ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE Leonardo da Vinci con sez. Commerciale annessa BORGOMANERO (NO) pag. 1 di 8 PIANO DI LAVORO Anno Scolastico 2018 2019 Materia: CHIMICA ORGANICA E BIOCHIMICA Classe: quarta indirizzo Chimica, materiali e biotecnologie Data di presentazione: 17/10/2018 DOCENTE FIRMA C. Zirotti DOCENTE FIRMA F. Leonardi
OBIETTIVI D APPRENDIMENTO pag. 2 di 8 STANDARD MINIMI IN TERMINI DI CONOSCENZE E DI ABILITÁ - Conoscenza, comprensione e applicazione delle leggi, delle teorie, delle reazioni, delle relazioni e delle esperienze sperimentali proposte. - Capacità di esprimersi e descrivere correttamente e con terminologia disciplinare appropriata quanto appreso e quanto sperimentato. - Saper rappresentare gli stereoisomeri e assegnare la configurazione R,S. - Conoscere e saper applicare i concetti di nucleofilia e basicità, i meccanismi SN1, SN2, E 1, E 2. - Conoscere la nomenclatura IUPAC di alcol, eteri, fenoli, aldeidi, chetoni, acidi e derivati, ammine alifatiche e aromatiche. - Conoscere le proprietà chimiche e fisiche dei composti sopra elencati e saper indicare i prodotti di reazioni in semplici reazioni. - Conoscere le proprietà chimiche e biologiche dei carboidrati. LABORATORIO - Saper utilizzare il polarimetro per analisi qualitative e quantitative. - Saper identificare mediante metodiche di analisi chimica qualitativa note, la classe di appartenenza di una molecola. - Saper utilizzare la spettrofotometria IR per la caratterizzazione chimica delle molecole. - Saper impostare, definire e realizzare una molecola complessa, tramite un processo di sintesi multistadio a partire da una molecola di base, con separazione, purificazione, analisi e caratterizzazione dei gruppi funzionali nei prodotti intermedi e in quello finale. OBIETTIVI TRASVERSALI E RUOLO SPECIFICO DELLA DISCIPLINA NEL LORO RAGGIUNGIMENTO Essi sono correlati alle seguenti finalità generali: - Sapersi esprimere e comunicare nel linguaggio specifico della disciplina. - Saper sviluppare autonomia di giudizio e sapersi verificare e confrontare con gli altri. - Acquisire un corretto metodo di lavoro ed autonomia operativa in laboratorio. - Riconoscere le classi di composti studiati in base alle loro proprietà chimiche e fisiche per affrontare lo studio delle tecnologie chimiche. - Saper risolvere semplici problemi pratici che si incontrano nei laboratori chimici. CONTENUTI UNITA DIDATTICA 1 STEREOCHIMICA Pre-requisiti: nomenclatura dei composti organici Obiettivi: saper individuare uno stereocentro in una molecola saper assegnare la configurazione R,S ad uno stereocentro conoscere i concetti di enantiomero, diastereoisomero, forma meso, miscela racemica e saperli applicare conoscere lo schema a blocchi di un polarimetro, il principio di funzionamento, le sue applicazioni saper spiegare la relazione tra attività biologica e stereoisomeria.
pag. 3 di 8 Contenuti stereochimica carbonio chinale attività ottica: luce polarizzata e polarimetro enantiomeri e diastereoisomeri configurazione R,S composti meso miscele racemiche correlazione tra stereoisomeria ed attività biologica esercizi. Laboratorio: uso del polarimetro Tempo d attuazione parte teorica : 9 ore UNITA DIDATTICA 2 GLI ALOGENODERIVATI Pre-requisiti: quanto appreso nella precedente unità didattica - nomenclatura dei composti chimici concetto di elettrofilo e nucleofilo Obiettivi: conoscere la nomenclatura degli alogenoderivati conoscere le caratteristiche delle reazioni SN1, SN2 e saper svolgere esercizi riguardanti tali reazioni conoscere le modalità di preparazione e le applicazioni dei composti di Grignard conoscere le condizioni utili per poter svolgere le reazioni di eliminazione E1, E2 saper indicare i prodotti di reazione nelle reazioni di eliminazione Contenuti : Alogenuri alchilici: nomenclatura, proprietà chimiche e fisiche metodi di preparazione reattivi di Grignard. reazioni SN1, SN2 : stereochimica, velocità, natura del gruppo uscente, meccanismo di reazione caratteristiche delle reazioni di eliminazione E1, E2. Tempo d attuazione parte teorica : 7 ore UNITA DIDATTICA 3 ALCOLI, ETERI, E FENOLI Pre-requisiti: concetto di acidità e basicità secondo Bronsted nomenclatura dei composti chimici concetto di ossidazione e riduzione Obiettivi: conoscere il comportamento chimico degli alcoli e del fenolo con riferimento alla loro acidità conoscere la nomenclatura di alcoli, eteri e fenoli e conoscere le loro caratteristiche fisiche conoscere i principali metodi di preparazione degli alcoli e degli eteri conoscere le reazioni di ossidazione degli alcoli saper applicare le conoscenze sopra indicate negli esercizi proposti. Contenuti: alcoli, eteri e fenoli; chimismo del gruppo funzionale nomenclatura, proprietà chimiche e fisiche reazioni di preparazione reazioni degli alcoli: disidratazione, trasformazione in eteri, ossidazione reazioni dei fenoli: sostituzione elettrofila aromatica, ossidazione. Laboratorio: reazioni di caratterizzazione del gruppo funzionale e reazioni di sintesi. Tempo d attuazione parte teorica: 8 ore collegamento interdisciplinare: Chimica analitica UNITA DIDATTICA 4 IL GRUPPO CARBONILICO ED I SUOI COMPOSTI Pre-requisiti: quanto acquisito nelle precedenti unità didattiche Obiettivi: conoscere le proprietà del gruppo carbonilico conoscere la nomenclatura dei composti correlati conoscere in che cosa consiste la reazione di addizione nucleofila conoscere la scala di reattività nelle reazioni di addizione nucleofila conoscere i principali metodi di preparazione conoscere le prin-
cipali reazioni di addizione nucleofila. pag. 4 di 8 Contenuti: struttura e proprietà del gruppo carbonilico nomenclatura reazioni di preparazione di aldeidi e chetoni protezione del gruppo carbonilico (gli acetali) reattività e reazioni di addizione nucleofila al carbonile condensazione aldolica. Laboratorio: reazioni di caratterizzazione del gruppo funzionale e reazioni di sintesi. Tempo d attuazione parte teorica: 8 ore collegamento interdisciplinare: Chimica analitica UNITA DIDATTICA 5 GLI ACIDI CARBOSSILICI E I LORO DERIVATI Pre-requisiti: quanto acquisito nelle precedenti unità didattiche Obiettivi: conoscere le proprietà del gruppo carbossilico conoscere la nomenclatura degli acidi carbossilici e dei derivati conoscere in che cosa consiste la reazione di sostituzione nucleofila conoscere e saper spiegare la scala di reattività nelle reazioni di sostituzione nucleofila conoscere i principali metodi di preparazione dei derivati degli acidi carbossilici conoscere la reazione di esterificazione secondo Fischer e la reazione di saponificazione di un estere conoscere, in termini generali, le modalità di preparazione di alcuni polimeri. Contenuti: proprietà del gruppo carbossilico nomenclatura le reazioni di sostituzione nucleofila la scala di reattività dei derivati degli acidi carbossilici nelle reazioni di sostituzione nucleofila le reazioni di preparazione dei derivati degli acidi carbossilici esterificazione di un acido e di saponificazione di un estere polimeri. Laboratorio: reazioni di caratterizzazione del gruppo funzionale e reazioni di sintesi. Tempo d attuazione parte teorica : 8 ore collegamento interdisciplinare: Chimica analitica UNITA DIDATTICA 6 LE AMMINE Pre-requisiti: quanto acquisito nelle precedenti unità didattiche Obiettivi: conoscere la struttura e le proprietà delle ammine e la loro nomenclatura saper fare un confronto tra la basicità di una ammina alifatica e di un ammina aromatica conoscere le modalità di preparazione delle ammine saper fare un confronto tra pirrolo e piridina in termini di basicità. Contenuti: struttura e proprietà delle ammine nomenclatura delle ammine basicità delle ammine preparazione delle ammine basicità delle ammine aromatiche: pirrolo e piridina.. Tempo d attuazione parte teorica : 7 ore collegamento interdisciplinare: Chimica analitica
UNITA DIDATTICA 7 I CARBOIDRATI pag. 5 di 8 Pre-requisiti: quanto acquisito nelle precedenti unità didattiche Obiettivi:.conoscere la classificazione dei carboidrati saper rappresentare glucosio e fruttosio nella forma aperta secondo Fischer e saperla convertire nella struttura ciclica saper spiegare il concetto di anomeria α e β e di mutorotazione - conoscere le caratteristiche dei glicosidi e saper spiegare come si ottengono conoscere le reazioni di ossidazione dei monosaccaridi conoscere le caratteristiche di: saccarosio, maltosio, amido e cellulosa. Contenuti: Classificazione dei carboidrati zuccheri della serie D ed L struttura aperta secondo Fischer di glucosio e fruttosio e strutture cicliche le forme anomere del glucosio e la mutorotazione i glicosidi l ossidazione dei monosaccaridi caratteristiche dei disaccaridi: saccarosio, maltosio caratteristiche dei polisaccaridi: amido e cellulosa. Tempo d attuazione parte teorica : 7 ore collegamento interdisciplinare: analisi chimica ESPERIENZE DI LABORATORIO COMUNI ALLE PRECEDENTI UNITA DIDATTICHE: Sintesi di molecole organiche semplici in un unico stadio e/o multistadio con caratterizzazione dei gruppi funzionali presenti anche con metodo strumentale (spettro IR). METODI DI INSEGNAMENTO APPROCCI DIDATTICI, TIPOLOGIA DI ATTIVITÁ E MODALITÁ DI LAVORO Lezione frontale e partecipata. Problem solving. Indagine bibliografica Impostazione, definizione e realizzazione di esperienze di laboratorio. STRUMENTI DI LAVORO LIBRI DI TESTO Titolo: Laboratorio di chimica organica Autore: Harold Hart Leslei E. Craine Casa editrice: Zanichelli Volume unico Titolo: Fondamenti di chimica organica Autore: J. Mc.Murry Casa editrice: Zanichelli Volume unico TESTI DI LETTURA, DI CONSULTAZIONE, DISPENSE, FOTOCOPIE
pag. 6 di 8 Fotocopie ed appunti. Handbook of Chemistry and Physics Vogel : Practical Organic hemistry SUSSIDI AUDIOVISIVI, INFORMATICI E/O LABORATORI (modalità e frequenza d uso) Proiezione diapositive realizzate con powerpoint inerenti il programma Visualizzazione tridimensionale dei modelli molecolari elaborati mediante software specifici. Costruzione dei modelli molecolari di semplici molecole Sussidi audiovisivi. VERIFICA E VALUTAZIONE STRUMENTI PER LA VERIFICA FORMATIVA (controllo in itinere del processo di apprendimento) Nell ambito di ciascuna unità didattica si prevedono test orali per constatare il raggiungimento di alcuni obiettivi specifici. STRUMENTI PER LA VERIFICA SOMMATIVA (controllo del profitto scolastico ai fini della valutazione) Verifiche proposte in forma scritta e/o orale con valutazione (espressa in voto su scala da uno a dieci) del livello di apprendimento, con riferimento a conoscenza, comprensione, applicazione e proprietà nell uso del linguaggio specifico disciplinare. Verifiche sull attività svolta in laboratorio (verifiche individuali, quaderno di laboratorio, relazioni, elaborazione dati, tabelle e grafici). NUMERO DELLE VERIFICHE SOMMATIVE PREVISTE PER OGNI PERIODO Almeno due verifiche nel primo trimestre per la parte teorica e due per il laboratorio; tre verifiche nel periodo successivo per la parte teorica e due per il laboratorio. Per la valutazione seguire lo schema allegato. Le valutazioni sommative di fine quadrimestre si baseranno sulla conoscenza e comprensione di più della metà degli argomenti proposti e si fonderanno anche sui seguenti elementi di giudizio: - apprendimento: livello di partenza e "attuale"; - partecipazione; - metodo di studio; - impegno e rispetto delle scadenze.
ALLEGATO pag. 7 di 8 Variabile: CONOSCENZA. CRITERI SEGUITI PER LA VALUTAZIONE DELLE PROVE Indicatori: - contenuti; - argomenti trattati; - principi; - linguaggio, terminologia. Livelli: - nessuna conoscenza o conoscenze gravemente errate voto: 1 3 - conoscenze frammentarie e lacunose voto: 4 - conoscenze carenti e superficiali voto: 5 - conoscenze complete con qualche imperfezione voto: 6 - conoscenze complete ma non approfondite voto: 7 - conoscenze complete e approfondite voto: 8 - conoscenze complete, approfondite e ampliate voto: 9-10 Variabile: COMPRENSIONE. Indicatori: - capacità di cogliere il senso e di interpretare; - ridefinire un concetto; - cogliere implicazioni; - determinare correlazioni; - utilizzare dati o idee contenuti nella informazione. Livelli: - non ha alcuna capacità di comprensione o commette gravi errori voto: 1 3 - commette errori diffusi voto: 4 - commette qualche errore anche nella esecuzione di compiti semplici voto: 5 - sa cogliere il senso e interpretare correttamente i contenuti semplici voto: 6 - sa interpretare e ridefinire un concetto voto: 7 - sa cogliere implicazioni e determinare correlazioni ma è impreciso voto: 8 - sa cogliere implicazioni e determinare correlazioni con precisione voto: 9-10 Variabile: APPLICAZIONE E GENERALIZZAZIONE. Indicatori: - saper applicare le conoscenze in situazioni note; - collegamenti-classificazioni; - argomentazioni (saper dimostrare); - capacità di passare dal particolare all'universale; - attuare astrazioni. Livelli: - non riesce ad applicare le conoscenze minime voto: 1 3 - commette gravi errori nell'applicazione voto: 4 - sa applicare le conoscenze in compiti semplici ma commette errori voto: 5 - sa applicare le conoscenze in compiti semplici senza errori voto: 6 - sa applicare i contenuti e le procedure in compiti complessi ma con imprecisioni voto: 7 - sa applicare i contenuti e le procedure in compiti complessi in modo corretto voto: 8 - sa applicare i contenuti e le procedure acquisiti anche in compiti complessi e in modo ottimizzato (procedure migliori) voto: 9-10
pag. 8 di 8 - ANALISI: 1) non è in grado di effettuare alcuna analisi voto: 1 3 2) è in grado di effettuare analisi parziali voto: 4 5 3) sa effettuare analisi complete ma non approfondite voto: 6 7 4) sa effettuare analisi complete e approfondite ma con incertezze voto: 8 9 5) è capace di cogliere in modo autonomo gli elementi di un insieme e di stabilire relazioni tra essi voto: 10 - SINTESI: 1) non ha la conoscenza e le capacità operative per effettuare alcuni sintesi voto: 1 3 2) è in grado di effettuare una sintesi parziale e imprecisa voto: 4 5 3) sa sintetizzare ma con incertezze voto: 6 7 4) ha acquisito autonomia nella sintesi che però risulta incompleta voto: 8 9 5) sa organizzare in modo completo e autonomo le conoscenze e le capacità operative acquisite voto: 10 - VALUTAZIONE: 1) non è capace di autonomia di giudizio voto: 1 3 2) orientato è in grado di effettuare valutazioni non argomentate voto: 4 5 3) orientato è in grado di effettuare valutazioni argomentate voto: 6 7 4) è in grado di effettuare valutazioni autonome con argomentazioni parziali voto: 8 9 5) è capace di valutazioni autonome con argomentazioni esaurienti voto: 10