PROGRAMMAZIONE ANNUALE A.S. 2015/2016 DISCIPLINA: CHIMICA CLASSE: 2^A - INDIRIZZO: CHIMICA, MATERIALI E BIOTECNOLOGIE

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1 RE P U B B L I C A I T A L I A N A ISTITUTO DI ISTRUZIONE SECONDARIA SUPERIORE MINERARIO G. ASPRONI E. FERMI DI IGLESIAS PROGRAMMAZIONE ANNUALE A.S. 2015/2016 DISCIPLINA: CHIMICA CLASSE: 2^A - INDIRIZZO: CHIMICA, MATERIALI E BIOTECNOLOGIE INSEGNANTE TEORICO Silvia Chinedda INSEGNANTE TECNICO-PRATICO Francesca Casula

2 La Chimica è una scienza completamente fondata sull'evidenza sperimentale. Ogni affermazione della Chimica ha alla base degli esperimenti. La Chimica possiede un modo specifico di interrogare il mondo materiale attraverso lo studio delle sostanze e delle trasformazioni ad esse connesse ed offre pertanto un contributo insostituibile come metodo di indagine e come contenuti alla formazione scientifica di base degli studenti. Studiare la Chimica significa per gli allievi acquisire specifiche chiavi di lettura sia della realtà naturale, sia di quella realizzata dall uomo, nonché contribuire a sviluppare le proprie capacità di analisi, di sintesi e di astrazione. OBIETTIVI GENERALI Il corso di chimica nel primo biennio si prefigge i seguenti obiettivi generali: far prendere coscienza dell importanza della conoscenza della chimica ai fini della comprensione dei fenomeni naturali e della realtà materiale che ci circonda; rendere consapevoli che gran parte dei fenomeni macroscopici naturali e prodotti dall uomo consiste in trasformazioni chimiche; sviluppare la capacità di analizzare criticamente i fenomeni, ponendosi domante e formulando ipotesi interpretative sulla base delle conoscenze e delle competenze acquisite; educare alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell ambiente e del territorio. saper realizzare semplici esperienze di laboratorio e investigazioni in scala ridotta e con materiali non nocivi, per salvaguardare la sicurezza personale e ambientale; saper organizzare e rappresentare i dati raccolti attraverso l utilizzo di tabelle e diagrammi; far acquisire un adeguata padronanza del linguaggio chimico. OBIETTIVI EDUCATIVI Sviluppare/potenziare il senso di responsabilità, dell autonomia, della socializzazione e delle capacità di comunicazione, attraverso: il rispetto delle regole, dell'ambiente e delle cose proprie e altrui; la partecipazione attiva alle attività didattiche; lo studio fatto con continuità; l esecuzione puntuale delle consegne; il sapersi rapportare correttamente con gli altri; il saper considerare le diversità (culturali, ideologiche ecc.) come occasione di arricchimento; il saper valutare e valutarsi in senso critico; il saper prendere decisioni e assumere responsabilità; il saper socializzare con i compagni e con i docenti; saper lavorare in gruppo, rispettando gli altri compagni e collaborando insieme al raggiungimento dell obiettivo prestabilito; il saper comunicare le proprie idee sostenendo le proprie argomentazioni in modo adeguato a livello espressivo e logico; saper assumere un comportamento responsabile, consapevole e prudente in laboratorio, nel pieno rispetto delle norme di sicurezza. 1

3 Far acquisire un metodo di studio scientifico: raccogliendo, vagliando e sistemando i dati in modo organico; riassumendo e rielaborando quanto appreso; problematizzando; ricercando autonomamente soluzioni; collegando le proprie conoscenze; analizzando; sintetizzando; utilizzando i linguaggi specifici; esprimendo quanto appreso con un'esposizione corretta. OBIETTIVI SPECIFICI OBIETTIVI MINIMI DI APPRENDIMENTO Livello di Base: Lo studente svolge compiti semplici in situazioni note, mostrando di possedere conoscenze e abilità essenziali e di saper applicare regole e procedure fondamentali. PREREQUISITI sapere cos è una sostanza pura, una miscela omogenea ed un miscuglio eterogeneo; sapere che cosa è un atomo, una molecola e uno ione; conoscere la differenza tra una trasformazione fisica ed una trasformazione chimica; conoscere i concetti di massa atomica, massa molecolare, mole e massa molare. saper impostare semplici proporzioni; saper esprimere il risultato di un calcolo con le corrette unità di misura; saper distinguere un elemento da un composto e un composto da un miscuglio; essere in grado di determinare la massa molecolare e la massa molare di una sostanza di cui si conosce la formula chimica, utilizzando la tavola periodica; saper convertire la massa di una sostanza in moli e viceversa. MODULO 1 UD 1.1 LE PROPRIETÀ DELLE SOLUZIONI sapere che cosa è una soluzione e che cosa rappresentano il soluto e il solvente; sapere che cosa si intende per soluzione satura e per concentrazione di una soluzione; sapere che cosa indica la solubilità di una sostanza e conoscere i fattori che la influenzano. saper calcolare la concentrazione di una soluzione esprimendola come % in massa, % in volume, % massa su volume e molarità; saper preparare una soluzione a concentrazione nota. UD 1.2 STRUTTURA ATOMICA E LEGAMI CHIMICI conoscere il significato di numero atomico e di numero di massa di un elemento; 2

4 conoscere il modello atomico di Bohr ed il modello ad orbitali; sapere che cosa sono gli elettroni di valenza di un atomo; conoscere la regola dell ottetto; conoscere i modelli fondamentali di legame chimico: covalente, dativo, ionico e metallico. saper descrivere la natura delle particelle subatomiche, collocandole opportunamente all interno dell atomo; saper utilizzare il numero atomico e il numero di massa per stabilire quanti nucleoni ed elettroni sono presenti nell atomo di una determinata specie atomica e viceversa; essere in grado di identificare gli elementi della tavola periodica mediante il loro numero atomico; saper spiegare la struttura elettronica a livelli e sottolivelli energetici dell atomo; saper rappresentare la disposizione degli elettroni negli atomi dei primi 20 elementi, utilizzando il modello a strati o gusci; saper spiegare che cosa è un orbitale e che cosa rappresentano i quattro numeri quantici; essere in grado di utilizzare la simbologia specifica e le regole di riempimento degli orbitali per la scrittura delle configurazioni elettroniche di tutti gli atomi; saper riconoscere un elemento chimico mediante il saggio alla fiamma; saper individuare gli elettroni di valenza degli elementi dei gruppi principali e saperli rappresentare mediante i simboli di Lewis; saper definire l elettronegatività degli elementi e conoscere come varia nella tavola periodica; saper prevedere, in base alla posizione nella tavola periodica, il tipo di legame che si può formare tra due atomi; saper utilizzare la regola dell ottetto per prevedere la formazione dei legami tra gli atomi; saper stabilire la polarità dei legami covalenti sulla base delle differenze di elettronegatività degli elementi. UD 1.3 STRUTTURA E PROPRIETÀ DELLE SOSTANZE conoscere la differenza tra molecole polari e molecole apolari; conoscere le principali forze intermolecolari; conoscere la regola de il simile scioglie il simile ; sapere a che cosa è dovuta la conducibilità elettrica di un solido e di un liquido. saper prevedere la geometria di semplici molecole e saperne rappresentare le formule di struttura; saper stabilire la polarità delle molecole sulla base delle differenze di elettronegatività degli elementi e della geometria delle molecole; saper illustrare i tipi di forze che si stabiliscono tra le molecole e saper correlare le proprietà fisiche delle sostanze con l intensità di tali forze; saper interpretare i processi di dissoluzione in base alle forze intermolecolari che si possono stabilire tra le particelle di soluto e quelle di solvente; saper spiegare perché le soluzioni elettrolitiche conducono la corrente elettrica. 3

5 MODULO 2 UD 2.1 NOMI E FORMULE DEI COMPOSTI conoscere i concetti di valenza e di numero di ossidazione; conoscere le regole principali per l attribuzione del numero di ossidazione degli elementi nei vari composti; conoscere le principali categorie di composti inorganici. essere in grado di assegnare il numero di ossidazione agli atomi di una formula chimica; saper riconoscere la classe di appartenenza e la natura (ionica, molecolare, binaria e ternaria)di un composto dalla sua formula e dal suo nome. saper applicare le regole della nomenclatura IUPAC e tradizionale per assegnare il nome a semplici composti; saper utilizzare il numero di ossidazione degli elementi per determinare la formula di semplici composti. UD 2.2 LE REAZIONI CHIMICHE saper rappresentare una reazione mediante un equazione chimica bilanciata; saper leggere un equazione chimica, attribuendo il corretto significato a formule e coefficienti stechiometrici; saper effettuare semplici calcoli stechiometrici; saper classificare le principali reazioni chimiche; essere in grado di spiegare cos è una reazione di ossido-riduzione, facendo riferimento ad esperienze di laboratorio e ad esperienze quotidiane. MODULO 3 UD 3.1 L ENERGIA E LA VELOCITÀ DI REAZIONE sapere che cosa si intende per reazione esotermica e per reazione endotermica; conoscere il concetto di entalpia; sapere che cosa si intende per velocità di reazione e quali sono i fattori che la influenzano. saper distinguere tra reazioni esotermiche ed endotermiche attraverso misure di temperatura; essere in grado di illustrare la teoria degli urti e dello stato di transizione; essere in grado di spiegare in che modo la velocità di una reazione è influenzata dalla natura e dalla concentrazione dei reagenti, dalla temperatura e dalla superficie di contatto; saper spiegare il concetto di catalizzatore e saperne riconoscere l effetto sulla velocità di reazione. UD 3.2 L EQUILIBRIO CHIMICO conoscere la differenza tra una reazione irreversibile ed una reversibile; conoscere il concetto di equilibrio dinamico; 4

6 conoscere la legge dell azione di massa; conoscere il principio di Le Châtelier. essere in grado di spiegare che cosa accade quando una reazione è all equilibrio; per ogni equazione chimica bilanciata, saper scrivere l espressione della costante di equilibrio; saper valutare il grado di completezza di una reazione per mezzo della costante di equilibrio; saper descrivere come, in base al principio di Le Châtelier, sia possibile intervenire per cambiare lo stato di equilibrio di una reazione. MODULO 4 U.D ACIDI E BASI conoscere le caratteristiche e le proprietà chimiche degli acidi e delle basi; conoscere la definizione di acido e di base secondo Arrhenius e Brönsted-Lowry; sapere che cosa indica il ph di una soluzione. saper rappresentare l equazione di ionizzazione/dissociazione di un acido e di una base; saper spiegare che cosa si intende per forza di un acido e di una base; saper esprimere il grado di acidità di una soluzione in termini operativi utilizzando il ph come scala di riferimento. CONTENUTI MODULO 0 - RECUPERO PREREQUISITI Sostanze pure, miscugli omogenei ed eterogenei. Elementi e composti; atomi, molecole e ioni. Le formule chimiche e il loro significato. Le trasformazioni fisiche e le reazioni chimiche. La massa atomica e la massa molecolare. La mole e la massa molare. Il calcolo con le moli. MODULO 1 UD 1.1 LE PROPRIETÀ DELLE SOLUZIONI Le soluzioni e i loro componenti. Perché le sostanze si sciolgono? La solvatazione e l idratazione. Le soluzioni sature. La solubilità e i fattori che la influenzano. La concentrazione delle soluzioni: % m/m, % v/v, % m/v e Molarità (M). LABORATORIO La concentrazione delle soluzioni. Preparazione di soluzioni a titolo noto per pesata e diluizione. UD 1.2 STRUTTURA ATOMICA E LEGAMI CHIMICI Particelle fondamentali dell atomo. Il numero atomico, il numero di massa e gli isotopi. I modelli atomici di Thomson e di Rutherford. L atomo di Bohr e il modello atomico a strati. La configurazione elettronica degli elementi. Il modello a orbitali e i numeri quantici. Rappresentazione della configurazione elettronica secondo il modello a orbitali. La tavola periodica degli elementi: metalli alcalini, metalli alcalino-terrosi, alogeni e gas nobili. Gli elettroni di valenza e i simboli di Lewis. Gli elementi imitano i gas nobili: la regola dell ottetto. L elettronegatività. Il legame covalente (puro, polare, singolo e multiplo). Il legame dativo. Il legame ionico. Il legame metallico. Sostanze ioniche, sostanze molecolari e loro formule di struttura. 5

7 UD 1.3 STRUTTURA E PROPRIETÀ DELLE SOSTANZE La geometria delle molecole. Molecole polari e molecole apolari. I legami intermolecolari: forze dipolo-dipolo, forze di London e legame idrogeno. La solubilità e la miscibilità delle sostanze: il simile scioglie il simile. La conducibilità elettrica. LABORATORIO Saggio alla fiamma dei metalli Li, Na, K, Ca, Sr, Ba e Cu; Prove di polarità, di solubilità e di miscibilità. Prove di conducibilità. MODULO 2 UD 2.1 NOMI E FORMULE DEI COMPOSTI La valenza e il numero di ossidazione. Composti binari e ternari. Formule chimiche e nomenclatura (IUPAC e tradizionale) di: ossidi, idruri, idracidi, ossiacidi, idrossidi e sali. UD 2.2 LE REAZIONI CHIMICHE Le equazioni chimiche. Bilanciamento di una equazione chimica. Classificazione delle reazioni chimiche: reazioni di sintesi, di decomposizione, di spostamento o di scambio, reazioni di doppio scambio. Calcoli stechiometrici con le equazioni chimiche. Le reazioni redox: come riconoscerle. L ossidante e il riducente in una reazione redox. LABORATORIO Reattività chimica degli elementi metallici del gruppo 1, 2, 4 con ossigeno e acqua. Carattere basico dei relativi composti binari e ternari. Comportamento e reattività degli elementi non metallici. Evidenza sperimentale del carattere acido dei relativi composti, mediante cartina indicatrice. Reazioni di sintesi, ossidazione, idratazione, decomposizione, scambio (reazioni con formazione di precipitati e con sviluppo di gas). Reazioni redox. MODULO 3 UD 3.1 L ENERGIA E LA VELOCITÀ DI REAZIONE Le reazioni producono energia: reazioni esotermiche ed endotermiche. Il calore di reazione. L entalpia. Che cosa è la velocità di reazione. La teoria degli urti e dello stato di transizione. Fattori che influenzano la velocità di una reazione chimica. I catalizzatori. UD 3.2 L EQUILIBRIO CHIMICO Reazioni reversibili ed equilibrio dinamico. La legge di azione di massa e la costante di equilibrio. Come si può modificare lo stato di equilibrio: il principio di Le Châtelier. LABORATORIO Riconoscimento di trasformazioni esotermiche ed endotermiche mediante misure di temperatura. Determinazione del ΔH di una reazione da misure di ΔT. Determinazione dei fattori che influenzano la velocità di una reazione chimica. Dimostrazione sperimentale del principio di Le Châtelier. MODULO 4 U.D ACIDI E BASI Caratteristiche degli acidi e delle basi. Le teorie sugli acidi e sulle basi. Il ph e la forza degli acidi e delle basi. Gli indicatori di ph. 6

8 LABORATORIO Titolazione acido-base forte con viraggio degli indicatori liquidi. Determinazione delle concentrazioni incognite. TEMPI DI ESECUZIONE MODULO PERIODO 0-1 settembre-gennaio 2 gennaio-marzo 3 aprile-maggio 4 maggio-giugno I tempi richiesti per lo svolgimento di ciascun modulo sono stati stabiliti sulla base del monte ore complessivo e perciò non tengono conto di eventuali vacanze, assemblee e quant altro possa rallentare o modificare il normale percorso formativo. METODOLOGIA La trattazione dei contenuti teorici della disciplina avverrà prevalentemente attraverso lezioni di tipo partecipato supportate dall ausilio delle tecnologie informatiche, allo scopo di coinvolgere quanto più possibile gli allievi, mantenerne viva l attenzione e facilitare l apprendimento dei contenuti della disciplina. I riferimenti costanti a fenomeni, situazioni, problematiche tratte dal quotidiano, dovranno contribuire a potenziare nei ragazzi l interesse per la Chimica, evitando così che questa possa essere percepita come una materia astratta e slegata dalla realtà. Le lezioni teoriche saranno affiancate ad una regolare attività sperimentale, che sarà dunque parte integrante del percorso formativo in modo tale da avere il più possibile una connessione circolare tra l osservazione dei fatti, la sperimentazione e l elaborazione dei concetti. Sarà fondamentale motivare gli studenti e potenziarne le abilità operative con esercitazioni individuali o a piccoli gruppi, in cui gli allievi saranno guidati ad osservare e a confrontarsi per proporre soluzioni ed ipotesi interpretative. Tutte le esercitazioni saranno eseguite educando gli studenti al pieno rispetto delle norme di sicurezza e di tutela dell ambiente. La possibilità di utilizzo di eventuali altre strategie didattiche verrà valutata opportunamente in itinere, a seconda delle specifiche esigenze riscontrate nel corso dell anno scolastico. STRUMENTI libro di testo cartaceo e in formato digitale; fotocopie e prodotti multimediali forniti dal docente; LIM e lavagna con pennarelli colorati; pc e tablet per ricerche e approfondimenti su internet; social network per la didattica: Edmodo e Google Drive; modelli molecolari e attrezzature di laboratorio. SPAZI aula; laboratorio. VERIFICHE E CRITERI DI VALUTAZIONE I processi di apprendimento degli studenti saranno monitorati sistematicamente in itinere, attraverso verifiche formative, quali: domande dal posto, interrogazioni brevi, esecuzione di esercizi alla lavagna, 7

9 esercitazioni in classe, correzione dei compiti svolti a casa, osservazione del modus operandi in laboratorio e correzione delle relazioni sull attività sperimentale. Il raggiungimento degli obiettivi programmati, in termini di conoscenze e di abilità specifiche, sarà verificato alla fine di ciascuna unità di apprendimento attraverso colloqui individuali e/o prove scritte di varia tipologia (n min.: 2 nel trimestre e 3 nel pentamestre). L assegnazione del voto seguirà la griglia di valutazione allegata al POF. Nella valutazione delle verifiche orali e scritte si terrà conto anche delle capacità espositive, deduttive e di sintesi dimostrate dallo studente. La valutazione finale di ciascuno studente, inoltre, dovrà tener conto del suo specifico percorso di apprendimento, della sua partecipazione al lavoro scolastico, dell esecuzione puntuale delle consegne, del livello di attenzione, del grado di interesse e dell impegno profuso durante l anno. RECUPERO Per quanto concerne il recupero, le strategie didattiche da utilizzare e le ore da destinare allo scopo andranno valutate in funzione delle difficoltà riscontrate e del numero di studenti coinvolti. Come supporto o in alternativa al classico recupero svolto durante l orario di lezione, l insegnante potrà avvalersi delle attività di recupero eventualmente promosse dalla scuola al di fuori dell orario curricolare. Monte orario settimanale: 3(1) Libro di testo: Esploriamo la chimica verde PLUS - G.Valitutti, A.Tifi, A.Gentile - ed. Zanichelli Iglesias, 19 novembre 2015 Le insegnanti Silvia Chinedda e Francesca Casula 8