Odborný článek

Elektrolýza

23. 1. 2013 Základní vzdělávání
Autor
Martina Čáslavová
Spoluautor
Mgr. Miroslava Bělochová

Anotace

Laboratorní práce, které vzniky v rámci projektu, si kladly za cíl zkvalitnit práci v žákovských týmech, podpořit nadané děti v kolektivu. Dalším cílem bylo přiblížení přírodních věd humanitněji zaměřeným žákům. Nedílnou součástí bylo využití zaváděných výukových metod – čtenářská gramotnost, kritické myšlení, enviromentální výchova a podpora mezipředmětových vazeb.

Metody práce:

  • Spolupráce v tříčlenných týmech
  • Práce s učebnicí, popř. se zápisky z minulých hodin

Časový plán:

Práce je určena na dvouhodinové laboratorní cvičení, ale lze ji stihnout i v průběhu jedné vyučovací hodiny za předpokladu, že pracovní list si žáci zkompletují jako domácí samostatnou práci.

Pár dobrých rad:

  • Upozorněte žáky, aby si před použitím každého vodiče utáhli konektory („banánky“).
  • Žárovku zařazujeme z důvodu kontroly průchodu elektrického proudu.
  • Pokud nemáte tolik funkčních spínačů, zapojte obvod bez nich.
  • Zkontrolujte sestavení elektrického obvodu, než dovolíte žákům zapojit do zdroje.
  • Mějte u sebe stále několik náhradních žárovek, krokosvorek a funkční voltmetr. V praxi se téměř vždy objeví skupina, které to nebude fungovat, a je třeba co nejrychleji odstranit chybu (často špatný dotyk u krokosvorky, u banánku a prasklá žárovka).
  • Doporučuji pracovat najednou s maximálně 5–7 skupinami, víc už učitel stíhá problematicky.
  • Doporučené napětí: 9–12 V.
  • Upozorněte žáky na nutnost, aby klíč a elektroda byly v roztoku postaveny rovnoběžně, aby došlo k co nejlepšímu pomědění.
  • Pokud to dovolují technické možnosti a čas, je zajímavé dát každé skupině elektrolyt o jiné koncentraci a na závěr porovnat hmotnost vyloučené mědi. Další možností je, aby každá skupina pracovala s jiným napětím.
  • Místo klíčku lze použít i obyčejný hřebík.

Poznámky k pracovnímu listu:

Co by žáci měli pozorovat:

Klíč se poměďuje, na anodě vznikají bublinky chloru. Někdy je i cítit slabý zápach vzniklého chloru a okolí anody se zabarvuje do žluta. Aby byly tyto úkazy dostatečně vidět, bylo by třeba vytvořit téměř nasycený roztok CuCl2. Z hlediska úspory chemikálií docela stačí, že žáci zaznamenají pomědění klíče.

Žáci nezřídka pozorují poměďování již při ponoření klíče do roztoku bez zapojení elektrického proudu. Je vhodné jev vysvětlit přes řadu reaktivity.

Reakce:

               CuCl2 → Cu2+ + 2 Cl-

Cu2+ měďnatý kation, Cl- chloridový anion

Katoda:                             Cu2+ + 2 e- → Cu

Anoda:                               Cl- → Cl + e-

                                           Cl +Cl → Cl2

Všechny reakce jsou slovy popsány v TL.

Odpovědi na otázky:

  1. Definice elektrolýzy je uvedena v TL.
  2. El. proud v pevných látkách vedou volné elektrony, v kapalinách ionty.
  3. Chlorid měďnatý má v pevném skupenství všechny částice vázány v krystalické mřížce, a proto je nevodičem.
  4. Hmotnost vyloučené mědi závisí na velikosti el. proudu, na čase a na druhu a koncentraci látky. (Žáci mohou tyto souvislosti buď vymyslet, nebo vyvodit z Faradayova zákona uvedeného v TL).
  5. Pokovování, ochrana proti korozi, úprava povrchu kovů z estetických důvodů, výroba kovů, čištění kovů atd.

Hodnocení:

Hodnocení známkou provádíme pouze v případě, že je práce zařazena po výkladu elektrolýzy. Pokud je součástí výkladu, nehodnotíme známkou a pracovní i teoretický list necháme žákům jako podklady k dalšímu studiu.

Pokud známkou hodnotíme, posuzujeme:

  • Provedení laboratorní práce
  • Spolupráci v týmu
  • Správné zpracování PL a jeho úpravu

Poznámka:

V závěru pracovního listu je otázka pro přemýšlivé žáky, která by mohla odhalit vyučujícím některé informace, kterým při výkladu nevěnovali patřičnou pozornost a které by stály za bližší osvětlení. U talentovaných dětí se doporučuje jít s výkladem více do šířky.


Tento materiál vznikl v projektu za podpory ESF v ČR, EU, MŠMT, OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost pod názvem: Medializace přírodních věd ve škole ZŠ Jungmannovy sady Mělník, reg. č. CZ.1.07/1.1.06/03.0076. Medialisation of the Natural Sciences.

Soubory materiálu
Typ
 
Název
 
doc
453.13 kB
Dokument
Elektrolyza TL
doc
453.13 kB
Dokument
Elektrolyza ML
doc
447.27 kB
Dokument
Elektrolyza PL

Licence

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.

Autor
Martina Čáslavová

Hodnocení od recenzenta

Tým RVP.CZ
23. 1. 2013
Článek rozpracovává návrh laboratorní práce, v níž žáci mohou využít své poznatky z chemie a fyziky, prakticky je propojit a názorně pozorovat fyzikálně chemické děje s nimiž se před tím seznámili teoreticky ve výuce. Laboratorní práce přitom nevyžaduje používat nijak náročné pomůcky a bude ji tedy možné ve školních podmínkách vcelku bez problémů provádět. Přílohy článku pak poskytnou učiteli neocenitelnou pomoc v konkrétní výuce při realizaci uvedené laboratorní práce.

Hodnocení od uživatelů

Článek nebyl prozatím komentován.

Vaše hodnocení

Ohodnoťte hvězdičkami:

Váš komentář

Pro vložení komentáře je nutné se nejprve přihlásit.

Zařazení do seriálu:

Tento článek je zařazen do seriálu Medializace přírodních věd ve škole Jungmannovy sady Mělník.
Ostatní články seriálu:

Klíčové kompetence:

  • Základní vzdělávání
  • Kompetence k řešení problémů
  • samostatně řeší problémy; volí vhodné způsoby řešení; užívá při řešení problémů logické, matematické a empirické postupy
  • Základní vzdělávání
  • Kompetence pracovní
  • používá bezpečně a účinně materiály, nástroje a vybavení, dodržuje vymezená pravidla, plní povinnosti a závazky, adaptuje se na změněné nebo nové pracovní podmínky
  • Základní vzdělávání
  • Kompetence k učení
  • samostatně pozoruje a experimentuje, získané výsledky porovnává, kriticky posuzuje a vyvozuje z nich závěry pro využití v budoucnosti

Organizace řízení učební činnosti:

Skupinová

Organizace prostorová:

Specializovaná učebna

Nutné pomůcky:

roztok chloridu měďnatého, na zapojení el. obvodu: vodiče, žárovka, spínač, kyveta na elektrolyt, 2 krokosvorky, zinková (grafitová) elektroda, zdroj el. napětí (2x plochá baterie, funkční rozvody v učebně) – lze využít pomůcky ze Žákovských stavebnic pro elektrotechniku, které jsou v každé škole, ethanol (technický benzín), několik hadříků na odmaštění klíče