1. Umět vytvořit přípravu na kteroukoliv hodinu. Umět zdůvodnit používané metody. 2. Umět popsat všechny vhodné chemické experimenty, které by bylo vhodné realizovat při výuce tohoto tematického celku. Chemické reakce 10 vyučovacích hodin Očekávané výstupy žáka dle RVP rozliší výchozí látky a produkty chemických reakcí, provede jednoduché chemické reakce, uvede zákon zachování hmotnosti pro chemické reakce a využije ho při řešení úloh. zapíše jednoduchými chemickými rovnicemi vybrané chemické reakce. provede jejich klasifikaci a zhodnotí jejich využívání přečte zápis chemické rovnice s užitím názvů chemických látek využívá při sestavování chemických rovnic zákon zachování hmotnosti odhadne výsledky a vypočítá úlohy s užitím veličin n, M, m, V, c Rozvržení učiva hodina: hodina: 5. hodina: hodina: 8. hodina: 9. hodina: 10. hodina: Chemické reakce a chemické rovnice Zákon zachování hmotnosti Charakteristika molu Výpočty molu, jednoduché výpočty M, n, c Rychlost chemické reakce Podmínky ovlivňující rychlost reakce Opakování Učivo chemické reakce, reaktanty, produkty zákon zachování hmotnosti, chemické rovnice, látkové množství, molární hmotnost, látková koncentrace, faktory ovlivňující rychlost chemických reakcí teplota, plošný obsah povrchu výchozích látek, koncentrace, typ látky 1. HODINA: CHEMICKÉ REAKCE pokusy na přeměnu chemických látek: 1. Fe piliny a kyselina chlorovodíková 2. Odkaz na slučování vodíku a kyslíku 3. Fe piliny a prášková síra (magnet) 4. Zahřívání oxidu rtuťnatého

10 u všech reakcí dokazovat produkty, napsat slovně látky, které vznikají, definice: děj, kdy z chemických látek vznikají nové - chemická reakce reaktanty, produkty 2. HODINA: CHEMICKÉ REAKCE reaktanty, produkty, vyjádřit slovně napsanou chemickou reakci, zápis chemické reakce pomocí vzorců chemická rovnice, jedná se o základní prvky a atomy či molekuly, které žáci již znají. 3. HODINA: ZÁKON ZACHOVÁNÍ HMOTNOSTI Experimenty: 1. Vyvážená soustava: baňka se zkumavkou a CaCO 3 a HCl jednou bez balónku, potom s balónkem. 2. Zahřívání HgO v uzavřené a otevřené soustavě. 3. Zvážit Fe a S před reakcí a po reakci. 4. Porovnat soustavy otevřené a uzavřené, kdy se v otevřených soustavách nemění hmotnost. Znění zákona: V uzavřené soustavě se při chemické reakci rovná hmotnost reaktantů hmotnosti produktů. (Lomonosov, Lavoisier) 4. HODINA: PROCVIČOVÁNÍ CHEMICKÝCH ROVNIC Zopakovat chemické rovnice, zopakovat pokusy vznik FeS a vody a další rovnice. Cvičit rovnost počtu a druhu atomů. 5. HODINA: CHARAKTERISTIKA MOLU A JEHO VÝPOČET Čtení rovnic Přiblížení látkového množství n - látkové množství Počet částic 6, částic Jejich hmotnost je molární hmotnost M Hmotnost jednoho molu částic M g/mol n= m/m, M= m/n Najít v tabulkách molární hmotnosti látek Při teplotě 0 o C, 101 kpa zaujímá 6, částic plynného skupenství objem 22,4 dm 3 6. HODINA:MOLÁRNÍ KONCENTRACE Látková neboli molární koncentrace c Určuje množství molů látky, v objemu roztoku c = n/v mol/dm 3

11 HODINA: VÝPOČTY LÁTKOVÉHO MNOŽSTVÍ A MOLÁRNÍ KONCENTRACE Vypracovat u žáků algoritmus pro výpočty a ten procvičovat u řady příkladů a) Co je dané, převedení na stejné jednotky, co se má vypočítat, vyjádřit potřebné vztahy, případně upravit obecné vztahy pro konkrétní případ, b) Dosadit do obecného vztahu konkrétní údaje a výpočet c) Napsat odpověď 9. HODINA: FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ RYCHLOST CHEMICKÉ REAKCE Jak se pozná rychlost reakce: zmenšuje se množství reaktantů (úbytek jejich koncentrace, zvyšování koncentrace produktů částice se musí srazit, energie částic dostatečně velká a vhodná orientace reagujících částic Experimenty: 1. 3 Petriho misky: 15% HCl + stejné množství Zn, Mg, Cu = druh látek Petriho misky: 10% HCl, 35% HCl + Zn = koncentrace látek Petriho misky: v jedné teplá a ve druhé studená 10% HCl + Zn = teplota výchozích látek. 4. práškový a kusový uhličitan vápenatý, stejná množství, reakce ve zkumavce s HCl povrch reagujících látek. Otázky a úkoly Popište chemické experimenty, kterým lze dokazovat Zákon zachování hmotnosti. Uveďte didaktický postup při zavedení pojmu mol. Připravte nejméně deset příkladů na procvičení látkové koncentrace. Vypracujte 3 přípravy na tohoto tematického celku

12 Dvouprvkové sloučeniny 9 až 10 vyučovacích hodin Očekávané výstupy žáka dle RVP určí oxidační číslo atomů prvků v halogenidech, zapíše z názvů vzorce halogenidů a naopak ze vzorců jejich názvy, popíše vlastnosti, použití a význam chloridu sodného, určí oxidační číslo atomů prvků v oxidech, zapíše z názvů vzorce oxidů a naopak ze vzorců jejich názvy, popíše vlastnosti a použití vybraných oxidů a posoudí vliv těchto látek na životní prostředí. Učivo Halogenidy názvosloví - fluoridy, chloridy, bromidy, jodidy, oxidy názvosloví, zejména: - oxid siřičitý, sírový, uhličitý, uhelnatý, vápenatý, dusnatý, dusičitý, křemičitý - názvosloví oxidů, oxidační číslo - skleníkový efekt Sulfidy rozšiřující učivo Rozvržení učiva 3 hodiny 4 hodiny 1 hodina 1 hodina Halogenidy Oxidy Sulfidy Opakování HODINA: HALOGENIDY pojmy dvouprvkové sloučeniny ukázky nerostů halogenidy, oxidy, sulfidy přípona -id Historie E. Votoček zopakovat oxidační čísla pravidla pro práci s oxidačními čísly oxidační číslo halogenů v halogenidech% konkrétní ukázky vzorců a názvů halogenidů propojení oxidačního čísla atomu sloučeného s halogenidem a přípony přídavného jména poměr počtu atomů v molekule názvy a vzorce halogenidů NaCl ukázka, význam fluorid vápenatý pokusy s halogenidy stříbra, význam. srážecí reakce Pokusy: reakce kovu (Cu, Fe s chlorem, Al s jodem

13 HODINA: OXIDY oxidační číslo kyslíku vznik některých oxidů: odkaz na hoření síry, uhlíku, korozi železa, vznik CaO. názvy a vzorce oxidů s atomy, mající liché a sudé oxidační číslo. propojení oxidačního čísla atomu sloučeného s kyslíkem a přípony přídavného jména poměry počtů atomů v molekule krácení počtu atomů v molekule HODINA: OXIDY - JEJICH VZORCE A VÝZNAM oxid siřičitý oxidy dusíku kyselé deště oxid uhelnatý oxid uhličitý oxid vápenatý, oxid hlinitý oxid fosforečný oxid křemičitý sklářství pokud možno ukázky oxidů 8. HODINA: SULFIDY zopakovat názvoslovné principy připomenout vznik FeS galenit, sfalerit ukázky sulfan Otázky a úkoly 1. Vytvořte dvě hry vedoucí k osvojení názvosloví binárních sloučenin. 2. Prezentovat postup při výkladu názvosloví oxidů. 3. Uvést příklady srážecích reakcí a popsat jejich experimentální provedení.

14 Kyseliny a zásady 10 vyučovacích hodin Očekávané výstupy žáka dle RVP Popíše vlastnosti a použití vybraných kyselin, bezpečné ředění jejich koncentrovaných roztoků a první pomoc při zasažení lidského těla těmito látkami. Zapíše z názvů kyselin vzorce a ze vzorců jejich názvy. Rozliší kyselé a zásadité roztoky pomocí indikátorů ph a změří ph roztoku univerzálním indikátorovým papírkem. Vysvětlí vznik kyselých dešťů, zhodnotí jejich vliv na životní prostředí a uvede příklady opatření, kterými jim lze předcházet. posoudí vliv vybraných kyselin na životní prostředí. Popíše vlastnosti a použití vybraných hydroxidů, jejich bezpečné rozpouštění a první pomoc při zasažení lidského těla těmito látkami. Zapíše z názvů hydroxidů vzorce a naopak. Posoudí vliv vybraných hydroxidů (v odpadech) na životní prostředí. Rozvržení učiva 1. hodina: Vlastnosti kyselin 2. hodina: Názvosloví, vlastnosti a použití bezkyslíkatých kyselin hodina: Názvosloví kyslíkatých kyselin (tříprvkové sloučeniny) hodina: Vlastnosti a použití nejdůležitějších kyslíkatých kyselin 7. hodina: Názvosloví a nejdůležitější vlastnosti hydroxidů 8. hodina: Chování hydroxidů ve vodě 9. hodina: Nepostradatelné hydroxidy 10. hodina: Kyselost a zásaditost vodných roztoků Jednotlivé vyučovací hodiny jsou podrobně zpracovány ověřenými aktivizujícími metodami (viz Didaktika I) Učivo KYSELINY o chlorovodíková, sírová, dusičná o obecné vlastnosti odvození názvu a vzorce, jejich význam, bezpečnost práce s kyselinami o názvosloví kyselin o kyselé deště HYDROXIDY: o hydroxidy - sodný, draselný, vápenatý, amonný o názvosloví hydroxidů INDIKÁTORY, ph

15 1. VYUČOVACÍ HODINA (vlastnosti kyselin) Nový poznatek Kyseliny jsou látky skupenství pevného nebo kapalného, které jsou více, či méně rozpustné ve vodě. Po přidání výluhu z červeného zelí, které slouží jako zkoumadlo, se roztoky kyselin zbarví do červena. Reakcí vodných roztoků kyselin s některými kovy, například s hořčíkem, se uvolňuje vodík. Zopakování vstupních pojmů: Charakterizujte pojmy atom, molekula, iont, prvek, sloučenina. Popište, co je chemická reakce. Charakterizujte směsi a jejich dělení. Experimenty (prostorové prameny) a prováděcí pokyny Experiment č. 1 Žákovský pokus prováděný ve 4-5 členných skupinách. Ve stojánku na zkumavky je 8 velkých zkumavek, které obsahují 10%-ní kyselinu sírovou, 10%-ní kyselinu chlorovodíkovou, ocet (8%-ní roztok kyseliny octové), kyselinu citrónovou, 1 pecičku hydroxidu sodného, 5%-ní roztok amoniaku, pevný chlorid sodný, pevný uhličitan vápenatý (vápenec, mramor). Prováděcí pokyny k experimentu č. 1: Pozorně si prohlédněte vzorky látek v označených zkumavkách. Do tabulky zaznamenejte skupenství předložených látek. Do každé zkumavky přilijte odměrným válcem 10 ml vody. Opatrně protřepejte. Do tabulky zaznamenejte, které látky se ve vodě rozpustily a které nikoliv. Experiment č. 2 Žákovský pokus prováděný ve 4-5 členných skupinách. Do každé z osmi zkumavek se vzorky látek po přilití vody přidají žáci asi 2 ml výluhu z červeného zelí. Zkumavku opatrně protřepají a pozorují barevné změny roztoku. Výslednou barvu si zaznamenají. Prováděcí pokyny k experimentu č. 2 Do každé zkumavky přilijte injekční stříkačkou nebo kapátkem asi 2 ml výluhu z červeného zelí. Do tabulky zaznamenejte výslednou barvu směsi po přilití výluhu z červeného zelí.

16 Experiment č. 3 Promítaný pokus prováděný učitelem. První dva kroky postupu jsou stejné jako u experimentů č.1 a č. 2. Obsah každé ze zkumavek učitel vlije do Petriho misky a položí na desku zpětného projektoru pokrytou ochrannou fólií. Při promítání pokusu učitel postupně do roztoku v Petriho miskách přidává kousek pevného hořčíku. Žáci sledují, v kterých případech dochází k uvolňování plynu. Prováděcí pokyny k experimentu č. 3 Při promítání pokusu sledujte pozorně průběh reakce roztoku látek s kouskem hořčíku. Zapište si do sešitu, jak se reakce projevuje. Do tabulky zaznamenejte, u kterých látek došlo k reakci s kovem a u kterých nikoliv. Experiment č. 4 Demonstrační pokus prováděný vyučujícím. Plyn vznikající reakcí 10%-ní kyseliny chlorovodíkové s hořčíkem v plynopudné aparatuře jímá učitel do zkumavky obrácené dnem vzhůru. Po přiložení žhnoucí špejle k ústí zkumavky se ozve charakteristické štěknutí, které je důkazem vodíku. Prováděcí pokyny k experimentu č. 4 Do sešitu si zakreslete schéma aparatury, ve které připravuje učitel plyn. Do sešitu si zapište chemickou rovnici pozorovaného děje. Do sešitu zapište, jak se projevuje reakce kyseliny chlorovodíkové s hořčíkem. Zapište si do sešitu, jakým způsobem se projeví důkaz plynu najímaného ve zkumavce. Do sešitu zapište, jaký plyn se uvolňuje reakcí kyseliny chlorovodíkové s hořčíkem. (Pokud nevíte sami, využijte pomoci spolužáků nebo učitele) Experiment č. 5 Učitel nechá žáky přivonět k roztoku kyseliny octové a k octu. Žáci na základě vůně ztotožní kyselinu octovou a ocet. Dále učitel ukáže citrón a zeptá se, jak tyto látky (tj. ocet a citron) chutnají. Prováděcí pokyny k experimentu č. 5 Zaznamenejte do sešitu vnější vlastnosti látek vzhled, skupenství, barvu. Zaznamenejte do sešitu chuť látek.

17 Poznání vyplývající z pozorování: Vzorek látky Skupenství Rozpustnost Barva výluhu červeného zelí Reakce s Mg Chuť H 2 SO HCl ocet (kys. octová) citrón (kys. citronová) NaOH roztok NH NaCl CaCO Pokyny, kterými si uvědomí žáci jevy, které pozorovali Řekněte, které smysly jste používali k identifikaci vlastnosti látek. Řekněte, jak se projevila reakce některých látek s hořčíkem. Řekněte, jaké vlastnosti předložených látek jste poznávali. Srovnávání: Najděte v tabulce všechny rozpustné látky. Najděte v tabulce všechny látky, které barví do červena výluh z červeného zelí. Najděte v tabulce všechny látky, které při reakci s hořčíkem uvolňují plyn. Porovnejte názvy látek, které barví výluh červeného zelí do červena a které většinou reagují s hořčíkem. Zapište si do sešitu společné vlastnosti látek označovaných jako kyseliny. Zapište do sešitu, jakými vlastnostmi se liší látky označené jako kyseliny. Zapište si do sešitu, jaký prvek obsahují všechny kyseliny. (Uvolňuje se z nich při reakci s hořčíkem jako plyn.) Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků Charakterizujte vlastními slovy bez použití sešitu látky označované jako kyseliny. Doplňte chybějící výrazy v následující doplňovačce: Látky, které jsou označované jako.., barví výluh červeného zelí do. barvy. Všechny tyto látky obsahují v molekule společný prvek, kterým je. U většiny z těchto látek se společný prvek uvolňuje reakcí s kovem (hořčíkem) za uvolnění látky skupenství. Tímto plynem je.. Ty z těchto látek, které se používají v kuchyni, mají. chuť.

18 VYUČOVACÍ HODINA Názvosloví dvouprvkových (bezkyslíkatých) kyselin a jejich složení Zopakování vstupních pojmů: Shrňte vlastnosti látek označovaných jako kyseliny. Popište pokusy, kterými jsme demonstrovali základní vlastnosti kyselin. Řekněte, který prvek je obsažen v molekulách všech kyselin. Řekněte, co je roztok. Popište, čím je způsobena vodivost elektrického proudu ve vodných roztocích. Definujte pojmy anion a kation. Vyjmenujte prvky řazené mezi halogeny. Popište, jaká pravidla platí pro součet oxidačních čísel prvků v molekulách. Řekněte, jaké oxidační číslo má vodík v molekulách kyselin. Experimenty (prostorové prameny) a prováděcí pokyny Experiment č. 1 Demonstrační experiment provedený vyučujícím. Učitel sestaví elektrický obvod ze zdroje elektrického proudu (plochá baterie), dvou uhlíkových elektrod a demonstračního ampérmetru (lze použít i žárovičku) dle nákresu. Pomocí tohoto obvodu učitel nejprve ukáže, že pevný NaCl, případně krystal NaCl nevede elektrický proud. Poté rozpustí NaCl ve vodě a ukáže, že vodný roztok NaCl vede elektrický proud. Prováděcí pokyny pro žáky k experimentu č. 1 Do sešitu si zakreslete schéma zapojení elektrického obvodu. Zapište si, zda pevný NaCl vede elektrický proud. Zapište si, zda roztok NaCl vede elektrický proud. Experiment č. 2 Demonstrační experiment předváděný vyučujícím. Učitel si připraví krystalizační misku nebo vyšší Petriho misku. Do misky nalévá postupně cca 10%-ní roztoky HCl, HNO 3 a ocet. Do kapaliny ponoří elektrody (viz nákres). Ampérmetr ukazuje výchylku, roztok vede elektrický proud. Prováděcí pokyny k experimentu č. 2 Zapište si, s roztoky kterých kyselin učitel při experimentu pracoval. Zapište si, zda roztoky kyselin vedou elektrický proud.

19 Náčrtek elektrolýzy pro demonstrační pokus 1, 2 Experiment č. 3 Učitel vezme láhev s koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou a odzátkuje ji. S odzátkovanou láhví obejde žáky v lavicích, kteří si opatrně přičichnou k unikajícímu plynu. Unikající plyn je chlorovodík, je bezbarvý a dusivý, má štiplavý zápach. Nad láhev s unikajícím chlorovodíkem učitel vloží ovlhčený indikátorový papírek nasycený výluhem z červeného zelí. Papírek zčervená vznikající kyselinou chlorovodíkovou. Potom vyučující nalije trochu HCl do kádinky a do roztoku ponoří indikátorový papírek nasycený výluhem z červeného zelí. Prováděcí pokyny k experimentu č. 3 Napište si do sešitu název látky, která byla v láhvi. Zapište do sešitu, jakého skupenství je látka v láhvi. Zapište, v jakém skupenství uniká látka po odzátkování láhve. Zapište do sešitu, jak se barví mokrý indikátorový papírek nasycený výluhem z červeného zelí účinkem unikající látky. Zapište si do sešitu, jak se barví indikátorový papírek nasycený výluhem z červeného zelí účinkem roztoku nalitého v kádince. Obrazový materiál - videosekvence Vyučující pustí žákům příslušnou pasáž výukového videopořadu Alkalické kovy, kde je zobrazena animace rozpouštění pevného NaCl ve vodě, vzniku hydratovaných iontů a animace vedení elektrického proudu v roztoku NaCl. Prováděcí pokyny k videosekvenci Zapište si do sešitu, která částice se stává kationtem. Zapište si do sešitu, která částice se stává aniontem. Zapište si do sešitu chemické značky příslušných iontů. Pomocí tohoto obvodu učitel nejprve ukáže, že pevný NaCl, případně krystal NaCl nevede elektrický proud. Poté rozpustí NaCl ve vodě a ukáže, že vodný roztok NaCl vede elektrický proud.

20 Prameny poznání obrazový materiál 1a Prameny poznání obrazový materiál 1b

21 Prameny poznání Obrazový materiál 2a Prameny poznání Obrazový materiál 2b

22 Prameny poznání Obrazový materiál 3a Prameny poznání Obrazový materiál 3b

23 Prováděcí pokyny k obrázkům č. 1 Řekněte, jaký je rozdíl mezi chlorovodíkem a kyselinou chlorovodíkovou. Pokuste se zodpovědět otázku, proč se oba ionty ve vodném roztoku nepřitáhnou a nespojí. oxidační číslo? Řekněte, jaké pravidlo platí o součtu oxidačních čísel prvků v molekule. Porovnejte náboj kationtu s oxidačním číslem prvku, který jej tvoří v molekule chlorovodíku. Porovnejte náboj aniontu s oxidačním číslem prvku, který jej tvoří v molekule chlorovodíku. Vyplňte do rámečku, jaký vztah platí u dvouprvkových sloučenin mezi velikostí náboje kationtu a oxidačním číslem prvku, který kation tvoří. Vyplňte do rámečku, jaký vztah platí u dvouprvkových sloučenin mezi velikostí náboje aniontu a oxidačním číslem prvku, který anion tvoří. Prováděcí pokyny k obrázkům č. 2 Stanovte elektronegativitu jednotlivých prvků v molekule chlorovodíku. K jednotlivým prvkům v molekule chlorovodíku zapište hodnoty jejich oxidačních čísel. Popište, co se stane s molekulou chlorovodíku ve vodném roztoku. Řekněte, co jsou ionty. Řekněte, jaký náboj mají vždycky kationty. Řekněte, jaký náboj mají vždycky anionty. Vyplňte do rámečku velikost náboje kationtu vodíku. Vyplňte do rámečku velikost náboje aniontu chloru. Vyplňte do rámečku oxidační číslo atomu vodíku v molekule chlorovodíku. Vyplňte do rámečku oxidační číslo atomu chloru v molekule chlorovodíku. Řekněte, jaký náboj nese částice, která měla v molekule chlorovodíku kladné oxidační číslo? Řekněte, jaký náboj nese částice, která měla v molekule chlorovodíku záporné Prováděcí pokyny obr. č. 3 Zapište do sešitu, z kolika prvků se vždy skládají molekuly uvedené na obrázcích. Zapište do sešitu názvy iontů a jejich náboje u jednotlivých kyselin. Napište, jaké zakončení mají názvy uvedených kyselin (je zobrazeno modře). Poznání vyplývající z pozorování: Zakreslete si do sešitu obrázek molekuly chlorovodíku. Zakreslete si do sešitu obrázek kyseliny chlorovodíkové. Zapište si do sešitu rovnici vzniku iontů z molekuly chlorovodíku. Pojmenujte všechny sloučeniny, které jsou na obrázcích zakresleny.

24 Orientační pokyny navozující metakognici pozorování: Řekněte, kterou vlastnost jste zjišťovali pomocí elektrického obvodu. Řekněte, čím se liší ionty od elektroneutrálních molekul. Řekněte, co umožňuje, že látka vede elektrický proud. Řekněte, jak se projevilo vedení elektrického proudu v roztoku. Řekněte, podle čeho jste poznali prvek, který tvoří kation v molekulách kyselin. Řekněte, co dokazuje zbarvení indikátorového papírku nasyceného výluhem z červeného zelí. Srovnávání: Zapište si, zda vedou elektrický proud pevný NaCl a molekula HCl. Zapište pod sebe rovnice ionizace NaCl a HCl. Červeně označte kation, modře anion. Zakreslete schematicky pohyb jednotlivých iontů k příslušným elektrodám. Zapište si, z jakých částí je složena molekula každé kyseliny. Zapište do sešitu vzorec a název jakékoliv dvouprvkové kyseliny. Zapište, ze kterých iontů je složena vámi zapsaná dvouprvková kyselina. Označte kation a anion. Označte oxidační čísla prvků, které tvoří kation a anion v jednotlivých dvouprvkových kyselinách. Objasněte rozdíl mezi plynným halogenovodíkem a příslušnou halogenovodíkovou kyselinou. Řekněte, k jaké elektrodě se pohybuje kation Na + a kation H +. Řekněte, k jaké elektrodě se pohybuje anion Cl -. Řekněte, zda vede elektrický proud molekula chlorovodíku a krystal NaCl. Řekněte, jaký prvek mají společný všechny molekuly kyselin. Řekněte, jaký náboj má kation ve vodných roztocích kyselin. Řekněte, jaký náboj má elektroda, ke které se pohybuje kation Na+ a kation H+. Řekněte, jaký náboj má elektroda, ke které se pohybuje anion Cl-. Řekněte, zda vede elektrický proud molekula chlorovodíku a krystal NaCl. Řekněte, který prvek mají společný všechny molekuly kyselin. Řekněte, jaký náboj má kation ve vodných roztocích kyselin. Popište, jak určujete oxidační čísla prvků v molekulách dvouprvkových kyselin. Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků Vyjmenujte všechny vlastnosti společné všem kyselinám. Řekněte, který ion uvolňují ve vodě všechny kyseliny a jaký náboj tento ion má. Formulujte, jaký je rozdíl mezi chlorovodíkem a kyselinou chlorovodíkovou. Doplňte větu: Kyseliny jsou látky, které ve vodě uvolňují.. Bez použití sešitu se pokuste doplnit následující doplňovačku: Řekněte, podle čeho poznáte, že vzorec dvouprvkové sloučeniny je vzorcem kyseliny. Kyseliny jsou látky..(kolikaprvkové). Jsou. ve vodě. Ve vodných roztocích ionizují, přičemž odštěpují (kladný ion).., kterým je a...(záporný ion).. To je příčinou vodných roztoků kyselin. Všechny kyseliny ve vodě uvolňují kation. Tento ion má náboj.

25 Řekněte, podle čeho poznáte, že se jedná o název dvouprvkové kyseliny. Řekněte, který prvek je vždy přítomen v molekule každé kyseliny. Řekněte, kolikaslovný je název dvouprvkových kyselin. Řekněte, které podstatné jméno tvoří název dvouprvkových kyselin. Řekněte, od čeho je odvozeno přídavné jméno názvu dvouprvkových kyselin. Řekněte, jaké je pořadí prvků ve vzorci dvouprvkových kyselin. Bez použití sešitu řekněte, jak vytvoříte název dvouprvkové kyseliny z jejího vzorce. Bez použití sešitu řekněte, jak vytvoříte vzorec dvouprvkové kyseliny z jejího názvu. Řekněte jména všech kyselin, které lze odvodit od halových prvků. Definujte, co je dvouprvková kyselina. Podívejte se pozorně na vzorec dvouprvkové kyseliny. HCl Pojmenujte prvky, ze kterých se kyselina skládá. H vodík, Cl - chlor Utvořte název dvouprvkové sloučeniny vodíku s halogenem. HCl chlorovodík K názvu dvouprvkové sloučeniny vodíku s halogenem přidejte zakončení ová. chlorovodíková K názvu přidejte podstatné jméno kyselina a utvořte název, který odpovídá roztoku dvouprvkové sloučeniny vodíku s halogenem ve vodě. kyselina chlorovodíková Pozorně si prohlédněte název kyseliny kyselina chlorovodíková Vypište prvky, které obsahuje látka s tímto názvem. vodík chlor Přítomné prvky zapište chemickými značkami a uveďte ve správném pořadí. vodík H, chlor Cl, pořadí: HCl Zapište konečné znění vzorce dvouprvkové kyseliny. HCl Doplňte tabulku: Vzorec dvouprvkové kyseliny HF HBr Název dvouprvkové kyseliny kyselina chlorovodíková kyselina jodovodíková

26 4. VYUČOVACÍ HODINA (Názvosloví tříprvkových (kyslíkatých) kyselin a jejich složení) Zopakování vstupních pojmů: Řekněte, které vlastnosti mají sloučeniny označované jako kyseliny. Napište, který prvek je obsažen v molekule každé kyseliny. Vysvětlete, co je kation a anion. Řekněte, který kation mají molekuly kyselin. Vyjmenujte zakončení ox Prameny poznání (dvourozměrný text) Text č. 1 Na laboratorním stole jsou láhve s bezbarvými kapalinami označené těmito štítky: o kyselina chlorovodíková o kyselina sírová o kyselina dusičná o kyselina fluorovodíková o kyselina uhličitá Prováděcí pokyny k textu č. 1 Opište si do sešitu názvy všech kyselin ze štítků. Podtrhněte názvy kyselin, které jsou si podobné a které už znáte z minulé hodiny. Vypište názvy kyselin, které zatím neznáte. Text č. 2 Na tabuli jsou napsány názvy: kyselina sírová, kyselina dusičná, kyselina uhličitá Prováděcí pokyny k textu č. 2 Překreslete si do sešitu tyto tři názvy i s barevným označením zakončení. Pokuste se říci, kde jste se s podobnými zakončeními už setkali. U jaké skupiny chemických látek se v jejich názvu objevovali podobná zakončení? Název těchto chemických látek si zapište do sešitu.

27 Poznání vyplývající z pozorování: Doplňte v následující tabulce zakončení názvů kyselin Zakončení názvů oxidů Oxidační číslo Zakončení názvů kyselin - ný + I - ná - natý + II - natá - itý + II - itá - ičitý + IV - ičitá - ičný - ečný +V - ičná - ečná - ový + VI - ová - istý + VII - istá - ičelý + VIII - ičelá Srovnávání: Orientační pokyny pro srovnávání Na základě podobnosti koncovek názvů oxidů a kyselin zkuste nyní říci, který prvek je jako třetí (vedle vodíku a nekovu) přítomen v molekule tříprvkových kyselin. Napište si do sešitu chemické vzorce kyselin ze štítků z označených láhví. U všech kyselin označte oxidační čísla všech prvků. Rozhodněte, které prvky tvoří kation a které anion. Kation označte modře, anion červeně. Řekněte, jak jste z názvu kyseliny rozlišili, zda jde o kyselinu dvouprvkovou nebo tříprvkovou. Řekněte, jaký prvek tvoří kation kyselin. Jaké oxidační číslo má tento prvek v kyselinách. Pokyny navozující metakognici srovnávání: Řekněte, jaký prvek má v molekulách kyseliny záporné oxidační číslo. Řekněte, jaká podmínka musí platit při tvorbě chemického vzorce kyseliny z jejího názvu. Řekněte, z jakých prvků se obecně skládá molekula tříprvkové kyseliny. Řekněte zakončení oxidačních čísel pro kyselinotvorné prvky v kyselinách.

28 Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků Tvorba názvu ze vzorce Podívejte se pozorně na vzorec tříprvkové kyseliny. Řekněte, z kterých prvků je složena molekula tříprvkové kyseliny. Podívejte se na obecný vzorec tříprvkové kyseliny. Má tento tvar: H a xa b yo c z Písmena a, b, c označují oxidační čísla jednotlivých prvků v molekule kyseliny. Písmena x, y, z označují počet atomů jednotlivých prvků v molekule kyseliny. Identifikujte jednotlivá písmena u předloženého vzorce kyseliny: H 2 SO 4 Pojmenujte jednotlivé prvky ve vzorci tříprvkové kyseliny. Doplňte oxidační čísla vodíku a kyslíku. Z minulé hodiny víte, že oxidační číslo vodíku v kyselinách je vždy +I. Oxidační číslo kyslíku v kyselinách je stejné jako v oxidech. Je tedy rovno II. Známé údaje vypíšeme. Ve vzorci H 2 SO 4 je tedy: a = +1 b = zatím nevíme c = -2 x = 2 y = 1 z = 4 Jelikož název kyseliny je tvořen právě podle zakončení oxidačního čísla prostředního kyselinotvorného prvku, zjistěte jeho oxidační číslo. Vycházíme z toho, že molekula jako celek musí být navenek elektroneutrální. Platí tedy: a.x + b.y + c.z = 0 Jelikož pro nás neznámou hodnotou je písmeno b, vyjádříme ho z rovnice: b = - c.z a.x / y b = - (- 2.4) 1.2 / 1 b = b = 6 Oxidační číslo síry v molekule H 2 SO 4 je tedy rovno 6. Nalezněte správné zakončení pro příslušné oxidační číslo kyselinotvorného prvku. Utvořte název oxidu, v němž bude kyselinotvorný prvek ve stejném oxidačním čísle jako v kyselině. oxid sírový Utvořte nyní celý název kyseliny. Podstatné jméno je slovo kyselina. Přídavné jméno se tvoří z názvu oxidu kyselinotvorného prvku přechýlením do ženského rodu. v našem případě jde o oxid sírový. Celý název je tedy: kyselina sírová

29 Tvorba vzorce z názvu Nejprve rozhodněte, zda příslušný název kyseliny patří kyselině dvouprvkové či tříprvkové. kyselina uhličitá V názvu kyseliny není obsažen název halogenovodíku se zakončením ová. Jedná se tedy o kyselinu tříprvkovou. V případě tříprvkové kyseliny zapište všechny prvky, ze kterých je molekula kyseliny složená. Tříprvkové kyseliny obsahují vždy vodík, kyselinotvorný prvek a kyslík. V našem případě tedy: H C O Označte oxidační čísla všech prvků. Vodík má v kyselinách oxidační číslo vždy +I, kyslík vždy II. Oxidační číslo kyselinotvorného prvku vyplývá ze zakončení jeho názvu: kyselina uhličitá, v tomto případě tedy +IV. Pomoci nám může zakončení názvu oxidu tohoto prvku ve stejném oxidačním čísle: kyselina uhličitá-oxid uhličitý H +I C +IV O -II Oddělte kation a anion. Anion dejte do kulaté závorky. Kationtem je v kyselinách vždy kation vodíku H+. Ostatní prvky, tedy kyselinotvorný prvek a kyslík, tvoří anion. H +I (C +IV O -II ) Upravte počet atomů kyslíku v aniontu tak, aby výsledný náboj aniontu byl záporný. (C +IV O -II ) +II v tomto případě je celkový náboj aniontu +II. Počet atomů kyslíku je třeba zvýšit tak, aby celkovým nábojem aniontu bylo nejmenší možné záporné číslo. (C +IV O 3 -II ) -II bude zapotřebí tří atomů kyslíku: (-2) = - 2 Upravte počet atomů vodíku v molekule kyseliny tak, aby molekula byla navenek elektroneutrální. Nejjednodušší je postupovat křížovým pravidlem: H +I )-II (CO 3 H 2 (CO 3 ) Zapište finální tvar chemického vzorce kyseliny. Je-li možné odstranit závorku, odstraňte ji. Kyselina uhličitá: H 2 CO 3

30 Pojmenujte kyseliny, které jste si zapsali do svého sešitu. V tabulce doplňte prvky, ze kterých je složena příslušná kyselina a doplňte oxidační čísla všech prvků podle vzoru. Zapište správné chemické vzorce ke všem názvům kyselin uvedeným v tabulce: Název kyseliny kyselina chlorečná kyselina chlorovodíková kyselina boritá kyselina jodovodíková kyselina dusičná kyselina siřičitá Prvky, které kyselina obsahuje a jejich ox. čísla H +I Cl +V O -II Napište správné chemické názvy k těmto vzorcům kyselin: HNO 3. HBr. HClO.. HBO 2.. HF HMnO VYUČOVACÍ HODINA (vlastnosti, použití a význam kyselin sírové, dusičné a chlorovodíkové) Prameny poznání (dvourozměrný text) Pozorování č. 1: Provádí vyučující demonstračně. Na pracovním stole jsou láhve s kyselinami a tři kádinky, v nichž jsou nalité: o koncentrovaný roztok (37%) kyseliny chlorovodíkové, o s koncentrovanou kyselinou sírovou (96%), o kádinka s koncentrovanou kyselinou dusičnou (65%). Kádinky stojí tak, aby žáci viděli dobře její obsah, případně vyučující projde třídu s kádinkou tak, aby všichni mohli dobře sledovat její obsah. Úkolem žáků je zaznamenat barvu a skupenství kyselin.

31 Prováděcí pokyny k pozorování č. 1 Všímejte si vlastností použitých kyselin. Do pracovního listu uveďte barvu a skupenství předvedených kyseliny. Do pracovního listu uveďte složení jednotlivých předvedených kyselin vyjádřené pomocí hmotnostního zlomku. Zjistěte a do pracovního listu zakreslete symbolické označení nebezpečnosti jednotlivých kyselin. Řekněte názvy látek, jejichž vlastnosti jste popisovali. Uveďte jejich chemické vzorce. Uveďte hmotnostní procenta odpovídající koncentrované kyselině chlorovodíkové, sírové a dusičné. Experiment. č. 1 Demonstrační experiment provedený učitelem. Na pracovním stole jsou kádinky s koncentrovanou kyselinou sírovou (96%), dusičnou (65%) a chlorovodíkovou (36 37%) a sada tří Petriho misek, přičemž v každé je jedna kostka cukru. Vše je uspořádáno tak, aby žáci viděli experiment prováděný vyučujícím. Na kostku cukru se přidá několik kapek kyseliny sírové, dusičné a chlorovodíkové. Žáci sledují změnu jednotlivých kostek cukru po přikapání kyselin. Poté se naplní tři zkumavky koncentrovanými roztoky kyselin a vyučující ponoří přímo do zkumavek s kyselinami špejle. Po chvíli je vytáhne a demonstruje žákům jejich změnu. Je vhodné, aby vyučující na závěr obešel třídu s výsledky experimentů. Žáci si všímají změny, které se staly s kostkami cukru a špejlemi. Vyučující je během pokusu s kyselinami oblečen dle zásad bezpečnosti práce. Má na sobě ochranný obličejový štít či brýle, plášť a pryžové rukavice. Prováděcí pokyny k experimentu č. 1 Popište ochranné pomůcky pro práci s kyselinami, které měl vyučující na sobě. Sledujte pozorně to, co provádí vyučující. Všímejte si průběhu pokusů. Sledujte, zda nastávají změny s kostkou cukru a se špejlí po jejich kontaktu s kyselinou a změny zaznamenejte do tabulky. Do tabulky si zapište, co se stalo s organickým materiálem (cukrem a špejlí) působením kyselin. Uveďte, látku, která způsobila u cukru a špejle nejvýraznější změny. Experiment č. 2 Provádí vyučující na počátku hodiny. Na jedné misce rovnoramenných vah stojí otevřená kádinka s koncentrovanou kyselinou sírovou. Na druhou misku přidáme závaží tak, aby byly váhy v rovnováze (ručička vah je přesně uprostřed stupnice). Po chvíli sledujeme, že se váhy začínají vychylovat tak, že klesá miska, na které je kádinka s kyselinou sírovou. Po delší době pak miska klesne úplně (ručička vah se zcela vychýlí směrem k misce se závažími). Úkolem žáků je z popsaného pokusu vyvodit, která vlastnost kyseliny sírové způsobila, že kyselina sírová během stání na vzduchu ztěžkla.

32 Prováděcí pokyny k experimentu č. 2 Sledujte pozorně to, co provádí vyučující. Všímejte si pouze průběhu pokusu. Sledujte výchylku jazýčku vah Řekněte, která miska vah ztěžkla, zda ta, co klesla, anebo ta co se zvedla. Pokuste se určit, která vlastnost kyseliny sírové je příčinou ztěžknutí kádinky s kyselinou sírovou. Experiment č. 3 Demonstrační pokus provedený vyučujícím. Na pracovním stole jsou tři větší kádinky (500 cm 3 ) naplněné do poloviny destilovanou vodou, spolu s teploměrem a tři menší kádinky (100 cm 3 ) s 50 cm 3 koncentrované (96%) kyseliny sírové, dusičné a chlorovodíkové. Učitel přizve žáky, aby odečetli na teploměru teplotu. Poté vyučující přilije opatrně po tyčince do vody v kádince koncentrované kyseliny a vznikající roztok stále míchá. Opět nechá žáky přečíst teplotu na teploměru. Žáci se přesvědčí, že rozpuštěním kyselin ve vodě stoupá teplota vznikajícího roztoku, uvolňuje se tedy přitom teplo. Prováděcí pokyny k experimentu č. 3 Sledujte pozorně to, co provádí vyučující. Všímejte si pouze průběhu pokusu. Pozorujte, jakým způsobem se slévají látky při přípravě roztoku kyseliny (která látka se lije do které). Zaznamenejte do tabulky výchozí teplotu vody v kádinkách a dále teplotu, která byla naměřena po nalití jednotlivých kyselin do vody. Napište do tabulky rozdíl teplot mezi původní teplotou vody a teplotou v kádince po nalití jednotlivých kyselin. Uveďte názvy roztoků, které byly během pokusu připraveny. Uveďte koncentrace látek, které se ředily. Uveďte kyselinu, u které se při ředění nejvíce zvýšila teplota. Uveďte postup, který učitel použil při ředění kyselin Experiment č. 4 Demonstrační pokus prováděný vyučujícím. Na pracovním stole jsou tři sady zkumavek, z nichž jedna trojice obsahuje kyselinu chlorovodíkovou (36%), druhá kyselinu sírovou (96%) a třetí kyselinu dusičnou (68%). Do první zkumavky v každé trojici se vloží měděný drát a obsah druhé zkumavky z každé trojice se nalije do tří nádob s vodním kamenem a do třetí zkumavky z každé trojice se vhodí zinkový plíšek. Žáci pozorují průběh pokusu. Prováděcí pokyny k experimentu č. 4 Sledujte pozorně, co provádí vyučující. Všímejte si průběhu jednotlivých pokusů. Svá pozorování zaneste do tabulek a sešitů. Sledujte bouřlivost a rychlost reakce. Uveďte zbarvení kyseliny při reakci s původně zahřátým měděným drátem.

33 Prameny poznání - text č. 1: Seznámili jste se s vlastnostmi tří nejvýznamnějších kyselin. Některé z těchto látek lze dokonce i koupit v drogerii. V drogerii lze v oddělení žíravin najít například technickou kyselinu chlorovodíkovou (často nazývanou kyselina solná, neboť se původně vyráběla z kuchyňské soli), anebo akumulátorovou kyselinu sírovou. Poznali jste, že se jedná o látky žíravé, a tudíž zdraví škodlivé. Ale přesto se tyto látky běžně vyrábějí. Proč? Jednoduše proto, že mnoho předmětů, s kterými se denně setkáváme, by se bez existence těchto kyselin zatím nemohly vyrobit. Představme si například situaci, kdyby neexistovaly tyto kyseliny. Nebylo by možné vyrobit celou řadu kovů jako je měď, zinek, chrom a podobně. Neměly bychom například měděné střechy, či chromové nádobí nebo baterie a podobně. Kdyby nebylo například kyseliny sírové, nefungovaly by olověné akumulátory, které jsou nutné nejen pro pohon automobilů, ale i pro nouzová osvětlení chodeb nebo nemocničních sálů. Rovněž bychom neměli prací prášky, zubní pasty, museli bychom se rozloučit s bílými a barevnými předměty, neboť výroba barviv se bez kyseliny sírové neobejde. Prameny poznání - text č. 2: Rovněž by se maminky nemohly těšit krásným leptaným sklem, tatínkové by neměli tak dobrý benzin, v lékárnách by nebyly některé samozřejmé léky, jako je acylpyrin a léky potřebné pro povzbuzení srdeční činnosti. V lomech by se nemohlo pracovat, protože by nebyly trhaviny. Na polích by byly menší výnosy, protože by nebyla hnojiva. Pro výroby řady těchto předmětů (hnojiva, výbušniny, léčiva, barviva) je zapotřebí nejen kyseliny sírové, ale i kyseliny dusičné. Bez obou kyselin by neexistovaly rozmanité předměty z plastů, nemohla by se vyrobit tesilová nebo viskózová vlákna a podobně. A bez kyseliny chlorovodíkové by kutilové nemohli čistit kovy před spájením. Kyselina chlorovodíková je nejen výrobkem chemického průmyslu, ale je vytvářena i v lidském organismu, kde je důležitou součástí žaludečních šťáv, které jsou velice důležité pro trávení potravy. Pokyny k textu Pozorně si pročtěte předložený text. Různými barvami podtrhněte informace, které se týkají kyseliny sírové (červeně), kyseliny dusičné (modře) a kyseliny chlorovodíkové (zeleně). Zaznamenejte si do sešitu hlavní použití jednotlivých kyselin. Zaznamenejte si do sešitu hlavní použití jednotlivých kyselin. Uvědomte si, proč je důležité vyrábět jednotlivé kyseliny.

34 Poznání vyplývající z pozorování: Poznání vyplývající z pozorování Zapište do tabulky níže chybějící údaje. Charakterizujte pomocí nich vlastnosti jednotlivých kyselin. Chemický vzorec Skupenství Barva Hmotnostní zlomek kyseliny Průběh reakce s kostkou cukru Reakce s dřevěnou špejlí Počáteční teplota před ředěním vodou Teplota roztoku po zředění Rozdíl teplot Průběh reakce se zinkem Průběh reakce s vodním kamenem Průběh reakce se zahřátým měděným drátem Kyselina chlorovodíková Kyselina sírová Kyselina dusičná Orientační pokyny navozující metakognici poznání Řekněte, jakých vlastností látek jste si všímali. Řekněte, jaké smysly jste používali při hodnocení vlastností kyselin. Řekněte, která vlastnost kyseliny sírové se projevila zčernáním kostky cukru a špejle. Řekněte, kterou vlastnost kyseliny sírové jste sledovali vážením kádinky s touto látkou. Řekněte, kterou vlastnost kyselin jste určovali pomocí teploměru.

35 Srovnávání: Prováděcí pokyny k realizaci srovnávání Pozorování č. 1 Porovnejte barvu, skupenství a koncentraci kyseliny chlorovodíkové, dusičné a sírové. Řekněte, které vlastnosti mají všechny kyseliny společné. Řekněte, kterými vlastnostmi se uvedené kyseliny liší. Experiment č. 1 Srovnejte, která z koncentrovaných kyselin působila nejsilněji na cukr a na špejli. Uveďte skupinu látek, mezi které je možné zařadit cukr a dřevěnou špejli (látka organická, anebo anorganická) Na základě srovnání uveďte kyselinu s nejsilnějšími účinky. Zapište do sešitu. Srovnejte nutnost používání ochranných pomůcek při práci s jednotlivými kyselinami s ohledem na jejich nebezpečnost. Experiment č. 2 Srovnejte výchozí a konečné teploty získané při přípravě roztoků kyselin Srovnejte rozdíl teplot zjištěný při ředění jednotlivých kyselin a jejich koncentrace uvedené na lahvích. Experiment č. 3 Srovnejte rychlost a intenzitu průběhu jednotlivých reakcí. Pokyny k realizaci srovnávání Srovnejte mezi sebou uvedené tři kyseliny podle jejich důležitosti (dle vašeho názoru, který jste si vytvořili na základě uvedených textů). Seřaďte uvedené kyseliny podle jejich schopnosti rozkládat organický materiál. Srovnejte do sešitu uvedené tři kyseliny podle hmotnostních zlomků v jejich koncentrovaných roztocích od nejmenší velikosti hmotnostního zlomku po největší. Do sešitu uveďte název oxidu kovu, s kterým reagují všechny uvedené kyseliny. Orientační pokyny navozující metakognici srovnávání: Řekněte, podle čeho jste vytvořili pořadí důležitosti kyselin. Řekněte ty vlastnosti kyselin, které jsou důležité pro jejich použití.