DIDAKTIKA CHEMIE II pro ZŠ

UNIVERZITA JANA EVANGELISTY PURKYNĚ V ÚSTÍ NAD LABEM PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA – KATEDRA CHEMIE

Opora pro kombinované navazující magisterské studium Učitelství chemie pro ZŠ

DIDAKTIKA CHEMIE II pro ZŠ

Doc. PaedDr. Markéta Pečivová, CSc. RNDr. Milan Šmídl, Ph.D. Ústí nad Labem 2014

ÚVOD Předkládaná opora je určena pro posluchače kombinovaného studia oboru Učitelství chemie pro ZŠ. Opora je koncipována tak, aby zahrnula nejpodstatnější tematické celky učiva chemie na ZŠ. U každého tematického celku je uveden přibližný počet vyučovacích hodin, které je vhodný danému celku věnovat. Dále jsou uvedeny požadované vědomostní výstupy žáků a u většiny tematických celků je uvedena obsahová náplň, experimentální zázemí a případně i metodické zpracování jednotlivých vyučovacích hodin. Na závěr každého tematického celku jsou uvedeny jednak otázky a úkoly, které se ke zpracovávanému učivu vztahují. Opora obsahuje následující tematické celky (jedná se o rámcový plán, který může být upraven podle požadavků a možností školy. 1) Učivo osmého ročníku ZŠ: a) pozorování, pokusy a bezpečnost v chemii, b) směsi, c) chemické prvky, d) chemické reakce, e) dvouprvkové sloučeniny, f) kyseliny a zásady, g) soli 2) učivo devátého ročníku ZŠ: a) redoxní děje b) energie a chemické reakce c) uhlovodíky d) deriváty uhlovodíků e) halogenderiváty f) alkoholy, fenoly g) karbonylové sloučeniny h) karboxylové kyseliny i) přírodní látky (sacharidy, tuky, bílkoviny, vitaminy enzymy, drogy) j) látky připravené člověkem (plasty) U tematického celku Kyseliny a zásady jsou jednotlivé vyučovací hodiny podrobně rozpracovány metodou aktivní konstrukce poznání. Jsou detailně uvedeny nejen aktivizující experimenty a jiné názorné pomůcky, ale jsou i formulovány otázky přispívající k přesnému pozorování objektů a otázky vytvářející metakognici žáků. Jsou uvedeny i úkoly završující vlastní poznání žáků. Detailní rozpracování tohoto celku má ukázat možnost praktického uplatnění této metody při výuce ve škole.

LITERATURA: Povinná literatura: PACHMANN, E. A KOL. Speciální didaktika chemie. Praha: SPN, 1986. PACHMANN, E. HOFMANN Obecná didaktika chemie. Praha: SPN, 1981. VACÍK A KOL. Přehled středoškolské chemie. Praha: SPN 1990. KOTLÍK B. RŮŽIČKOVÁ K. Chemie II. v kostce. Praha: Fragment, 1997. VACÍK, J. ET AL. Přehled středoškolské chemie. Praha: SPN, 1995. BANÝR, J., BENEŠ, P., ET AL. Chemie pro střední školy. Praha: SPN, 1995 . ČIPERA, J. Rozpravy o didaktice I a II. Praha: Karolinum, 2000. a 2001. Rámcové vzdělávací programy pro gymnázia a základní školy. Praha: VÚP, 2007. Kartotéka školních chemických experimentů. Platné učebnice chemie pro základní školy. Doporučená literatura: Jakékoliv vhodné chemické tabulky PEČIVOVÁ, M., MACHAČNÝ, J. Školní chemické pokusy. Ústí nad Labem: PF UJEP, 1994. PEČIVOVÁ, M., BRŮHA, T. Školní pokusy z organické chemie. Ústí nad Labem: PF UJEP, 1994. ČTRNÁCTOVÁ, H., HALBYCH, J., HUDEČEK, J., ŠÍMOVÁ, J. Chemické pokusy pro školu a zájmovou činnost. Praha: Prospektum, 2000. ČTRNÁCTOVÁ, H., HALBYCH, J. Didaktika a technika chemických pokusů. Praha: UK, 1997.

Pozorování, pokus a bezpečnost práce 3 vyučovací hodiny

Očekávané výstupy žáka dle RVP  Dokáže vysvětlit, co chemie zkoumá a jaké metody používá  Posoudí vztah mezi chemickým výzkumem a výrobou  Pojmenuje nejčastěji používané sklo a pomůcky, pracuje bezpečně a vybranými látkami  Uvede příklady nebezpečných běžně dostupných látek, seznámí se ze způsobem označení těchto látek (R-věty, S-věty)  Rozlišuje vlastnosti látek pozorováním (barva, lesk, zápach, skupenství) a pokusem teplota tání, varu, hustota, rozpustnost, hořlavost, el.a tepelná vodivost  Rozpozná chemické a fyzikální přeměny látek při pokusech i u běžně známých dějů  určí společné a rozdílné vlastnosti látek  pracuje bezpečně s vybranými dostupnými a běžně používanými látkami a hodnotí jejich rizikovost; posoudí nebezpečnost vybraných dostupných látek, se kterými zatím pracovat nesmí  objasní nejefektivnější jednání v modelových příkladech havárie s únikem nebezpečných látek

Rozvržení učiva 1. 2. 3. 4.

Úvod (přírodní vědy, fyzikální tělesa jejich složení, látky). Vlastnosti látek (teploty varu, teploty tání, hustota). Chemické nádobí. Bezpečnost (symboly, pravidla bezpečnosti, laboratorní řád).

Učivo  vlastnosti látek – hustota, rozpustnost, tepelná a elektrická vodivost, vliv atmosféry na vlastnosti a stav látek.  zásady bezpečné práce – ve školní pracovně (laboratoři) i v běžném životě  nebezpečné látky a přípravky – R-věty, S-věty, varovné značky a jejich význam  mimořádné události – havárie chemických provozů, úniky nebezpečných látek

Otázky a úkoly 1. Vytvořte návrh Laboratorního řádu pro žáky této věkové kategorie 2. Uveďte náplň laboratorní práce, zabývající se tímto tématem.

Směsi 10 vyučovacích hodin

Očekávané výstupy žáka dle RVP          

rozlišuje směsi a chemické látky, rozlišuje typy různorodých směsí, vypočítá složení roztoků, připraví roztok daného složení, vysvětlí základní faktory ovlivňující rozpouštění pevných látek, navrhne postupy a prakticky provede oddělování složek směsí o známém složení, uvede příklady oddělování složek v praxi, správně používá pojmy koncentrovanější, zředěnější, nasycený a nenasycený roztok, vypočítá složení roztoků a připraví je v laboratoři i v běžném životě, vysvětlí vliv teploty, míchání a plošného obsahu na rychlost rozpouštěné pevné látky, vysvětlí pojem rozpustnost s použitím tabulek, vysvětlí princip usazování, filtrace, destilace, krystalizace, prakticky provede filtraci a destilaci a uvede příklady využití v praxi,

 rozliší různé druhy vody a uvede příklady jejich výskytu a použití, rozliší různé druhy, vod podle obsahu minerálních látek a uvede příklady výskytu a využití,  uvede způsoby získávání pitné vody, objasní princip vodárny,  uvede a zhodnotí příklady znečišťování vody, objasní princip čištění vody v čistírně odpadních vod,  uvede příklady znečišťování vody a vzduchu v pracovním prostředí a domácnosti, navrhne nejvhodnější preventivní opatření a způsoby likvidace znečištění,  uvede příklady znečišťování vody a vzduchu v pracovním prostředí a domácnosti, navrhne nejvhodnější preventivní opatření a způsoby likvidace znečištění,        

uvede složení vzduchu, zdroje nečistot, objasní pojmy teplotní inverze, smog, uvede způsob získávání složek ze vzduchu destilací, vysvětlí význam kyslíku pro člověka a v průmyslové výrobě, uvede způsob přípravy kyslíku v laboratoři, popíše vlastnosti kyslíku, vysvětlí pojmy hoření, oxidace, hořlaviny, teplota vznícení, vysvětlí princip hašení, uvede běžně používané hasící prostředky, dokáže poskytnout první pomoc při popáleninách.

Rozvržení učiva 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Směsi a jejich složení, rozdělení na stejnorodé, různorodé. Výpočet složení roztoků. Rozdělení směsí a oddělování jejich složek směsí. Roztoky, jejich vlastnosti a oddělování, koncentrovanější roztok, zředěnější, nasycený, nenasycený. Laboratorní cvičení Voda destilovaná, pitná, odpadní Voda – výroba pitné vody, čistota vody Vzduch, složení, čistota ovzduší, ozonová vrstva Laboratorní cvičení

Učivo  směsi – různorodé, stejnorodé roztoky; hmotnostní zlomek a koncentrace roztoku; koncentrovanější, zředěnější, nasycený a nenasycený roztok; vliv teploty, míchání a plošného obsahu pevné složky na rychlost jejího rozpouštění do roztoku; oddělování složek směsí (usazování, filtrace, destilace, krystalizace, sublimace).  voda – destilovaná, pitná, odpadní; výroba pitné vody; čistota vody  vzduch – složení, čistota ovzduší, ozonová vrstva Způsoby oddělování směsí Skupenství

Fyzikální vlastnosti složek

Technika

s –s

velikost částic magnetičnost rozpustnost hustota

Síta magnet extrakce usazování, vyplavování

s-l

velikost částic hustota teplota varu

filtrace usazování destilace

l -l

rozpustnost teplota varu

Extrakce destilace

Otázky a úkoly 1. Vytvořte 5 příkladů na výpočet složení roztoků. 2. Popište 5 chemických experimentů, kterým lze oddělovat jednotlivé složky směsí. Odlište pokusy demonstrační od pokusů žákovských. 3. Vypracujte konkrétní přípravu na dvě hodiny tohoto tematického celku.

Chemické prvky 10 až 12 vyučovacích hodin

Očekávané výstupy žáka dle RVP  rozliší kovy a nekovy a uvede příklady vlastností a praktického využití vybraných kovů, slitin a nekovů  zhodnotí vliv činnosti člověka na změny obsahu kyslíku a ozonu v plynném obalu Země  rozliší periody a skupiny v PSP a vyhledá známé prvky s podobnými vlastnostmi

Rozvržení učiva 1. - 2. hodina: celková charakteristika prvků, vodík, kyslíku, hoření 3. hodina: porovnání vlastností kovů a nekovů 4. - 5. hodina: významné kovy: Fe, Al, Ag, Au, Cu, Pb, Sn, Hg, alkalické kovy. 6. - 7. hodina: významné nekovy: halogeny , -C, S, P, Si 8. - 9. hodina: chemická vazba 10. - 11. hodina: periodický zákon a PSP 12. opakování 1. - 2. HODINA: CELKOVÁ CHARAKTERISTIKA PRVKŮ, VODÍK, KYSLÍK  celková charakteristika výskytu: 107 prvků, 90 z nich v přírodě,  procentuální výskyt na Zemi (vzdušný obal a přístupná část zemského povrchu: O (49,8%), Si (25,8%), Al (7,5%), Fe (4,7%), Ca (3,4%),  historie: kovů více  vodík, kyslík - vlastnosti a použití (protonová čísla, který z nich lehčí)  nebrat izolovaně, vycházet z vody, provést její elektrolýzu (ukázat poměr kyslíku a vodíku – Hofmannův přístroj)  soustředit se na vodík  naplnit nádobku a zvážit,  hoření vodíku, důkaz  zopakovat kyslík jeho vlastnosti  význam vodíku, kyslíku  barva tlakových lahví  smog, izobary  deuterium 3. HODINA: POROVNÁNÍ VLASTNOSTÍ KOVŮ A NEKOVŮ  vycházet z fyzikálních vlastností: Cu, Zn, Al, dřevného uhlí, síry  porovnávat kujnost, ohebnost, elektrickou vodivost, hustotu, teplotu tání, varu  slitiny  koroze

4. - 5. HODINA: VÝZNAMNÉ KOVY  kovy tvoří 4/5 všech prvků  vyjmenovat kovy, které znají  porovnat jejich hustotu: Al, Pb, Fe, Cu, Hg  ukázky jejich použití (teploměr, nádobí, hřebík, kus Pb trubky, Al drát, stříbrný prstýnek, zlatý šperk)  železo: magnetický kov podléhá korozi, ocel  Al, Ag, Au (karát), Cu, Pb, Hg  alkalické kovy (ukázky, uchovávání, hustota, barvení plamene, význam sloučenin)  Mg, Ca, Sr, Ba 6. HODINA VÝZNAMNÉ NEKOVY  halogeny  jejich ukázky, příprava chloru – jednoduchá  odbarvování látek chlorem  skupenství  rozpustnost  použití 7. HODINA:VÝZNAMNÉ NEKOVY A POLOKOVY  C, S, P  Uhlík: ukázky, dřevné uhlí, saze, tuha v tužce – název „tužka“, diamant (broušený briliant), význam (aktivní uhlí – adsorpce)  Síra – pokusy, význam  Fosfor - zápalky: Dřík z nejlépe z osiky, napuštěné parafinem. Hlavičková hmota: KClO3, síra a pryskyřice, ZnO, oxid železitý. Škrtací plocha: červený fosfor, pojiva, oxid železitý  Polokovy: Si (Ge) 8. - 9. HODINA: CHEMICKÁ VAZBA  Zopakovat vznik iontů, vznik chemické vazby, valenční elektrony  Chemická vazba – valenční elektrony, vznik společného elektronového páru. Soudržné síly mezi atomy v molekulách (např. HCl)  Pokus slučování sodíku s chlorem  Sloučeniny složené z iontů - iontové sloučeniny (různé vlastnosti roztoku NaCl a krystalu,  Elektronegativita – schopnost poutat elektrony  Rozšiřující učivo: vazba nepolární, polární, iontová. Molekula chloru, chlorovodíku, a chloridu sodného 10. - 11. HODINA: PSP A PERIODICKÝ ZÁKON  Odvození Periodického zákona (kartičky, pokusy)  Historie  Znění zákona  Popis tabulky

Otázky a úkoly 1. Umět vytvořit přípravu na kteroukoliv hodinu. Umět zdůvodnit používané metody. 2. Umět popsat všechny vhodné chemické experimenty, které by bylo vhodné realizovat při výuce tohoto tematického celku.

Chemické reakce 10 vyučovacích hodin

Očekávané výstupy žáka dle RVP        

rozliší výchozí látky a produkty chemických reakcí, provede jednoduché chemické reakce, uvede zákon zachování hmotnosti pro chemické reakce a využije ho při řešení úloh. zapíše jednoduchými chemickými rovnicemi vybrané chemické reakce. provede jejich klasifikaci a zhodnotí jejich využívání přečte zápis chemické rovnice s užitím názvů chemických látek využívá při sestavování chemických rovnic zákon zachování hmotnosti odhadne výsledky a vypočítá úlohy s užitím veličin n, M, m, V, c

Rozvržení učiva       

1. – 2. hodina: 3. – 4. hodina: 5. hodina: 6. - 7. hodina: 8. hodina: 9. hodina: 10. hodina:

Chemické reakce a chemické rovnice Zákon zachování hmotnosti Charakteristika molu Výpočty molu, jednoduché výpočty M, n, c Rychlost chemické reakce Podmínky ovlivňující rychlost reakce Opakování

Učivo    

chemické reakce, reaktanty, produkty zákon zachování hmotnosti, chemické rovnice, látkové množství, molární hmotnost, látková koncentrace, faktory ovlivňující rychlost chemických reakcí – teplota, plošný obsah povrchu výchozích látek, koncentrace, typ látky

1. HODINA: CHEMICKÉ REAKCE  pokusy na přeměnu chemických látek: 1. Fe piliny a kyselina chlorovodíková 2. Odkaz na slučování vodíku a kyslíku 3. Fe piliny a prášková síra (magnet) 4. Zahřívání oxidu rtuťnatého

 u všech reakcí dokazovat produkty, napsat slovně látky, které vznikají,  definice: děj, kdy z chemických látek vznikají nové - chemická reakce  reaktanty, produkty 2. HODINA: CHEMICKÉ REAKCE  reaktanty, produkty,  vyjádřit slovně napsanou chemickou reakci,  zápis chemické reakce pomocí vzorců – chemická rovnice, jedná se o základní prvky a atomy či molekuly, které žáci již znají. 3. HODINA: ZÁKON ZACHOVÁNÍ HMOTNOSTI  Experimenty: 1. Vyvážená soustava: baňka se zkumavkou a CaCO3 a HCl jednou bez balónku, potom s balónkem. 2. Zahřívání HgO v uzavřené a otevřené soustavě. 3. Zvážit Fe a S před reakcí a po reakci. 4. Porovnat soustavy otevřené a uzavřené, kdy se v otevřených soustavách nemění hmotnost. Znění zákona: V uzavřené soustavě se při chemické reakci rovná hmotnost reaktantů hmotnosti produktů. (Lomonosov, Lavoisier) 4. HODINA: PROCVIČOVÁNÍ CHEMICKÝCH ROVNIC  Zopakovat chemické rovnice, zopakovat pokusy vznik FeS a vody a další rovnice.  Cvičit rovnost počtu a druhu atomů.

5. HODINA: CHARAKTERISTIKA MOLU A JEHO VÝPOČET  Čtení rovnic  Přiblížení látkového množství  n - látkové množství  Počet částic 6,023.1023 částic  Jejich hmotnost je molární hmotnost M  Hmotnost jednoho molu částic M g/mol  n= m/M, M= m/n  Najít v tabulkách molární hmotnosti látek  Při teplotě 0o C, 101 kPa zaujímá 6,023.1023 částic plynného skupenství objem 22,4 dm3 6. HODINA:MOLÁRNÍ KONCENTRACE  Látková neboli molární koncentrace c  Určuje množství molů látky, v objemu roztoku  c = n/V mol/dm3

7. - 8. HODINA: VÝPOČTY LÁTKOVÉHO MNOŽSTVÍ A MOLÁRNÍ KONCENTRACE  Vypracovat u žáků algoritmus pro výpočty a ten procvičovat u řady příkladů a) Co je dané, převedení na stejné jednotky, co se má vypočítat, vyjádřit potřebné vztahy, případně upravit obecné vztahy pro konkrétní případ, b) Dosadit do obecného vztahu konkrétní údaje a výpočet c) Napsat odpověď 9. HODINA: FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ RYCHLOST CHEMICKÉ REAKCE  Jak se pozná rychlost reakce: zmenšuje se množství reaktantů (úbytek jejich koncentrace, zvyšování koncentrace produktů  částice se musí srazit, energie částic dostatečně velká a vhodná orientace reagujících částic  Experimenty: 1. 3 Petriho misky: 15% HCl + stejné množství Zn, Mg, Cu = druh látek. 2. 2 Petriho misky: 10% HCl, 35% HCl + Zn = koncentrace látek. 3. 2 Petriho misky: v jedné teplá a ve druhé studená 10% HCl + Zn = teplota výchozích látek. 4. práškový a kusový uhličitan vápenatý, stejná množství, reakce ve zkumavce s HCl – povrch reagujících látek.

Otázky a úkoly    

Popište chemické experimenty, kterým lze dokazovat Zákon zachování hmotnosti. Uveďte didaktický postup při zavedení pojmu mol. Připravte nejméně deset příkladů na procvičení látkové koncentrace. Vypracujte 3 přípravy na tohoto tematického celku

Dvouprvkové sloučeniny 9 až 10 vyučovacích hodin

Očekávané výstupy žáka dle RVP      

určí oxidační číslo atomů prvků v halogenidech, zapíše z názvů vzorce halogenidů a naopak ze vzorců jejich názvy, popíše vlastnosti, použití a význam chloridu sodného, určí oxidační číslo atomů prvků v oxidech, zapíše z názvů vzorce oxidů a naopak ze vzorců jejich názvy, popíše vlastnosti a použití vybraných oxidů a posoudí vliv těchto látek na životní prostředí.

Učivo  Halogenidy názvosloví - fluoridy, chloridy, bromidy, jodidy,  oxidy – názvosloví, zejména: - oxid siřičitý, sírový, uhličitý, uhelnatý, vápenatý, dusnatý, dusičitý, křemičitý - názvosloví oxidů, oxidační číslo - skleníkový efekt  Sulfidy – rozšiřující učivo

Rozvržení učiva    

3 hodiny 4 hodiny 1 hodina 1 hodina

Halogenidy Oxidy Sulfidy Opakování

1. - 3. HODINA: HALOGENIDY  pojmy dvouprvkové sloučeniny  ukázky nerostů halogenidy, oxidy, sulfidy – přípona -id  Historie – E. Votoček  zopakovat oxidační čísla  pravidla pro práci s oxidačními čísly  oxidační číslo halogenů v halogenidech%  konkrétní ukázky vzorců a názvů halogenidů  propojení oxidačního čísla atomu sloučeného s halogenidem a přípony přídavného jména  poměr počtu atomů v molekule  názvy a vzorce halogenidů  NaCl ukázka, význam  fluorid vápenatý  pokusy s halogenidy stříbra, význam.  srážecí reakce  Pokusy: reakce kovu (Cu, Fe s chlorem, Al s jodem

4. - 7. HODINA: OXIDY  oxidační číslo kyslíku  vznik některých oxidů: odkaz na hoření síry, uhlíku, korozi železa, vznik CaO.  názvy a vzorce oxidů s atomy, mající liché a sudé oxidační číslo.  propojení oxidačního čísla atomu sloučeného s kyslíkem a přípony přídavného jména  poměry počtů atomů v molekule  krácení počtu atomů v molekule 4. - 7. HODINA: OXIDY - JEJICH VZORCE A VÝZNAM  oxid siřičitý  oxidy dusíku  kyselé deště  oxid uhelnatý  oxid uhličitý  oxid vápenatý,  oxid hlinitý  oxid fosforečný  oxid křemičitý  sklářství  pokud možno ukázky oxidů

8. HODINA: SULFIDY  zopakovat názvoslovné principy  připomenout vznik FeS  galenit, sfalerit – ukázky  sulfan

Otázky a úkoly 1. Vytvořte dvě hry vedoucí k osvojení názvosloví binárních sloučenin. 2. Prezentovat postup při výkladu názvosloví oxidů. 3. Uvést příklady srážecích reakcí a popsat jejich experimentální provedení.

Kyseliny a zásady 10 vyučovacích hodin

Očekávané výstupy žáka dle RVP  Popíše vlastnosti a použití vybraných kyselin, bezpečné ředění jejich koncentrovaných roztoků a první pomoc při zasažení lidského těla těmito látkami.  Zapíše z názvů kyselin vzorce a ze vzorců jejich názvy.  Rozliší kyselé a zásadité roztoky pomocí indikátorů pH a změří pH roztoku univerzálním indikátorovým papírkem.  Vysvětlí vznik kyselých dešťů, zhodnotí jejich vliv na životní prostředí a uvede příklady opatření, kterými jim lze předcházet.  posoudí vliv vybraných kyselin na životní prostředí.  Popíše vlastnosti a použití vybraných hydroxidů, jejich bezpečné rozpouštění a první pomoc při zasažení lidského těla těmito látkami.  Zapíše z názvů hydroxidů vzorce a naopak.  Posoudí vliv vybraných hydroxidů (v odpadech) na životní prostředí.

Rozvržení učiva        

1. hodina: 2. hodina: 3. - 4. hodina: 5. - 6. hodina: 7. hodina: 8. hodina: 9. hodina: 10. hodina:

Vlastnosti kyselin Názvosloví, vlastnosti a použití bezkyslíkatých kyselin Názvosloví kyslíkatých kyselin (tříprvkové sloučeniny) Vlastnosti a použití nejdůležitějších kyslíkatých kyselin Názvosloví a nejdůležitější vlastnosti hydroxidů Chování hydroxidů ve vodě Nepostradatelné hydroxidy Kyselost a zásaditost vodných roztoků

Jednotlivé vyučovací hodiny jsou podrobně zpracovány ověřenými aktivizujícími metodami (viz Didaktika I)

Učivo  KYSELINY o chlorovodíková, sírová, dusičná o obecné vlastnosti odvození názvu a vzorce, jejich význam, bezpečnost práce s kyselinami o názvosloví kyselin o kyselé deště  HYDROXIDY: o hydroxidy - sodný, draselný, vápenatý, amonný o názvosloví hydroxidů  INDIKÁTORY, pH

1. VYUČOVACÍ HODINA (vlastnosti kyselin) Nový poznatek  Kyseliny jsou látky skupenství pevného nebo kapalného, které jsou více, či méně rozpustné ve vodě.  Po přidání výluhu z červeného zelí, které slouží jako zkoumadlo, se roztoky kyselin zbarví do červena.  Reakcí vodných roztoků kyselin s některými kovy, například s hořčíkem, se uvolňuje vodík. Zopakování vstupních pojmů:  Charakterizujte pojmy atom, molekula, iont, prvek, sloučenina.  Popište, co je chemická reakce.  Charakterizujte směsi a jejich dělení.

Experimenty (prostorové prameny) a prováděcí pokyny Experiment č. 1 Žákovský pokus prováděný ve 4-5 členných skupinách. Ve stojánku na zkumavky je 8 velkých zkumavek, které obsahují 10%-ní kyselinu sírovou, 10%-ní kyselinu chlorovodíkovou, ocet (8%-ní roztok kyseliny octové), kyselinu citrónovou, 1 pecičku hydroxidu sodného, 5%-ní roztok amoniaku, pevný chlorid sodný, pevný uhličitan vápenatý (vápenec, mramor). Prováděcí pokyny k experimentu č. 1:  Pozorně si prohlédněte vzorky látek v označených zkumavkách.  Do tabulky zaznamenejte skupenství předložených látek.  Do každé zkumavky přilijte odměrným válcem 10 ml vody. Opatrně protřepejte.  Do tabulky zaznamenejte, které látky se ve vodě rozpustily a které nikoliv.

Experiment č. 2 Žákovský pokus prováděný ve 4-5 členných skupinách. Do každé z osmi zkumavek se vzorky látek po přilití vody přidají žáci asi 2 ml výluhu z červeného zelí. Zkumavku opatrně protřepají a pozorují barevné změny roztoku. Výslednou barvu si zaznamenají. Prováděcí pokyny k experimentu č. 2  Do každé zkumavky přilijte injekční stříkačkou nebo kapátkem asi 2 ml výluhu z červeného zelí.  Do tabulky zaznamenejte výslednou barvu směsi po přilití výluhu z červeného zelí.

Experiment č. 3 Promítaný pokus prováděný učitelem. První dva kroky postupu jsou stejné jako u experimentů č.1 a č. 2. Obsah každé ze zkumavek učitel vlije do Petriho misky a položí na desku zpětného projektoru pokrytou ochrannou fólií. Při promítání pokusu učitel postupně do roztoku v Petriho miskách přidává kousek pevného hořčíku. Žáci sledují, v kterých případech dochází k uvolňování plynu. Prováděcí pokyny k experimentu č. 3  Při promítání pokusu sledujte pozorně průběh reakce roztoku látek s kouskem hořčíku.  Zapište si do sešitu, jak se reakce projevuje.  Do tabulky zaznamenejte, u kterých látek došlo k reakci s kovem a u kterých nikoliv.

Experiment č. 4 Demonstrační pokus prováděný vyučujícím. Plyn vznikající reakcí 10%-ní kyseliny chlorovodíkové s hořčíkem v plynopudné aparatuře jímá učitel do zkumavky obrácené dnem vzhůru. Po přiložení žhnoucí špejle k ústí zkumavky se ozve charakteristické „štěknutí“, které je důkazem vodíku. Prováděcí pokyny k experimentu č. 4  Do sešitu si zakreslete schéma aparatury, ve které připravuje učitel plyn.  Do sešitu si zapište chemickou rovnici pozorovaného děje.  Do sešitu zapište, jak se projevuje reakce kyseliny chlorovodíkové s hořčíkem.  Zapište si do sešitu, jakým způsobem se projeví důkaz plynu najímaného ve zkumavce.  Do sešitu zapište, jaký plyn se uvolňuje reakcí kyseliny chlorovodíkové s hořčíkem. (Pokud nevíte sami, využijte pomoci spolužáků nebo učitele)

Experiment č. 5 Učitel nechá žáky přivonět k roztoku kyseliny octové a k octu. Žáci na základě vůně ztotožní kyselinu octovou a ocet. Dále učitel ukáže citrón a zeptá se, jak tyto látky (tj. ocet a citron) chutnají. Prováděcí pokyny k experimentu č. 5  Zaznamenejte do sešitu vnější vlastnosti látek – vzhled, skupenství, barvu.  Zaznamenejte do sešitu chuť látek.

Poznání vyplývající z pozorování: Vzorek látky

Skupenství

Rozpustnost

Barva výluhu červeného zelí

Reakce s Mg

Chuť

H2SO4

------------

HCl

------------

ocet (kys. octová) citrón (kys. citronová) NaOH

------------

roztok NH3

------------

NaCl

------------

CaCO3

------------

Pokyny, kterými si uvědomí žáci jevy, které pozorovali  Řekněte, které smysly jste používali k identifikaci vlastnosti látek.  Řekněte, jak se projevila reakce některých látek s hořčíkem.  Řekněte, jaké vlastnosti předložených látek jste poznávali.

Srovnávání: Najděte v tabulce všechny rozpustné látky. Najděte v tabulce všechny látky, které barví do červena výluh z červeného zelí. Najděte v tabulce všechny látky, které při reakci s hořčíkem uvolňují plyn. Porovnejte názvy látek, které barví výluh červeného zelí do červena a které většinou reagují s hořčíkem.  Zapište si do sešitu společné vlastnosti látek označovaných jako kyseliny.  Zapište do sešitu, jakými vlastnostmi se liší látky označené jako kyseliny.  Zapište si do sešitu, jaký prvek obsahují všechny kyseliny. (Uvolňuje se z nich při reakci s hořčíkem jako plyn.)    

Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků Charakterizujte vlastními slovy bez použití sešitu látky označované jako kyseliny. Doplňte chybějící výrazy v následující doplňovačce: Látky, které jsou označované jako ………….., barví výluh červeného zelí do …………. barvy. Všechny tyto látky obsahují v molekule společný prvek, kterým je …………. U většiny z těchto látek se společný prvek uvolňuje reakcí s kovem (hořčíkem) za uvolnění látky …………… skupenství. Tímto plynem je ……………. . Ty z těchto látek, které se používají v kuchyni, mají ………………. chuť.

2. - 3. VYUČOVACÍ HODINA Názvosloví dvouprvkových (bezkyslíkatých) kyselin a jejich složení Zopakování vstupních pojmů:  Shrňte vlastnosti látek označovaných jako kyseliny.  Popište pokusy, kterými jsme demonstrovali základní vlastnosti kyselin.  Řekněte, který prvek je obsažen v molekulách všech kyselin.  Řekněte, co je roztok.  Popište, čím je způsobena vodivost elektrického proudu ve vodných roztocích.  Definujte pojmy anion a kation.  Vyjmenujte prvky řazené mezi halogeny.  Popište, jaká pravidla platí pro součet oxidačních čísel prvků v molekulách.  Řekněte, jaké oxidační číslo má vodík v molekulách kyselin.

Experimenty (prostorové prameny) a prováděcí pokyny Experiment č. 1 Demonstrační experiment provedený vyučujícím. Učitel sestaví elektrický obvod ze zdroje elektrického proudu (plochá baterie), dvou uhlíkových elektrod a demonstračního ampérmetru (lze použít i žárovičku) dle nákresu. Pomocí tohoto obvodu učitel nejprve ukáže, že pevný NaCl, případně krystal NaCl nevede elektrický proud. Poté rozpustí NaCl ve vodě a ukáže, že vodný roztok NaCl vede elektrický proud. Prováděcí pokyny pro žáky k experimentu č. 1  Do sešitu si zakreslete schéma zapojení elektrického obvodu.  Zapište si, zda pevný NaCl vede elektrický proud.  Zapište si, zda roztok NaCl vede elektrický proud.

Experiment č. 2 Demonstrační experiment předváděný vyučujícím. Učitel si připraví krystalizační misku nebo vyšší Petriho misku. Do misky nalévá postupně cca 10%-ní roztoky HCl, HNO3 a ocet. Do kapaliny ponoří elektrody (viz nákres). Ampérmetr ukazuje výchylku, roztok vede elektrický proud. Prováděcí pokyny k experimentu č. 2  Zapište si, s roztoky kterých kyselin učitel při experimentu pracoval.  Zapište si, zda roztoky kyselin vedou elektrický proud.

Náčrtek elektrolýzy pro demonstrační pokus 1, 2

Experiment č. 3 Učitel vezme láhev s koncentrovanou kyselinou chlorovodíkovou a odzátkuje ji. S odzátkovanou láhví obejde žáky v lavicích, kteří si opatrně přičichnou k unikajícímu plynu. Unikající plyn je chlorovodík, je bezbarvý a dusivý, má štiplavý zápach. Nad láhev s unikajícím chlorovodíkem učitel vloží ovlhčený indikátorový papírek nasycený výluhem z červeného zelí. Papírek zčervená vznikající kyselinou chlorovodíkovou. Potom vyučující nalije trochu HCl do kádinky a do roztoku ponoří indikátorový papírek nasycený výluhem z červeného zelí. Prováděcí pokyny k experimentu č. 3  Napište si do sešitu název látky, která byla v láhvi.  Zapište do sešitu, jakého skupenství je látka v láhvi.  Zapište, v jakém skupenství uniká látka po odzátkování láhve.  Zapište do sešitu, jak se barví mokrý indikátorový papírek nasycený výluhem z červeného zelí účinkem unikající látky.  Zapište si do sešitu, jak se barví indikátorový papírek nasycený výluhem z červeného zelí účinkem roztoku nalitého v kádince. Obrazový materiál - videosekvence Vyučující pustí žákům příslušnou pasáž výukového videopořadu „Alkalické kovy“, kde je zobrazena animace rozpouštění pevného NaCl ve vodě, vzniku hydratovaných iontů a animace vedení elektrického proudu v roztoku NaCl. Prováděcí pokyny k videosekvenci  Zapište si do sešitu, která částice se stává kationtem.  Zapište si do sešitu, která částice se stává aniontem.  Zapište si do sešitu chemické značky příslušných iontů.  Pomocí tohoto obvodu učitel nejprve ukáže, že pevný NaCl, případně krystal NaCl nevede elektrický proud. Poté rozpustí NaCl ve vodě a ukáže, že vodný roztok NaCl vede elektrický proud.

Prameny poznání obrazový materiál 1a

Prameny poznání obrazový materiál 1b

Prameny poznání Obrazový materiál 2a

Prameny poznání Obrazový materiál 2b

Prameny poznání Obrazový materiál 3a

Prameny poznání Obrazový materiál 3b

Prováděcí pokyny k obrázkům č. 1  Řekněte, jaký je rozdíl mezi chlorovodíkem a kyselinou chlorovodíkovou.  Pokuste se zodpovědět otázku, proč se oba ionty ve vodném roztoku nepřitáhnou a nespojí.  oxidační číslo?  Řekněte, jaké pravidlo platí o součtu oxidačních čísel prvků v molekule.  Porovnejte náboj kationtu s oxidačním číslem prvku, který jej tvoří v molekule chlorovodíku.  Porovnejte náboj aniontu s oxidačním číslem prvku, který jej tvoří v molekule chlorovodíku.  Vyplňte do rámečku, jaký vztah platí u dvouprvkových sloučenin mezi velikostí náboje kationtu a oxidačním číslem prvku, který kation tvoří.  Vyplňte do rámečku, jaký vztah platí u dvouprvkových sloučenin mezi velikostí náboje aniontu a oxidačním číslem prvku, který anion tvoří. Prováděcí pokyny k obrázkům č. 2  Stanovte elektronegativitu jednotlivých prvků v molekule chlorovodíku.  K jednotlivým prvkům v molekule chlorovodíku zapište hodnoty jejich oxidačních čísel.  Popište, co se stane s molekulou chlorovodíku ve vodném roztoku.  Řekněte, co jsou ionty.  Řekněte, jaký náboj mají vždycky kationty.  Řekněte, jaký náboj mají vždycky anionty.  Vyplňte do rámečku velikost náboje kationtu vodíku.  Vyplňte do rámečku velikost náboje aniontu chloru.  Vyplňte do rámečku oxidační číslo atomu vodíku v molekule chlorovodíku.  Vyplňte do rámečku oxidační číslo atomu chloru v molekule chlorovodíku.  Řekněte, jaký náboj nese částice, která měla v molekule chlorovodíku kladné oxidační číslo?  Řekněte, jaký náboj nese částice, která měla v molekule chlorovodíku záporné

Prováděcí pokyny obr. č. 3  Zapište do sešitu, z kolika prvků se vždy skládají molekuly uvedené na obrázcích.  Zapište do sešitu názvy iontů a jejich náboje u jednotlivých kyselin.  Napište, jaké zakončení mají názvy uvedených kyselin (je zobrazeno modře).

Poznání vyplývající z pozorování:    

Zakreslete si do sešitu obrázek molekuly chlorovodíku. Zakreslete si do sešitu obrázek kyseliny chlorovodíkové. Zapište si do sešitu rovnici vzniku iontů z molekuly chlorovodíku. Pojmenujte všechny sloučeniny, které jsou na obrázcích zakresleny.

Orientační pokyny navozující metakognici pozorování:  Řekněte, kterou vlastnost jste zjišťovali pomocí elektrického obvodu.  Řekněte, čím se liší ionty od elektroneutrálních molekul.  Řekněte, co umožňuje, že látka vede elektrický proud.  Řekněte, jak se projevilo vedení elektrického proudu v roztoku.  Řekněte, podle čeho jste poznali prvek, který tvoří kation v molekulách kyselin.  Řekněte, co dokazuje zbarvení indikátorového papírku nasyceného výluhem z červeného zelí.

Srovnávání: Zapište si, zda vedou elektrický proud pevný NaCl a molekula HCl. Zapište pod sebe rovnice ionizace NaCl a HCl. Červeně označte kation, modře anion. Zakreslete schematicky pohyb jednotlivých iontů k příslušným elektrodám. Zapište si, z jakých částí je složena molekula každé kyseliny. Zapište do sešitu vzorec a název jakékoliv dvouprvkové kyseliny. Zapište, ze kterých iontů je složena vámi zapsaná dvouprvková kyselina. Označte kation a anion. Označte oxidační čísla prvků, které tvoří kation a anion v jednotlivých dvouprvkových kyselinách.  Objasněte rozdíl mezi plynným halogenovodíkem a příslušnou halogenovodíkovou kyselinou.        

          

Řekněte, k jaké elektrodě se pohybuje kation Na+ a kation H+. Řekněte, k jaké elektrodě se pohybuje anion Cl-. Řekněte, zda vede elektrický proud molekula chlorovodíku a krystal NaCl. Řekněte, jaký prvek mají společný všechny molekuly kyselin. Řekněte, jaký náboj má kation ve vodných roztocích kyselin. Řekněte, jaký náboj má elektroda, ke které se pohybuje kation Na+ a kation H+. Řekněte, jaký náboj má elektroda, ke které se pohybuje anion Cl-. Řekněte, zda vede elektrický proud molekula chlorovodíku a krystal NaCl. Řekněte, který prvek mají společný všechny molekuly kyselin. Řekněte, jaký náboj má kation ve vodných roztocích kyselin. Popište, jak určujete oxidační čísla prvků v molekulách dvouprvkových kyselin.

Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků       

Vyjmenujte všechny vlastnosti společné všem kyselinám. Řekněte, který ion uvolňují ve vodě všechny kyseliny a jaký náboj tento ion má. Formulujte, jaký je rozdíl mezi chlorovodíkem a kyselinou chlorovodíkovou. Doplňte větu: Kyseliny jsou látky, které ve vodě uvolňují………………….. Bez použití sešitu se pokuste doplnit následující doplňovačku: Řekněte, podle čeho poznáte, že vzorec dvouprvkové sloučeniny je vzorcem kyseliny. Kyseliny jsou látky …..(kolikaprvkové)…… . Jsou ………………. ve vodě. Ve vodných roztocích ionizují, přičemž odštěpují ………(kladný ion)………….., kterým je ……………………… a ………...(záporný ion)………………. . To je příčinou …………………………………… vodných roztoků kyselin. Všechny kyseliny ve vodě uvolňují …………………… kation. Tento ion má náboj …………………… .

         

Řekněte, podle čeho poznáte, že se jedná o název dvouprvkové kyseliny. Řekněte, který prvek je vždy přítomen v molekule každé kyseliny. Řekněte, kolikaslovný je název dvouprvkových kyselin. Řekněte, které podstatné jméno tvoří název dvouprvkových kyselin. Řekněte, od čeho je odvozeno přídavné jméno názvu dvouprvkových kyselin. Řekněte, jaké je pořadí prvků ve vzorci dvouprvkových kyselin. Bez použití sešitu řekněte, jak vytvoříte název dvouprvkové kyseliny z jejího vzorce. Bez použití sešitu řekněte, jak vytvoříte vzorec dvouprvkové kyseliny z jejího názvu. Řekněte jména všech kyselin, které lze odvodit od halových prvků. Definujte, co je dvouprvková kyselina.

 Podívejte se pozorně na vzorec dvouprvkové kyseliny. HCl  Pojmenujte prvky, ze kterých se kyselina skládá. H – vodík, Cl - chlor  Utvořte název dvouprvkové sloučeniny vodíku s halogenem. HCl – chlorovodík  K názvu dvouprvkové sloučeniny vodíku s halogenem přidejte zakončení –ová. chlorovodíková  K názvu přidejte podstatné jméno „kyselina“ a utvořte název, který odpovídá roztoku dvouprvkové sloučeniny vodíku s halogenem ve vodě. kyselina chlorovodíková  Pozorně si prohlédněte název kyseliny kyselina chlorovodíková  Vypište prvky, které obsahuje látka s tímto názvem. vodík chlor  Přítomné prvky zapište chemickými značkami a uveďte ve správném pořadí. vodík – H, chlor – Cl, pořadí: HCl  Zapište konečné znění vzorce dvouprvkové kyseliny. HCl

 Doplňte tabulku: Vzorec dvouprvkové kyseliny

Název dvouprvkové kyseliny

HF kyselina chlorovodíková HBr kyselina jodovodíková

4. VYUČOVACÍ HODINA (Názvosloví tříprvkových (kyslíkatých) kyselin a jejich složení) Zopakování vstupních pojmů:  Řekněte, které vlastnosti mají sloučeniny označované jako kyseliny.  Napište, který prvek je obsažen v molekule každé kyseliny.  Vysvětlete, co je kation a anion.  Řekněte, který kation mají molekuly kyselin.  Vyjmenujte zakončení ox

Prameny poznání (dvourozměrný text) Text č. 1 Na laboratorním stole jsou láhve s bezbarvými kapalinami označené těmito štítky: o kyselina chlorovodíková o kyselina sírová o kyselina dusičná o kyselina fluorovodíková o kyselina uhličitá Prováděcí pokyny k textu č. 1  Opište si do sešitu názvy všech kyselin ze štítků.  Podtrhněte názvy kyselin, které jsou si podobné a které už znáte z minulé hodiny.  Vypište názvy kyselin, které zatím neznáte.

Text č. 2 Na tabuli jsou napsány názvy: kyselina sírová, kyselina dusičná, kyselina uhličitá Prováděcí pokyny k textu č. 2  Překreslete si do sešitu tyto tři názvy i s barevným označením zakončení.  Pokuste se říci, kde jste se s podobnými zakončeními už setkali. U jaké skupiny chemických látek se v jejich názvu objevovali podobná zakončení?  Název těchto chemických látek si zapište do sešitu.

Poznání vyplývající z pozorování:  Doplňte v následující tabulce zakončení názvů kyselin Zakončení názvů oxidů

Oxidační číslo

Zakončení názvů kyselin

- ný

+I

- ná

- natý

+ II

- natá

- itý

+ II

- itá

- ičitý

+ IV

- ičitá

- ičný - ečný

+V

- ičná - ečná

- ový

+ VI

- ová

- istý

+ VII

- istá

- ičelý

+ VIII

- ičelá

Srovnávání: Orientační pokyny pro srovnávání  Na základě podobnosti koncovek názvů oxidů a kyselin zkuste nyní říci, který prvek je jako třetí (vedle vodíku a nekovu) přítomen v molekule tříprvkových kyselin.  Napište si do sešitu chemické vzorce kyselin ze štítků z označených láhví.  U všech kyselin označte oxidační čísla všech prvků.  Rozhodněte, které prvky tvoří kation a které anion. Kation označte modře, anion červeně.  Řekněte, jak jste z názvu kyseliny rozlišili, zda jde o kyselinu dvouprvkovou nebo tříprvkovou.  Řekněte, jaký prvek tvoří kation kyselin. Jaké oxidační číslo má tento prvek v kyselinách. Pokyny navozující metakognici srovnávání:  Řekněte, jaký prvek má v molekulách kyseliny záporné oxidační číslo.  Řekněte, jaká podmínka musí platit při tvorbě chemického vzorce kyseliny z jejího názvu.  Řekněte, z jakých prvků se obecně skládá molekula tříprvkové kyseliny.  Řekněte zakončení oxidačních čísel pro kyselinotvorné prvky v kyselinách.

Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků Tvorba názvu ze vzorce  Podívejte se pozorně na vzorec tříprvkové kyseliny.  Řekněte, z kterých prvků je složena molekula tříprvkové kyseliny.  Podívejte se na obecný vzorec tříprvkové kyseliny. Má tento tvar: HaxAbyOcz  Písmena a, b, c označují oxidační čísla jednotlivých prvků v molekule kyseliny.  Písmena x, y, z označují počet atomů jednotlivých prvků v molekule kyseliny.  Identifikujte jednotlivá písmena u předloženého vzorce kyseliny: H2SO4  Pojmenujte jednotlivé prvky ve vzorci tříprvkové kyseliny.  Doplňte oxidační čísla vodíku a kyslíku. Z minulé hodiny víte, že oxidační číslo vodíku v kyselinách je vždy +I. Oxidační číslo kyslíku v kyselinách je stejné jako v oxidech. Je tedy rovno –II.  Známé údaje vypíšeme. Ve vzorci H2SO4 je tedy: a = +1 x=2

b = zatím nevíme y=1

c = -2 z=4

 Jelikož název kyseliny je tvořen právě podle zakončení oxidačního čísla prostředního kyselinotvorného prvku, zjistěte jeho oxidační číslo.  Vycházíme z toho, že molekula jako celek musí být navenek elektroneutrální. Platí tedy: a.x + b.y + c.z = 0  Jelikož pro nás neznámou hodnotou je písmeno b, vyjádříme ho z rovnice: b = - c.z – a.x / y b = - (- 2.4) – 1.2 / 1 b=+8–2 b=6  Oxidační číslo síry v molekule H2SO4 je tedy rovno 6.  Nalezněte správné zakončení pro příslušné oxidační číslo kyselinotvorného prvku.  Utvořte název oxidu, v němž bude kyselinotvorný prvek ve stejném oxidačním čísle jako v kyselině. oxid sírový  Utvořte nyní celý název kyseliny. Podstatné jméno je slovo kyselina. Přídavné jméno se tvoří z názvu oxidu kyselinotvorného prvku přechýlením do ženského rodu.  v našem případě jde o oxid sírový.  Celý název je tedy: kyselina sírová

Tvorba vzorce z názvu  Nejprve rozhodněte, zda příslušný název kyseliny patří kyselině dvouprvkové či tříprvkové. kyselina uhličitá  V názvu kyseliny není obsažen název halogenovodíku se zakončením –ová. Jedná se tedy o kyselinu tříprvkovou.  V případě tříprvkové kyseliny zapište všechny prvky, ze kterých je molekula kyseliny složená. Tříprvkové kyseliny obsahují vždy vodík, kyselinotvorný prvek a kyslík. V našem případě tedy: H C O  Označte oxidační čísla všech prvků.  Vodík má v kyselinách oxidační číslo vždy +I, kyslík vždy –II. Oxidační číslo kyselinotvorného prvku vyplývá ze zakončení jeho názvu: kyselina uhličitá, v tomto případě tedy +IV.  Pomoci nám může zakončení názvu oxidu tohoto prvku ve stejném oxidačním čísle:  kyselina uhličitá-oxid uhličitý H+I C+IV O-II  Oddělte kation a anion. Anion dejte do kulaté závorky.  Kationtem je v kyselinách vždy kation vodíku H+. Ostatní prvky, tedy kyselinotvorný prvek a kyslík, tvoří anion. H+I (C+IVO-II)  Upravte počet atomů kyslíku v aniontu tak, aby výsledný náboj aniontu byl záporný. (C+IVO-II)+II  v tomto případě je celkový náboj aniontu +II. Počet atomů kyslíku je třeba zvýšit tak, aby celkovým nábojem aniontu bylo nejmenší možné záporné číslo. (C+IVO3-II)-II  bude zapotřebí tří atomů kyslíku: + 4 + 3.(-2) = - 2  Upravte počet atomů vodíku v molekule kyseliny tak, aby molekula byla navenek elektroneutrální.  Nejjednodušší je postupovat křížovým pravidlem: H+I (CO3)-II H2(CO3)  Zapište finální tvar chemického vzorce kyseliny. Je-li možné odstranit závorku, odstraňte ji. Kyselina uhličitá: H2CO3

 Pojmenujte kyseliny, které jste si zapsali do svého sešitu.  V tabulce doplňte prvky, ze kterých je složena příslušná kyselina a doplňte oxidační čísla všech prvků podle vzoru.  Zapište správné chemické vzorce ke všem názvům kyselin uvedeným v tabulce: Název kyseliny

Prvky, které kyselina obsahuje a jejich ox. čísla

kyselina chlorečná

H+I Cl+V O-II

kyselina chlorovodíková kyselina boritá kyselina jodovodíková kyselina dusičná kyselina siřičitá

 Napište správné chemické názvy k těmto vzorcům kyselin: HNO3………………………………………………………. HBr…………………………………………………………. HClO……………………………………………………….. HBO2……………………………………………………….. HF…………………………………………………………… HMnO4………………………………………………………

5. - 6. VYUČOVACÍ HODINA (vlastnosti, použití a význam kyselin sírové, dusičné a chlorovodíkové) Prameny poznání (dvourozměrný text) Pozorování č. 1: Provádí vyučující demonstračně. Na pracovním stole jsou láhve s kyselinami a tři kádinky, v nichž jsou nalité: o koncentrovaný roztok (37%) kyseliny chlorovodíkové, o s koncentrovanou kyselinou sírovou (96%), o kádinka s koncentrovanou kyselinou dusičnou (65%). Kádinky stojí tak, aby žáci viděli dobře její obsah, případně vyučující projde třídu s kádinkou tak, aby všichni mohli dobře sledovat její obsah. Úkolem žáků je zaznamenat barvu a skupenství kyselin.

Prováděcí pokyny k pozorování č. 1  Všímejte si vlastností použitých kyselin. Do pracovního listu uveďte barvu a skupenství předvedených kyseliny.  Do pracovního listu uveďte složení jednotlivých předvedených kyselin vyjádřené pomocí hmotnostního zlomku.  Zjistěte a do pracovního listu zakreslete symbolické označení nebezpečnosti jednotlivých kyselin.  Řekněte názvy látek, jejichž vlastnosti jste popisovali. Uveďte jejich chemické vzorce.  Uveďte hmotnostní procenta odpovídající koncentrované kyselině chlorovodíkové, sírové a dusičné. Experiment. č. 1 Demonstrační experiment provedený učitelem. Na pracovním stole jsou kádinky s koncentrovanou kyselinou sírovou (96%), dusičnou (65%) a chlorovodíkovou (36 – 37%) a sada tří Petriho misek, přičemž v každé je jedna kostka cukru. Vše je uspořádáno tak, aby žáci viděli experiment prováděný vyučujícím. Na kostku cukru se přidá několik kapek kyseliny sírové, dusičné a chlorovodíkové. Žáci sledují změnu jednotlivých kostek cukru po přikapání kyselin. Poté se naplní tři zkumavky koncentrovanými roztoky kyselin a vyučující ponoří přímo do zkumavek s kyselinami špejle. Po chvíli je vytáhne a demonstruje žákům jejich změnu. Je vhodné, aby vyučující na závěr obešel třídu s výsledky experimentů. Žáci si všímají změny, které se staly s kostkami cukru a špejlemi. Vyučující je během pokusu s kyselinami oblečen dle zásad bezpečnosti práce. Má na sobě ochranný obličejový štít či brýle, plášť a pryžové rukavice. Prováděcí pokyny k experimentu č. 1  Popište ochranné pomůcky pro práci s kyselinami, které měl vyučující na sobě.  Sledujte pozorně to, co provádí vyučující. Všímejte si průběhu pokusů. Sledujte, zda nastávají změny s kostkou cukru a se špejlí po jejich kontaktu s kyselinou a změny zaznamenejte do tabulky.  Do tabulky si zapište, co se stalo s organickým materiálem (cukrem a špejlí) působením kyselin.  Uveďte, látku, která způsobila u cukru a špejle nejvýraznější změny. Experiment č. 2 Provádí vyučující na počátku hodiny. Na jedné misce rovnoramenných vah stojí otevřená kádinka s koncentrovanou kyselinou sírovou. Na druhou misku přidáme závaží tak, aby byly váhy v rovnováze (ručička vah je přesně uprostřed stupnice). Po chvíli sledujeme, že se váhy začínají vychylovat tak, že klesá miska, na které je kádinka s kyselinou sírovou. Po delší době pak miska klesne úplně (ručička vah se zcela vychýlí směrem k misce se závažími). Úkolem žáků je z popsaného pokusu vyvodit, která vlastnost kyseliny sírové způsobila, že kyselina sírová během stání na vzduchu ztěžkla.

Prováděcí pokyny k experimentu č. 2  Sledujte pozorně to, co provádí vyučující. Všímejte si pouze průběhu pokusu.  Sledujte výchylku jazýčku vah  Řekněte, která miska vah ztěžkla, zda ta, co klesla, anebo ta co se zvedla.  Pokuste se určit, která vlastnost kyseliny sírové je příčinou ztěžknutí kádinky s kyselinou sírovou. Experiment č. 3 Demonstrační pokus provedený vyučujícím. Na pracovním stole jsou tři větší kádinky (500 cm3) naplněné do poloviny destilovanou vodou, spolu s teploměrem a tři menší kádinky (100 cm3) s 50 cm3 koncentrované (96%) kyseliny sírové, dusičné a chlorovodíkové. Učitel přizve žáky, aby odečetli na teploměru teplotu. Poté vyučující přilije opatrně po tyčince do vody v kádince koncentrované kyseliny a vznikající roztok stále míchá. Opět nechá žáky přečíst teplotu na teploměru. Žáci se přesvědčí, že rozpuštěním kyselin ve vodě stoupá teplota vznikajícího roztoku, uvolňuje se tedy přitom teplo. Prováděcí pokyny k experimentu č. 3  Sledujte pozorně to, co provádí vyučující. Všímejte si pouze průběhu pokusu.  Pozorujte, jakým způsobem se slévají látky při přípravě roztoku kyseliny (která látka se lije do které).  Zaznamenejte do tabulky výchozí teplotu vody v kádinkách a dále teplotu, která byla naměřena po nalití jednotlivých kyselin do vody.  Napište do tabulky rozdíl teplot mezi původní teplotou vody a teplotou v kádince po nalití jednotlivých kyselin.  Uveďte názvy roztoků, které byly během pokusu připraveny.  Uveďte koncentrace látek, které se ředily.  Uveďte kyselinu, u které se při ředění nejvíce zvýšila teplota.  Uveďte postup, který učitel použil při ředění kyselin

Experiment č. 4 Demonstrační pokus prováděný vyučujícím. Na pracovním stole jsou tři sady zkumavek, z nichž jedna trojice obsahuje kyselinu chlorovodíkovou (36%), druhá kyselinu sírovou (96%) a třetí kyselinu dusičnou (68%). Do první zkumavky v každé trojici se vloží měděný drát a obsah druhé zkumavky z každé trojice se nalije do tří nádob s vodním kamenem a do třetí zkumavky z každé trojice se vhodí zinkový plíšek. Žáci pozorují průběh pokusu. Prováděcí pokyny k experimentu č. 4  Sledujte pozorně, co provádí vyučující.  Všímejte si průběhu jednotlivých pokusů.  Svá pozorování zaneste do tabulek a sešitů. Sledujte bouřlivost a rychlost reakce.  Uveďte zbarvení kyseliny při reakci s původně zahřátým měděným drátem.

Prameny poznání - text č. 1: Seznámili jste se s vlastnostmi tří nejvýznamnějších kyselin. Některé z těchto látek lze dokonce i koupit v drogerii. V drogerii lze v oddělení žíravin najít například technickou kyselinu chlorovodíkovou (často nazývanou kyselina solná, neboť se původně vyráběla z kuchyňské soli), anebo akumulátorovou kyselinu sírovou. Poznali jste, že se jedná o látky žíravé, a tudíž zdraví škodlivé. Ale přesto se tyto látky běžně vyrábějí. Proč? Jednoduše proto, že mnoho předmětů, s kterými se denně setkáváme, by se bez existence těchto kyselin zatím nemohly vyrobit. Představme si například situaci, kdyby neexistovaly tyto kyseliny. Nebylo by možné vyrobit celou řadu kovů jako je měď, zinek, chrom a podobně. Neměly bychom například měděné střechy, či chromové nádobí nebo baterie a podobně. Kdyby nebylo například kyseliny sírové, nefungovaly by olověné akumulátory, které jsou nutné nejen pro pohon automobilů, ale i pro nouzová osvětlení chodeb nebo nemocničních sálů. Rovněž bychom neměli prací prášky, zubní pasty, museli bychom se rozloučit s bílými a barevnými předměty, neboť výroba barviv se bez kyseliny sírové neobejde. Prameny poznání - text č. 2: Rovněž by se maminky nemohly těšit krásným leptaným sklem, tatínkové by neměli tak dobrý benzin, v lékárnách by nebyly některé samozřejmé léky, jako je acylpyrin a léky potřebné pro povzbuzení srdeční činnosti. V lomech by se nemohlo pracovat, protože by nebyly trhaviny. Na polích by byly menší výnosy, protože by nebyla hnojiva. Pro výroby řady těchto předmětů (hnojiva, výbušniny, léčiva, barviva) je zapotřebí nejen kyseliny sírové, ale i kyseliny dusičné. Bez obou kyselin by neexistovaly rozmanité předměty z plastů, nemohla by se vyrobit tesilová nebo viskózová vlákna a podobně. A bez kyseliny chlorovodíkové by kutilové nemohli čistit kovy před spájením. Kyselina chlorovodíková je nejen výrobkem chemického průmyslu, ale je vytvářena i v lidském organismu, kde je důležitou součástí žaludečních šťáv, které jsou velice důležité pro trávení potravy. Pokyny k textu  Pozorně si pročtěte předložený text.  Různými barvami podtrhněte informace, které se týkají kyseliny sírové (červeně), kyseliny dusičné (modře) a kyseliny chlorovodíkové (zeleně).  Zaznamenejte si do sešitu hlavní použití jednotlivých kyselin.  Zaznamenejte si do sešitu hlavní použití jednotlivých kyselin.  Uvědomte si, proč je důležité vyrábět jednotlivé kyseliny.

Poznání vyplývající z pozorování: Poznání vyplývající z pozorování  Zapište do tabulky níže chybějící údaje.  Charakterizujte pomocí nich vlastnosti jednotlivých kyselin.

Kyselina chlorovodíková

Kyselina sírová

Kyselina dusičná

Chemický vzorec Skupenství Barva Hmotnostní zlomek kyseliny Průběh reakce s kostkou cukru Reakce s dřevěnou špejlí Počáteční teplota před ředěním vodou Teplota roztoku po zředění Rozdíl teplot Průběh reakce se zinkem Průběh reakce s vodním kamenem Průběh reakce se zahřátým měděným drátem

Orientační pokyny navozující metakognici poznání  Řekněte, jakých vlastností látek jste si všímali.  Řekněte, jaké smysly jste používali při hodnocení vlastností kyselin.  Řekněte, která vlastnost kyseliny sírové se projevila zčernáním kostky cukru a špejle.  Řekněte, kterou vlastnost kyseliny sírové jste sledovali vážením kádinky s touto látkou.  Řekněte, kterou vlastnost kyselin jste určovali pomocí teploměru.

Srovnávání: Prováděcí pokyny k realizaci srovnávání Pozorování č. 1  Porovnejte barvu, skupenství a koncentraci kyseliny chlorovodíkové, dusičné a sírové.  Řekněte, které vlastnosti mají všechny kyseliny společné.  Řekněte, kterými vlastnostmi se uvedené kyseliny liší. Experiment č. 1  Srovnejte, která z koncentrovaných kyselin působila nejsilněji na cukr a na špejli.  Uveďte skupinu látek, mezi které je možné zařadit cukr a dřevěnou špejli (látka organická, anebo anorganická)  Na základě srovnání uveďte kyselinu s nejsilnějšími účinky. Zapište do sešitu.  Srovnejte nutnost používání ochranných pomůcek při práci s jednotlivými kyselinami s ohledem na jejich nebezpečnost. Experiment č. 2  Srovnejte výchozí a konečné teploty získané při přípravě roztoků kyselin  Srovnejte rozdíl teplot zjištěný při ředění jednotlivých kyselin a jejich koncentrace uvedené na lahvích. Experiment č. 3  Srovnejte rychlost a intenzitu průběhu jednotlivých reakcí.

Pokyny k realizaci srovnávání  Srovnejte mezi sebou uvedené tři kyseliny podle jejich důležitosti (dle vašeho názoru, který jste si vytvořili na základě uvedených textů).  Seřaďte uvedené kyseliny podle jejich schopnosti rozkládat organický materiál.  Srovnejte do sešitu uvedené tři kyseliny podle hmotnostních zlomků v jejich koncentrovaných roztocích od nejmenší velikosti hmotnostního zlomku po největší.  Do sešitu uveďte název oxidu kovu, s kterým reagují všechny uvedené kyseliny. Orientační pokyny navozující metakognici srovnávání:  Řekněte, podle čeho jste vytvořili pořadí důležitosti kyselin.  Řekněte ty vlastnosti kyselin, které jsou důležité pro jejich použití.

Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků    

Uveďte název bezkyslíkaté kyseliny, kterou jste dnes zkoumali. Uveďte názvy kyslíkatých kyselin, které jste dnes zkoumali. Znovu si zopakujte, které pokusy jste dnes viděli. Pročtěte si Vaše poznámky v pracovních listech a sešitech. A na základě Vašich poznámek doplňte následující text: Vzorec kyseliny chlorovodíkové je………… . Protože tato kyselina neobsahuje kyslík, řadí se mezi ……………………………… kyseliny. Koncentrovaný roztok kyseliny chlorovodíkové je ……….. procentní. V drogérii lze tuto kyselinu též nalézt po názvem kyselina ………………. . Vzorec kyseliny sírové je ……………….. . Její koncentrovaný roztok je …………… . HNO3 je vzorec kyseliny …………………………………….. . Její koncentrovaný roztok bývá obvykle …………………………………. . Všechny uvedené sloučeniny jsou skupenství ………………………. . Na štítcích jsou označeny černým symbolem X ve žlutém poli, kterým se označují látky ……………….. . Při ředění kyselin je nutno postupovat opatrně proto, že se při ředění vodou uvolňuje …………… . Při práci s nimi je proto nutné pracovat s………………………….…………………. Prostředky jako jsou: …………………………………………………………….. Roztoky těchto kyselin připravíme tak, že do ………………….. v kádince opatrně přilíváme ………………… . Největší použití má z probíraných kyselin kyselina ……………………………………………… . V automobilu je rovněž obsažena v …………………….. . K výrobě hnojiv, výbušnin a barviv je zapotřebí kyseliny ………………………. a často rovněž kyseliny ……………….………….. . Kovy před pájením lze snadno vyčistit pomocí kyseliny ………………………. ………………...

 Ve třech větách se pokuste zformulovat hlavní poznatky, které jste o kyselině sírové získali. Zapište do sešitu.  Ve třech větách se pokuste zformulovat hlavní poznatky, které jste o kyselině dusičné získali. Zapište do sešitu.  Ve třech větách se pokuste zformulovat hlavní poznatky, které jste o kyselině chlorovodíkové získali. Zapište do sešitu.  Na základě dosavadního poznání charakterizujte svými slovy kyselinu chlorovodíkovou, sírovou a dusičnou. Kyselina chlorovodíková ………………………………………………………… Kyselina sírová…………………………………………………………………… Kyselina dusičná………………………………………………………………….

7. VYUČOVACÍ HODINA (názvosloví zásad a jejich základní vlastnosti) Nový poznatek:  Žáci budou kompetentní rozhodnout, zda je předložený chemický vzorec vzorcem hydroxidu.  Žáci budou schopní pojmenovat nejdůležitější hydroxidy a zapsat jejich chemický vzorec a vyjmenovat některé vlastnosti hlavních zásad.  Grafické znázornění vytváření nových poznatků:

HYDROXID -ný hydrogenium

oxygenium - natý -II

O

I

H

kov

- itý

II,III

- ičitý

ox.č. I,

I

anion

kation

ečný ičný - ový - istý

O H

kov

- ičelý

dvouprvkové

tříprvkové

CHEMICKÉ LÁTKY

Prameny poznání (dvourozměrný text) Experiment č. 1 Demonstrační pokus prováděný učitelem. Na stole je 8 stejně velkých odměrných válců nebo kádinek označených pouze čísly. o č. 1 obsahuje pecičky hydroxidu draselného, o č. 2 pevný chlorid sodný, o č. 3 asi 20 ml 10%-ní kyseliny chlorovodíkové, o č. 4 pevný uhličitan vápenatý, o č. 5 pevný hydroxid vápenatý, o č. 6 pecičky hydroxidu sodného, o č. 7 vzorek železa (železný prášek, drátek, okuje atd.), o č. 8 destilovanou vodu. Žáci nejprve popíší skupenství látek. Učitel potom do každé kádinky či odměrného válce přilije trochu vody a opatrně protřepe. Žáci zaznamenají rozpustnost látek ve vodě. Posléze vyučující do každé kádinky či odměrného válce přidá trochu výluhu z červeného zelí a obsah protřepe. Žáci zaznamenávají výslednou barvu. Prováděcí pokyny k experimentu č. 1  Do připravené tabulky zaznamenejte skupenství všech látek.  Do připravené tabulky zaznamenejte rozpustnost všech látek ve vodě.  Do připravené tabulky zaznamenejte barvu výluhu z červeného zelí po přilití do odměrných válců nebo kádinek.  Barevně zakroužkujte čísla látek, které barví zeleně výluh z červeného zelí.  Podtrhněte společné vlastnosti látek, které barví zeleně výluh z červeného zelí.

Text. č. 1:

hydroxid sodný

hydroxid vápenatý

hydroxid draselný Prováděcí pokyny k textu  Přečtěte si pozorně názvy látek na štítcích.  Názvy si přepište do sešitu.  Podtrhněte, co mají všechny názvy společného.  Pokuste se z názvu určit, které prvky jsou v molekule hydroxidu obsaženy. Všimněte si i barevného označení.  Zapište si do sešitu prvky, ze kterých se domníváte, že je molekula příslušného hydroxidu složena.

Poznání vyplývající z pozorování:  Do připravené tabulky zaznamenejte barvu výluhu z červeného zelí po přilití do odměrných válců nebo kádinek.  Barevně zakroužkujte čísla látek, které barví zeleně výluh z červeného zelí.  Podtrhněte společné vlastnosti látek, které barví zeleně výluh z červeného zelí. Vzorek látky

Skupenství

Rozpustnost

Barva výluhu červ. zelí

1 2 3 4 5 6 7 8

Srovnávání: Řekněte, co mají společného látky označované jako hydroxidy. Vyjmenujte hydroxidy, se kterými jste se už někde setkali. Řekněte, mezi kolika prvkové sloučeniny hydroxidy patří. Zapište všechny vlastnosti, podle kterých můžete hydroxidy poznat. Které smysly jste používali při poznávání vlastností hydroxidů. Řekněte, na základě čeho jste posoudili, z jakých prvků jsou molekuly hydroxidů složené.  Řekněte, na základě čeho jste poznali, z kolika prvků se molekula hydroxidů skládá.      

Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků  Tvorba chemického vzorce hydroxidu z jeho názvu  Nejprve vypište, které prvky obsahuje podle názvu předložený hydroxid. hydroxid draselný Obsahuje draslík K, kyslík O a vodík H. Kyslík a vodík obsahují všechny hydroxidy.  Zapište prvky v pořadí: kov, kyslík, vodík a kulatou závorkou oddělte skupinu, kterou tvoří kyslík a vodík. K(OH)  Skupina OH je typická pro všechny hydroxidy a nazývá se skupinou hydroxidovou. Podle této skupiny se hydroxidy jmenují.  Zapište oxidační čísla všech prvků v molekule hydroxidu. K+I(O-IIH+I)

 Spočítejte oxidační číslo skupiny hydroxidové K+I(O-IIH+I)-I  Upravte vzorec pomocí křížového pravidla tak, aby byl součet hodnot oxidačních čísel v molekule roven nule. K+I(OH)-I  Napište konečnou podobu chemického vzorce molekuly hydroxidu. KOH

 Tvorba názvu hydroxidu z jeho chemického vzorce  Nejprve rozhodněte, zda je chemická látka o předloženém chemickém vzorci hydroxidem. Ca(OH)2  látka obsahuje skupinu OH, která je charakteristická pro všechny hydroxidy. Předložená látka je hydroxidem.  Označte oxidační čísla všech prvků. Ca+II(O-IIH+I)2-I  Utvořte konečný název hydroxidu. Podstatné jméno tvoří slovo hydroxid. Přídavné jméno je tvořeno názvem prvku (kovu), který je v molekule kationtem, s příslušným zakončením oxidačního čísla. Ca(OH)2 hydroxid vápenatý

 Doplňte tabulku: Název hydroxidu

Prvkové složení hydroxidu

Vzorec hydroxidu

Na, O, H hydroxid vápenatý Ba, O, H LiOH hydroxid draselný

8. VYUČOVACÍ HODINA (štěpení hydroxidů ve vodě)  Téma výuky: Poznáváme strukturu a chování molekul hydroxidů  Nový poznatek: Štěpení molekul hydroxidů ve vodě Grafická struktura vytvoření nového poznatku kation kovu kation kation amonný

anion

 štěpení na ionty  

anion hydroxidový

elektrická vodivost

H2O

HYDROXIDY

dvouprvkové

tříprvkové

CHEMICKÉ LÁTKY

Prameny poznání (dvourozměrný text) Experiment č. 1  Demonstrační experiment provedený vyučujícím.  Učitel ještě před vyučovací hodinou sestaví elektrický obvod ze zdroje elektrického proudu (plochá baterie), dvou uhlíkových elektrod a demonstračního ampérmetru (lze použít i žárovku) dle nákresu.

A

A

Pracovní materiál nutný pro vytvoření nového poznatku

Na

O

model molekuly NaOH

H

štěpení iontové vazby ve vodě

H2 O

Na

O

H

_

+ Na+

O

H-

vznik iontů

Pracovní materiál nutný pro vytvoření nového poznatku

O

+II

H

II

Ca

O

-

-

+

OH

I

Ca

-II

H

+

2+

Ca(O H)2

I

-

2+

Ca + 2 OH

OH

-

Pracovní materiál nutný pro vytvoření nového poznatku

Na

+I

O

-II +

H

-

Na

OH

+

I

NaOH

+

Na + OH

K

+I

O

-

+

-II

-

K

OH

+

H I

+

KOH

K + OH

-

Otázky a úkoly I  Na základě stanoveného cíle vyučovací hodiny (Poznat strukturu a chování molekul hydroxidů ve vodném roztoku) a uvedených pramenů poznání sestavte podrobnou přípravu vedoucí k aktivnímu vytvoření osvojení nových pojmů:  Formulujte: 1. Prováděcí pokyny pro práci žáků s prameny poznání, 2. Uveďte pokyny vedoucí ke srovnávání jednotlivých pozorovaných jevů 3. Zobecnění poznatků 4. Příklady na aplikaci vytvořených poznatků

9. VYUČOVACÍ HODINA (vlastnosti a použití hydroxidů) Prameny poznání (dvourozměrný text) Experiment č. 1 Provádí vyučující – demonstračně. Vyučující nasype 10 peciček pevného hydroxidu sodného na Petriho misku, ukáže žákům. Na pracovním stole je k dispozici kádinka obsahující asi 100 ml vody a dále teploměr. Učitel nechá žáka změřit teplotu vody, kterou sdělí třídě a napíše se na tabuli. Poté vsype pecičky hydroxidu sodného do kádinky s vodou a zamíchá roztok. Opět měří teplotu, jejíž hodnotu napíše na tabuli. Stejný pokus se provede s pevným hydroxidem draselným a hydroxidem vápenatým. K roztokům či suspenzi se potom přidá výluh z červeného zelí. Experiment č. 2 Provádí vyučující – demonstračně. Podobný pokus jako v pokuse č. 1 provede učitel s pevným chloridem sodným Experiment č. 3 Provádí vyučující – demonstračně. Učitel v gumových rukavicích vloží lžičkou na čtyři kousky vlhkého filtračního papíru na hodinovém sklíčku čtyři zrníčka hydroxidu sodného a draselného a po půl lžičce hydroxidu vápenatého a chloridu sodného. Látky se nechají asi 10 minut působit. Po jejich odstranění a vysušení filtračního papíru se zjistí, zda došlo na papíře k nějaké změně.

Prováděcí pokyny k pokusům č. 1, 2, 3.:  Napište do tabulky chemické vzorce všech tří hydroxidů a chloridu sodného.  Sledujte rychlost rozpouštění jednotlivých látek po vsypání do vody.  Sledujte zda se všechny pevné použité látky stejně rychle rozpouštějí ve vodě.Uveďte do tabulky.  Do tabulky zaznamenejte původní teploty vody v kádince, dále teplotu vody po vsypání látky a rozdíly teplot vody a roztoku v kádinkách.  Napište zbarvení roztoků v kádinkách po vsypání pevných látek a po přidání výluhu červeného zelí.  Sledujte, zda došlo ke změně papíru. Popište změny. Zaneste do tabulky.

Poznání vyplývající z pozorování: Hydroxid sodný

Hydroxid draselný

Hydroxid vápenatý

Chlorid sodný

Skupenství Chemický vzorec Teplota vody bez přidání látky Teplota vody po přidání látky Rychlost rozpouštění Rozdíl teploty Změna na papíře působením chemikálie

Srovnávání:          

Porovnejte výši rozdílu teplot v kádinkách. Seřaďte látky podle jejich rozpustnosti ve vodě Uveďte látky, které vykazují zásaditou reakci Srovnejte použité látky, podle míry, jak způsobili změnu na papíře. Porovnejte symbol na štítku lahve s hydroxidem sodným se symbolem na lahvi s kyselinou chlorovodíkovou a sírovou. Uvědomte si, názvy a vzorce těch sloučenin, jejichž roztoky jsou stejně (téměř) zbarvené po přidání výluhu z červeného zelí. Porovnejte zbarvení roztoků s chemickým složením látky, která je v roztoku rozpouštěná. Uvědomte si, které z látek při rozpouštění uvolňují nejvíce tepla. Porovnejte tuto vlastnost s účinkem těchto látek na papír. Porovnejte intensitu působení zásad na papír s působením některých kyselin na tutéž látku.

Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků    

Sledujte, u kterých látek dojde při jejich nasypání do vody ke zvýšení teploty. Přemýšlejte, lze najít nějakou souvislost se zvýšením teploty a rozpustností látky. Uveďte látky, které způsobují změny na papíře. Na základě těchto účinků na papír a symbolu na štítku lahve s hydroxidem rozhodněte, do jaké skupiny látek se hydroxidy řadí.

 Doplňte chybějící pojmy v doplňovačce a zapište si ji do sešitu. Hydroxidy sodný, draselný a vápenatý jsou látky skupenství pevného, které jsou rozpustné ve vodě. Nasypeme-li je do vody, uvolňuje se teplo. Hydroxidy jsou látky působící žíravě a proto je potřeba při práci s nimi používat ochranných prostředků. Přidáme-li k jejich roztoku výluh z červeného zelí, dojde k zelenožlutému zbarvení jejich roztoku.  Z uvedených pojmů vyberte ty, které by podle Vás měly být uvedené v textu: teplo, chlad, dobře, různě, hojivě, žíravě, ochranné prostředky, kovové předměty, jsou, nejsou, zelenožlutému, červenému, fialovému., pevného, plynného, kapalného:

10. VYUČOVACÍ HODINA (měření kyselosti a zásaditosti roztoků) Cíl:  Proč je důležité měřit kyselost a zásaditost roztoků.  Pochopení pojmu pH, jeho význam, seznámení se s nevýznamnějšími indikátory.

Prameny poznání (dvourozměrný text) Experiment č. 1: Demonstrační experiment, který provádí učitel. Před vyučovací hodinou si učitel připraví 5 zásobních roztoků, které budou tvořit roztok kyseliny chlorovodíkové o pH = 1, roztok kyseliny octové o pH = 4, destilovaná voda o pH = 7, roztok hydroxidu amonného o pH = 10 a roztok hydroxidu sodného o pH = 13. Dále učitel připraví příslušná zkoumadla, které tvoří 5%-ní roztok žluté krevní solí, 1%-ní roztok fenolftaleinu v 60%-ním ethanolu, 1%-ní roztok methyloranže, a výluh z červeného zelí. Dále budou připraveny univerzální indikátorové papírky, případně roztok univerzálního indikátoru.

Ve vyučovací hodině učitel připraví 5 sad po pěti zkumavkách označených jmény látek tvořících příslušný roztok. Do každé z pětice zkumavek učitel nalije po 5 ml zkoumaného roztoku, tj. HCl, CH3COOH, H2O, NH4OH, NaOH. V první pětici přikápne do každé zkumavky 2 ml roztoku žluté krevní soli. Ve druhé pětici přilije 2 ml roztoku fenolftaleinu. Ve třetí pětici přilije do každé zkumavky 2 ml roztoku methyloranže, ve čtvrté pětici přilije do každé ze zkumavek po 2 ml výluhu z červeného zelí. Z poslední pětice zkumavek učitel ukápne vždy kapku roztoku na univerzální indikátorový papírek. Žáci pozorují a zaznamenávají barevné změny, ke kterým dochází v průběhu experimentu

Poznání vyplývající z pozorování:

kyselina chlorovodíková žlutá krevní sůl fenolftalein methyloranž výluh z červen. zelí univ. indik. papírek

kyselina octová

voda

hydroxid amonný

hydroxid sodný

Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků  V následující nabídce je mnoho věcí, které znáš z běžného denního života. Každou z látek rozpusťte ve vodě (pokud to půjde), případně použijte šťávu a svým indikátorovým papírkem zkuste kyselost či zásaditost roztoku nebo šťávy.  Červeně zakroužkuj ty, ve kterých jsi nalezl kyselinu.  Modře zakroužkuj ty, ve kterých jsi nalezl zásadu.  Zeleně zakroužkuj ty, které mají podle tebe neutrální pH. zralé jablko

čaj

zelí

kopřivy

malta

hnojivo na květiny

citrón

voda

vápno

acylpyrin

pomeranč

mléko

sádra

mouka

roztok mýdla

ocet

sodovka

náplň akumulátoru v autě

vápenec

tabletka vitamínu C

kostka cukru

sliny

popel ze spáleného dřeva

prášek do pečiva

Otázky a úkoly II  U vyučovací hodiny nazvané Měření kyselosti a zásaditosti roztoků a uvedených pramenů poznání formulujte: 1. pokyny pro práci s prameny poznání, 2. zobecnění a aplikace vytvořených poznatků, 3. pokyny vedoucí ke srovnání.

10 Soli 8 -9 hod

Očekávané výstupy žáka dle RVP  provede neutralizaci zředěných roztoků známých kyselin a hydroxidů, uvede názvy a vzorce výchozích látek a produktů a zapíše je chemickými rovnicemi,  zdůvodní první pomoc při zasažení kyselinami nebo hydroxidy  rozliší, které látky patří mezi soli,  připraví jednoduchým postupem sůl,  zapíše z názvů vybraných solí vzorce a naopak,  uvede příklady uplatnění solí v praxi,  vysvětlí rozdíl mezi tvrdou a měkkou vodou,  uvede význam průmyslových hnojiv a posoudí jejich vliv na životní prostředí,  popíše složení, vlastnosti a použití nejznámějších stavebních pojiv (vápenná malta, sádra, beton),  vysvětlí pojem keramika, uvede příklady využití keramiky.

Rozvržení učiva 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

hodina: Neutralizace. hodina: Názvosloví solí. hodina: Názvosloví solí. hodina: Způsoby vzniku solí. hodina: Význam a vlastnosti solí. hodina: Hydrogensoli. hodina: Srážecí reakce. hodina: Laboratorní cvičení.

Učivo        

podstata neutralizace vznik solí názvy a vzorce solí srážecí reakce názvy a vzorce síranů, dusičnanů, uhličitanů průmyslová hnojiva (N, P, K, stopové prvky) vápenná malta, sádra, beton keramika

1. HODINA: NEUTRALIZACE  Pokusy: 1. Přímá reakce HCl + pevný KOH, anebo NaOH 2. Zda reagují neutrálně: příklad titrace kyselina + zásada  voda a sůl HCl + NaOH  NaCl + H2O + + + H Cl + Na OH  Na Cl + H2O  Podobně probíhá reakce HCl a KOH  Neutralizační reakce: H+ + OH- ----- H2O + teplo  první pomoc zasažení kyselinou a zasažení zásadou  Soli jsou chemické sloučeniny složené z kationtů kovů (příp. NH4+ ) a aniontů kyselin.

2. HODINA: NÁZVOSLOVÍ BEZKYSLÍKATÝCH SOLÍ  Porovnat vodivost krystalu NaCl a jeho vodného roztoku  Co způsobuje vodivost - ionty, na které ionty se rozpadá NaCl – na Na+ a Cl-,  Na+ - z NaOH, Cl- z HCl  Soli bezkyslíkatých kyselin příponu -id  Procvičovat: CaF2, a další

2. HODINA: NÁZVOSLOVÍ SOLÍ KYSLÍKATÝCH KYSELIN  Uvést vzorce kyseliny: sírové, dusičné uhličité  Uvést vzorec a náboj aniontu příslušných kyselin  SO42-, NO3-, CO32 Názvy: Kyselina sírová: SO4-II sír - an Kyselina dusičná: NO3 –I dusičn-an Kyselina uhličitá: CO3-II uhličit-an

3. HODINA: NÁZVOSLOVÍ SOLÍ KYSLÍKATÝCH KYSELIN  Cvičení formou tabulek  Podstatná jména v názvech solí  Přídavná jména v názvech solí  Součet nábojů kationtů a aniontů a oxidačních čísel atomů prvků v solích

4. HODINA:DALŠÍ ZPŮSOBY PŘÍPRAVY SOLÍ:  Pokusy: 1. CO2 + Ca(OH)2 2. CaO + HNO3 3. Na + Cl2 4. Zn + H2SO4  Dopsat rovnice, jejich úprava, procvičování názvosloví, procvičovat další názvy a čtení hydrátů

5. HODINA:VLASTNOSTI A VÝZNAM NĚKTERÝCH SOLÍ  NaCl  Uhličitany: vápenec, soda, potaš  Sádrovec  Dusičnany  Křemičitany 6. HODINA: HYDROGENSOLI – ROZŠIŘUJÍCÍ UČIVO

7. HODINA: SRÁŽECÍ REAKCE  Pokusy: vznik halogenidů stříbra o Napsat nejprve celé rovnice o Ty potom vyjádřit pomocí iontů o Najít změnu u reaktantů a produktů a tu napsat o Napsat zkrácený iontový zápis a sdělit, co vystihuje o Význam halogenidů

8. HODINA: LABORATORNÍ CVIČENÍ  Jednoduchá titrace  Vznik jednoduchých solí

Otázky a úkoly III 1. Uveďte konkrétní návody demonstračních pokusů ukazujících některou z příprav solí. 2. Vytvořte chemickou hru vedoucí k procvičování solí. 3. Konkretizujte hlavní význam těchto solí: chloridu sodného, uhličitanu vápenatého, sádrovce, křemičitanu sodného 4. Vtvořte přípravu s podrobným didaktickým postupem s cílem osvojení názvosloví hydrogensolí. 5. Navrhněte a konkrétně zpracujte přípravu na jedno laboratorní cvičení týkajícího se solí

Redoxní děje 10 vyučovacích hodin

Rozvržení učiva          

Pojem oxidace a redukce (oxidační číslo, jednoduché rovnice) Pojem oxidace a redukce z iontového hlediska, činidlo oxidační, redukční Řada reaktivity kovů Výroba surového železa Výroba oceli Elektrolýza Galvanické články Galvanické články Koroze Opakování

1. HODINA: REDOXNÍ REAKCE • zavedení pojmu oxidace, redukce na základě změny oxidačního čísla, • pojem redoxní reakce • pokusy – reálné, anebo myšlené 1. 2. 3. 4. 5.

2 Mg(s) + O2 (g)  2 MgO (s) 2 HgO (s)  2 Hg(l) + O2 (g) Zn (s) + H2 SO4(aq)  H2 (g) + ZnSO4(aq) Cu (s) + 2 AgNO3(aq)  2 Ag(s) + Cu(NO3 )2 (aq) NaOH(aq) + HCl(aq)  NaCl(aq) + H2O (l)

Postup učitele a žáků • Napsat rovnice reakcí předvedených pokusů v průběhu jejich provádění, anebo jejich připomenutí. • Napsat oxidační čísla atomů v rovnicích. • Podtrhnout různobarevně ty atomy prvků, u kterých dochází během reakce ke změně oxidačního čísla. • Zjistit, zda u všech reakcí dochází ke změně oxidačního čísla • Vypsat je na tabuli, odděleně do sloupců Zvyšování oxid. čísla ( obraz tabule) 2 MgO  2 MgII 2 O-II  2 O2O ZnO  Zn II CuO  Cu II

Snižování oxid. čísla ( obraz tabule) O20 2O-II 2 HgII  2 Hg0 H2 I  H20 2 Ag I  2 Ag0

Definování pojmů oxidace a redukce • oxidace – název podle slučování s kyslíkem, je to děj, při kterém dochází ke zvyšování oxidačního čísla atomů • redukce je děj, při kterém dochází ke snižování oxidačního čísla atomů • v jedné reakci dochází vždy k redukci a oxidaci současně – Redoxní reakce Úprava redoxních rovnic • Počet jednotek, o které se oxidační čísla atomů zvýší, jsou rovna počtu jednotek, o který se u jiných atomů téže reakce sníží.

Prováděcí pokyny a orientační pokyny umožňující vytvořit závěr Podle vámi vyplněné tabulky doplňte správná slova do doplňovačky v pracovním listu. Ještě jednou si projděte, který prvek se v pokusech 1,2,3,4 oxidoval, který redukoval. Která látka byla oxidační a která redukční činidlo.

Úkoly k aplikaci a experimentálnímu ověřování struktury poznatku Honza, Jana, Zuzana a Petr jeli na chatu. Když tam dojeli, zjistili, že je v chatě hrozná zima a tak se rozhodli, že si zatopí. Ze sklepa si přinesli uhlí a Honza rozdělal v kamnech oheň. Během chvíle se však začali dohadovat. Jana: Při hoření uhlí v kamnech probíhá redoxní reakce. Honza: Uhlí je ve vzduchu oxidováno, ale redukce neprobíhá. Petr: Když uhlí hoří, probíhá slučování s kyslíkem. Tento děj však nemá nic společného s redoxními reakcemi. Zuzana: Každá oxidace je reakce látky s kyslíkem. Zdůvodněte, kdo má pravdu a kdo ne. ……………………………………………………………………………………………………… 1. Napište rovnici hoření uhlí ……………………………………………………………………………………………… 2. Rozhodněte a zdůvodněte, která látka se oxiduje a která redukuje. 3. Rozhodněte, která látka je oxidačním a která redukčním činidlem.

Vyřešený pracovní list pro 1. hodinu: Pokus č.

Zápis rovnice

Popis průběhu reakce

Popis a název produktu

Typ reakce

1

HCl + KOH KCl +H2O

Prudký průběh, uvolňuje se teplo

Vzniká bílá látka, KCl

Neutralizace, exotermická reakce

2

2 HCl + Zn ZnCl2 + H2

Bouřlivá reakce, uvolňuje se teplo

Uvolňuje se plyn, H2

Nahrazování

3

2 Mg + O2 2 MgO

Uvolňuje se teplo, světlo

Vzniká bílá látka na povrchu kovu, MgO

Slučování

4

S + Fe FeS

Před pokusem lze železo ze směsi oddělit magnetem

Vzniká černá látka, která není magnetická, FeS

Slučování

Pokus č.

Prvky, u nichž dochází k zvýšení oxidačního čísla

Prvky, u nichž dochází k snížení oxidačního čísla

1

----------------------

------------------------------

2

Zn0

ZnII

HI

3

Mg0

MgII

O20

4

Fe0

FeII

S0

Obecný název děje spojeného se změnou oxidačního čísla

Oxidace

Redukce

Název látky, u níž děj probíhá

Redukční činidlo

Oxidační činidlo

H20 O-II S-II

Doplňte text: Děj, při kterém dochází k snižování oxidačního čísla atomu prvku se nazývá .….redukce… Děj, při kterém dochází k zvyšování oxidačního čísla atomu prvku se nazývá..…oxidace... Reakce, v nichž probíhá současně oxidace a redukce se nazývají ……….…redoxní…..….. Látka, která obsahuje atomy, které se oxidují se nazývá ………redukční činidlo………..... Tato látka způsobuje u ostatních látek ………………….……redukci……….…………….. Látka, která obsahuje atomy, které se redukují, se nazývá………oxidační činidlo…………. Tato látka způsobuje u ostatních látek…………………………oxidaci…………………….

2. - 3. HODINA: REDOXNÍ REAKCE • zavedení pojmu oxidace, redukce na základě změny nábojového čísla, • Činidlo oxidační a redukční Postup učitele a žáků • Napsat iontové rovnice reakcí uvedených pokusů z předchozí hodiny. • Podtrhnout různobarevně ty ionty a atomy, u kterých dochází během reakce ke změně náboje. Zvýšení červeně, snížení modře) • Vypsat je na tabuli, odděleně do sloupců Zvyšování náboje (obraz tabule) 2 Mg0 –2e-  2 Mg2+ 2 O2- –4e-  O20 Zn0 –2e-  Zn 2+ Cu0 –2e-  Cu 2+

Snižování náboje (obraz tabule) O20 + 2e-  2O22 Hg2+ + 4e-  2 Hg0 2 H+ + 2e-  H20 2 Ag + + 2e-  2 Ag0

Definování pojmů oxidace a redukce na základě přesunu elektronů • Oxidace – děj, při kterém dochází k uvolňování elektronů a tím ke zvyšování nábojového čísla částic • Redukce, děj při kterém dochází k přijímání elektronů a tím ke snižování nábojového čísla částic. • Počet přijatých a uvolněných elektronů v jedné reakci je vždy stejný. Oxidační činidlo • Druhou částici oxiduje tím, že jí odebírá elektrony. Dochází u ní ke zvýšením nábojového nebo oxidačního čísla. • Oxidační činidlo se samo se redukuje přibranými elektrony • Kyslík, kovy a podobně Schéma Redukuje se Činidlo oxidační (oxidovadlo) přijímá elektrony od činidla redukčního (redukovadla) oxiduje se Redukční činidlo • druhou částici redukuje tím, že jí předává elektrony • dochází u ní ke snížení nábojového nebo oxidačního čísla. • redukční činidlo se samo oxiduje odevzdanými elektrony • uhlík, koks, kovy a podobně

3. - 4. HODINA: Téma: Jak se získávají kovy z rud, výroba surového železa Experiment č. 1 - demonstrační pokus vyučujícího • do zkumavky nasypeme asi 3 cm vysokou vrstvu rozetřeného oxidu olovnatého a práškového dřevěného uhlí (v poměru hmotností 18:1), • zkumavku se směsí zahříváme a plynné produkty odvádíme do kádinky s vápennou vodou, • připraveným pevným produktem přejedeme po kousku papíru. Prováděcí pokyny k experimentu č. 1 • Pokus pozorujte a zaznamenejte si do pracovního listu, jaké změny proběhly v kádince a jaké ve zkumavce. • Řekněte, jaký plyn vzniká při reakci? Co způsobil vznikající plyn? • Uveďte, jak se projevilo "psaní" kovem po papíře. • Reakci zapište chemickou rovnicí do pracovního listu. • Jak se nazývá připravený kov? • Do rovnice doplňte oxidační čísla k atomům prvků. Reakci nazvěte. • Šipkami do reakce označte oxidaci a redukci. • Řekněte, která látka je oxidační a která redukční činidlo. • Řekněte, název látky, ze které se kov uvolnil.

Text Nejrozšířenějším kovem současnosti je železo. Vyrábí se především z kyslíkatých rud obsahujících oxid železitý Fe2O3. Většina rud obsahuje kromě těchto nerostů příměsi hlušinu, která obsah železa snižuje. Železo se získává z rud jejich redukcí oxidem uhelnatým a uhlíkem ve vysoké peci. Vysoká pec je zařízení 30 až 50m vysoké. Shora se nepřetržitě plní koksem, železnou rudou a vápencem. Z hlušiny a vápence vzniká struska. Struska i roztavené železo se vypouští zvlášť. Reakce výroby železa: předehřívání: Fe2O3 . nH2O Fe2O3 + nH2O redukce železa: Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 Fe2O3 + 3C 2Fe + 3CO spalování: C + O2 CO2 CO2 + C 2CO Prováděcí pokyny k textu • Pozorně si text přečtěte. • V textu si podtrhněte červeně, z čeho se železo vyrábí. • Reakce výroby železa zapište do pracovního listu chemickými rovnicemi. • Uvědomte si, o jaký typ reakce se jedná při výrobě železa. • Řekněte název látky, která se oxiduje a která redukuje. • Řekněte, která z látek je činidlem oxidačním a která činidlem redukčním.

Prováděcí pokyny k schématu: • Pozorně si prohlédněte schéma vysoké pece. • Uvědomte si, kudy se pec plní a jakými surovinami. Kudy vytéká surové železo a kudy struska. • Označte místo, kde se vhání předehřátý vzduch do vysoké pece. • Šipkou vedle schématu označte pokles teplot ve vysoké peci v pracovním listu.

Plnění surovinami

Odvod plynů

Přívod předehřátého vzduchu Odpich strusky Odpich surového železa

Poznání vyplývající z pozorování • K experimentu • Projděte si vyplněnou tabulku v pracovním listu. • K textu č. 2 • Doplňte do prázdných okýnek v obrázku v pracovním listu odpovídající popisky.

Srovnání a zobecnění poznatků - Experiment č. 1, text č. 1, text č. 2 (schéma) • Porovnejte názvy a vzorce látek, ze kterých se připravuje olovo, a z kterých se vyrábí železo. • Uveďte názvy látek, pomocí kterých se uvedené kovy získaly (viz pokus, text).

Zobecnění a aplikace vytvořených poznatků: • Prováděcí pokyny a orientační pokyny umožňující vytvořit závěr • K experimentu č. 1 • Doplňte do věty správná slova nebo zatrhněte správnou odpověď: • …………………………..vyredukovalo………………….z oxidu olovnatého. Z hlediska tvrdosti lze olovo zařadit mezi kovy …………….(měkké, tvrdé).

Pracovní list Reakce ve zkumavce

Reakce v kádince

Chemická rovnice

PbO + C Pb + CO2 typ reakce:……redoxní……

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O typ reakce:……srážecí………….……

Probíhající změny:

Vyloučilo se olovo, píše po papíře – je měkké

Vyloučila se bílá sraženina

Energie a chemická reakce 6 až 8 vyučovacích hodin

Rozvržení učiva     

2 hodiny: 1 hodina: 2 hodiny: 2 hodiny: 1 hodina:

Teplo a chemické reakce Hořlavý kámen Kapalné a plynné zlato Země Jaderná energie Vyčerpatelné a nevyčerpatelné zdroje energie

Teplo a chemická energie • reakce exotermní • pokus: hoření síry v tavenině NaNO3 • reakce endotermní • pokus: rozklad CaCO3, či HgO • • • •

Skupenské stavy Pojem: molární teplo reakce Qm kJ/ mol (číselně rovno teplu, které se uvolní, či spotřebuje při reakci takových látkových množství výchozích látek, která udávají stechiometrické koeficienty v chemické rovnici) Hodnota znaménka Q u exo a endotermní reakci Výhřevnost paliv (h= Q/m je to teplo, uvolněné při dokonalém spálení paliva, které má hmotnost m)

Hořlavý kámen • Uhlí – historie vzniku • Druhy uhlí, jejich výhřevnost, vysvětlení z různého složení • Karbonizace - pokus • Produkty karbonizace • Vodní plyn Jaderná energie • Historie • A. H. Becquerel (objev záření) • M.Curie –Sklodowska (objev Ra, Po), radioaktivita • Jaderné záření (3 druhy) • Radioaktivní izotopy (přírodních 50, nejvýznamnější 238 92U, 235 92U) • Význam jaderné elektrárny (řetězová reakce), • Atomová bomba • Termonukleární reakce (získání energie spojování atomových jader malých hmotností např. Deuteria a Tritia za vzniku jader He a neutronu

Vyčerpatelné a nevyčerpatelné zdroje energie • Význam energie • Lze projektem porovnávat význam neobnovitelných zdrojů ( Uhlí ropa, zemní plyn, jaderná energie) , jejich výhody a nevýhody • A obnovitelných zdrojů (vodní toky, sluneční záření, vítr, rostlinné a živočišné produkty). Uvádět problémy s jejich využitím a dále jejich výhody

Uhlovodíky 9 - 10 vyučovacích hodin

Očekávané výstupy žáka dle RVP  rozliší nejjednodušší uhlovodíky, uvede jejich zdroje, vlastnosti a použití  zhodnotí užívání fosilních paliv a vyráběných paliv jako zdrojů energie  uvede příklady produktů průmyslového zpracování ropy

Rozvržení učiva • • • • • • •

1 hodina 1 hodina 2 hodiny 1 hodina 1 hodina 1 hodina 2 hodiny

Úvod Laboratorní cvičení Alkany, cykloalkany Alkeny Alkyny Areny Ropa a automobilismus

Učivo  uhlovodíky – příklady v praxi významných alkanů, uhlovodíků s vícenásobnými vazbami a aromatických uhlovodíků  paliva – ropa, uhlí, zemní plyn, průmyslově vyráběná paliva

1. HODINA: ÚVOD • Ukázat či upozornit na nejrozmanitější sloučeniny (tráva, listí, mléko, maso, jablko cukr) • Pokus 1: cukr – spálit, anebo polít kyselinou • Pokus 2: hoření svíčky – porcelánový střep vložit do plamene • Všechny látky mají společný prvek - uhlík • Přítomnost i dalších látek: vodík, kyslík síra fosfor atd. Obrázky, anebo laboratorní cvičení či • Pokus 3: důkaz zplodin hoření ethanolu • Vznikají většinou v organismech – Wöhlerova syntéza • Modely, čtyř vaznost uhlíku • Řetězení atomů uhlíku

2. HODINA: LABORATORNÍ CVIČENÍ • Důkaz zplodin hoření svíčky • Práce s modely

3. HODINA - UHLOVODÍKY, ALKANY • Práce s modely: - na základě čtyřvaznosti C odvození vzorců,, strukturního a z toho vzorce racionálního, molekulového. Dopisovat vodíky. • Odvodit a následně napsat homologickou řadu alkanů. • Zavést pojem homologický rozdíl. • Ukázat methan, propan, butan, pentan, hexan, parafin svíčky. U většiny odvodit jejich vzorce. • Přípona -an • Skupenství uhlovodíků, nechat probublávat methan vodou. Vhodit kousek parafinu do vody a další kousek do benzinu (hexan), propanbutanová směs, hoření uhlovodíků • Zdůraznit, že se váží pouze jednoduchou vazbou

4. HODINA – CYKLOALKANY • Opakovat alkany, názvoslovné principy alkanů, význam alkanů, • Modely a ukázky cykloalkanů, • Řetězení alkanů Větvení jejich řetězce, cyklizace jejich řetězce. Molekulové vzorce. • Ukázky látek, nechat přivonět a případně zapálit.

5. HODINA - ALKENY • Modely, zdůraznit přítomnost dvojné vazby • Přípona –en • Odvodit nejmenší alken • Připravit alken, dokázat a zapálit, jímat pod vodou. Zobecnit vlastnosti alkenů. • Dieny, butadien, názvoslovné principy • Význam alkenů

6. HODINA - ALKYNY • Vazby u alkynů, jejich názvosloví • Příprava acetylenu a ukázka jeho vlastností. • Procvičování jejich názvosloví • Práce s modely • Význam alkynů

7. HODINA – ARENY • Struktura benzenu, její historie, F. A. Kékule • Benzenové jádro • Jeho význam, toxicita, ukázka benzenu toluenu a xylenu. • Toluen, xylen, • Naftalen • Pokus: ukázka čištění naftalenu sublimací

8. HODINA- ROPA Ropu a automobilismus, lze pojmout i jako projekt • Vznik ropy, složení ropy, • Destilace, princip, • Frakce destilace • Význam ropy některé ropné frakce a jejich potřeba: • Benzin v ropě 12% a potřeba 45% • Petrolej z ropy 15% a spotřeba 5% • Plynový olej z ropy 16%, potřeba 35% • Mazací oleje v ropě 35% a potřeba 3%

9. HODINA • Krakování – modely ukázka, pokus demonstrační, důkaz vzniklých alkenů • Benzin • Reformování • Oktanové číslo, • Katalyzátory (válec s keramickým nosičem, naplněný Pt, či Pd) CO reaguje s NO –za vzniku CO2 a dusíku • Procvičování – příklad rovnice spalování benzinu • Pojem petrochemie

Otázky a úkoly • • •

Vytvořte návrh projektu zpracovávající téma Vyčerpatelné a nevyčerpatelné zdroje energie. Vypracujte podrobnou přípravu na téma Alkyny Nalezněte a sepište stručné návody ke školním pokusům (demonstračním i žákovským)na téma uhlovodíky

Deriváty uhlovodíků ZŠ Halogenderiváty (3 hodiny) 1. HODINA: DERIVÁTY, ZÁKLADNÍ PRINCIPY NÁZVOSLOVÍ, JEJICH VZNIK • Pomůcky: modely, pokus na přípravu dibromethanu • Postup: vycházet z názvů a vzorců alkanů, nahradit vodík halovým prvkem, odvodit název (odvozené – derivare). • Procvičovat názvosloví • Realizovat pokus přípravy dibromethanu. • Opakování: odvodit např. vznik dichlorethanu

2. HODINA: DŮKAZY, VÝZNAM NEJDŮLEŽITĚJŠÍCH HALOGENDERIVÁTŮ • Pomůcky: pokus Beilsteinova zkouška, ukázky látek, které jsou k dispozici, modely (chloroform, jodoform apod.) • Vyvodit určitou závislost skupenství těchto látek na druhu a počtu atomů halogenů v molekule. • Diskutovat pojem hořlavost v závislosti na jejich složení. • Význam: o dobrá rozpouštědla – toxicita (perchlor: tetrachlorethylen),CCl4 – i hasicí látka. Proč? o PCB (polychlorované bifenyly) o Hasivo: např. Halon (bromtrifluormethan) o Freony: Freon 11:trichlorfluormethan, Freon 12:dichlordifluormethan, měkké freony příznivější CH2F-CF3

3. HODINA: VÝZNAM HALOGENDERIVÁTŮ • Chlorované uhlovodíky se těžko odbourávají, proto se jejich výroba omezuje • Použití: o lékařství: kelen (chlorethan) o jodoform: antiseptikum o halothan: CHClBr – CF3 – narkotikum o Insekticidy HCH (hexachlorcyklohexan) o Halogenové žárovky (CH3Br, CH2Br2 ) o plasty (teflon, PVC, chloropren a pod)

Alkoholy a fenoly (3 hodiny) 1. HODINA: UVEDENÍ POJMU ALKOHOLY, ETHANOL • Procvičování derivátů • Historický úvod: Zavedení pojmu alkoholy – ethanol: Historie výroby omamných nápojů kvašením ovocných šťáv, (lze zadat žákovi jako referát) • Pokus 1: důkaz alkoholu v pivě n. jiném alkoholickém nápoji hořením • • • •

Zavedení hydroxylové skupiny –hydroxyderiváty Názvosloví: Alkoholy – hydroxideriváty, OH – hydroxylová skupina, ethyl + alkohol Ethanol – vlastnosti, rozpouštědlo, výroba alkoholických nápojů Vlastnosti ethanolu:

• •

Rozpouštědlo: Pokus č. 2: - rozpustit zrnko jodu v ethanolu

• •

Výroba: Pokus č. 3 - myšlený či dlouhodobý: kvašení cukerných roztoků – význam pro organismy (víc než 3 promile – vysvětlit, co to jsou promile- mohou způsobit bezvědomí. Návykovost. Důkaz detekční trubičkou, či digitálním měřičem

• • •

Lze vytvořit i pokus modelující detekční trubičku (zezelenání žluté náplně. Denaturovaný líh – pro technické účely, přidávání přísad zamezujících konzumaci. Toxicita ethanolu - viz tabulka

Účinek alkoholu na lidský organismus (promile představuje 1 ml alkoholu na 1000 ml krve člověka) Obsah alkoholu v krvi (promile)

Účinek na lidský organismus

0,3

Upovídanost, spokojenost

0,4

Snížená rychlost reakcí na podněty

0,5

Neschopnost řídit motorové vozidlo

0,8

Selhání koordinace pohybů

1,0

Zřetelné poruchy pohybu, zbavení se zábran

1,5

Ztráta sebekontroly, poruchy zraku

2,0

Problémy s orientací, stavy strachu, pláč

3,0

Mezery v paměti, poruchy dýchání a srdeční činnosti

4,0 -5,0

Úplné bezvědomí, zastavení dýchání

2. HODINA: METHANOL, VÍCESYTNÉ ALKOHOLY • Vzorec, odvození, • Ukázka, škodlivost, vlastnosti (teplota varu) • Pokus: Rozlišení methanolu a ethanolu (za přísady boraxu, či kyseliny borité) • Lze i zmiňovat vznik methanolu • Zopakovat a procvičovat názvosloví (propanol) • Vícesytné alkoholy (ethandiol, propantriol)

3. HODINA: VLASTNOSTI VÍCESYTNÝCH ALKOHOLŮ, FENOLY • Pokus: srovnání různé viskozity glycerolu, ethandiolu a propanolu – různé počty OH skupin v molekule a různá viskozita • Názvosloví – propantriol (glycerol, glycerin), ukázka, význam (rozpustnost ve vodě – kosmetické výrobky, výroba výbušniny dynamitu – A. Nobel) • Ethandiol, ethylenglykol, toxicita, nemrznoucí směsi ve směsi s vodou, toxický • Fenol: vzorec , -OH skupina přímo na skelet b. j. • Ukázka- použití- plasty, bakelit

Otázky a úkoly • •

Zpracujte podrobnou přípravu a téma methanol a vícesytné alkoholy. Navrhněte námět exkurze vztahující se k tématu alkoholy a fenoly a připravte její jednotlivé fáze.

Karbonylové sloučeniny (2 hodiny) 1. HODINA: ALDEHYDY • Zopakovat alkoholy • Pokus s CuO a ethanolem – jemně přivonět – odvodit reakci nejprve rovnicí a potom slovně. • Odvodit funkční skupinu • Názvosloví • Ukázka formaldehydu, jeho význam • Důkazové reakce aldehydické skupiny (Schiffovo, Fehlingovo či Tollensovo činidlo)

2. HODINA: KETONY • Napsat vzorec propan-2-olu, odvodit oxidaci, ukázat vznik funkční skupiny • Ukázka acetonu, napsat vzorec • Názvosloví (-on, keton) • Význam acetonu

Karboxylové kyseliny (3 hodiny) 1. HODINA:CHARAKTERISTIKA KARBOXYLOVÝCH KYSELIN • Úvod: zkysnutí vína (co víno obsahuje), co se stane, nechá-li se nádoba otevřená – objasnění, přinést láhev octa. Nechat přivonět • Pokus: 1. ethanol+ CuO vzniká acetaldehyd až kyselina octová, anebo použít silnější oxid. činidlo (1 ml ethanolu + 10ml 10% dichromanu + 3 ml kyseliny sírové) • modely • ukázat děj, rovnici lze napsat slovy • rovnici oxidace ethanolu na ethanal až kys. octovou • odvození karboxylové skupiny

2. HODINA: KYSELINA OCTOVÁ, MRAVENČÍ • Proč se těmto látkám říká kyseliny? • Reakce s NaOH s HCl a potom s kyselinou octovou – rovnice. Jejich porovnání a vyvození neutralizace – názvy solí (octany) • Reakce Kyseliny sírové s Mg (Zn), porovnání s reakcí s kyselinou octovou • Nejznámější: kyselina octová , 4 -8% ocet, barvení pro potravinářské účely • Výroba ethanolovým kvašením • Kyselina mravenčí (20% hmotnosti těla mravenců) • Kyselina butanová (máselná)

3. HODINA: KARBOXYLOVÉ KYSELINY VÁZANÉ V TUCÍCH A OSTATNÍ KYS. • Modely • Kyselina palmitová, stearová, olejová – jejich modelové ztvárnění, vlastnosti dlouhý řetězec. • Ukázky dalších kyselin: kyselina citronová, šťavelová (šťovík, rebarbora, toxicita) • Mléčná (jogurty, kyselé okurky, zelí)

Otázky a úkoly • •

Vypracujte podrobnou přípravu i s experimentálním zabezpečením na téma Ketony. Pro tematický celek Karboxylové kyseliny vytvořte návrh pro laboratorní cvičení.

Esterifikace a tuky 3 vyučovací hodiny 1. HODINA: VZNIK ESTERŮ, VÝZNAM • Pokus: vznik esteru (1 ml org. Kyseliny,1,5 ml alkoholu a ke směsi přidat několik kapek konc. kyseliny sírové. Zkumavku se směsí upevnit do držáku a za neustálého opatrného protřepávání zahřát k varu. Po vychladnutí nalít vzniklý produkt na hodinové sklíčko s trochou pevného hydrogenuhličitanu sodného. Posléze opatrně ke sklíčku přivonět. •

Vůně esterů: Mravenčan ethylnatý – rumová či malinová Octan ethylnatý - rozpouštědlo Octan butylnatý - banánová či hrušková Octan amylnatý - hrušková Propionan ethylnatý - banánová

•

Napsat rovnici děje (k. octové a ethanolu), nejprve slovně potom ve vzorcích s vyznačením struktur funkčních skupin a potom tentýž zápis zkráceně. Charakterizovat podstatu esterifikace Popsat význam esterů Použít i modely

• • •

2. HODINA: POJEM TUKU, VLASTNOSTI, SLOŽENÍ, ROZDĚLENÍ • Přinést: máslo, sádlo, lůj, Rama, plej • Zkusit jejich rozpustnost ve vodě, v benzinu • Vyvodit to, co je společné – nerozpustné ve vodě – vodu odpuzující • Rozdělení dle původu: živočišné, rostlinné • Získávání: vyškvařování (sádlo), oleje extrakcí • Složení: vznik reakcí: glycerolu a karboxylových kyselin • Zařadit glycerol, charakterizovat karboxylové kyseliny • Napsat rovnici vzniku • Podstat rozdílu mezi tuky pevnými (živočišného původu) a oleji (z rostlin) • Žluknutí tuku

3. HODINA: VÝZNAM TUKŮ, ZTUŽOVÁNÍ, MÝDLA, ČISTÍCÍ ÚČINKY MÝDEL • Vyvození proč se oleje kazí rychleji nežli tuky pevné • Pokus s bromovou vodou oleje a ztuženého tuku • Důkaz tuků Sudanem III • Mýdlo: příprava mýdla • Reakce mýdla s vápenatými a hořečnatými ionty a s fenolftaleinem • Podstata čistících účinků mýdla a jiných saponátů (pokus , ukazující snížení povrchového napětí a následkem toho nastává emulgace oleje ve vodě) • Vysvětlení: převod do roztoku (hydrofilní skupina do vody, hydrofobní skupina obaluje tuk)

Sacharidy - cukry 3 vyučovací hodiny 1. HODINA: PŘEDSTAVENÍ VLASTNOSTI SACHARIDŮ • Ukázky: např. med, hrozny jablka • Jak chutnají tyto látky? Vyvození pojmu sladce Glukóza • V hroznech – cukr hroznový (glukosa), cukr řepný (sacharosa) • Ukázat glukosu a sacharosu • Pokus s kyselinou sírovou – zuhelnatění – důkaz, že obsahují C, H, O. • Sumární vzorec glukosy C6H12O6 • Podívat se na glukosu: rozpouštění ve vodě, přidat k roztoku ml 10% CuSO4 a 2 ml 20% NaOH, či Tollesovo činidlo. • Rozšiřující učivo: Fischerův vzorec glukosy, pojem aldosa • Vlastnosti glukosy: a její vznik (vyvození, kde rostou nejsladší hrozny, na čem je sladkost plodů závislá • Vznik glukosy (zelené rostliny, půs. světla, tepla) rovnice fotosynthesy

Fruktóza - ketohexóza, zvaná ovocný cukr - obsažena v ovoci, včelím medu (50%) - nejsladší cukr, součástí sacharózy

2. HODINA: VÝZNAM GLUKOSY, SACHAROSY • Ukázky: glukopur, „lipo“, kostky cukru, láhev s kvasnou rourkou a hroznovou šťávou). • Glukosa: zopakovat její vznik, důraz na energii • Hladina glukosy v krvi • Láhev, kvasinky, napsat rovnici kvašení • Skupina sladkých látek, se nazývá podle vlastností většiny z nich sacharidy (sakcharon – sladký) • Sacharosa, • Jak vzniká v organismech, kde, napsat rovnici jejího vniku • Cukrovar • Pokus příprava karamelu a kandysu

3. HODINA: ŠKROB, CELULOSA, POJEM POLYSACHARIDY • Ukázka: škrobu (solamyl), brambory, buničina(vata) • Polysacharidy, zeptat se, co znamená předpona –poly-, kolik molekul hexos (glukosy) budou obsahovat_ • Napsat rovnici – odvodit sumární vzorec škrobu • Vlastnosti škrobu: Zkouška sladkosti, nerozpustnost ve vodě, reakce s jodem za studena, zeptat se zda bude reagovat s Tollensovým činidlem, • Získat škrob z brambor, důkaz Lugolovým roztokem • Výskyt škrobu, význam škrobu

Celulosa (C6H10O5)n, • význam uspořádání vzorce, výskyt (dřevo-50%)a jinde • Rozšiřující učivo - získávání celulosy ze dřeva Škrob • zásobní látka rostlin • skládá se ze dvou složek: o amylóza – je nevětvená, rozpustná ve vodě o amylopektin- je větvený, ve studené vodě se nerozpouští, ale bobtná • průmyslově se získává z brambor a obilovin • ve vodě tvoří koloidní roztoky

Glykogen • zásobní látka živočichů • strukturou připomíná amylopektin, ale více větvený • obsažen především v játrech a svalech • rozpustný ve vodě

Chitin • základní složka kutikuly členovců, buněčných stěn hub a některých řas

Otázky a úkoly • • •

Vypracujte návrh laboratorního cvičení na téma Sacharidy. Sepište všechny školní chemické experimenty vztahující se k tématu Tuky a Sacharidy. Vypracujte podrobnou přípravu na téma Polysacharidy

Bílkoviny, enzymy a vitaminy 2 vyučovací hodiny 1. HODINA: VÝZNAM A SLOŽENÍ BÍLKOVIN • Pokus:1: důkaz bílkovin ve vaječném bílku (Reakce xanthoproteinova a dále biuretova • Vlastnosti bílkovin: Pokusy (roztok vaječného bílku:bílek z jednoho slepičího vejce protřepat s desetinásobným objemem 0.8% roztokem NaCl) • Dát do 2 zkumavek: jednu zahřívat a k ústí přiložit zvlhčený FF papírek, ke druhé přilít roztok 5% ( Pb(NO3)2 • • • •

Charakteristika bílkovin –makromolekulární látky obsahující C,H,O,N ale i S,P) Vznik z AK Význam bílkovin (19% hmotnosti člověka) jsou nepostradatelné (stavební, důležité pro průběh všech základních přeměn v organismu) Trávení bílkovin

Enzymy • Louis Pasteur – popis pokusu s kvasinkami • Biokatalyzátory – látky, které katalyzují chemické reakce v organismech. Jsou to enzymy a hormony – odkaz na biologii • Základem enzymu je vždy bílkovina a často je i nebílkovinná látka např. látky související s vitaminy • Příklady enzymů: pepsin ptyalin, či amylasa • Pokus: – droždí – kvásek- kynutí těsta • Biotechnologie • Vitaminy

2. HODINA: VITAMINY – JEJICH CHARAKTERISTIKA A PŘEHLED • význam a složení vitaminů – důležité pro životní pochody v těle. • přinést např. krabičku s vitaminy a minerály • nutné přijímat s potravou • rozdělení: • rozpustné ve vodě: vitamin C, B • rozpustné v tucích: ostatní : A, D, E, K • vlastnosti a význam jednotlivých vitaminů lze provést malým projektem

Otázky a úkoly • • •

Vytvořte návrh projektu na téma Vitaminy. Udělejte model peptidické vazby např. z různobarevných balonků. Vytvořte didaktickou hru, kterou lze procvičit vědomosti a dovednosti žáků, týkající se přírodních látek

Plasty - látky vytvořené člověkem 3 vyučovací hodiny

Rozvržení učiva  1 hodina:  1 hodina:  1 hodina:

Charakteristika, makromolekuly, význam, rozdělení, vznik Vlastnosti jednotlivých plastů PE, PP, PVC. Polystyren, Teflon, syntetická vlákna.

1. HODINA: CHARAKTERISTIKA, MAKROMOLEKULY, VÝZNAM, ROZDĚLENÍ, ZPRACOVÁNÍ, VZNIK BAKELITU • náhrada látek, běžně se v přírodě vyskytujících( dřevo, vlna, kaučuk, kovy) • uměle vyrobené člověkem – starší pojem „umělé hmoty“ • ukázky: vlákna, PVC, PE • hodně významné: a) plasty- dají se tvarovat b) syntetická vlákna • • •

Bakelit- historie Makromolekuly: jejich vznik na polyethylenu – mikroten, (poly, mer) Pokus vznik plastu (2g fenol, 4 cm3 40% formaldehyd, 6 kapek HCl – zahřát, zahřát na vodní lázni, vylít na porcelánovou misku).

2. HODINA: PE, PP, PVC, VÝZNAM, Polyethylen (PE): • Pokusy • hustota PE vzhledem k vodě a ethanolu • tepelné tvarování • spájení • hoření • Použití: odolnost vůči vodě, chemikálií, elektroizolace, vodoinstalace, cedníky, mikroteny Polypropylen (PP): • odvodit vzorec, černé kanystry, trubky, folie

Polyvinylchlorid (PVC): • chlorethen, vinylchlorid, PVC, odvození vzorce, zpracování se změkčovadly ( novoplast - plášť do deště, tašky, hadice atd.) • Bez změkčovadel – novodur • Pokusy: zahřát, tvarovat, spájení, důkaz chloru

3. HODINA: POLYSTYREN, TEFLON, SYNTHETICKÁ VLÁKNA • Polystyren: pokusy (roztok styrenu v aceton- lepí) • Teflon: ukázka • Syntetická vlákna (ukázky: vlasec, silonky, tesil), výhody – nemačkavé, rychle schnoucí, • Nevýhody: nesají pot, nabíjejí se statickou elektřinou • PET lahve • Ekologie – horší či žádné odbourávání, recyklace sběr,

Otázky a úkoly • •

Navrhnout laboratorní cvičení na téma Plasty. Vytvořit přehled předmětů z nejbližšího okolí, které jsou z plastů.