4 PRAKTICKÁ ČÁST
4.1 Metodické listy
4.1.1 Metodické listy pro 8. ročník základní školy
Pro osmý ročník základní školy jsem vytvořila šest prezentací, tři na každé pololetí. Do prvního pololetí jsem zařadila prezentace s názvy Nebezpečné látky, Periodická soustava prvků a Uhlík a do druhého pololetí Názvosloví oxidů, Alkoholy a Estery.
Téma Nebezpečné látky jsem zpracovala pomocí výstražných symbolů a vhodných videí k jednotlivým kategoriím nebezpečných látek. Prezentace slouží jako motivační a doplňková k výkladu a diskuzi o nebezpečných látkách. Pomocí videí si žáci lépe představí vlastnosti těchto látek a jejich důsledky.
Prezentaci s názvem Periodická soustava prvků uvádím motivačním videem s anglickou písní. V této prezentaci ukazuji myšlenku vzniku periodické soustavy prvků a jejich seřazení podle zákonitosti opakujících se vlastností. Prezentace slouží jako motivační a úvodní k danému tématu, tedy jako příprava na procvičování práce s periodickou tabulkou.
Téma Uhlík jsem vypracovala převážně jako porovnávání přírodních forem uhlíku, grafitu a diamantu, a jejich využití ukazují názorná dokumentární videa s výrobou tužek a broušení diamantů.
Dále uvádím umělé fullereny s videem o výrobě uhlíkových rybářských
prutů a další vlastnosti využívané v automobilovém, textilním či strojírenském průmyslu.
Názvosloví oxidů jsem zařadila kvůli významu názvosloví pro žáky v dalších studiích. V prezentaci jsem použila pouze určování chemického názvu z chemického vzorce oxidů, aby si žáci tuto látku řádně procvičili.
Téma Alkoholů jsem vytvořila převážně jako porovnávání základních zástupců jednosytných alkoholů, methanolu a ethanolu.
Prezentaci uvádím motivačním videem s opilými zvířaty konzumující zkvašené ovoce. Kvůli methanolové kauze budou žáci jistě znát vysokou toxicitu methanolu a podobnost s ethanolem. Vlastnosti a použití obou látek jsem pojala formou pojmů, které žáci vysvětlují.
Prezentaci jsem zakončila negativními vlivy ethanolu na člověka a videem, které upozorňuje na nebezpečí požívání alkoholu před řízením automobilu.
V prezentaci s názvem Estery jsem vytvořila molekuly konkrétních látek, které vystupují v esterifikaci, a odvozuji název pro vzniklý ester. Uvádím významné estery používané v potravinářství, energetickém průmyslu či v medicíně.
METODICKÝ LIST Č.1
Žák určí kategorie nebezpečnosti látek a ke každé uvede příklady.
s chemikáliemi a využívá správné ochranné pomůcky.
ZAŘAZENÍ
PREZENTACE: Motivační, výkladová, opakovací
POZNÁMKY: Prezentace obsahuje videa, proto je nutné ji prezentovat s připojením k internetu.
CÍL
Cílem tématu Nebezpečné látky je pochopení, že ne všechny látky jsou bezpečné a musíme s nimi tedy zacházet podle úrovně jejich nebezpečnosti. Žáci po probrání tématu dokáží vymezit kategorie nebezpečnosti látek, uvést ke každé kategorii příklady a podle výstražných symbolů zařadí látku do dané kategorie nebezpečnosti.
Dále žáci popíší způsoby bezpečného zacházení s chemikáliemi. Žáky jistě seznamte s R-větami a S-větami, které doplňují výstražné symboly.
MOTIVACE
Samotná prezentace slouží jako motivační. Jsou zde použita videa s danými kategoriemi látek k usnadnění rozlišení nebezpečnosti látek. Každá kategorie obsahuje nový výstražný symbol. Tyto symboly pro žáky namnožte k nalepení do sešitů. Na motivační úvod hodiny zařaďte demonstrační pokusy, které s učivem souvisí (např. sopka na stole, zuhelnatění cukru, nehořlavý kapesník).
PRÁCE S UČIVEM
V úvodu hodiny diskutujte se žáky o nebezpečnosti látek, které již znají. Dále znají nebezpečné symboly, například na čistících prostředcích, benzinových stanicích, atd. Upozorněte žáky o změně symbolů. Na motivační úvod s demonstračními pokusy zvolte tři pokusy, které můžete zařadit do různých kategorií nebezpečných látek.
V prezentaci je uvedeno devět kategorií nebezpečných látek s novými výstražnými symboly a ke každé kategorii je zařazeno odpovídající video. Každou kategorii se žáky prodiskutujte a společně uveďte příklady chemických látek.
Seznamte žáky s R-větami (rizikovost látek) a S-větami (bezpečné zacházení). R,S-věty a symboly se žáky procvičte na konci hodiny pomocí etiket či bezpečnostních listů chemikálií, které použijete v motivačních pokusech. Etikety nebo bezpečnostní listy promítněte na tabuli. Zadejte žákům domácí úkol, aby doma našli chemikálii (například čístící prostředky, chemikálie v garáži či dílně) a vypsali si do školního sešitu název, použití, R,S-věty, nakreslili výstražný symbol a zařadili látku do kategorie či kategorií nebezpečnosti.
Kategorie nebezpečnosti:
• látky výbušné: průmyslové trhaviny (TNT, dynamit, semtex)
• látky oxidující: chlorečnan draselný, dichroman amonný, peroxid vodíku
• látky hořlavé: ethanol, benzin, nafta, propan-butan, topné oleje
• látky toxické: drogy, nikotin, methanol, jed na krysy, fosgen
• látky žíravé: kyseliny, hydroxidy (louhy)
• látky dráždivé: čístící prostředky
• plyny pod tlakem: kyslík, dusík, vodík
• látky nebezpečné pro zdraví: splodiny, drogy, alkohol
• látky nebezpečné pro životní prostředí: insekticidy, ropné látky
POKUSY
Pokusy použijte v motivačním úvodu a po probrání tématu zařaďte se žáky do kategorií nebezpečnosti látek.
Pokus č.1: Dichromanová sopka
Dichroman amonný se termicky rozkládá na oxid chromitý, dusík a vodu. Pokus připomíná chrlící sopku a mění se zbarvení ze sytě oranžové na tmavě zelenou díky vznikajícímu oxidu chromitému, který se používá jako zelený pigment (chromová zeleň).
Zařazení: demonstrační pokus
Pomůcky: porcelánová miska, lžička, zápalky, špejhle Chemikálie: dichroman amonný
Postup: Cca 5 g dichromanu amonného nasypeme do porcelánové misky, upravíme lžičkou do tvaru sopky a zapálíme hořící špejhlí.
Poznámky: Pokus provádějte pouze demonstračně z bezpečné vzdálenosti a dodržujte zásady bezpečného zacházení s nebezpečnou látkou. Žáci nesmí s toutu chemikálií pracovat. Dichroman amonný se řadí mezi látky oxidující, toxické, nebezpečné pro zdraví, žíravé a nebezpečné pro životní prostředí [35].
Pokus č.2: Zuhelnatění cukru
Zuhelnatění cukru proveďte koncentrovanou kyselinou sírovou, která má dehydratační účinky. Odnímá z cukru vodu, vzniká černá hmota tvořená uhlíkem a uvolňuje se oxid siřičitý. Kyselina sírová je silná žíravina, která podobně jako na cukr působí na lidskou pokožku.
Upozorněte žáky, že lidská pokožka se skládá z organických látek (sacharidy, lipidy, bílkoviny,...) a kyselina sírová jim odnímá vodu podobně jako cukru a tvoří nevratná poškození tkáně.
Zařazení: demonstrační pokus Pomůcky: hodinové sklíčko
Chemikálie: kostka cukru, koncentrovaná kyselina sírová
Postup: Kostku cukru umístíme na hodinové sklíčko a na ni kápneme kyselinu sírovou. Po chvíli začne cukr černat a tuhnout.
Poznámky: Pokud pracujete s větším množstvím chemikálií, pracujte v dobře větrané místnosti, protože se při reakci uvolňuje oxid siřičitý [35].
Pokus č.3: Nehořlavý kapesník
Kapesník namočený v roztoku lihu po zapálení hoří, ale po chvíli plamen uhasne. Na povrchu kapesníku hoří páry lihu a voda ochlazuje látku, a proto kapesník neshoří. Pokus zařaďte do skupiny hořlavé látky. Ethanol je hlavní částí alkoholických nápojů, proto jej zařaďte i do skupiny látek nebezpečných pro zdraví.
Zařazení: demonstrační pokus
Pomůcky: čistý kapesník, větší kádinka, kleště, zápalky, špejhle Chemikálie: ethanol, voda
Postup: Ethanol v kádince zředíme vodou v poměru 1:1.
Kapesník ve roztoku namočíme a mírně vymačkáme.
Kapesník chytíme jedním cípem do kleští a zapálíme.
Poznámky: Kapesník musí být čistý, bez děr a otřepených okrajů.
Dodržujte přesný poměr ethanolu a vody, aby kapesník neshořel. Zvolte žáka, aby zapálil sirkami špejhli a poté i kapesník [35].
METODICKÝ LIST Č.2
Žák vysvětlí periodický zákon a uvede příklady prvků s podobnými vlastnostmi.
Žák správně pojmenuje skupiny, periody a podle polohy prvků určí počet
elektronových vrstev a počet valenčních elektronů (pouze u skupin I.A-VIII.A).
Žák vymezí v periodické soustavě prvků kovy, polokovy a nekovy.
Žák aktivně využívá periodickou soustavu prvků při dalším studiu chemie.
ZAŘAZENÍ
PREZENTACE: Motivační, výkladová, opakovací
POZNÁMKY: Prezentace obsahuje videa, proto je nutné ji prezentovat s připojením k internetu.
CÍL
Cílem tématu Periodická soustava prvků (dále jen PSP) je pochopení systému a významu PSP pro další studium chemie. Žáci po probrání tématu budou schopni aktivně a správně využívat informace, které získají z PSP. Žáci dokáží vysvětlit zákonitosti uspořádání prvků v PSP a určí D.I. Mendělejeva jako objevitele PSP. Žáci vysvětlí periodický zákon a uvedou příklady některých prvků a jejich podobných vlastností. Žáci správně používají pojmy skupina a perioda, včetně označení. Dále žáci podle polohy prvků v PSP určí počet elektronových vrstev a počet elektronů ve valenční vrstvě (pouze u nepřechodných prvků). Žáci dokáží určit kovy, polokovy a nekovy v PSP.
MOTIVACE
Samotná prezentace slouží jako motivační. V úvodu prezentace je použito motivační video s písní o periodické soustavě. Dále jsou použity efektní prvky animace k usnadnění pochopení probíraného učiva.
PRÁCE S UČIVEM
V úvodu hodiny žáky namotivujte videem s písní o PSP. Píseň je v aglickém jazyce doplněná o kreslené obrázky značek a použití prvků.
Tuto píseň můžete využít jako soutěž, který žák si stihne zapsat nejvíc informací o jednotlivých prvcích v PSP.
O uspořádání prvků v PSP se zasloužil ruský chemik Dmitrij Ivanovič Mendělejev. Mendělejev seřadil prvky podle periodického zákona, tedy podle vzrůstající atomové hmotnosti a prvky s podobnými vlastnostmi umístil pod sebe. Přesněji periodický zákon říká,
že vlastnosti chemických prvků se periodicky mění v závislosti na vzrůstajícím protonovém čísle. PSP publikoval v roce 1869.
Prvky jsou v PSP uspořádány do sedmi period a osmnácti skupin. Periody označujeme arabskými číslicemi 1-7 nebo velkými písmeny K-Q. Používejte číselné značení period, aby žáci na první pohled viděli i počet obsazených elektronových vrstev atomu. Skupiny se značí číselně 1-18 nebo římskými číslicemi a písmeny u nepřechodných prvků I.A-VIII.A a u přechodných prvků I.B-VIII.B.
Označení skupiny VIII.B je použito pro tři skupiny. U skupin je vhodnější používat označení římskými číslicemi a písmeny, jelikož u nepřechodných prvků římská číslice určuje počet elektronů ve valenční vrstvě. Se žáky procvičte vyhledávání v PSP a určování protonového čísla, skupiny, periody a u nepřechodných prvků také počet obsazených vrstev v elektronovém obalu a počet valenčních elektronů. Lanthanoidy a aktinoidy jsou z tabulky vyčleněny, aby nebyla příliš dlouhá.
Dále se žáky odvoďte z PSP zastoupení kovů, polokovů a nekovů.
Kovy zaujímají převážnou většinu prvků. Se žáky procvičte příklady prvků, které zařadí mezi kovy, polokovy nebo nekovy.
Se žáky procvičujte chemické značky a názvy prvků, které se používají v praxi. Nezatěžujte žáky prvky, o kterých se nebudou učit.
Na závěr se žáky shrňte nejdůležitější poznatky o periodické soustavě prvků podle prezentace.
POKUSY
Je uveden motivační pokus Ztroskotání Titaniku a Hoření hořčíkové pásky.
Pokus č.1: Ztroskotání Titaniku
Pokus je založen na reakci sodíku ve vodě s fenoftaleinem. Sodík při styku vodou prudce reaguje na hydroxid sodný, ve kterém se mění bezbarvý fenoftalein na růžovo-fialový.
Zařazení: demonstrační pokus
Pomůcky: větší nádoba, papírový parník, nožík, kleště Chemikálie: sodík, fenoftalein, voda
Postup: Sodík opatrně kleštěmi vyndáme z petroleje a ukrojíme kousek velký asi jako nehet malíčku. Kleštěmi vložíme ukrojený kousek sodíku na dno papírového parníku.
Parník opatrně položíme na hladinu vody v nádobě a ustoupíme. Papír se začně namáčet a sodík reaguje s vodou za vzniku hydroxidu sodného. Tím se mění pH z neutrálního na zásadité a fenolftalein se barví na růžovo.
Poznámky: Pokus provádějte pouze demonstračně z bezpečné vzdálenosti a dodržujte zásady bezpečného zacházení s nebezpečnou látkou. Sodíku se nedotýkáme rukama.
Zbylý sodík ihned vrátíme do lahve s petrolejem, aby nereagoval se vzdušnou vlhkostí. Jelikož sodík reaguje s vodou prudce, může kousíček vylétnout z nádoby.
Je proto velmi důležité dodržovat bezpečnou vzdálenost a nepoužívat větší množství sodíku.
Na tomto pokusu můžete se žáky pozorovat vlastnosti sodíku, který je velmi měkký, na řezu kovově lesklý a prudce reaguje s vodou. Zadejte žákům úkol, aby vyhledali v PSP sodík, určili jeho chemickou značku, periodu, skupinu, počet elektronových vrstev a počet valenčních elektronů. Se žáky odvoďte díky znalostem PSP a řazení do skupin, že podobné vlastnosti mají i další prvky v této skupině, jako je lithium a draslík (další alkalické kovy není nutné uvádět) [35].
Pokus č.2: Hoření hořčíkové pásky
Na vzduchu hořčík hoří jasným plamenem a reaguje se složkami vzduchu, kyslíkem a dusíkem. Při této reakci vzniká směs nitridu a oxidu hořečnatého. Pokus můžete doplnit reakcí hořící hořčíkové pásky vhozené do baňky s vodou a fenolftaleinem. Vznikající hydroxid hořečnatý změní pH z neutrálního na zásadité a fenolftalein se zbarví do růžova.
Zařazení: demonstrační pokus Pomůcky: kleště, kahan, baňka
Chemikálie: hořčíková páska, voda, fenolftalein
Postup: Hořčíkovou pásku uchopíme do kleští a vložíme do plamene. V druhé části pokusu vhodíme hořící hořčíkovou pásku do připravené baňky s vodou a fenolftaleinem.
Poznámky: Upozorněte žáky, ať se nedívají přímo do jasného plamene hořící pásky. Použijte ochranné brýle a dodržujte bezpečnou vzdálenost. Zadejte žákům stejné úkoly na procvičení jako u sodíku [36].
METODICKÝ LIST Č.3
Žák u uhlíku určí periodu, skupinu, počet protonů, elektronů, valenčních elektronů podle PSP.
Žák uvede uhlík jako nekov podle PSP.
Žák vyjmenuje modifikace uhlíku (grafit, diamant, fullereny) a u každé uvede základní charakteristiku.
Žák porovná strukturu a vlastnosti grafitu a diamantu.
Žák uvede význam uhlíku a jeho modifikací pro člověka.
ZAŘAZENÍ
PREZENTACE: Motivační, výkladová, opakovací
POZNÁMKY: Prezentace obsahuje videa, proto je nutné ji prezentovat s připojením k internetu.
CÍL
Cílem tématu Uhlík je pochopení významu tohoto prvku pro lidský život. Žáci po probrání tématu dokáží uvést modifikace uhlíku, a to grafit, diamant a fullereny. U každé modifikace uhlíku uvedou její základní vlastnosti a porovnají vlastnosti grafitu a diamantu (barva, tvrdost, vodivost elektrického proudu, využití).
MOTIVACE
Samotná prezentace slouží jako motivační. Jsou zde použity efektní prvky animace k usnadnění pochopení probíraného učiva.
Dalšími motivačními prvky jsou tři videa, která ukazují využití jednotlivých modifikací uhlíku. Pro zvýšení motivace proveďte se žáky pokus Neviditelné písmo nebo ho zadejte žákům jako domácí pokus.
PRÁCE S UČIVEM
V úvodu hodiny se žáky zopakujte práci s periodickou soustavou prvků. Žáci vyhledají uhlík v PSP, jeho chemickou značku, periodu, skupinu a určí protonové číslo, počet protonů, elektronů, neutronů a dále molární hmotnost, elektronegativitu a počet valenčních elektronů. Žáci podle PSP určí uhlík jako nekov.
Po opakování s PSP se žáky diskutujte o významu uhlíku pro člověka, kde se s uhlíkem každý den setkávají. Žáci jistě budou znát použití grafitu v tužkách a špercích s diamanty. Zdůrazněte žákům, že všechny modifikace uhlíku jsou tvořeny stejným prvkem, ale liší se ve struktuře podle typu látky. Dále žákům zdůrazněte, že uhlík je ve vázané formě obsažen v každém živém organismu, což můžete dokázat motivačním pokusem Neviditelné písmo.
Jako první modifikaci uveďte přírodní formu uhlíku, grafit (tuha), se kterým se žáci setkávají každý den. Upozorněte žáky na vrstevnatou strukturu grafitu. Grafit je tvořen vrstvami šestiúhelníků z uhlíku a tyto vrstvy jsou spojeny slabými silami. Díky této struktuře můžeme s grafitem psát po papíře, jelikož se vrstvy grafitu otírají o papír. Dále můžeme ze struktury grafitu pozorovat vodivost elektrického proudu kvůli volným elektronům. Vodivost grafitu dokažte pokusem. Se žáky rozdrťte tuhu a společně odvoďte, že se grafit řadí mezi měkký (tvrdost 1) a nekujný nerost tmavě šedé až černé barvy.
Krátké video zobrazuje průmyslovou výrobu tužek. Se žáky procvičte vlastnosti grafitu formou připravené soutěže Ano nebo Ne?
Další přírodní formou uhlíku je diamant. Společně se žáky porovnejte strukturu grafitu a diamantu a jejich vlastnosti. Uhlík v diamantu je vázán čtyřmi vazbami a tudíž neobsahuje volné elektrony, které by vedly elektrický proud. Struktura diamantu a silné kovalentní vazby mezi uhlíky zajišťují nejvyšší tvrdost (tvrdost 10).
Díky této vlastnosti se uměle vyrobené diamanty používají jako brusný materiál. Žákům uveďte používaný název briliant, který vzniká vybroušením 57 plošek ze surového diamantu. Hmotnost diamantu se udává v karátech, přičemž 1 karát představuje 0,2 g diamantu.
Nejvetší diamant Cullinam byl nalezen na počátku 20. století v Africe o velikosti dětské pěsti. Se žáky procvičte vlastnosti diamantu formou připravené soutěže Ano nebo Ne? Dále se žáky shrňte a porovnejte vlastnosti a využití grafitu a diamantu.
Třetí formou uhlíku jsou uměle vyrobené fullereny, které připomínají fotbalový míč. Uvádím zde mimotechnickou pomůcku
„fotbaleny“. Z fullerenů se zpracovávají nanotrubičky. Společně se žáky odvoďte předponu nano (10-9). Uhlíkové nanotrubičky jsou lehké, odolné, pevné a dobré vodiče elektrického proudu, proto se používají k odlehčení závodních automobilů, výrobě moderních tkanin
a materiálů, spojovacích materiálů a v elektronice. Kapitolu uhlík zakončete připravenou soutěží na přiřazování pojmů.
POKUSY
Pokus č.1: Vodí tuha elektrický proud?
Žáci sestaví jednoduchý elektrický obvod z baterie, vodičů, žárovky a kousky tuhy. Pokud je obvod správně zapojený, žárovka se rozsvítí. Se žáky odvoďte, že tuha vede elektrický proud a využívá se v suchých článcích.
Zařazení: žákovský pokus
Pokus č.2: Neviditelné písmo
Organické látky obsahují v molekulách vázaný uhlík, vodík, kyslík, aj. Uhlík dokážeme zhnědnutím po zahřátí neviditelné organické látky, kterou jsme aplikovali na papír.
Zařazení: žákovský pokus s dohledem dospělé osoby
Pomůcky: zdroj tepla (kahan, svíčka, el. ohřívač), papír, štětec Chemikálie: citrónová šťáva
Postup: Na papír napíšeme vzkaz citrónovou šťávou a necháme uschnout při pokojové teplotě. Papír zahříváme do doby zviditelnění vzkazu.
Poznámky: V místě vzkazu jsou molekuly celulózy narušeny a jsou tedy citlivější na vyšší teplotu. Uhlík se v místě vzkazu projeví charakteristickýcm zhnědnutím. Pokus lze vyzkoušet i s octem, mlékem nebo se šťávou z cibule [37].
METODICKÝ LIST Č.4
Žák určí oxidy jako dvouprvkové sloučeniny kyslíku a jiného prvku.
Žák určí pomocí elektronegativity kladné a záporné oxidační číslo u prvků.
Žák uvede v oxidech u kyslíku oxidační číslo vždy -II a dopočítá kladné oxidační číslo druhého prvku.
Žák tvoří vzorec i název oxidů pomocí oxidačních čísel prvků v molekule.
ZAŘAZENÍ
PREZENTACE: Motivační, výkladová, opakovací
POZNÁMKY: Prezentaci lze prezentovat bez připojení k internetu.
CÍL
Cílem tématu Názvosloví oxidů je pochopení systému tvorby vzorců a názvů oxidů. Žáci pojmenují skupinu oxidů jako dvouprvkové sloučeniny kyslíku a jiného prvku. Podle elektronegativity určí kladné a záporné oxidační číslo u prvků. Žáci určí v oxidech u kyslíku oxidační číslo vždy -II. Po probrání celého tématu žáci dokáží tvořit chemické vzorce a názvy oxidů.
MOTIVACE
Samotná prezentace slouží jako motivační. Jednotlivé kroky postupu při tvorbě názvosloví jsou animovány pro snadnější pochopení učiva. Pro zvýšení motivace připravte žákům pokus Tančící rozinky.
PRÁCE S UČIVEM
Názvosloví patří k významnému učivu, jelikož žáky provází i na středních školách. Předpokladem pro úspěšnou tvorbu vzorců a názvů chemických sloučenin je znalost chemických značek, názvů a koncovek přídavných jmen odvozených od oxidačních čísel. Apelujte na žáky, aby ovládali chemické značky a názvy základních chemických prvků. Často se žáky názvy a chemické značky opakujte a testujte.
Nezatěžujte žáky latinskými názvy a prvky, které jsou méně známé a na základních školách se neučí.
Postup tvorby názvosloví je uveden pouze pomocí dopočítávání oxidačních čísel do součtu v molekule. Křížové pravidlo není vhodné, protože ho žáci používají i u tříprvkových sloučenin. Diskutujte se žáky o oxidech, které znají z běžného života.
Určování chemického vzorce z názvu oxidu a napak neprobírejte v jedné vyučovací hodině, ale nejdříve řádně procvičte
Určování chemického vzorce z názvu oxidu a napak neprobírejte v jedné vyučovací hodině, ale nejdříve řádně procvičte