Lucrare metodico -științifică pentru obținerea [613280]
1
2019
UNIVERSITATEA „ALEXANDRU IOAN CUZA” din Iași
FACULTATEA DE CHIMIE
Lucrare metodico -științifică pentru obținerea
gradului didactic I în învățământ
ALGORITMI UTILIZAȚI ÎN ÎNVĂȚAREA
CONCEPTELOR ȘI FENOMENELOR DE
CHIMIE. EXEMPLIFICĂRI: REACȚII
CHIMICE
Coordonator științific,
Prof. univ. dr. AUREL PUI
Candidat: [anonimizat]. Hermeniuc (căs. Coman) Camelia
Liceul ,,Ștefan Procopiu”, Județul Vaslui
IAȘI
2019
2
CUPRINS
CUPRINS……………………………………………………………………………… .……2
ARGUMENT…………………………………………………………………………… .…..4
I. PARTEA ȘTIINȚIFICĂ…………………………………………………………… …….6
CAP. 1. REACȚII CHIMICE……………………………………………………….…….6
1.1. Definiția reacției chimice………………………………………………..………….6
1.2. Ecuații chimice……………………………………………………………………………………………..6
1.3. Clasificarea reacțiilor chimice…………………………………………………………………………7
CAP. 2. METODE DE PREDARE – ÎNVĂȚARE ÎN CHIMIE…..……………………23
2.1. Metode de comunicare orală……………………………………………… …………………………23
2.1.1. Aspecte genera le……………………………………………………………………..23
2.1.2. Descrierea…… ………………………………………………………… ………..…..23
2.1.3. Explicația …………………………………………………………………………….24
2.1.4. Prelegerea șco lară……………………………………………………………………25
2.1.5. Conversația ………………………………………………………………….……….25
2.2. Metode de dezvoltare a gândirii euristice/logice a elevului…… …………………………26
2.2.1. Aspecte genera le……………………………………………………………………..26
2.2.2. Metoda învățării prin desc operire…………………………………………………….26
2.2.3. Metoda problemat izării………………………………………………………………28
2.2.4. Brainstormingul și sinec tica……………………………… …………………………..31
2.2.5. Rezolvarea de exerciții și probleme…………………………………………………..32
2.3. Metode cu caracter aplicativ……………………………………………… …………………………32
2.3.1. Modelarea …………………………………………………………….…………… …32
2.3.2. Algoritmizare a…………………………………………………………..……………33
2.3.3. Experimentul didactic………………………… ………………………………………34
II. PARTE METODICĂ……………………………………………………………. ……………………….. …37
CAP. 3. TIPURI DE ALGORITMI FOLOSIȚI ÎN CHIMIE……….. ………………………….3 7
3.1. Algoritmi de percepere, generalizare și sistematizare a cunoștințel or………………………..39
3.2. Algoritmi de recunoaștere……………………………………. ………………….. …………………………41
3.3. Algoritmi de rezolvare (de execuție)…………………………………………. …………………….. …..42
3
CAP. 4. ALGORITMI FOLOSIȚI ÎN PREDAREA REACȚIILOR CHIMICE….. …….50
4.1. Algoritmi folosiți în predarea diferi telor tipuri de reacții chimice ………………… ……50
4.1.1. Algoritmi folosiți în scrierea ecuațiilor reacțiilor de combinare ………………………… ……50
4.1.2. Algoritmi folosiți în scrierea ecua țiilor reacțiilor de descompunere …………………… ……52
4.1.3. Algoritmi folosiți în scrierea ecuațiilor reacțiilor de substituție ………………………… …….55
4.1.4. Algoritmi folosiți în scrierea ecuațiilor reacțiilor de schimb sau dublă înlocuire ……….60
4.1.5.Algoritmi folosiți în predarea scrier ii ecuațiilor reacțiilor redox. ………………………. …….70
4.2. Algoritmi folosiți în rezolvarea diferitelor tipuri de probleme care implică și ecuații ale
reacțiilor chimice …………………………………………………………………………………………………. …..76
4.2.1. Algoritm de rezolvare a problemelor de calcul stoechiometric – în unități de masă, molare și
de volum ……………………….. ………………………………………………………………………………………..76
4.2.2. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu concentrație procentuală …………………….78
4.2.3. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu concentrație molară ……………………………80
4.2.4. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu randament ………………………………………….82
4.2.5. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu echilibru chimic …………………….. …………..84
4.2.6. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu pH …………………………………………………….86
4.2.7. Algoritm pentru rezolvarea problemelor de determinare a formulei moleculare pentru
compuși organici ………………………………………………………………………………………………………88
CAP.5. EVALUAREA ȘI INTERPRETAREA REZULTAT ELOR…………………… ……90
CONCLUZII…… ………………………………………………………………..… …….110
BIBLIOGRAFI E……………………………………………………………….… ………111
Anexe
Anexa 1 – Planificarea calendaristica pe ntru clasa a IX -a……………………………… …112
Anexa 2 – Planificarea pe unități de învățare ………………………….…………… ….….118
Anexa 3 – Test de evaluare in ițială…………………………………………………… …..123
Anexa 4 – Test de evaluare ,,Aciz i și baze”………………………………………… ….…125
Anexa 5 – Test de evaluare ,,Reacț ii redox…………………………..…….………… ……128
4
ARGUMENT
Viața este un lung șir de algoritmi pe care îi costruim și îi aplicăm pentru a rezolva simple
activități cotidiene sau probleme cruciale pe care le putem întâlni. Cercetările în domeniul
psihologiei au relevat faptul că atât adulții, cât și copiii au o te ndință spontană de a construi
structuri generale de comportament de tip algoritmic în vederea rezolvării unor probleme cu care
se confruntă.
Părintele algoritmozării, L. N. Landa arată că algoritmul are proprietatea de a „direcționa
univoc acțiunile indi vidului în rezolvarea problemelor.” (Cerghit, 1997 cit.in ). Adică, dacă
individul urmează pașii indicați prin algoritm rezolvă cu exactitate problema și nu are nicio
îndoială asupra a ceea ce are de făcut. Mai mulți indivizi care vor acționa conform acelui ași
algoritm vor obține de asemenea același rezultat. Pe de altă parte, orice abatere de la indicațiile
date duce la eroare.
Inițial, noțiunea de algoritm a fost folosită în matematică, după care a pătruns în tot mai
multe domenii, mai ales după apariția calculatorelor, a căror funcționare se bazează pe
algoritmizarea operațiilor intelectuale. Astfel a apărut o ramură a pedagogiei – „pedagogia
algoritmică”. În sensul cel mai general al cuvântului, algoritmii (intelectuali, motori, de conduită
moral -civică etc. ) reprezintă comportamente automatizate care asigură desfășurarea mai rapidă,
cu economie de efort intelectual sau fizic, efectuarea unor operații sau activități.
Cucoș C. definește algoritmizarea ca metoda ce se bazează pe folosirea al goritmilor în actul
predării. Algoritmul este un grupaj de scheme procedurale, o suită de operații standard prin
parcurgerea cărora se rezolvă o serie mai largă de probleme asemănătoare [2].
Pe de altă parte, Ion Cerghit, [1], definește algoritmii ca f iind „o suită ori un sistem de
operații structurate și efectuate într -o anumită succecsiune logică obligatorie, întotdeauna aceeași,
utilizată pentru rezolvarea aceleiași clase de probleme și care conduce la același rezultat pentru
toți subiecții angajați în rezolvarea lor.”
Sanda Fătu [3] definește algoritmul pocedeul care permite, pornind de la anumite date,
găsirea unor rezultate prin intermediul unui șir finit de operații.
Învățarea algoritmică se poate îmbina cu metodele euristice (de exemplu, se pot elabora
algoritmi împreună cu elevii), iar după ce algoritmii au fost asimilați de elevi, se aplică în
rezolvarea de probleme.
Tema lucrării de față este algoritmizarea, metodă didactică foarte importantă în predarea –
înțelegerea – învățarea noțiunilor din domeniul chimiei. Este posibilă predarea chimiei fără
algoritmizare? Este algoritmizarea o metodă didactică opțională în preda rea chimiei? Iată câteva
provocări care stau în fața cadrului didactic, pentru care algoritmizarea este una dintre variantele
de optimizare a predării – învățării. Este reducționist a plasa demersul de predare fie eminamente
5
euristic, fie eminamente algor itmic. Menirea principală a profesorului de chimie este aceea ca, de
fiecare dată, să aplice cea mai bună strategie care să ducă la maximizarea reușitei școlare.
Lucrarea de față este structurată în două părți: prima parte abordează conținuturi științi fice
din domenilul chimiei care se predau cu ajutorul algoritmizării, precum și o descriere a metodelor
de predare – învățare în chimie; a doua parte prezintă partea metodică ce cuprinde tipurile de
algoritmi folosiți în general în chimie și în particular în predarea reacțiilor chimice, cercetarea
didactică – evaluarea și interpretarea rezultatelor referitoare la eficiența algoritmizării în raport cu
alte metode didactice ce se folosesc în predarea chimiei.
Capitolul 1, Reacții chimice abordează următoa rele aspecte: definiția reacției chimice,
clasificări ale reacțiilor chimice, ecuații chimice. Pentru predarea acestor noțiuni se pot folosi
algoritmii .
Capitolul 2, Metode de predare -învățare în chimie face o trecere în revistă a noțiunilor
teoretice di n domeniul pedagogiei, cu accent pe descrierea metodelor de comunicare orală, metode
de dezvoltare a gândirii euristice/logice a elevului și metode cu caracter aplicativ, întrucât
algoritmizarea face parte din această ultimă categorie.
Capitolul 3, Tipuri de algoritmi folosiți în chimie descrie mai amănunțit algoritmii de
percepere, generalizare și sistematizare a cunoștințelor, algoritmi de recunoaștere și algoritmi de
rezolvare (de execuție).
Capitolul 4, Algoritmi folosiți în preda rea reacțiilor chimice exemplifică concret prin
descrierea unor activități de învățare în care s -au folosit algoritmii.
În ultimul capitol, Evaluarea și interpretarea rezultatelor , am realizat un studiu asupra
eficienței metodei algoritmizării pornind de la experiența proprie la catedră. Astfel, având clase
paralele, am ales să predau la una din clase folosind preponderent algoritmii, iar la cealaltă clasă
cu alte metode: expunerea, descrierea, fișe de lucru, explicația, exercițiul, etc. Pentru a măsura
eficiența metodei algoritmizării am aplicat ambelor clase aceleași teste de evaluare.
6
PARTEA ȘTIINȚIFICĂ
Capitolul 1. REACȚII CHIMICE
1.1. Definiția reacției chimice
Reacția chimică reprezintă procesul prin care una sau mai multe substanțe, numite
reactanți , se treansformă în una sau mai multe substanțe, cu structuri și proprietăți noi, numite
produși de reacție :
REACTANȚI PRODUȘI DE REACȚIE
Orice reacție chimică respectă următoarele legi:
Legea conservării atomilor: atomii care intră în reacție sub formă de reactanți se regăsesc
în același număr sub formă de produși de reacție (într -o reacție chimică num ărul atomilor de același
fel se conservă).
Legea conservării masei substanței: într -o reacție chimică, masa totală a reactanților este
egală cu masa totală a produșilor de reacție.
1.2. Ecuații chimice
Ecuația chimică reprezintă notarea convențională a unei reacții cu ajutorul simbolurilor și
a formulelor chimice (Stănescu S., 2012 ).
Pentru scrierea corectă a unei ecuații chimice trebuie să aplicăm următorul algoritm:
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactanților și ale produșilor de reacție.
2. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în compoziția reactanților
și al produșilor de reacție.
3. Se scriu coeficienții stoechiometrici în fața formulelor chimice.
4. Se verifică corectitudine a fiecărui coeficient stabilit.
De exemplu, ecuația reacției dintre acid sulfuric și hidroxid de sodiu se scrie astfel:
1. H2SO 4 + NaOH → Na 2SO 4 + H 2O
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Na 1 2
S 1 1
H 3 2
O 5 5
7
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții soechiometrici:
H2SO 4 + 2 NaOH → Na 2SO 4 + 2 H2O
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
H2SO 4 + 2 NaOH → Na 2SO 4 + 2 H 2O
1.3. Clasificarea reacțiilor chimice
În funcție de diferite criterii, reacțiilor chimice pot fi clasificate astfel:
1. După modul în care se realizează transformarea elementală a reactanților în produși de
reacție:
a. reacții de combinare
b. Reacții de descompunere
c. Reacții de substituție sau de înlocuire
d. Reacții de schimb sau dublă înlocuire
2. După viteza de transformare a reactanților în produși de reacție:
a. Reacții lente
b. Reacții rapide
3. După căldura degajată sau absorbită în reacție:
a. Reacții exoterme
b. Reacții endoterme
4. După proporția în care se găsesc speciile chimice reactivi și produși de reacție, la
echilibru:
a. Reacții reversibile
b. Reacții ireversibile
5. După numărul de faze care se găsesc în sistemul de reacție la echilibru
a. Reacții în medii omogene
b. Reacții în medii eterogene
6. După natura particulei schimbate între speciile chimice participante la echilibru
a. Reacții cu schimb de e- – Reacții redox
b. Reacții cu schimb de H+ – Reacții acido – bazice
c. Reacții cu schimb de ioni sau molecule – Reacții de complexare
7. Reacții cat alizate
8. După tipul legăturilor scindate în reactanți (compuși organici) sau a mecanismului de
reacție
a. Reacții de substituție
b. Reacții de adiție
c. Reacții de eliminare
d. Reacții de transpoziție
8
1.a. Reacții de combinare
Reacția de combinarea este reacția prin care două sau mai multe substanțe (simple sau
compuse) numite reactanți reacționează între ele, rezultând o singură substanță (compusă), numită
produs de reacție .
A + D → AD
Exemple:
Obținerea oxizilor
2C + O 2 → 2CO
3 Fe + 2O 2 → Fe 3O4
S + O 2 → SO 2
Obținerea unor compuși cu importanță practică în industria chimică:
N2 + 3H 2 → 2NH 3
Cl2 + H 2 → 2HCl
Reacția oxizilor metalici (oxizi bazici) sau a oxizilor nemetalici (oxizi acizi) cu apa –
SO 2 + H 2O → H 2SO 3
oxid acid acid sulfuros
CaO + H 2O → Ca(OH) 2
oxid bazic bază
1.b. Reacții de descompunere
Reacția de descompunere este reacția prin care o singură substanță chimică (compusă),
numită reactant se descompune în două sau mai multe substanțe chimice (simple sau compuse)
numite produși de reacție. Schema generală este:
AD → A + D
Exemple:
Electroliza apei acidulată (în prezență de acid sulfuric) sau alcalinizată (în prezență de
sodă caustică) se poate efectua în laborator cu ajutorul dispozitivului Hoffmann, pentru a
scoate în evidență obținerea hidrogenului la catod și a oxigenului la anod .
2H2O electroliză 2H 2↑ + O 2↑
Electroliza clorurii de sodiu în stare topită are ca importanță practică obținerea sodiului
metalic (metal cu reactivitate mărită ce se păstrează sub petrol sau u lei) și al clorului,
ambele substanțe au o importanță deosebită în industria chimică.
2NaCl electroliză 2Na + Cl 2
Electroliza oxidului de aluminiu are ca importanță practică obținerea la nivel industrial
aaluminiului în stare pură.
2Al 2O3 electroliză 4Al + 3O 2↑
9
Descompunerea termică a bicarbonatului de sodiu (praful de copt) are ca aplicație practică
,,creșterea aluatului” (apariția golurilor în aluat, datorită degajării dioxidului de carbon) și
se aplică des în industria alimentară (obținerea produselor de patiserie, pâinii, etc).
2 NaHCO 3 t° C Na 2CO 3 + CO 2↑ + H 2O(v)
Obținerea aurului prin descompunerea clorurii de aur, la temperaturi înalte.
2 AuCl 3 600° C 2 Au + 3Cl 2↑
1.c. Reacții de substituție
Reacția de substituție este reacția prin care un reactant format dintr -o substanță simplă,
înlocuiește sau substituie un element din celălalt reactant care întotdeauna este o substanță
compusă, rezultând noi substanțe chimice (una simplă și cealaltă compusă) numite produși de
reacție. Schema generală este:
A + DE → AE + D
Pentru a ști dacă o reacție chimică are loc, trebuie să cunoaștem seria de reactivitate chimică
a metalelor. Astfel metalele situate în fața hidrogenului vor substitui metalele din dreapta
hidrogenului care se află în compoziția unei sări sau a unui oxid. Pe de altă parte, metalele situate
după hidrogen nu vor substitui hidrogenul din apă sau din acizi, comparativ cu metalele situate în
stânga hidrogenului care pot face acest lucru.
Figura 1.1. Seria rectivității chimice a metalelor
Exemple :
Reacția metalelor cu apa:
2Na +2 H2O → 2NaOH + H 2 ↑
Cu + H 2O → nu reacționează (utilizarea țevilor din cupru pentru încălzirea
locuințelor)
Reacția metalelor cu acizii. Metalele reactive reacționează atât cu hidracizii cât și cu
oxiacizii de diferite concentrații, cu mici excepții când are loc pasivarea metalului respectiv
(fierul, aluminiu), iar metalele situate după hidrogen reacționează doar cu oxi acizii în
concentrații mari, aurul reacționand doar cu apa regală.
2Al + 6HCl → 2AlCl 3 +3 H 2 ↑
2Al + 3H 2SO 4 → Al 2 (SO 4)3 +3 H 2 ↑
Al + HNO 3 diluat → nu reacționează (are loc pasivarea aluminiului – acoperirea cu
un strat de oxizi protector) K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H2 Cu Bi Sb Hg Ag Pt Au
10
Al + HNO 3 cocentrat → nu reacționează (are loc pasivarea aluminiului – acoperirea
cu un strat de oxizi protector)
Zn + 2 HNO 3 → Zn(NO 3)2 + H 2↑
Fe + 2 HNO 3 diluat → Fe(NO 3)2 +H 2 ↑
Fe + HNO 3 cocentrat → nu reacționează (are loc pasivarea fierului – acoperirea cu un
strat de oxizi protector)
3Cu + 8HNO 3 cocentrat → 3Cu(NO 3)2 + 2NO + 4H 2O
Cu + HCl → nu reacționează
Au + HNO 3 + 3HCl → AuCl 3 + NO + 2H 2O
Reacția metalelor cu soluțiile sărurilor care conțin metale mai puțin reactive decât
primele:
Cu + 2Ag NO 3 → Cu(NO 3)2 + 2Ag ↓
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu↓
Reacția oxizilor metalici cu hidrogenul are ca aplicație practică obținerea metalelor la
scară industrială:
Fe2O3 + 3H 2→2 Fe↓ + 3H 2O
CuO + H 2→ Cu ↓+ H 2O
1.d. Reacții de schimb
Reacția de schimb, sau dublă înlocuire, este reacția prin care două substanțe compuse,
numite reactanți schimbă între ele câte un element, rezultând alte două substanțe compuse, numite
produși de reacție.
AD + EG →AG + ED
Exemple:
Reacția de neutralizare: este reacția dintre o bază și un acid, cu formarea unei sări și apă:
2CH 3 – COOH + Ca(OH) 2 → (CH 3 – COO) 2Ca+ 2H 2O – are ca aplicație
practică curățarea petelor de calcar de pe instalațiile sanitare și veselă
Reacții de identificare a anionilor sau a cationilor:
HCl + AgNO 3 → AgCl↓ + HNO 3 (identificarea ionilor clorură)
precipitat
alb-brânzos
H2SO 4+ BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2HCl (identificarea ionilor de bariu)
precipitat
alb-lăptos
Reacția dintre acizi și oxizi bazici
2 HNO 3 + CuO → Cu(NO 3)2 + H 2O
H2SO 4 + CaO → CaSO 4 + H 2O
Reacția dintre acizi și sărurile acizilor mai slabi
2HCl + CaCO 3 → CaCl 2 + CO 2 ↑+ H 2O
11
H2SO 4 + 2KCl → K 2SO 4 + 2HCl
Reacția bazelor cu oxizii acizi:
Ca(OH) 2 +CO 2 →CaCO 3↓+ H 2O (barbotarea apei de var servește la identificarea
dioxidului de carbon)
Reacția bazelor cu sărurile solubile are loc cu formare de baze insolubile numite
precipitate:
2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2↓ + Na 2SO 4
pp. albastru
3NaOH + AlCl 3 → Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl
pp. alb
2.a. Reacții lente
Reacțiile lente sunt reacțiile care se desfășoară cu viteză mică. Acestea au loc atât în
mediul înconjurător, cât și în organismele vii. Câteva exemple de astfel de reacții:
– oxidările lente
– descompunerea apei oxigenate
– coroziunea metalelor
– ruginirea fierului
– fermentația alcoolică
– fermentație acetică
– râncezirea grăsimilor
– fotosinteza
– reacțiile din organismele vii
2.b. Reacții rapide
Reacțiile rapide sunt reacțiile care se desfășoară cu viteză mare.
Exemple:
– exploziile
– arderile vii
– obținerea precipitatelor
MgCl 2 + 2AgNO 3 → 2Ag Cl↓ + Mg(NO 3)2
– reacții de neutralizare
2NaOH + H 2SO 4 → Na 2SO 4 +2 H 2O
3.a. Reacții exoterme
Reacțiile exoterme sunt reacțiile care au loc cu degajare de energie sub formă de căldură
(Q) în mediul exterior:
Reactanți → Produși de reacție + Q
Exemple:
Reacția de neutralizare:
12
HCl + NaOH → NaCl + H 2O + Q
Arderea combustibililor:
C + O 2 → CO 2 + Q
C3H8 + 5O 2 → 3CO 2 +4H 2O + Q
Reacția calciului sau a carbidului cu apa:
Ca + 2 H 2O → Ca(OH) 2 + H 2 + Q
CaC 2 + 2H 2O → Ca(OH) 2 + C 2H2 + Q
3.b. Reacții endoterme
Reacțiile endoterme sunt reacțiile care au loc cu aborbție de energie sub formă de căldură
(Q) din mediul exterior:
Reactanți +Q → Produși de reacție
Exemple:
Descompunerea ter mică a alcanilor:
C4H10 t°C CH 4 + C 3H6
metan propenă
C4H10 t°C C 2H6 + C 2H4
etan etenă
C4H10 t°C C 4H8 + H 2
1-butenă
C4H10 t°C C 4H8 + H 2
2-butenă
Reacția magneziului cu apa
Mg + 2H 2O t°C Mg(OH) 2 + H 2 + Q
4.a. Reacții reversibile
Reacț iile reversibile sunt reacțiile chimice care la aceeași temperatură și presiune decurg
simultan în ambele direcții (sensul 1 sau sensul direct și sensul 2 sau sensul invers).
Echilibrul chimic reprezintă starea unui sistem caracterizată prin compozi ție constantă în
timp, în condiții de temperatură și presiune constantă. Când reacția ajunge la achilibrul chimic, în
mediul de reacție sunt prezente toate speciile chimice (reactanți și produși de reacție).
Exemple:
Reacția de esterificare:
CH 3-COOH + CH 3-CH 2-OH CH 3-COO – CH 2-CH 3 + H 2O
acetat de etil
Descompunerea acidului carbonic:
H2CO 3 H2O + CO 2
Ionizarea în soluție apoasă a acizilor slabi sau baze slabe:
H2CO 3 + H 2O HCO 3- + H 3O+
NH 3 + H 2O NH 4+ + HO-
13
4.b. Reacții ireversibile
Reacțiile ireversibile sunt reacțiile chimice care decurg într -o singură direcție, iar la
final, în mediul de reacției se găsesc doar produși de reacție.
Exemple:
Obținerea precipitatului alb de sulfat de bariu, care este insolubil în apă sau mediu acid
(sucul gastric). Acesta are ca aplicație practică în medicină, fiind necesar să se bea 200 mL
pentru realiz area radiografiei tubului digestiv. Ionii de bariu acționează ca și o otravă
pentru organism, dar datorită faptului că reacția decurge într -un singur sens, nu reprezintă
nici un pericol pentru organismul uman.
BaCl 2 + H 2SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
5.a. Reacții în medii omogene
Reacțiile omogene sunt reacțiile în care toate speciile chimice implicate se găsesc în
aceeași fază (lichidă, gazoasă).
Exemple:
Cl2(g) + H 2(g) → 2HCl (g)
H2SO 4 (aq) + 2KOH (aq) → K 2SO 4(aq)+ 2H 2O(l)
5.b. Reacții în medii eterogene
Reacțiile eterogene sunt reacțiile în care cel puțin una din substanțele rezultate nu se află
în aceeași fază.
Exemple:
Obținerea precipitatelor:
6NaOH + Fe2(SO 4)3 → 2Fe(OH) 3↓+ 3Na 2SO 4
Obținerea metalelor:
CuO + H 2→ Cu ↓+ H 2O
6.a. Reacții redox
Reacțiile redox sau reacțiile de oxido -reducere sunt reacții chimice care au loc cu schimb
de electroni. Oxidarea este procesul chimic care are loc cu cedare de electroni, iar reducerea este
procesul chimic care are loc cu acceptare de elect roni.
Exemple:
2Na0 + O 20 → Na 2+1O2-1
2Na0 -2e- 2Na+1 proces de oxidare, Na – agent reducător
O20 +2e- 2O-1 proces de reducere, O 2 – agent oxidant
3CH 3-C-1H2-OH +K 2Cr2+6O7 +4H 2SO 4 → 3CH 3-C+1HO + Cr 2+3(SO 4)3 + K 2SO 4+7H 2O
2Cr+6 +6e- 2Cr+3 proces de reducere, K 2Cr2O7 – agent oxidant
3C-1 -6e- 3C+1 proces de oxidare, CH 3-CH 2-OH – agent reducător
14
6.b. Reacții acido -bazice
Reacțiile acido -bazice, reprezintă reacțiile chimice care au loc cu schimb de protoni.
Conform teoriei protolitice a acizilor și a bazelor, elaborată de cei doi mari chimiști Bronsted și
Lowry, specia chimică care cedează protoni se numește acid, iar specia chimică care acceptă
protoni se numește bază.
Exemple:
Ionizarea în soluție apoasă a unui acid tare, respectiv unul slab:
H+
HCl + H 2O → Cl- + H 3O+
acid tare bază
H+ H+
CH 3-COOH + H 2O CH 3-COO- + H 3O+
acid slab bază conjugată bază conjugată acid
6.c. Reacții cu schimb de ioni sau molecule
Reacțiile care au loc cu schimb de ioni sau molecule se mai numesc și reacții de complexare,
deoarece conduc la formarea de combinații complexe.
Exemple:
Obținerea Reactivului Tollens, ne cesar în procesul de fabricare a oglinzilor de argint:
Ag2O + H 2O +4NH 3 → 2[Ag(NH 3)2]OH
hidroxid de diamino argint
reactivului Tollens
Obținerea tetrahidroxizincatului de sodiu:
2NaOH + Zn + 2 H 2O → Na 2[Zn(OH) 4] + H 2
tetrahidroxizincat de sodiu
7. Reacții catalizate
Reacțiile catalizate sunt reacțiile care au loc în prezența unui catalizator. Catalizatorul este
o substanță chimică care se introduc e în mediul de reacție pentru a mări viteza de reacție.
Catalizatorul rămâne neschimbat din punct de vedere calitativ și cantitativ.
Cataliza poate fi de 3 feluri:
– cataliza omogenă : în mediul de reacție, atât catalizatorul cât și reactanții se află în
aceeași fază, gazoasă sau lichidă.
Exemplu:
Reacția de obținere a aspirinei are loc dacă se folosește drept catalizaor H 2SO 4:
15
– cataliza eterogenă : în mediul de rea cție atât reactanții cât și produșii de reacție sunt într –
o fază fluidă (lichid sau gaz) iar catalizatorul se află în stare solidă.
Exemplu:
Reacția de hidrogenare a propinei poate decurge în două moduri diferite, în funcție de
natura catalizatorului.
– dacă se utilizează un catalizator din Ni, are loc hidrogenarea totală, până la
formarea propanului:
HC C-CH 3 + 2 H 2 Ni CH 3 – CH 2-CH 3
– dacă se utilizează un catalizator din Pd, otrăvit cu săruri de Pb+2, se obține
propenă, dar care se poate hidrogena mai departe până la propan, dacă se schimbă catalizatorul cu
unul din Ni:
HC C-CH 3 + H 2 Pd/ Pb+2 H2C=CH -CH 3 + H2 / Ni CH 3–CH 2-CH 3
– cataliza enzimatică : atunci când catalizatorul (enzimele sau fermenții) este produs de
organismele vii, având o structură complexă, care nu poate fi obținută artificial. Fiecare enzime
are un rol specific, catalizând doar un singur proces chimic.
Exemple de enzime: lipaza, are rol în dizolvarea grăsimilor, amilaza participă la
metabolismul glucidelor, chimotripsina este implicată în metabolismul proteinelor, iar lactaza
catalizează degradarea lactozei.
8.a. Reacții de substituție
Reacțiile de substituție întâlnite în chimia organică, pot decurge cu înlocuirea atomilor de
hidrogen legați de carbon sau de heteroatom sau prin înlocuirea unei grupe funcționa le cu o altă
grupă funcțională. Câteva exemple de reacții de substituție sunt: halogenarea alcanilor,
halogenarea alchenelor în poziția alilică, halogenarea, nitrarea, alchilarea compușilor aromatici la
nucleu, alchilarea la heteroat om a aminelor, alcoolil or, etc.
Halogenarea alcanilor
Alcanii pot reacționa cu clorul și cu bromul, numai în prezența luminii fotochimice sau la
încălzire. În reacția de clorurare a metanului, în funcție de raportul molar dintre metan și clor, se
obține monoclormetan, diclorme tan, triclormetan sau tetraclorometan:
CH 4 + Cl 2 hʋ CH 3Cl +Cl 2 /hʋ CH 2Cl2 +Cl 2 /hʋ CHCl 3 +Cl 2 /hʋ CCl 4
-HCl -HCl -HCl -HCl
16
În funcție de numărul atomilor de carbon din molecula alcanului, halogenul poate substitui
practic orice atom de hidrogen, indiferent de natura atomului de carbon la care are loc substituția.
De exemplu, la monoclorurarea propanului se obțin doi izomeri (de poziție) mon oclorurați, în
proporții diferite.
2CH 3-CH 2-CH 3 + 2Cl 2 hʋ CH 2-CH 2-CH 3 + CH 3-CH-CH 3
-2HCl │ │
Cl Cl
1-cloropropan 2 -cloropropan
minoritar majoritar
Clorurarea propenei în poziție alilică
La tratarea propenei cu clor, la temperatură ridicată (5000C), are loc reacția de substituție în
poziție alilică, și nu reacția de adiție.
H2C=CH –CH 3 + Cl 2 500 0C H2C=CH -CH 2 + HCl
│
Cl
Nitrarea benzenului
Reacția benzenului cu acid azotic în prezență de acid sulfuric conduce la nitrobenzen, iar prin
reduce rea acestuia se obține anilina – compus cu largi utilizări practice (în industria coloranților,
medicamentelor, antidăunătorilor, etc.)
C6H6 + HONO 2 H2SO 4 C6H5 – NO 2 + H 2O
Nitrarea toluenului
Nitrarea toluenului are loc cu viteză mai mare decât în cazul benzenului, obținându -se doi
produși de reacție.
CH 3 CH 3 CH 3
2 +2HONO 2 H2SO 4 NO 2 + + 2H 2O
NO 2
o-crezol o -nitrotoluen p-nitrotoluen
17
La nitrarea avansată a toluenului rezultă 2,4,6 -trinitrotoluen (TNT).
CH 3 CH 3
+3HONO 2 H2SO 4 O2N NO 2 + 3H 2O
NO 2
Toluen 2,4,6 -trinitrotoluen
Nitrarea fenolului
Nitrarea fenolului decurge în prima etapă în condiții mai blânde (cu acid azotic mai diluat)
decât în cazul benzenului sau toluenului.
OH OH OH
2 +2HONO 2 H2SO 4 NO 2 + + 2H 2O
NO 2
fenol o -nitrofenol p-nitrof enol
Prin nitrarea avansată a fenolului se obține 2,4 -dinitrofenol și apoi 2,4,6 -trinitrofenol (acid
picric), reacțiile având loc în condiții mai energice decât mononitrarea:
OH OH
+3HONO 2 H2SO 4 O2N NO 2 + 3H 2O
NO 2
fenol 2,4,6 -trinitrofenol
Nitrarea acidului benzoic
Acidul benzoic poate fi nitrat în condiții energice (cu amestec sulfonitric – soluție de HONO 2
și H2SO 4) și rezultă maj oritar compusul m -substituit:
COOH COOH
+HONO 2 H2SO 4 + H 2O
NO 2
Acid benzoic acid m -nitrobenzoic
18
Reacția de alchilare Friedel – Crafts
Alchilarea se poate realiza cu alchene, cu derivați halogenați sau cu alcooli. Astfel în reacția
dintre benzen și propenă, în prezență de AlCl 3 anhidră (sau de acizi minerali tari), se obține
izopropilbenzenul, un int ermediar important în industria fenolului și a cauciucului sintetic.
H3C-CH–CH 3
+ H 2C=CH –CH 3 AlCl 3
benzen izopropilbenzen (cumen)
Reacții de substituție la heteroatom
Printre cele mai uzuale reacții de substituție a hidrogenului este reacția de alchilare a aminelor
și a alcoolilor cu oxid de etenă. Etoxilarea anilinei, în mediu bazic, conduce la un amestec de
compuși etoxilați și dietoxilați:
NH 2 NH-CH 2-CH 2–OH
+ H 2C – CH 2 HO-
O
anilină N-(β-hidroxietil) -anilină
NH 2 N – CH 2-CH 2–OH
CH 2-CH 2–OH
+ 2H 2C – CH 2 HO-
O
anilină N -(β-hidroxidietil) -anilină
Etoxilarea alcoolilor – alcoolii superiori (grași) se pot polietoxila, rezultând compuși
utilizați ca deterge nți.
19
CH 3 –(CH 2)16 -CH 2–OH + nH 2C – CH 2
alcool octodecilic
O
CH 3 –(CH 2)16 -CH 2–O- (CH 2-CH 2–O)n H
hidroxipolieter
Reacții de substituție a unei grupe funcționale
Derivații halogenați dau reacții de hidroliză în mediu bazic și rezultă, în funcție de tipul
acestora, alcooli, compuși carbonilici sau acizi.
R-CH 2-Cl + HOH HO- R-CH 2-OH + HCl
alcool
R-CH – Cl + HOH HO- R-CH 2 = O + 2HCl
Cl aldehidă
Cl
R-C – Cl + 2HOH HO- R-COOH + 3HCl
Cl acid
8.b. Reacții de adiție
Reacțiile de adiție au loc în cazul compușilor organici nesaturați sau cu moleculă
nesaturată, realizându -se pe seama desfacerii legăturii π.
Adiția poate avea loc în cazul unei legături multiple omogene sau eterogene, ia r reactanții
sunt de tipul X -Y:
│ │
– C = C – + X-Y – C – C –
│ │ │ │
X Y
│
– C = O + X -Y – C – O X
│ │
Y
20
Adiția hidrogenului
Adiția hidrogenului la alchene și alchine este o reacție de cataliză eterogenă, deoarece
catalizatorul este solid. Alchenele și alchinele formează, prin hidrogenare pe nichel, alcanii
corespunzători.
H2C CH –CH 3 + H 2 Ni CH 3–CH 2–CH 3
propenă propan
HC CH + 2 H 2 Ni CH 3 – CH 3
acetilenă etan
Dacă se folosește un catalizator de Pd otrăvit cu săruri de plumb, alchinele formează
alchenele corespunzătoare:
HC C-CH 3 + H 2 Pd/ Pb+2 H2C=CH –CH 3 + H2 / Ni CH 3–CH 2–CH 3
propină propenă propan
Hidrogenul se poate adiționa și la sisteme eterogene, reacția de adiție decurgând în condiții
mai puțin energice.
În cazul adiției hidrogenului în prezența Nichelul ui la grupa carbonil, se formează un
alcool, iar reacția este un proces de reducere:
CH 3-CH=O +H 2 Ni CH 3-CH 2- OH
etanal etanol
Adiția hidracizilor
Hidracizii halogenați se adiționează la alchinele nesimetrice conform regulii lui
Markovnikov:
H2C CH–CH 3 + HBr CH 3–CH–CH 3
│
Br
propenă 2 -bromopropan
Reacții de polimerizare
Polimerizarea este o reacție de adiție repetată, în care un număr mare de molecule ale
acelui ași reactant, numit monomer, se unesc pentru a forma o macromoleculă numită polimer.
n A polimerizare ( -A-)n
n molecule monomer → 1 moleculă polimer
unde n = grad de polimerizare
n CH 2=CH 2 polimerizare ( -CH 2-CH 2-)n
etenă polietenă
21
8.c. Reacții de eliminare
Reacțiile de eliminare conduc la formarea unor comuși nesaturați, alături de molecule
simple cum ar fi: H 2, HX, H 2O, etc.
R – CH 2 – CH 2 R – CH = CH 2 + HX
│
X
Reacții de dehidrogenare
Alcanii la temperatură ridicată (t >4500C) și în prezența Cr 2O3, dau reacții de dehidrogenare
și de cracare.
H3C-CH 2–CH 3 t 0C H2C=CH -CH 3 + H 2
H3C-CH 2 –CH 3 t 0C H2C=CH 2 + CH 4
Reacții de dehidrohalogenare
Derivații monohalogenați elimină o moleculă de hidracid în mediu bazic și alcoolic,
rezultând o a lchenă:
CH 3 CH 3
│ │
CH 3 – C – CH 3 NaOH/etanol CH 3 – C = CH 2 + HBr
│
Br
2-bromo -2-metilpropan 2 -metilpropenă
bromură de terțbutil izobutenă
Reacția de dehidrohalogenare este regioselectivă, formându -se cu randament mai mare
compusul mai substituit (prin aplicarea reguli i lui Zaițev).
2 CH 3-CH-CH 2-CH 3 NaOH/etanol CH 2=CH -CH 2-CH 3 + CH 3-CH=CH -CH 3
│ – 2 HBr 1 -butenă (20%) cis și trans -2-butenă
Br (în amestec) (80%)
2-bromobutan
Reacția de deshidratare
Alcoolii monohidroxilici, la tratare cu H 2SO 4 concentrat, la temperatură cuprinsă între 50 –
2000C, în funcție de reactivitatea alcoolului, se transformă majoritar în alchena cea mai substituită,
conform regulii lui Zaițev.
2 CH 3-CH-CH 2-CH 3 H2SO 4 / t0C CH 2 = CH -CH 2-CH 3 + CH 3-CH=CH -CH 3
│ – 2 H 2O 1 -butenă (10%) cis și trans -2-butenă
OH (în amestec) (90%)
2-butanol
22
8.d. Reacții de transpoziție
Reacțiile de transpoziție au loc în cazul transformării unui compus organic într -un izomer
al său.
Izomerizarea alcanilor
Izomerizarea alcanilor este o reacție de transformare a normal alcanilor în izoalcani, la cald
(50-1000C), sub acțiunea AlCl 3 umede. Aceste reacții au fost și sunt aplicate la scară industrială
pentru obținerea benzinelor sintetice care au cifra octanică (C.O.) superioară.
CH 3
│
CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 3 AlCl 3 CH 3 – C H – CH 3
normal butan 50-1000C izobutan
(20%) (80%)
Izomerizarea termică a compușilor halogenați
Compușii halogenați se pot transforma unii în alții prin migrarea halogenului de la un atom
de carbon primar la altul terțiar și invers. Astfel, prin încălzirea bromurii de izobutil, în tuburi
închi se, la aproximativ 2000C se formează un amestec de terțbutil și bromură de izobutil, în
echilibru:
CH 3
│
CH 3 – CH – CH 2 CH 3 – C – CH 3
│ │ │
CH 3 Br Br
bromură de izobutil bromură de terțbutil
(26%) (74%)
│
23
Capitolul 2. METODE DE PREDARE – ÎNVĂȚARE ÎN CHIMIE
2.1. Metode de comunicare orală
2.1.1. Aspecte generale
Pentru îndeplinirea scopurilor didactice legate de conținutul activității de predare -învățare –
evaluare, profesorul de chimie selectează la lecții diferite metode și mijloace de învățământ, în
funcție de specificul lecțiilor predate.
Metodele de învățământ reprezintă o parte importantă a strategiilor didactice, și anume:
sistemul de procedee, modalități, tehnici și mijloace potrivite de instruire, care în final conduc la
eficientizarea procesului de predare -învățare.
Metodele de comunicare orală a cunoștințelor este prima categorie de me tode de
învățământ, valabile pentru toate disciplinele de învățământ, inclusiv în predarea chimiei. Din
această categorie fac parte, în principal, următoarele: descrierea, explicația, prelegerea școlară și
conversația. Această categorie de metode este cea mai veche din practica școlară.
Avantaje: volumul de noțiuni predate cu ajutorul acestor metode este suficient de mare, în
comparație cu al oricărui alt grup de metode folosite.
Dezavantaje: aceste metode au un caract er neparticipativ, deoarece de cele mai multe ori
elevul devine doar un receptor de informații. De aceea se recomandă, pe parcursul diferitelor
momente ale lecției, combinarea acestui grup de metode cu altele care pun accent pe dezvoltarea
gândirii logice a elevilor.
2.1.2. Descrierea
Descrierea este o metodă de comunicare orală, care se folosește mult în demonstrația
experimentală. Un exemplu ar fi obținerea de informații referitoare la proprietățile substanțelor,
modul de preparare al acestora sau chiar descrierea instalațiilor folosite pentru producerea unor
reacții. De exemplu, demonstrând obținerea hidrogenului și a oxigenului în laborator, prin
electroliza apei cu dispozitivul Hoffmann, cu ajutorul acestei metode, profesorul face cunoscut
elevil or părțile componente ale aparaturii folosite, caracteristicile substanțelor care iau parte sau
rezultă din reacție, condițiile practice în care are loc reacția chimică.
Se recomandă ca această metodă să fie utilizată decât foarte rar, acolo unde, de exemp lu,
nu poate fi înlocuită cu modelarea. Descrierea poate fi folosită în momentele de predare, cât și în
24
cele de verificare -evaluare, când poate apare în ,,pasajele descriptive” și nu poate fi înlocuită cu o
altă metodă mai relevantă pentru atingerea obiect ivelor propuse.
Iată un item de tip alegere duală în care este implicată această metodă:
,,Atribuiți A sau F următoarelor afirmații:
1. Bromul este un gaz de culoare brun -roșcat. (A/F)
2. Cuprul este un metal din blocul d a cărui culoare este arămie.” (A/F)
2.1.3. Explicația
Explicația este o metodă de comunicare orală, folosită des la lecțiile de chimie pentru
transmiterea unor noțiuni, prezentate printr -o expunere logică și argumentată, folosind
raționamentul.
Un exempl u de utilizare a acestei metode ar fi: profesorul explică Regula lui Markovnikov
aplicată la adiția hidracizilor la alchenele nesimetrice și interpretează reacțiile chimice pe baza
acestei reguli, extrapolând și pentru alte clase de compuși organici, cum a r fi alchine nesimetrice,
derivați halogenați nesaturați, etc.
Explicația poate fi folosită la predarea lecției ,,Proprietățile substanțelor ionice” când dorim
ca elevul să înțeleagă de ce substanțele ionice sunt casante, sfărâmicioase (deoarece sub acțiun ea
unor forțe mecanice, planele de ioni se deplasează până când ajung față în față ionii de același
semn, între care se manifestă forțe de respingere electrostatică ce duc la spargerea cristalului) sau
de ce compușii ionici sunt solizi și au punctele de to pire atât de ridicate – sarea de bucătărie (NaCl)
are p.t.=8300C (atracțiile electrostatice foarte puternice între ionii de semn contrar determină
puncte de topire ridicate, care cresc odată cu creșterea sarcinii ionilor și scad cu creșterea
volumului ioni lor), etc.
Explicația poate fi combinată cu alte metode: de exemplu, cu metoda demonstrației, când
profesorul explică elevilor conductibilitatea electrică a substanțelor ionice (în stare solidă acestea
nu conduc curentul electric, deoarece ionii nu se pot deplasa în cristal, dar conduc curentul electric
în soluție sau topitură, deoarece ionii se pot mișca și migra spre electrozi, în prezența unui câmp
electric) și o poate pune în practică în laborator, cu ajutorul unui dispozitiv simplu format din: un
cristalizor cu NaCl solidă, un pahar Berzelius umplut cu o soluție de saramură, 2 electrozi din
grafit conectați cu ajutorul firelor conductoare la o sursă de curent și un consumator (bec). Se
introduc prima dată electrozii în cristalizor și becul nu se aprinde , iar apoi în paharul Berzelius și
se observă rapid că becul se aprinde.
25
2.1.4. Prelegerea școlară
Prelegerea este o metodă de comunicare orală ce dă posibilitatea predării unui volum mare
de cunoștințe într -o unitate de timp, de obicei 1 -2 ore didactice.
Prelegerea școlară nu este folosită la gimnaziu, deoarece, elevii nu -și pot concentra atenția
1-2 ore pentru a urmări expunerea unei anumite teme. Folosirea metodei prelegerii se recomandă
elevilor din ultimile clase de liceu, dar cum aceștia au în programa școlară prevăzută doar 1 oră de
chimie/săptămână, se recomandă utilizarea acestei metode la alte discipline.
În funcție de anumite criterii, prelegerea poate fi utilizată sub diferite forme:
a. Prelegerea magistrală (echivalentă cursului ținut în învățământul superior) – este o
metodă neparticipativă, metoda neavând în învățământul preuniversitar aplicabilitate.
b. Prelegerea dialog (dezbatere) – la care apare caracterul participativ a elevului, deci se
poate aplica destul de des în lecțiile de prezentare a unor referate, proiecte pe diferite teme de
chimie. Acest tip de prelegere valorifică spiritul critic, inițiativa și creativitatea elevilor.
c. Prelegerea cu ilustrații și aplicații – îmbină mesajele orale și intuitive (demonstrația
intuitivă , materialul didactic, mijloacele audio -vizuale, planșe, etc.) cu mesajele aplicative (lucrări
practice de laborator, obținere de substanțe, etc.).
Avantaje: această metodă permite predarea unui volum mare de cunoștințe.
Dezavantaje: această metodă este n eparticipativă în cazul elevilor, ducând la plictiseala
acestora dacă nu se combină cu dialogul sau expeimentul.
2.1.5. Conversația
Este metoda care permite predarea cunoștințele cu ajutorul dialogului didactic desfășurat
între profesor și elevi.
Conver sația este o metodă folosită mult, atât în gimnaziu cât și la liceu, pentru că ea poate
fi aplicată în toate etapele procesului de învățământ. Îmbinată cu alte metode, conversația poate fi
folosită la toate tipurile de lecții (comunicare a noilor cunoștinț e, mixte, verificare și consolidare
orală, recapitulare și sistematizare).
Conversația poate fi:
a. Conversația catehetică – se folosește în lecții mixte, atunci când profesorul vrea să vadă
care sunt noțiunile asimilate de elevi, pe baza cărora se pot tra nsmite noile cunoștințe. Întrebările
au atunci drept scop reproducerea noțiunilor învățate (definiții, clasificarea anumitor compuși
organici, proprietățile fizice ale unor substanțe organice sau anorganice, clase de compuși chimici,
etc.)
b. Conversația e uristică – susține dialogul bazat pe învățarea conștientă. Întrebările sunt
puse de către profesor în așa fel încât elevii să descopere noi formule de calcul (puritatea
substanțelor), să facă deducții asupra ecuației generale a reacției de polimerizare et c. Întrebările
au rolul de a -i conduce pe elevi spre găsirea răspunsului corect prin efort propriu de gândire.
După numărul de persoane cărora li se adresează întrebarea, conversația poate fi:
26
a. conversație individuală – când întrebarea propusă de profeso r se adresează unui singur
elev;
b. conversație frontală – când întrebarea propusă de profesor se adresează întregii clase,
iar răspunsurile le dau diferiți elevi.
Avantaje: această metodă creează o atmosferă dinamică în clasă, elevul fiind mereu activ.
Dezavantaje: folosită pentru reproducerea mecanică sau a unor pasaje mari și stricte de
noțiuni, descurajează, plictisește sau pune elevul în postura de a refuza participarea la lecție.
2.2. Metode de dezvoltare a gândirii euristice/logice a elevului
2.2.1. Aspecte generale
Termenul de ,,euristic” vine de la ,,am descoperit” și este adresat tuturor metodelor de
învățământ care se caracterizează prin:
– solicită elevilor un nivel cognitiv mai ridicat;
– au valoare în crearea motivației învățării;
– creează stări psihice pozitive, pe parcursul derulării oricărei tip de lecție, fie și de evaluare:
emoția, surpriza, îndoiala, entuziasmul;
– oferă ocazia înțelegerii noilor cunoștințe;
– asigură fixarea cunoștințelor, elevul fiind participant activ și nu r eceptor pasiv de
informații în timpul lecției;
– permit ca elevul să -și însușească și metode (căi) de cunoaștere, nu numai cunoștințe deja
emise;
– educă elevul să valorifice singur propriul efort.
2.2.2. Metoda învățării prin descoperire
Metoda constă în descoperirea, de noi informații, de către elevi, pe baza celor asimilate
anterior și a propriei experiențe.
Metoda învățării prin descoperire constă în dezvoltarea capacităților intelectuale, a gândirii
creatoare și se poate realiza astfel:
1. În funcț ie de cât de mult se implică elevii în învățare, precum și de relația profesor -elev
în cursul aplicării acestei metode:
a. descoperire dirijată de profesor prin: idei, puncte de vedere, cunoștințe suplimentare,
întrebări ajutătoare;
b. descoperire independ entă, când rolul profesorului este doar de a supraveghea și a
controla procesul de descoperire.
27
2. În funcție de raportul între cunoștințele anterioare și cele la care se ajunge prin aplicarea
acestei metode:
a. descoperire inductivă, când elevul trece de la analiza și structurarea unor date și
fenomene, la generalizări, ajungând la formularea unor definiții și reguli, definirea unor noțiuni de
chimie;
Exemplu:
Cunoscând mecanismul de alchilare Friedel -Crafts a compușilor halogenați la arene
(alchilarea clo rurii de metil la benzen), elevul să propună mecanismul similar de alchilare a
clorurii de izopropil.
b. desoperire deductivă, când elevul trece de la definiții, reguli, principii, legi, la judecăți,
care pentru el reprezintă o noutate;
Exemplu:
Completați următoarele ecuații chimice:
H3C-CH=CH 2 + HBr → ……..
CH 2=CH -CH 3 + HCl → ……….
│
Cl
când elevul este nevoit să aplice Regula lui Markovnikov.
c. descoperirea analogică, când elevul apli că raționamentul deductiv de memorare și
transfer de informație.
Exemplu:
,,Se știe că metalele reactive situate în fața hidrogenului reacționează cu apa. Scrieți și
egalați ecuațiile reacțiilor dintre: K, Ca, Zn și apă.”
Pentru rezolvarea acestui item, elevul va analiza mai multe aspecte:
– dacă într -adevăr toate cele 3 metale sunt situate în seria de activitate în fața hidrogenului
(verifică informația fie în memorie, fie o găsește scrisă);
– dacă toate cele 3 metale au același comportament (își aminteș te de la o lecție anterioară
de laborator ,,Variația caracterului metalic în grupă și în perioadă” că Na reacționează violent cu
apa (cedează ușor electronul de pe ultimul strat) și că soluția rezultată (bază) înroșește
fenolftaleina, Mg nu reacționează cu apa la rece, decât dacă este încălzit (cedează mai greu cei 2
electroni de pe ultimul strat) și că soluția rezultată (bază slabă) înroșește mai puțin fenolftaleina și
Al pulbere care reacționează cu apa la cald (cedează foarte greu cei 3 electroni de pe u ltimul strat)
și că soluția rezultată nu a înroșit fenolftaleina, semn că nu s -a format o bază, ci oxidul de aluminiu.
– pentru scrierea corectă a acestor ecuații, elevul va apela la algoritmii de scriere a
formulelor chimice, precum și la algoritmul de eg alare a ecuațiilor reacțiilor chimice.
După respectarea acestui raționament, elevul va reuși să rezolve corect acest item.
d. descoperire transductivă (ipotetic deductivă), când elevii găsesc soluții ipotetice privind
cauzele și relațiile dintre fenomenele studiate, pe care le verifică experimental sau uneori doar
teoretic.
28
Exemplu:
,,La formarea ionilor pozitivi, în momentul cedării în trepte a electronilor de valență se
absoarbe o anumită cantitate de energie numită – energie de ionizare”. Sarcina de lucr u cerută
elevilor este să completeze următorul tabel:
1. Grupa
2. Element Na Mg Al
3. Nr. electroni de valență
4. Energia de ionizare
5. Caracterul chimic
6. Caracterul electrochimic
– să cunoască numerele atomice ale elementelor pentru a scrie configurația electronică și de
aici mai departe își iau informațiile (grupă și perioadă) pentru completarea primei linii,
electronii de valență – linia 2, scrierea proceselor de ionizare necesare pentru completarea
liniei 5 și 6;
– să cunoască valorile numerice pentru energiile de ionizare sau măcar ar putea să intuiască
pe baza configurației electronice că în funcție de număr electroni cedați apar și mai multe
trepte de ionizare notate cu I 1, I2, I3.
Avantajele metodei:
– favorizează dezvoltar ea inițiativei, a inventivității, a capacității intelectuale a elevului;
– elevul capătă încredere în resursele proprii;
– asigură fixarea cunoștințelor.
Dezavantajele metodei:
– în raport cu prelegerea sau expunerea, la același volum de cunoștințe , necesită un timp
mai îndelungat;
– poate conduce la concluzii eronate;
Pe ansamblu însă, se recomandă îmbinarea metodei și cu alte metode, profesorul fiind
conștient de avantajele și limitele fiecărei metode.
2.2.3. Metoda problematizării
Problematizarea reprezintă o cale de a crea în mintea elevului o stare conflictuală pozitivă,
determinată de necesitatea cunoașterii unui fenomen fizic sau chimic, a unei substanțe, a unui
proces chimic sau a rezolvării unei probleme logico -matematică sau experimentală.
Problematizarea constă într -un proces mai complex, care cuprinde următorii pași sau
algoritm:
– scrierea corectă a datelor problemei;
– alegerea corectă a algoritmului de rezolvare a problemei respective;
29
– aplicarea algoritmului ales și g ăsirea soluției optime;
– verificarea și interpretarea rezultatelor sau a soluțiilor.
Problematizarea implică următoarele tipuri de contradicții:
1. Dezacord între vechile informații și realitatea problemei actuale de rezolvat.
2. Alegerea din totalul de cunoștințe/informații asimilate, numai pe acelea optime în
rezolvarea problemei.
3. Elevul este pus în fața unei contradicții, având în vedere modalitatea de rezolvare a
problemei – realizabilă din punct de vedere teoretic și nerealizabilă din punct de ved ere practic.
4. Însărcinarea elevului de a aplica în condițiile date de profesor, a unor informații asimilate
anterior.
5. Elevul trebuiesă sesizeze dinamica mișcării într -o schemă care aparent pare statică.
Problematizarea poate să apară în lecție, sub ur mătoarele două forme principale:
A. Situația problemă (S.P.). Este un tip de problematizare ce induce o stare conflictuală
complexă, incluzând probleme teoretice și /sau practice de rezolvat.
Exemplu:
,,Ținând cont de formula de structură a acizilor carbo xilici, ce proprietăți chimice specifice
prezintă aceștia?”
Pentru rezolvarea acestui exercițiu elevul ar trebui să plece de la structura grupării carbonil
și să realizeze că atomul de hidrogen legat de atomul de oxigen poate fi cedat ca proton și de aici
toate proprietățile chimice specifice acizilor anorganici (reacția cu metalele reactive, cu oxizii
metalici, cu bazele solubile, cu carbonații acizi sau neutri) sau cele date de eliminarea grupării –
OH în reacțiile de esterificare cu alcooli, reacție speci fică acizilor organici.
Așadar, situația problemă este o sarcină destul de grea, pe care elevii vor fi nevoiți să o
exploreze, căpătând noi deprinderi și informații.
B. Întrebarea problemă (Î.P.). Produce o stare conflictuală relativ minimă ca dificultate
sau complexitate, abordând de regulă, o singură idee. O astfel de problematizare se folosește în
verificările și examenele orale. Se deosebește de întrebările folosite în cursul conversației obișnuite
cu clasa, prin aceea că îl determină pe elev să efectu eze selecții, ierarhizări și prelucrări ale
informațiilor. Întrebările problemă pot soluționa o situație problemă, sau pot genera, la rândul lor,
o alta.
Exemplu:
,,Care din compușii următori reacționează cu hidroxidul de sodiu?
a) fenol b) etanol c) acid benzoic”
R: a, b
Pentru rezolvarea acestui exercițiu elevul ar trebui să plece de la formula de structură și să
observe ce tip de grupări apar. Chiar și așa nu este suficient deoarece toți compușii au caracter
acid, sunt capabili să cedeze protonul din gruparea –OH, numai că alcoolii au caracter slab acid,
fiind incapabili să reacționeze cu NaOH, ci doar cu Na metalic.
30
C. Exerciții problematizate
Exemplu:
,,Scrieți izomerii compusului cu formula moleculară C 5H12O și indicați tipul de izomerie.”
Pentru rezolvarea acestui exercițiu elevul ar trebui să calculeze nesaturarea echivalentă
(NE=0) ca apoi să scrie toți izomerii posibili. Având un singur atom de oxi gen și NE=0, elevul va
fi tentat să formeze gruparea –OH specifică alcoolilor și să scrie astfel toți izomerii de poziție și
de catenă ai alcoolilor saturați. Puțini elevi vor remarca și izomerii optici și mai puțin din ei că pot
scrie și eteri și că dau a stfel peste alți izomeri de catenă, de funcțiune sau optici
D. Fișe de lucru problematizate
1. fișe de instruire – parcurgerea lor se face fie sub îndrumarea profesorului, fie
independent, cu controlul final din partea profesorului.
Exemplu:
Fișă de lucr u ,,Alchene”
– definiție;
-nomenclatură, exercițiu (denumiți alchenele, scrieți formulele următoarelor
alchene….);
– obținerea alchenelor (două metode);
-proprietățile fizice ale alchenelor: – item deschis, de completare, de forma: ,,Starea
de agrega re a C 2H4 este…….., ea fiind solubilă în ………… și……”;
– proprietăți chimice (4 reacții);
– utilizări.
2. fișa de dezvoltare sau de progres , destinată elevilor cu aptitudini speciali, cu interes
pentru chimie.
3. fișe de exerciții – aceste a cuprind părți din materia școlară, având ca scop fixarea,
verificarea cunoștințelor, dezvoltarea deprinderilor de muncă intelectuală sau practică. Acestea pot
fi date și ca temă pentru acasă.
Exemplu:
,,Alchenele dau reacții de:
a. substituție, oxidare, eliminare, cracare;
b. substituție și adiție;
c. adiție, polimerizare, oxidare.”
4. fișă de completare a cunoștințelor (de omogenizare)
Se adresează situațiilor în care se urmărește eliminarea rămânerii în urmă a unor elevi. De
aceea, nivelul itemilor d intr-o astfel de fișă este relativ modest.
Exemplu:
,,Ce fel de legătură chimică se realizează prin transfer de electroni?”
5. fișe de instruire pe nivele diferențiate
31
Aplicarea acestei categorii de fișe problematizate presupune, din partea profesorului, o
reală cunoaștere a elevilor clasei și astfel este deschisă calea tratării diferențiate a elevilor.
Avantajele metodei constă în capacitatea de ordin formativ, ce creează condiții pentru
dezvoltarea independenței gândirii, a capacității de operaționalizare a informației.
2.2.4. Brainstormingul și sinectica
Brainstormingul (asaltul de idei) este o metodă, foarte puțin aplicată în învățământul de
masă, care permite elaborarea de idei, modele și situații, fiind o activitate specifică unui grup mic
de elevi
Etapele metodei sunt:
– anunțarea temei, a importanței și scopul acesteia;
– emiterea de către elevi, în mod continuu, a ideilor, a soluțiilor de rezolvare a temei
propuse, fără nici o restricție;
– ședința se încheie după asimilarea unui număr suficient de mare de sugestii și idei;
– evaluarea soluțiilor propuse.
Precizări:
– ședința este condusă de un grup de experți;
– persoanele care participă trebuie să dețină un nivel minim de informații în legătură cu
tema propusă;
– se pot continua ideile antevorbi torilor;
– nu se admit, sub nici o formă, critici asupra soluțiilor emise din partea vorbitorilor;
– evaluarea va fi făcută în final.
După ce ședința s -a încheiat, moment până la care nu a fost emisă nici o evaluare, se
procedează la evaluarea variantelor emise de participanți, respectând următoarea ierarhie:
– idei foarte bune;
– idei bune, care mai necesită unele completări;
– idei utilizabile, pentru rezolvarea altor teme aflate în evidență;
– idei neutilizabile.
În cazul învățării chimiei, ar putea fi folosită la un cerc de elevi, în cel mai fericit caz.
Sinectica este o alternativă de completare a asaltului de idei (brainstomingului), care
îmbină, creator, situații aparent eterogene, aparținând diferitelor domenii de activitate.
În cadrul învățării chi miei, metoda nu se aplică în învățământul de masă, dar pot apare
elementele ei în cursul diverselor activități de predare.
Diferența față de brainstormingul este că există o evaluare imediată. O altă diferență constă
în aceea că la asaltul de idei folosir ea imaginației este limitată doar la tema respectivă, pe când în
cazul sinecticii, actul creativ poate continua și după ședință prin: elaborarea unui model,
experimentarea unei idei, etc.
32
2.2.5. Rezolvarea de exerciții și probleme
Această metodă are un rol foarte important în formarea unor deprinderi de muncă
intelectuală și a unor capacități de gândire logică. Exercițiile și problemele sunt foarte necesare și
contribuie la însușirea și fixarea mai clară a cunoștințelor de chimie, la formarea și dezvolta rea
unor priceperi și deprinderi.
După numărul de elevi care participă la rezolvarea exercițiului sau a problemei avem:
– exerciții sau probleme individuale, care sunt foarte greu de realizat, presupune un efort
imens din partea profesorului de a asigura fiecărui elev din clasă câte o problemă spre
rezolvare,
– exerciții sau probleme de grup care sunt mai ușor de realizat, presupune un efort mai mic
din partea profesorului de a realiza aceste exerciții sau probleme, chiar și diferențiat.
După modalitatea de desfășurare, avem:
– exerciții dirijate – cu algoritmi de urmat pentru rezolvare;
– exerciții semidirijate – unde elevul poate alege, în unele momente între două căi de urmat
în rezolvare;
– exerciții nedirijate – unde elevul are libertatea alegerii că ii de rezolvare.
Un exercițiu sau o problemă va trebui să îndeplinească următoarele cerințe:
– să servească obiectivului urmărit;
– să fie adaptat vârstei elevilor;
– să-i motiveze, să le capteze atenția și interesul;
– să respecte gradarea pașilor de la ușor la greu, de la simplu la complex.
În predarea – învățarea chimiei, întâlnim următoarele tipuri de exerciții sau probleme:
– Întrebări problemă.
Exemplu:
,,Ce fenomene chimice din natură și din viața de toate zilele se desfășoară lent sau rapid?”
– Probleme de calcul
– Probleme practice
2.3. Metode cu caracter aplicativ
2.3.1. Modelarea
Este o metodă de predare – învățare cu ajutorul căreia informația ce urmează a fi transmis
este cuprins într -un model.
Modelul reprezintă o reproducere simplificată a unui obiect, fenomen, proces tehnologic,
etc. într -un sistem construit artificial.
După felul acestor modele pot fi grupate în 3 categorii:
33
a. Modele obiectuale
Ele pot fi similare cu cele originale (ex. modele de instalații, piese din sticlă, dispozitive
de lucru, etc.) sau miniaturizate (sub formă de machete, mulaje, stații pilot, etc.)
b. Modele iconice, cum sunt: scheme, schițe, grafice, fotografii, diagrame , simboluri
intuitive.
c. Modele ideale (abstracte sau logico -matematice) exprimate prin concepte, judecăți și
raționamente analogice, sau prin legi, teorii, formule, procente, etc.
Modelarea similară, se realizează prin următoarele tipuri de modele în chi mie:
– de tip sfere (atomii) sau bețișoare (legăturile chimice);
– de tip schelet;
– modele instalații;
Modelarea prin analogie se bazează prin asemănarea dintre model și original, când se
recurge la modele ideale. Principalele tipuri de modele ideale s unt:
– modele grafice – reprezentate prin: simboluri chimice, formule procentuale,
formule brute, formule moleculare, formule structurale (plane, de proiecție, de configurație și de
conformație).
– grafice (reprezentarea dependenței între două variabile );
– modele matematice;
– modele logice (propoziționale) – este reprezentată practic de itemii cu răspuns
scurt și de completare, deoarece exprimă printr -o succesiune de propoziții raporturile dintre
obiecte și fenome.
2.3.2. Algoritmizarea
Algoritmiz area este o metodă folosită în lecțiile de predare – învățare a cunoștințelor și
constă în parcurgerea succesivă, într -o anumită ordine, a unor pași sau etape, în urma cărora se
atinge scopul stabilit. Succesiunea de pași sau etape constituie un algoritm. Prin algoritm se
înțelege o mulțime de operații efectuate într -o ordine aproximativ constantă, prin utilizarea cărora
se ajunge la rezolvarea unei serii întregi de probleme de același tip.
Algoritmii reprezintă modele operaționale, care ajută la rezolvarea unor anumite tipuri de
probleme, micșorând eforturile intelectuale depuse, precum și durata timpului de efectuare a
acțiunilor, mărind în același timp eficiența muncii intelectuale.
Algoritmii presupun îndeplinirea a două condiții: forma sau succesiunea a proximativ fixă
a operațiilor și prestabilirea acestora de către profesor.
În cazul algoritmizării, elevul își însușește cunoștințele prin simpla parcurgere a unei căi
deja stabilite sau cunoscute anterior.
În fucție de momentul în care intervin în cadrul lecției, distingem următoarele tipuri de
algoritmi:
34
a. algoritmi de percepere, înțelegere, generalizare și sistematizare a cunoștințelor, cum ar
fi: conceptele, judecățile, raționamentele, formulele, etc.;
b. algoritmi de recunoaștere, așa cum sunt regulile de stabilire a unui anumit tip de
probleme (ipotetic, de calcul, de investigație, etc.);
c. algoritmi de rezolvare (execuție), așa cum sunt regulile de rezolvare a unui tip de
probleme;
d. algoritmi optimali, contribuie la alegerea soluției celei mai bune de rezolvare din o serie
de variante posibile;
e. algoritmi de repetare, care se bazează pe anumite reguli de transformare a acțiunilor în
reflexe, deprinderi intelectuale, morale, etc.;
f. algoritmi de creație, folosiți în învățare, cercetare, ba zați pe gândirea productivă de tip
divergent;
g. algoritmi de programare și dialogare cu calculatorul, care folosesc diverse limbaje de
programare, coduri de dialogare, etc.
Dezavantajele metodei sunt:
– nu este aplicabilă în toate tipurile de lecții sau a ctivități de învățare;
– riscă să ducă la uniformitate în gândire;
– nu stimulează comportamente complexe sau creativitatea elevilor,
Avantajele metodei sunt:
– evitarea căutărilor inutile și a erorilor;
– reduce mult timpul de lucru;
– precizie în rezolv area problemelor, cărora le pot fi aplicați algoritmii de rezolvare;
– esențializarea și structurarea conținutului;
– căpătarea de deprinderi intelectuale și practice
2.3.3. Experimentul didactic
Este o metodă importantă pentru lecțiile de chimie, const ând în efectuarea lucrărilor
experimentale de laborator, cu elevii, spijinindu -i să-și însușească nu numai cunoștințe, judecăți și
raționamente, dar și deprinderi practice.
Metoda este considerată euristică deoarece face apel la logica succesiunii procesel or și
fenomenelor chimice, generate de structura și proprietățile fizice și chimice ale substanțelor
respective.
Experimentul de laborator are un grad redus de complexitate comparativ cu experimentului
științific, deoarece vizează transmiterea unui conțin ut restrâns de informații
După numărul de elevi participanți la experiment, distingem experimentul demonstrativ
(realizat de profesor și/sau 1 -2 elevi), respectiv experimentul frontal (când lucrează toți elevii, fie
organizați pe grupe de 2, 3 sau 4 elevi, fie individual). În ambele cazuri, profesorul aplică
următoarele etape:
35
– motivarea elevilor pentru efectuarea lucrării practice,
– prezentarea scopului efectuării lucrării practice,
– efectuarea lucrării de laborator,
– notarea observațiilor în fișele de lucru sau în caietele de notițe,
– interpretarea rezultatelor și prezentarea unor concluzii finale, vizavi de efectuarea lucrării.
Deși se spune că experimentul pune accent numai pe deprinderi motorii, totuși observăm
elemente care au ca finalitate:
– învățarea de noțiuni legate de sticlărie, proprietăți fizice și chimice a substanțelor,
moduri de lucru în laborator, respectarea normelor de protecția muncii în laborator;
– verificarea unor reguli și legități.
Metodica organizării experimentelor de laborator cuprinde trei etape:
a. Pregătirea elevilor pentru efectuarea lucrării
Pentru ca experimentul de laborator să se desfășoare în bune condiții și să -și atingă
obiectivul, elevii vor fi anunțați din timp ce fel de expe rimente vor efectua și se vor pregăti pentru
aceasta, parcurgând pasajele respective din fișă sau din manual. La începutul lecției, în timpul
discuției introductive, se arată scopul experimentelor de laborator, se repetă informațiile teoretice
necesare, se discută planul lucrării și se dau eventual anumite indicații pentru executarea ei,
insistând asupra măsurilor de protecție a muncii.
b. Executarea experimentelor de laborator
Experimentele se desfășoară după un plan stabilit anterior, sub îndrumarea stri ctă a
profesorului. Profesorul observă activitatea practică a elevilor: el trece printre mesele de laborator,
urmărește cum elevii execută experimentele, îndrumă pe cei rămași în urmă, dând explicațiile
necesare. În cazul când lucrările sunt executate pe grupe de elevi, profesorul va fi atent ca, prin
rotație, toți elevii să lucreze; în caz contrar, unii elevi, fiind mai activi, împiedicând pe ceilalți să
lucreze, aceștia rămânând doar spectatori.
c. Prelucrarea și interpretarea rezultatelor
După terminare a experimentelor de laborator, se discută rezultatele obținute și se trag
concluziile respective. Elevii întocmesc referate scrise asupra experimentelor practice efectuate.
Necesitatea efectuării experimentelor de laborator în procesul instructiv – educat iv constă
în următoarele aspecte:
– la experimentele de laborator elevii participă în mod activ, dobândind deprinderi cu
caracter practic;
– elevii învață să mânuiască sticlăria de laborator și reactivii, să monteze instalații și să
efectueze operații de laborator: încălzire, filtrare, purificare, distilare, etc.
– elevii pot efectua anumite experimente cu aplicații practice, de exemplu: prepararea unor
soluții de anumite concentrații procentuale sau molare, sinteză de medicamente, coloranți,
polimeri, etc .;
– au o mare influență educativă, deoarece elevii devin mai responsabili pentru
experimentele pe care le au de efectuat și îi educă în spiritul muncii; ei dobândesc deprinderea de
36
muncă în echipă, de a fi ordonați, de a nu risipi substanțele chimice, de a păstra în perfectă stare
aparatele, ustensilele și instalațiile de lucru;
– ajută elevii să -și însușească metodele științifice de cercetare;
– dezvoltă spiritul de observație, atenția și gândirea euristică.
37
II. PARTEA METODICĂ
Capitolul 3. TIPURI DE ALGORITMI FOLOSIȚI ÎN CHIMIE
Bazele algoritmizării, ca metodă didactică, au fost puse după ce mai multe cercetări în
domeniul psihologiei realizate de F.F. Gayaraki, G. Lariccia, P. Gherardini, L.N. Landa, C. Bastien
etc. au remarcat faptul că există o tendință spontană atât la adulți , cât și la copii de a construi
structuri algoritmice atunci când se confruntă cu necesitatea rezolvării unor probleme.
Părintele algoritmozării, L. N. Landa arată că algoritmul are proprietatea de a „direcționa
univoc acțiunile individului în rezolvare a problemelor.” (Cerghit, 1997 cit.in ). Adică, dacă
individul urmează pașii indicați prin algoritm rezolvă cu exactitate problema și nu are nicio
îndoială asupra a ceea ce are de făcut. Mai mulți indivizi care vor acționa conform aceluiași
algoritm vor obț ine de asemenea același rezultat. Pe de altă parte, orice abatere de la indicațiile
date duce la eroare.
Inițial, noțiunea de algoritm a fost folosită în matematică, după care a pătruns în tot mai
multe domenii, mai ales după apariția calculatorelor, a că ror funcționare se bazează pe
algoritmizarea operațiilor intelectuale. Astfel a apărut o ramură a pedagogiei – „pedagogia
algoritmică”. În sensul cel mai general al cuvântului, algoritmii (intelectuali, motori, de conduită
moral – civică etc.) reprezintă c omportamente automatizate care asigură desfășurarea mai rapidă,
cu economie de efort intelectual sau fizic, efectuarea unor operații sau activități.
Cucoș C. definește algoritmizarea ca metoda ce se bazează pe folosirea algoritmilor în
actul predării. A lgoritmul este un grupaj de scheme procedurale, o suită de operații standard prin
parcurgerea cărora se rezolvă o serie mai largă de probleme asemănătoare [2].
Pe de altă parte, Ion Cerghit, [1], definește algoritmii ca fiind „o suită ori un sistem de
operații structurate și efectuate într -o anumită succecsiune logică obligatorie, întotdeauna aceeași,
utilizată pentru rezolvarea aceleiași clase de probleme și care conduce la același rezultat pentru
toți subiecții angajați în rezolvarea lor.”
Sanda Fătu [ 3] definește algoritmul pocedeul care permite ca, pornind de la anumite date,
găsirea unor rezultate prin intermediul unui șir finit de operații.
Învățarea algoritmică se poate îmbina cu metodele euristice ( de exemplu, se pot elabora
algoritmi împreun ă cu elevii), iar după ce algoritmii au fost asimilați de elevi, se aplică în
rezolvarea de probleme.
38
Elaborarea algoritmilor se face parcurgând mai multe etape:
1. Analiza procesului de învățat.
2. Descompunerea conținutului în operații elementare.
3. Stabilirea unei succesiuni optime de operații.
4. Verificarea concoranței dintre gradul de dificultate al operațiilor și nivelul de pregătire al
elevilor.
5. Definirea listei de operații și etapelor de rezolvare.
6. Aplicarea algoritmului.
7. Corectarea algoritmului după aplicări repetate.
În cazul algoritmizării, elevul își însușește cunoștințele prin simpla parcurgere a unei căi
deja stabilite sau cunoscute anterior.
În fucție de momentul în care intervin în cadrul lecției , distingem următoarele tipuri de
algoritmi:
– Algoritmi de percepere, înțelegere, generalizare și sistematizare a cunoștințelor , cum ar
fi: conceptele, judecățile, raționamentele, formulele, etc.;
– Algoritmi de recunoaștere, așa cum sunt regulile de stabilire a unui anumit tip de
probleme (ipotetic, de calcul, de investigație, etc.);
– Algoritmi de rezolvare (execuție ), așa cum sunt regulile de rezolvare a unui tip de
probleme;
– Algoritmi optimali , contribuie la alegerea soluției celei mai bune de rezolvare dintr -o serie
de variante posibile;
– Algo ritmi de repetare , care se bazează pe anumite reguli de transformare a acțiunilor în
reflexe, deprinderi intelectuale, morale, etc.;
– Algoritmi de creație , folosiți în învățare, cercetare, bazați pe gândirea productivă de tip
divergent;
– Algoritmi de pro gramare și dialogare cu calculatorul, care folosesc diverse limbaje de
programare, coduri de dialogare, etc.
L. Ardelean și N. Seclean [4] în „Didactica matematicii; noțiuni generale; comunicare
didactică specifică” definesc algoritmii ca fiind un grupaj d e scheme procedurale, o suită de
operații standard prin care se rezolvă o serie mai largă de probleme asemănătoare. Valorificarea
algoritmilor didacticiduce la raționalizarea procesului de instruire care conduce elevul spre rezultat
pe căile cele mai efici ente.
O clasificare a algoritmilor se poate realiza după mai multe criterii [4]:
După conținutul obiectivelor operaționale propuse
– Algoritmi didactici → cuprind o listă de întrebări ierarhizate pentru a sesiza clasa de
probleme, în vederea unei clasificăr i cu valoare de sinteză
– Algoritmi de rezolvare→ avansează o succesiune de operații pentru elaborarea unei decizii
eficiente
39
După sarcina algoritmului în cadrul lecției
– Algoritmi de sistematizare a materiei: analiză – sinteză a teoriilor, reguli de definire a legilor
etc.
– Algoritmi de rezolvare a problemelor: de calcul, de lucru etc.
– Algoritmi de consolidare a cunoștințelor dobândite : reguli de proiectare și perfecționare a
unor deprinderi
– Algoritmi de optimizare a unor capacități
– Algoritmi de creaț ie
– Algoritmi de programare a materiei
Câteva exemple de algritmi folosiți în predarea matematicii: algoritmul de rezolvare a unei
ecuații, algoritmul de extragere a rădăcinii pătrate, algoritmul de determinare acelui mai mic
multiplu comun (c.m.m.m.c.), al goritmul de determinare acelui mai mare divizor comun
(c.m.m.d.c.), algoritmul de rezolvare a unei ecuații de gradul doi, algoritmi de rezolvare a
sistemelor liniare ș.a.
Algoritmizarea poate fi folosită cu succes în orice moment al lecției. Algoritmizarea poate
căpăta valențe euristice prin îndrumarea elevilor să conceapă propriile scheme de instuire
algoritmizată.
3.1. Algoritmi de percepere, generalizare și sistematizare a cunoștințelor
Algoritmii de percepere, generalizare și sistematizare a cunoștințelor operează cu noțiuni,
judecăți și raționamente.
a) Algoritmul de definire a principalelor clase de substanțe compuse (acizi, baze, săruri,
oxizi)
1. Selectarea substanțelor compuse care conțin anumite tipuri de atomi (metal, nemetal, H,
O, C, S, P, Cl, F, I, Br, etc).
2. Gruparea atomilor de metal, nemetal, H, O, C, S, P, Cl, F, I, Br, etc în grupări
caracteristice (OH)-, CO 32-, SO 42-, SO 42-, PO 43-, PO 33-, SO 32-, NO 3-, NO 2-, ClO-, ClO 2-, ClO 3-, ClO 4-
,S2-, Cl-, F-, I-, Br-, etc.
3. Denumirea compusului format, ca bază, acid, oxid, sare; confirmarea la capătul acestei
etape, a calității de bază, acid, oxid, sare.
Exemplu:
,,Prin definiție, substanțele compuse formate din metal, oxigen ș i hidrogen, la care ultimile
două elemente formează gruparea caracteristică oxidril (hidroxil/hidroxid), se numesc baze.”
,,Compusul NH 3 (amoniac) deși nu are gruparea (OH)-, este totuși bază, deoarece în soluție
apoasă manifestă proprietăți bazice, fiind considerată NH 4+OH- (hidroxid de amoniu).”
40
Astfel, etapele (pașii) pentru definirea bazelor pot fi redați după cum urmează:
– Selectarea substanțelor compuse care conțin metal, oxigen și hidrogen, exemplu – Mg,
O, H;
– Gruparea atomilor de O, H în grupări ca racteristice (OH)-, în acord cu compoziția
acesteia, exemplu – MgO 2H2 este echivalent cu Mg(OH) 2;
– Denumirea compusului format, ca bază: hidroxid de magneziu; confirmarea la capătul
acestei etape, a calității de bază.
b) Algoritmul de percepere, înțelegere , generalizare și sistematizare a cunoștințelor pentru
deducerea formulei generale a unei reacții de polimerizare.
1. Unirea numărului minim de molecule de monomer, pentru cazul cel mai simplu.
2. Creșterea lanțului prin adiția altei molecule.
3. Scrierea restrânsă a ecuației reacției chimice.
4. Scrierea ecuației pentru un număr oarecare de molecule.
5. Scrierea ecuației pentru un număr oarecare de molecule și pentru un monomer
oarecare.
Exemplu:
,,Deduceți formula generală a reacției de polimerizare, plecând de la propenă”
1. Unirea numărului minim de molecule de monomer, pentru cazul propenei.
CH 2=CH – CH 3 + CH 2=CH – CH 3 → – CH 2-CH- CH 2-CH-
│ │
CH 3 CH 3
2. Creșterea lanțului prin adiția altei molecule.
CH 2=CH – CH 3 + – CH 2-CH- CH 2-CH- → – CH 2-CH- CH 2-CH- CH 2-CH-
│ │ │ │ │
CH 3 CH CH 3 CH 3 CH 3
3. Scrierea restrânsă a ecuației reacției chimice.
3 CH 2=CH – CH 3 polimerizare ( – CH 2-CH- )3
│
CH 3
4. Scrierea ecuației pentru un număr oarecare de molecule.
n CH 2=CH- CH 3 polimerizare ( -CH 2-CH-)n
│
CH 3
propenă polipropenă
41
5. Scrierea ecuației pentru un număr oarecare de molecule și pentru un monomer
oarecare.
n A polimerizare ( -A-)n
n molecule monomer → 1 moleculă polimer
unde n = grad de polimerizare
3.2. Algoritmi de recunoaștere
În general algoritmii de recunoaștere (identificare) sunt destul de bine reprezentați în
exerciții, în aplicații și în rezolvarea anumitor tipuri de probleme. Etapele lor pot fi redate astfel:
– Determinarea trăsăturilor caracteristice, necesare și suficiente, pe baza cărora se poate
recunoaște un obiect, o substanță, un fenomen;
– Stabilirea legăturilor (conexiunilor) logice între aceste trăsături caracteristice;
– Verificarea legăturilor (conexiunilor) printr -o aplicație.
Algoritmul de stabilire a formulelor chimice a substanțelor compuse anorganice
1. Se scriu simbolurile chimice/formulele elementelor chimice/radicalilor care intră în
structura substanței
2. Se scriu, în partea dreaptă sus a simbolului chimic , valențele elementelor componente.
3. Valențele devin indici, pe diagonlă.
4. Dacă este cazul (au divizor comun), indicii se simplifică.
Exemplu:
,,Algoritmul de stabilire a unei formule; se dă compusul cu denumirea ortofosfit de calciu.
Care este formula acestui compus?”
Etape:
– stabilirea valenței radicalului ortofosfit, plecând de la acidul fosforos
H3PO 3 → PO 3III
– scrierea simbolurilor cationului și respectiv anionului ortofosfit, cu specificarea
valențelor acesto r ioni:
Ca2+ (valență II) și PO 33- (valență III)
– atribuirea drept indici: la cation a valenței anionului și reciproc, la anion, a valenței
cationului:
Ca3II (PO 3)III2
42
3.3. Algoritmi de rezolvare (de execuție)
Algo ritmii de rezolvare (de execuție) se pot aplica după ce din textul problemei/
exercițiului a recunoscut anumite reacții, date, valori, parametri, etc. De exemplu, dacă în textul
unei probleme apare valoarea concentrației molare sau se cere să se afle, elev ul va ști că la un
moment dat va trebui să folosească formula de calcul a concentrațieei molare: c M = n/Vs; la fel în
cazul în care apar cel puțin 2 parametri de stare (presiune, temperatură, diferite de condițiile
normale), elevul va aplica ecuația de sta re a gazelor: pV = nRT.
a) Algoritm pentru rezolvarea problemelor de concentrație procentuală
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite ( md , m s c%); masele trebuie să
fie exprimate în aceeași unitate de măsură.
2. Se stabilește necunoscuta.
3. Se scrie formula concentrației procentuale.
4. Din formula concentrației procentuale se determină necunoscuta.
5. Se fac înlocuirile și calculele necesare.
6. Se interpretează chimic rezultatul obținut.
Exemplu:
,, De cât zahăr și de câtă apă are nevoie mama pentru a prepara 1500 g sirop cu o
concentrație de 35%, necesar pentru a prepara o dulceață de nuci?
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite ( md , m s c%); masele trebuie
să fie exprimate în a ceeași unitate de măsură.
ms = 1500 g sirop
c% = 35%
–– /–––
md = ?
mapă = ?
–– /–––-
2. Se stabilește necunoscuta.
md = ?
mapă = ?
3. Se scrie formula concentrației procentuale.
100 %
sd
mmc
43
Din formula concentrației procentuale se determină necunoscuta.
100mdmsc
4. Se fac înlocuirile și calculele necesare.
100mdmsc
100150035md = 525 g zahăr
mapă = m s – md = 1500 – 525 = 975 g apă
6. Se interpretează chimic rezultatul obținut.
1001500525%c
= 35%
b) Algoritmi de rezolvare a calculelor bazate pe formule chimice
1. Se stabilește formula chimică a substanței la care se referă problema.
2. Se scriu datele problemei.
3. Se determină masa molară a substanței respective.
4. Se stabilește corespondența, sub forma regulii de trei simplă, între datele problemei și
necunoscută.
5. Se fac calculele matematice necesare pentru determinarea necuno scutei.
6. Prezentarea rezultatului și interpretarea chimică a calculelor.
Exemplu:
,,Să se afle raportul atomic, raportul de masă și compoziția procentuală a azotitului de
aluminiu.”
1. Se stabilește formula chimică a substanței la care se referă proble ma.
Al(NO 2)3
2. Se scriu datele problemei
Al(NO 2)3
––- /–––––
r.a. Al:N:O = ?
r.m. Al:N:O = ?
%Al, %N, %O =?
––– /––––
44
3. Se determină masa molară a substanței respective, se determină raportul atomic și de
masă.
M Al(NO2)3 = A Al + 3A N + 6A O = 27 + 3×14 + 6×16 = 27+42+96 = 165 g/mol
r.a. Al:N:O = 1:3:6
r.m. Al:N:O = 27:42:96 = 9:14:32 = 1: 1,55:3,55
4. Se stabilește corespondența, sub forma regulii de trei sim plă, între datele problemei și
necunoscută.
1mol Al(NO 2)3………..165g Al(NO 2)3 ……………….27g Al…………..42g N…………96g O
100g Al(NO 2)3 ……………….a g Al…………….b g N………….z g O
5. Se fac calculele matematice necesare pentru determinarea necunoscutei.
16510027a = 16,36 g Al
16510042b = 25,45 g N
16510096c = 58,18 g O
6. Prezentarea rezultatului și interpretarea chimică a calculelor.
16,36 % Al, 25,45 % N, 58,18 % O
16,36 % Al + 25,45 % N + 58,18 % O = 100%
Prin împărțirea procentelor la 16,36, se obțin aceleași valori matematice, precum cel
obținut la raportul de masă, 1, 1,55 și 3,55.
c) Algoritmi de scriere a ecuațiilor chimice
1. Se scriu formulele chimice ale reactanților și produșilor de reacție.
2. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici prin realizarea bilanțului atomilor de metal.
3. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici p rin realizarea bilanțului atomilor de nemetal.
4. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici prin realizarea bilanțului radicalilor.
5. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici prin realizarea bilanțului atomilor de hidrogen.
6. Se stabilesc coefici enții stoechiometrici prin realizarea bilanțului atomilor de oxigen,
cu excepția celor din radicali.
Exemplu:
,,Scrieți și egalați ecuația reacției chimice dintre o sare (AgNO 3) și o bază alcalină (NaOH)
45
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactanțil or și produșilor de reacție, respectându –
se valențele atomilor de metal și a radicalilor.
AgNO 3 + NaOH → Ag 2O + NaNO 3 + H 2O
2. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici prin realizarea bilanțului atomilor de metal.
2 AgNO 3 + NaOH → Ag 2O + NaNO 3 + H 2O
3. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici prin realizarea bilanțului atomilor de nemetal.
2 AgNO 3 + 2 NaOH → Ag 2O + 2 NaNO 3 + H 2O
4. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici prin realizarea bilanțului radicalilor.
2 AgNO 3 + 2 NaOH → Ag 2O + 2 NaNO 3 + H 2O
5. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici prin realizarea bilanțului atomilor de hidrogen.
2 AgNO 3 + 2 NaOH → Ag 2O + 2 NaNO 3 + H 2O
6. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici prin realizarea b ilanțului atomilor de oxigen,
cu excepția celor din radicali.
2 AgNO 3 + 2 NaOH → Ag 2O + 2 NaNO 3 + H 2O
d) Algoritmul de stabilire numerelor de oxidare a atomilor elementelor care pot prezenta
mai multe numere de oxidare:
1. Se stabilesc numerele de oxidare pentru toți atomii elementelor, respectând
,,Regulile de stabilire a N.O.”.
2. Se notează cu ,,x” numărul de oxidare pentru atomul elementului care poate
prezenta mai multe numere de oxidare.
3. Se calculează suma algebrică a produselor dintre N.O. și numărul atomilor din
fiecare fel.
4. Suma calculată anterior se egalează cu ,,0” – pentru compuși poliatomici.
5. Suma calculată anterior se egalează cu ,,sarcina ionului” – pentru ioni poliatomici.
6. Se rezolvă ecuația de gradul I astfel obținută.
7. x = N.O. al atomului elementului vizat.
Exemplu:
Să se determine numărul de oxidare al N în HNO 2.
1. Se stabilesc numerele de oxidare pentru toți atomii elementelor, respectând
,,Regulile de stabilire a N.O.”.
H+1 N O 2-2
2. Se notează cu ,,x” numărul de oxidare pentru atomul elementului care poate
prezenta mai multe numere de oxidare.
46
H+1 Nx O2-2
3. Se calculează suma algebrică a produselor dintre N.O. și numărul atomilor din
fiecare fel.
2 21 1)1( x
4. Suma calculată anterior se egalează cu ,,0” – pentru compuși poliatomici.
02 21 1)1( x
5. Suma calculată anterior se egalează cu ,,sarcina ionului” – pentru ioni poliatomici.
Nu este cazul
6. Se rezolvă ecuația de gradul I astfel obținută.
02 21 1)1( x
+1 + x – 4 = 0
x – 3 = 0
x = 3
7. x = N.O. al atomului elementului vizat.
N.O. N = (+3)
e) Algoritmul de stabilire a coeficienților stoechiometrici în reacțiile redox
1. Se stabilesc numerele de oxidare (N.O.) ale tuturor atomilor implicați în reacția chimică.
2. Se identifică elementele ca re își schimbă N.O.
3. Se identifică și se scriu procesele de oxidare și de reducere, agenții oxidanți și reducători.
4. Se stabilește bilanțul electronic, urmărind egalitatea între numărul electronilor cedați și
cei acceptați.
5. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici în ecuația reacției redox, pe baza analizei
anterioare.
Exemplu:
Să se stabilească coeficienții stoechiometrici pentru următoarea ecuație a reacției chimice:
K2Cr2O7 + H 2SO 4 + KI → K2SO 4 + Cr 2 (SO 4)3 + I2 + H 2O
1. Se stabilesc numerelor de oxidare (N.O.) ale tuturor atomilor implicați în reacția
chimică:
K2+1 Cr2+6 O7-2+H 2+1 S+6 O4-2+K+1 I-1 → K2+1 S+6 O4-2 +Cr 2+3 (SO 4)32- + I20 + H 2+1 O-2
2. Se identifică elementele care își schimbă N.O.
2Cr+6 → 2Cr+3
2 I-1 → I20
47
2. Se scriu procesele de oxidare și de reducere, agenții oxidanți și reducători:
2Cr+6 +6e- → 2Cr+3 proces de reducere │ K2Cr2O7 – agent oxidant
2I-1 → I20 +2e- proces de oxidare │ KI – agent reducător
3. Ss stabilește bilanțul electronic, urmărind egalitatea între numărul electronilor
cedați și cei acceptați.
1x │ 2Cr+6 +6e- → 2Cr+3
3x │ 2I-1 -2e- → I20
4. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici în ecuația reacției redox:
K2Cr2O7 + 7H2SO 4 + 6 KI → 4K2SO 4 + Cr 2 (SO 4)3 + 3I2 + 7H 2O
f) Algoritmi de rezolvare a problemelor bazate pe ecuațiile chimice
1. Se scriu datele problemei.
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere corectă a reacției chimice.
3. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele problemei).
4. Deasupra ecuației chimice se notează datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta /
necunoscutele).
5. Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare multiplicate cu coeficientul
stoechiometric al substanței respective.
6. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
7. Se determină necun oscuta/ necunoscutele.
8. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
Exemplu:
,,1740 g soluție de K 2SO 4 de concentrație 10% se tratează cu o soluție de BaCl 2 în cantitate
stoechiometrică. Care sunt produșii de reacție și ce cantitate de precip itat se obține?”
– Scrierea datelor problemei
– Scrierea ecuației chimice și a coeficienților stoechiometrici:
174 g x g
K2SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4↓ + 2KCl
174g/mol 233g/mol
48
– Calcularea maselor moleculare:
M K2SO4 = 2×39 + 1×32 + 4×16 = 174
MBaSO4 = 137 + 32 + 4×16 = 233
– Calcularea masei de K 2SO 4 folosind formula de calcul a concentrației procentuale
masice:
100 %
sd
mmc
100mdmsc
100174010md = 174g K 2SO 4
Mm
n
molggn/ 174174 = 1 mol K 2SO 4
– Scrierea proporției care permite calcularea masei de precipitat format:
174233 174a = 233 g precipitat BaSO 4↓
Mm
n
molgg
n/ 233233
= 1 mol precipitat BaSO 4↓
– Se interpretează chimic rezultatul.
Se observă și din calcule și din egalarea ecuației că cei doi coeficienți stoechiometrici
a compușilor vizați este egal cu 1.
g) Algoritmul de studiu a substanțelor anorganice simple
1. Simbolul chimic.
2. Structura atomului pornind de la Z și A stabilirea locului elementului chimic în
sistemul periodic.
3. Caract erul chimic al elementului.
4. Starea naturală a elementului chimic (liber și compuși).
5. Metode de obținere a elementului chimic.
6. Proprietățile fizice ale elementului chimic.
7. Proprietățile chimice ale elementului chimic.
8. Utilizările practice /importanța elementului chimic .
9. Efecte asupra mediului, mijloace de protecție împotriva poluării.
49
Exemplu:
Unități de învățare – clasa a VIII -a: Oxigenul, Hidrogenul, Carbonul, Azotul, Clorul
h) Algoritmul de studiu a substanțelor anorganice compuse
1. Definiție.
2. Formula chimică generală.
3. Clasificarea; nomenclatura.
4. Metode de obținere a substanței chimice.
5. Proprietățile fizice ale substanței chimice.
6. Proprietățile chimice ale substanței chimice.
7. Utilizările practice / importanța su bstanței chimice.
8. Observații biochimice .
Exemplu:
Unități de învățare: – clasa a VIII -a: Oxizi, Acizi, Baze, Săruri,
– clasa a X -a: Alcani, Alchene, Alchine, Arene, Alcooli, Acizi
carboxilici,
– clasa a XI -a: Fenoli, Compuși carbonilici, Amine, Derivați
halogenați, Monozaharide.
i) Algoritmi sub forma instrucțiunilor pentru efectuarea unei lucrări practice
Exemplu:
Experimentul de obținere a oglinzii de argin t, este structurat pe următorul algoritm:
1. Într-o eprubetă se introduc 5 ml soluție concentrată de AgNO 3.
2. Peste conținutul din eprubetă se adăugă cu picătura soluție de NaOH, până la apariția
precipitatului Ag 2O.
3. Se adugă soluție de NH 3 până la dizolvarea p recipitatului.
4. În soluția limpede (reactivul Tollens) astfel obținută se adaugă 5ml soluție de glucoză.
5. Se încălzește ușor (fără a se agita conținutul eprubetei) pe o baie de apă până ce argintul
se depune pe pereții eprubetei.
50
Capitolul 4. ALGORITMI FOLOSIȚI ÎN PREDAREA REACȚIILOR
CHIMICE
4.1. Algoritmi folosiți în predarea diferitelor tipuri de reacții chimice
4.1.1. Algoritmi folosiți în scrierea ecuațiilor reacțiilor de combinare
Pentru predarea lecției ,,Reacții de combinare” – clasa a VII-a, am folosit algoritmul de
scriere a ecuației reacției chimice, ținând cont și de definiția reacției de combinare și anume:
,,Reacția de combinarea este reacția prin care două sau mai multe substanțe (simple sau compuse)
numite reactanți reacționează între ele, rezultând o singură substanță (compusă), numită produs de
reacție.”.
Algoritmul de scriere a ecuației reacției chimice de combinare:
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactanților și a produsului de reacție.
2. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în compoziția reactanților
și a produsului de reacție.
3. Se scriu coeficienții stoechiometrici în fața formulelor chimice.
4. Se verifică corectitudinea fiecărui coeficient stabilit.
a. Reacția de combinare când rea ctanții sunt două substanțe simple.
De exemplu, ecuația reacției dintre aluminiu și sulf se scrie astfel:
1. Al + S → Al 2S3
reactanți produs de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Al 1 2
S 1 3
51
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
2 Al + 3 S → Al 2S3
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
2 Al + 3 S → Al 2S3
b. Reacția de combinare când reactanții sunt două substanțe compuse.
De exemplu, ecuația reacției dintre oxid de sodiu și apă se scrie astfel:
1. Na2O + H 2O → NaOH
reactanți produs de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectan ți Nr. atomi din produși de
reacție
Na 2 1
H 2 1
O 2 1
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
Na2O + H 2O → 2 NaOH
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
Na2O + H 2O → 2 NaOH
Pentru fixarea cunoștințelor nou predate am propus spre rezolvare următorul exercițiu:
1) Completați și egalați următoarele ecuații ale reacțiilor chimice de combinare:
H2 + Cl 2 → ………..
C + O 2 → ………..
C + O 2 → ………..
Având în vedere că lipsesc produșii de reacție, ele vul va trebui să aplice 3 tipuri de
algoritmi:
– algoritmul de recunoaștere a schemei generale a reacției de combinare
A + D → AD
– algoritmul de stabilire a formulelor chimice a substanțelor compuse anorganice
52
1. Se scriu simbolurile chimice/formulele elementelor chimice/radicalilor care intră în
structura substanței
2. Se scriu, în partea dreaptă sus a simbolului chimic, valențele elementelor componente.
3. Valențele devin indici, pe diagonlă.
4. Dacă este cazul (au divizor comun), indicii se simplifică.
Etape:
– scrierea simbolurilor cationului și respectiv anionului ortofosfit, cu specificarea
valențelor acestor ioni:
H+ (valență I) și Cl- (valență I)
C (valență II sau IV) și O (valență II)
– atribuirea drept indici: la cation a valenței anionului și reciproc, la anion, a valenței
cationului:
HI ClI
CIIOII (CO – monoxid de carbon) sau C 2 IVO4 II (CO 2 – dioxid de carbon)
– algoritmul de scriere a ecuației reacției chimice de combinare descris mai sus.
4.1.2. Algoritmi folosiți în scrierea ecuațiilor reacțiilor de descompunere
Pentru predarea lecției ,,Reacții de descompunere” – clasa a VII -a, am folosit algoritmul
de scriere a ecuației reacției chimice, ținând cont și de definiția reacției de descompunere și
anume: ,,Reacția de descompunere este reacția prin care o singură substanță chimică (compusă),
numită reactant se descompune în două sau mai multe substanțe chimice (simple sau com puse)
numite produși de reacție.”.
Algoritmul de scriere a ecuației reacției chimice de descompunere:
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactantului și a produșilor de reacție.
2. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în c ompoziția reactantului
și a produșilor de reacție.
3. Se scriu coeficienții stoechiometrici în fața formulelor chimice.
4. Se verifică corectitudinea fiecărui coeficient stabilit.
a. Reacții de descompunere din care să rezulte substanțe simple
De exemplu, e cuația reacției de electroliză a clorurii de sodiu în stare topită, se scrie astfel:
1 NaCl electroliză Na + Cl 2↑
reactant produși de reacție
53
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Na 1 1
Cl 1 2
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
2 NaCl electroliză 2 Na + Cl 2↑
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
2 NaCl electroliză 2 Na + Cl 2↑
b. Reacții de descompunere din care să rezulte substanțe compuse
De exemplu, ecuația reacției de descompunere a cloratului de potasiu în silvină și oxigen,
se scrie astfel:
1 KClO 3 → KCl + O 2↑
reactant produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
K 1 1
Cl 1 2
O 3 2
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
2 KClO 3 → 2 KCl + 3 O2↑
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
2 KClO 3 → 2 KCl + 3 O 2↑
Pe lângă algoritmul de scriere a ecuației chimice am folosit și algoritmul sub forma
instrucțiunilor pentru efectuarea unei lucrări practice .
Obținere a oxigenului în laborator prin descompunerea apei oxigenate în prezență de
catalizator – dioxid de mangan.
54
1. În 2 eprubete curate se toarnă aproximativ câte 2 -3 mL soluție de H 2O2 de concentrație
5%.
2. Într-una din eprubete se adaugă un vârf de spatulă de ca talizator – dioxid de mangan.
3. Se observă dacă reacția a avut loc în cele două eprubete (în eprubeta ce conține și
catalizator se observă o efervescență).
4. Se introduce în fiecare eprubetă câte o așchie de brad incandescentă.
5. Se fac observații și se trag con cluzii
– așchia de brad se aprinde și arde cu flacără mai mare în eprubeta ce conține catalizatorul
– MnO 2, deoarece se degajă o cantitate mai mare de oxigen într -un timp mai scurt.
Descompunerea apei prin electroliză
2H2O electroliză 2H2↑ + O 2↑
1. Într-un dispozitiv Hofmann, având robineții deschiși, se introduce apă acidulată (peste
apa distilată se adaugă 2 mL de H 2SO 4) sau alcalinizată (peste apa distilată se adaugă
2 mL de soluție de NaOH), până la semn sau cota ,,0”.
2. Se lovesc ușor pereții dispozitivului, până când au fost eliminate bulele de aer și se
completează cu apă până la semn.
3. Se închid ambii robineți.
4. Se conectează dispozitivul la o sursă de curent electric.
5. Se observă la ambele tuburi că se desprind de pe electrozi (catod și anod) bule de gaz.
6. Se constată că nivelul apei a scăzut la ambele capete și se fac notațiile corespunzătoare.
7. Se deschid robineții și se intervine cu un băț de chibrit aprins.
8. Se fac observațiile și se trag concluziile.
– la catod se aude o pocnitură deo arece se degajă hidrogen și arde cu explozie,
– la anod flacăra se mărește deoarece se degajă oxigen care intensifică arderea.
Descompunerea precipitatului albastru de Cu(OH) 2
Cu(OH) 2 ↓ t0C CuO + H 2O(v)
precipitat pulbere
albastru -gelatinos neagră
1. Într-o eprubetă curată se introduc 2 -3 mL soluție de CuSO 4 (piatră vânătă de culoare
albastru -verzui).
55
2. Peste conținutul eprubetei se adaugă în picături soluție de NaOH (soluție de sodă
caustică incoloră).
3. Se oprește adăugarea picăturilor la apariția unui precipitat albastru gelatinos (Cu(OH) 2
↓).
4. Cu ajutorul unui clește de lemn se introduce eprubeta în flacăra unei spirtiere. Atenție:
gura eprubetei se îndreaptă către un spațiu în care nu se află nici o persoană! Este
posibil ca o parte din conținutul eprubetei să sară din aceasta, în momentul fierberei
sau vaporii de apă degajați să producă arsuri).
5. Se continuă cu grijă încălzirea precipitatului, până la apariția unui solid negru (CuO)
6. Se stinge spirtiera, se fac observațiile și se trag concluziile.
– pe pereții eprubetei au apărut bule de apă, deci apa s -a evaporat și s -a format CuO care
este o substanță solidă neagră.
4.1.3. Algoritmi folosiți în scrierea ecuațiilor reacțiilor de substituție
Pentru predarea lecției ,,Reacții de substituție” – clasa a VII -a, am folosit algoritmul de
scriere a ecuației reacției chimice, ținând cont și de definiția reacției de substituție și anume
,,Reacția de substituție este reacția prin care un reactant forma t dintr -o substanță simplă,
înlocuiește sau substituie un element din celălalt reactant care întotdeauna este o substanță
compusă, rezultând noi substanțe chimice (una simplă și cealaltă compusă) numite produși de
reacție.”.
Algoritmul de scriere a ecuație i reacției chimice de substituție:
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactanților și a produșilor de reacție.
2. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în compoziția reactanților
și a produșilor de reacție.
3. Se scriu coef icienții stoechiometrici în fața formulelor chimice.
4. Se verifică corectitudinea fiecărui coeficient stabilit.
a. Reacția metalelor reactive cu apa
De exemplu, ecuația reacției dintre sodiu și apă se scrie astfel:
1 Na + H 2O → NaOH + H 2↑
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
56
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Na 1 1
H 2 3
O 1 1
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H 2↑
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
2Na + 2 H 2O → 2 NaOH + H 2↑
b. Reacția metalelor și o soluție acidă. Metalele reactive reacționează atât cu hidracizii cât
și cu oxiacizii de diferite concentrații, cu mici excepții când are loc pasivarea metalului
respectiv (fierul, aluminiu), iar metalele situate după hidrogen reacționează doar cu
oxiacizii în concentrații mari, aurul reacționand doar cu apa regală.
De exemplu, ecuația reacției dintre aluminiu și acid sulfuric se s crie astfel:
1. Al + H 2SO 4 → Al 2(SO 4)3 + H 2↑
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Al 1 2
S 1 3
H 2 2
O 4 12
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
2 Al + 3 H2SO 4 → Al 2(SO 4)3 + 3 H2↑
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
2Al + 3 H 2SO 4 → Al 2(SO 4)3 + 3 H 2↑
57
c. Reacția metalelor cu soluțiile sărurilor care conțin metale mai puțin r eactive decât
primele:
De exemplu, ecuația reacției dintre cupru și azotat de argint se scrie astfel:
1. Cu + Ag NO 3 → Cu(NO 3)2 + Ag ↓
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Cu 1 1
Ag 1 1
N 1 2
O 3 6
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
Cu + 2 Ag NO 3 → Cu(NO 3)2 + 2 Ag ↓
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
Cu + 2 Ag NO 3 → Cu(NO 3)2 + 2 Ag ↓
d. Reacția oxizilor metalici cu hidrogenul are ca aplicație practică obținerea metalelor la
scară industrială:
De exemplu, ecuația reacției dintre oxidul de fier și hidrogen se scrie astfel:
1. Fe2O3 + H 2 → Fe↓ + 3H 2O
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Fe 2 1
H 2 2
O 3 1
58
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
Fe2O3 + 3 H2 →2 Fe↓ + 3 H2O
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
Fe2O3 + 3 H 2 →2 Fe↓ + 3 H 2O
Pe lângă algoritmul de scriere a ecuației chimice am folosit și algoritmul sub forma
instrucțiunilor pentru efectuarea unei lucrări practice .
1. Reacția metal elor cu apa
Reacția dintre sodiu, aluminiu, cupru cu apa
2 Na +2 H2O → 2 NaOH + H 2 ↑
bază tare
2Al + 3 H2O → Al 2O3 + 3 H 2 ↑
oxizd
Cu + H 2O → nu reacționează (utilizarea țevilor din cupru pentru încălzirea
locuințelor)
1. Se toarnă câte 5 mL de apă distilată în 3 eprubete, numerotate cu cifre de la 1 la
3.
2. În toate cele 3 eprubete se adaugă câte 2 picături de fenolftaleină.
3. Se fac observații (nu se observă nici o modificare, deoarece fenolftaleina e ste
un indicator acido -bazic care -și schimbă culoarea în roșu carmin doar în mediul
bazic).
4. În eprubeta 1 se adaugă o bucățică foarte mică de sodiu metalic proaspăt tăiat,
care în prealabil a fost șters de ulei sau petrol. Atenție: sodiul metalic
reacțione ază violent cu apa! Se atinge gura eprubetei cu un băț de chibrit aprins.
5. În eprubeta 2 se adaugă un vârf de spatulă de pulbere de aluminiu, apoi se
încălzește conținutul eprubetei cu ajutorul unei spirtiere.
6. În eprubeta 3 se adaugă 3 cm de sârmă din cupru și eventual se încălzește
conținutul eprubetei.
7. Se fac observațiile și se trag concluziile.
– în eprubeta 1 a apărut o colorație rășu carmin datorită formării unei baze alcaline de
hidroxid de sodiu, iar gazul degajat este hidrogenul care arde cu pocnitur ă;
– în eprubeta 2 nu apare colorație roșu carmin, deoarece se obține oxidul de aluminiu;
– în eprubeta 3 nu a avut loc reacția, cuprul nu reacționează cu apa, deoarece se află situat
după hidrogen în seria de activitate a metalelor).
59
2. Reacția metalelor cu aci zii.
Reacția zincului, cuprului cu acizii: HCl, H 2SO 4, HNO 3
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H 2 ↑
Cu + HCl → nu reacționează
Zn + H 2SO 4 → ZnSO 4 + H 2 ↑
Cu + 2 H 2SO 4 → CuSO 4 + SO 2 ↑ + 2 H 2O
Zn + 2 HNO 3 → Zn(NO 3)2 + H 2↑
3Cu + 8HNO 3 cocentrat → 3Cu(NO 3)2 + 2NO↑ + 4H 2O
1. Se toarnă câte 3 mL soluție de HCl în eprubeta 1 și 2, 3 mL soluție
concentrată de H 2SO 4 în eprubeta3 și 4, 3 mL soluție concentrată de HNO 3
în eprubeta 5 și 6.
2. În eprubeta 1, 3 și 5 se adaugă câte puțin șpan de Zn.
3. În eprubeta 2, 4 și 6 se adaugă câte o bucățică sârmă din Cu. Atenție:
eprubeta 4 și 6 se introduc în nișă, deoarece se degajă gaze toxice pentru
organism (SO 2 și NO care se transformă în NO 2 – un gaz brun -roșcat, foarte
toxic, numit hipoazotită).
4. Se fac observațiile și se trag concluz iile.
– În eprubeta 1, 3 și 5 reacția se desfășoară cu efervescență pentru că se degajă un gaz
numit hidrogen (Zn se află situat în seria de activitate în fața hidrogenului, prin urmare
îl pune în libertate).
– În eprubeta 2 reacția nu are loc (Cu se află sit uat în seria de activitate după hidrogen,
prin urmare nu -l poate pune în libertate).
– În eprubeta 4 reacția are loc dacă încălzim eprubeta și se simte degajarea unui gaz, SO 2
( dioxidul de sulf este un gaz incolor, iritant al mucoaselor, cu un miros înțepător și
gust acrișor. Gazul este toxic, se dizolvă bine în apă, formând acizi sulfuroși).
– În eprubeta 5 reacția are loc cu degajare vizibilă de hipoazotită ce se formează instant
la contactul NO cu aerul înconjurător ( NO 2 – un gaz brun -roșcat, foarte toxic, numit
hipoazotită).
3. Reacția metalelor cu soluțiile sărurilor care conțin metale mai puțin reactive decât
primele:
Reacția fierului cu soluție de sulfat de cupru și a cuprului cu sulfat de fier
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu↓
FeSO 4 + Cu → nu reacționează
60
1. În eprubeta 1 se introduc 5 mL soluție de piatră vânătă, iar în eprubeta 2 se
introduc 5 mL soluție de sulfat de fier (II).
2. În eprubeta 1 se adaugă cu grijă cuiul din fier pentru a evita spargerea acesteia.
3. În eprubeta 2 se adaugă o bucată de sârmă din cup ru.
4. Se lasă să reacționeze timp de 10 minute iar apoi se fac observațiile și se trag
cocluziile.
– În eprubeta 1 se observă o depunere roșiatică (Cu) pe cuiul din fier.
– Soluția și -a schimbat culoarea de la albastru ( CuSO 4 ) deschis la verde ( FeSO 4).
– În eprubeta 2 nu se observă vreo schimbare, semn că reacția nu a avut loc
– Fe este mai reactiv decât Cu, prin urmare îl scoate din săruri.
4.1.4. Algoritmi folosiți în scrierea ecuațiilor reacțiilor de schimb sau dublă înlocuire
Pentru predarea lecției , ,Reacții de schimb” – clasa a VII -a, am folosit algoritmul de scriere
a ecuației reacției chimice, ținând cont și de definiția reacției de schimb și anume ,,Reacția de
schimb, sau dublă înlocuire, este reacția prin care două substanțe compuse, numite reactanți
schimbă între ele câte un element, rezultând alte două substanțe compuse, numite produși de
reacție.”.
Algoritmul de scriere a ecuației reacției chim ice de schimb:
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactanților și a produșilor de reacție.
2. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în compoziția reactanților
și a produșilor de reacție.
3. Se scriu coeficienții stoechiomet rici în fața formulelor chimice.
4. Se verifică corectitudinea fiecărui coeficient stabilit.
a. Reacția de neutralizare: este reacția dintre o bază și un acid, cu formarea unei sări și
apă:
De exemplu, ecuația reacției dintre acidul clorhidric și hidroxid de calciu (var stins) se scrie
astfel:
1. HCl + Ca(OH) 2 → CaCl 2 + H 2O
reactanți produși de reacție
61
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Ca 1 1
Cl 1 2
H 3 2
O 2 1
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
2 HCl + Ca(OH) 2 → CaCl 2 + 2 H2O
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
2 HCl + Ca(OH) 2 → CaCl 2 + 2 H 2O
b. Reacții de identificare a anionilor sau a cationilor:
De exemplu, pentru identificarea ionilor clorură, ecuația reacției dintre clorura de bariu și
azotat de argint se scrie astfel:
1. BaCl 2 + AgNO 3 → AgCl↓ + Ba(NO 3)2 (identificarea ionilor clorură)
precipitat
alb-brânzos
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Ba 1 1
Ag 1 1
Cl 2 1
O 3 6
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
BaCl 2 + 2 AgNO 3 → 2 AgCl↓ + Ba(NO 3)2
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
BaCl 2 + 2 AgNO 3 → 2 AgCl↓ + Ba(NO 3)2
c. Reacția dintre acizi și oxizi bazici
62
De exemplu, ecuația reacției dintre acidul az otic și oxid de calciu (var nestins) se scrie
astfel:
1. HNO 3 + CaO → Ca(NO 3)2 + H 2O
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Ca 1 1
N 1 2
H 1 2
O 4 7
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
2 HNO 3 + CaO → Ca(NO 3)2 + H 2O
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
2 HNO 3 + CaO → Ca(NO 3)2 + H 2O
d. Reacția dintre acizi și sărurile acizilor mai slabi
De exemplu, ecuația reacției dintre acidul azotic și oxid de calciu (var nestins) se scrie
astfel:
1. H2SO 4 + KCl → K 2SO 4 + HCl
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
K 1 2
S 1 1
Cl 1 1
H 2 1
O 4 7
63
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
H2SO 4 + 2 KCl → K 2SO 4 + 2 HCl
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
H2SO 4 + 2 KCl → K 2SO 4 + 2 HCl
e. Reacția bazelor cu oxizii acizi:
De exemplu, ecuația reacției dintre hidroxidul de calciu și dioxid de carbon (barbotarea
apei de var servește la identificarea dioxidului de carbon) se scrie astfel:
1. Ca(OH) 2 +CO 2 →CaCO 3↓+ H 2O
reactanți produși de reacție
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Ca 1 1
C 1 1
H 2 2
O 4 4
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
Ca(OH) 2 +CO 2 →CaCO 3↓+ H 2O
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
Ca(OH) 2 +CO 2 →CaCO 3↓+ H 2O
f. Reacția bazelor cu sărurile solubile are loc cu formare de baze insolubile numite
precipitate:
De exemplu, ecuația reacției dintre hidroxidul de sodiu și clorură de fier (III) se scrie astfel:
1. NaOH + FeCl 3 → Fe(OH) 3 ↓ + NaCl
pp. roșu brun
reactanți produși de reacție
64
2. Bilanțul atomic:
Atomul Nr. atomi din rectanți Nr. atomi din produși de
reacție
Fe 1 1
Na 1 1
Cl 3 1
H 1 3
O 1 3
3. Din acest bilanț atomic rezultă coeficienții stoechiometrici:
3NaOH + FeCl 3 → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl
4. În urma verificărilor, ecuația reacției chimice este:
3NaOH + FeCl 3 → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl
Pe lângă algoritmul de scriere a ecuației chimice am folosit și algoritmul sub forma
instrucțiunilor pentru efectuarea unei lucrări practice .
a. Reacția de neutralizare: este reacția dintre o bază și un acid, cu formarea unei sări și apă:
Reacția de neutralizare a acidului clorhidric cu o soluție de hidroxid de sodiu
HCl + NaOH → NaCl+ H 2O
1. Într-un pahar Erlenmayer se introduc cu ajutorul unui cilindru gradat 10 ml
soluție de HCl de concentrație 0,1M.
2. Se adaugă 2 picături de fenolftaleină și s e observă dacă are loc vreo schimbare.
3. Cu ajutorul unei biurete pregătită anterior și umplută până la semn cu o soluție
de NaOH de concentrație 0,1M, se adaugă prin picurare și agitare continuă
soluție de NaOH.
4. Dacă apare doar local colorație în roșu carmi n și dispare odată cu agitarea
conținutului paharului, se continuă picurarea până când colorația persistă timp
de 20 secunde (punctul de echivalență).
5. În momentul punctului de echivalență se oprește titrarea.
6. Se citește de pe biuretă volumul de soluție de NaOH consumat.
7. Se fac calculele și se interpretează rezultatele (doar pentru elevii de la Centrul
de excelență).
8. Se fac observațiile și se interpretează rezultatele.
65
– La începutul titrării se observă o colorație locală în roșu carmin deoarece
fenolftaleina își schimbă culoarea când întâlnește mediul bazic (NaOH), dar
dispare datorită excesului de HCl.
– La momentul punctului de echivalență se observă o colorație slabă de roșu
carmin, ceea ce înseamnă că ambele soluții au reacționat total și mediul a
devenit n eutru.
b. Reacții de identificare a anionilor sau a cationilor:
Identificarea ionilor clorură și a ionilor de bariu
BaCl 2 + AgNO 3 → AgCl↓ + HNO 3 (identificarea ionilor clorură)
precipitat
alb-brânzos
H2SO 4+ BaCl 2 → BaSO 4 ↓ + 2HCl (identificarea ionilor de bariu)
precipitat
alb-lăptos
1. În două eprubete etichetate cu 1 și 2, se introduc câte 2 mL soluție de BaCl 2
incoloră.
2. În eprubeta 1 se adaugă 1 -2 pic ături soluție de AgNO 3.
3. În eprubeta 2 se adaugă 1 -2 picături soluție de H 2SO 4.
4. Se fac observațiile și se interpretează rezultatele.
– În eprubeta 1 apare un precipitat alb brânzos de AgCl, deoarece ionii clorură precipită
în prezența ionilor de argint.
– În eprubeta 2 apare un precipitat alb gelatinos de BaSO 4 , deoarece ionii de bariu
precipită în prezența ionilor sulfat.
c. Reacția bazelor cu sărurile solubile are loc cu formare de baze insolubile numite
precipitate:
Reacția NaOH cu: CuSO 4, AlCl 3, FeCl 2, FeCl 3, Ni(NO 3)2, Co(NO 3)2
2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2↓ + Na 2SO 4
pp. albastru
gelatinos
3NaOH + AlCl 3 → Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl
pp. alb
2NaOH + FeCl 2 → Fe(OH) 2 ↓ + 2NaCl
pp. alb verzui
3NaOH + FeCl 3 → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl
pp. roșu -brun
2NaOH + Ni(NO 3)2 → Ni(OH) 2 ↓ + 2NaNO 3
pp. verde
66
2NaOH + Co(NO 3)2, → Co(OH) 2 ↓ + 2NaNO 3
pp. roz
1. Se toarnă în eprubetele etichetate cu numere de la 1 la 6 câte 2 mL din soluțiile
de CuSO 4, AlCl 3, FeCl 2, FeCl 3, Ni(NO 3)2 și Co(NO 3)2.
2. În fiecare eprubetă se adaugă în picături soluție de NaOH, până la apariț ia
precipitatului format.
3. Se notează observațiile și se interpretează rezultatele.
– În eprubeta 1 se observă apariția unui precipitat albastru gelatinos, deoarece s -a format
o bază insolubilă de Cu(OH) 2↓.
– În eprubeta 2 se observă apariția unui precipitat alb, deoarece s -a format o bază
insolubilă de Al(OH) 3↓.
– În eprubeta 3 se observă apariția unui precipitat albverzui, deoarece s -a format o bază
insolubilă de Fe(OH) 2↓.
– În eprubeta 4 se observă apariția unui precipitat roșu -brun, deoarece s -a format o bază
insolubilă de Fe(OH) 3↓.
– În eprubeta 5 se observă apariția unui precipitat verde, deoarece s -a format o bază
insolubilă de Ni(OH) 2↓.
– În eprubeta 6 se observă apariția unui precipitat roz, deoarece s -a format o bază
insolubilă de Co(OH) 2↓.
În lecția de rec apitulare și sistematizare a cunoștințelor asimilate la Unitatea de învățare
,,Reacții chimice” – clasa a VII -a, am propus următoarele exerciții:
1. Stabilește coeficienții stoechiometrici pentru următoarele ecuații:
Ca + O 2 → CaO
Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2
NaHCO 3 t° C Na 2CO 3 + CO 2↑ + H 2O(v)
Pentru rezolvarea acestui exercițiu elevii au aplicat Algoritmul de stabilire a coeficienților
stoechiometrici a ecuațiilor reacțiilor chimice:
1. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în compoziția reactanților
și a produșilor de reacție.
2. Se scriu coeficienții stoechiometrici în fața formulelor chimice.
3. Se verifică corectitudinea fiecărui coeficient stabilit.
2 Ca + O 2 → 2 CaO
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H 2
2 NaHCO 3 t° C Na 2CO 3 + CO 2↑ + H 2O(v)
67
2. Scrie și stabilește coeficienții stoechiometrici pentru următoarele ecuații:
a) hidrogen + oxigen → apă
b) acid bromhidric + hidroxid de sodiu →bromură de sodiu + apă
c) magneziu + apă → hidroxid de magneziu + apă
d) sulfat de fier (II) + clorură de bariu → sulfat de bariu + clorură de fier (II)
Pentru rezolvarea acestui exercițiu elevii au aplicat următoarele tipuri de algoritmi:
– Algoritmul de stabilire a formulelor chimice a substanțelor compuse anorganice:
1. Se scriu simbolurile chimice/formulele elementelor chimice/radicalilor care intră în
structura substanței
2. Se scriu, în partea dreaptă sus a simbolului chimic, valențele elementelor componente.
3. Valențele devin indici, pe diagonlă.
4. Dacă este cazul (au divizor comun), indicii se simplifică.
– Algoritmul de scriere a ecuației reacției chimice:
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactanților și a produșilor de reacție.
2. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în compoziția reactanților
și a produșilor de reacție.
3. Se scriu coeficienții stoechiometrici în fața formulelor chimice.
4. Se verifică corectitudinea fiecărui coeficient stabilit.
a) 2 H 2 + O 2 → 2 H 2O
b)
3. Completează următoarele ecuații chimice:
a) S + O 2 → …….
b) H 2O2 →……….+……..
c) K + H 2O →…….+……
d) KOH + HI →………+……..
Având în vedere că lipsesc produșii de reacție, elevii au fost nevoiți să aplice 3 tipuri de
algoritmi:
– algoritmul de recunoaștere a schemei generale a reacției de combinare,
descompunere, substituție și schimb:
A + D → AD
AD → A + D
A + DE → AE + D
AD + EG →AG + ED
68
– algoritmul de stabilire a formulelor chimice a substanțelor compuse anorganice:
1. Se scriu simbolurile chimice/formulele elementelor chimice/radicalilor care intră în
structura substanței
2. Se scriu, în partea dreaptă sus a simbolului chimic, valențele elementelor componente.
3. Valențele devin indici, pe diagonlă.
4. Dacă este cazul (au divi zor comun), indicii se simplifică.
– algoritmul de scriere a ecuației reacției chimice de combinare, descompunere, substituție
și schimb:
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactanților și a produșilor de reacție.
2. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în compoziția reactanților
și a produșilor de reacție.
3. Se scriu coeficienții stoechiometrici în fața formulelor chimice.
4. Se verifică corectitudinea fiecărui coeficient stabilit.
4. Se consideră următoarea schemă prog ram:
BaCO 3 t0C a + b
a + H 2O → c
c + NH 4Cl → d +NH 3 + H2O
c + HCl → d + H2O
c + b → BaCO 3 + H2O
b + Ca(OH) 2 → e + H2O
a) Identifică substanțele notate cu litere.
b) Scrie ecuațiile reacțiilor chimice din schemă și stabilește coeficienții.
c) Clasifică substanțele întâlnite în schemă.
d) Clasifică reacțiile reprezentate prin ecuațiile de mai sus.
Pentru a putea rezolva acest exercițiu, elevii au aplicat 4 tipuri de algoritmi:
a) Algoritmul de stabilire a formulelor chimice a substanțelor compuse anorganice:
1. Se scriu simbolurile chimice/formulele elementelor chimice/radicalilor care intră în
structura substanței.
2. Se scriu, în partea dreaptă sus a simbolului chimic, valențele elementelor componente.
3. Valențele devin indici, pe diagonlă.
4. Dacă este cazul (au divizor comun), indicii se simplifică.
a = BaO c = Ba(OH) 2 e = CaCO 3
b = CO 2 d = BaCl 2
69
b) Algoritmul de scriere a ecuației reacției chimice:
1. Se scriu corect formulele chimice ale reactanților și a produșilor de reacție.
2. Se realizează bilanțul atomic al tuturor atomilor care se găsesc în compoziția
reactanților și a produșilor de reacție.
3. Se scriu coeficienții stoechiometrici în fața formulelor chimice.
4. Se verifică corectit udinea fiecărui coeficient stabilit.
BaCO 3 t0C BaO + CO 2
BaO + H 2O → Ba(OH) 2
Ba(OH) 2 + 2 NH 4Cl → BaCl 2 + 2 NH 3 + 2 H2O
Ba(OH) 2 + 2 HCl → BaCl 2 + 2 H2O
Ba(OH) 2 + CO 2 → BaCO 3 + H2O
CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H2O
c) Algoritmul de definire a principalelor clase de substanțe compuse (acizi, baze,
săruri, oxizi)
1. Selectarea substanțelor compuse care conțin anumite tipuri de atomi (metal, nemetal, H,
O, C, S, P, Cl, F, I, Br, etc).
2. Gruparea atomilor de metal, nemetal, H, O, C, S, P, Cl, F, I, Br, etc în grupări
caracteristice (OH)-, CO 32-, SO 42-, SO 42-, PO 43-, PO 33-, SO 32-, NO 3-, NO 2-, ClO-, ClO 2-, ClO 3-, ClO 4-
,S2-, Cl-, F-, I-, Br-, etc.
3. Denumirea compusului format, ca bază, acid, oxid, sare; confirmarea la capătul acestei
etape, a calității de bază, acid, oxid, sare.
Oxizi bazici: BaO, oxizi acizi: CO 2, baze: Ba(OH) 2, săruri: BaCl 2, CaCO 3
d) Algoritmul de recunoaștere a schemei generale a reacției de combinare,
descompunere, substituție și schimb:
A + D → AD
AD → A + D
A + DE → AE + D
AD + EG →AG + ED
Reacții de combinare:
BaO + H 2O → Ba(OH) 2
70
Reacții de descompunere:
BaCO 3 t0C BaO + CO 2
Reacție de schimb:
Ba(OH) 2 + 2 NH 4Cl → BaCl 2 + 2 NH 3 + 2 H2O
Ba(OH) 2 + 2 HCl → BaCl 2 + 2 H2O
Ba(OH) 2 + CO 2 → BaCO 3 + H2O
CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H2O
4.1.5. Algoritmi folosiți în predarea scrierii ecuațiilor reacțiilor redox.
Pentru predarea lecției ,,Stabilirea coeficienților stoechiometrici în ecuațiile reacțiilor
redox” – clasa a IX -a, am folosit:
a) Algoritmul de stabilire numerelor de oxidare a atomilor elementelor care pot prezenta
mai multe numere de oxidare:
1. Se stabilesc numerele de oxidare pentru toți atomii elementelor, respectând
,,Regulile de stabilire a N.O.”.
2. Se notează cu ,,x” numărul de oxidare pentru atomul elementului care poate
prezenta mai multe numere de oxidare.
3. Se calculează suma algebrică a produselor dintre N.O. și numărul atomilor din
fiecare fel.
4. Suma calculată anterior se egalea ză cu ,,0” – pentru compuși poliatomici.
5. Suma calculată anterior se egalează cu ,,sarcina ionului” – pentru ioni poliatomici.
6. Se rezolvă ecuația de gradul I astfel obținută.
7. x = N.O. al atomului elementului vizat.
Exemplu:
Să se determine numărul de oxida re al N în HNO 3.
1. Se stabilesc numerele de oxidare pentru toți atomii elementelor, respectând
,,Regulile de stabilire a N.O.”.
H+1 N O 3-2
2. Se notează cu ,,x” numărul de oxidare pentru atomul elementului care poate
prezenta mai multe numere de oxidare.
H+1 Nx O3-2
3. Se calculează suma algebrică a produselor dintre N.O. și numărul atomilor din
fiecare fel.
2 31 1)1( x
71
4. Suma calculată anterior se egalează cu ,,0” – pentru compuși poliatomici.
02 31 1)1( x
5. Suma calculată anterior se egalează cu ,,sarcina ionului” – pentru ioni poliatomici.
Nu este cazul
6. Se rezolvă ecuația de gradul I astfel obținută.
02 31 1)1( x
+1 + x – 6 = 0
x -5 = 0
x = 5
7. x = N.O. al atomului elementului vizat.
N.O. N = (+5)
b) Algoritmul de stabilire a coeficienților stoechiometrici în reacțiile redox
1. Se stabilesc numerele de oxidare (N.O.) ale tuturor atomilor implicați în reacția chimică.
2. Se identifică elementele care își schimbă N.O.
3. Se identifică și se scriu procesele de oxidare și de reducere, agenții oxidanți și reducători.
4. Se stabilește bilanțul electronic, urmărind egalitatea între numărul electronilor cedați și
cei acceptați.
5. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici în ecuația reacției redo x, pe baza analizei
anterioare.
Exemplu:
Să se stabil ească coeficienții stoechiometrici pentru următoarea ecuație a reacției chimice:
FeSO 4 + K 2Cr2O7 + H 2SO 4 → K2SO 4 + Cr 2(SO 4)3 + Fe 2(SO 4)3 + H 2O
1. Se stabilesc numerelor de oxidare (N.O.) ale tuturor atomilor implicați în reacția
chimică:
Fe+2S+6O4-2+K 2+1Cr2+6O7-2+H 2+1S+6O4-2→K2+1S+6O4-2+Cr 2+3(SO 4)32-+Fe 2+3(SO 4)32-+H 2+1 O-2
2. Se identifică elementele care își schimbă N.O.
2 Cr+6 → 2 Cr+3
Fe+2 → 2 Fe+3
3.Se scriu procesele de oxidare și de reducere, agenții oxidanți și reducători:
2Cr+6 + 6e- → 2 Cr+3 proces de reducere │ K2Cr2O7 – agent oxidant
2Fe+2 → 2 Fe+3 + 2e- proces de oxidare │ FeSO 4 – agent reducător
4.Se stabilește bilanțul electronic, urmărind egalitatea între numărul electronilor cedați
și cei acceptați.
1x │ 2Cr+6 +6e- → 2Cr+3
3x │ 2Fe+2 -2e- → 2 Fe+3
72
3. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici în ecuația reacției redox:
6 FeSO 4 + K 2Cr2O7 + 7 H2SO 4 → K2SO 4 + Cr 2 (SO 4)3 + 3 Fe2 (SO 4)3 + 7 H2O
Tema pentru acasă : Aplicând Algoritmul de stabilire a coeficienților stoechiometrici în
reacțiile redox, rezolvați următorul exercițiu:
,,Completează ecuațiile reacțiilor chimice, egalează -le și identifică agenții oxidanți și
reducători.”
C + H 2SO 4 →
Al + CuSO 4 →
CuO + C →
Mg + H 2SO 4 →
Pe lângă aplicarea algoritmului cerut de exercițiu, elevii trebuie să aplice mai întâi
– Algoritmul de recunoaștere a schemei generale a reacției de schimb:
A + DE → AE + D
– Algoritmul de stabilire a formulelor chimice a substanțelor compuse anorganice:
1. Se scriu simbolurile chimice/formulele elementelor chimice/radicalilor care intră în
structura substanței.
2. Se scriu, în partea dreaptă sus a simbolului chimic, valențele elementelor componente.
3. Valențele devin i ndici, pe diagonlă.
4. Dacă este cazul (au divizor comun), indicii se simplifică.
În predarea lecției ,,Stabilirea coeficienților stoechiometrici în ecuațiile reacțiilor redox” –
clasa a IX -a, am folosit și algoritmul sub forma instrucțiunilor pentru efectuarea unei lucrări
practice .
Oxidarea sulfatului de fier (II) în prezență de permanganat de potasiu în mediu
acid
FeSO 4 + KMnO 4 + H2SO 4 → K2SO 4 + MnSO 4 + Fe 2(SO 4)3 + H 2O
1. În eprubeta 1 se toarnă 1 mL soluție de FeSO 4 1M.
2. În eprubeta 2 se prepară amestecul oxidant, adăugând 1 mL soluție H 2SO 4
20% peste 2 mL soluție KMnO 4 1M.
3. Se notează observațiile în fișă.
73
4. Se toarnă amestecul oxidant din epubeta 2, peste soluția de FeSO 4 1M din
eprubeta 1.
5. Se notează observațiile în fișă, se interpretea ză rezultatele și se egalează
redox ecuația reacției chimice.
– La adăugarea soluție H 2SO 4 20% peste 2 mL soluție KMnO 4 1M, soluția își păstrează
culoarea violet deoarece Mn are în continuare N.O.= +7, neavând loc nici o reacție.
– Conținutul eprubetei se încălzește datorită dizolvării exoterme a H2SO 4 în soluția de
KMnO 4 1M.
– La adăugarea amestecului oxidant , soluția se decolorează, deoarece Mn își schimbă
numărul de oxidare ( Mn+7 – violet → Mn+2 – incolor) , având loc oxidarea fierului.
1. Se stabilesc numerelor de oxidare (N.O.) ale tuturor atomilor implicați în reacția
chimică:
Fe+2S+6O4-2+K+1Mn+7O4-2+H 2+1S+6O4-2→K2+1S+6O4-2+ Mn+2S+6O4-2-+Fe 2+3(SO 4)32-+H 2+1 O-2
2. Se identifică elementele care își schimbă N.O.
Mn+7 → Mn+2
Fe+2 → 2 Fe+3
3. Se scriu procesele de oxidare și de reducere, agenții oxidanți și reducători:
Mn+7 + 5e- → Mn+2 proces de reducere │ KMnO 4 – agent oxidant
2 Fe+2 → 2 Fe+3 + 2e- proces de oxidare │ FeSO 4 – agent reducător
4. Se stabilește bilanțul electronic, urmărind egalitatea între numărul electronilor cedați și
cei acceptați.
2x │ Mn+7 + 5e- → Mn+2
5x │ 2Fe+2 -2e- → 2 Fe+3
5. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici în ecuația reacției redox:
10 FeSO 4 + 2 KMnO 4 + 8 H2SO 4 → K2SO 4 + 2 MnSO 4 + 5 Fe2(SO 4)3 + 8 H2O
În lecția de recapitulare și sistematizare a cunoștințelor asimilate la Unitatea de învățare
,,Reacții redox” – clasa a IX -a, am propus printre altele și următoarele exerciții:
A. Alege răspunsul corect :
1. Sulful are numărul de oxidare +4, în compusul:
a. H 2SO 4; b. H 2SO 3; c. H 2S
2. În reacția KMnO 4 + H 2O2 + H 2SO 4 → K 2SO 4 + MnSO 4 + H 2O + O 2, agentul
oxidant este:
a. KMnO 4; b. H 2O2; c. O 2
74
3. În reacția: Cl 2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H 2O
a. clorul se oxidează; b. clorul se reduce; c. clorul este amfolit redox
4. Raportul molar între agentul reducător și cel oxidant în procesul chimic
K2Cr2O7 + 6FeSO 4 + 7H 2SO 4 = K 2SO 4 + Cr 2(SO 4)3 + 3Fe 2(SO 4)3 + 7H 2O
este:
a. 1 : 6; b. 1 : 7; c. 6 : 1
5. Oxidarea Fe2+ → Fe3+ se poate face în mediu acid cu K 2Cr2O7 când are loc o
variație de culoare de la:
a. portocaliu→ brun; b. portocaliu → roșu; c. portocaliu → verde
În rezolvarea Itemului 1 a fost necesar aplicarea Algoritmului de stabilire numerelor de
oxidare a atomilor elementelor care pot prezenta mai multe numere de oxidare:
1. Se stabilesc numerele de oxidare pentru toți atomii elementelor, respectând
,,Regulile de stabilire a N.O.”.
a.H 2+1 S O 4-2 b. H 2+1 S O 3-2 c. H 2+1 S
2. Se notează cu ,,x” numărul de oxidare pentru atomul elementului care poate
prezenta mai multe numere de oxidare.
a.H 2+1 Sx O4-2 b. H 2+1 Sx O3-2 c.H 2+1 Sx
3. Se scrie suma algebrică a produselor dintre N.O. și numărul atomilor din fiecare
fel.
2 41 21 x
;
2 31 21 x ;
1 21 x
4. Suma calculată anterior se egalează cu ,,0” – pentru compuși poliatomici.
02 41 21 x
;
2 31 21 x = 0;
1 21 x
5. Suma calculată anterior se egalează cu ,,sarcina ionului” – pentru ioni poliatomici.
Nu este cazul.
6. Se rezolvă ecuația de gradul I astfel obținută.
2 + x – 8 = 0 2 + x – 6 = 0 2 + x = 0
x – 6 = 0 x – 4 = 0 x + 2 = 0
x = 6 x = 4 x = -2
7. x = N.O. al atomului elementului vizat.
a.H 2+1 S+6 O4-2 b. H 2+1 S+4 O3-2 c.H 2+1 S-2
Pentru rezolvarea Itemului 2, elevii au aplicat fără nici un dubiu Algoritmul de stabilire a
coeficienților stoechiometrici în reacțiile redox:
75
1. Se stabilesc numerelor de oxidare (N.O.) ale tuturor atomilor implicați în reacția
chimică:
K+1Mn+7O4-2+H 2+1O2-1+H 2+1S+6O4-2→K2+1S+6O4-2+Mn+2S+6 O42-+ H2+1 O-2 + O 20
2. Se identifică elementele care își schimbă N.O.
Mn+7 → Mn+2
O-2 → O20
3. Se scriu procesele de oxidare și de reducere, agenții oxidanți și reducători:
Mn+7 + 5e- → Mn+2 proces de reducere │ KMnO 4 – agent oxidant
2O-1 → O20 + 2e- proces de oxidare │ H2O2 – agent reducător
4. Se stabilește bilanțul electronic, urmărind egalitatea între numărul electronilor
cedați și cei acceptați.
2x │ Mn+7 + 5e- → Mn+2
5x │ 2O-1 → O20 + 2e-
5. Se stabilesc coeficienții stoechiometrici în ecuația reacției r edox:
2 KMnO 4 + 5 H2O2 +3 H2SO 4 → K 2SO 4 +2 MnSO 4 + 8 H2O + 5 O2
În rezolvarea Itemilor 3 și 4, elevii au intrat în dificultate, deoarece ecuațiile erau deja
egalate, dar având modelul anterior de determinare a agentului oxidant, și -au dat seama că tot va
trebui să aplice algoritmul de stabilire a coeficienților stoechi ometrici în reacțiile redox până la
capăt, fie și pentru autoverificare. La Itemul 3 au întâmpinat o dificultate, deoarece Cl 2 este și
agent oxidant și agent reducător, dar prin deducere au intuit că este un amfolit redox.
Pentru rezolvarea Itemului 5 a fo st necesar aplicarea algoritmului sub forma instrucțiunilor
pentru efectuarea unei lucrări practice .
Oxidarea sulfatului de fier (II) în prezență de bicromat de potasiu în mediu acid
6FeSO 4 + K2Cr2O7+ 7 H2SO 4 → K2SO 4 + Cr 2(SO 4)3 + 3Fe 2(SO 4)3 + 7H 2O
1. În eprubeta 1 se toarnă 1 mL soluție de FeSO 4 1M.
2. În eprubeta 2 se prepară amestecul oxidant, adăugând 1 mL soluție H 2SO 4
20% peste 2 mL soluție K 2Cr2O7 1M.
3. Se notează observațiile în fișă.
4. Se toarnă amestecul oxidant din epubeta 2, peste soluția de FeSO 4 1M din
eprubeta 1.
5. Se notează observațiile în fișă, se interpretează rezultatele și se egalează
redox ecuația reacției chimice.
76
– La adăugarea soluție H 2SO 4 20% peste 2 mL soluție K 2Cr2O7 1M, soluția își păstrează
culoarea portocalie deoarece Cr are în continuare N.O.= +6, neavând loc nici o reacție.
– Conținutul eprubetei se încălzește datorită dizolvării exoterme a H2SO 4 în soluția de
K2Cr2O7 1M.
– La adăugarea amestecului oxidant , soluția se colorează în verde, deoarece Cr își
schimbă numărul de oxid are ( Cr+6 – portocaliu → Cr+3 – verde) , având loc oxidarea
fierului.
– Egalarea redox a ecuației reacției chimice a fost omisă, deoarece a fost dată ca model
de aplicare a algoritmului privind stabilirea coeficienților stoechiometrici în egalarea
ecuațiilor reacțiilor chimice , în predarea lecției.
4.2. Algoritmi folosiți în rezolvarea diferitelor tipuri de probleme care implică și ecuații
ale reacțiilor chimice
4.2.1. Algoritm de rezolvare a problemelor de calcul stoechiometric – în unități de masă,
molare și de volum
Acest algoritm se aplică pentru problemele care implică toate tipurile de reacții chimice
descrise la subcapitolul 1.3., fac excepție: reacțiile reversibile, reacțiile care au loc prin electroliză
(dacă intervine timpul, intensitatea curentului,etc.).
1. Se scriu datele problemei.
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere corectă a reacției chimice.
3. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele problemei).
4. Deasupra ecuației chimice se notează datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/
necunoscutele).
5. Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare/vol um molar/număr de moli
multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substanței respective.
6. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
7. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
8. Se redactează și se interprete ază chimic rezultatul.
77
Exemplu:
Se tratează stoechiometric 1,3 g zinc cu o soluție de acid clorhidric. Să se calculeze
cantitatea de hidrogen degajat (condiții normale), în grame, litri și moli.
1. Se scriu datele problemei.
mZn =1,3 g
–– /–––
mH2 =?;
VH2 =?;
nH2 =?;
––- //––-
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere corectă a ecuației reacției chimice.
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H 2↑
3. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele problemei).
___ ___
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H2↑
4. Deasupra ecuației chimice se notează datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/
necunoscutele).
1,3 g x g
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H2↑
5. Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare/volum molar/număr de
moli multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substanței respective.
1,3 g x g
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H2↑
65g/mol 2g/mol
1,3 g y L
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H2↑
65g/mol 22,4L/mol
1,3 g z moli
Zn + 2 HCl → ZnCl 2 + H2↑
65g/mol 1mol/mol
6. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
1,3/65 = x/2
1,3/65 = y/22,4
1,3/65 = z/1
7. Se determină necunoscuta/ necunoscutele
78
x = 0,04
y = 0,448
z = 0,02
8. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
0,04 g H 2, 0,448 L H 2, 0,02 moli H 2
Mmn
molggn/653,1 = 0,02 moli Zn
Se observă și din calcule și din egalarea ecuației că raportul molar cât și a celor doi
coeficienți stoechiometrici a compușilor vizați este egal cu 1.
4.2.2. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu concentrație procentuală
Acest algoritm se aplică pentru problemele care implică toate tipurile de reacții chimice
descrise la subcapitolul 1.3., fac excepție: reacțiile reversibile, reacțiile care au loc prin electroliză
(dacă intervine timpul, intensitatea curentului,etc.).
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite ( md , m s c%); masele trebuie
să fie exprimate în aceeași unitate de măsură.
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere corectă a ecuației reacției chimice.
3. Se scrie formula de calcul a concentrației procentuale și se determină necunoscuta, dacă
textul problemei o permite (în cazul în care nu avem s uficiente date revenim la această formulă de
calcul de îndată ce obținem datele necesare, urmând ceilalți pași).
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele prob lemei).
5. Deasupra ecuației chimice se notează datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/
necunoscutele).
6. Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare/volum molar/număr de moli
multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substanțe i respective.
7. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
8. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
9. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
Exemplu:
,,Să se calculeze masa soluției de HCl de c=10%, necesară consumării a 1,2 g Mg șpan?”
79
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite ( md, m s c%); masele trebuie
să fie exprimate în aceeași unitate de măsură.
mMg = 1,2 g
c% = 10% (HCl)
–– /––- –
md = ? g
ms = ?
–– /–––-
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere corectă a ecuației reacției chimice.
Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2↑
3. Se scrie formula de calcul a concentrației procentuale și se determină necunoscuta, dacă
textul problemei o permite (în cazul în care nu avem suficiente date revenim la această
formulă de calcul de îndată ce obținem datele necesare, urmând ceilalți pași).
100 %
sd
mmc
Din formula concentrației procentuale se determină necunoscuta.
cmd100ms
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele problemei).
___ ___
Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2↑
5. Deasupra ecuației chimice se notează datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/
necunoscutele).
1,2 g x g
Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2↑
6. Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare/volum molar/număr de
moli multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substanței respective.
1,2 g x g
Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2↑
24g/mol 2 . 36,5g/mol
7. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile re spective.
1,2/24 = x/73
8. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
x = 3,65 g = m d
cmd100ms
1065,3 100ms
= 36,5 g soluție HCl (10%)
80
9. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
Mm
n
molggn/242,1 = 0,05 moli Mg
molggn/5,3665,3
= 0,1 moli HCl
Se observă și din calcule și din egalarea ecuației că raportul molar cât și a celor doi
coeficienți stoechiometrici a compușilor vizați este egal cu 0,5.
4.2.3. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu concentrație molară
Acest algoritm se aplică pentru problemele care implică toate tipurile de reacții chimice
descrise la subcapitolul 1.3., fac excepție: reacțiile reversibile, reacțiile car e au loc prin electroliză
(dacă intervine timpul, intensitatea curentului,etc.).
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite (n, V s, cM );
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere și egalare corectă a ecuației reacției chimice.
3. Se scrie formula de calcul a concentrației molare și se determină necunoscuta, dacă textul
problemei o permite (în cazul în care nu avem suficiente date revenim la această formulă de calcul
de îndată ce obținem datele necesare, urmând ceilalți pași).
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele problemei).
5. Deasupra ecuației chimice se notea ză datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/
necunoscutele).
6. Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare/volum molar/număr de moli
multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substanței respective.
7. Din notațiile deasupra și su b ecuația chimică se notează proporțiile respective.
8. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
9. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
Exemplu:
,,Să se calculeze volumul soluției de K 2Cr2O7 0,1 M, necesar oxidării a 2 moli de alcool
etilic?”
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite (n, V s, cM);
81
nalcool etilic = 2 moli
cM = 0,1 mol/L
–– /–––
V K 2Cr2O7=?
––/–––-
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere corectă a ecuației reacției redox.
3CH 3-CH 2-OH +K 2Cr2O7 +4H 2SO 4 → 3CH 3-CHO + Cr 2(SO 4)3 + K 2SO 4+7H 2O
3. Se scrie formula de calcul a concentrației molare și se determină necunoscuta, dacă
textul problemei o permite (în cazul în care nu avem suficiente date revenim la această
formulă de calcul de îndată ce obținem datele necesare, urmând ceilalți pași).
sVncM
Din formula concentrației molare se determină necunoscuta.
cMnVs
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele problemei).
__________ _______
3CH 3-CH 2-OH +K2Cr2O7 +4H 2SO 4 → 3CH 3-CHO + Cr 2(SO 4)3 + K2SO 4+7H 2O
5. Deasupra ecuației chimice se notează datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/
necunoscutele).
__2 moli ____ _ x moli
3CH 3-CH 2-OH +K2Cr2O7 +4H 2SO 4 → 3CH 3-CHO + Cr 2(SO 4)3 + K 2SO 4+7H 2O
6. Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare/volum molar/număr de
moli multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substanței respective.
__2 moli ____ _ x moli
3CH 3-CH 2-OH +K2Cr2O7 +4H 2SO 4 → 3CH 3-CHO + Cr 2(SO 4)3 + K 2SO 4+7H 2O
3moli/mol 1mol/mol
7. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
2/3 = x/1
8. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
x = 0,66 moli K 2Cr2O7 = n
cMnVs
82
L molmoliVs/ 1,066,0 = 6,6 L soluție K 2Cr2O7
9. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul
– 2 moli alcool etilic
– 0,66 moli K 2Cr2O7
Se observă și din calcule și din egalarea ecuației că raportul molar cât și a celor doi
coeficienți stoechiometrici a compușilor vizați este egal cu 3.
4.2.4. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu randament
Acest algoritm se aplică pentru problemele care implică toate tipurile de reacții chimice
descrise la subcapitolul 1.3..
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite (m p, m t, ƞ);
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere și egalare corectă a ecuației reacției chimice.
3. Se scrie formula de calcul a randamentului și se determină necunoscuta, dacă textul
problemei o permite (în cazul în care nu avem suficiente date revenim la această formulă de calcul
de îndată ce obținem datele necesare, urmând ceilalți pași).
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sun t notate în datele problemei). Deasupra ecuației chimice se notează
datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/ necunoscutele). Sub formulele chimice subliniate
se notează masele molare/volum molar/număr de moli multiplicate cu coeficientul stoechiome tric
al substanței respective.
5. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
6. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
7. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
Exemplu:
,,Prin polimerizarea a 4 Kg de etenă se obține polietena cu masa molară 14000 g/mol. Știind
că 90% din etena introdusă polimerizează se cere:
a. Scrie ecuația reacției chimice care are loc.
b. Calculează gradul de polimerizare al polietenei.
c. Calculează masa de polietenă obținută.”
1. Se scri u datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite (m p, m t, ƞ);
83
metenă = 4 Kg = 4000 g
ƞ =90%
Mpolietenă 14000g/mol
–––– /–––––
a. ecuația reacției chimice =?
b. n =?
c. mpolietenă obținută =?
–––– /–––––
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere corectă a ecuației reacției de polimerizare.
n CH 2=CH 2 polimerizare ( -CH 2-CH 2-)n
etenă polietenă
3. Se scrie formula de calcul a randamentului și se determină necunoscuta, dacă textul
problemei o permite (în cazul în care nu avem suficiente date revenim la această
formulă d e calcul de îndată ce obținem datele necesare, urmând ceilalți pași).
ƞ
100mtmp
Din formula randamentului se determină necunoscuta.
mp
100tm ƞ
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, f ormulele chimice ale substanțelor
la care se referă problema (sunt notate în datele problemei). Deasupra ecuației
chimice se notează datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/
necunoscutele). Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare/ volum
molar/număr de moli multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substanței
respective.
4000 g mt
n CH 2=CH 2 polimerizare (-CH 2-CH 2-)n
n . 28 g/mol 14000 g/mol
5. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
4000/n. 28 = m t/1400
6. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
Meten ăMpolieten ăn
molgmolign/28/ 14000
= 500
84
mt = 4000 g polietenă teoretică
mp
100tm ƞ
mp
1004000 90 = 3600 g polietenă practică
7. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul
– 4000 g polietenă teoretică
– 3600 g polietenă obținută
Se observă și din calcule că masa obținută este mai mică întotdeauna decât masa
teoretică.
4.2.5. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu echilibru chimic
Acest algoritm se aplică doar pentru problemele care implică reacții chimice reversibile
descrise la subcapitolul 1.3..
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite (n, m, c M, Kc);
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere și egalare corectă a ecuației reacției chimice reversibile.
3. Se scrie formula de calcul a constantei la echilibru (Kc) și se determină necunoscuta,
dacă textul problemei o permite (în cazul în care nu avem suficiente date revenim la această
formulă de calcul de îndată ce obținem datele necesare, urmând ceilalți pași).
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, toate formulele chimice ale substanțelor
implicate în reacție. Deasupra ecuației c himice se notează cu o necunoscută cantitatea în moli de
substanță consumată la echilibru (iar în funcție de aceasta se calculează pentru celelalte substanțe).
Sub formulele chimice subliniate se notează numărul de moli multiplicate cu coeficientul
stoechi ometric al substanței respective.
5. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
6. Se determină necunoscuta/ necunoscutele la echilibru.
7. Se completează tabelul specific acestui tip de problemă.
8. Se calculează Kc .
9. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
85
Exemplu:
,,Pentru sistemul în echilibru: PCl 5 PCl 3 + Cl 2, determinați valoarea constantei de
echilibru Kc, știind că PCl 5 inițial s -au introdus 2 moli, iar la echilibru s -au mai g ăsit 0,5 moli. Se
consideră volumul de 1 L.”
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite (n, m, c M, Kc);
nPCl5 =2 moli inițial
nPCl5 =0,5 moli la echilibru
V = 1 L
––- /–––––-
Kc = ?
––- /–––––-
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere și egalare corectă a ecuației reacției chimice reversibile.
PCl 5 PCl 3 + Cl 2
3. Se scrie formula de calcul a constantei la echilibru (Kc) și se determină necunoscuta,
dacă textul problemei o permite (în cazul în care nu avem suficiente date revenim la
această formulă de calcul de îndată ce obținem datele necesare, urmând ceilalți pași).
aA+ bB ↔ cC +dD
Kc = [C]c [D]d / [A]a [B]b
unde: – Kc este constanta de echilibru la o temperatură dată, iar [A] ,[B] ,[C] și [D] sunt
concentrațiile molare ale compușilor A, B, C, D
Kc = [PCl 3]. [Cl 2] / [PCl 5]
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, toate formulele chimice ale
substanțelor implicate în reacție. Deasupra ecuației chimice se notează cu o
necunoscută can titatea în moli de substanță consumată la echilibru (iar în funcție de
aceasta se calculează pentru celelalte substanțe). Sub formulele chimice subliniate se
notează numărul de moli multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substanței
respective.
x moli y moli z moli
PCl 5 PCl 3 + Cl2
1mol/mol 1mo/mol 1mol/mol
5. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
x/1 = y/1
x/1 = z/1
6. Se determină necunoscuta/ necunoscutele la echilibru.
y = x moli formați
z = x moli formați
86
7. Se completează tabelul specific acestui tip de problemă.
PCl 5 PCl 3 Cl2
Nr. moli aflați inițial în amestec I 2 moli – –
Nr. de moli care se consumă până la stabilirea
echilibrului C x moli – –
Nr. de moli care se formează până la stabilirea
echilibrului F – x moli x moli
Nr. de moli la echilibru E 2-x moli x moli x moli
Concentrațiile molare la echilibru cM (2-x)moli/L
0,5 moli/L x moli/L
1,5 moli/L x moli/L
1,5 moli/L
8. Se calculează Kc.
2- x = 0,5
x = 1,5 moli
Kc = [PCl 3]. [Cl 2] / [PCl 5]
Kc = 1,5 moli/L. 1,5 moli/L / 0,5 moli/L
Kc = 4,5 moli/L
9. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
– Pentru această ecuați chimică, indiferent de cei 3 factori care influențează echilibrul
chimic valoarea lui Kc rămâne constantă și anume 4,5 moli/L.
4.2.6. Algoritm pentru rezolvarea problemelor cu pH
Acest algoritm se aplică doar pentru problemele care implică reacții chimice cu transfer de
protoni (acido – bazice) s au reacții de neutralizare (exces de acid sau de bază) descrise la
subcapitolul 1.3..
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite (c M, n, Vs);
2. Se stabilește de la început clasa de compuși din care face parte (acizi sau baze).
3. Se stabileș te deasemenea tăria acidului (tare sau slab) sau a bazei (tare sau slabă).
4. În funcție de caracteristicile acido -bazice ale substanței se scrie ecuația reacției de
ionizare în soluție apoasă.
5. Pentru fiecare tip de substanță (acid sau bază) se alege formula de calcul a ionilor
hidroniu, respectiv de pH.
6. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
7. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul
87
Exemplu:
,,Ce pH va avea o soluție de NaOH 0,001M?”
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite (cM, n, Vs);
cM = 0,001mol/L(NaOH)
––––- /––––––
pH=?
––––- /––––––
2. Se stabilește de la început clasa de compuși din care face parte (acizi sau baze).
NaOH = bază
3. Se stabilește deasemenea tăria acidului (tare sau sl ab) sau a bazei (tare sau slabă).
NaOH = bază alcalină ușor solubilă în apă, bază tare
4. În funcție de caracteristicile acido -bazice ale substanței se scrie ecuația reacției de
ionizare în soluție apoasă.
NaOH (s) dizolvare Na+(aq) + HO-(aq)
5. Pentru fiecare tip de substanță (acid sau bază) se alege formula de calcul a ionilor
hidroniu, respectiv de pH.
Pentru bazele monoprotice tari , complet ionizate în soluție apoasă, concentrația ionilor
hidroxid este egală cu concentrația bazei.
[HO-] = cB =10-p mol/L
pOH = p
pH = 14 – pOH
6. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
[HO-] = cB =10-3 mol/L
pOH = 3
pH = 14 – 3 = 11
7. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
– pH = 11 corespunde mediului puternic bazic, ori NaOH este într -adevăr o bază alcalină
ușor solubilă în apă, bază tare.
– având pe masa de lucru soluție gata preparată, se măsoară cu ajutorul hârtiei
indicatoare de pH, ori cu pH -metru.
88
4.2.7. Algoritm pentru rezolvarea problemelor de determinare a formulei moleculare pentru
compuși organici
Acest algoritm se aplică pentru problemele care implică reacții chimice de ardere (oxidare
totală) ale compușilor organici.
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite;
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere și egalare corectă a ecuației reacției chimice.
3. Se scrie formula de calcul a densității față de aer a vaporilor substanței A și se determină
necunoscuta.
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele problemei). Deasupra ecuației chimice se notează
datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/ necunoscutele dacă este cazul). Sub formulele
chimice subliniat e se notează masele molare/volum molar/număr de moli multiplicate cu
coeficientul stoechiometric al substanței respective.
5. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
6. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
7. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
Exemplu:
,,Prin arderea a 4,6 g dintr -o substanță organică A, care conține oxigen s -au obținut 8,8 g
CO 2 și 5,4 g H 2O. Densitatea față de aer a vaporilor substanței A este d aer=1,5916. Determinați
formul a moleculară a substanței organice A.”
1. Se scriu datele problemei, folosindu -se notațiile stabilite;
mA = 4,6 g
mCO2 = 8,8 g
mH2O = 5,4 g
daer = 1,5916
–––– /––––-
Formula moleculară=?
–––– /––––
2. Se scrie ecuația reacției chimice la care se referă problema; se vor avea în vedere
algoritmii de scriere și egalare corectă a ecuației reacției chimice.
CxHyOz + (4x+y -2z)/4O 2 → xCO 2 + y/2H 2O
3. Se scrie formula de calcul a densității față de aer a vaporilor substanței A și se de termină
necunoscuta.
89
daer
MaerMA
MA = d aer.Maer = 1,5916.28,9g/mol = 45,99 = 46g/mol
4. Se subliniază și supraliniază, pe ecuația chimică, formulele chimice ale substanțelor la
care se referă problema (sunt notate în datele problemei). Deasupra ecuației chimice se
notează datele problemei (ce se cunoaște și necunoscuta/ necunoscutele dacă este
cazul). Sub formulele chimice subliniate se notează masele molare/volum molar/număr
de moli multiplicate cu coeficientul stoechiometric al substan ței respective.
4,6 g 8,8 g 5,4 g
CxHyOz + (4x+y -2z)/4O 2 → xCO 2 + y/2H 2O
46 g/mol 44x 18y/2
5. Din notațiile deasupra și sub ecuația chimică se notează proporțiile respective.
4,6/46 = 8,8/44x
4,6/46 = 5,4/9y
6. Se determină necunoscuta/ necunoscutele.
x = 2
y = 6
MA = 12x +y+ 16z = 46
24 + 6 + 16z = 46
z = 1
7. Se redactează și se interpretează chimic rezultatul.
Formula moleculară a substanței organ ice A este: C 2H6O
– se scrie ecuația reacției de ardere înlocuind cu valorile numerice găsite pentru x, y și z:
C2H6O + 3O 2 → 2CO 2 + 3H 2O
– se observă că ecuația se verifică.
90
CAP.5. EVALUARE A ȘI INTERPRETAREA REZULTATELOR
Pentru a vedea în ce măsură metoda algoritmizării duce la îmbunătățirea rezultatelor
învățării, am comparat rezultatele obținute de elevii a două clase: clasa experimentală – clasa a IX –
a I, la care s -a folosit pe lângă celelalte metode de predare – învăța re – evaluare și metoda
algoritmizării și clasa martor – clasa a IX -a B, la care s -a predat fără utilizarea acestei metode.
Unitățile de învățare pentru care s -a făcut studiul au fost: ,,Acizi și baze – Reacții acido -bazice” și
,,Reacții redox”. La clasa a IX-a B metodele de predare utilizate au fost: conversația euristică,
explicația, exercițiul, demonstrația, etc.
Pentru cele două clase se cunosc următoarele date preliminare:
Clasa martor:
1. Unitatea de învățământ: Liceul ,,Ștefan Procopiu” – Vaslui
2. Clasa: a IX-a B
3. Unitățile de învătare testate, potrivit planificării: ,,Acizi și baze – Reacții acido -bazice” și
,,Reacții redox”
4. Filiera, profilul si specializarea clasei: Teoretică, Real, Științe ale naturii
5. Numărul de ore de chimie d in trunchiul comun pe săptămâna: 2 ore/săptămână
6. Există un opțional legat de chimie la clasa respectivă: Nu
Clasa experimentală:
1. Unitatea de învățământ: Liceul ,,Ștefan Procopiu” – Vaslui
2. Clasa: a IX-a I
3. Unitățile de învătare testate, potrivit planificării: ,,Acizi și baze – Reacții acido -bazice” și
,,Reacții redox”
4. Filiera, profilul și specializarea clasei: Tehnologică, Tehnic, Tehnician în turism
5. Numărul de ore de chimie din trunchiul comun pe săptămâna: 2 ore/săptămână
6. Există un opțional legat de chimie la clasa respectivă: Nu
Rezultate și discuții
Testele aplicate, respectiv baremele de corectare ale acestora se găsesc în Anexele 3, 4 și
5. Rezultatele obținute de elevi sunt prezentate în tabelele 1 și 2.
91
TABEL 5.1. – Rezultate clasa a IX -a I
Subiectul Domiciliul
elevului Gen
M/F Punctaj
test
inițial Punctaj test
Structura
învelișului de
electroni Punctaj
test
Reacții
acido –
bazice Punctaj test
Reacții
redox Media
sem. I Media
anuală
1 urban M 8,5 9,5 9,5 9,2 10 10
2 urban M 5,2 6,8 7,1 7,5 8 7,5
3 urban M 3,4 4,6 5,2 5 5 5
4 rural M 6,7 7,8 8,5 8,9 9 9
5 rural F 9,5 9,5 9,8 9,1 10 9,5
6 rural M 8,1 8,3 8,7 9,1 9 9
7 urban F 6 5,2 5,9 6,9 6 6,5
8 rural M 3,9 4,3 5,4 5,8 5 5,5
9 rural F 6,1 7,7 8 7,8 8 8
10 rural F 6,1 6,9 7,5 8,2 8 8
11 rural F 6,1 6,8 7,5 7,9 7 7,5
12 rural M 3,3 4,6 5,1 4,8 5 5
13 rural F 7,3 7,8 8,9 9,2 9 9
14 rural M 6,1 6,4 8,6 7,3 7 7,5
15 rural F 6,4 7,4 7,5 8,2 8 8
16 rural M 5,7 6,5 7,8 8 8 8
17 urban M 4,7 4,5 5,6 5,9 6 6
18 rural F 4,5 5,1 6,4 6,1 6 6
19 rural F 6,5 7,6 8,5 8,6 9 9
20 rural F 6,1 6,5 7,6 7,8 8 8
21 rural F 4,4 5,5 5,4 6,3 6 6
22 rural F 6,5 7,5 7,4 8,8 8 8,5
23 urban F 3,7 4,5 5,2 4,8 5 5
24 rural F 4,1 5,4 5,8 6,1 6 6
25 rural M 6,3 8,1 8,5 8,6 9 9
26 rural F 5,5 7,5 7,2 7,9 7 7,5
27 rural F 6,8 7,5 8,5 8,9 9 9
28 rural M 4,4 5,2 5,5 6,3 5 5,5
5,782 6,607 7,236 7,464 7,357 7,446
92
TABEL 5.2. – Rezultate clasa a IX -a B
Subi
ectul Domiciliul
elevului Gen
M/F Punctaj
test
inițial Punctaj test
Structura
învelișului
de electroni Punctaj test
Reacții
acido –
bazice Punctaj test
Reacții
redox Media
sem. I Media
anuală
1 rural F 7,4 8,6 7,9 8,4 9 8,5
2 rural F 7,1 8,8 8,8 9,1 9 9
3 rural F 5,2 6,3 6,8 7,1 6,5 7
4 rural F 5,2 6,4 6,5 6,6 7 7
5 rural M 5,3 5,8 6 5,9 6 6
6 rural F 3,9 4,2 4,8 4,9 5 5
7 urban F 7 7,9 8,8 8,5 9 9
8 urban F 7,8 8,4 9,2 8,5 9 9
9 urban M 6,8 8,2 7,8 8,5 8 8,5
10 rural M 6,2 7,4 7,9 8,1 8 8
11 rural F 3,6 4,2 3,8 4,5 5 5
12 rural F 4,5 5,2 4,8 5,5 5 5,5
13 rural F 7 8,5 8,1 7,5 9 8,5
14 rural F 4,1 4,8 5,9 5,7 5 5,5
15 rural F 5 5,8 6,2 7,1 6 6,5
16 rural F 7,7 8,5 8,7 8,6 9 9
17 urban M 4,8 6 5,5 5,6 6 6
18 rural F 6,4 7 8,7 8,5 8 8,5
19 urban F 4,1 5,2 5,5 5 5 5,5
20 rural M 4,2 5,2 5,8 5 5 5,5
21 rural F 6,6 7,2 6,8 7,5 7 7,5
22 rural M 4,3 5 5,5 5,8 5 5,5
23 urban M 4,8 4,5 4,5 5,8 5 5,5
24 urban M 3,6 3,9 4,2 4,8 5 5
25 rural F 4,6 5 4,6 5,8 5 5,5
26 rural F 7,2 7,4 8,5 7,8 8 8,5
27 urban F 7,9 8,2 9,2 8,8 9 9
28 rural F 4,1 5,2 5,5 6 5 5,5
29 urban M 3,7 4,2 4,5 5,2 5 5
5,521 6,310 6,579 6,762 6,672 6,911
93
În continuare vom compara ponderea însușirii competențelor vizate și frecvența notele
provenind de la 4 variabile distincte:
a) Punctajul obținut de elevi la evaluarea inițială;
b) Punctajul obținut de elevi la Unitatea de învățare – ,,Structura învelișului de electroni”
c) Punctajul obținut de elevi la Unitatea de învățare – ,,Acizi și baze – Reacții acido –
bazice”;
d) Punctajul obținut de elevi la Unitatea de învăța re – ,,Reacții redox”,
între elevii claselor a IX -a I, respectiv a IX -a B.
Precizări referitoare la testul de evaluare inițială
la disciplina Chimie
Testul de evaluare inițială pentru clasa a IX -a evaluează competențele formate/ dezvoltate
pe parcursu l claselor a VII -a și a VIII -a, în conformitate cu programa școlară de chimie, necesare
demersului didactic desfășurat de către profesorul de chimie în clasa a IX -a.
Competențele evaluate sunt:
1.2. Descrierea unor fenomene și proprietăți ale substanțelor întâlnite în contexte cunoscute prin
utilizarea terminologiei specifice chimiei
1.3. Utilizarea simbolurilor specifice chimiei pentru reprezentarea unor elemente, substanțe simple
sau compuse și transformări ale substanțelor
2.1. Formularea unor ipoteze c u privire la caracteristicile substanțelor și a relațiilor dintre ele
3.2. Rezolvarea de probleme calitative și cantitative pe baza conceptelor studiate
1.3. Utilizarea simbolurilor și a terminologiei specifice chimiei pentru reprezentarea elementelor,
substanțelor simple/compuse și a ecuațiilor reacțiilor chimice
2.1. Formularea unor ipoteze cu privire la caracteristicile substanțelor și a relațiilor dintre acestea
3.1. Aplicarea unor relații pentru efectuarea calculelor pe baza ecuațiilor reacțiilor chimice
Matricea de specificație servește la proiectarea și organizarea itemilor dintr -un test
docimologic de calitate și constă într -un tabel cu două intrări: conținuturile care vor fi vizate și
nivelele taxonomice la care se plasează obiectivele de eva luare.
Liniile matricei de specificații includ elementele de conținut vizate, iar coloanele se referă
la nivelele taxonomice la care vor fi măsurate performanțele elevilor în raport cu aceste conținuturi.
Celulele tabelului, aflate la intersecția dintre elementele de conținut și nivelele taxonomice
pentru nivelul cognitiv cuprind punctajul itemilor ce vor fi folosiți în proiectatea testului.
94
Tipurile de itemi folosiți. Am utilizat mai multe tipuri de itemi: itemi obiectivi de
completare, cu alegere multiplă de tip complement simplu; itemi subiectivi de tip rezolvări de
probleme. Tipologia itemilor conferă testului un grad ridicat de obiectivitate. Punctajul acordat
pentru fiecare item a fost stabilit în funcț ie de dificultatea presupusă în răspuns. S -a acordat 10
puncte din oficiu.
Prin testul de evaluare inițială aplicat a fost urmărită ponderea competențele formate/
dezvoltate pe parcursul claselor a VII -a și a VIII -a, ponderea notelor obținute de către elev i și
media clasei.
TABEL 5.3. – Matricea de specificație
Competențe
Conținuturi
(trunchi comun)
/Itemul 1.2. 1.3. 2.1. 3.2. 1.3. 2.1.
3.1. Punctaj
acordat
Structura atomului
/Itemul 1 și 2 18 p 18 p
Relația între structura
atomului și poziția sa în
sistemul periodic
/Itemul 3
12 p
12 p
Formule chimice / Itemul
4 10 p 10 p
Reacții chimice
/Itemul 5 10 p 10 p
Soluții
/Itemul 6 10 p 10 p
Probleme de calcul
stoechiometric / Itemul 7 15 p 15 p
Probleme cu puritate și
exces /Itemul 8 15 p 15 p
Punctaj acordat 18 p 10 p 12 p 10 p 10 p 15 p 15 p Total
90 p
Nr./ % elevi clasa a IX -a I
care și -au format
competența 28
100% 19
67,85% 24
85,71% 4
14,28% 16
57,14% 3
10,71% 1
3,57%
Nr./ % elevi clasa a IX -a
B care și -au format
competența 29
100% 16
55,17% 25
86,20% 8
27,58% 12
41,37% 0
0% 0
0%
95
În urma rezultatelor obținute la testul de evaluare inițială la ambele clase vizate prvind
competențele formate/ dezvoltate pe parcursul claselor a VII -a și a VIII -a putem concluziona:
– Toți elevii de la ambele clase au răspuns corect la Itemii 1 și 2, care vizau cunoștințe
legate de atom și structura acestuia.
– Aproape toți elevii de la ambele clase au rezolvat corect Itemul 3, care cuprinde
cunoștințe legate de corelația între structura atomului și poziția sa în sistemul periodic.
– Puțin mai mult de jumătate dintre elevii de la ambele clase (un pic mai puțini la clasa a
IX-a B) știu să denumească și să s crie corect formule chimice a substanțelor anorganice
– Itemul 4.
– 57,14% dintre elevii clasei a IX -a I și 41,37% dintre elevii clasei a IX -a B știu să scrie
corect și să egaleze ecuațiile reacțiilor chimice – Itemul 5.
– 14,28% dintre elevii clasei a IX -a I și 27,58% dintre elevii clasei a IX -a B știu să rezolve
corect probleme cu concentrații procentuale, majoritatea știu formula de calcul, dar nu
reușesc să scoată corect necunoscuta din această formulă – Itemul 6.
– 10,71% dintre elevii clasei a IX -a I și 0% dintre elevii clasei a IX -a B au rezolvat corect
problema de calcul stoechiometric, însă majoritatea care au abordat acest Item 7,
întâmpină greutăți în scrierea ecuației reacției chimice, a calculării masei molare sau a
poziționării pe ecuații a cunoscute lor, necunoscutelor, a masei molare, volumului molar
sau a numărului de moli; nu cunosc sau nu sunt capabili să aplice algoritmul de
rezolvare a problemelor cu calcul stoechiometric.
– 3,57% dintre elevii clasei a IX -a I și 0% dintre elevii clasei a IX -a B a u rezolvat corect
problema cu puritate, exces și concentrație procentuală, majoritatea elevilor nu au
abordat aceast Item 7, probabil fie nu s -au încadrat în timp, fie s -au speriat de textul
problemei, fiind prea multe noțiuni necunoscute pentru unii dintr e ei.
TABEL 5.4. – Frecvența punctajelor obținute de elevii claselor a IX -a I și a IX -a B, la Testarea
inițială
Punctaj
între: 1-
1,99 2-
2,99 3-3,99 4-4,99 5-5,99 6-6,99 7-7,99 8-8,99 9-9,99
Frecvență
nr. elevi /
Pondere
IX -I 0
0% 0
0% 4
14,28% 5
17,85% 3
10,71% 12
42,85% 1
3,57%
2
7,14% 1
3,57%
Frecvență
nr. elevi/
Pondere IX
-B 0
0% 0
0% 4
13,79% 9
31,03% 4
13,79% 4
13,79% 8
27,58% 0
0% 0
0%
Media clasei a IX -a I = 5,782 (cinci 782%)
Media clasei a IX -a B = 5,521 (cinci 521%)
96
Fig. 5.1. – Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a I, la testarea
inițială
Din Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a I, la testarea inițială
se poate observa o eșalonare a acestor rezultate pe 3 nivele. Primul nivel este format din 12 elevi
care au obținut punctaje în intervalul 3,00 – 5,99, al doilea nivel este format din 12 elevi care au
obținut punctaje în intervalul 6,00 – 6,99, iar ultimul nivel este format din 4 elevi care au obținut
punctaje în int ervalul 7,00 – 9,99.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că există o frecvență mare a punctajelor cuprinse în
intervalul 6,00 – 6,99 (12 elevi).
02468101214
02468101214
Nota 1,00-1,99 Nota 3,00-3,99 Nota 5,00-5,99 Nota 7,00-7,99 Nota 9,00-9,99
012345678910
0246810
Nota 1,00-1,99 Nota 3,00-3,99 Nota 5,00-5,99 Nota 7,00-7,99 Nota 9,00-9,99
97
Fig. 2 – Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a B, la testarea
inițială
Din His tograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a B, la testarea inițială
se poate observa o eșalonare a acestor rezultate pe 2 nivele. Primul nivel este format din 17 elevi
care au obținut punctaje în intervalul 3,00 – 5,99, iar al doilea ni vel este format din 12 elevi care
au obținut punctaje în intervalul 6,00 – 7,99.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că există o frecvență mare a punctajelor cuprinse în
intervalul 4,00 – 4,99 (9 elevi) și în intervalul 7,00 – 7,99 (8 elevi).
Analizând media aritmetică a punctajelor obținute de către elevii celor două clase la
Testarea inițială (clasa a IX -a I: 5,782 și clasa a IX -a B: 5,521), tragem concluzia că între cele două
clase nu sunt diferențe semnificative; însă matricea de specificație și hist ogramele realizate mai
sus ne arată clar că există diferențe în ceea ce privește nivelul de cunoștințe asimilate și frecvența
anumitor punctaje pe clase.
Prin raportarea la criteriile de calitate, progres, reușită, consider că majoritatea elevilor din
cele două clase, au nevoie de sprijin susținut, încurajare, stimulare în dezvoltarea motivației
pozitive în învățare la chimie.
De aceea, am elaborat un sistem de activități independente pentru predare, învățare și
evaluare a conținuturilor ce urmează a fi predate, menit să constate în ce măsură elevii vor realiza
obiectivele prevăzute de programă.
TABEL 5.5. – Frecvența punctajelor obținute de elevii claselor IX – I și IX – B, la Testul
de evaluare a Unității de învățare ,,Structura atomului”.
1-
1,99 2-2,99 3-3,99 4-4,99 5-5,99 6-6,99 7-7,99 8-8,99 9-9,99
Frecvență
nr. elevi/
Pondere
IX -I 0
0% 0
0% 0
0% 5
17,85% 5
17,85% 6
21,42% 8
28,57% 2
7,14% 2
7,14%
Frecvență
nr. elevi/
Pondere
IX -B 0
0% 0
0% 1
3,44% 5
17,24% 8
27,58% 3
10,34% 5
17,24% 7
24,13% 0
0%
98
Fig. 5.3. – Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a I, la testarea
Unității de învățare – ,, Structura învelișului de electroni”
Din Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a I, la testarea Unității
de învățare – ,,Structura învelișului de electroni” se poate observa o eșalonare a acestor rezultate
pe 3 nivele. Primul nivel este format din 10 elevi care au obținut punctaje în intervalul 4,00 – 5,99,
al doilea nivel este format din 14 elevi care au obținut punctaje în intervalul 6,00 – 7,99, iar ultimul
nivel este format din 4 elevi care au obținut punctaje în intervalul 8,00 – 9,99.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că există o frecvență mare a punctajelor cuprinse în
intervalul 7,00 – 7,99 (8 elevi).
Fig. 5.4. – Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a B, la testarea
Unității de învățare – ,, Structura învelișului de electroni”
012345678910
0246810
Nota 1,00-1,99 Nota 3,00-3,99 Nota 5,00-5,99 Nota 7,00-7,99 Nota 9,00-9,99
012345678910
0246810
Nota 1,00-1,99 Nota 3,00-3,99 Nota 5,00-5,99 Nota 7,00-7,99 Nota 9,00-9,99
99
Din Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a B, la testarea Unității
de învățare – ,, Structura învelișului de electroni” se poate observa o eșalonare a acestor rezultate
pe 2 nivele. Primul nivel este format din 14 elevi care au obținut punctaje în intervalul 3,00 – 5,99,
iar al doilea nivel este format din 15 elevi care au obținut punctaje în intervalul 6,00 – 8,99.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că există o frecvență mare a punctajelor cuprinse în
intervalul 5,00 – 5,99 ( 8 elevi) și în intervalul 8,00 – 8,99 (7 elevi).
Analizând media arimetică a punctajelor obținute de către elevii celor două clase la
Testarea Unității de învățare – ,, Structura învelișului de electroni” (clasa a IX -a I: 6,607 și clasa
a IX-a B: 6,310), tragem concluzia că între cele două clase nu sunt diferențe semnificative, deși a
crescut media clasei cu aproximativ 1,00 punct, însă histogramele acestora ne arată clar că se
păstrează aceeași distribuție a frecvenței punctajelor pe clase.
Am ales să fac o analiză a unui test dat imediat după testarea inițală, tocmai pentru a
confirma rezultatele obținute la testul anterior. Trebuie precizat că metodele de predare -învățare –
evaluare folosite pentru Unitatea de învățare – ,, Structura învelișului de electro ni” au fost aceleași
și de aceea am obținut aproximativ aceeași diferență a punctajelor pe clase, însă creșterea
punctajelor față de testul anterior se datorează faptului că această unitate de învățare este studiată
în clasa a VII -a, reluată /recapitulată în clasa a IX -a cu adăugarea câtorva noțiuni noi legate de
configurația electronică (distribuția electronilor pe straturi, substraturi și orbitali).
Precizări referitoare la testul de evaluare la Unitatea de învățare
,,Acizi și baze – Reacții acido -bazice”, la disciplina Chimie
Testul de evaluare la Unitatea de învățare ,,Acizi și baze – Reacții acido -bazice” pentru
clasa a IX -a evaluează competențele formate/ dezvoltate pe parcursul claselor a VII -a, a VIII -a și
a IX-a, în conformitate cu programa ș colară de chimie, necesare demersului didactic desfășurat de
către profesorul de chimie în clasa a IX -a.
Competențele evaluate sunt:
1.2. Diferențierea substanțelor chimice după natura interacțiunilor dintre atomi, ioni, molecule.
1.3. Explicarea observațiilor efectuate în scopul identificării unor aplicații ale speciilor și
proceselor chimice studiate
2.1. Efectuarea de investigații pentru evidențierea unor caracteristici, proprietăți, relații
100
3.2 Integrarea relațiilor matematice în rezolvarea de probleme
4.2 Folosirea corectă a terminologiei specifice chimiei
5.2 Anticiparea efectelor unor acțiuni specifice asupra mediului înconjurător
Am utilizat mai multe tipuri de itemi: itemi obiectivi de alegere duală, itemi obiectivi de
asociere; itemi subiectivi de tip rezolvări de probleme. Tipologia itemilor conferă testului un grad
ridicat de obiectivitate. Punctajul acordat pentru fiecare item a fost stabilit în funcție de dificult atea
presupusă în răspuns. S -a acordat 10 puncte din oficiu.
Prin aplicarea testului de evaluare la Unitatea de învățare ,,Acizi și baze – Reacții acido –
bazice” pentru clasa a IX -a, a fost urmărită ponderea competențele formate/ dezvoltate pe
parcursul cla selor a VII -a, a VIII -a și a IX -a, ponderea notelor obținute de către elevi și media
clasei.
TABEL 5.6. – Matricea de specificație
Competențe
Itemul 1.2. 1.3. 2.1. 3.2. 4.2. 5.2. Punctaj
acordat
Itemul 1 8 p 8 p
Itemul 2 13 p 13 p
Itemul 3 5 p 5 p
Itemul 4 4 p 4 p
Itemul 5 20 p 20 p
Itemul 6 20 p 20 p
Itemul 7 20 p 20 p
Punctaj acordat 8 p 4 p 20 p 40 p 5 p 13 p Total
90 p
Nr./ % elevi clasa a IX -a I
care și-au format
competența 28
100% 28
100% 28
100% 19
67,85% 28
100% 28
100%
Nr./ % elevi clasa a IX -a
B care și -au format
competența 29
100% 29
100% 22
75,86% 16
55,17% 29
100% 23
79,31%
101
În urma rezultatelor obținute la testul de evaluare la Unitatea de învățare ,,Acizi și baze –
Reacții acido -bazice” la ambele clase vizate, prvind competențele formate/ dezvoltate pe parcursul
claselor a VII -a, a VIII -a și a IX -a, putem concluziona:
– Aproape toți elevii de la ambele clase au răspuns corect l a Itemii 1, 3 și 4, care vizau
cunoștințe teoretice legate de acizi și baze.
– 100% dintre elevii clasei a IX -a I și 79,31% dintre elevii clasei a IX -a B știu să scrie
corect reacțiile de ionizare în soluție apoasă, implicit cuplurile acid – bază conjugată –
Itemul 2.
– 100% dintre elevii clasei a IX -a I și 75,86% dintre elevii clasei a IX -a B știu să scrie
corect reacțiile de ionizare în soluție apoasă, implicit să aplice formula și să calculeze
corect pH -ul soluțiilor de acizi și baze – Itemul 5.
– 67,85% dintr e elevii clasei a IX -a I și 55,17% dintre elevii clasei a IX -a B știu să scrie
corect reacțiile de ionizare în soluție apoasă, implicit să aplice formula și să calculeze
corect pH -ul soluțiilor de acizi și baze – Itemul 6 și 7. Procentele mai scăzute la am bele
clase se datorează faptului că cele două probleme necesitau calcule matematice mai
complicate, mulți dintre ei deși au scris ecuațiile corect, formulele de calcul pentru pH,
nu au reușit să obțină rezultatele corecte decât parțial.
TABEL 5.7. – Frecv ența punctajelor obținute de elevii claselor a IX -a I și a IX -a B, la Testul de
evaluare a Unității de învățare ,,Acizi și baze – Reacții acido -bazice”
Punctaj
între: 1-
1,99 2-
2,99 3-3,99 4-4,99 5-5,99 6-6,99 7-7,99 8-8,99 9-9,99
Frecvență
nr. elevi /
Pondere
IX -I 0
0% 0
0% 0
0% 0
0% 9
32,14% 1
3,57% 8
28,57% 8
28,57% 2
7,14%
Frecvență
nr. elevi/
Pondere
IX -B 0
0% 0
0% 1
3,44%
6
20,68% 6
20,68% 5
17,24% 3
10,34% 6
20,68% 2
6,89%
Media clasei a IX -a I = 7,236 (șapte 236%)
Media clasei a IX -a B = 6,579 (șase 579%)
102
Fig. 5 .5. – Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a I, la testarea
Unității de învăț are – ,, Reacții acido -bazice”
Din Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a I, la testarea Unităț ii
de învățare – ,,Reacții acido -bazice” se poate observa o eșalonare a acestor rezultate pe 2 nivele.
Primul nivel este format din 10 elevi care au obținut punctaje în intervalul 5,00 – 6,99, iar al doilea
nivel este format din 18 elevi care au obținut pu nctaje în intervalul 7,00 – 9,99.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că există o frecvență mare a punctajelor cuprinse în
intervalul 5,00 – 5,99 (9 elevi), 7,00 – 7,99 (8 elevi) și 8,00 – 8,99 (8 elevi).
Fig. 5.6. – Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a B, la testarea
Unității de învățare – ,, Reacții acido -bazice”
012345678910
0246810
Nota 1,00-1,99 Nota 3,00-3,99 Nota 5,00-5,99 Nota 7,00-7,99 Nota 9,00-9,99
012345678
02468
Nota 1,00-1,99 Nota 3,00-3,99 Nota 5,00-5,99 Nota 7,00-7,99 Nota 9,00-9,99
103
Din Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a B, la testarea Unității
de învățare – ,, Reacții aci do-bazice” se poate observa o eșalonare a acestor rezultate pe 2 nivele.
Primul nivel este format din 18 elevi care au obținut punctaje în intervalul 3,00 – 6,99, iar al doilea
nivel este format din 11 elevi care au obținut punctaje în intervalul 7,00 – 9,99.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că există o frecvență mare a punctajelor cuprinse în
intervalul 4,00 – 4,99 (6 elevi), 5,00 – 5,99 (6 elevi) și în intervalul 8,00 – 8,99 (6 elevi).
Analizând media arimetică a punctajelor obținute de către elevii celor două clase la
Testarea Unității de învățare – ,, Reacții acido -bazice” – Anexa 4 (clasa a IX -a I: 7,236 și clasa a
IX-a B: 6,579), tragem concluzia că între cele două clase apare o diferență ușoară de punctaj, deși
a crescut media aritmetică a celor două clase, însă histogramele acestora ne arată că se păstrează
aproximativ aceeași distribuție a frecvenței punctajelor pe clase.
O creștere sensibilă a mediei aritmetice pe clasă se datorează pe de o parte a itemilor
construiți cu grad diferit de dificu ltate (de la simplu la complex), predominând cei cu complexitate
scăzută, iar pe de altă parte utilizării în mod preferențial a metodei algoritmizării, ca metodă de
predare -învățare -evaluare folosite pentru Unitatea de învățare – ,,Reacții acido – bazice” la clasa a
IX-a I:
– 100% dintre elevii clasei a IX -a I și 79,31% dintre elevii clasei a IX -a B știu să scrie
corect reacțiile de ionizare în soluție apoasă, implicit cuplurile acid – bază conjugată –
Itemul 2.
– 100% dintre elevii clasei a IX -a I și 75,86% di ntre elevii clasei a IX -a B știu să scrie
corect reacțiile de ionizare în soluție apoasă, implicit să aplice formula și să calculeze
corect pH -ul soluțiilor de acizi și baze – Itemul 5.
Precizări referitoare la testul de evaluare la Unitatea de învățare
,,Reacții redox”, la disciplina Chimie
Testul de evaluare la Unitatea de învățare ,,Acizi și baze – Reacții acido -bazice” pentru
clasa a IX -a evaluează competențele formate/ dezvoltate pe parcursul claselor a VII -a, a VIII -a și
a IX-a, în conformitate cu programa școlară de chimie, necesare demersului didactic desfășurat de
către profesorul de chimie în clasa a IX -a.
Competențele evaluate sunt:
3.1 Analizarea problemelor pentru a stabili contextul, relațiile relevante, etapele rezolvării
3.2 Integrarea relațiilor matematice în rezolvarea de probleme
104
4.2 Folosirea corectă a terminologiei specifice chimiei
Am utilizat mai multe tipuri de itemi: itemi obiectivi de alegere duală, itemi obiectivi de
alegere de tip complement simplu; itemi subiecti vi de tip rezolvări de probleme. Tipologia itemilor
conferă testului un grad ridicat de obiectivitate. Punctajul acordat pentru fiecare item a fost stabilit
în funcție de dificultatea presupusă în răspuns. S -a acordat 10 puncte din oficiu.
Prin aplicarea t estului de evaluare la Unitatea de învățare ,,Acizi și baze – Reacții acido –
bazice” pentru clasa a IX -a, a fost urmărită ponderea competențele formate/ dezvoltate pe
parcursul claselor a VII -a, a VIII -a și a IX -a, ponderea notelor obținute de către elevi ș i media
clasei.
TABEL 5.8. – Matricea de specificație
Itemul
Competențe Itemul
1 Itemul
2 Itemul
3 Itemul
4 Itemul
5 Punctaj
acordat
4.2. 30 p 30 p
3.1. 5 p 5 p
3.1. 10 p 10 p
3.2. 30 p 30 p
3.2. 15 p 15 p
Punctaj acordat 30 p 5 p 10 p 30 p 15 p Total
90 p
Nr./ % elevi clasa a IX -a
I care și -au format
competența 28
100% 28
100% 26
92,85% 19
67,85% 9
32,14%
Nr./ % elevi clasa a IX -a
B care și -au format
competența 29
100% 29
100% 26
89,65% 15
51,72% 3
10,34%
În urma rezultatelor obținute la testul de evaluare la Unitatea de învățare ,,Reacții redox”
la ambele clase vizate, prvind competențele formate/ dezvoltate pe parcursul claselor a VII -a, a
VIII-a și a IX -a, putem concluziona:
– Aproape toți elevii de la ambele clase au răspuns corect la Itemii 1, 2 și 3. Itemul 1 –
de alegere duală viza cunoștințe teoretice legate de Reacțiile redox, Itemul 2 de alegere
105
de tip complement simplu, iar pentru rezolvarea Itemului 3, elev ii aveau multe exemple
rezolvate la clasă.
– 67,85% dintre elevii clasei a IX -a I și 51,72% dintre elevii clasei a IX -a B știu să scrie
corect și să egaleze reacțiile redox – Itemul 4. Majoritatea elevilor au egalat corect
prima ecuație, la celelalte două ec uații (care erau și mai complexe) au lucrat parțial.
– 32,14% dintre elevii clasei a IX -a I și 10,34% dintre elevii clasei a IX -a B știu să rezolve
probleme care implică ecuații ale reacțiilor redox și concentrație molară. Aceste
rezultate cuprind elevii car e au lucrat corect doar parțial, deoarece doar 4 elevi
(14,28%) de la clasa a IX -a I și 1 elev (3,44%) de la clasa a IX -a B au reușit să
finalizeze și să obțină rezultatul așteptat (din barem).
TABEL 9 – Frecvența punctajelor obținute de elevii claselor a IX-a I și a IX -a B, la Testul
de evaluare a Unității de învățare ,,Reacții redox”
Punctaj
între: 1-
1,99 2-
2,99 3-3,99 4-4,99 5-5,99 6-6,99 7-7,99 8-8,99 9-9,99
Frecvență
nr. elevi /
Pondere
IX -I 0
0% 0
0% 0
0% 2
7,14% 3
10,71% 5
17,85% 6
21,42% 8
29,57% 4
14,28%
Frecvență
nr. elevi/
Pondere
IX -B 0
0% 0
0% 0
0% 3
10,34% 10
34,48% 2
6,89% 5
17,24% 8
27,58% 1
3,44%
Media clasei a IX -a I = 7,464 (șapte 464%)
Media clasei a IX -a B = 6,762 (șase 762%)
106
Fig. 5.7 – Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a I, la testarea
Unității de învățare – ,, Reacții redox”
Din Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a I, la testarea Unității
de învățare – ,,Reacții redox” se poate observa o eșalonare a acestor rezultate pe un singur nivel,
10 elevi au obținut punctaje în intervalul 4,00 – 6,99, iar 18 elevi au obținut punctaje în intervalul
7,00 – 9,99.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că există o frecvență mare a punctajelor cuprinse în
intervalul 7,00 – 7,99 (6 elevi), 8,00 – 8,99 (8 elevi).
012345678910
0246810
Nota 1,00-1,99 Nota 3,00-3,99 Nota 5,00-5,99 Nota 7,00-7,99 Nota 9,00-9,99
107
Fig. 5.8. – Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a B, la testarea
Unității de învățare – ,, Reacții redox”
Din Histograma frecvenței punctajelor obținute de elevii clasei a IX -a B, la testarea Unității
de învățare – ,, Reacții redox” se poate observa o eșalonare a acestor rezultate pe 2 nivele. Primul
nivel este format din 15 elevi care au obținut punctaje în i ntervalul 4,00 – 6,99, iar al doilea nivel
este format din 14 elevi care au obținut punctaje în intervalul 7,00 – 9,99.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că există o frecvență mare a punctajelor cuprinse în
intervalul 5,00 – 5,99 (10 elevi) și 8,00 – 8,99 (8 elevi).
Analizând media arimetică a punctajelor obținute de către elevii celor două clase la
Testarea Unității de învățare – ,, Reacții redox” – Anexa 5 (clasa a IX -a I: 7,464 și clasa a IX -a B:
6,672), tragem concluzia că între cele două clase apar e o diferență ușoară de punctaj, deși a crescut
media aritmetică a celor două clase, însă histogramele acestora ne arată că se păstrează
aproximativ aceeași distribuție a frecvenței punctajelor pe clase.
O creștere sensibilă a mediei aritmetice pe clasă s e datorează pe de o parte a itemilor
construiți cu grad diferit de dificultate (de la simplu la complex), predominând cei cu complexitate
scăzută, iar pe de altă parte utilizării în mod preferențial a metodei algoritmizării, ca metodă de
predare -învățare -evaluare folosite pentru Unitatea de învățare – ,,Reacții redox” la clasa a IX -a I.
024681012
024681012
Nota
1,00-1,99Nota
2,00-2,99Nota
3,00-3,99Nota
4,00-4,99Nota
5,00-5,99Nota
6,00-6,99Nota
7,00-7,99Nota
8,00-8,99Nota
9,00-9,99Nota 10
108
– 67,85% dintre elevii clasei a IX -a I și 51,72% dintre elevii clasei a IX -a B știu să scrie
corect și să egaleze reacțiile redox – Itemul 4. Majoritatea elevilor au egalat co rect
prima ecuație, la celelalte două ecuații (care erau și mai complexe) au lucrat parțial.
– 32,14% dintre elevii clasei a IX -a I și 10,34% dintre elevii clasei a IX -a B știu să rezolve
probleme care implică ecuații ale reacțiilor redox și concentrație mol ară. Aceste
rezultate cuprind elevii care au lucrat corect doar parțial, deoarece doar 4 elevi
(14,28%) de la clasa a IX -a I și 1 elev (3,44%) de la clasa a IX -a B au reușit să
finalizeze și să obțină rezultatul așteptat (din barem).
TABEL 5.10. – Mediil e aritmetice a punctajelor obținute de clasele a IX -a I și a I X-a B
Clasa Nr. elevi navetiști Gen
M/F Punctaj
test
inițial Punctaj
test
Structura
învelișului
de
electroni Punctaj
test
Reacții
acido –
bazice Punctaj
test
Reacții
redox Media
sem. I Media
anuală
IX-I 22 navetiști (8
băieți și 14 fete) 12 băieți
16 fete 5,782 6,607 7,236 7,464 7,357 7,446
IX-B 24 navetiști (9
băieți și 15 fete) 9 băieți
20 fete 5,521 6,310 6,579 6,762 6,672 6,911
difere
nță 0,261 0,297 0,657 0,702 0,685 0,535
Diferența de 0,261 între media aritmetică a punctajelor obținute la Testarea inițială și cea
de 0,297 între media aritmetică a punctajelor obținute la Testarea Unității de învățare 1 -,,Structura
învelișului de electroni” este aproximativ identică, datorită faptului că nu s -a intervenit prin
schimbări esențiale în ceea ce privește metodele de predare -învățare-evaluare. Începând cu
Unitatea de învățare 2 – ,,Corelații între structura învelișului de electroni și poziția în tabelul
periodic și propritățile elementelor” și sfârșind cu Unitățile de învățare: 7 – ,,Acizi și baze” și 8 –
,,Reacții redox” s -a intervenit prin schimbarea metodele de predare -învățare -evaluare la cele două
clase. Astfel la clasa a IX -a I s-a introdus algoritmizarea – ca metodă de predare -învățare -evaluare
ori de câte ori am avut ocazia, pe când la clasa a IX -a B am evitat această meto dă, ea fiind înlocuită
cu alte metode: explicația, demonstrația, problematizarea, etc.
Astfel se explică diferența de punctaj ușor semnificativă a mediilor aritmetice a mediilor
de pe semestrul I – 0,702 , a mediilor aritmetice a punctajelor obținute la Te starea Unității de
învățare: 7 – ,,Acizi și baze” – 0,657 , a mediilor aritmetice a punctajelor obținute la Testarea
Unității de învățare 8 – ,,Reacții redox” – 0,702 , precum și a mediilor aritmetice a mediilor anuale
– 0,535
109
Fig. 5.9. Diagrama mediilor aritmetice obținute de cele două clase
Din Diagrama mediilor aritmetice obținute de cele două clase: IX – I și IX – B, se poate
vizualiza o diferență liniară a rezultatelor obținute la primele două teste, ca apoi această diferență
să crească sensibil, își păstrează liniaritatea, dar nu spectaculos de mult.
TABEL 5.11. – Structura claselor a IX -a I și a IX -a B
Clasa
Domiciliul elevului Nr. elevi navetiști Gen
M/F
IX-I 6 elevi mediul urban
22 elevi mediul rural 22 navetiști (8 băieți și
14 fete) 12 băieți
16 fete
IX-B 5 elevi mediul urban
24 elevi mediul rural 24 navetiști (9 băieți și
15 fete) 9 băieți
20 fete
Din analiza acestor date se poate obseva o distribuție asemănătoare privind: mediul de
proveniență (domiciliul elevilor), numărul de elev i navetiști raportat la locația (urbană – orașul,
județul Vaslui) Liceului ,,Ștefan Procopiu” și numărul de băieți, respectiv fete din cele două clase
luate în discuție.
De remarcat însă ar fi numărul mare de elevi navetiști din cele două clase, precum și situația
materială precară a familiilor acestor elevi (9 elevi din clasa a IX -a I au beneficiat de Bursă ,,Bani
de liceu” și 10 elevi din clasa a IX -a B au beneficiat de Bursă ,,Bani de liceu”).
Cu alte cuvinte, având în vedere parametrii discutați mai su s, am putea afirma că nu sunt
diferențe semnificative care ar putea interveni în interpretarea rezultatelor punctajelor obținute de
către elevii celor două clase. 5,7286,6077,3577,2367,464 7,446
5,5216,316,672 6,5796,7626,911
5678910
Punctaj test
inițialPunctaj test
str. Inv. De
electroniMedia sem I Punctaj test
reactii
acido –
bazicePunctaj test
Reactii
redoxMedia
anuală
IX-I IX-B
110
CONCLUZII
Compararea punctajelor obținute la : Testarea inițială, la Testarea Unității de învățare 1 –
,,Structura învelișului de electroni”, a mediilor de pe semestrul I, a mediilor aritmetice a
punctajelor obținute la Testarea Unității de învățare: 7 – ,,Acizi și baze”, a mediilor aritmetice a
punctajelor obținute la Testarea Unității de î nvățare 8 – ,,Reacții redox”, precum și a mediilor
aritmetice a mediilor anuale, între elevii celor două clase: IX -I – clasa experimentală și IX -B –
clasa martor, se observă o creștere sensibilă în favoarea clasei experimentală.
Erorile de interpretare car e ar fi putut interveni au fost eliminate odată cu studiul social în
ceea ce privește componența celor două clase: a IX -a I și a IX -a B. S -a observat o omogenizare a
componenței claselor cu privire la: mediul de proveniență (domiciliul elevilor), numărul d e elevi
navetiști raportat la locația (urbană – orașul, județul Vaslui) Liceului ,,Ștefan Procopiu”, numărul
de elevi beneficiari ai Bursei sociale ,,Bani de liceu” și numărul de băieți, respectiv fete din cele
două clase luate în discuție.
Rezultatele mai bune ale elevilor din clasa a IX -a I, la care s -a folosit algoritmizarea în
mod preponderent, reprezintă un argument în favoarea folosirii metodei algoritmizării în multe
situații de predare. În practica didactică algoritmii reprezintă inst rumente frecvent folosite, care
sprijină efortul de organizare și esențializare a cunoștințelor predate.
Algoritmizarea poate fi foarte ușor îmbinată cu alte metode: explicația, rezolvarea de
probleme, demonstrația, experimentul, învățarea prin descoperir e, când elevii pot fi îndrumați să
intuiască etape ale algoritmilor sau să conceapă singuri sau îndrumați de către cadrul didactic
algoritmi de lucru.
111
BIBLIOGRAFIE
1. D.G. Cozma, A. Pui, Didactica chimiei; teorie si aplicații , Ed. Performantica, Ia și, 2009.
2. D.G. Cozma, A. Pui, Concepte și metode în predarea – învățarea chimiei , Ed. Matrix
Rom, București, 2002.
3. V. Șunel, I. Ciocoiu, T. Rudică, E. Bîcu, Metodica predării chimiei , Ed. Marathon, Iași,
1997.
4. S. Fătu , Didactica Chimiei, Ed. II, Ed. Corint, București, 2007.
5. D.F. Shriver, P. W. Atkins, C. H. Langford, Chimie Anorganică , Ed. Tehnică, București,
1998.
6. G. C. Constantinescu, I. Roșca, M. Negoiu, Chimie Anorganică , Ed. Tehnică, București,
1986.
7. Gh. Marcu, M. Brezeanu, C. Bejan, A. Batca, R. Catuneanu, Chimie Anorganică , Ed.
Didactică și Pedagogică, Bucuresti, 1981.
8. Manuale de chimie în uz.
9. CERGHIT, I. Metode de învățământ , ediția a III -a revizuită și adăugită, Ed. Didactică
și pedago gică RA, București, 1997
10. CUCOȘ, C., Pedagogie, ediția a II -a revăzută și adăugită , Ed.Polirom, Iași, 2006
11. FĂTU,S., STROE, F., STROE,C. Manual de chimie pentru clasa aVII -a, Ed. Corint,
București, 2008
12. FĂTU,S., STROE, F., STROE,C., Manual de chimie pentru clasa aVIII -a, Ed. Corint,
București, 2008
13. MARCU, GH., RUSU, M., COMAN, V., Chimie anorganică. Nemetale și semimetale,
Editura EIKON, Cluj -Napoca, 2004.
14. NENIȚESCU, C.D., Chimie generaă, Ed. Didactică și pedagogică, București, 1970
15. S. STĂ NESCU, R. CONSTANTINESCU, Manual pentru clasa a VII -a, Ed. Sigma,
București, 2012
16. STOICA, M., Pedagogie și psihologie , Ed. Gheorghe Alexandru, 2005
17. Baciu I., Bogdan D., Tomas Ș., Manual de chimie pentru clasa a XI -a, filiera teoretică,
profil real, Ed. Mistral Info Media, 2006
112
ANEXA 1
Instituția de învățământ: Liceul „Ștefan Procopiu” Vaslui Avizat,
Disciplina de studiu CHIMIE Responsabil comisie metodică
Numele și prenumele cadrului didactic: Coman Camelia
An școlar 2018 -2019
Conform programei școlare aprobate prin Ordinul Ministrului Educației, Cercetării și Inovării cu nr. 5099/09.09.2009 Avizat,
Clasele a IX -a G, I – tehnic Director
2 ore pe săptămână
PLANIFICARE CALENDARISTIC Ă
72 ore
Nr.
Crt. Unitate de învățare Competențe
specifice Conținuturi Nr.
ore Săptă
–
mâna Săptă –
mâna Experiment Obs.
IX G IX I
1. Structura atomului –
nucleu, înveliș
electronic
( 8h ) 3.1
4.1
4.2 – Recapitularea unor noțiuni din clasele a VII -a și a VIII –
a: (Atom, element chimic, izotopi, substanțe simple și
compuse, Legături chimice,Concentrația soluțiilor)
– Testare inițială
– Atom, element chimic, izotopi
– Structura învelișului electronic (straturi, substraturi,
orbitali) pentru elementele din perioadele 1,2,3 1
1
2
1
1 S1
S1
S2
S3
S3 S1
S1
S2
S3
S3
Sem I=
16 săpt.
=
32h
IX-G
Practic ă
S12,13
113
– Structura în velișului electronic pentru elementele din
perioada a 4-a
– Exerciții și probleme
– Evaluare
1
1
S4
S4
S4
S4 IX-I
Practic ă
S9,10
2. Corelații între structura
învelișului electronic,
poziția în tabelul
periodic și proprietățile
elementelor (9h) 1.1
2.1
2.2
2.3
3.1
4.2
5.1 – Corelația între configurația electronică a elementelor
din perioadele 1, 2, 3, 4 și poziția în sistemul periodic
– Corelația între structura electronică și proprietățile
elementelor : raze atomice și ionice, energia de ionizare,
valența, electronegativitatea (variația în grupele
principale și în perioadele 1, 2, 3, 4)
– Caracterul metalic și variația acestuia în grup ele
principale și în perioadele 1, 2, 3, 4
– Sodiu, metal tipic: proprietăți chimice (reacții cu
oxigen, clor, apă)
– Caracterul nemetalic și variația acestuia în grupele
principale și în perioadele 1, 2, 3, 4
– Clorul, nemetal tipic: proprietăți chimice (reacții cu
hidrogen, fier, cupru, NaOH, NaBr, KI)
– Caracterul acido -bazic al oxizilor elementelor din
perioada 3 și grupa 14.
-Exerci ții 1
1
1
1
1
1
1
1 S5
S5
S6
S6
S7
S7
S8
S8 S5
S5
S6
S6
S7
S7
S8
S8 – Reactivitatea Na,
Mg, Al față de O 2 și
H2O
– Reactivitatea
nemetalelor din
grupa 17 – reacțiile
Cl2 cu Fe, Cu, KI,
NaBr
– Compararea
caracterului chimic
al oxizilor de
magneziu și
aluminiu;
verificarea
caracterului acid al
soluției de dioxid
de carbon și a pă cu
turnesol.
114
– Evaluare 1 S9 S11
3. Interacții între particule
( 5h ) 1.1
1.2
1.3
4.1
4.2
– Legătura ionică: definire, modelare. Cristalul de NaCl:
proprietățile substanțelor ionice
– Legătura covalentă: definire, clasificare. Legătura
covalentă nepolară (H 2, N 2, Cl 2). Legătura covalentă
polară (HCl, H 2O, CCl 4, CH 4)
– Legătura covalent -coordinativă (NH 4+, H 3O+).
Combinații complexe
– Interacții intermoleculare (legătura de hidrogen, forțe
van der Waals: interacțiuni dipol -dipol, forțe de dispersie
London)
– Evaluare 1
1
1
1
1 S9
S10
S10
S11
S11 S11
S12
S12
S13
S13 – Comportarea la
lovire a unui cristal
de sare gemă
(mojarare);
conductibilitatea
electrică a clorurii
de sodiu;
solubilitatea
– Obținerea unor
combinații
complexe
4. Starea gazoasă
(4h) 3.2
4.2 – Caracteristicile gazelor. Parametrii ce caracterizează
starea gazoasă. Legile gazelor.
– Ecuația de stare a gazelor ideale. Volum molar
– Densitatea absolută și relativă.
– Masa molară medie a unui amestec de gaze
-Exerciții și probleme
– Evaluare 1
1
1
1 S14
S14
S15
S15 S14
S14
S15
S15
115
5. Starea lichidă
(6h) 1.3
2.1
2.3
3.2
3.3
4.1
4.2
5.1
5.2 – Soluții: definire, componentele soluției, clasificare.
Dizolvarea și factorii care influențează dizolvarea. Efecte
termice la dizolvare
– Solubilitatea și factorii care influențează solubilitatea
substanțelor
– Modalități de exprimare a concentrației soluțiilor
(procentuală, molară)
– Cristalohidrați
– Exerciții și probleme
– Evaluare 1
1
2
1
1 S16
S16
S17
S18
S18
S16
S16
S17
S18
S18
– Dizolvare
exotermă și
endotermă
– Solubilitatea
substanțelor în
solvenți polari și
nepolari
– Prepararea unor
soluții apoase de
concentrații molare
și procentuale
cunoscute
– Prepararea
soluțiilor apoase de
diferite concentrații
procentuale
folosind
cristalohidrați
Sem II=
20 săp
= 40h
IX G –
practică
S20
IX I-
practică
S39
6. Echilibrul chimic
(8h)
1.1
2.2
2.3
3.1 – Proprietățile unui sistem în echilibru. Legea acțiunii
maselor (K c, K a, K w)
– Exerciții și probleme
– Principiul Le Châtelier și factorii care influențează
echilibrul chimic 2
2
2 S19
S21
S22 S19
S20
S21
– Influența
concentrației și
116
3.2
3.3 – Exerciții și probleme
– Evaluare 1
1 S23
S23 S22
S22 temperaturii asupra
echilibrului chimic
7. Acizi și baze
(10h) 1.1
1.2
1.3
2.1
4.2
5.1
5.2
– Definirea acizilor și bazelor conform teoriei protolitice,
cuplul acid -bază conjugată
– Soluții apoase de acizi tari, acizi slabi, baze tari, baze
slabe (HCl, H 2CO 3, HCN, NaOH, NH 3); amfoliți acido –
bazici: Al(OH) 3, Zn(OH) 2
– pH-ul sol uțiilor apoase. Calcularea [H 3O+] și aprecierea
valorii pH -lui din valoarea [H 3O+] pentru valori întregi de
pH
– Exerciții și probleme
– Evaluare 2
2
2
3
1 S24
S25
S26
S27,28
S28 S23
S24
S25
S26,27
S27 – Determinarea
caracterului acido –
bazic al soluțiilor
cu indicatori
– Reacția dintre HCl
și NaHCO 3; reacția
dintre NH 4Cl și
NaOH
– Determinarea pH –
lui unor soluții de
acizi și baze cu
hârtie indicatoare
de pH
8. Reacții redox
(10h) 1.1
2.1
3.1
3.2
3.3
4.2 – Starea de oxidare (definire, reguli de stabilire), oxidare,
reducere, agent oxidant și reducător
– Stabilirea coeficienților în ecuațiile reacțiilor redox
– Caracterul oxidant al KMnO 4, K 2Cr2O7 (cu Fe+2) și
caracterul reducător al C, H 2, CO, metalelor
– Exercitii si probleme
– Evaluare 2
2
2
3
1 S29
S30
S32
S33,34
S34 S28
S29
S30
S32,33
S33 – Reacția dintre
FeSO 4 și soluție
acidă de KMnO 4
– Reacția dintre
FeSO 4 și soluție
acidă de K 2Cr2O7
– Reacția metalelor
cu sărurile
117
metalelor mai puțin
active
9. Aplicațiile reacțiilor
redox
(6h) 1.1
1.3
2.1
2.2
3.3
4.1
4.2
5.1
5.2 – Pila Daniell
– Acumulatorul cu plumb, elementul Léclanché
– Coroziunea și protecția anticorosivă
– Conductibilitatea soluțiilor de electroliți. Importanța
practică: Na, Cl 2, NaCl
– Exerciții și probleme
– Evaluare 1
1
1
1
1
1 S35
S35
S36
S36
S37
S37 S34
S34
S35
S35
S36
S36 Pila Zn -Cu
Electroliza soluției
de NaCl
( 4h ) – Recapitularea și sistematizarea cunoștințelor 4 S38
S39 S37
S38
118
ANEXA 2
UNITATEA DE ÎNVĂTARE 7
“ACIZI ȘI BAZE ” – 8 ore
Conținuturi
detaliate Competențe
specifice
vizate Activități de învățare Resurse Evaluare
Acizi și baze
2.1
5.1
5.2 Recunoașterea caracteristicilor generale ale acizilor și
bazelor pe baza cunoștințelor acumulate în clasele
anterioare.
Scrierea ecuației reacției chimice dintre amoniac și acid
clorhidric cu scopul de a evidenția teoria protolitică a
acizilor și a bazelor
Investigarea experimentală a utilizării indicatorilor în
soluții de acizi și baze
Activitate experimentală pentru determinarea tăriei
relative a acizilor prin reacția cu sărurile altor acizi
Activitate experimentală pentru determinarea tăriei
relative a bazelor prin reacția cu sărurile altor baze Manual
Reactivi și ustensile de
laborator
Fișă de activitate
experimentală Observare
sistematică
Chesti onare orală
Soluții apoase de
acizi tari și slabi
1.2
4.2 Introducerea suportului noțional :
-Constantă de aciditate
-Acizi poliprotici
-Ionizare în trepte
-Clasificarea acizilor după tăria lor Manual,
Observare
sistematică
Chestionare orală
119
Soluții apoase de
baze tari și slabe
1.2
4.2
5.2 Introducerea suportului noțional :
-Constantă de bazicitate
-Clasificarea bazelor după tăria lor
Exersarea scrierii cuplurilor acido -bazice Manual,
Observare
sistematică
Chestionare orală
Ionizarea apei
3.2
4.2
5.2 Deducerea constantei de echilibru la ionizarea apei, pH –
ul
Documentarea cu privire la pH și importanța practică a
acestuia Manual
Text suport cu informații
despre proiect Observare
sistematică
Chestionare orală
Prezentarea temei
proiectului
pH-ul soluțiilor
apoase 1.1
1.3
2.1
5.1 Activitate experimentală în scopul evidențierii
caracterului acid, bazic sau neutru al unor soluții cu
ajutorul hârtiei indicator Manual
Reactivi și ustensile de
laborator
Fișă de activitate
experimentală Interpretarea
rezultatelor
Observare
sistematică
Chestionare orală
Amfoliți acido -bazici
2.1 Activitate experimentală în scopul preparării
hidroxidului de aluminiu și evidențierii caracterului
amfoter Manual
Reactivi și ustensile de
laborator
Fișă de activitate
experimentală Observare
sistematică
Chestionare orală
Interpretarea
rezultatelor
Aplicații
2.1 Activitate interactivă elev –calculator: pentru
consolidarea noțiunilor însușite despre amfoliți acido –
bazici
Activitate experimentală
virtuală în laboratorul AEL
Manual
Sarcini în
laboratorul AEL
Observare
sistematică
Chestionare orală
Evaluare finală Test. Corectarea testului Test final Evaluare sumativă
120
UNITATEA DE ÎNVĂTARE 8
“REACȚII REDOX ” – 16 ore
Conținuturi
detaliate Competențe
specifice
vizate Activități de învățare Resurse Evaluare
Oxidarea și
reducerea – reacții cu
transfer de electroni.
Numărul de oxidare 1.1
2.1
2.2
2.3
3.1
4.2 Introducerea conceptelor de oxidare / reducere, agent
reducător – agent oxidant, număr de oxidare având la
bază activitățile experimentale propuse în fișa de lucru;
Scrierea ecuațiilor reacțiilor chimice și interpretarea
proceselor prin prisma transferului de electroni ;
Stabilirea N.O. pe baza regulilor Fișă experimentală,
substanțe chimice și
ustensile de laborato r;
Observarea
sistematică ;
Fișă de lucru;
Stabilirea
coeficienților în
reacții redox 1.1
1.3
3.1
3.2
4.2 Exerciții de stabilire a coeficienților în reacții redox
utilizând algoritmul de egalare a ecuațiilor reacțiilor care
au loc cu transfer de electroni.; Manual, culegeri de
probleme,
Probă orală
Temă de lucru în
clasă
Caracterul reducător
al metalelor 1.1
1.3
3.3 Cercetarea caracterului reducător al metalelor : Na, Mg,
Zn, Fe, Cu;
Scrierea ecuațiilor reacțiilor chimice și a transferului de
electroni, egalarea reacțiilor redox;
Clasificarea metalelor în funcție de capacitatea de a
forma ioni în soluție, față de hidrogen, ca element de
referință (seria reactivității chimice a metalelor); Fișa experimentală,
substanțe chimice și
ustensile de la borator;
Investigația
Observarea
sistematică
Fișa de lucru
Obținerea metalor
prin reducere 1.1
1.3 Scrierea ecuațiilor reactiilor de obținere a metalelor,
utilizând ca agenți reducători H 2, C, CO și metale active; Fișă experimentală; Probă orală.
Fișa de lucru.
121
3.3 Evidențierea transferului de electroni și egalarea
reacțiilor
Efectuarea practică a reacțiilor de obținere a Cu și Ag
prin reducerea pe cale umedă Substanțe chimice și
ustensile de laborator;
Caracterul oxidant al
unor săruri 1.1
2.1 Cercetarea caracterului oxidant al KMnO 4 și K 2Cr2O7;
Scrierea ecuațiilor reacțiilor chimice, evidențierea
transferului de e, egalarea reacțiilor;
Rezolvarea de probleme de calcul pe baza reacțiilor
redox. Fișă experimentală,
substanțe și ustensile de
laborator;
Observarea
sistematică
Aplicații ale
reacțiilor redox –
elemente galvanice 1.1
1.3
2.1
2.2
3.3
4.1
4.2
5.2 Definirea elementelor galvanice;
Construirea pilei Daniel și interpretarea funcționării ei;
Modelarea reacțiilor la electrozi și simbolul pilei;
Interpretarea proceselor redox care au loc în pile din
punct de vedere al conversiei energiei chimice în energie
electrică;
Clasificarea pilelor în primare și secundare;
Descrierea elementului Leclache și a acumulatorului cu
plumb și interp retarea funcționării lor.
Identificarea domeniilor de utilizare a elementelor
galvanice. Fișă experimentală,
substanțe și ustensile de
laborator;
Aplicația AEL
Investigație
Observarea
sistematică
Aplicații ale
reacțiilor redox –
Coroziunea și
protecția
anticorozivă 1.1
4.1
4.2
5.2 Definirea coroziunii, clasificarea în funcție de modul de
acțiune a factorilor din mediul înconjurător;
Interpretarea coroziunii electrochimice prin formarea
unor micropile galvanice locale.
Modelarea reacțiilor redox; Aplicația AEL
Manual, Fișă de lucru
Proiect
122
Identifi carea metodelor pentru prevenirea și combaterea
coroziunii.
Comunicarea informațiilor dobândite prin documenta re
pe tema protecției anticoroz ive.
123
ANEXA 3
Liceul ,,Ștefan Procopiu” Vaslui
TEST INIȚIAL
Clasa a IX – a
An școlar 2018 -2019
P.I (50 puncte)
1. Completează părțile componente și particulele atomului:
Atomul ………………….. …………
…………
……………………… (12 puncte)
2. Adevărat sau fals?
Izotopii sunt:
Particule cu același A;
Particule care se deosebesc prin numărul de protoni;
Particule care se deosebesc prin numărul de neutroni. (6 puncte)
3. Se dă: Al (z=13 și A=27); deduceți:
Structura atomică: nr. protoni, nr. electroni și nr. neutroni;
Configurația electronică (distribuția electronilor pe straturi);
Poziția în sistemul periodic (grupa și perioada);
Caracterul chimic și electrochimic;
Scrieți procesul de ionizare;
Valența (12 puncte)
4. – Scrieți corect formulele chimice și denumiți substanțele:
Na; HSO 4; MgOH; Cl; NH; CaCO; AlNO 3; HCl; Fe; N (10 puncte)
5. – Completați spațiile libere și egalați ecuațiile chimice:
H2 +Cl 2→…..
H2O2→……..
Fe + ……→FeCl 3
……+ NaOH →Cu(OH) 2 + Na 2SO 4
Cu + AgNO 3→….. + ……… (10 puncte)
P.II (40 puncte)
1. Să se afle cantitatea de zahăr conținu tă în 300g soluție de c= 10%. (10 puncte)
2. 48g Mg reacționează cu H 2SO 4. Calculează cantitatea de hidrogen obținută în grame și
moli. (15 puncte)
3. 400g fier de p= 80% reacționează cu 200 g sol HCl de c= 40%. Calculați cantitatea de
reactant aflată în exces. (15 puncte)
10 punc te oficiu
AMg = 24, A H= 1, A O= 16, A S= 32, A Fe= 56, A Cl= 35,5
124
Liceul “Ștefan Procopiu”
Disciplina Chimie
BAREM DE CORECTARE – TESTAREA INIȚIALĂ
Clasa a IX -a
An școlar 2018 -2019
Partea I
1. Nucleu (protoni și neutroni)……………. …………………… …6p
Învelișul electronic (electroni)…………. ………………….. …6p
2. Particule care se deosebesc prin nr. neutroni……………..6p
3. 13 protoni, 13 electroni și 14 neutroni……………….. ……2p
K2L8M3……………………………………………………… ………..2p
Grupa a III -a A, perioada a 3 -a………………………….. ……2p
Metal, electropozitiv………………… ………………………… …2p
Al -3e- → Al3+…………………… …………………………. ………2p
Valența III………………………………… …………………………..2p
4. 10 x 0,1……………………………………. ……………………….. ..10p
5. 5 x 2……………………………………………………. …………… ..10 p
Partea II
1) 30 g zahăr……………………………………. ……….. ………..10p
2) Scrierea corectă a ecuației chimice….. ………… ………..5p
4g hidrogen și 2 moli hidrogen…………. ………. ………10p
3) Scrierea corectă a ecuației chimice………… ………… ….5p
320g fier pur și 80g HCl………………………. …………. …5p
258,6g Fe exces……………………………….. …………. ……5p
Oficiu ………10p
Întocmit,
Prof. Coman Camelia
125
ANEXA 4
Liceul ,,Ștefan Procopiu” – Vaslui Nume și prenume…………………………………….
Clasa a IX -a B, I
ACIZI ȘI BAZE
TEST DE EVALUARE
I. Alegeți variantele corecte. (8 puncte)
a) Acizii sunt specii chimice care (acceptă/cedează) protoni.
b) Bazele sunt specii chimice care acceptă (protoni/electroni ).
c) În soluție apoasă diluată, un acid tare este ( parțial/practic total ) ionizat.
d) În soluție apoasă diluată, o bază slabă este ( parțial/practic total ) ionizată.
e) Baza conjugată a unui acid tare este o bază ( slabă/tare )
f) Un acid reacționează cu baza conjugată a unui acid mai ( tare/slab ) decât el.
g) Apa are caracter ( acid/bazic/amfoter ).
h) Dacă pH -ul unei soluții are valoarea x, concentrația ionilor H 3O+ din soluție este (10-x/10x)
M.
II. Pentru acizii H 2SO 4 (acid tare) și HCN (acid slab) indicați ecuațiile chimice ale pr oceselor
de ionizare, la dizolvarea în apă. Identificați cuplurile acid -bază conjugată și K a. (13 puncte)
III. Asociați fiecărui acid din șirul A baza lui conjugată din șirul B. (5 puncte)
A: HCl, NH 4+, HCO 3-, H2SO 4, H3O+
B: CO 32-, NH 3, Cl-, HSO 4-, H2O.
IV. Detartrantul are pH=2, soluția de aspirină tamponată are pH =8, șamponul de păr are pH=
5,5, soluția de desfundat chiuveta are pH= 13. Indicați caracterul acido -bazic al acestor produse.
(4 puncte)
V. Determinați pH -ul următoarelor soluții: (20 puncte)
a) soluție de HCl 0,0001 M;
b) soluți e de KOH 10-2 M;
VI. Știind că HCl este mai tare decât H 2CO 3, indicați care dintre reacțiile de mai jos au loc.
Completați ecuația reacției posibile și indicați între ce specii chimice are loc schimbul de
protoni.
KHCO 3 + HCl →
KCl + H 2CO 3 →
Calculați mas a de sare care reacționează cu 50 mL de soluție acidă de concentrație 0,1 M.
(20 puncte)
VII. Calculați concentrația molară a următoarelor soluții
a) soluția de CH 3COOH cu pH=4 (K a=1,8.10-5)
b) soluția de NaOH cu pH=12.
(20 puncte)
Timp de lucru 50 minute.
1 punct din oficiu
126
Liceul ,,Ștefan Procopiu” – Vaslui
Clasa a IX -a B, I
ACIZI ȘI BAZE
BAREM DE EVALUARE
I. Alegeți variantele corecte. (8 puncte )
a) cedează
b) protonI
c) practic total
d) parțial
e) slabă
f) tare
g) amfoter
h) 10-x M
II. (13 puncte)
H2SO 4 + H 2O → HSO 4- + H 3O+
HSO 4- + H 2O SO 42- + H 3O+
HSO 4-/ SO 42-
H3O+/ H2O
HCN + H 2O CN- + H 3O+
H2SO 4/ HSO 4-
H3O+/ H2O
III. (5 puncte )
HCl/ Cl-
NH 4+/ NH 3
HCO 3-/ CO 32-
H2SO 4-/ HSO 4-
H3O+/ H2O
IV. (4 puncte)
– detartrantul are pH=2, are caracter acid
– soluția de aspirină tamponată are pH =8, are caracter bazic
– șamponul de păr are pH= 5,5, are caracter acid
– soluția d e desfundat chiuveta are pH= 13, are caracter bazic
127
V. Determinați pH -ul următoarelor soluții: (20 puncte)
a) soluție de HCl 0,0001 M;
Rezolvare: [H3O+] = cHCl =10-4 mol/L, pH = 4
b) soluție de KOH 10-2 M;
Rezolvare: [HO-] = cNaOH =10-2 mol/L, pOH = 2 și pH = 14 – 2= 12
VI. (20 puncte)
KHCO 3 + HCl → KCl + + H 2CO 3
KCl + H 2CO 3 → nu are loc reacția
0,005 moli HCl
0,5 g KHCO 3
VII. (20 puncte)
a) soluția de CH 3COOH cu pH=4 (K a=1,8.10-5)
0,00005 M
b) soluția de NaOH cu pH=12.
0,01 M
Oficiu ………10p
Întocmit,
Prof. Coman Camelia
128
ANEXA 5
Liceul “Ștefan Procopiu”, Vaslui
Clasa: a IX -a B, I
Tema: Reacții redox
TEST DE EVALUARE
1. Alegeți variantele corecte: 3p
de electroni. cedare/acceptare a) Procesul de oxidare este procesul ce are loc cu
electroni.de cedare/acceptare b) Procesul de reducere este procesul ce are loc cu
agentul c) Elementul care cedează electronii ce vor fi acceptați în procesul de reducere este
oxidant/agentul reducător.
agentul d) Elementul care acceptă electronii ce au fost cedați în procesul de oxidare este
or. oxidant/agentul reducăt
scade/crește. e) Numărul de oxidare al agentului oxidant
. electroni/protoni f) Reacțiile redox au loc cu transfer de
este:2 Numărul de oxidare al sulfului în SO a. 0,25p 2.
a) +4 b) +2 c) +6
este: -1) 3 . Numărul de oxidare al azotului în (NOb 0,25p 2.
a) +4 b) +5 c) +6
1p 3 . Stabilește numerele de oxidare pentru toate elementele din:
.3 a) compușii ionici: NaF, CaO, AlCl
, HBr.4 , CH3 b) compusii covalenți: PH
-23 , SO-2 c) ionii: NO
3p 4 . Stabiliți coeficienții stoechiometrici în reacțiile redox, indicând procesele ce au loc,
agenții oxidanți și reducători, precum și variația numerelor de oxidare.
3O2 → Al 2 Al + O
O 2+ H 3)4(SO2+ Fe 3)4(SO2+ Cr 4SO2K→ 4 SO2+ H 4 + FeSO 7O2Cr2K
2 O + O2+ H 4 + MnSO 4SO2 → K 4SO2+ H 2O2+ H 4 KMnO
1,5p 5 . În chimia analitică, ionii Fe2+ se pot doza folosind soluție acidulată de K 2Cr2O7. Care
este volumul soluției de oxidant 0,1M necesar oxidării a 2 moli FeSO 4?
Timp de lucru 50 minute.
1 punct din oficiu
129
Liceul “Ștefan Procopiu”, Vaslui
Clasa: a IX -a B, I
Tema: Reacții redox
BAREM DE CORECTARE
1. a) cedare
b) acceptare
c) agent reducator
d) agent oxidant
e) scade
f) electroni
6 x 0,5 p = 3p
2.a. – a) 0,25 p
2.b. – b) 0,25 p
3.1 p
4. 3x1p=3p
3 O2 → 2Al 2 4Al + 3 O
O 2 + 7H 3)4(SO2 + 3Fe 3)4(SO2+ Cr 4SO2K→ 4 SO2 + 7H 4 + 6FeSO 7O2Cr2K
2 O + 5O2 + 8H 4 + 2MnSO 4SO2 → K 4SO2 +3 H 2O2 + 5H 4 KMnO2
5. 3,3 L 1,5 p
Oficiu: 1 p
Total: 10 p
Întocmit,
Prof. Coman Camelia
130
Declarație de autenticitate,
Subs emnata HERMENIUC C. CAMELIA, căsătorită COMAN , cadru di dactic la
LICEUL ,,ȘTEFAN PROCOPIU” din localitatea VASLUI, judetul VASLUI, înscrisă la
examenul de acordare a gradului didactic I, seria 2018 -2020 , cunoscând dispozițiile
articolului 326 Cod penal cu privire la falsul in declarații, declar pe propria răspundere
următoarele:
a) lucrarea a fost elaborată personal și îmi a parține în întregime;
b) nu am folosit alte surse decât cele menționate în bibliografie;
c) nu am pre luat texte, date sau elemente de grafică din alte lucrări sau din alte surse fără
a fi citate și fără a fi precizată sursa preluării, inclusiv în cazul în care sursa o
reprezintă alte lucrări ale subsemna tei HERMENIUC (căsătorită COMAN) C.
CAMELIA ;
d) lucrarea nu a mai fost folosită în alte contexte de examen sau de concurs.
Dau prezenta declarație fiindu -mi necesară la predarea lucrării metodico -științifice în
vederea avizării de către conducătorul științific, domnul Prof. dr. PUI AUREL
…………………………………………………………………………
Declarant ,
(num e, prenume) HERMENIUC (căsătorită COMAN) C. CAMELIA
( semnătura)…………………………………
Data……………
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Lucrare metodico -științifică pentru obținerea [613280] (ID: 613280)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.
