Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Κ. Χ. Χατζηϊωαννίδης, Δρ. Χημικός, Πειραματικό Γυμνάσιο Παν/μίου Πατρών, Συνεργάτης ΕΚΦΕ Πάτρας, Θ. Φιλιππάκης, Δρ. Φυσικός, Υπεύθυνος ΕΚΦΕ Πάτρας 13 ο.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Κ. Χ. Χατζηϊωαννίδης, Δρ. Χημικός, Πειραματικό Γυμνάσιο Παν/μίου Πατρών, Συνεργάτης ΕΚΦΕ Πάτρας, Θ. Φιλιππάκης, Δρ. Φυσικός, Υπεύθυνος ΕΚΦΕ Πάτρας 13 ο."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Κ. Χ. Χατζηϊωαννίδης, Δρ. Χημικός, Πειραματικό Γυμνάσιο Παν/μίου Πατρών, Συνεργάτης ΕΚΦΕ Πάτρας, Θ. Φιλιππάκης, Δρ. Φυσικός, Υπεύθυνος ΕΚΦΕ Πάτρας 13 ο ΣΥΝΕΔΡΙΟ Ε. Ε. Φ. Πάτρα / 3 / 2010

2 Εφαρμογή της συγχρονικής λήψης και απεικόνισης (σύστημα MBL) με χρήση αισθητήρα pH. Σε μια κινητική μελέτη με χρήση MBL στα πλαίσια του Λυκείου, ο στόχος είναι να επιλεγεί το κατάλληλο χημικό σύστημα σε συνδυασμό με την επιλογή των αισθητήρων ώστε: χημικόσύστημα να παρουσιάζει απλότητα χωρίς τεχνικές και άλλες δυσκολίες και άλλες δυσκολίες MBL αξιόπιστες καμπύλες αποτελέσματα σε συμφωνία με τη βιβλιογραφία ολοκληρωμένο διδακτικό αποτέλεσμα (κάλυψη ύλης διδασκαλίας)

3 Ακολουθήθηκε η μέθοδος των αρχικών ταχυτήτων όπως διδάσκεται στο μάθημα της Χημείας της θετικής κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου. Μελετήθηκε η κινητική της διάσπασης του όξινου ανθρακικού νατρίου (διάλυμα δικαρβονικών) παρουσία HCl σύμφωνα με την αντίδραση: δικαρβονικών) παρουσία HCl σύμφωνα με την αντίδραση: H + + HCO 3 - → H 2 O + CO 2 Ο νόμος της ταχύτητας για την παραπάνω αντίδραση εκφράζεται ως: υ = k [H + ] α [HCO 3 - ] β όπου α και β η τάξη ως προς τα Η + και HCO 3 - αντίστοιχα. Οι μαθητές από τα πειραματικά δεδομένα υπολογίζουν τα α και β και βρίσκουν: την τάξη της αντίδρασης ( τα α, β και α+β) αν γίνεται σε ένα στάδιο (απλή) ή σε περισσότερα την τιμή της σταθεράς της ταχύτητας

4 H χημική εξίσωση:H + + HCO 3 - → H 2 O + CO 2 H χημική εξίσωση: H + + HCO 3 - → H 2 O + CO 2 Δείχνει ότι κατά τη διάρκεια της αντίδρασης το pH θα αυξάνεται λόγω συνεχούς μείωσης της συγκέντρωσης των κατιόντων H +. Επομένως ο αισθητήρας pH θα μπορεί να παρακολουθήσει την πορεία και τον ρυθμό της αντίδρασης. Η τάξη της αντίδρασης ως προς κάθε αντιδρών μπορεί να βρεθεί από την μορφή του αντιστοίχου διαγράμματος ταχύτητας – συγκέντρωσης.

5 Κατανόηση των εννοιών: ταχύτητα χημικής αντίδρασης τάξη χημικής αντίδρασης επίδραση της συγκέντρωσης στην ταχύτητα απλή χημική αντίδραση Κατανόηση της μεθοδολογίας εύρεσης της τάξης μιας χημικής αντίδρασης. Κατασκευή - ερμηνεία διαγραμμάτων της Χημικής Κινητικής. Ανάπτυξη εργαστηριακών δεξιοτήτων και ικανοτήτων στις νέες τεχνολογίες

6 Η πειραματική διάταξη περιλαμβάνει: το συγχρονικό σύστημα Logger pro της Vernier με καταγραφέα (logger) H/Y εφοδιασμένο με το κατάλληλο λογισμικό (logger pro 3.2) ποτήρι ζέσεως 50 ml και μαγνητική ανάδευση Αρχικά διαλύματα: 0,1 M HCl (Διάλυμα Α) 0,4 Μ ΝαΗCO 3 (Διάλυμα Β) και αισθητήρα pH - θερμοκρασίας

7 Σειρά πειραματικών ενεργειών: Συναρμολόγηση συσκευής Προσθήκη του διαλύματος HCl στο ποτήρι ζέσεως και νερού αν απαιτείται Ρυθμίσεις στο λογισμικό Ετοιμασία ηλεκτροδίου pH Μαγνητική ανάδευση στα 3200 rpm Έναρξη συλλογής δεδομένων και μετά 1 sec προσθήκη του διαλύματος δικαρβονικών με μια κίνηση.

8 Φάση Α΄ Μελετάται η επίδραση της συγκέντρωσης του οξέος στην ταχύτητα της αντίδρασης (συγκέντρωση δικαρβονικών σταθερή) Φάση Β΄ Μελετάται η επίδραση της συγκέντρωσης των δικαρβονικών στην ταχύτητα της αντίδρασης (συγκέντρωση οξέος σταθερή) αρχικές συγκεντρώσεις για το οξύ: 0,025, 0,0375 και 0,050 Μ αρχική συγκέντρωση δικαρβονικών : 0,20 Μ αρχικές συγκεντρώσεις δικαρβονικών : 0,10, 0,15 και 0,20 Μ αρχική συγκέντρωση για το οξύ : 0,050 Μ Οι αρχικές συγκεντρώσεις παράγονται με κατάλληλες αραιώσεις των Διαλυμάτων Α και Β. Σε κάθε πείραμα ο ολικός όγκος του μίγματος της αντίδρασης είναι 40 ml

9 Το συγχρονικό σύστημα έδωσε διαγράμματα pH – χρόνου της μορφής: pH – χρόνου της μορφής: Τα δεδομένα του pH εξάγονται στο excel και μετασχηματίζονται σε τιμές συγκέντρωσης Η + (C) με βάση τη συνάρτηση C = 10 -pH Λαμβάνεται το διάγραμμα συγκέντρωσης Η + – χρόνου και με βάση το λογισμικό υπολογίζεται η αρχική ταχύτητα σαν εφαπτομένη της καμπύλης στο 1 ο sec.

10 ΛΟΙΠΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΠΟΥ ΕΔΩΣΕ ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Φάση Β΄ Φάση Α΄

11 ΤΙΜΕΣ ΑΡΧΙΚΩΝ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ Φάση Α΄ - U αρχ C αρχ οξέος (Μ) 0,01250,025 0,01870,0375 0,02500,050 Τάξη αντίδρασης ως προς H + : α = 1 Φάση B΄ - U αρχ C αρχ δικαρβονικών (Μ) 0,024980,10 0,024990,15 0,024990,20 Τάξη αντίδρασης ως προς δικαρβονικά: β = 0 Συνολική τάξη αντίδρασης α+β= 1 Νόμος της ταχύτητας: υ = k [H + ] Σταθερά της ταχύτητας k = B = 0,5 s -1 Η αντίδραση H + + HCO 3 - → H 2 O + CO 2 δεν είναι απλή δεν είναι απλή Οι μαθητές συμπεραίνουν:

12 Εντολή έναρξης έναρξηςκαταγραφής έναρξηκαταγραφής ( t = 0s) t = 1s ≈ 1s αποδεκτό μη αποδεκτό διάρκεια προσθήκης διαλύματος Β διάρκεια προσθήκης διαλύματος Β διάρκεια προσθήκης διαλύματος Β Ιδανική προσθήκη του διαλύματος Β του διαλύματος Β (μηδενισμός νεκρών (μηδενισμός νεκρών χρόνων) χρόνων) Εντολή έναρξης έναρξηςκαταγραφής έναρξηκαταγραφής ( t = 0s) t = 1s ≈ 1s διάρκεια προσθήκης διαλύματος Β Προσθήκη διαλύματος Β

13 Διδακτική προσέγγιση Συγχρονικόσύστημα περιοχή άμεσης εμπειρίας περιοχή έμμεσης εμπειρίας διαλύματα δοχείο αντίδρασης δοχείο αντίδρασης φαινόμενα φαινόμενα καταγραφέας αισθητήρες ηλεκτρόδιο pH H / Y Η διδακτική προσπάθεια θα πρέπει να ενισχύσει την άμεση εμπειρία Η διδακτική προσπάθεια θα πρέπει να ενισχύσει την άμεση εμπειρία

14 Άμεση εμπειρία Οι μαθητές: Παρασκευάζουν όλα τα διαλύματα Συμμετέχουν στους χειρισμούς με κατάλληλο επιμερισμό στα μέλη της ομάδας Επαναλαμβάνουν το πείραμα αλλάζοντας ρόλους. Έμμεση εμπειρία Οι μαθητές: Κάνουν τις ρυθμίσεις στο λογισμικό Επεξεργάζονται τα δεδομένα στο excel και στο Logger pro Συζητούν – ερμηνεύουν τα διαγράμματα που δίνει το λογισμικό Στόχος η αποφυγή να μετατραπεί ο μαθητής σε παθητικό δέκτη ερεθισμάτων. Γίνεται προσπάθεια να ασκηθεί κάποια εποπτεία πάνω στην έμμεση εμπειρία.

15 Έχει απλότητα χωρίς ιδιαίτερες τεχνικές δυσκολίες Έδωσε αξιόπιστες καμπύλες, Έδωσε αξιόπιστες καμπύλες, αποτελέσματα σε συμφωνία με τη βιβλιογραφία, και ολοκληρωμένο διδακτικό αποτέλεσμα (κάλυψη ύλης διδασκαλίας) Η πειραματική μέθοδος που παρουσιάσαμε: Ακολουθεί το αναλυτικό πρόγραμμα (μέθοδος αρχικών ταχυτήτων) Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στη διδακτική πράξη. Μικρή χρονική διάρκεια (50 s) για κάθε επανάληψη του πειράματος


Κατέβασμα ppt "Κ. Χ. Χατζηϊωαννίδης, Δρ. Χημικός, Πειραματικό Γυμνάσιο Παν/μίου Πατρών, Συνεργάτης ΕΚΦΕ Πάτρας, Θ. Φιλιππάκης, Δρ. Φυσικός, Υπεύθυνος ΕΚΦΕ Πάτρας 13 ο."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google