The neutraliza on reac on part 1. The neutraliza on reac on part 1 Lesson plan (Polish) Lesson plan (English)

(1)

The neutraliza on reac on part 1

The neutraliza on reac on part 1 Lesson plan (Polish)

Lesson plan (English)

Laboratory equipment

(2)

Link to the lesson

Before you start you should know

that there are water‑soluble hydroxides (e.g. NaOH, KOH) and poor and hardly soluble in water (e.g. Mg(OH) , Al(OH) );

that hydroxides dissociate in water into metal cations and hydroxide anions;

that hydroxide solutions are alkaline,

that the acids dissociate in water into hydronium cations and anions of the acid residue;

that the reaction of acidic solutions is acidic.

You will learn

to show in molecular and ionic form (complete and net) the equation of the reaction between hydrochloric acid and sodium hydroxide taking place in an aqueous solution;

to explain what neutralization reaction is;

to indicate substances that undergo neutralization.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl Nagranie dźwiękowe abstraktu

Can hydroxides react with acids?

Task 1

Before watching the video ‘Experiment: Sodium hydroxide + Hydrochloric Acid’, think about the reaction you will observe. Formulate a research question and hypotheses, and then also observations and conclusions.

Analysis of the experiment: „Experiment: sodium hydroxide + hydrochloric acid”

Research ques on

Hypothesis

Observa ons

Conclusions

The neutraliza on reac on part 1

Laboratory equipment Source: domena publiczna.

2 3

(3)

Film dostępny na portalu epodreczniki.pl Experiment: Sodium hydroxide + Hydrochloric Acid Source: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Film prezentuje doświadczenie chemiczne. Czy wodorotlenek sodu reaguje w roztworze wodnym z kwasem solnym? Hipoteza numer jeden: Wodorotlenek sodu reaguje w roztworze wodnym z kwasem solnym. Hipoteza numer dwa: Wodorotlenek sodu nie reaguje w roztworze wodnym z kwasem solnym. Co będzie potrzebne do przeprowadzenia doświadczenia: kolba stożkowa, pipety, rozcieńczony roztwór wodorotlenku sodu, rozcieńczony kwas solny, bagietka, wskaźnik

kwasowo‑zasadowy: fenoloftaleina. Instrukcja: Do kolby stożkowej wlej kilkadziesiąt centymetrów sześciennych roztworu wodorotlenku sodu. Dodaj kilka kropli roztworu fenoloftaleiny. Do roztworu wodorotlenku dodawaj kroplami, za pomocą pipety, kwas solny. Stale mieszaj zawartość kolby stożkowej. Nie dodawaj zbyt dużo kropli kwasu solnego. Przenieś roztwór do parownicy. Ogrzewaj delikatnie parownicę i odparuj jej zawartość do sucha. Porównaj pozostałość w parownicy ze stałym wodorotlenkiem sodu. Dodaj wodę do osadu, a następnie zbadaj odczyn powstałego roztworu za pomocą fenoloftaleiny.

(4)

Experiment 1 Research problem

Does sodium hydroxide react in aqueous solution with hydrochloric acid?

Hypothesis

Select one of the presented hypotheses, and then test it.

Sodium hydroxide react in aqueous solution with hydrochloric acid.

Sodium hydroxide doesn’t react in aqueous solution with hydrochloric acid.

You will need conical ﬂasks, pipettes,

diluted solution of sodium hydroxide, diluted hydrochloric acid,

glass rod,

acid‑base indicator: phenolphthalein.

Instruc on

1. Put several dozen cm of sodium hydroxide solution into the conical ﬂask.

2. Add a few drops of phenolphthalein.

3. Add hydrochloric acid dropwise to the hydroxide solution with a pipette. Constantly stir the contents of the conical ﬂask.

4. Observe what is happening. End the experience when you see changes. Do not add too much drops of hydrochloric acid.

5. Transfer the solution to the evaporating dish.

6. Heat the evaporating dish slightly and evaporate its contents to dryness.

7. Compare the residue in the dish with solid sodium hydroxide.

8. Add water to the residue, and then testing the pH of the resulting solution using phenolphthalein.

Summary

Phenolphthalein in the sodium hydroxide solution turned to raspberry color. During the addition of hydrochloric acid, the solution was discolored after some time. After evaporating the water from the solution, a white solid substance was formed which did not resemble the substances used for the reaction. Phenolphthalein did not stain in the solution of this substance.

Sodium hydroxide reacted with hydrochloric acid. As a result of this reaction, a new substance was formed – sodium chloride. The reaction is described with the following equation:

NaOH + HCl → NaCl + H O

sodium hydroxide + hydrochloric acid → sodium chloride + water

Sodium hydroxide reacts not only with hydrochloric acid, but also with other acids, e.g. sulfuric acid, nitric acid or phosphoric acid. All water‑soluble hydroxides behave in a similar manner.

How does the neutraliza on reac on?

The reaction between sodium hydroxide and hydrochloric acid can be represented by the equation:

HCl + NaOH → NaCl + H O

hydrochloric acid + sodium hydroxide → sodium chloride + water

We know that water soluble hydroxides and acids in the aqueous solution undergo a dissociation

3

2

(5)

process:

HCl + H O → H O + Cl

(simpliﬁed: HCl →H2OH+ + Cl-) hydrochloric acid

NaOH→H2ONa++OH- sodium hydroxide

Therefore, ions take part in the reaction between these substances. So write down the equation with their use:

H O + Cl + Na + OH → Cl + Na + 2H O

Such a record of the course of the reaction is called complete ionic equation.

Note that during the reaction of sodium hydroxide with hydrochloric acid only two ions react:

hydronium cation and hydroxide anion, which together form a water molecule. Let us omit the non‑reacting ions in the reaction equation:

Explana on of the ﬁrst record of equaliza on of reac ons between sodium hydroxidine and hybrid hybridic acid, sain ng in a water solu on

Source: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

and write the equation that describes the proper processes occurring during a chemical reaction:

H O + OH → 2H O

This way of presenting the course of the chemical reaction – using only the ions involved in the reaction – is called net ionic equation.

As we remember, hydroxide anions are responsible for alkaline reaction, while hydrogen cations - for acid reaction. The pH of the solution formed after the reaction of sodium hydroxide with hydrochloric acid was neutral. That is why the reaction between the acid and the hydroxide was called the

neutralization reaction. Sometimes it is referred to as a neutralization reaction. Its essence is based on combination of hydrogen cations with hydroxide anions and the formation of water molecules.

2 3 + -

3 + - + - - +

2

3 + -

2

(6)

Exercise 1

Complete the sentence.

In ... solution, the hydroxides react with ... The reaction of sodium hydroxide with hydrochloric acid generates ... and water.

Exercise 2

Complete the reaction equations.

H O, H SO , 2H O, 4, 2, H SO

KOH + → K SO +

Exercise 3

4H O, 4, 2H O, 2OH , 2

K + + 2H O + SO → 2K + SO +

Exercise 4

2H O, Ca(OH) , H O, Ca(OH) + 2HCl → CaCl + Exercise 5

2H O , H O, 2H, 4H O

Ca + 2OH + + 2Cl → Ca + 2Cl +

Summary

The reaction of sodium hydroxide with hydrochloric acid generates sodium chloride.

The transformation involving the reaction of hydroxide anions with hydrogen cations, resulting in neutral water molecules, is called the neutralization reaction.

In aqueous solution, the hydroxides react with acids.

Source: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Homework Task 2.1

Explain why there is no sodium hydroxide in the antacid composition in the stomach. For suggestions, search for example in the safety data sheet of this substance.

Key words

acid, base, neutralization reaction, full ionic record, shortened ionic record

2 2 4 2 2

2 4

2 2 -

+ 3 +

42- +

42-

2 2 2 4

2

3 +

2 2

2+ - - 2+ -

(7)

Exercise 6

Match the pairs: English words with Polish deﬁnition.

zapis przedstawiający przebieg reakcji w roztworze wodnym; przedstawia rozpuszczalne w wodzie substraty i produkty jako jony (zgodnie z ich dysocjacją), reakcja między kwasem a wodorotlenkiem, która polega na reakcji kationów wodoru z anionami wodorotlenkowymi z utworzeniem cząsteczek wody, równanie reakcji przebiegającej w roztworze wodnym; przedstawia substancje i jony faktycznie biorące udział w reakcji

complete ionic equa on

neutraliza on reac on

net ionic equa on

Glossary

complete ionic equa on

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl Nagranie słówka: complete ionic equation

pełny zapis jonowy – zapis przedstawiający przebieg reakcji w roztworze wodnym; przedstawia rozpuszczalne w wodzie substraty i produkty jako jony (zgodnie z ich dysocjacją)

neutraliza on reac on

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl Nagranie słówka: neutralization reaction

reakcja zobojętniania – reakcja między kwasem a wodorotlenkiem, która polega na reakcji kationów wodoru z anionami wodorotlenkowymi z utworzeniem cząsteczek wody

net ionic equa on

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl Nagranie słówka: net ionic equation

skrócony zapis jonowy – równanie reakcji przebiegającej w roztworze wodnym; przedstawia substancje i jony faktycznie biorące udział w reakcji

(8)

Lesson plan (Polish)

Temat: Reakcja zobojętniania cz. 1 Adresat

Uczeń szkoły podstawowej (klasy 7. i 8.) Podstawa programowa:

Szkoła podstawowa. Chemia.

VII. Sole. Uczeń:

3. pisze równania reakcji otrzymywania soli (kwas + wodorotlenek (np. Ca(OH) ), kwas + tlenek metalu, kwas + metal (1 i 2 grupy układu okresowego), wodorotlenek (NaOH, KOH, Ca(OH) ) + tlenek niemetalu, tlenek metalu + tlenek niemetalu, metal + niemetal) w formie cząsteczkowej.

Ogólny cel kształcenia

Uczeń wyjaśnia istotę reakcji zobojętniania Kompetencje kluczowe

porozumiewanie się w języku ojczystym;

porozumiewanie się w językach obcych;

kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne;

kompetencje informatyczne;

umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu Uczeń nauczy się:

przedstawiać w formie cząsteczkowej i jonowej (pełnej i skróconej) równanie reakcji między kwasem chlorowodorowym a wodorotlenkiem sodu, zachodzącej w roztworze wodnym;

wyjaśniać, na czym polega reakcja zobojętniania;

wskazywać substancje, które ulegają reakcji zobojętniania.

Metody/techniki kształcenia aktywizujące

dyskusja.

podające

pogadanka.

eksponujące ﬁlm.

programowane

z użyciem komputera;

z użyciem e‑podręcznika.

praktyczne

ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

praca indywidualna;

praca w parach;

praca w grupach;

praca całego zespołu klasowego.

2 2

(9)

Środki dydaktyczne e‑podręcznik;

zeszyt i kredki lub pisaki;

tablica interaktywna, tablety/komputery;

zestawy do budowania modeli cząsteczek.

Przebieg lekcji Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane

w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

3. BHP – przed przystąpieniem do eksperymentów uczniowie zapoznają się z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcji. Nauczyciel wskazuje na konieczność zachowania

ostrożności w pracy z nimi.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel wprowadza uczniów w zagadnienie realizowane na lekcji i prosi o wykonanie (lub

obejrzenie ﬁlmu z nagranym przebiegiem eksperymentu) eksperymentu problemowo‑weryﬁkującego

„Eksperyment: wodorotlenek sodu + kwas solny” według instrukcji opisanej w abstrakcie oraz sugestii zamieszczonej w komentarzu metodycznym. W pierwszej kolejności uczniowie formułują pytanie badawcze i hipotezy, zapisują je w formularzu w abstrakcie. Następnie wykonują

eksperyment zgodnie z instrukcją i pod kontrolą nauczyciela, uważnie obserwując zachodzące zmiany. Po zakończeniu czynności badawczych liderzy grup prezentują efekty ich pracy. Uczniowie z pomocą nauczyciela formułują wnioski, jakie wynikają z przeprowadzonego eksperymentu, zapisują je, np. „W wyniku dodawania kwasu do zasady (lub zasady do kwasu) następuje zobojętnienie

(neutralizacja) – zmienia się odczyn roztworu zasadowego (lub kwasowego) na odczyn obojętny”.

Nauczyciel, zapisując na tablicy przebieg tej reakcji w formie cząsteczkowej, tłumaczy jej mechanizm.

Następnie prosi uczniów (pracujących w tych samych grupach) o zbudowanie na modelach kulkowych przebiegu równania reakcji według schematu zapisanego na tablicy. Sprawdza poprawność wykonania tego zadania.

2. W dalszej części zajęć nauczyciel prosi uczniów o zapisanie na tablicy równania dysocjacji

elektrolitycznej kwasu chlorowodorowego i wodorotlenku sodu w celu przypomnienia rozpadu tych związków chemicznych na jony pod wpływem wody. Następnie wspierając się tymi zapisami, notuje równanie reakcji zobojętniania w formie jonowej, przechodząc do formy jonowej skróconej.

Tłumaczy, dlaczego ta reakcja nazywa się reakcją zobojętniania .

3. Dla utrwalenia przekazanej wiedzy nauczyciel może jeszcze raz wykorzystać zasoby z abstraktu prezentujące zapisy równań opisujących przebieg reakcji i wyświetlić je kolejno na tablicy interaktywnej. Uczniowie przepisują je do zeszytów. W celu utrwalenia wiadomości pracują z interaktywną ilustracją zapisu jonowego pełnego.

4. Na podstawie równania reakcji kwasu chlorowodorowego z wodorotlenkiem sodu uczniowie z pomocą nauczyciela deﬁniują reakcję zobojętniania i zapisują ją w zeszycie.

5. Nauczyciel prosi uczniów (praca w parach) o wykonanie ćwiczeń interaktywnych w abstrakcie.

Faza podsumowująca

1. Nauczyciel odtwarza nagranie abstraktu. Co jakiś czas zatrzymuje je, prosząc uczniów, by opowiedzieli własnymi słowami to, co przed chwilą usłyszeli. W ten sposób uczniowie utrwalają informacje poznane w czasie lekcji oraz ćwiczą słuchanie ze zrozumieniem.

(10)

2. Nauczyciel prosi uczniów o rozwinięcie zdań:

Dziś nauczyłem się…

Zrozumiałem, że…

Zaskoczyło mnie…

Dowiedziałem się…

W celu przeprowadzenia podsumowania może posłużyć się tablicą interaktywną w abstrakcie lub polecić uczniom pracę z nią

Praca domowa

1. Wykonaj ćwiczenie nr 7.

Komentarz metodyczny:

Sugestia do instrukcji w abstrakcie – doświadczenie 1. Proponuję dla każdej grupy podać inny wskaźnik:

fenoloftaleinę, oranż metylowy, wywar z czerwonej kapusty, sok z jagód, wywar z czerwonych płatków pelargonii w celu zaobserwowania, że w każdym przypadku pojawia się zabarwienie charakterystyczne dla odczynu obojętnego.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

(11)

Nagranie dźwiękowe abstraktu

The neutralization reaction part 1

We know that water soluble hydroxides and acids in the aqueous solution undergo a dissociation process:

H O + OH → 2H O

2

2 3 + -

3 + - + - - +

2

3 + -

2

(12)

Lesson plan (English)

Topic: The neutralization reaction part 1 Target group

Elementary school student (grades 7. and 8.) Program basis:

Primary school. Chemistry.

VII. Salts. Pupil:

3. writes the equation for the salt reaction (acid + hydroxide (eg Ca(OH)), acid + metal oxide, acid + metal (1 and 2 groups of the periodic table), hydroxide (NaOH, KOH, Ca(OH) ) + nonmetallic oxide, metal oxide + nonmetallic oxide, metal + nonmetallic) in molecular form.

General aim of education

The student explains the nature of the neutralization reaction Key competences

communication in the mother tongue;

communication in foreign languages;

mathematical competence and basic competences in science and technology;

digital competence;

learning to learn.

Criteria for success The student will learn:

to show in molecular and ionic form (full and truncated) the equation of the reaction between hydrochloric acid and sodium hydroxide taking place in an aqueous solution;

to explain what the neutralization reaction is about;

to indicate substances that undergo neutralization.

Methods/techniques activating

discussion.

expository talk.

exposing ﬁlm.

programmed

with computer;

with e‑textbook.

practical

exercices concerned.

Forms of work

individual activity;

activity in pairs;

activity in groups;

collective activity.

2 2

(13)

Teaching aids e‑textbook;

notebook and crayons/felt‑tip pens;

interactive whiteboard, tablets/computers;

sets for building particle models.

Lesson plan overview Introduction

1. The teacher hands out Methodology Guide or green, yellow and red sheets of paper to the students to be used during the work based on a trafﬁc light technique. He presents the aims of the lesson in the student's language on a multimedia presentation and discusses the criteria of success (aims of the lesson and success criteria can be send to students via e‑mail or posted on Facebook, so that students will be able to manage their portfolio).

2. The teacher together with the students determines the topic – based on the previously presented lesson aims – and then writes it on the interactive whiteboard/blackboard. Students write the topic in the notebook.

3. Health and safety – before starting the experiments, students familiarise themselves with the safety data sheets of the substances that will be used during the lesson. The teacher points out the need to be careful when working with them.

Realization

1. The teacher introduces pupils to the topic of the lesson and asks to conduct (or watch a ﬁlm with a recorded experiment) the problem‑veriﬁcation experiment „Experiment: sodium hydroxide + hydrochloric acid” according to the instructions described in the abstract and the suggestion included in the methodical commentary. First, students formulate a research question and

hypotheses, write them in the form in an abstract. Then they perform the experiment in accordance with the instructions and under the teacher's control, carefully observing the changes taking place.

After completing the research activities, group leaders present the effects of their work. Students with the help of a teacher formulate the conclusions that result from the experiment, write them, eg.

„As a result of adding acid to the base (or base to acid) neutralization takes place - the reaction of the alkaline solution (or acidic solution) changes to neutral.” . The teacher, writing down the course of this reaction in the molecular form on the board, explains its mechanism. Then he asks students (working in the same groups) to build on the ball models the course of the reaction equation according to the scheme written on the board. He checks the correctness of this task.

2. Later in the class, the teacher asks the students to write on the board the equation of electrolytic dissociation of hydrochloric acid and sodium hydroxide in order to remind the breakdown of these chemical compounds into ions under the inﬂuence of water. Then he writes the equation of the neutralization reaction in the ionic form, going to the shortened ionic form. He explains why this reaction is called a neutralization reaction.

3. To consolidate the knowledge, the teacher can once again use the resources from the abstract presenting the equations describing the course of reactions and display them successively on the interactive whiteboard. Students write them to notebooks. In order to ﬁx messages, they work with an interactive illustration of the full ionic equation.

4. On the basis of the equation of the reaction of hydrochloric acid with sodium hydroxide, the students with the help of a teacher deﬁne the reaction of neutralization and write it in a notebook.

5. The teacher asks students (work in pairs) to do interactive exercises in abstract.

Summary

1. The teacher plays the recording of the abstract. Every now and then he stops it, asking the students to tell in their own words what they have just heard. In this way, students consolidate information learned during the lesson and practice listening comprehension.

2. The teacher asks the students to ﬁnish the following sentences:

(14)

Today I learned ...

I understood that … It surprised me … I found out ...

The teacher can use the interactive whiteboard in the abstract or instruct students to work with it Homework

1. Carry out exercise number nr 7.

Methodical Comment

Suggestion for instructions in abstract - experiment 1. I suggest for each group to give a different indicator: phenolphthalein, methyl orange, the red cabbage decoction, berry juice, decoction of red geranium petals to observe that in each case the characteristic color reaction appears neutral.

The following terms and recordings will be used during this lesson

Terms

Texts and recordings

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl Nagranie dźwiękowe abstraktu

(15)

The neutralization reaction part 1

We know that water soluble hydroxides and acids in the aqueous solution undergo a dissociation process:

H O + OH → 2H O

2

2 3 + -

3 + - + - - +

2

3 + -

2

Przetwarzam wzory matematyczne: 0%