Cele zoperacjonalizowane UCZEŃ zna właściwości krzemionki

(1)

SCENARIUSZ ZAJĘĆ „KRZEMIONKA”

CHEMIA, IV ETAP EDUKACYJNY

Temat: Krzemionka.

Treści kształcenia

Podstawa programowa: Punkt 1.1 [uczeń] bada i opisuje

właściwości SiO2; wymienia odmiany SiO2 występujące w przy rodzie i wskazuje na ich zastosowania.

Cele zoperacjonalizowane

UCZEŃ

zna właściwości krzemionki;

zna skład chemiczny krzemionki;

zna odmiany krzemionki;

zna sposób

otrzymywania krzemu z krzemionki.

Nabywane umiejętności

UCZEŃ potrafi zapisać równania reakcji opisujące

(2)

doświadczenia;

sprawnie odczytuje informacje z układu

okresowego pierwiastków;

sprawnie wyszukuje sprawdzone informacje w

Internecie;

dba o bezpieczeństwo podczas wykonywania

doświadczeń chemicznych.

Kompetencje kluczowe

 porozumiewanie się w języku ojczystym,

 myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne,

 umiejętność uczenia się.

Etapy lekcji 1) Wstęp:

Przypomnienie wiadomości na temat spalania magnezu w dwutlenku węgla.

2) Przebieg zajęć:

Uczniowie oglądają krzemionkę i badają jej właściwości fizyczne. Zapisują obserwacje w zeszytach.

Nauczyciel prezentuje zestaw zdjęć „Uroda krzemu”.

Uczniowie mający dostęp do Internetu wyszukują jeszcze

(3)

całej klasie.

Następnie nauczyciel poleca odszukanie krzemu w układzie okresowym. Uczniowie zauważają, że krzem znajduje się tuż pod węglem w układzie okresowym i wyciągają wnioski na temat podobieństwa właściwości obu pierwiastków.

Nauczyciel pyta, w jaki sposób można otrzymać z krzemionki krzem.

Uczniowie stwierdzają, że węgiel i dwutlenek krzemu tworzą związki o podobnych wzorach sumarycznych.

Wiedzą, że magnez wprowadzony do dwutlenku węgla nadal się palił, a po spaleniu powstał biały tlenek magnezu i sadza, czyli węgiel. Proponują, aby spróbować odebrać tlen z dwutlenku krzemu za pomocą magnezu. Zapisują równania reakcji.

Uczniowie zauważają, że w obu reakcjach magnez pełni rolę reduktora, wskazują w równaniu reakcji redukcję i utlenianie.

Z przeprowadzonej dyskusji wynika, że w celu otrzymania krzemu warto przeprowadzić doświadczenie polegające na mieszaniu krzemionki z magnezem.

Doświadczenie wykonuje nauczyciel lub odpowiedzialny uczeń, gdyż reakcja ta jest silnie egzotermiczna.

Instrukcja przeprowadzenia doświadczenia

1. Opis teoretyczny badanego zjawiska: Krzem nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym. Związki krzemu są natomiast bardzo rozpowszechnione i występują w postaci krzemianów. Najpospolitszym związkiem nieorganicznym krzemu jest dwutlenek krzemu SiO2, występujący w różnych postaciach (kwarc, krzemionka, ametyst, agat itd.). W skali laboratoryjnej krzem z krzemionki można otrzymać redukując ją magnezem.

2. Sformułowanie problemu badawczego oraz hipotezy:

Jak otrzymać krzem z krzemionki?

(4)

1. Hipoteza: Magnez redukuje dwutlenek krzemu do krzemu.

2. Zestaw potrzebnych do doświadczenia narzędzi i materiałów: krzemionka, wiórki magnezowe, wstążka magnezowa, tygiel, okulary ochronne, rękawice ochronne, fartuch

3. Spis czynności, które należy wykonać kolejno:

a) osoba wykonująca doświadczenie zakłada fartuch, rękawice i okulary ochronne

b) do tygla porcelanowego wsypuje mieszaninę krzemionki z wiórkami magnezowymi.

c) zapala wstążkę magnezową, którą następnie wkłada do tygla, gdzie następuje zapłon wiórków magnezowych i zachodzi reakcja.

4. Inne informacje, np. sposób wyciągania wniosków, karta pracy, drzewka decyzyjne, formularze itd.:

5. Po reakcji uczniowie oglądają powstały produkt. Jest to białoszara mieszanina substancji stałych.

Uczniowie wnioskują, że jest to mieszanina tlenku magnezu i krzemu. Zapisują w zeszytach obserwacje, równanie reakcji i wnioski.

Nauczyciel prezentuje zdjęcie „Monokryształ krzemu”.

Uczniowie, którzy rozpoznają obiekt znajdujący się na zdjęciu, rozpoczynają dyskusję o zastosowaniach krzemu i metodach jego uzyskiwania w skali przemysłowej.

Nauczyciel dzieli uczniów na grupy i daje im do opracowania (na podstawie podręczników i Internetu) tematy dotyczące krzemu:

- surowce do produkcji krzemu,

- przemysłowe metody uzyskiwania krzemu, - właściwości półprzewodnikowe krzemu, - narzędzia kamienne z krzemienia,

- metoda Czochralskiego uzyskiwania kryształów krzemu.

Zespoły przygotowują wystąpienie. Liderzy zespołów krótko referują opracowany na forum klasy.

3) Podsumowanie:

(5)

substancji oraz obserwowanej reakcji.

Wyliczenie zastosowań krzemu.

Środki dydaktyczne

 krzemionka

 wióry magnezowe

 wstążka magnezowa

 tygiel

 okulary ochronne

 rękawice ochronne

 fartuch

 komputery połączone z Internetem

 zestaw zdjęć „Uroda krzemu”

 zdjęcie „Monokryształ krzemu”

 podręcznik

 Internet

Metody nauczania

 pogadanka

 rozmowa kierowana

 praca z tekstem

 doświadczenie Formy pracy

 zbiorowa

 indywidualna

Zadanie dla chętnych

Opracuj metodę i w laboratorium chemicznym wykonaj doświadczenie polegającego na rozdzieleniu mieszaniny tlenku magnezu i krzemu, z zachowaniem wszystkich zasad bezpieczeństwa.

(6)

Dodatkowe propozycje wykorzystania

Multimedialne zasoby edukacyjne wykorzystywane w tym scenariuszu nadają się również do wykorzystania na IV etapie edukacyjnym w zakresie nauczania fizyki i informatyki.