Iniziativa realizzata con il contributo della Regione Toscana nell ambito del progetto. Rete Scuole LSS. a.s. 2016/2017

Transcript

1 Iniziativa realizzata con il contributo della Regione Toscana nell ambito del progetto Rete Scuole LSS a.s. 2016/2017

2 ph CHIMICA

3 Classi IV A-B Liceo Linguistico Orbetello a.s Docente: Carmelina Meloni

4 Obiettivi Osservare, descrivere e analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale. Acquisire il corretto concetto di ph Motivare i valori del ph Capire il funzionamento dell indicatore di ph Consolidare la differenza tra acidi e basi Consolidare il concetto di equilibrio chimico e di come l equilibrio si può spostare.

5 Metodologie in aula: Dialoghi con la classe e lezioni interattive, con domande agli studenti sia per individuare conoscenze pregresse, sia per arrivare a delle nuove conoscenze, cercando di favorire la partecipazione attiva di tutti. Lezioni esplicative. in laboratorio di scienze: Semplice esperienza di laboratorio

6 Strumenti Cartina tornasole Provette di vetro Indicatore universale di ph Piaccametro Diverse sostanze come acido, base, sale, acqua.

7 Ambiente Aula. Laboratorio di chimica.

8 Tempi Messa a punto : 1 ora Progettazione specifica : 2 ore Sviluppo percorso: 4 ore Documentazione: 1 ora

9 Percorso didattico In aula Nell' affrontare l'argomento si è tenuto conto delle conoscenze pregresse degli studenti, in quanto la mente dello studente non è una tabula rasa. Per fare questo si sono poste agli studenti alcune domande su cosa intendevano per ph di una soluzione. Quando in classe per la prima volta abbiamo parlato dell argomento «ph», i ragazzi già sapevano che il ph indica l acidità di una soluzione, che il ph dell acqua è neutro, ma pensavano che il valore neutro fosse 5.5 perché conoscevano tutti la pubblicità del sapone «Dove».

10 Percorso didattico. In laboratorio di scienze Abbiamo preparato delle soluzioni acquose con acido cloridrico, varechina, bicarbonato di sodio, aceto di vino, acido acetico, succo di limone, sapone da bagno, sapone sgrassatore, ecc. e acqua distillata e le abbiamo introdotte in altrettante provette.

11

12

13

14 Percorso didattico Nelle diverse soluzioni abbiamo immerso una striscia di cartina tornasole. Abbiamo osservato subito una diversa colorazione delle soluzioni: gradazioni tendenti al rosso, giallo, blu, verde. A ciascuna gradazione, come indicato dall etichetta riportata sulla confezione della cartina tornasole, corrispondeva un determinato valore di ph.

15

16 Percorso didattico Alle colorazioni rossa, arancione, giallo corrispondeva un valore di ph inferiore a 7, alla gradazione del blu un valore superiore a 7, mentre alla verde il valore di ca. 7. In tutte le provette abbiamo aggiunto poi due gocce di indicatore universale di ph. Anche in questo caso le soluzioni si sono colorate in modo diverso. Infine a ciascuna soluzione è stato attribuito, un valore di ph, con il piaccametro.

17

18

19

20

21

22

23 Percorso didattico In aula A questo punto ci siamo chiesti perché l acqua aveva un ph uguale a 7. E perché era neutra. Abbiamo analizzato la reazione di dissociazione dell acqua : H2O = H+ + OHe osservato che per ogni molecola di acqua che si dissocia si forma uno ione H+ e uno ione OH-.

24 Percorso didattico Quindi nell acqua la concentrazione dei due ioni positivi e negativi è sempre uguale. Inoltre abbiamo verificato, utilizzando una tabella in cui erano riportati i valori delle costanti di equilibrio di alcune reazioni, calcolati sperimentalmente, che a 25 C la costante di dissociazione dell acqua è : Kw=[H+].[OH-]=10-14 Perciò la concentrazione degli ioni H+ come quella degli OH- è Il ph, che indica la [H+], è 7 (esponente di una base 10, cambiato di segno). L acqua è una sostanza neutra perché ha la stessa concentrazione di ioni H + e OH-.

25 Percorso didattico In altre soluzioni invece, quando la colorazione è diversa dovrà pur esserci una diversa concentrazione degli ioni H+ e OH-. Allora abbiamo messo a confronto una formula di un acido, ad esempio HClO e quella di una base NaOH, e osservato che rispettivamente presentano le seguenti formule di struttura : Cl - O - H e Na - O - H. Abbiamo calcolato, utilizzando i valori di elettronegatività riportati sulla tavola periodica degli elementi, la differenza di elettronegatività tra gli atomi e osservato che nell acido il legame più debole è quello che lega l H all O (maggiore differenza di elettronegatività), mentre nella base il più debole è quello che lega l O al metallo.

26

27 Percorso didattico Perciò in acqua, secondo la teoria di Arrhenius gli acidi si dissociano liberando H + e le basi OH -. Nelle soluzioni acide c è un eccesso di ioni H+ mentre in quelle basiche un eccesso di ioni OH -. Per valori inferiori a 7 le soluzioni sono acide, mentre per valori superiori a 7 fino a 14 sono basiche. Valori di ph uguali a 7 indicano la neutralità.

28 Percorso didattico Percorso didattico Altra domanda: Perché l indicatore universale del ph colora le soluzioni acide di rosso e le basiche di blu? L indicatore di ph è un acido debole con formula generica HX. In acqua si dissocia, anche se poco : HX = H + + X-. La forma molecolare HX è di colore rosso mentre lo ione X è blu. Se la soluzione in cui viene inserito è acida, l indicatore incontra un eccesso di ioni H + e per il principio di Le Chatelier il suo equilibrio si sposta a sinistra rigenerando HX (rosso). Se incontra ioni OH-, questi prelevano ioni H+ dall equilibrio dell indicatore che si sposta a destra producendo X (blu). Se gli stessi ioni si bilanciano non c'è un eccesso di molecole di indicatore HX rispetto alla forma dissociata X e viceversa.

29

30

31

32 Risultati ottenuti Buoni l interesse e la partecipazione di tutti. Lo studio è stato notevolmente snellito grazie all esperienza effettuata. La classe si è mostrata soddisfatta del lavoro svolto.

33 Valutazione Nella classe tutti gli alunni hanno raggiunto gli obiettivi programmati, sia pure a livello diverso. Sono stati conseguiti profitti talvolta solo sufficienti, ma nella maggior parte dei casi dal discreto al buono con qualche eccellenza.