Zobrazit na úvodní stránce článků

Na začátek článku
Titulka > Modul články > Základní vzdělávání > Osobnostní a sociální výchova > Laboratorní práce: Hoření, oxidace, kyslík...

Ikona prakticky

Laboratorní práce: Hoření, oxidace, kyslík

Ikona zkusenost
Autor: RNDr. Iva Kubištová, PhD.
Anotace: Příklad dobré praxe ukazuje možné provedení laboratorní práce na téma Hoření, oxidace a kyslík ve 2. ročníku šestiletého studia gymnázia, který odpovídá 9. ročníku základní školy. Žáci plní čtyři úkoly, z nichž jeden je proveden a vyhodnocen frontálně, druhý je samostatnou laboratorní úlohou podle návodu, třetí je prací s textem a poslední je dlouhodobý úkol – pozorování. Žáci pracují v malých skupinách (po třech) a díky tomu se každý může podílet na úkolu, jeho vyhodnocení a následnému zapsání poznámek z pozorování, řešení a závěrů z práce. Při skupinové práci si žáci zdokonalí sociální dovednosti. Za domácí úkol zpracují z laboratorní práce protokol. Řešení úloh poslouží nejen k získání a prohloubení žákovských znalostí a dovedností, ale také díky propojení s praxí napomůže významnou měrou k podpoře rozvoje přírodovědné gramotnosti žáků.
Podpora výuky jazyka:
Klíčové kompetence:
  1. Základní vzdělávání » Kompetence k učení » samostatně pozoruje a experimentuje, získané výsledky porovnává, kriticky posuzuje a vyvozuje z nich závěry pro využití v budoucnosti
  2. Základní vzdělávání » Kompetence k řešení problémů » samostatně řeší problémy; volí vhodné způsoby řešení; užívá při řešení problémů logické, matematické a empirické postupy
  3. Základní vzdělávání » Kompetence komunikativní » formuluje a vyjadřuje své myšlenky a názory v logickém sledu, vyjadřuje se výstižně, souvisle a kultivovaně v písemném i ústním projevu
Očekávaný výstup:
  1. základní vzdělávání » Člověk a příroda » 2. stupeň » Chemie » Pozorování, pokus a bezpečnost práce » pracuje bezpečně s vybranými dostupnými a běžně používanými látkami a hodnotí jejich rizikovost; posoudí nebezpečnost vybraných dostupných látek, se kterými zatím pracovat nesmí
  2. základní vzdělávání » Člověk a příroda » 2. stupeň » Chemie » Chemie a společnost » aplikuje znalosti o principech hašení požárů na řešení modelových situací z praxe
Mezioborové přesahy a vazby: Nejsou přiřazeny žádné mezioborové přesahy.
Průřezová témata:
  1. Základní vzdělávání » Osobnostní a sociální výchova » Rozvoj schopností poznávání
Nutné pomůcky: (pro každou skupinu)

Úkol č. 1: plynový kahan, špejle, karton papíru, zápalky, ocelový drát, porcelánový střep, učebnice Základy chemie 1.

Úkol č. 2:

a) stojan se zkumavkami, držák na zkumavky, kahan, zápalky, špejle; manganistan draselný;

b) kónická baňka, kahan, zápalky, špejle, peroxid vodíku, burel, učebnice Základy chemie 1.
Úkol č. 3: pracovní list, učebnice Základy chemie 1.
Úkol č. 4: stojan na zkumavky s 12 zkumavkami, gumové zátky na zkumavky, 4 čisté železné hřebíky, kádinka s vodou, olej, čistý měděný drát, čistý hliníkový drát.
Klíčová slova: kahan, hoření, teplota plamene, kyslík, důkaz kyslíku, oxidace, hasicí přístroje

Cíl výuky:

  • Cílem příspěvku je seznámit učitele s jednoduchou laboratorní prací, ve které se objevují různé typy úloh – frontální laboratorní úloha, samostatně provedená laboratorní úloha, práce s textem a dlouhodobý úkol. Učitelé si na příkladu jednoduché laboratorní práce uvědomí, jak používat získané kompetence k rozvoji přírodovědné gramotnosti žáků.
  • Každá laboratorní úloha je důležitá pro ověřování teoretických poznatků zkoušením empirických metod a postupů, zpracování výsledků pozorování a vyvození závěrů (1. a 2. úloha, zpracování protokolu). Praktické využití poznatků z chemie se zase uplatní v úloze 3. (hašení požáru, chování při požáru) a 4. (rychlost oxidace, pozitivní a negativní důsledky oxidace). Proto mají laboratorní úlohy nezastupitelnou úlohu při získávání přírodovědné gramotnosti.
  • Pro žáky je laboratorní práce důležitá ke zdokonalení se v laboratorních dovednostech, zopakování pravidel bezpečnosti práce při práci s kahanem, manipulaci s chemickými pomůckami i některými chemikáliemi. Žáci se podrobně seznámí s plynovým kahanem, zjistí, jaké vlastnosti má svítivý i nesvítivý plamen, naučí se, jak kahan zapálit a jak regulovat přívod vzduchu, a ztratí tak obavy z jeho nebezpečnosti. Při laboratorní přípravě kyslíku si žáci uvědomí, že kyslík je nejen součástí vzduchu, ale že jej také můžeme izolovat z řady chemicky čistých látek (manganistan, peroxid vodíku). V úloze b) se seznámí s úlohou katalyzátoru v chemických dějích. V úloze a) i b) si samostatně vyzkouší důkaz kyslíku. Při práci s textem si žáci procvičí význam jednotlivých typů hasicích přístrojů a poté si ověří, jaké typy hasicích přístrojů a jaká další technika k hašení požárů se nachází ve škole. Cílem úlohy je také zopakovat modelovou situaci – chování při vzniku požáru ve školní laboratoři. Dlouhodobá úloha je zadána do příští laboratorní práce – žáci mají díky ní zjistit, že oxidace probíhá různou rychlostí a že důsledky oxidace mohou být jak pozitivní, tak negativní.

a)      Příspěvek popisuje laboratorní cvičení z chemie na Gymnáziu, Brno, Slovanské náměstí, a to ve druhém ročníku šestiletého studia, který odpovídá 9. třídě ZŠ. Ve ŠUP je chemie zařazena prvním rokem, proto je dotována 3 hodinami týdně – dvěma klasickými a jednou za 14 dní dvouhodinovou laboratorní prací, kde je třída půlená. V letošním roce je vyučující chemie v této třídě Iva Kubištová.

b)     Laboratorní práce je dvouhodinová a při jedné práci je přítomno asi 15 žáků, rozdělených na 6–7 dvou až tříčlenných skupin. Skupiny jsou stálé po celý školní rok a pracují vždy u stejného stolu, aby byla možná kontrola pořádku na pracovišti po skončení práce.

Dvouhodinové cvičení je rozděleno dle následujícího časového schématu:

 

 

Část hodiny

Čas/min

Činnosti

I.

Úvod

5

Stanovení cíle hodiny, opakování laboratorního řádu, pravidel bezpečnosti, motivace – Faraónovi hadi

II.

Úkol č. 1: Práce s kahanem

20

Práce probíhá jako frontální úloha, učitel dává pokyny všem skupinám, které je plní. Žáci si zapisují pozorování do poznámek. Na závěr proběhne zhodnocení úlohy a žáci si uklidí na pracovním stole.

III.

Úkol č. 2: Kyslík, příprava, důkaz

20

Probíhá úkol a) a b), přičemž první z nich je ještě frontální, ale druhý (složitější) dělají žáci zcela samostatně podle učebnice. Při úloze učitel kontroluje jejich pracovní disciplínu a přesnost provedení. Závěry z pozorování si žáci zapíší do poznámek dle návodu v učebnici. Uklidí si na pracovním stole.

IV.

Úkol č. 3: Hasicí přístroje

20

 

Žáci pracují s pracovním listem a zjišťují informace o hasicích přístrojích ve škole. Na závěr společně modelují situaci – malý požár v chemické laboratoři.

V.

Úkol č. 4: Pomalá oxidace

15

Žáci dostanou do jednotlivých skupin pomůcky a mají za úkol navrhnout jednoduchý dlouhodobý pokus, ve kterém si budou moci pozorovat oxidaci látek a její důsledky.

VI.

Závěr práce

10

Shrnutí práce, pokyny k vypracování protokolu.

I. 

V úvodu stanovíme cíle hodiny, poté v diskusi zopakujeme laboratorní řád (jak připravit stůl, pomůcky, ochranné prostředky) a také zopakujeme pravidla bezpečnosti práce. Upozorníme na to, že v dnešním cvičení budou žáci poprvé postupovat samostatně podle návodu, a proto je nezbytná perfektní disciplína. Na tabuli zapíšeme „hlavičku“ protokolu – číslo LP, datum, téma. Zopakujeme jednotné schéma pro zápis všech úloh: teoretický úvod, postup, nákres, pozorování. Pokud máme dostatek času na přípravu, můžeme hodinu zahájit pokusem faraónovi hadi, při kterém dochází k tepelnému rozkladu kyslíkaté sloučeniny (například dusičnanu draselného a dichromanu draselného). Při hoření uniká kyslík a současně vzniká karamel, který spojuje vznikající produkty. Pokud nemáme dostatek času, ale máme k dispozici počítač a internet, můžeme žákům reakci ukázat například na Youtube (hledejte Pharao´s snakes).

Počítejte ale s tím, že vás žáci pokus stejně donutí připravit „naživo“. <http://www.youtube.com/watch?v=NNHTz1j48qc&NR=1>

<http://www.youtube.com/watch?v=M0MsPkvqyTA>

<http://www.youtube.com/watch?v=4zgw8riMdco&feature=related>

(jinou vtipnou obměnou experimentu s uvolňováním kyslíku je sloní zubní pasta viz <http://www.youtube.com/watch?v=FUU-2U93fe8&feature=related>).

II.

Úkol č. 1: Práce s kahanem provádíme frontálně. Nejdříve s pomocí obrázku v učebnici (viz Příloha 1) popíšeme kahan a žáci na svém kahanu ukáží jednotlivé části a jejich funkci. Poté postupujeme přibližně podle návodu v učebnici.

  • Učitel ukáže správný postup při zapálení kahanu a regulaci přívodu vzduchu, vysvětlí, co je svítivý a nesvítivý plamen. Na základě jejich vlastností vyvodí žáci, který  plamen se používá k zahřívání látek.
  • Do nesvítivého plamene vloží žáci na 1–3 sekundy dřevěnou špejli a poté pruh tvrdého papíru, zapíší pozorování.
  • Do spodní části vnitřního kuželu nesvítivého plamene žáci rychle vloží zápalku hlavičkou napřed, pozorují, zda se dříve zapálí hlavička či dřívko.
  • Pomocí ocelového drátu žáci opatrně zjišťují teplotu plamene v jeho různých částech (chemické kleště, rukavice!). Srovnáme s obrázkem v učebnici. Pozorování zapíšeme. 

Barva ocelového drátu

Teplota plamene ° C

Vínově červená

500–600

Jasně červená

650–750

Oranžová

750–900

Žlutá

900–1 100

Bílá

přes 1 100

  • Do svítivého plamene vloží žáci na chvíli kousek porcelánového střepu. Pozorování zapíšeme.
  • Žáci si uklidí pracovní stůl.

Na závěr se žáci zamyslí nad podstatou hoření, nad tím, co vlastně hoří v jejich kahanu a co hořením vzniká a zda je hoření fyzikální nebo chemický děj a jaká je jeho podstata.

III.

Úkol č. 2: Příprava a důkaz kyslíku se skládá z části a) a b). První část provádíme frontálně, druhou provádí žáci samostatně.

část a) Vysvětlíme postup (ukážeme celé skupině u jednoho stolu). Žáci si dají do zkumavky ½ malé lžičky manganistanu draselného (pošleme nádobku s chemikálií od prvního k poslednímu stolu). Jeden z dvojice opatrně zahřívá zkumavku v držáku. Druhý mezitím nachystá doutnající třísku. Poté, co uslyší praskání, vnoří doutnající třísku do zkumavky. Žáci vysvětlí pozorování, zapíší do poznámek.

část b) Žáci postupují zcela samostatně podle návodu v učebnici (viz Příloha 2). Nejdříve si žáci návod přečtou a poté mohou mít dotazy. Pak už je práce ve skupinkách individuální, učitel skupinky obchází a kontroluje disciplínu a přesnost při provádění práce a zapisování výsledků pozorování.

Poté učitel úlohu shrne – žáci vyvodí, jak lze získat kyslík (tepelným rozkladem látek), jak jej můžeme dokázat (vzplanutím doutnající třísky), jaké má vlastnosti (podporuje hoření).

Žáci si uklidí pracovní stůl.

Na závěr shrneme významné vlastnosti kyslíku (plyn, podporuje hoření, připravuje se tepelným rozkladem látek, dokazuje se vzplanutím doutnající špejle) a zopakujeme význam slova katalyzátor.

IV.   

V Úkolu č. 3: Hasicí přístroje žáci používají pracovní listy. Dvouhodinovku zpestří úkol, kdy se mají vydat po škole, a aniž by narušili výuku, vypátrat, kde jsou umístěny hasicí přístroje a o jaký jejich druh se jedná.  Na závěr úkolu zjistíme, co si žáci zapamatovali, a modelujeme malý požár (zapálíme asi 50 ml lihu v kádince, která je v misce s pískem). Zkoumáme pohotovost a vynalézavost žáků v hašení „požáru“ improvizovanými prostředky (mokrý hadr, bedna s pískem). Na tyto improvizované hasicí prostředky byli žáci upozorněni v minulé laboratorní práci.

V.

Úkol č. 4: Pomalá oxidace. Na úvod žáci srovnají rychlou oxidaci (hoření) a pomalou oxidaci (korozi), uvedou další příklady pomalé oxidace. Vyvodí, zda a která oxidace je pro nás užitečná a která nikoliv. Učitel nachystá pomůcky pro celou skupinu (polovinu třídy) a nechá je přemýšlet nad tím, jak vlastní pokus připravit. Pokus má trvat nejméně 14 dní (ale i měsíc) a žáci mají za úkol zjistit: 1. Jak ovlivňují různé vnější podmínky korozi železa a 2. Jak korodují na vzduchu různé kovy (otázky zapíše učitel na tabuli). Pomůcky jsou následující:

  • stojan na zkumavky s 12 zkumavkami
  • gumové zátky na zkumavky
  • 4 čisté železné hřebíky    
  • kádinka s vodou
  • olej
  • čistý měděný drát
  • čistý hliníkový drát

Poté žáci ve skupinách během 3–5 minut tvoří návrhy, jak uspořádat pokus. Jednotlivé skupinky návrhy představí. Nejlepší návrh vybere učitel, je-li to nutné, tak jej zkoriguje. (1.: 4 železné hřebíky umístíme do 4 zkumavek. První je ucpána zátkou, druhá je neuzavřená (působí jen vzduch), třetí obsahuje vodu a čtvrtá olej. 2.: Do dalších dvou zkumavek umístíme měď a hliník – neuzavíráme, necháme působit pouze vzduch. Pak srovnáváme se železem ze zkumavky č. 2.)

Reflexe:

a)      Celé laboratorní cvičení je vhodné zařadit na začátek školního roku, po cvičení o bezpečnosti práce, vybavení chemické laboratoře, případně oddělování složek směsí. Tím, že jsou v LP zařazeny úlohy různého typu, je práce pestrá a žáky velmi zaujme, navíc je velmi dobře motivuje úvodní demonstrační pokus. Pro učitele je PDP užitečný nejen v tom, že ukazuje využití úlohy provedené demonstračně, frontálně a samostatně, ale ukazuje i na využití učebnice, pracovního listu, žákovského návrhu pokusu, zpracování protokolu se zhodnocením přínosu práce pro žáka.

b)     V práci je velmi nutné udržet disciplínu, což se nižšímu gymnáziu úspěšně daří. Nejvíce žáky baví samostatná práce, poprvé pracují zcela samostatně podle návodu a za výsledky svých pokusů cítí zodpovědnost.

c)      Zařazení laboratorních prací na úvod chemie je velmi potřebné, protože při realizaci praktických úloh si mohou žáci v praxi ověřit to, co znají pouze teoreticky. Nejen, že provedou experiment a zapíší pozorování, ale také ze svých poznámek vypracují přesný záznam o práci (laboratorní protokol), jehož součástí je Závěr. To je shrnutí významu celé LP pro autoevaluaci žáka, žák v něm odpovídá na otázku: Co jsem se naučil? Co jsem se dozvěděl? Jaké dovednosti jsem získal? Které teoretické poznatky jsem si pokusy ověřil?

Slabou stránkou každé laboratorní práce je náročnost na čas učitele. Pokud učitel nemá paralelní třídy a musí takovýchto úloh chystat za týden více, jistě pocítí potřebu asistenta.

LP má celou řadu obměn v závislosti na tom, jaké jsou časové možnosti na přípravu a jak zdatná je skupina (můžeme zařadit jako motivační pokus Bengálské ohně, střelný prach, po práci s kahanem práci se sklem, úlohu s kyslíkem provést v aparatuře na vývoj plynů, kyslík jímat do odměrného válce a pokus provádět kvantitativně, zařadit úlohu na měření zápalné teploty hořlavin apod.). V případě, že je třída velmi pomalá, můžeme pracovní list zadat jako domácí práci a návrh na dlouhodobý pokus ponechat na normální vyučovací hodinu.

d)     Důležitou součástí každé laboratorní práce je i vypracování protokolu. Protokol vypracovávají žáci samostatně, musí mít určité náležitosti. Osobně považuji za nejdůležitější část zápis pozorování (nebo jeho nákres) a závěr (viz výše).

Citace a použitá literatura:
[1] - BENEŠ, P.; PUMPR, V.; BANÝR, J. Základy chemie 1. Praha : Fortuna, 2000.  
[2] - BÁRTA, M. Jak (ne)vyhodit školu do povětří 1. Brno : Didaktis, 2004.  
[3] - BÁRTA, M. Jak (ne)vyhodit školu do povětří 2. Brno : DIDAKTIS, 2005.  
[4] - Gramotnosti ve vzdělání. Praha : VÚP, 2010.  
[5] - VACÍK, J. et al. Chemie 1. Praha : SPN, 1984.  
Přílohy:
Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
Přiřazené aktivity:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
 
INFO
Publikován: 15. 12. 2011
Zobrazeno: 9334krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 4

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku :
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

zatím nikdo Hodnocení článku : 5
zatím nikdo Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
KUBIŠTOVÁ, Iva. Laboratorní práce: Hoření, oxidace, kyslík . Metodický portál: Články [online]. 15. 12. 2011, [cit. 2019-08-19]. Dostupný z WWW: <https://clanky.rvp.cz/clanek/c/ZK/14669/LABORATORNI-PRACE-HORENI-OXIDACE-KYSLIK.html>. ISSN 1802-4785.
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře
Příspěvek nebyl zatím komentován.
Vložit komentář:

Pro vložení komentáře je nutné se přihlásit.