Programma (piano di lavoro) preventivo

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1 I S T I T U T O T E C N I C O I N D U S T R I A L E S T A T A L E G u g l i e l m o M a r c o n i V e r o n a Programma (piano di lavoro) preventivo Anno Scolastico 2014/15 Materia SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio Classe 2 Docenti Nome documento CHI2 p.doc UDA 0: Recupero nomenclatura e prerequisiti laboratorio 2 Verifiche: modalità e descrizione... 2 UDA 1: La mole e le soluzioni 2 Prerequisiti 2 Unità didattica 1: Unità di massa atomica, massa atomica e massa molecolare... 3 Unità didattica 2: Il numero di Avogadro e il concetto di mole... 3 Unità didattica 3: Soluzioni e loro concentrazione... 3 Verifiche: modalità e descrizione... 4 UDA 2: Reazioni chimiche 4 Prerequisiti... 4 Unità didattica 1: Le reazioni chimiche... 4 Unità didattica 2: Il calcolo stechiometrico... 5 Verifiche: modalità e descrizione... 5 UDA 3: I fattori che governano le reazioni chimiche 5 Prerequisiti... 5 Unità didattica 1: Il fattore energetico nelle reazioni chimiche... 5 Unità didattica 2: La velocità delle reazioni chimiche... 6 Unità didattica 3: L equilibrio chimico... 7 Verifiche: modalità e descrizione... 7 UDA 4: Le reazione acido base e di ossidoriduzione 7 Prerequisiti... 7 Unità didattica 1: Le reazioni acido - base... 8 Unità didattica 2: Le reazioni di ossido riduzione... 9 Verifiche: modalità e descrizione... 9 Firma docente/i Firma Responsabile Utenza Firma Dirigente Page 1 of 10

2 Metodologie, verifiche e griglia di valutazione 10 UDA 0: Recupero nomenclatura e prerequisiti di laboratorio Ore 7 Settembre- Inizio Ottobre Sapere cosa rappresenta il numero di ossidazione e saperlo assegnare ad ogni elemento combinato. Conoscere la classificazione delle principali classi dei composti inorganici. Saper ricavare la formula del composto dal nome tradizionale e viceversa. Conoscere e saper utilizzare gli strumenti di misura di volume e di massa; conoscere le basilari norme antinfortunistiche e saper lavorare in laboratorio in sicurezza utilizzando gli idonei dispositivi di protezione. Conoscere le principali tecniche di separazione delle miscele. Il numero di ossidazione: definizione e regole per la sua attribuzione. Categorie di composti chimici della nomenclatura tradizionale: ossidi, anidridi, idrossidi, idracidi, ossiacidi e sali ( binari e ternari). Regole per l attribuzione del nome tradizionale alle varie categorie di composti chimici. Esercizi per l identificazione della categoria di appartenenza di un composto. Esercizi per l assegnazione del nome tradizionale alla formula di un composto e viceversa. Cenni alla nomenclatura IUPAC Basilari norme antinfortunistiche e classificazione sostanze chimiche pericolose. Strumenti di misura di volume e di massa. Principali tecniche di separazione delle miscele. Verifiche: modalità e descrizione Prove strutturate e/o semistrutturate. Verifiche orali. Osservazione e valutazione dell attività in laboratorio.. UDA 1: La mole e le soluzioni Prerequisiti Conoscere la notazione scientifica e le regole delle potenze. Conoscere la differenza tra atomi e molecole e riconoscerne le formule. Distinguere la formula di un elemento da quella di un composto. Conoscere le differenze tra miscele omogenee ed eterogenee. Conoscere le particelle subatomiche. Conoscere e saper utilizzare gli strumenti di misura di volume e di massa; conoscere le basilari norme antinfortunistiche e saper lavorare in laboratorio in sicurezza utilizzando gli idonei dispositivi di protezione. Conoscere le principali tecniche di separazione delle miscele. Errore assoluto, errore relativo percentuale. Page 2 of 10

3 Unità didattica 1: Unità di massa atomica, massa atomica e massa molecolare Ore 4 Ottobre Conoscere i concetti di unità di massa atomica,di massa atomica e molecolare. Saper calcolare la massa atomica di elementi e la massa molecolare di composti. Saper utilizzare l unità di massa atomica per determinare la massa in grammi di singoli atomi o di molecole. L unità di massa atomica. Concetto di massa atomica e massa molecolare e calcolo della massa molecolare. Determinazione della massa in grammi di un atomo conoscendo la sua massa atomica e il valore in grammi dell u.m.a. Determinazione della massa in grammi di una molecola conoscendo la sua massa molecolare e il valore in grammi dell u.m.a. Unità didattica 2: Il numero di Avogadro e il concetto di mole Ore 5 Ottobre Conoscere il valore numerico della costante di Avogadro ed il suo significato. Saper definire la mole. Saper calcolare la massa molare di un elemento e di un composto. Saper applicare il concetto di massa molare e il numero di Avogadro nella risoluzione di semplici esercizi. Il numero di Avogadro e la mole. Il concetto di mole associato ad una massa in grammi ( massa molare). Il concetto di mole associato al numero di Avogadro. Esecuzione di esercizi di trasformazione di una massa in grammi a moli e viceversa. Esecuzione di esercizi di trasformazione di una massa in grammi a numero di particelle base ( atomi o molecole). Unità didattica 3: Soluzioni e loro concentrazione Ore 6 Ottobre- Novembre Saper riconoscere una soluzione come una miscela omogenea di soluto e di solvente. Saper esprimere le concentrazioni: % m/m, Le soluzioni: soluto e solvente. La solubilità : definizione Concentrazione delle soluzioni: % m/m, %m/v, %V/V e molarità. Esercizi applicativi sulla concentrazione delle soluzioni. Page 3 of 10

4 %m/v, %V/V e Molarità. Saper risolvere semplici esercizi relativi alla concentrazione di soluzioni. Saper preparare una soluzione per pesata del soluto e per diluizione di soluzioni concentrate. Esercizi relativi alle diluizioni delle soluzioni. Preparazione di soluzioni acquose a titolo noto per pesata del soluto e per diluizione di soluzioni concentrate. Verifiche: modalità e descrizione Prove strutturate e/o semistrutturate. Verifiche orali. Osservazione e valutazione dell attività in laboratorio. UDA 2: Reazioni chimiche Prerequisiti Differenza tra trasformazioni fisiche e chimiche. Legge di Lavoisier. La mole. La concentrazione delle soluzioni. Legami chimici intramolecolari. Unità didattica 1: Le reazioni chimiche Ore 8 Novembre Saper scrivere le reazioni chimiche in termini di reagenti e prodotti. Saper descrivere e riconoscere le manifestazioni di una reazione chimica. Saper classificare e riconoscere le reazioni di sintesi, decomposizione, e scambio (semplice e doppio). Saper bilanciare correttamente le reazioni. Saper scrivere le formule dei prodotti di una reazione di doppio scambio. Saper individuare in una reazione di doppio scambio il composto precipitato. Reazioni chimiche: reagenti e prodotti. Tipi di reazioni chimiche: sintesi, decomposizione, scambio (semplice e doppio). Esercizi di riconoscimento delle varie tipologie di reazioni ed esercizi di previsione dei prodotti che si formano in una reazione di scambio. Bilanciamento di una reazione chimica. Esercizi di bilanciamento. I sintomi di una reazione chimica (manifestazioni osservabili). Tipi di reazioni chimiche (reazione di sintesi o combinazione, di decomposizione o analisi,di scambio semplice o spostamento, di scambio o di doppio scambio). Reazioni di doppio scambio: reazioni fra ioni in soluzione acquosa con formazione di precipitati. Page 4 of 10

5 Unità didattica 2: Il calcolo stechiometrico Ore 8 Novembre dicembre Conoscere il significato dei coefficienti numerici in una reazione chimica bilanciata. Saper svolgere semplici calcoli in base alla stechiometria della reazione anche in presenza di un reagente limitante. Saper determinare la quantità di un composto molecolare ottenuto da una reazione di precipitazione; saper determinare la resa e l errore relativo percentuale commesso. Significato dei coefficienti stechiometrici di una reazione bilanciata: rapporti stechiometrici e rapporti ponderali. Esercizi applicativi sui rapporti stechiometrici e ponderali Concetto di reagente limitante e di reagente in eccesso. Esercizi per l individuazione del reagente limitante. Esercizi sui rapporti ponderali in presenza di un reagente limitante. Analisi chimica quantitativa:determinazione gravimetrica dell ossido rameico con calcolo della resa e dell errore relativo percentuale. Verifiche: modalità e descrizione Prove strutturate e/o semistrutturate. Verifiche orali. Osservazione e valutazione dell attività in laboratorio.. UDA 3: I fattori che governano le reazioni chimiche Prerequisiti Conoscere che le reazioni chimiche comportano rottura e formazione di legami. Saper interpretare un grafico. Unità didattica 1: Il fattore energetico nelle reazioni chimiche Ore 8 gennaio Conoscere il concetto di sistema ed ambiente, di entalpia e di entropia. Sistema ed ambiente. Page 5 of 10

6 Saper riconoscere se una reazione è endotermica o esotermica dalla variazione di H. Saper predire il segno di S in un processo fisico o chimico. Saper interpretare i grafici che rappresentano la variazione di energia nel corso di una reazione chimica. Conoscere l equazione di Gibbs e saperla collegare alla spontaneità delle reazioni. Saper determinare il calore di reazioni di neutralizzazione acido base e di dissociazione. Definizione di entalpia(h); trasformazioni endotermiche ed esotermiche con costruzione di grafici energia/coordinata di reazione;variazione di entalpia ( H) nelle trasformazioni endo ed esotermiche. Definizione di entropia (S) e semplici esempi di variazione di entropia ( S) in trasformazioni fisiche e in trasformazioni chimiche. Equazione di Gibbs e condizioni di spontaneità di una reazione. Trasformazioni esotermiche ed endotermiche: determinazione del calore molare di dissociazione e di neutralizzazione. Unità didattica 2: La velocità delle reazioni chimiche Ore 9 Febbraio Saper definire la velocità di reazione e conoscere i fattori che la influenzano. Conoscere la teoria cinetica degli urti tra particelle. Conoscere il significato di energia di attivazione ed il suo ruolo sulla velocità di reazione. Saper interpretare un grafico che rappresenta la variazione di energia nel corso di una reazione. Saper mettere in relazione la velocità di una reazione chimica con i fattori che la influenzano. Definizione di velocità di reazione in relazione alla variazione nel tempo della concentrazione delle specie chimiche partecipanti alla reazione. Teoria delle collisioni e degli urti efficaci e concetto di energia di attivazione. Fattori che influiscono sulla velocità di reazione: natura dei reagenti, stato di suddivisione, concentrazione, temperatura e catalizzatori. Studio della velocità di reazione: influenza della concentrazione dei reagenti. Studio della velocità di reazione: influenza della temperatura. Page 6 of 10

7 Unità didattica 3: L equilibrio chimico Ore 9 Marzo Conoscere il significato di equilibrio chimico e della costante di equilibrio. Saper esprimere ed interpretare la costante di equilibrio Keq. Conoscere e saper interpretare il principio di Le Chatelier, prevedendo lo spostamento dell equilibrio in seguito a variazioni di concentrazione e di temperatura e il cambiamento della Keq per effetto della temperatura. Saper riconoscere l instaurarsi dell equilibrio chimico e valutare le modificazioni del sistema per variazioni di concentrazione delle specie reagenti. Concetto di equilibrio dinamico; legge di azione di massa e Keq; significato del valore numerico della Keq. Il principio di Le Chatelier. Fattori che spostano l equilibrio: concentrazione e temperatura; variazione del valore numerico della Keq per variazioni di temperatura. Reazioni reversibili ed equilibrio chimico; studio di una reazione all equilibrio chimico e valutazione dell influenza della variazione della concentrazione dei reagenti (principio di Le Chatelier). Verifiche: modalità e descrizione Prove strutturate e/o semistrutturate. Verifiche orali. Osservazione e valutazione dell attività in laboratorio. UDA 4: Le reazione acido base e di ossidoriduzione Prerequisiti Concetto di equilibrio chimico e significato della Keq. Concentrazioni delle soluzioni. I calcoli stechiometrici. Il numero di ossidazione. Page 7 of 10

8 Unità didattica 1: Le reazioni acido - base Ore 12 Marzo - aprile Conoscere le definizioni di sostanza acida o basica secondo le teorie di Arrhenius e di Brönsted Lowry. Conoscere il concetto di coppia coniugata acido base. Conoscere l espressione della Ka degli acidi e della Kb delle basi. Saper riconoscere la dissociazione di un acido da quella di una base e scrivere le relative espressioni di Ka e Kb. Saper stabilire la forza di un acido o di una base attraverso i valori di Ka e Kb. Conoscere il processo di ionizzazione dell acqua e il suo prodotto ionico. Definizioni di acido e di base di Arrhenius e di Brönsted- Lowry. Concetto di coppia coniugata acido base. Espressione e significato della Ka degli acidi e della Kb delle basi. Il processo di ionizzazione dell acqua e il suo prodotto ionico. Definizione di ph; calcolo del ph dell acqua pura; la scala del ph; calcolo del ph di soluzioni a concentrazione nota di ioni H + oppure di ioni OH - ;calcolo del ph di soluzioni a concentrazione nota di un acido forte o di una base forte. Gli indicatori acido/base: definizione, funzionamento e intervallo di viraggio. Definizione di titolazione acido/base, calcoli relativi ad una titolazione acido forte/base forte con costruzione del grafico ph/volume di titolante aggiunto Indicatori acido base: determinazione del ph di alcune soluzioni con l uso di diversi indicatori. Analisi chimica quantitativa volumetrica: titolazioni acido forte base forte. Conoscere la definizione di ph. Saper eseguire semplici calcoli utilizzando la relazione del ph. Saper calcolare il ph di una soluzione di un acido forte e di una base forte. Conoscere il concetto ed il funzionamento degli indicatori di ph. Saper determinare il ph di soluzioni acquose con l uso di indicatori. Conoscere il concetto di titolazione acido base, di punto equivalente in una titolazione e l andamento della curva di titolazione acido forte base forte. Saper eseguire ed analizzare Page 8 of 10

9 quantitativamente le reazioni di neutralizzazione tra un acido forte ed una base forte. Unità didattica 2: Le reazioni di ossido riduzione Ore 14 Maggio giugno Conoscere le reazione di ossido-riduzione basate sullo scambio di elettroni fra specie chimiche. Saper riconoscere una reazione di ossido riduzione individuando la specie che si ossida e quella che si riduce. Saper bilanciare semplici reazioni di ossido riduzione. Conoscere la scala dei potenziali di riduzione standard. Saper osservare ed analizzare le reazioni che avvengono fra metalli immersi in soluzione e gli ioni metallici presenti. Saper costruire a livello qualitativo una piccola scala di riduzione. Conoscere il funzionamento di celle elettrochimiche (pile) e di celle elettrolitiche e comprendere i processi che vi avvengono. Saper costruire dispositivi che trasformano l energia chimica in energia elettrica. Riconoscimento di una reazione red-ox mediante l assegnazione dei numeri di ossidazione. Definizione di: ossidazione, riduzione, ossidante e riducente. Bilanciamento di semplici reazioni red-ox Concetto di potenziale di riduzione e scala dei potenziali di riduzione standard. Le pile: schema di funzionamento con individuazione di anodo e catodo, red-ox complessiva della pila e f.e.m. Le celle di elettrolisi: schema di funzionamento con individuazione di anodo, catodo e red-ox globale che si svolge nella cella. Reazioni di ossidoriduzione fra metalli e ioni metallici: tendenza degli elementi ad ossidarsi e degli ioni metallici a ridursi; costruzione scala di riduzione delle specie analizzate. Costruzione della pila Daniell e di altre pile elettrochimiche: misura della tensione generata, calcolo della forza elettromotrice e scrittura della pila. Elettrolisi dell acqua (con voltametro di Hoffmann) e di altre soluzioni. Verifiche: modalità e descrizione Prove strutturate e/o semistrutturate. Verifiche orali. Osservazione e valutazione dell attività in laboratorio. Page 9 of 10

10 Metodologie Lezione frontale utilizzo Campus e Lim Risoluzione di esercizi alla lavagna Esperienze pratiche di laboratorio sia dimostrative a cattedra che di lavoro in gruppo Osservazione e valutazione dell attività in laboratorio. Rielaborazione dati con discussione dei risultati Proiezione di filmati Verifiche: tipologia e numero prove Verifiche scritte basate su : domande aperte, test a risposta multipla, quesiti vero/falso, a completamento, corrispondenze, risoluzione di problemi. Interrogazioni orali Osservazione e valutazione dell attività in laboratorio. Eventuali relazioni di laboratorio Minimo 3 verifiche per quadrimestre (2 di teoria e 1 di laboratorio). Il voto di pagella deriverà dalla media matematica dei voti di teoria e di laboratorio, tenendo conto della partecipazione, dell interesse, dell impegno nonché della progressione dell alunno. Griglia di valutazione VOTO DESCRITTORI non conosce gli argomenti proposti; non è in grado di applicare regole; non rispetta le consegne. conosce in modo frammentario e lacunoso gli argomenti proposti; commette gravi e ripetuti errori nell applicazione di regole ; non conosce il linguaggio specifico della disciplina. conosce in modo incompleto gli argomenti proposti; ha difficoltà nell applicare le conoscenze acquisite; ha scarsa padronanza del linguaggio specifico della disciplina. conosce gli argomenti fondamentali; nell applicare le conoscenze commette qualche errore e deve essere guidato in alcuni passaggi; si esprime in modo semplice ma nel complesso corretto. conosce gli argomenti proposti; si esprime in modo abbastanza sicuro, pur con qualche imperfezione; sa applicare in modo sostanzialmente corretto le le conoscenze. conosce in modo completo gli argomenti proposti; dimostra capacità di collegare e applicare con sicurezza le conoscenza acquisite; si esprime con l appropriata terminologia. dimostra una preparazione approfondita ed organica e capacità di rielaborare i contenuti appresi in contesti nuovi; utilizza senza incertezze il linguaggio specifico della disciplina. N.B.: la programmazione di laboratorio potrà venire arricchita da ulteriori esperienze, in accordo con le esigenze didattiche e compatibilmente con la disponibilità di utilizzo dei laboratori. Page 10 of 10