Solubilitatea. Soluții. Proprietățile și concentrațiile soluțiilor. [311624]

C U P R I N S

[anonimizat], matematica, biologia aduce o însemnată și bogată contribuție la pregătirea și instruirea elevilor.

In predarea chimiei se utilizează de multă vreme exercițiile și problemele în scopul de a [anonimizat] a forma deprinderea elevilor de a raționa și de a opera cu calcule chimice și matematice.

Metoda rezolvării de exerciții și probleme se folosește atât pentru formarea (consolidarea, dezvoltarea) [anonimizat] (consolidarea, dezvoltarea) celor intelectuale.

Rezolvarea de exerciții și probleme reprezintă pentru elevi metoda prin care utilizând în modalități identice și moduri diferite operativitatea gândirii îi provoacă pe aceștia la exerciții de "gândire " pentru a ajunge la formarea unor priceperi și deprinderi prin activitate intelectuală ([anonimizat] a [anonimizat] a demonstra relațiile fundamentale care descriu desfășurarea proceselor chimice). În învățământul modern sfera de cuprindere a conceptului de problema devine mult mai larga prin soluțiile de ordin calitativ pe care le reclama. Problemele de acest tip au un rol însemnat în formarea intelectuala a elevilor, prin gradul mai complex de problematizare pe care îl prezintă.

[anonimizat] I în învățământ: Conceperea și rezolvarea de exerciții și probleme referitoare la tema: "Solubilitatea. Soluții. Proprietățile și concentrațiile soluțiilor".

[anonimizat], [anonimizat] a [anonimizat], determinându-l [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat]-și scopul și eficiența.

Obiective propuse pentru realizarea lucrării:

– să arăt faptul că disciplina chimie nu poate fi predată fără aplicarea noțiunilor studiate în rezolvarea de exerciții și probleme;

– [anonimizat];

– [anonimizat];

– să arăt rolul rezolvării și conceperii de probleme în progresul și performanța elevilor;

– să fac ca disciplina chimie să fie plăcută și agreată în rândul elevilor.

Obiective propuse pentru elevi:

– [anonimizat], concentrațiile soluțiilor;

– [anonimizat], dar și pentru conceperea lor;

– să folosească corect noțiunile științifice asimilate pe parcursul anilor școlari;

– să utilizeze corect limbajul științific specific chimiei;

– să-[anonimizat], [anonimizat].

Lucrarea este formată din două părți. [anonimizat], solubilitate precum și importanța acestui tip de amestec omogen în viața cotidiană; partea a doua a lucrării cuprinde alte două capitole destinate unei analize, unui sondaj, realizat ce arată rolul pe care îl prezintă rezolvarea de exerciții și probleme în procesul de învățare, dar și impactul acestei metode didactice asupra învățării.

Primul capitol „Soluții. Caracterizare generală. Proprietățile generale ale soluțiilor”, debutează cu câteva noțiuni despre soluții: definirea acestora, clasificarea lor după diferite criterii, dar și principalele proprietăți specifice soluțiilor. În acest capitol au fost trecute în revistă și noțiuni despre fenomenul fizic de dizolvare, factorii care influențează dizolvarea, dar și noțiuni despre cristalohidrați și hidrați cu câteva exemple.

Cel de-al doilea capitol „Concentrațiile soluțiilor”, conține câteva modalități de exprimare a concentrației unei soluții, începând cu concentrația procentuală, molară, normală, titru, molalitate și finalizând cu fracția molara. Tot în acest capitol am redat expresiile de calcul ale acestor modalități de exprimare a concentrației, dar și câte un exemplu de exercițiu sau problemă de calcul.

Al treilea capitol „Solubilitate și importanța unor soluții în viața cotidiana” cuprinde noțiuni legate de această proprietate importantă a substanțelor în vederea obținerii de soluții. Am tratat acest subiect prin prisma celor trei categorii de substanțe: solide, lichide, gazoase, arătând modul în care variază solubilitatea lor în funcție de diferiți factori prin diverse diagrame

În partea a II-a a lucrării am prezentat un studiu (analize si sondaj) cu privire la impactul pe care îl prezintă metoda rezolvării de exerciții și probleme în procesul de învățare al elevilor, dar și opiniile lor legate de disciplina chimie și de folosirea metodei conceperii și rezolvării de exerciții și probleme în procesul instructiv-educativ.

Al patrulea capitol al lucrării, „Moduri de aplicare a metodei rezolvării de exerciții și probleme”, abordează metoda rezolvării de exerciții și probleme folosită în studiul chimiei, atât ca metodă de învățare, evaluare, dar și ca metodă prin care elevii își dezvoltă creativitatea prin investigare științifică. Sunt enumerate apoi obiectivele, clasificarea după mai multe criterii a exercițiilor și problemelor, dar și rolul și impactul acestora în predarea chimiei, în obținerea succesului și a performanței elevilor. De asemenea am tratat, într-un subpunct al acestui capitol, modalități de cultivare a creativității elevilor prin rezolvarea și compunerea de probleme. În acest capitol am realizat și mai multe analize de studiu la clasa a VII-a și clasa a IX-a unde am vrut să pun în evidență faptul că prin realizarea unei lecției de rezolvare de exerciții și probleme se poate ajunge la obținerea unui progres ridicat al elevilor.

Capitolul cinci al lucrării include un model de opțional la disciplina chimie, model aplicat la o clasa de-a VII-a, în anul școlar 2015-2016 și un sondaj de opinii (test atitudinal) pe care
l-am realizat în rândul elevilor din ciclul gimnazial al Liceului Tehnologic „P. P. Carp”, test care cuprinde părerile lor referitoare la cât de importantă este pentru ei disciplina chimie. Acest sondaj s-a făcut prin administrarea unui chestionar cu zece întrebări adresate elevilor de la clasele a VII-a și a VIII-a.

PARTEA I

Capitolul I. Soluții. Caracterizare generală. Proprietățile coligative
ale soluțiilor

I.1. Caracterizare generală

I.1.1. Generalități. Definiții

Soluția este un amestec omogen de două sau mai multe substanțe (componente), care se găsesc în aceeași fază. Substanțele ce intră în compoziția unei soluții sunt dispersate molecular sau ionic unele în altele.

Din punct de vedere al stărilor de agregare amestecurile se clasifică în:

– amestecuri omogene solide;

– amestecuri omogene lichide;

– amestecuri omogene gazoase.

Soluțiile solide sunt amestecuri omogene în care componenții sunt solizi. Cele mai importante soluții solide sunt cele compuse din două sau mai multe metale. Multe aliaje sunt soluții solide.

Gazele, indiferent de natura lor chimică, sunt miscibile în orice proporție. Soluțiile lichide prezintă cea mai mare importanță. Orice soluție este formată din două componente:

– solventul (dizolvantul) – este substanța în care se face dizolvarea;

– solutul (dizolvatul) – este substanța care se dizolvă.

La prepararea oricărei soluții trebuie să ținem seama de proprietățile fizice și chimice ale dizolvantului (solventului), la alegerea căruia ținem cont și de natura substanței din care vom obține soluția, deoarece proprietățile acesteia vor fi influențate de interacțiile solut-solvent.

Trebuie să cunoaștem date cu privire la solubilitatea substanței în dizolvantul ales, știind că solubilitatea substanțelor este influențată de factori cum ar fi: natura dizolvantului și a dizolvatului și de temperatura.

Din legea lui Coulomb observăm că forța de atracție dintre două sarcini de semn contrar variază invers proporțional cu constanta dielectrică, , a mediului:

,

în cazul de față a dizolvantului.

Solvenții ce au constante dielectrice mici duc la favorizarea procesului de asociere ionilor, iar solvenții cu constante dielectrice mari izolează unul de altul, ionii de semn contrar din soluție. În acest fel, solvenții cu constantă dielectrică mică (tabelul 1) nu sunt solvenți buni pentru electroliți, iar dacă îi dizolvă, soluțiile obținute au o conductibilitate foarte mică.

Tabel I.1. Solvenți ce au constantă dielectrică mică.

Sunt și solvenți cu constante dielectrice mici care formează cu electroliții soluții ionizate.

Solvenții precum cei din tabelul 2, deși au constante dielectrice mari, precum C2H5OH, sunt solvenți slabi pentru un număr mare de electroliți. De exemplu, acidul clorhidric este un solvent mult mai slab pentru electroliți decât apa.

Tabel I.2. Solvenți ce au constante dielectrice relativ mari.

Un rol important în cazul solventului îl are polaritatea moleculei. Solvenții polari sunt solvenți cu putere de ionizare și dizolvare mare pentru electroliți. Proprietățile de solvenți buni ale substanțelor cu moment de dipol mare se explică admițând că legăturile dintre ionii din soluție și moleculele de solvent sunt realizate prin forte ion-dipol.

Pot apărea și abateri deoarece nu toți solvenții având momente dielectrice mari, solvatează la fel de puternic ionii, de exemplu apa cu μ = 1,8 D este un solvent bun pentru electroliți, iar acidul cianhidric ce are μ = 2,8 D, este un solvent slab pentru electroliți.

I.1.2. Clasificarea soluțiilor

Soluțiile se pot fi clasifica folosind mai multe criterii.

A. Din punct de vedere al stării lor fizice:

a. gazoase: gaz în gaz – gazele sunt miscibile în orice proporție;

b. lichide:

– gaz în lichid: hidrogenul sulfurat în apă;

– lichid în lichid: acid sulfuric în apă;

– solid în lichid: sare în apa, glucoza în alcool.

c. solide: compuse din două sau mai multe metale – aliajele.

În soluțiile formate din două lichide se consideră dizolvant substanța aflată în cantitate mai mare. Când cantitățile de solvat și solvent sunt egale distincția dintre solvent și solvat dispare.

B. După concentrație

a. soluții concentrate;

b. soluții diluate.

C. După numărul componenților:

a. soluții binare;

b. soluții ternare;

c. soluții multicomponente.

D. După interacțiunile care se manifestă în soluții:

a. soluții omodinamice – când interacțiile care au loc sunt de aceeași natură
(exemplu: forțe van der Waals);

b. soluții eterodinamice – când se manifestă interacții distincte
(exemplu: interacție ion-dipol între solvent și solut și interacție
ion-ion între particulele solutului).

E. După dimensiunile particulelor dispersate:

a. soluții moleculare – în care diametrul particulelor este sub 1mμ;

b. soluții coloidale – în care diametrul particulelor este cuprins între 1-100 mμ;

c. soluții grosier disperse – în care diametrul particulelor este mai mare de 100 mμ.

F. După proprietățile termodinamice

a. soluții reale;

b. soluții ideale.

Soluții lichide

Amestecurile omogene lichide au cea mai mare importanță, deoarece sunt folosite în orice laborator de chimie. Pentru astfel de amestecuri omogene lichide folosim termenul de soluție.

Soluțiile lichide le putem obține dizolvând un gaz într-un lichid, un solid într-un lichid, un lichid în alt lichid. Soluțiile lichide, la rândul lor, se clasifica în:

1) Soluții de gaz în lichid: acid clorhidric în apă, amoniac în apă, dioxid de carbon în apa;
2) Soluții de lichid în lichid: acid sulfuric în apă, brom în sulfura de carbon;

3) Soluții de solid în lichid: zahăr în apă, hidroxidul de sodiu în apă.

Pentru caracterizarea mai completă a acestor sisteme trebuie să luăm în considerare factorii care influențează solubilitatea gazelor, lichidelor și solidelor în solvenții lichizi.

1) Soluții gaz în lichid

La formarea cestui tip de soluție, se are în vedere atât natura lichidului ce joacă rol de dizolvant, cât și natura gazului care se dizolvă.

Dizolvarea gazelor în lichide este însoțită de degajare de căldură și de micșorarea volumului. Efectele termice de dizolvare în apă a câtorva gaze sunt redate mai jos.

Tabel I.3. Efectele termice la dizolvare a gazelor în apă.

Procesul de dizolvare a gazului este un proces exoterm, iar cel de degajare a lui din soluție este endoterm.

Solubilitatea gazelor poate fi redată printr-o ecuație de forma: =A cunoscută sub numele de legea solubilității gazelor sau legea lui Henry.

Solubilitatea gazelor în lichide scade deci cu temperatura și crește direct proporțional cu presiunea parțiala.

Legea lui Henry este valabilă numai pentru gazele greu solubile. Ea nu se aplică la gazele foarte solubile în apă cum sunt: CO2, NH3, SO2, HCl, etc., deoarece acestea formează cu apa combinații chimice.

2) Soluții lichide în lichide

Solubilitatea lichidelor între ele (miscibilitatea) este dependentă de presiunea lor internă, adică de natura forțelor de coeziune dintre molecule.

În funcție de solubilitatea reciprocă, lichidele pot fi :

Lichide total miscibile (apă – alcool; apă – acid acetic; benzen – toluen);

Lichide parțial miscibile (fenol – apă; anilină – apă);

Lichide nemiscibile (benzen – apă; ulei – apă).

Solubilitatea reciprocă depinde de temperatură.

Două lichide nemiscibile sau parțial miscibile, în condiții obișnuite, pot deveni miscibile la o temperatură superioară.

Soluțiile lichide în lichide se clasifică astfel:

a) soluții în care cele două lichide prezintă solubilitate reciprocă nelimitată în condiții obișnuite (de exemplu apă – alcool, apă – acid acetic);

b) soluții în care cele două lichide prezintă o solubilitate reciprocă limitată, solubilitate care variază în funcție de temperatură (de exemplu fenol – apă, anilina – apă);

c) în care cele două lichide nu se amestecă unul cu altul (nemiscibile) – de exemplu ulei – apă.

Categoriile de soluții lichid-lichid de la punctele b și c sunt sisteme eterogene.

3) Soluții de solide în lichide

La dizolvarea substanțelor solide într-un dizolvant lichid, pe măsura ce concentrația soluției crește, solubilitatea se micșorează și tinde către zero când se apropie de saturare. Mărirea suprafeței de contat dintre dizolvant și substanța solidă are ca efect creșterea solubilității.

Solubilitatea substanțelor solide variază cu natura solidului, cu a solventului și cu temperatura, solubilitatea crescând cu creșterea temperaturii dizolvantului. Un factor important care determină solubilitatea solidelor este natura polară sau nepolară a dizolvantului, precum și natura legăturilor între particulele solidului.

Ținând seama de natura și de cantitatea de substanță dizolvată, de temperatura de lucru și menținând volumul de solvent constant, putem avea următoarele categorii de soluții: diluate, concentrate, saturate și suprasaturate.

I.2. Dizolvarea

I.2.1. Dizolvare – generalități

Dizolvarea este procesul de amestecare omogenă a doua sau mai multor substanțe, urmat de formarea unei soluții. Ansamblul de fenomene corespunzând acțiunii solventului asupra substanței dizolvate constituie dizolvarea. Prin dizolvare, legăturile existente între particulele de solut și moleculele de solvent se desfac și iau naștere alte legături între particulele de solvent și cele de solvat. În acest mod structura inițială a solventului și a solutului sunt perturbate sau distruse, amestecul lor devenind omogen. Dizolvarea reprezintă suma de acțiuni variate, care depind atât de structura solventului, cât și de aceea a substanței dizolvate.

Unul dintre factorii importanți ai procesului de dizolvare îl constituie tendința generală a sistemului de particule de a trece într-o stare de dezordine mai avansată (S > 0), solutul dispersându-se între moleculele de solvent, acest factor nefiind întotdeauna determinant. Pentru a se dispersa, particulele de solut trebuie să se desfacă unele de altele, iar moleculele de solvent trebuie să permită dispersarea solutului. Pentru a se realiza dizolvarea, este necesar ca forțele de atracție dintre molecule să fie comparabile unele cu altele, ele devenind factorul determinant al dizolvării. În aceste cazuri este valabilă regula „înrudirii chimice”: ceea ce se aseamănă, se dizolvă reciproc. Dacă substanța solidă, ce este solubilă în apă, este introdusă în aceasta, particulele ei componente (molecule, ioni) încep să se desprindă de pe suprafața solidului și difuzează printre moleculele de apă. Procesul de dizolvare este mai rapid cu cât suprafața de contact dintre solut și solvent este mai mare. Un alt factor ce influențează dizolvarea este agitarea componenților soluției, amestecarea contribuind la aducerea unor noi cantități de solvent la suprafața dizolvatului și astfel se desprind noi particule din masa solutului ce urmează a se dizolva.

Un alt factor care influențează dizolvarea este temperatura.

La dizolvarea unei substanțe au loc concomitent două fenomene:

fenomen fizic, în cursul căruia particulele solvatului difuzează printre moleculele solventului, fenomen însoțit de absorbție de căldura (endoterm);

fenomen chimic care constă în interacții cu formare de legături între particulele de solvat și solvent, fenomen numit solvatare, în care are loc degajare de căldură (exoterm). Dacă solventul folosit este apa, fenomenul se numește hidratare.

Când la dizolvarea unei substanțe cantitatea de căldură absorbită depășește cantitatea de căldură degajată, temperatura soluției este mai mică decât temperatura inițială a dizolvantului (dizolvarea endotermă). Aceasta proprietate a substanțelor de a absorbi căldură la dizolvare este folosită, practic, pentru obținerea de amestecuri răcoritoare.

Dacă la dizolvarea unei substanțe cantitatea de căldură degajată depășește cantitatea de căldură absorbită, soluția se încălzește (dizolvare exotermă). De exemplu, la dizolvarea acidului sulfuric în apă, soluția se încălzește.

I.2.2. Solvatare. Hidratare

Trecerea ionilor dintr-un cristal în soluție înconjurați de dipolii apei se numește solvatare sau hidratare. Hidratarea are loc, fie prin formarea legăturilor de hidrogen, în cazul substanțelor neionizate, fie prin atracții ion – dipol, când solutul este format din ioni.

La dizolvarea unei substanțe solide concurează trei tipuri de forte :

forțele de atracție dintre ionii sau moleculele substanțelor solide (energia de rețea);

forțele de atracție dintre moleculele solventului (legături de hidrogen, forțe Van der Waals);

forțele de atracție dintre ionii sau moleculele substanței care se dizolvă și moleculele dizolvantului (energia de solvatare, în general) sau de hidratare (când solventul este apa).

Atunci când forțele de solvatare depășesc celelalte forțe, substanțele se dizolvă ușor, iar în caz contrar se dizolvă cu dificultate. Principiul cu caracter general care guvernează procesul de dizolvare este cel care exprimă strânsa legătura dintre forțele de solvatare și structura asemănătoare a moleculelor solutului cu a moleculelor solventului. O substanță se dizolvă în solventul cu o structura asemănătoare.

Unele dintre lichidele a căror constantă dielectrică este mai mare decât cea a apei nu sunt solvenți buni pentru electroliți. Solubilitatea în apă a compușilor ionici este determinată de puterea mare a acesteia de a solvata ionii. Dizolvarea solidelor ionice necesită distrugerea rețelei cristaline, proces care reclamă energii mari ce pot fi furnizate doar de interacțiunile chimice dintre solvent și solut, interacțiuni care sunt specifice acestora, sunt dirijate în spațiu și saturate, generând complecși moleculari mai mult sau mai puțin instabili.

În aceste interacțiuni dintre solut și solvent, se degajă mari cantități de căldură de hidratare, echivalente ca mărime cu energiile de rețea.

Cu cât volumul ionului este mai mic și sarcina lui electrică este mai mare cu atât se solvatează mai repede. La dizolvarea compușilor ionici în apă interacțiile dintre solut și solvent constau în formarea de legături ion-dipol între ionii substanței dizolvate și moleculele polare de apă. Rezultă ioni înconjurați de dipolii apei, ioni hidratați, ioni ce explică conductibilitatea electrică a soluțiilor de compuși ionici (săruri, baze).

Formarea unor legături slabe între moleculele solventului și particulele constituente ale solutului poartă numele de hidratare, ce este un caz particular al solvatării.

Sunt unii compuși ionici, precum sulfații de bariu și de plumb, cât și unele sulfuri, care sunt insolubili în apă, insolubilitate datorată faptului că energiile de hidratare sunt mai slabe decât energiile de rețea.

Observăm, din tabelul următor, că energiile de hidratare a ionilor sunt foarte mari.

Tabel I.4. Energiile de hidratare a ionilor.

Substanțele ionice nu se dizolvă în solvenți nepolari. De exemplu, dacă în locul apei se utilizează benzină, benzen, sulfură de carbon, clorura de sodiu nu se dizolvă.

La dizolvarea substanțelor solide și în special a celor polare au loc două procese antagoniste:

consumul de energie necesar pentru a detașa ionii din rețeaua cristalină a sării și pentru a transmite energia cinetica în soluție;

degajarea de energie prin atragerea în jurul fiecărui ion a unui strat de molecule dipolare de solvent (solvatarea ionilor) formând legături ion-dipol.

Când se dizolvă în apă substanțe cu molecula polară, se formează legături dipol-dipol între moleculele polare de solvat și moleculele polare de apă. Ca o consecință a acestui fenomen este ionizarea solvatului, desfacerea dipolului în ioni, ioni care se hidratează cu molecule de apa.

Dacă substanța solidă nepolară cristalizează în rețea moleculară și dizolvantul este polar, solubilizarea nu se produce deoarece între moleculele componentelor nu se stabilesc forțe de atracție care să compenseze energia de legătura din cristal. O cantitate mică de substanță solidă se poate dizolva datorită polarității provocate de moleculele solventului. Efectul de polarizare indusă se poate mări adăugând în soluție o sare ionizabilă. O substanță nepolară se dizolvă într-un solvent nepolar, dar în acest caz se produce un fenomen pur fizic de amestecare și fenomenul de solvatare nu are loc.

Cristalele ce au rețele moleculare sunt solubile în solvenți organici, deoarece forțele de solvatare și forțele de rețea sunt de tip van der Waals sau legături de hidrogen. De exemplu, naftalina se dizolvă bine în benzen (dar nu în apă), deoarece la naftalină, ca și la benzen, forțele intermoleculare sunt forțe van der Waals. Naftalina este insolubilă în apă deoarece în apă forțele intermoleculare sunt legături de hidrogen și sunt mai puternice decât forțele van der Waals ce există în cazul naftalinei.

Zahărul (zaharoza) se dizolvă în apă datorită prezenței aceluiași tip de forțe intermoleculare și anume legături de hidrogen.

Substanțele care cristalizează în rețea atomică covalentă, cum este diamantul, nu pot fi dizolvate de niciun dizolvant, deoarece în interacțiune cu dizolvantul legăturile covalente puternice dintre atomi pot fi mai greu distruse.

Metalele se dizolvă în alte metale cu care formează legături metalice, însă nu se dizolvă de către nici un dizolvant.

I.2.3. Apa de cristalizare. Hidrați.

Una din metodele de purificare a substanțelor solide este cristalizarea dintr-un anumit solvent. În cele mai multe cazuri drept solvent întâlnim apa. Hidrații sunt substanțe care se depun din apa fie anhidre, fie sub formă de cristale ce conțin apă de cristalizare. Hidrați formează multe substanțe anorganice și organice și aproape toți electroliții care nu conțin în structura lor ioni.

Se întâlnesc trei categorii de hidrați:

– hidrații electroliților (acizi, baze, săruri);

– hidrații compușilor formați din ioni foarte mari (anioni sau amfioni macromoleculari).

– hidrații gazelor (stabili de obicei sub presiune);

Hidrații gazelor și cei ai electroliților au compoziție stoechiometrică constantă și definită. Acești hidrați sunt compuși chimici stabili numai în stare solidă. Daca se îndepărtează apa din acești compuși se distruge rețeaua cristalină.

Solvenții îi putem clasifica după proprietățile lor donor-acceptoare și după influența lor asupra tăriei relative a electroliților,

După primul criteriu, solvenții îi putem împărți în două grupe:

a) dizolvanții aprotici, ce reprezintă combinații chimice cu caracter inert și ale căror molecule nu participă la procesul acido-bazic, nu cedează și nu acceptă protoni; moleculele acestor dizolvanți nu sunt ionizate și nici nu pot ioniza. Din această categorie de solvenți fac parte:

– hidrocarburi: benzen, toluen, ciclohexan, n-hexan.

– derivați halogenați: CCl4, CHCl3, Cl – CH2 – CH2– Cl.

b) dizolvanți protolitici sunt acele combinații care prin structura lor, pot ceda sau accepta protoni și pot participa direct la interacțiunea acid-bază.

Dizolvanții protolitici se clasifică în trei grupe:

– amfiprotici: cetone, alcooli, nitrili;

– protogeni: derivați halogenați lichizi;

– protofili (bazici): amine lichide, piridină, hidrazină, amoniac lichid.

Clasificarea solvenților după cel de al doilea criteriu este mai puțin riguroasă, excepțiile apărând în număr mare.

După elementele ce intră în compoziția moleculară a solvenților folosiți în practică aceștia se clasifică astfel :

– solvenți organici: toluenul, acetona, benzenul, benzina, alcoolul etilic și metilic, eterul etilic, derivații halogenați, etc.

– solvenți anorganici: apa – solventul cel mai folosit, dioxidul de sulf lichid, amoniacul lichid.

I.2.5. Solventul cel mai utilizat: apa

Datorită capacității ei foarte mare de a dizolva, dar și puterii ei mare de ionizare, apa este cel mai important solvent ce este utilizat în tehnică sau care apare în natură. Apa dizolvă un număr mare de substanțe anorganice cât și organice, ai căror atomi formează legături de hidrogen cu moleculele acestui dizolvant. Apa dizolvă electroliți precum acizi, baze, săruri cu formare de soluții în care compușii enumerați sunt ionizați.

I.2.6. Cristalohidrați

Prin evaporarea soluțiilor apoase, multe substanțe dizolvate se separă sub formă de cristale, în care particulele sunt hidratate.

Din apă substanțele pot cristaliza fie sub formă anhidră (moleculele de apă lipsesc), fie sub formă hidratată (conțin molecule de apă). Cristalele de acest fel, care înglobează în ele apă se numesc cristalohidrați, iar apa conținută de aceștia poartă numele de apă de cristalizare.

Exemple:

CaSO42 H2O (ghips);

CaSO41/2 H2O (ipsos);

Na2CO310 H2O (sodă de rufe);

CuSO45 H2O (piatră vânătă).

Apa ce intră în compoziția unui compus anorganic poate fi de constituție sau de umiditate. Cea din urmă conține apă de umezire (umectare) și apă higroscopică, iar apa de constituție cuprinde apa de coordinație, apa de cristalizare și apa provenită din grupările –OH bazice și grupări –OH acide.

Moleculele de apă se pot elimina în intervale de temperatură diferite prin intermediul unor procese termice ce au loc în regim dinamic sau static:

– apa de umectare și cea higroscopică se poate elimina prin uscare la 60 – 80oC timp de 6-8 ore, urmată de o încălzire la temperaturi de 105-120oC timp de 1-2 ore;

– apa de cristalizare și apa de coordinație se poate elimina la temperaturi mai ridicate de 170-190oC, fără a depăși 200-250oC timp de 1-2 ore;

– apa provenită din grupări –OH necesită temperaturi mai mari de 250oC, în funcție de natura grupărilor respective.

Exemple:

a) Cr(NO3)39 H2O, cele 9 molecule de apă sunt de trei tipuri:

[ Cr ( H2O)6 ](NO3)3H2O2H2O ← apă de rețea

apă de coordinație apă de anion

Unii cristalohidrați lăsați în aer pierd o parte din apa de cristalizare; se produce eflorescența. Exemplu: Na2CO310 H2O.

Cristalohidrații electroliților și ai gazelor prezintă o compoziție din punct de vedere stoechiometric constantă și definită (exemplu: FeSO47 H2O, CuSO45 H2O), fiind compuși chimici stabili și prezentând rețele cristaline bine definite. Dacă îndepărtam apa se distruge rețeaua cristalină inițială.

I.3. Proprietățile coligative ale soluțiilor

Se numesc proprietăți coligative ale soluțiilor acele proprietăți care sunt proporționale cu concentrațiile molare ale substanțelor dizolvate și sunt independente de natura chimică a acestora. Micșorarea presiunii de vapori, urcarea punctului de fierbere, scăderea punctului de solidificare și presiunea osmotică sunt proprietățile coligative ale soluțiilor.

I.3.1. Presiunea de vapori a soluțiilor. Legea lui Raoult

Dacă vom dizolva o substanță nevolatilă cum ar fi zaharul sau acidul salicilic într-un solvent cum ar fi apa sau alcoolul, vom constata că presiunea de vapori a soluției rezultate este mai mică decât acea a dizolvantului pur, la aceeași temperatură.

Pentru a putea dovedi lucrul acesta se procedează astfel: vom lua trei tuburi barometrice după care primul tub se lasă ca martor pentru a se urmări presiunea barometrică; în al doilea tub se introduce eter până ce se formează prima picătură de lichid deasupra mercurului, iar în ultimul se va introduce o soluție eterică de acid salicilic, tot până la formarea primei picături de lichid deasupra mercurului.

Dacă se cercetează nivelul de mercur din cele trei tuburi se constată că nivelul din al treilea tub este mai ridicat decât în cel de al doilea și ajungem la concluzia că această diferență de nivel dintre al doilea și al treilea tub barometric reprezintă diferența dintre presiunea de vapori a dizolvantului pur (eterul) și a soluției (eter + acid salicilic).

Dacă vom nota cu p0 presiunea de vapori a solventului pur, iar cu p presiunea de vapori a soluției și cu fracția molară a substanței dizolvate, legea lui Raoult se poate reda astfel:

în care:

– diferența p0 – p este scăderea presiunii de vapori;

– raportul dintre (p0 – p) / p0 sau ∆p/p0 se numește scăderea relativă a presiunii de vapori.

Conform legii lui Raoult, scăderea presiunii de vapori a unei soluții față de presiunea de vapori a dizolvantului este direct proporțională cu fracția molară a substanței dizolvate și este independentă de temperatură și de natura solutului.

Notând cu n1 numărul de moli de solvent și cu n2 numărul de moli de substanță dizolvată, legea lui Rauolt capătă următoarea formă:

Soluțiile care se supun legii lui Raoult se numesc soluții ideale.

Puține soluții însă au o comportare ideală, motiv pentru care există abateri de la aceasta lege.

În cazul soluțiilor diluate, aceste abateri sunt mici și pot fi neglijate.

Legea lui Raoult ne poate permite să calculăm:

– presiunea de vapori a unei soluții când i se cunoaște concentrația și presiunea de vapori a dizolvantului pur;

– masa moleculară a dizolvatului cum rezultă din relațiile următoare:

m1 – reprezintă gramele de solventului;

M1 – masa moleculară a solventului;

m2 – gramele de solut;

M2 – masa moleculară a substanței dizolvate astfel încât legea lui Raoult capătă forma:

În cazul soluțiilor diluate, când n2 <<< n1, relația devine:

de unde:

I.3.2. Ridicarea punctului de fierbere a soluțiilor. Ebulioscopia

După cum știm, un lichid fierbe când presiunea lui de vapori este egală cu presiunea atmosferică. La presiunea de 760 torri (1 atm) apa fierbe la 100oC, însă o soluție în apă are o presiune de vapori mai mică. Consecința micșorării presiunii de vapori a unei soluții este creșterea punctului de fierbere al soluției comparativ cu al dizolvantului pur, fapt pentru care soluțiile apoase fierb la temperaturi de peste 100oC.

Din cauză că presiunea de vapori a apei pure este mai mare decât presiunea de vapori a unei soluții, curba variației presiunii de vapori a soluției se află sub curba variației presiunii de vapori a apei. Se constată că punctul de fierbere a soluției (t) este mai mare decât cel al apei (t0) și că diferența ∆= t – t0 reprezintă urcarea punctului de fierbere al soluției.

Pentru același dizolvant, urcarea punctului de fierbere ∆ este proporțională cu concentrația molală substanței ce se dizolvă

∆ =E ∙ c,

unde c – reprezintă concentrația soluției ce se exprimă prin numărul de moli de substanță dizolvată în 1000 g dizolvant, molalitate.

Vom nota cu m2, cantitatea de substanță având masa moleculară M2 ce se dizolva în m1 grame de solvent ce are masa moleculară M1. Constatam ca relația ce reda ridicarea punctului de fierbere devine :

În această relație, E – reprezintă constanta ebulioscopica, adică ridicarea punctului de fierbere produsă la dizolvarea unui mol dintr-o substanță în 1000 g dizolvant. Constanta nu variază cu natura substanței dizolvate, ci numai cu natura dizolvantului.

Tabel I.5. Valori ale constantei ebulioscopice pentru câțiva solvenți.

În concluzie legea lui Raoult arată că:

– creșterea punctului de fierbere este proporțională cu concentrația molala substanței ce se dizolvă;

– cantități moleculare egale de diferiți soluți dizolvați în cantități egale din același solvent produc aceeași ridicare a punctului de fierbere.

I.3.3. Coborârea punctului de solidificare (înghețare) a soluțiilor. Crioscopia

Drept consecință a scăderii presiunii de vapori a unei soluții este scăderea punctului de congelare a soluțiilor în raport cu a dizolvantului pur și anume cu atât mai mult cu cât concentrația soluției este mai mare. Coborârea punctului de înghețare nu depinde de natura dizolvatului ci doar de natura dizolvantului.

Prin analiza curbelor presiunii de vapori a unui dizolvant și a soluției apoase remarcăm relația dintre punctele de solidificare a dizolvantului pur și cel al soluției Punctul de înghețare a soluției este mai coborât decât cel al dizolvantului pur; diferența ∆ =t0 – t reprezintă coborârea punctului de înghețare (solidificare), unde t0 este temperatura solventului, iar t este temperatura soluției

Legea lui Raoult în cazul depresiunii (coborâre) a punctului de solidificare arată că:

– coborârea punctului de solidificare este proporțională cu cantitatea de substanță dizolvată într-o anumită cantitate de solvent, adică cu concentrația molală;

– cantități echimoleculare de diferite substanțe dizolvate în cantități egale din același solvent produc aceeași coborâre a punctului de înghețare.

Legea lui Raoult referitoare la coborârea punctului de înghețare a unei soluții se redă prin relația:

=K c

sau :

în care: K – constanta crioscopica (coborârea molală a punctului de solidificare) ce reprezintă depresiunea punctului de solidificare a unei soluții formată prin dizolvarea unui mol de substanță în 1000 g dizolvant. Aceasta constantă nu este dependentă de natura substanței dizolvate, ci numai de natura solventului.

Tabel I.6. Valori ale constantelor crioscopice pentru câțiva solvenți.

Proporționalitatea între concentrația molală și creșterea punctului de fierbere, respectiv coborârii punctului de solidificare este numai la soluții extrem de diluate; observăm totuși existența acestei proporționalități și la soluțiile cu concentrații mai moderate.

Cu ajutorul legilor lui Raoult referitoare la ebulioscopie și crioscopie se pot calcula:

– punctul de fierbere și de solidificare a unei soluții de concentrație cunoscută;

– masa moleculară a unei substanțe dizolvate, daca cunoaștem punctul de fierbere sau de solidificare a soluțiilor acesteia.

I.3.4. Osmoza și presiunea osmotică a soluțiilor

Osmoza este fenomenul ce se produce când doua soluții de concentrații diferite sau o soluție și solventul ei pur sunt separate de o membrana semipermeabila.

Această membrană semipermeabila permite pătrunderea moleculelor de solvent din soluția mai diluată în cea mai concentrată, dar nu și a substanței dizolvate. Are loc pătrunderea moleculelor de solvent prin membrană, din soluția mai diluată în cea mai concentrată, producându-se fenomenul de osmoză.

Dispozitivul numit celulă osmotică (osmometru) este alcătuit dintr-o pâlnie închisă la partea inferioară cu o membrană semipermeabila, de exemplu o vezică de porc. Partea superioară este etanșata cu un tub din sticlă. În osmometru se introduce o soluție de zahăr se cufundă într-un vas cu apă. Soluția din celula osmotica se diluează și crește nivelul ei în tub. Datorită osmozei, în soluția din osmometru ia naștere o presiune osmotică ce este o presiune suplimentară, care aplicată unei soluții, duce la realizarea echilibrului dintre soluție și solvent.

Valoarea presiunii osmotice se poate calcula din diferența de înălțime h dintre nivelul soluției și nivelul solventului

= gh

g = accelerația gravitațională;

ῥ = densitatea soluției.

Legile presiunii osmotice stabilesc că presiunea osmotică a unei soluții depinde de concentrație și de temperatură

a) La o temperatură constantă, presiunea osmotică este direct proporțională cu concentrația soluției:

în care: π – este presiunea osmotică, în atm;

k1 – constantă.

c – concentrația soluției.

Legea presiunii osmotice este o lege analoagă legii Boyle-Mariotte a gazelor:

p v = const; 1 / c = v (volum molar)

Presiunea osmotică a unei soluții de zahar în apă crește cu concentrația.

Tabel I.7. Variația presiunii osmotice în funcție de concentrația unei soluții de zahăr în apă.

b) La o concentrație constantă, presiunea osmotică este direct proporțională cu temperatura exprimată în kelvini (temperatura absolută) a soluției:

T – este temperatura absolută exprimata în oK;

k2 – constantă.

Această lege a presiunii osmotice este analoagă legii lui Gay-Lussac pentru gaze:

Prin combinarea celor două legi ale presiunii osmotice, van’t Hoff a formulat legea generală a presiunii osmotice:

în care:

c – concentrația soluției (moli substanță dizolvată într-un litru soluție);

R – constanta universala a gazelor;

T – este temperatura absolută, în oK, a soluției.

Expresia redată mai sus este analoagă cu ecuația gazelor ideale:

în care V = 1/c, volumul molar.

Soluțiile cu aceeași presiune osmotică se numesc izotonice.

Vant Hoff a enunțat următoarea lege a presiunii osmotice: presiunea osmotică a unei soluții este egală cu presiunea pe care ar exercita-o substanța dizolvată, dacă ar fi în stare gazoasă; la temperatura dată ar ocupa același volum ca al soluției.

Această lege generală a presiunii osmotice este valabilă numai pentru soluții ideale de neelectroliți; soluțiile diluate o pot urma cu aproximație. Dacă cunoaștem valoarea presiunii osmotice a unei soluții, dar și concentrația acesteia, putem determina masa moleculară a substanței dizolvate.

Metoda s-a dovedit utilă pentru substanțe cu mase moleculare mari, stabilindu-se astfel masa moleculară a hemoglobinei.

Capitolul II. Concentrațiile soluțiilor

II.1. Noțiuni generale

Concentrația soluției este un raport între cantitatea de substanță dizolvată și cea de soluție.

Cantitatea de substanță dizolvată într-o anumită cantitate (volum) de soluție sau dizolvant reprezintă concentrația soluției respective.

După concentrație întâlnim:

– soluții diluate – conțin o cantitate mică de solvat;

– soluții concentrate – conțin o cantitate mare de solvat.

Cele mai concentrate soluții sunt soluțiile saturate (cele ce conțin o cantitate de solvat egală cu coeficientul de solubilitate).

II.2. Moduri de exprimare a concentrațiilor soluțiilor

Concentrației soluțiilor se poate exprima în următoarele moduri:

a) Concentrația procentuală gravimetrică sau de masa (g solut la100 g soluție);

b) Concentrația procentuală volumetrică (grame solut la100 ml de soluție);

c) Concentrația molară sau molaritatea (moli solut la 1 litru de soluție);

d) Concentrația molală sau molalitatea (moli solut la 1000 g solvent);

e) Concentrația normală sau normalitatea (echivalenți-gram solut la 1litru de soluție);

f) Titrul (T) – (grame solut la 1 cm3 ( 1 ml) de soluție);

g) Fracția molară (numărul de moli al unui component/numărul total de moli din soluție);

h) Raportul molar (numărul de moli al unui component/numărul de moli ai celorlalte

componente ale soluției);

i) Procentul molar (fracția molară a unui component x 100);

j) Alte moduri:

– g solut/100 cm3 soluție;

– g solut/1000 cm3 soluție;

– moli solut/1000 cm3 solvent;

– moli solut/1000 g soluție.

II.2.1. Concentrația procentuală

a) Concentrația procentuală de masă (gravimetrică) – reprezintă cantitatea de substanță dizolvată (md), exprimată în grame, conținută în 100 g soluție (ms) și este notată cu semnul % (procent).
Exemplu: o soluție de sare de bucătărie în apă, de concentrație 40%, conține la 100 g soluție, 40g NaCl și 60g apă.

Relația de calcul a concentrației procentuale de masă este:

md – reprezintă cantitatea de substanță dizolvată (în grame);

ms – reprezintă cantitatea de soluție (în grame).

Masa de soluție se determină și din relația:

Din formula concentrației procentuale de masă se poate calcula masa de substanță dizolvată (md) sau masa soluției (ms) cu ajutorul următoarelor relații:

Exemplu: Să se calculeze concentrația procentuală soluției obținută din 150g apă și 50g sare.

Rezolvare:

mapă = 150g = + =50 + 150 =200 grame

md =50g sare

C% = = 100 = 25 %

b) Concentrația procentuală volumetrică – reprezintă raportul dintre volumul dizolvatului și volumul soluției ce trebuie înmulțit cu 100. Concentrația procentuală volumetrică se exprimă în mL solut la 100 mL soluție și se determină cu ajutorul formulei:

,

unde:

Vd este volumul dizolvatului;

Vs este volumul de soluție.

Exemplu: dacă avem amestec de 30 ml alcool și 70 de apă, acesta are o concentrație procentuală volumetrică de 30 %.

II.2.2. Concentrația molară (molaritatea)

Această concentrație se exprimă prin numărul de moli de solut sau fracțiuni de moli dintr-o substanță dizolvată într-un 1 litru (1 ) de soluție.

Concentrația molară se notează cu CM și se exprimă în moli / litru sau M (molar).

După numărul de moli de solvat la litru (mol/litru) soluțiile pot fi:

1 M – soluție molară ce conține 1 mol/litru;

0,1 M – soluție decimolară conține 0,1 mol/litru,

2 M – soluție dublu molară conține 2 moli/litru

0,5 M – soluție semimolare conține 0,5 moli/litru.

Relația de calcul pentru concentrația molară este:

CM = concentrația molară (moli/L sau M);

md = masa în grame de dizolvat;

VS = volumul de soluție (litri sau dm3);

M = masa moleculară a dizolvatului (g/mol).

Din formula concentrației molare se pot calcula:

a) masa de substanță dizolvată:

b)volumul de soluție:

Exemplu: Preparați 200 ml de soluție NaOH, 1 M.

Rezolvare: MNaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g/mol.

1000 mL soluție. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 g NaOH

200 mL soluție. . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x,

x = 8 g NaOH.

Putem calcula cantitatea de sare pentru soluții de orice molaritate, dacă cunoaștem cantitatea de sare necesară obținerii a unui litru de soluție molară.

Putem utiliza relația următoare, relație care ne dă posibilitatea convertirii concentrației procentuale și în cea molara și invers:

c = concentrația procentuală (%);

ρ = densitatea soluției (g/cm3);

CM = molaritatea soluției (moli/L);

M = masa moleculară a substanței dizolvate (g/mol).

II.2.3. Concentrația normală (normalitatea)

Normalitatea ne indică numărul de echivalenți – gram (vali) de substanță dizolvată într-un litru) de soluție. Concentrația normală se notează cu CN, se exprimă în echiv. g/l și se poate calcula cu relația:

CN = concentrația normală (echivalenți – gram /L sau N);

md = masa de substanță dizolvată (g);

VS = volumul de soluție (L sau dm3);

Eg = echivalent – gram.

Din formula concentrației normale se pot calcula:

a) masa de substanță dizolvată: ;

b) volumul de soluție:

Pentru exprimarea concentrației normale trebuie cunoscută noțiunea de echivalent – gram (val). Echivalentul-gram (este cantitatea în grame dintr-o substanță care se combină cu
1 gram de hidrogen sau 8 grame de oxigen.

Echivalentul-gram a unui element este dat de raportul dintre masa atomică a elementului și valența lui.

Exemplu, echivalentul – gram al aluminiului:

= = =9 g

Echivalentul-gram acid este dat de raportul dintre masa moleculară a acidului și bazicitate, adică numărul de ioni .

Exemplu, echivalentul – gram al acidului sulfuric, H2SO4:

Echivalentul-gram a unei baze este dat de raportul dintre masa molară a bazei și numărul de grupări hidroxil -OH, aciditatea).

Exemplu, echivalentul – gram al hidroxidului de calciu, Ba(OH)2:
= = =85,5 g

Echivalentul-gram a unei sări este dat de raportul dintre masa molară a sării și produsul dintre numărul de ioni de metal și valența acestuia.

Exemplu, echivalentul – gram al sulfatului de aluminiu, Al2(SO4)3:

Echivalentul de oxidare (sau de reducere) este dat de raportul dintre masa moleculară a substanței și numărul de electroni acceptați (sau cedați) de substanța respectivă.

Exemplu, echivalentul – gram al permanganatului de potasiu în soluție acidă, KMnO4:

Exemplu: Calculați normalitatea unei soluții ce conține 9 g FeCl3 în 150 cm3 soluție.

Rezolvare: md = 9 g FeCl3

VS = 150 cm3 = 0,15 dm3

M = 56 + 3×35,5 = 162,5g/mol, Eg = 54,16.

Se poate calcula astfel concentrația normală:

= =1,10

După concentrația normală, soluțiile sunt:

Soluția 1 N sau normală care conține 1 echivalent gram de solvat la 1 litru de soluție;

Soluția 2 N sau dublu normală ce are dizolvați 2 echivalenți-gram la 1 litru de soluți;

Soluția 0,5 N sau seminormală ce conține într-un litru de soluție 0,5 echivalenți-gram de substanță dizolvată.

II.2.4. Concentrația molală (molalitatea)

Concentrația molală se exprimă prin raportul dinte numărul de moli sau fracțiuni de mol dintr-o substanță dizolvată într-un kilogram de solvent. Concentrația molală se notează cu m și se calculează cu relația

unde:

m1 – masa în grame de substanță dizolvată și având masa moleculară M1;

m2 – masa în grame de solvent.

Exemplu: Calculați molalitatea unei soluții obținute prin dizolvarea a 73 g HCl în 1500g H2O.

Rezolvare:

MHCl = 36,5 g/mol.

n = = = 2 moli

1500 g apa ……………. 2 moli HCl

1000 g apa ……………. m

II.2.5. Titrul

Concentrația exprimata prin titru este cantitatea în grame de substanță ce este conținută
într-un 1 cm3 (1 mL) de soluție. Titrul unei soluții se notează cu litera T, iar valoarea lui se exprimă printr-un număr cu patru până la șase zecimale.

Exemplu: titrul unei soluții 1 N de HCl este T = 0,0365g HCl /ml.

Se poate calcula titrul soluției și din concentrația normala a acesteia folosind relația:

CN – concentrația normală exactă a soluției;

Eg – echivalentul chimic al substanței dizolvate.

Un alt mod de calculare a titrului unei soluții este cunoscând concentrația molara a ei și folosindu-ne de relația:

CM – concentrația molară exactă a soluției;

M – masa moleculară a substanței dizolvate.

Există anumite mărimi care în cazul soluțiilor foarte diluate sunt direct proporționale cu concentrația substanței care se dizolvă, însă la concentrații mai mari pot apărea abateri de la această proporționalitate directă. În cazuri de acest gen se folosește concentrația activă sau activitatea între concentrația C a soluției și activitate a exista relația:

a = f C, unde f este factorul de activitate și este subunitar.

II.2.6. Fracția molară

Se notează cu x ,are ca unitate de măsura mol/mol și se exprimă prin raportul dintre numărul de moli al unui component (ni) și numărul total de moli.

Numim raport molar raportul dintre numărul de moli al unui component și numărul de moli ale celorlalte componente ale soluției.

Fracția molara a substanței i este:

În cazul soluțiilor formate din doi componenți fracția molară a dizolvantului este:

n1 – numărul de moli de solvent;

n2 – numărul de moli de substanță dizolvată.

Suma fracțiilor molare este egală cu unitatea:

Exemplu:

Să se calculeze fracția molară a apei și a acidului clorhidric pentru soluția de concentrație procentuală 50% HCl. Soluția conține: 50g apă (MH2O = 18 g/mol) și 50g HCl
(MHCl =36,5g/mol).

Rezolvare:

– pentru apă: n1 = 2,7777;

– pentru acidul clorhidric: n2== 1,3698.

Astfel se poate calcula, fracțiile molare:

= =0,670 fracția molara a apei;

= =0,330 fracția molara a acidului clorhidric

+ =1

Procentul molar se notează cu % mol și este o modalitate de exprimare a concentrației ce se obține prin înmulțirea cu 100 a fracției molare.

Pentru exemplele anterioare

0,670 ∙ 100 = 67 % mol apă;

0,330 ∙ 100 = 33 % mol acid clorhidric.

Alte modalități de exprimare a concentrației soluțiilor, folosite mai ales în industrie sunt cele în care concentrația se exprimă în grame de substanță conținut într-un litru de soluție (g/L) sau în grame de substanță conținute în 100g solvent (soluții saturate).

Un mod vechi de exprimare a concentrației este cel în care concentrația se exprimă în grade aerometrice. Cea mai utilizată scară aerometrică este scara Baumẽ în care calcularea densității soluției se face folosind relația:

în care:

d – densitatea lichidului în g/cm3;

A- constanta scării areometrice: pentru scara Baumẽ este 144,30;

n – numărul de grade areometrice (semnul + se ia pentru lichidele mai ușoare ca apa și semnul – pentru lichidele mai grele ca apa.

– densitatea apei se consideră egală cu 0oBẽ.

Amestecarea soluțiilor și diluarea acestora

Majoritatea proceselor tehnologice se realizează în soluție și este astfel necesar să se apeleze la cele mai convenabile procedee pentru a prepara soluțiile de o anumită concentrație. Astfel, concentrația unei soluții va varia invers proporțional cu volumul de solvent adăugat acesteia.

Dacă amestecăm mai multe soluții de substanțe diferite acest lucru va conduce la micșorarea concentrației tuturor substanțelor din amestec, iar dacă se amestecă două soluții ale aceleiași substanțe având concentrații diferite, concentrația soluției ce se obține diferită de concentrația fiecăreia dintre ele. Concentrația soluției finale obținută astfel se află folosind o regulă numită regula dreptunghiului, regulă ce are următorul enunț: cantitățile de soluții care se amestecă sunt invers proporționale cu valorile absolute ale diferențelor dintre concentrațiile lor și concentrația soluției finale obținută după amestecare.

La expresia matematică a regulii dreptunghiului se ajunge făcând presupunerea că amestecând două soluții A și B se obține o soluție C. Notând concentrațiile soluțiilor inițiale cu a, respectiv b, iar concentrația soluției obținute în final cu c și considerând gA și gB, cantitățile de soluții A și B, exprimate în grame (dacă concentrațiile soluțiilor sunt exprimate în procente) sau litri (dacă concentrațiile soluțiilor sunt exprimate în molaritate sau normalitate) și dacă a > b, se poate scrie:

de unde:

care este tocmai regula amestecurilor enunțată mai sus.

Această expresie se poate reprezenta în mod simplu, prin regula dreptunghiului. În centrul dreptunghiului se scrie concentrația soluției care trebuie să se prepare, în vârfurile din stânga se scriu concentrațiile soluțiilor inițiale (concentrația mai mare sus, iar cea mai mică jos), în vârfurile din dreapta se scriu cantitățile de soluții ce se vor amesteca. Aceste cantități se obțin scăzând pe diagonală valorile mai mici din cele mai mari.

Schema de rezolvare a unei asemenea probleme, cu ajutorul regulii dreptunghiului este următoarea:

Exemplu: Preparați 200 mL soluție HCl 0,5 M folosind soluție de HCl 0,1 M și soluție de
HCl 1 M.

Datele problemei: VS = 200 mL =0,2 L, CM = 0,5 mol/L, CM1= 0,1mol/L, CM2 = 1 mol/L.

Rezolvarea problemei:

– se desenează un dreptunghi;

– în colțurile din stânga ale dreptunghiului se scriu concentrațiile soluțiilor inițiale;

– la intersecția diagonalelor dreptunghiului se scrie concentrația soluției finale;

– se face diferența concentrațiilor pe diagonală (din concentrația mare se scade cea mică);

– în colțurile din dreapta ale dreptunghiului se obțin părțile din soluțiile inițiale ce trebuie amestecate, citite pe latura mare a dreptunghiului.

0,9 părți . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,2 L

1 parte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . x L

x = 0, 222 L

Vs (HCl, 1M) = 0,4 ∙ 0,222 = 0,888 L;

Vs (HCl, 0,1M) = 0,5 ∙ 0,222 =0, 111L.

Se măsoară cu un cilindru gradat 0,888 L soluție HCl 1M și se adaugă apoi până la semn soluție de HCl 0,1M.

Capitolul III. Solubilitatea

III.1. Solubilitate – generalități

Dacă o substanță se dizolvă într-un anumit solvent formând o soluție, se spune că este solubilă în acel solvent, iar substanța care nu se dizolva, este insolubilă în acel solvent.

Proprietatea unei substanțe de a se dizolva într-un solvent oarecare se numește solubilitate și se exprimă prin cantitatea maximă de substanță care se poate dizolva, la o temperatura dată, într-o anumită cantitate de solvent – coeficient de solubilitate (s). S-a constatat experimental că la temperatura de 20 : 100 grame apă dizolvă: 200 grame zahar; 36 grame NaCl respectiv
7,3 grame KClO3.

Din punct de vedere al solubilității substanțele pot fi:

ușor solubile (zahăr, NaCl) când coeficientul de solubilitate S > 1;

moderat solubile (gips) când 1 < S < 0,01;

greu solubile (clorura de argint) când S < 0,01.

Principalele substanțe ușor solubile în apă sunt: azotați, acetați, clorurile, bromurile și iodurile, cu excepția halogenurilor de argint, mercur și plumb; sulfaților cu excepția celor de calciu, stronțiu, bariu, plumb, argint; mulți dintre fosfații acizi și carbonații acizi.

Substanțele practic insolubile în apă sunt hidroxizii, cu excepția hidroxidului de amoniu, de bariu și a hidroxizilor alcalini, carbonații și fosfații neutri, cu excepția celor alcalini și de amoniu, sulfurile, în afară de sulfurile metalelor alcaline, alcalino-pământoase și de amoniu.

Solubilitatea substanțelor se poate determina pe cale experimentală fiind egală cu numărul maxim de grame (solubilitate exprimată în grame) sau număr maxim de moli (solubilitate molară) de substanță care se dizolvă într-o cantitate dată de solvent sau într-un litru de soluție. Solubilitatea molară se notează cu S.

In cazul substanțelor greu solubile există o constantă care le caracterizează și anume, produsul de solubilitate. Pentru fiecare substanță, produsul de solubilitate se calculează în funcție de solubilitate pentru că între aceste mărimi exista o relație bine definită:

S = ,

unde: m, n – ioni –gram.

O substanță este cu atât mai solubilă cu cât solubilitatea, S, este mai mare și este cu atâta mai insolubilă cu cât produsul de solubilitate, , este mai mic.

Soluția care conține dizolvată o cantitate de substanță egală cu solubilitatea ei maximă, nu mai poate dizolva o cantitate suplimentară de solvat și se numește soluție saturată.

O soluție în care se mai pot dizolva noi cantități de substanță (solvat) se numește soluție nesaturată.

Solubilitatea substanțelor are o importanță deosebită atât în controlul chimico-analitic al materiilor prime și produșilor finiți cât și în alegerea diferitelor tehnologii de separare a substanțelor, în laborator sau în practica industrială.

III.2. Solubilitatea substanțelor

III.2.1. Solubilitatea substanțelor solide.

Solubilitatea substanțelor este influențată de mai mulți factor cum ar fi: suprafața de contact, natura solventului, natura substanței dizolvate, temperatura, presiunea.

a) Variația solubilității substanțelor solide cu natura substanței dizolvate

Putem spune că o substanță este ușor solubilă dacă, la temperatura de 20 oC, în 100 de mL apă se dizolvă mai mult de 10 grame substanță. Dacă, la aceeași temperatură, în 100 mL apă se dizolva mai puțin de 1 gram de substanță, se spune că substanța este puțin solubilă, iar dacă în 100 ml apă se dizolvă o cantitate mai mică de 0,01 grame de substanță, se consideră insolubilă în apă. Astfel, la 20 oC, solubilitatea zahărului este de 300 grame și spunem deci că este ușor solubil; sulfatul de calciu (gipsul), având solubilitatea de 0,21g în 100 mL apă este o substanță greu solubilă; carbonatul de calciu, cu solubilitatea de 0,007 g în 100 mL apă (la 20 oC) este o substanță insolubilă.

b) Variația solubilității substanțelor solide cu temperatura

Influența temperaturii asupra solubilității substanțelor solide urmează principiile care stau la baza echilibrelor chimice, astfel :

– la substanțele care se dizolvă cu absorbție de căldură, creșterea temperaturii favorizează solubilitatea;

– la substanțele care se dizolvă cu degajare de căldura, ridicarea temperaturii micșorează solubilitatea.

Tabel III.1. Variația solubilității cu temperatura.

Din tabel rezultă că variația solubilității substanțelor cu temperatura este diferită și vedem că în cazul azotatului de potasiu creșterea solubilității este pronunțată, iar la cloratul de potasiu ea este moderată, după cum se observă din figura următoare, unde sunt reprezentate curbele de solubilitate ale unor săruri:

Figura III.1. Curbe de solubilitate a unor săruri.

Importanța curbelor de solubilitate este că ele servesc la determinarea solubilității unei substanțe, la o anumită temperatură. Pentru a afla solubilitatea azotatului de potasiu la 60 oC, din punctul care indică această temperatură se ridică o perpendiculară până întâlnește curba de solubilitate a cloratului de potasiu. Din acest punct se duce o paralelă la abscisă, până se întâlnește cu ordonata. Diviziunea respectivă pe ordonată arată solubilitatea azotatului de potasiu la 60 oC (110g KNO3 /100g apă).

Precizăm faptul că după forma curbei de solubilitate se recunoaște dacă răcind soluția se depune substanța în stare solidă cu sau fără modificarea compoziției chimice (cazul cristalohidraților).

Cercetând curba de solubilitate a NaCl observăm că apare ca o linie aproape paralelă cu abscisa, ceea ce indică faptul că solubilitatea acestei substanțe depinde puțin de temperatură.

Figura III.2. Curbele de solubilitate ale unor săruri, alături de NaCl.

Sunt substanțe a căror solubilitate scade cu creșterea temperaturi, cum ar fi hidroxidul de calciu.

Tabel III.2. Variația solubilității funcție de temperatură a Ca(OH)2.

Prin analizarea curbelor de solubilitate ale unor substanțele hidratate, observăm că solubilitatea mai întâi crește și apoi scade cu temperatura.

Figura III.3. Curbe de solubilitate a unor substanțe hidratate.

Analizând solubilitatea Na2SO4·10H2O observăm că aceasta, la ridicarea temperaturii, crește pana la 32,4 °C, după care descrește. Panta crescătoare a curbei corespunde cristalohidratului, dizolvarea fiind proces endoterm, iar panta descendentă corespunde Na2SO4 anhidru, dizolvarea având caracter exoterm.

Și alte săruri hidratate au curbe de solubilitate similare, ca de exemplu FeSO4∙7H2O.

Cu ajutorul curbelor de solubilitate se rezolvă și probleme în legătură cu solubilitatea substanțelor. Este o relație cantitativă între variația solubilității substanței cu temperatura și căldura ei de dizolvare.

Astfel, în cazul sărurilor anhidre pe care le dizolvam în apă, are loc și procesul de hidratare, proces însoțit de eliberare de energie. Sunt cazuri în care căldura eliberată la hidratarea ionilor este aproape egală sau chiar depășește căldura absorbită la dezintegrarea substanței solide. În acest caz, dizolvarea sării este însoțită de degajare de căldură, deci, la ridicarea temperaturii, ceea ce duce la creșterea solubilității.

Dacă însă ionii sunt hidratați în cristal, cum este cazul Na2SO4·10H2O, energia pentru ruperea sării cristaline în ionii componenți fiind mai mare decât energia câștigată în etapa de hidratare în soluție, la dizolvarea substanței în apă este necesară absorbția de căldură și solubilitatea va crește cu temperatura.

III.2.2. Solubilitatea substanțelor lichide

Cunoaștem faptul că apa dizolvă nu numai substanțe solide, ci și substanțele lichide. De exemplu, etanolul se dizolvă bine în apă, dar și apa se dizolvă bine în alcool.

Acest fenomen de solubilitate reciprocă dintre două substanțe lichide se numește miscibilitate.

Fenomenul de miscibilitate este strâns legat de natura forțelor de coeziune dintre moleculele substanțelor lichide precum și de presiunea lor internă.

Lichidele care se prezintă sub formă de asociații moleculare prin legături de hidrogen și care au o presiune internă mare sunt miscibile între ele (apa, alcooli, acizi carboxilici, amoniac). Aceste lichide sunt nemiscibile cu lichidele neasociate: benzen, toluen, ulei, care la rândul lor sunt miscibile între ele.

După solubilitatea reciprocă (miscibilitate) lichidelor între ele, acestea sunt de trei feluri:

nemiscibile: ulei-apă, benzen-apă, alcool-toluen;

parțial miscibile: eter-apă, anilină-apă;

total miscibile:alcool-apă, glicerina-apă, acid acetic-apă.

Influența temperaturii asupra solubilității substanțelor lichide

Prin creșterea temperaturii crește miscibilitatea celor mai multe lichide. Două lichide parțial miscibile la o anumită temperatură pot deveni total miscibile la o temperatură mai ridicată.

Temperatura minimă, deasupra căreia două lichide parțial miscibile devin miscibile în orice proporție se numește punct critic de miscibilitate.

Exemplu: prin amestecarea fenolului și a apei, ce sunt două lichide parțial miscibile la temperatura obișnuită, se obțin două soluții saturate: o soluție de fenol în apă (cu 8% fenol) și una de apă în fenol (cu 28% apă).

Dacă crește temperatura, solubilitatea reciprocă a fenolului și a apei crește, adică concentrația de fenol în stratul apos, precum și concentrația apei în stratul fenolic, cresc, iar la atingerea temperaturii critice suprafața de separare dispare, formând o soluție omogenă.

Tabel III.3. Miscibilitatea fenol – apă în funcție de temperatură.

În cazul amestecului apă – fenol temperatura critică de dizolvare este de 65,85 oC, concentrația corespunzătoare fiind de 34 % fenol. La toate temperaturile situate peste temperatura critică de dizolvare, apa și fenolul sunt miscibile în orice proporție.

Repartiția unei substanțe dizolvate între doi dizolvanți. Dacă la un sistem de două straturi lichide formate de două lichide nemiscibile, sau puțin miscibile între ele, se adaugă o a treia substanță solubilă în celelalte două, atunci această substanță se distribuie de la sine, diferit, în cele două straturi.

Notam cu c1 și c2 concentrațiile substanței dizolvate în cele două lichide, atunci la o temperatură constantă:

Putem concluziona spunând că raportul concentrațiilor unei substanțe repartizate de la sine între doi dizolvanți diferiți, nemiscibili între ei, este constant la o temperatură constantă, reprezintă fundamentarea legii repartiției.

Raportul dintre concentrațiile substanței repartizate se numește coeficient de repartiție (sau coeficient de distribuție) și se notează cu K. Acest raport fiind constant, nu depinde de cantitățile fiecărui dizolvant sau de cantitatea totală de substanță dizolvată. Legea repartiției este aplicabilă teoretic numai la soluții diluate.

În cazul substanțelor puțin solubile, agitând doi dizolvanți nemiscibili între ei cu o a treia substanță în exces, se obțin la echilibru două soluții saturate. Notând cu s1 și s2 solubilitățile la saturare ale substanței în cei doi dizolvanți, legea repartiției dă:

adică coeficientul de repartiție este egal cu raportul solubilităților la saturarea în cei doi dizolvanți.

W. Nerst a arătat că raportul c1/c2 este constant numai când substanța dizolvată are aceeași masă moleculară în fiecare din cei doi dizolvanți.

Dacă substanța dizolvată nu are aceeași masă moleculară cu cei doi dizolvanți, raportul concentrațiilor c1 / c2 nu mai este constant.

Formularea corecta a legii repartiției este: când o substanță se repartizează de la sine între doi dizolvanți nemiscibili între ei, atunci fiecare specie moleculară, la o temperatură dată, prezintă un raport constant de repartiție între cei doi dizolvanți.

Repartiția unei substanțe între două lichide nemiscibile reprezintă baza procesului de extracție cu solvenți folosit în chimia și tehnologia organică.

III.2.3. Solubilitatea substanțelor gazoase

Solubilitatea unui gaz în apă este influențată de mai mulți factori cum ar fi: temperatură, presiune și compoziția soluției.

a) Influența temperaturii asupra solubilității gazelor

Influența temperaturii asupra solubilității gazelor este diferită de cea asupra solubilității substanțelor solide sau lichide. In cazul gazelor solubilitatea scade cu creșterea temperaturii. Fenomenul se observă la încălzirea apei. Pe măsura încălzirii acesteia din masa de lichid se degajă bule de gaz care se ridică la suprafață: sunt gazele (molecule de azot, oxigen) care au fost dizolvate în apă și care, în urma ridicării temperaturii, părăsesc soluția. În acest fel se îndepărtează tot aerul dizolvat în apă.

Cantitatea de oxigen dizolvată și existentă la un anumit moment în apă se numește oxigen solvit. Existența oxigenului dizolvat în apă face posibilă viața unor organisme acvatice de la bacteriile aerobe până la plante, pești și alte organisme acvatice.

În figura următoare se prezintă curba solubilității oxigenului în funcție de temperatură.

Figura III.4. Curba de solubilitate a oxigenului solvit.

Solubilitatea gazelor crește cu scăderea temperaturii, acest fapt având o importanță deosebită deoarece permite existența viețuitoarelor subacvatice, pe timpul iernii, datorita existenței unei cantități mari de aer dizolvat în apa .

b) Influența presiunii asupra solubilității gazelor

Dizolvarea unui gaz în apă se face astfel încât viteza lui de dizolvare este proporțională cu presiunea lui parțială în fază gazoasă, iar viteza lui de degajare este proporțională cu concentrația lui în apă. Viteza de dizolvare a gazului devine egală cu viteza de degajare a lui, pe măsura creșterii concentrației gazului în apă, însemnând că se stabilește un echilibru între presiunea gazului la suprafața lichidului și concentrația gazului dizolvat. Spunem în acest caz că soluția este saturată cu gaz.

Dacă presiunea gazului la suprafața lichidului crește va crește și concentrația gazului dizolvat, determinând deplasarea echilibrului și creșterea solubilității cu creșterea presiunii.

În figura următoare este redată solubilitatea SO2 în apă.

Figura III.5. Curba de solubilitate a SO2 în apă.

Influența presiunii asupra solubilității gazelor este redată de legea solubilității gazelor stabilită de W. Henry (1803), cunoscută sub numele de legea lui Henry: masa unui gaz dizolvat
într-un volum dat de dizolvant, la temperatură constantă, este proporțională cu presiunea parțiala a gazului ce se afla în echilibru cu soluția.

Dacă m reprezintă masa de gaz dizolvat într-o unitate de volum de dizolvant, la presiunea p, atunci legea lui Henry o putem scrie:

în care K este o constantă de proporționalitate, numită constanta lui Henry.

De exemplu, dacă la 20 oC și 760 torr se dizolvă 0,1725 g CO2 în 100 mL apă, atunci când presiunea se dublează, cantitatea de gaz care se dizolvă va fi dublă, adică 0,345g CO2.

Coeficientul de solubilitate, reprezintă măsura în care un gaz este dizolvat, la o anumită temperatură de către un lichid. Uneori se mai exprimă acest lucru și prin coeficientul de absorbție, care reprezintă volumul de gaz, redus la condițiile normale de temperatură și presiune (oC și 1 atm), care este dizolvat, la presiunea de o atmosferă, de un volum de lichid.

Între coeficientul de solubilitate (s) și coeficientul de absorbție (a) există relația:

unde, T (oK) reprezintă temperatura la care are loc absorbția.

Dacă dizolvăm un amestec de mai multe gaze, solubilitatea fiecăruia dintre gaze este determinată de presiunea parțială a gazului care se dizolvă și nu de presiunea totală a amestecului gazos. Formularea de mai sus reprezintă extinderea lui J. Dalton (1805) dată legii lui Henry.

Presiunea parțială px a unui component existent în proporție x (% volum) într-un amestec de gaze cu presiunea totală p este:

Cantitatea fiecărui component gazos ce este dizolvat este dată de relația:

unde:

a – coeficientul de absorbție;

v – volumul lichidului;

px – presiunea parțială a componentului.

Legea lui Henry se aplică numai gazelor care se dizolvă în apă, cum sunt: oxigen,hidrogen, azot.

Aplicând legea lui Dalton, care se referă la amestec de gaze, să calculăm solubilitatea în apă a componentelor aerului atmosferic. Aerul fiind un amestec de azot și oxigen și argon presiunea lui (1 atm) va fi egală cu suma presiunilor parțiale ale gazelor componente:

pN2 =0,79 atm; pO2 = 0,21 atm; pAr = 0,01 atm.

Un litru de apă dizolvă la 0oC și 1 atm, ținând seama de coeficienții de absorbție, următoarele volume de gaz:

Azot: 1000 ∙ 0,023 ∙ 0,78 = 17,94 mL = 62,4%.

Oxigen: 1000 ∙ 0,049 ∙ 0,21 = 10,29 mL = 35,8%.

Argon: 1000∙ 0,053 ∙ 0,01 = 0,53 mL = 1,8%.

Proporția în aer a celor două elemente, oxigenul și azotul, este de circa 1/5 oxigen și 4/5 azot, iar în apă proporția este de circa 1/3 oxigen și 2/3 azot.

Observăm că aerul dizolvat în apă conține mai mult oxigen decât aerul atmosferic(33% față de 21%), lucru de o mare importanță biologică făcând posibilă viața animalelor și plantelor acvatice.

Solubilitatea în apă a gazelor se constată a fi de același ordin de mărime cu a aerului.

PARTEA a II-a

Capitolul IV. Conceperea și rezolvarea de exerciții și probleme

IV.1. Rezolvarea de exerciții și probleme

IV.1.1. Generalități

„Chimia este o știință care va avea asupra vieții o influență imensă și o amplă aplicare.”

(Goethe)

Metodele de învățământ reprezintă căile prin care profesorul pune elevii în legătură cu un anumit sistem de cunoștințe și le stimulează activitatea pentru a și le însuși mai ușor. Folosirea acestora urmărește, în ultima instanță, realizarea obiectivelor informativ-formative stabilite în vederea pregătirii temeinice a elevilor și în vederea integrării lor socio-profesionale eficiente.

Exercițiile și problemele se utilizează de multă vreme în cadrul disciplinelor reale, tehnice, etc., formând obișnuința elevilor de a efectua aplicații numerice, de specialitate, de a le considera ca parte integrantă a disciplinei respective, contribuind, concomitent la aprofundarea de către elevi a cunoștințelor de la disciplinele studiate și la sublinierea legăturii strânse existente între acestea.

În învățământul tradițional principalul scop al exercițiilor și problemelor era aprofundarea si consolidarea cunoștințelor, accentul căzând cu preponderență asupra exercițiilor și problemelor de calcul, urmărindu-se deci, un rezultat cantitativ. În învățământul modern, sfera de cuprindere a conceptului de problemă devine mult mai largă prin soluțiile de ordin calitativ pe care le reclamă. Problemele de acest tip au un rol însemnat în formarea intelectuală a elevilor prin gradul mai complex de problematizare pe care îl prezintă. Problemele de ordin cantitativ sunt privite astăzi dintr-un unghi diferit, și anume luându-se în vedere aspectele calitative pe care acestea se sprijină.

Metoda rezolvării de exerciții și probleme este metoda ce constă în efectuarea repetată și sistematică a unor operații pentru formarea și dezvoltarea unor priceperi și deprinderi, fie pentru aprofundarea și consolidarea lor. Aceasta metodă se folosește atât pentru a forma(consolida și dezvolta) deprinderi motorii cât și pentru a forma (consolida și dezvolta) pe cele intelectuale. Astfel utilizând în modalități identice și în moduri diferite operativitatea gândirii,putem provoca elevii la „exerciții” de gândire pentru a se ajunge la formarea unor priceperi și deprinderi prin activitate intelectuală (deprinderi de calcul, priceperi de a rezolva probleme, capacitatea de a demonstra relațiile fundamentale care descriu desfășurarea proceselor chimice).

Prin rezolvarea problemelor de la disciplinele tehnice și tehnologice se urmăresc și alte scopuri ȋn afara obiectivelor de ordin general cum ar fi formarea capacității de a corela anumiți factori, de a transfera cunoștințele, de a formula ipoteze, de a trage concluzii si anume :

Să cuprinda într-o formă concisă a unor aspecte esențiale calitative și cantitative ale fenomenelor predate;

Să înțelega relațiile dintre structura, compoziția și proprietățile fizice, chimice și mecanice ale unui produs;

dezvoltarea unui sistem de gândire specific disciplinei studiate, bazat pe raporturile dintre diferitele transformări chimice, fizice, mecanice și legile care le guvernează;

să familiarizeze elevii cu un mod de operare curent folosit în multe sectoare de producție;

familiarizarea elevilor cu capacitățile de producție ale unor instalații specifice domeniilor studiate;

Pornind de la aceste considerente, se înțelege că exercițiile și problemele de la disciplinele tehnice și tehnologice vor trebui să aibă un conținut cât mai apropiat de realitate, incluzând și cerințe de cunoaștere a unor date legate de realizările unitățile productive de profil. Exercițiile și problemele utilizate în activitatea didactică, în școlile noastre, pot fi clasificate după mai multe criterii:

după funcțiile generale îndeplinite, putând fi: introductive, de bază, de consolidare, operatorii (de exersare), structurale (de formare a automatismelor);

după numărul elevilor, putând fi: individuale, de echipă (sau grupă), colective (sau frontale); după gradul de intervenție a cadrului didactic, fiind: dirijate, semidirijate, autodirijate (sau libere) și combinate;

după sarcina didactică: dificile sau ușoare;

după scopul urmărit, putând fi: de scriere, de dezvoltare a capacităților psihice, de calcul mental, de creativitate, de dezvoltare a gândirii logice, de formare a deprinderilor practice;

după strategia utilizată în rezolvare, putând fi: euristice (divergente) și algoritmice (convergente).

Principalele tipuri de probleme care se folosesc în predarea disciplinelor reale, în funcție de formularea cerințelor, sunt: problemele întrebări, problemele de calcul și problemele practice. În funcție de natura lor problemele se vor rezolva oral, în scris sau pe cale experimentală. Pe cât posibil acestea vor constitui un model pentru rezolvarea altor probleme, vor fi tipice pentru un anumit capitol, vor avea grade de dificultate diferite, vor fi enunțate cât mai clar și vor conține astfel de date încât calculele să se poată efectua ușor.

Problemele întrebări apar sub formă de întrebări problemă, sub formă de text, în care sunt incluse datele cunoscute și cerințele, sub formă de itemuri de diferite tipuri. O foarte mare extindere au căpătat în ultimul timp exercițiile și problemele cu caracter problematizat. Alcătuite dintr-o serie de cerințe judicios organizate, cu grad de dificultate succesiv eșalonat. Aceste exerciții ajută elevii la sesizarea unor legături logice între noțiunile învățate și de multe ori, folosite în mod mecanic.

Problemele de calcul (aplicațiile numerice), care se rezolvă în liceele noastre reprezintă aplicații ale diferitelor noțiuni însușite de elevi la lecțiile curente și se înscriu spre exemplu în domeniul chimiei, în una din categoriile următoare:

stabilirea de formule chimice;

calcule stoechiometrice;

aplicarea cunoștințelor privitoare la proprietățile substanțelor în stare gazoasă;

aplicarea cunoștințelor legate de proprietățile soluțiilor;

prelucrarea datelor analizei chimice, tehnice, urmărind stabilirea compoziției și structurii unei substanțe, a unui aliaj etc.

Gradul de problematizare poate fi accentuat în aceste cazuri, cerându-se, pe lângă calculele chimice, definirea fenomenelor studiate, clasificarea substanțelor și a reacțiilor chimice, transformările fizico-chimice, care au stat la baza rezolvării problemei, compararea proprietăților substanțelor, produselor, la care s-a apelat în rezolvare, schema sau montarea instalației necesare pentru obținerea unui anumit compus etc.

Problemele practice se rezolvă prin mobilizarea cunoștințelor teoretice ale elevilor și folosirea acestora în diverse activității cu caracter experimental. Din această categorie fac parte problemele de tipul:

Arătați cum s-ar putea obține compusul "X" din compusul "Y". Ce proprietate a compusului "Y" ați pus în evidență?

Propuneți o metodă de obținere a compusului X; indicați modul de lucru și importanța metodei.

Având pe mesele de lucru compușii a, b, c, d, e, arătați cum veți proceda pentru a obține compusul f. Scrieți ecuațiile chimice ale reacțiilor care au avut loc și succesiunea acestora.

Ținând seama de natura și caracterul celor mai des întâlnite probleme, este absolut necesar să se acorde o atenție deosebită însușirii de către elevi a legilor de bază ale chimiei, a legilor gazelor, a unor noțiuni ca cea de atom gram, echivalent chimic, a noțiunilor necesare exprimării concentrațiilor soluțiilor, amestecurilor. Vor fi bine precizate noțiunile de densitate la lichide și gaze, de masă moleculară medie – pentru calculul densității unui amestec de gaze etc. Se va insista asupra echivalenței dintre numărul de moli și numărul de volume, în cazul reacțiilor care au loc în fază gazoasă etc.

În mod cu totul special, profesorul va căuta să-i convingă pe elevi, de importanța pe care o are în rezolvarea unei probleme de chimie, stabilirea în mod corect a stoechiometriei reacției; în același timp va căuta să le creeze obișnuința de a elimina din problemă calculele inutile, prin considerarea raporturilor stoechiometrice dintre compușii care nu reacționează direct.

Conform programei actuale, baza pentru rezolvarea exercițiilor și problemelor de chimie se pune la nivelul claselor a VII-a și a VIII-a și de aceea încă din aceste clase se va insista asupra scrierii corecte a datelor problemelor, asupra ordonării calculelor, asupra modului de folosire a sistemului periodic al elementelor, a tabelelor conținând masele atomice ale elementelor, a unităților de măsură și a transformării lor unele în altele etc. Elevii trebuie să înțeleagă suportul teoretic și aplicațiile practice ale calculelor efectuate și ca urmare, va fi necesară introducerea acestui gen de activitate și în cadrul lucrărilor practice de laborator.

Problemele, ȋn funcție de natura lor, se pot prezenta și rezolva oral, în scris sau sub formă de lucrări practice. Pe cât posibil, aceste probleme vor constitui un model pentru rezolvarea altor probleme, vor fi tipice pentru un anumit capitol, vor avea grade de dificultate diferite în funcție de nivelul clasei, vor fi enunțate cât mai clar și vor conține astfel de date încât calculele să se poată efectua ușor, accentul punându-se pe algoritmul de rezolvare.

Capacitatea elevilor, de a rezolva exerciții și probleme, demonstrează modul si gradul în care aceștia au înțeles noțiunile predate, legitatea fenomenelor chimice, măsura în care și-au sistematizat cunoștințele și și-au format un sistem de gândire unitar și logic. În această activitate elevii vor fi orientați, dirijați, de către profesori, dar în mod discret, pentru a nu scădea tensiunea psihică angajată în aflarea soluției. O astfel de dirijare poate consta în sugerarea unor posibilități, a unor alternative din care elevii să aleagă. Prin unele întrebări suplimentare, orientative, putem ajuta elevi pentru a-și aminti, unele modele de rezolvare analoage(folosite la clasă), dar mai simple, sau prin găsirea unor soluții parțiale, prin fragmentarea problemei etc.

Rezolvând probleme de la discipline de specialitate, elevul fie că obține confirmarea raționamentelor sale, fie că întâmpină greutăți, ceea ce îi indică lacune în cunoștințe. Valorificarea maximă a activității desfășurate de elevi prin rezolvarea de probleme, se realizează când elevii reușesc să treacă de la cazurile particulare de rezolvare la cazurile generale de rezolvare. Antrenarea elevilor în formularea de probleme analoage celor rezolvate de ei, sau diferite, constituie un bun mijloc de dezvoltare a capacităților creatoare și de transfer ale elevilor.

Rezolvarea exercițiilor și problemelor de la disciplinele tehnice și tehnologice constituie și un foarte bun mijloc de fixare, verificare și sistematizare a cunoștințelor.

IV.1.2. Cultivarea creativității elevilor prin activitatea de rezolvare și compunere de probleme

In ideea de a pregăti elevii pentru a întâmpina cerințele acestei lumi în schimbare este neapărat necesar ca aceștia sa gândească clar și să comunice eficient. Deprinderile de bază în înțelegerea aplicațiilor la chimie au menirea să-i ajute pe cei în cauză să utilizeze cunoștințele în situații noi. Deprinderile corecte în rezolvarea problemelor vor deveni din ce în ce mai importante. Copiii vor descoperi noi căi de gândire și raționare, prin munca propriu-zisă în acest domeniu, ceea ce le va putea ridica nivelul la disciplina chimie și le va putea clădi încrederea în sine. Deprinderile de rezolvare de exerciții și probleme se vor dezvolta în paralel cu alte deprinderi esențiale (practice). Elevii acordă chimiei un loc deosebit de important în microcosmosul lor și prezintă un interes deosebit pentru descoperirile făcute cu privire la modele și noi procedee. Acești elevi își șlefuiesc deprinderile și iși dezvoltă noi capacitați. Rolul profesorului devine crucial în asigurarea în sala de clasa a unui mediu care să încurajeze asumarea riscului, discutarea ideilor de rezolvare a problemelor și testarea de soluții. Cu cât chimia este mai legată de cotidian cu atât mai mult elevii vor conștientiza necesitatea chimiei în lumea lor. Stimularea creativității se realizează mai ales prin compunere de probleme. Modul delicat în care se intervine în rezolvarea de probleme simple compuse de elevi face să le sporească interesul pentru creație proprie. Activitatea de rezolvare și compunere de probleme oferă modul cel mai eficient din domeniul activităților desfășurate la chimie pentru cultivarea și educarea creativității și inventivității. Diferența dintre a învăța "rezolvarea de probleme" și "a ști" (a fi capabil) să rezolvi o problema nouă reprezintă, în esență, creativitatea dar de niveluri diferite.

Rezolvarea unei probleme "studiate" oferă mai puțin teren pentru creativitate decât rezolvarea unei probleme noi, care la rândul ei, este depășita de descompunerea problemei noi. Acest lucru nu presupune că în rezolvarea problemelor se lucrează numai pe aspecte creative, renunțând total la cele reproductive. Opoziția dintre algoritm și euristic, dintre de prindere și abilitate de raționament este numai aparentă. Creativitatea gândirii, mișcarea ei liberă nu se poate produce decât pe baza unor deprinderi corect formate, stabilizate și eficient transferate. Capacitatea compunerii independente de probleme constituie piatra de temelie a nivelului de dezvoltare a gândirii independente și personale. În activitatea de compunere a problemelor se va ține cont de posibilitățile intelectuale ale elevilor prin sarcini gradate, trecând treptat de la compunerea liberă la cea îngrădita de anumite cerințe, din ce în ce mai restrictive. Începând cu clasa a VII-a și în anii următori se pune accent pe compunerea și rezolvarea problemelor, cerând elevilor să creeze probleme sub următoarele forme, respectând o succesiune graduală:

probleme acțiune sau cu punere în scenă

Exemplu: Un element chimic are Z= 6. Câți protoni și câți electroni are acel element ?

crearea de probleme după tablouri sau planșe

Exemplu: Se prezintă elevilor o fișă cu un pahar în care avem 200 g de saramură de concentrație 25%. Li se cere să alcătuiască o problemă utilizând datele avute la îndemână.

Compuneri de probleme după probleme rezolvate anterior

Exemplu: După ce la clasa s-au rezolvat probleme de tipul: Calculați compoziția procentuală a unei soluții știind că s-au utilizat 200 g apă și 45 g sare.

Elevii pot compune și ei probleme de acest fel, cum ar fi: calculați concentrația unei soluții știind că s-au utilizat 90 g zahăr și 400 g apă.

Creare de probleme cu indicarea operațiilor ce trebuiesc efectuate;

Exemplu: Compuneți o problemă care să se rezolve prin:

– scrierea ecuației unei reacții chimice de combinare;

– identificarea cantității de produs de reacție.

Compuneri de probleme după un plan stabilit

Exemplu: elevilor li se pune la dispoziție planul de rezolvare a unei probleme. Sarcina dată elevilor este de a reconstitui enunțul problemei pe baza planului.

Compuneri de probleme cu mai multe întrebări posibile;

Exemplu: Într-un pahar avem 400 g soluție de concentrație 20 %. Calculați masa de apă ce trebuie evaporată pentru a obține 200 grame soluție de concentrație 35 %. Precizați factorii care influențează solubilitatea substanțelor solide.

Compuneri de probleme cu un început dat

Exemplu: Într-un pahar sunt 260 g saramură de concentrație 20%. Puneți întrebarea și rezolvați problema.

Compuneri de probleme cu sprijin de limbaj;

Exemplu: Completați enunțurile următoare cu datele alese de voi.

Calculați masa de . . . . . . . . . . obținută prin dizolvarea a . . . . . grame de sare, știind concentrația soluției este de . . . . . . .

Compuneri de problema după un model simbolic.

Compunerea de probleme este una dintre modalitățile principale de a dezvolta gândirea independentă și originală a copiilor, de cultivare și educare a creativității gândirii lor.

Însușirea și aprofundarea metodelor de rezolvare și compunere a problemelor de chimie în ciclul gimnazial facilitează introducerea unor noțiuni teoretice mai complexe în clasele superioare.

IV.1.3. Metodica organizării și desfășurării rezolvării exercițiilor și problemelor

Prin rezolvarea de exerciții și probleme de chimie elevii își formează deprinderi eficiente de muncă intelectuală dar și practică. In același timp activitățile de rezolvare de exerciții și probleme și compunere a acestora contribuie la îmbunătățirea orizontului de cultură generală a elevilor prin utilizarea în conținutul problemelor a unor cunoștințe pe care nu le studiază la alte discipline de învățământ. Rezolvarea sistematică a problemelor de orice tip sau gen are drept efect formarea la elevi a unor seturi de priceperi, deprinderi și atitudini pozitive care le dau posibilitatea de a rezolva în mod independent probleme, de a compune ei înșiși probleme.

In activitatea de rezolvare a unei probleme se parcurg mai multe etape. In fiecare etapă are loc un proces de reorganizare a datelor și de reformulare a problemei, pe baza activității de orientare a rezolvitorului pe drumul soluției problemei.

Aceste etape sunt:

Profesorul le comunică elevilor scopul exercițiului și importanța acestuia în consolidarea cunoștințelor sau în formarea (dezvoltarea) unor deprinderi (capacități, atitudini)

Li se explică, apoi, elevilor în ce constă exercițiul, explicațiile fiind însoțite de demonstrații

In final, se realizează (de către profesor împreună cu elevii) evaluarea corectitudinii efectuării exercițiului și (respectiv) a formării (consolidării, dezvoltării) unei priceperi (deprinderi, abilități, atitudini)

Activități suplimentare:

verificarea rezultatului;

găsirea altor căi sau metode de rezolvare;

generalizare;

compunerea de probleme după o schemă asemănătoare.

În rezolvarea problemelor de chimie o etapă deosebit de importantă o constituie interpretarea din punct de vedere chimic al rezultatelor obținute.

Pentru rezolvarea unei probleme este utilă parcurgerea unui algoritm general, care va fi prezentat în schema următoare:

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Cunoașterea enunțului problemei se realizează prin citire de către profesor, sau de către elevi, sau prin enunțare orală. Se repetă problema de mai multe ori până la însușirea ei de către toți elevii. Se scot în evidență anumite date și legăturile dintre ele, precum și întrebarea problemei. Scriem pe tablă și pe caiete datele problemei.

Enunțul problemei conține un număr necesar de informații. Acest minim de informații este recepționat de către elevi prin citirea textului problemei, prin ilustrarea cu imagini sau chiar cu acțiuni.

Prin discuții cu elevii, aceștia trebuie să rețină elementele principale ale problemei: datele problemei, relațiile dintre acestea, întrebarea problemei. Unii elevi schimbă sensul unor date și aceasta datorită nerecepționării corecte a enunțului problemei.

Faza în care se construiește raționamentul prin care se rezolvă problema este etapa analizei problemei și întocmirea planului logic.

Etapa alegerii și efectuării operațiilor corespunzătoare succesiunii din planul logic este etapa care constă în alegerea și efectuarea calculelor din planul de rezolvare, în conștientizarea semnificației rezultatelor parțiale ce se obțin prin calculele respective și a rezultatului final.

Activitățile suplimentare după rezolvarea problemei constau în verificarea soluției problemei, în găsirea și altor metode de rezolvare și alegere a celei mai bune. In esență etapa se realizează prin autocontrol asupra felului în care s-a însușit enunțul problemei, a raționamentului realizat și a demersului de rezolvare parcurs.

După rezolvarea unei probleme se scoate în evidență categoria din care face parte problema, se fixează algoritmul ei de rezolvare, se trece la scrierea datelor problemei și a relațiilor dintre ele într-un exercițiu . Prin rezolvarea de probleme asemănătoare, prin compunerea de probleme cu aceleași date sau cu date schimbate, dar rezolvabile după același algoritm, se descoperă cu elevii schema generală de rezolvare a unei categorii de probleme. Toate acestea duc la cultivarea și educarea creativității, la antrenarea sistematică a intelectului elevilor.

Pentru reușita lor, la selecționarea și efectuarea exercițiilor trebuie să se țină seama de câteva cerințe psihopedagogice:

Să servească scopului urmărit;

Să fie adaptate la specificul vârstei elevilor cărora să le capteze atenția și interesul;

Să se respecte regula „de la simplu la complex”, „de la ușor la greu”;

Să fie realizate corespunzător pe tot parcursul învățării.

Exemple:

PROBLEMA 1.

Stabiliți formula unui cristalohidrat de Na2CO3 care conține 62,9345 %apă de cristalizare.

Algoritm de rezolvare:

Pas 1. Se scrie formula cristalohidratului

Na2CO3 ∙ xH2O

Pas 2. Se calculează masa moleculară

MNa2CO3 ∙ x H2O = 2.ANa +1.AC+3.AO + x(2.AH +1.AO)=2.23+12+48+2x+16x=

=106 + 18x

Pas 3. Se aplică regula de trei simplă și se determină x.

100 g cristalohidrat . . . . . . . . . . (100 – 62,9345)g Na2CO3 . . . . . . 62,9345 g H2O

106 + 18x g cristalohidrat . . . . . . . . . . 106 g Na2CO3.. . . . . . . . . . . . . . . . 18x g H2O

(106+18x) ∙62,9345 g = 100 ∙18x

X = 10, Na2CO3 ∙ 10H2O

Etapele metodice ale rezolvării problemei:

a) Înțelegerea conținutului enunțului

După citirea enunțului, elevii vor grupa datele:

Se dă: Se cere:

– Cristalohidrat cu 62,9345% H2O – formula cristalohidratului

Clarificarea enunțului se face prin conversație frontală:

Prof. : Ce se înțelege prin cristalohidrat?

Elevii : Este o substanță care conține și apă.

Prof. : Ce înțelegeți prin conținut procentual?

Elevii: Cota de participare a fiecărui element – substanță – în cazul nostru a apei, în
100 părți (g, kg) de substanță.

Prof. : Cum se calculează masa moleculară a unei substanțe?

Elevii: Masa moleculară se calculează prin însumarea atomilor componenți.

b) Elaborarea planului de rezolvare

Prof. : Care este formula carbonatului de sodiu?

Elevii: Na2CO3

Prof. : Ce mai adăugăm la această formulă pentru a fi un cristalohidrat?

Elevii: Se mai adaugă apă → Na2CO3 ∙ x H2O

Prof. : Cum s-ar putea stabili valoarea lui „x”?

Elevii: Calculând masa moleculară.

Prof. : Cum aplicăm % H2O de cristalizare?

Elevii: Folosind regula de trei simplă.

c) Rezolvarea propriu-zisă a problemei

Profesorul va solicita un elev la tablă, iar ceilalți lucrează independent pe caiete.

Activitatea elevilor – este reprezentată tocmai de algoritmul de rezolvare cu cei trei pași, prezentat mai sus.

d) Concluzii:

Profesorul va repeta modul de rezolvare, iar pentru o mai bună recunoaștere a cristalohidraților, va prezenta clasei vase cu substanțe anhidre și cristaline.

PROBLEMA 2

Calculați concentrația unei soluții de NaCl știind că în 500 g apă se găsesc 60,23∙1023 ioni de Na+.

Algoritm de rezolvare

Pas 1. Se scrie formula concentrației procentuale.

c = ∙ 100 = ∙100

Pas 2. Se calculează masa moleculară a NaCl.

MNaCl= 1∙ ANa + 1∙ ACl = 23 +35,5= 58,5 g

Pas 3. Se aplică regula de trei simplă în funcție de numărul lui Avogadro pentru a afla md.

În 58,5 g NaCl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,023∙1023 ioni Na+

md g NaCl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60,23∙1023 ioni Na+

md = 585 g NaCl

Pas 4. Se calculează c:

ms = md + mH2O = 585 g + 500 g = 1085 g

c = ∙100 = 53,92%

Etapele metodice ale rezolvării problemei:

a) Înțelegerea conținutului problemei

După citirea enunțului problemei, elevii vor grupa datele:

Se dă : Se cere :

– soluție de NaCl c % = ?

– mH2O = 500 g

– nNa+ = 60,23 ∙ 1023

Frontal, cu întreaga clasă, profesorul clarifică enunțul problemei.

Prof. : Ce este concentrația procentuală a unei soluții?

Elevii: Reprezintă cantitatea de substanță dizolvată în 100g soluție.

b) Elaborarea planului de rezolvare:

Prof. : Care este dizolvatul în cazul soluției date?

Elevii: Dizolvatul este clorura de sodiu.

Prof. : Ce fel de compus este NaCl?

Elevii: Este un compus ionic.

Prof. : Câți ioni de Na+ conține un mol de NaCl ?

Elevii: Un mol de NaCl conține 6,023∙1023 ioni Na+( numărul lui Avogadro).

Prof. : Cum calculăm masa soluției ?

Elevii: Aflăm md în funcție de numărul de ioni Na+ și NA prin regula de trei simplă, iar apoi adunăm cu masa de apă.

c) Rezolvarea propriu-zisă a problemei

Profesorul solicită un elev la tablă, iar ceilalți elevi rezolvă independent pe caiete. Pașii 1 – 2 pot fi rezolvați de un elev la tablă, iar 3 – 4 de un alt elev.

Activitatea elevilor este redată la algoritmul de rezolvare.

d) Concluzii

Profesorul subliniază importanța numărului lui Avogadro, tipul compusului NaCl și repetă cu clasa concentrația %.

Exercițiile și problemele se folosesc de multă vreme în predarea chimiei în scopul de a favoriza înțelegerea unor noțiuni și reținerea acestora, pentru a forma deprinderea elevilor de a raționa și a opera cu calcule chimice și matematice. Presupunând respectarea unor prescripții și aflarea unui rezultat mai mult sau mai puțin prestabilit aceste forme de activitate se înscriu în strategia categoriilor algoritmice.

Pentru ași atinge scopul lecțiile de rezolvare de exerciții și probleme trebuie să fie bine organizate. Se are în vedere existența unei legături strânse între cunoștințele predate și exercițiile și problemele rezolvate. Problemele și exercițiile alese trebuie să respecte cerințele psihopedagogice. Timpul pentru efectuarea exercițiilor și problemelor trebuie dozat, pentru a nu exista timpi morți, dar nici să aibă un ritm rapid de rezolvare astfel încât să ducă la neînțelegerea modului în care a fost efectuat. Lecția de rezolvare de probleme, implicând aplicarea și exersarea contribuie la fixarea, aprofundarea lărgirea cunoștințelor și la evaluarea performanțelor. O astfel de lecție poate servi la:

asimilarea cunoștințelor;

rezolvarea unor situații practice;

fixarea limitelor unor teorii;

particularizări și generalizări a unor rezultate;

valorificarea cunoștințelor;

dezvoltarea gândirii logico-matematice;

dezvoltarea creativității;

organizarea și reorganizarea conținuturilor;

evaluarea rezultatelor învățării;

dezvoltarea personalității;

încrederea în disciplină;

încrederea în calitățile personale;

perseverența;

Rezolvarea de exerciții și probleme se poate desfășura fie frontal toți elevii rezolvând în același timp același exercițiu, fie pe grupe, elevii rezolvând exerciții diferite, fie individual, elevul fiind antrenat în rezolvarea unei sarcini pe măsura lui prin folosirea unor mijloace ajutătoare (fișe de lucru).

IV.1.4. Rolul exercițiilor și problemelor dar și conceperii acestora în predarea chimiei

În cadrul complexului de obiective pe care le implică predarea – învățarea chimiei în ciclul gimnazial, rezolvarea problemelor reprezintă o activitate de profunzime, cu caracter de analiză și sinteză superioară. Ea îmbină eforturile mintale de înțelegere a celor învățate și aplicarea algoritmilor cu structurile conduitei creative, inventive, totul pe fondul stăpânirii unui repertoriu de cunoștințe matematice solide (noțiuni, definiții, reguli, tehnici de calcul), precum și deprinderi de aplicare a acestora.

Problemele au:

Rol informativ

Direct utile din practică – chimia aplicată în viața curentă, calcul, măsură, în studiul fizicii, studii tehnice.

Chimia privită ca obiect de cultură generală.

Rol formativ

Exercițiul gândirii logice și atracția pentru problematic, educarea gândirii creatoare. O problemă cu rol formativ însemnă că soluția ei are interes și în sine, ca rezultat ce trebuie reținut: ceva ce vom folosi ulterior în alte probleme.

Rolul formativ constituie un exercițiu al gândirii logice și al gândirii inventive.

Valoarea formativă a rezolvărilor de probleme sporește pentru că participarea și mobilizarea intelectuală a elevilor la o astfel de activitate este superioară altor demersuri, elevii fiind puși în situația de a descoperi ei înșiși modalitățile de rezolvare și soluția, să formuleze ipoteze și apoi să le verifice, să facă asociații de idei și corelații inedite, etc.

Rezolvarea problemelor pune la încercare, în cel mai înalt grad, capacitățile intelectuale ale elevilor, le solicită acestora toate disponibilitățile psihice, în special inteligența.

Noțiunea de problemă are un conținut larg și cuprinde o gamă largă de preocupări și acțiuni din domenii diferite. In sens psihologic, o „problema” este orice situație, dificultate, obstacol întâmpinat de gândire în activitatea practică sau teoretică pentru care nu există un răspuns gata formulat. In general, orice chestiune de natură practică sau teoretică care reclamă o soluționare, o rezolvare, poarta numele de problemă.

Referindu-ne la chimie, prin problemă se înțelege o situație a cărei soluționare se poate obține esențial prin procese de gândire și calcul. Problema de chimie reprezintă transpunerea unei situații practice sau unui complex de situații practice în relații cantitative și în care pe baza valorilor numerice date și aflate într-o anumită dependență unele față de altele și față de una sau mai multe valori numerice necunoscute, se cere determinarea acestor valori necunoscute.

In activitatea teoretică și practică omul întâlnește atât situații identice, în a căror rezolvare aplică metode și procedee standardizate de tip algoritmic, dar și situații noi pentru care nu găsește soluții în experiența dobândită sau între mijloacele deja învățate. Când situația poate fi rezolvată pe baza cunoștințelor sau deprinderilor anterior formate, deci a unor soluții existente în experiența câștigată, elevul nu mai este confruntat cu o problema nouă. In cazul situațiilor-problemă este nevoie de explorarea situației prin aplicarea creatoare a cunoștințelor și tehnicilor de care dispune rezolvitorul în momentul respectiv, scopul fiind acela al descoperirii implicației ascunse, a necunoscutei, a elaborării raționale a soluției.

Rezolvarea problemelor de chimie contribuie la clarificarea, aprofundarea și fixarea cunoștințelor învățate la acest obiect de studiu. In același timp, explicarea multora dintre problemele teoretice se face prin rezolvarea uneia sau mai multor probleme în cadrul cărora se subliniază o proprietate, definiție sau regulă ce urmează a fi învățate.

Prin rezolvarea problemelor de chimie elevii își formează deprinderi eficiente de muncă intelectuală, care se vor reflecta pozitiv și în studiul altor discipline de învățământ, își educă și cultivă calitățile moral-volitive.

Rezolvarea sistematică a problemelor de orice tip sau gen are drept efect formarea la elevi a unor seturi de priceperi, deprinderi și atitudini pozitive care le dau posibilitatea de a rezolva în mod independent probleme, de a compune ei înșiși probleme.

In ultimul timp au căpătat o foarte mare extindere exercițiile și problemele cu caracter programat. Alcătuite dintr-o serie de cerințe judicios organizate, cu grad de dificultate succesiv eșalonat, aceste exerciții ajută elevii să sesizeze legăturile logice între noțiunile învățate. Avantajele folosirii calculatorului în rezolvarea de exerciții și probleme sunt:

– personalizarea actului de învățare;

– dezvoltarea și stimularea creativității elevilor;

– ridicarea calității actului de învățare și reducerea timpului alocat învățării;

– schimbarea relațiilor profesor – elev,elevul devenind partener al profesorului în actul propriei formari.

Procedeul are și dezavantaje cum ar fi: generează efecte de înstrăinare, de dezumanizare a procesului de învățământ, iar elevii pierd abilitățile de a coopera și conlucra cu colegii de clasă.

IV.1.5. Impactul rezolvării de exerciții și probleme în studiul chimiei

Conceperea și rezolvarea de exerciții și probleme la disciplina chimie contribuie la îmbogățirea orizontului de cunoștințe generale ale elevilor prin utilizarea în conținutul problemelor a unor cunoștințe pe care nu le studiază la alte discipline de învățământ.

Problemele de chimie, fiind legate cel mai adesea prin însăși enunțul lor de viață, de practică, prin rezolvarea lor, generează la elevi un simț al realității, formându-le deprinderea si priceperea de a rezolva și alte probleme practice pe care viața le pune în fața lor.

Folosirea metodei rezolvării și conceperii de exerciții și probleme, ajută profesorii să-i îndrume pe elevi în procesul de învățare, deoarece prezintă numeroase avantaje: formează la elevi un set de atitudini și pozitive, priceperi și deprinderi, îi motivează și îi implică activ pe elevi în învățare, le dezvoltă gândirea creativă, îi încurajează să se exprime liber, să își spună propriile opinii și păreri, îi sprijină în căutarea răspunsurilor și satisfacerea unor nevoi individuale.

IV.2. Analiza statistică a evaluării progresului

IV.2.1. Analiza statistică a evaluării progresului școlar al elevilor claselor a IX-a A, (profil automatizări și calculatoare) și a IX-a B (profil mecanică) la unitatea de învățare: „Soluții. Concentrațiile soluțiilor. Solubilitate.”

Ideea fundamentală în realizarea lucrării a fost de a face nu numai o analiză teoretică a procesului de evaluare, dar și de a surprinde rolul pe care îl îndeplinește rezolvarea de exerciții și probleme în activitatea de învățare la disciplina chimie și cum contribuie la creșterea performanței școlare a elevilor.

Evaluarea a fost realizată și analizată din punct de vedere al măsurării și aprecierii randamentului școlar, dar și ca activitate ce evidențiază relația dintre sistemul de învățământ și cel socioeconomic.

Metodele de evaluare sunt diverse: examinare orală, examinare prin probe scrise, examinare practică, examinare prin teste docimologice.

Rolul evaluării în realizarea performanței depinde de mai mulți factori: de pregătirea profesorului, de selectarea celor mai bune metode de predare, dar și de folosirea celor mai eficiente mijloace de învățare. Evaluarea rezultatelor școlare urmărește să determine modul în care obiectivele se realizează în învățare. Datele obținute din toate aceste evaluări conturează împreună o imagine complexă a persoanei evaluate și a progresului sau regresului de-a lungul unui program de instruire.

În studiul efectuat am folosit drept metodă de evaluare testul docimologic și am urmărit să îmi formez o imagine clară asupra modului de integrare a rezolvării de exerciții și probleme în procesul instructiv-educativ și asupra impactului pe care aceasta metoda o are asupra succesului elevilor.

În cadrul rezolvării de exerciții și probleme mi-am propus următoarele obiective:

– să examinez rolul rezolvării de exerciții și probleme în procesul de predare-învățare desfășurat la clasele de a VII-a din învățământul gimnazial și la clasele a IX-a din învățământul liceal;

– să examinez situațiile didactice concrete dintre predare – învățare – evaluare în care folosesc rezolvarea de exerciții și probleme, dar și crearea acestora de către elevi;

– să cunosc modul cum profesorul valorifică rezultatele școlare ale elevilor;

– să apreciez și să contorizez efectele evaluării asupra randamentului școlar al elevilor.

Pentru construirea unei imagini mai complete asupra aspectelor studiate, informațiile cu caracter cantitativ din studiu au fost corelate și cu cele obținute prin alte metode: observația, conversația, modelarea, descoperirea, etc.

Rezultatele obținute în cadrul studiului au fost adunate, analizate, comparate și prezentate în tabele, grafice, diagrame, etc.

IV.2.2. Procedura: Aplicarea testelor

Conținuturi de evaluat

Soluții. Definiție. Clasificarea soluțiilor. Dizolvarea. Factori ce influențează dizolvarea.

Solubilitatea. Exprimarea solubilității. Factori ce influențează solubilitatea.

Concentrațiile soluțiilor.

Cristalohidrați.

Competențe specifice evaluate

C1.1. Descrierea comportării speciilor chimice studiate.

C1.2. Diferențierea substanțelor după solubilitatea lor în diferiți solvenți.

C1.3. Explicarea observațiilor efectuate în scopul identificării unor aplicații ale speciilor și proceselor studiate.

C2.2. Corelarea informațiilor prin observații calitative și cantitative.

C3.2. Integrarea relațiilor matematice în rezolvarea de probleme.

C3.3. Evaluarea strategiilor de rezolvare a problemelor.

C4.2. Folosirea corectă a terminologiei specifice chimiei.

Obiective urmărite

O1. Stabilirea fenomenului ce conduce la obținerea unei soluții, explicarea lui.

O2. Definirea soluțiilor și modul de exprimare a concentrațiilor soluțiilor.

O3. Definirea solubilității și clasificarea substanțelor în funcție de solubilitate.

O4. Formularea ipotezelor referitoare la caracteristicile substanțelor și solubilitatea lor în diferiți solvenți polari/nepolari.

O5. Să definească cristalohidrații și să exemplifice.

O6. Aplicarea unor algoritmi de calcul în rezolvarea de exerciții și probleme.

O7. Folosirea terminologiei specifice chimiei.

Testul de evaluare a fost aplicat la trei clase din ciclul liceal de a IX-a din cadrul Liceului Tehnologic „P.P. Carp” din Țibănești și anume: doua clase de-a IX-a A cu profilul automatizări și calculatoare cu 2 ore pe săptămână, având un nivel de învățare avansat (ani școlari diferiți) și cea de-a treia clasa de a – IX-a B cu profilul mecanică, având un nivel de învățare mediu.

Testarea a avut loc la sfârșitul unității de învățare Solutii. Solubilitate. Concentratia solutiilor , după un număr de 9 ore de activitate didactică desfășurate la fiecare din cele trei clase.

Efectivele de elevi studiate sunt:

– clasa a IX-a A (an școlar 2015 – 2016): 32de elevi, din care 15 băieți și 17 fete;

– clasa a IX-a B: 25de elevi, din care 12 băieți și 13 fete;

– clasa a IX-a A (an școlar 2016 – 2017): 25 de elevi, din care 12 băieți și 13 fete;

Reprezentarea prin diagrame a claselor de profil matematică – informatică este:

Diagrama IV. 1. Efectivul clasei a IX-a A, de profil automatizări și calculatoare (an școlar 2015-2016).

Diagrama IV.2. Efectivul clasei a IX-a B, de mecanică (an școlar 2015-2016).

Diagrama IV.3. Efectivul clasei a IX-a A, profilul automatizări și calculatoare (an școlar 2016-2017).

Din aceste diagrame rezultă faptul ca cele trei clase de a IX-a de liceu sunt populate cu număr aproximativ egal de băieți și fete.

Tot un studiu realizat pe aceste trei clase scoate în evidență că toți elevii sunt din mediul rural și că mulți au o situație materială modestă, majoritatea elevilor având unul sau ambii părinți casnici sau șomeri. De asemenea, în toate cele trei clase am identificat existența a patru – cinci situații în care unul sau ambii părinți sunt plecați în străinătate. Tot o statistică realizată pe aceste trei clase reliefează faptul că majoritatea elevilor sunt navetiști.

Diagrama prezentată mai jos relevă împărțirea și procentajul elevilor localnici și navetiști.

Diagrama IV.4. Locația elevilor.

Pentru a reliefa rolul și importanța rezolvării de exerciții și probleme în cadrul unității de învățare: „Soluții. Concentrația soluțiilor. Solubilitate” s-au aplicat teste de evaluare identice la toate cele trei clase:

Eșantioanele martor – IX A și IX B ( an școlar 2015-2016);

Eșantion experimental – IX A (an școlar 2016-2017).

Studiul se va realiza prin analiza în paralel a câte două clase și anume:

– clasa a IX-a A (an școlar 2015-2016) cu a IX-a A (an școlar 2016-2017), ce au același nivel de învățare – avansat;

– clasa a IX-a A cu a IX-a B (an școlar 2015-2016) cu nivele de învățare diferite.

La toate clasele s-au predat aceleași noțiuni teoretice, s-au rezolvat același număr de exerciții și probleme. După parcurgerea integrală a materiei din cadrul unității de învățare, toate clasele au fost supuse aceluiași tip de test de evaluare.

Testul de evaluare aplicat este format din patru subiecte ce însumează 6 itemi, iar timpul de lucru a fost de 50 de minute. Am conceput testul alegând itemi din categoria celor obiectivi, semiobiectivi și subiectivi care să acopere capitolul supus evaluării .

Relația dintre competențele specifice urmărite și conținuturile de evaluat sunt redate în următorul tabel (matricea de specificații):

Tabel IV.1. Matricea de specificații competențe / conținuturi.

Relația dintre competențele specifice urmărite și itemii folosiți în testul de evaluare se prezintă în tabelul 12.

Tabel IV.2. Matricea de specificații competențe / itemi.

Itemul I al testului este item obiectiv cu alegere duală, itemul II este obiectiv cu alegere multiplă, itemul III este item obiectiv de împerechere, iar itemul IV este subiectiv de completare și respectiv rezolvare de probleme.

Testul s-a desfășurat pe parcursul a 50 minute și este redat la sfârșit ca anexa 1.

IV.2.3. Analiza rezultatelor obținute la teste și interpretarea lor

Rezultatele obținute în cadrul studiului realizat au fost analizate, sintetizate, comparate și prezentate în următoarele tabele, grafice, diagrame, etc.

Analiza 1

Rezultatele obținute la testul de chimie la clase de profil diferit și nivel de învățare diferit sunt:

a IX-a A, a IX-a B – eșantion martor (an școlar 2015-2016),

a IX-a A – eșantion experimental (an școlar 2016-2017), vor fi prezentate în următorul tabel și în procente pe notă:

Tabel IV.3. Numărul de note și procentul acestora raportat la nr de elevi.

Diagrama IV.5. Procentul elevilor clasei IX-a A (an școlar 2015-2016)in functie de notele obtinute:

Media clasei: a IX-a A (an școlar 2015-2016) = 6,78

Diagrama IV.6. Reprezentarea procentelor elevilor din clasa a IX-a B în funcție de notele obținute.
Media clasei: a IX-a B (an școlar 2015-2016) = 5,48.

Diagrama IV. 7. Reprezentarea procentului elevilor din clasa a IX-a A (an școlar 2016-2017) în funcție de notele obținute.
Media clasei c a IX- a A (an școlar 2016-2017) =6,76.

Reprezentarea grafică (fig. 8) de mai jos arată diferența dintre notele obținute de cele două clase: clasa a-IX-a A și clasa a-IX –a B, în funcție de numărul de elevi . În cadrul analizei trebuie să precizez că elevii clasei a IX-a A sunt interesați de materia chimie, ca disciplina pe viitor, sunt conștiincioși, nerăbdători de a descoperi lucruri noi cu ajutorul cărora să-și completeze cunoștințele generale. Fiind toți din mediul rural își dau silința să învețe și nu sunt interesați doar de obiectul chimie ci și de celelalte discipline de studiu, dorind să obțină rezultate cât mai bune. Clasa a IX-a B are elevi ce nu sunt interesați de această disciplină pe viitor, elevi care au avut rezultate scăzute la învățătura încă de la început și care au rămas la fel indiferent de strategiile utilizate, mulți dorind doar să promoveze clasa.

Figura IV.8. Diferența de nivel dintre cele două clase studiate.

Reprezentarea de mai jos arată că rezultatele obținute de elevii celor două clase de liceu cu profilul automatizări și calculatoare sunt, precum o arată și media clasei aproximativ aceleași.

Aceste clase de liceu, din ani diferiți, sunt clase bune, cu elevi sârguincioși, dornici de cunoaștere și de afirmare, elevi care au ca țel finalizarea liceului și continuarea studiilor la facultăți precum medicina, chimia, farmacia, chiar asistenți medicali. Acești elevi se străduiesc să cunoască toate noțiunile cu care se întâlnesc la orele de chimie, astfel încât să nu existe piedici mai târziu.

Diagrama IV. 9. Diferența de nivel dintre cele două clase studiate.

Rezultatele testului, absolute și procentuale, (pe itemi) realizate de clasa a IX-a A la testul la care au fost supuși sunt date în tabelul de mai jos.

Tabel IV.4. Procent realizat pe itemi de clasa a IX-a A. (an școlar 2015-2016)

Concluzii:

Elevii clasei a IX-a A au rezolvat cu ușurință itemii 1, 2 și 3 din testul de evaluare aplicat, însă au întâmpinat dificultăți în rezolvarea problemei de la itemul 4 punctele a și c.

Măsuri de remediere: program de pregătire suplimentar de lucru cu întreaga clasă pentru acoperirea lacunelor.

Rezultatele absolute și procentuale (pe itemi) realizate de clasa a IX-a B la testul la care au fost supuși sunt redate mai jos.

Tabel IV.5. Procent realizat pe itemi de clasa a IX-a B.

Concluzii:

Elevii clasei a IX-a B au întâmpinat dificultăți în rezolvarea itemilor ce presupuneau rezolvarea de probleme de calcul, dar au întâmpinat piedici și la itemii ce presupuneau cunoașterea noțiunilor din capitolul evaluat și aplicarea lor în rezolvarea de exerciții.

Măsuri de remediere: program de pregătire suplimentar de lucru cu întreaga clasă pentru acoperirea lacunelor.

Rezultatele absolute și procentuale (pe itemi) realizate de clasa a IX-a A (an școlar 2016-2017) la testul la care au fost supuși sunt date în următorul tabel.

Tabel IV.6. Procent realizat pe itemi de clasa a IX-a A ( an școlar 2016-2017).

Concluzii:

Elevii clasei a IX-a A (an școlar 2016-2017) au rezolvat cu relativă ușurință, la fel ca și elevii din clasa a IX-a A din anul școlar precedent itemii 1, 2, 3, însă au întâmpinat dificultăți în rezolvarea problemelor ce presupuneau calcul.

Măsuri de remediere: program de pregătire suplimentar de lucru cu întreaga clasă pentru acoperirea lacunelor.

Concluzia finală, în urma comparării rezultatelor din celor trei clase evaluate, este că la clasele cu profil automatizări spre deosebire de clasa cu profil mecanic, rezultatele obținute la testul aplicat capitolului „Soluții. Concentrația soluțiilor. Solubilitate” sunt vizibil mai ridicate, progres datorat metodelor didactice formativ – participative, conversației, problematizării utilizate în orele de chimie, dar și angajării active și conștiente a elevilor în activitatea de învățare.

IV.2.4. Analiza statistică a evaluării progresului școlar al elevilor claselor a VII-a A, (an școlar 2015-2016) și a VII-a B (an școlar 2016-2017) la unitatea de învățare: „Soluții. Concentrațiile soluțiilor. Solubilitate.”

IV.2.4.1. Procedura: Aplicarea testelor

Conținuturi de evaluat: Soluții. Clasificarea soluțiilor. Concentrația procentuala.

Competente specifice evaluate

1.1. diferențierea fenomenelor fizice de fenomenele chimice, a proprietăților fizice de proprietățile chimice, a substanțelor pure de amestecuri de substanțe etc.;

2.1. utilizarea aparaturii și a echipamentelor de laborator, a tehnologiilor informatice pentru a studia proprietățile și transformările substanțelor chimice etc.;

2.4. interpretarea observațiilor obținute din grafice, tabele, fișe de observații;

3.1. rezolvarea de probleme de calcul numeric referitoare la concentrația în procente de masă a soluțiilor;

3.2. identificarea unor metode de separare a unui amestec în funcție de natura acestuia;

4. 1. transpunerea în limbaj specific a informațiilor privind aplicațiile practice ale chimiei;

5. 1. aplicarea normelor de protecție personală în laboratorul de chimie și de protecție a mediului;

Obiective urmărite:

O1. Stabilirea fenomenului ce conduce la obținerea unei soluții, explicarea lui.

O2. Definirea soluțiilor și modul de exprimare a concentrațiilor soluțiilor.

O3. Definirea solubilității și clasificarea substanțelor în funcție de solubilitate.

O4. Identificarea factorilor de care depinde dizolvarea și solubilitatea.

O5. Aplicarea unor algoritmi de calcul în rezolvarea de exerciții și probleme.

O6. Folosirea terminologiei specifice chimiei.

Testul de evaluare a fost aplicat la doua clase de a VII-a din ciclul gimnazial, în ani școlari diferiți ,respectiv clasa a VII-a A (an școlar 2015-2016) și clasa a VII-a B (an școlar 2016-2017). Ambele clase au câte două ore de chimie pe săptămână, însă clasa a VII-a A a beneficiat de o ora de chimie în plus, având un opțional de chimie: " Chimia prin probleme și lucrări de laborator". Având acest avantaj clasa a VII-a A are un nivel de învățare avansat, spre deosebire de clasa a VII-a B care are un nivele de învățare mediu.

Efectivele de elevi studiate sunt de 27de elevi:

clasa a VII-a A (an școlar 2015-2016): 14 de elevi, din care 7 băieți și 7 fete;

clasa a VII-a B (an școlar 2016-2017): 13 de elevi, din care 6 băieți și 7 fete;

Reprezentarea prin diagrame a celor doua clase de a VII-a.

Diagrama IV.10. Efectivul clasei a VII-a A (an școlar 2015-2016).

Diagrama IV.11. Efectivul clasei a VII-a B (an școlar 2015-2016).

Din aceste diagrame rezultă faptul că cele două clase de a VII-a sunt populate cu număr aproximativ egal de băieți și fete.

Tot o statistică realizată pe aceste două clase reliefează faptul ca toți elevii locuiesc în mediul rural și un număr de cinci elevi sunt navetiști.

Diagrama prezentată mai jos relevă împărțirea și procentajul elevilor localnici și navetiști.

Diagrama IV.12. Locația elevilor.

Pentru a reliefa rolul și importanța rezolvării de exerciții și probleme în cadrul unității de învățare „Soluții. Concentrația soluțiilor. Solubilitate”, s-au aplicat teste de evaluare identice la toate cele doua clase:

Eșantion martor – VII B (an școlar 2016-2017);

Eșantion experimental – VII A (an școlar 2015-2016 – o clasa care a beneficiat de acea ora de opțional la chimie, dar și de pregătire suplimentară).

Studiul se va realiza prin analiza în paralel a celor două clase și anume: clasa a VII-a A (an școlar 2015-2016) cu a VII-a B (an școlar 2016-2017) cu nivele de învățare diferite

La toate clasele s-au predat aceleași noțiuni teoretice, însă s-au rezolvat un număr de exerciții și probleme diferit deoarece clasa VII-a A a avut o oră de chimie în plus pe săptămâna. După parcurgerea integrală a materiei din cadrul unității de învățare cele două clase au fost supuse evaluării la disciplina chimie, aplicându-se același test.

Testul de evaluare aplicat este format din doua părți: parte A – cuprinzând 3 itemi și B cuprinzând tot 3 itemi, deci 6 itemi, iar timpul de lucru a fost de 50 de minute. Am conceput testul alegând itemi din categoria celor obiectivi, semiobiectivi și subiectivi care să acopere capitolul supus evaluării .

Relația dintre competențele specifice urmărite și conținuturile de evaluat sunt redate în următorul tabel (matricea de specificații).

Tabel IV.7. Matricea de specificații competențe / conținuturi.

Relația dintre competentele specifice urmărite și itemii folosiți în testul de evaluare se prezintă

în următorul tabel.

Tabel IV.8. Matricea de specificații competențe / itemi.

Itemul 1 al testului este item semiobiectiv de completare, itemul 2 este obiectiv cu alegere duală, itemul 3 este item obiectiv de împerechere, itemul 4 este obiectiv cu alegere multiplă, itemii 5 și itemul 6 sunt subiectivi, de rezolvare de probleme. Testul s-a desfășurat pe parcursul a 50 minute și este redat la sfârșit ca anexa 2.

IV.2.5. Analiza rezultatelor obținute la teste și interpretarea lor

Evaluarea din cele două eșantioane a avut practic aceleași condiții de desfășurare a procesului instructiv-educativ, iar capacitatea intelectuala se aseamănă.

Rezultatele obținute în cadrul studiului realizat au fost analizate, sintetizate, comparate și prezentate în următoarele tabele, grafice, diagrame, etc.

Analiza 2.

Rezultatele obținute la testul de chimie la cele doua clase de-a VII-a sunt diferite

a VII-a B – eșantion martor (an școlar 2016-2017);

a VII-a A – eșantion experimental (an școlar 2015-2016) și vor fi prezentate în următorul tabel și în procente pe notă:

Tabel IV.9. Numărul de note și procentul acestora raportat la nr de elevi.

Diagrama IV.13. ce arată procentul pe note obținut de elevii clasei a VII-a A (an școlar 2015-2016): Media clasei: a VII-a A (an școlar 2015-2016) = 7,85.

Diagrama IV.14. reprezintă procentul elevilor din clasa a VII a-B în funcție de notele obținute.

Media clasei: a VII-a B (an școlar 2016-2017) = 6,53.

Reprezentarea grafică de mai jos ce arată diferența dintre notele obținute de cele două clase de-a VII-a, eșantion martor (VII B) și eșantion experimental (VII A), în funcție de numărul. În cadrul analizei trebuie sa precizez ca elevii clasei a VII-a A sunt interesați de materia chimie, dar și de celelalte discipline de învățământ, sunt conștiincioși și au reușit în marea lor majoritate să-și însușească noțiunile din capitolul supus evaluării sub forma de cunoștințe și deprinderi practice. Fiind toți din mediul rural își dau silința să învețe și nu sunt interesați doar de obiectul chimie ci și de celelalte discipline de studiu, dorind să obțină rezultate cât mai bune. Din analiza datelor se observă că la clasa a VII-a A se constată o deplasare a maximului spre valori mai mari ale notelor. Progresul înregistrat la clasa experimentală se datorează lucrului suplimentar al acestor elevi, prin beneficiul adus de opționalul la disciplina chimie, opțional care a dat posibilitatea elevilor de a aplica mai mult cunoștințele asimilate în rezolvarea de exerciții și probleme, dar și angajării active și conștiente a acestora în procesul de învățare.

Figura IV.15. Diferența de nivel dintre cele două clase studiate.

In cadrul aceste analize aș dori să evidențiez faptul că rezultatele obținute de clasa VII-a A care a jucat rol de eșantion experimental și cele obținute de clasa a VII-a B ce jucat rol de eșantion martor, s-au menținut după nivelul prezentat la începutul studiului, adică clasa VII-a (nivel avansat), clasa a VII-a B (nivel mediu). Prin realizarea unei diagrame între cele două clase se observă că folosind aceleași mijloace materiale, aceleași metode didactice de predare-învățare rezultatele sunt diferite. Elevii clasei a VII-a A sunt dornici să cunoască și să asimileze lucruri noi care să completeze capitalul de cunoștințe generale, pe care să le folosească pe parcursul etapelor viitoare. Ei au fost ajutați și de opționalul de chimie demarat pe parcursul anului școlar.

Figura IV.16 . Distribuția notelor obținute la evaluare de elevii celor 2 clase de-a VII-a.

Rezultatele testului absolute și procentuale (pe itemi) realizate de clasa a VII a-A la testul la care au fost supuși sunt date în următorul tabel.

Tabel IV.10. Procent realizat pe itemi de clasa a VII a-A ( an școlar 2015-2016).

Concluzii:

Elevii clasei a VII-a A au rezolvat cu ușurință itemii 1, 2 și 3 din testul de evaluare aplicat, însă au întâmpinat dificultăți în rezolvarea itemilor 5 și 6, itemi care solicitau aplicarea noțiunilor studiate în rezolvarea de probleme.

Măsuri de remediere: program de pregătire suplimentar de lucru cu întreaga clasă pentru acoperirea lacunelor.

Rezultatele absolute și procentuale (pe itemi) realizate de clasa a VII-a B la testul la care au fost supuși sunt date în următorul tabel.

Tabel IV.11. Procent realizat pe itemi de clasa a VII a-B.

Concluzii:

Elevii clasei a VII-a B au întâmpinat dificultăți în rezolvarea itemilor ce presupuneau rezolvarea de probleme de calcul, dar au întâmpinat piedici și la itemii ce presupuneau cunoașterea noțiunilor din capitolul evaluat și aplicarea lor în rezolvarea de exerciții.

Măsuri de remediere: program de pregătire suplimentar de lucru cu întreaga clasă pentru acoperirea lacunelor.

Concluzia finală în urma comparării rezultatelor din cele două clase evaluate este că la clasa a VII-a A, spre deosebire de clasa a VII-a B rezultatele obținute prin aplicarea testului la capitolul „Soluții. Concentrația soluțiilor. Solubilitate” sunt vizibil mai ridicate, progres datorat metodelor didactice formativ –participative, conversației, problematizării utilizate în orele de chimie, dar și participării acestor elevilor la cursul opțional de chimie, unde au avut posibilitatea de asimila și consolida cunoștințe, dar și de a exersa și pune în practică noțiunile învățate în rezolvarea de exerciții teoretice și practice.

Rezultatele testelor de evaluare pe grupe valorice sunt prezentate în continuare.

Tabel IV.12. Rezultatele obținute pe grupe valorice.

Progresul înregistrat de elevii claselor experimentale se datorează metodelor didactice formativ-participative, conversației, experimentelor de laborator, problematizării utilizate în orele de chimie ce au permis o angajare activă și conștientă a elevilor în activitatea de învățare. Din analiza datelor la clasa experimentală se constată o deplasare a maximului spre valori mai mari ale notelor.

Graficul reprezentativ al evoluției celor două grupe valorice se prezintă astfel:

Figura IV.17. Rezultatele elevilor pe cele două grupe valorice studiate.

Analiza 3

Școala gimnazială “DR. PETRU BRANZEI”

IV.2.6. Raport privind rezultatele obținute la testele inițiale, la disciplina chimie,
Clasele a VII-a și a VIII-a în anul școlar 2015/2016

Obiective:

identificarea nivelului de pregătire al elevilor în debutul noului an școlar;

cunoașterea de către elevi și părinți a nivelului de la care elevii pornesc în următoarea etapă de studiu;

identificarea și cunoașterea de către profesor a măsurii în care elevii sunt capabili să-și însușească noțiunile ce urmează a le fi predate;

realizarea unui plan de măsuri care să armonizeze relația competențe specifice ce sunt așteptate / conținuturi atât la nivelul clasei, dar și individualizat.

Etape:

stabilirea competențelor ce se realizează prin testare;

stabilirea conținuturilor aferente competențelor urmărite;

stabilirea corelației competențe/conținuturi evaluate;

stabilirea corelației competențe/itemi;

stabilirea datei când va avea loc testarea;

elaborarea itemilor și redactarea acestora;

realizarea baremului de evaluare și notare;

corectarea și notarea testelor;

analizarea și sintetizarea rezultatelor testelor inițiale și stabilirea unui program de pregătire suplimentar (daca este cazul);

comunicarea rezultatelor și concluziilor elevilor, părinților și dirigintelui clasei.

Competențe urmărite:

C1: identificarea caracteristicilor unor corpuri (substanțe), mărimi fizice, proprietăți ale unor substanțe chimice;

C2: clasificarea și compararea diferitelor proprietăți, componente ale amestecurilor, stărilor de agregare, transformărilor acestora;

C3: rezolvarea unor situații-problemă și a problemelor cu caracter teoretic sau aplicativ;

C4: analizarea și interpretarea relațiilor cauzale din cadrul fenomenelor fizice;

C6: rezolvarea de probleme de calcul numerice referitoare la concentrația în procente de masa a soluțiilor

C7: clasificarea reacțiilor chimice după unul sau mai multe criterii.

Rezultate obținute:

Clasele VII și VIII

Tabel IV.13. Note obținute de cele doua clase.

Figura IV.18. Reprezentarea grafică a rezultatelor.

Media pe clase

VII – 5,71 VIII – 5,00

Media claselor = 5,35

Concluzii:

Deși testul elaborat a fost abordabil de către un elev de clasa a VII-a, totuși la partea a II-a elevii au întâmpinat dificultăți, fiind vorba de probleme și calcul matematic (punctul 9 a fost rezolvat doar în proporție de 5%);

Mediile celor două clase relevă faptul că elevii nu au toate noțiunile elementare învățate în clasele anterioare la științe, matematică și fizică;

Nici un elev nu a obținut note de 9 sau 10, dar nici de 1 sau 2;

Curba lui Gauss prezintă maxime în zona centrală, ȋn jurul notelor de 5;

Neatenție atât la cerințele itemilor, cât și la formularea răspunsurilor;

Subiectele care necesită calcul matematic (partea a II-a) sunt rezolvate în proporție mică, ceea ce releva faptul ca elevii nu sunt capabili sa aplice noțiunile studiate în rezolvare a de exerciții și probleme.

Măsuri de remediere:

Responsabilizarea tuturor factorilor educaționali (părinți, elevi, comunitate, profesori) și necesitatea realizării unui front comun pentru a îndrepta situația elevilor cu deficit în învățare;

Educarea elevilor în spiritul creșterii interesului propriu față de învățare și educație;

Folosirea unei game cât mai diverse de metode și tehnici de către profesor, atât în predare, cât și în evaluare astfel încât elevii să se implice mai mult în propria formare;

Rezolvarea de probleme de calcul numeric folosind noțiunile de matematică și fizică;

Discutarea cu părinții în vederea implicării lor în pregătirea copiilor pentru școală;

Stabilirea unui plan de pregătire suplimentară pentru elevii care au obținut note mai mici de 4 la testarea inițială.

Tabel IV.14 privind evoluția elevilor in anul școlar 2015/2016

Chimie VII

Tabel IV.15 privind evoluția elevilor in anul școlar 2015/2016

Chimie VIII

ȘCOALA GIMNAZIALĂ „DR. PETRU BRANZEI” JIGORENI

IV.2.7. Plan de remediere școlară la chimie clasa a VIII-a în anul școlar 2015 – 2016

I. Obiective:

Însușirea cunoștințelor elementare de chimie de către toți elevii necesara parcurgerii programei școlare;

Implicarea mai activa a elevilor în activitatea la clasă;

Eficientizarea și optimizarea relației familie – școală;

II. Grupul țintă:

Elevii care au obținut note sub 4 la testele inițiale.

III. Moduri de realizare:

Se monitorizează prezența elevilor la orele de chimie;

Dezbaterea împreună cu părinților elevilor din grupul țintă, cu diriginții și cu profesorul de chimie a situației școlare și a modalităților de îmbunătățire;

Se stabilește programul de recuperare a principalelor noțiuni;

Se realizează o tematica pentru programul de remediere;

Verificarea prezenței elevilor la pregătirea suplimentară;

Se încearcă încurajarea participării active a elevilor la orele de chimie, dar și la activitățile țintă și extrașcolare avându-se în vedere integrarea lor în mediul școlar;

teme suplimentare pentru acasă: fișe de lucru, proiecte, referate, portofolii.

Tabel IV.16. Programul destinat pregătirii suplimentare (noiembrie-decembrie 2015).

Tabel IV.17. Proiectarea și implementarea.

Tabel IV.18. Evaluare.

Profesor,

Vatră Marcela

IV.2.8. Plan de remediere personalizat

Numele și prenumele elevului: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

Clasa: a VIII-a

An școlar: 2015-2016

Aria curriculară: Matematică și științe

Disciplina: Chimie

Perioada de aplicare: 15.10.2015 – 19.12.2015

Problemele cu care se confruntă elevul:

Nu cunoaște bine semnificația noțiunilor corp, substanță, fenomene, proprietăți, mărimi fizice, densitate, reacții chimice, ecuația reacției chimice, tipuri de reacții;

Nu face diferența între proprietate fizică, proprietate chimică, fenomen fizic, fenomen chimic;

Nu cunoaște relațiile matematice pentru determinarea densității și volumului corpurilor, dar nici algoritmii necesari egalării unei reacții chimice;

Nu dovedește suficient capacitatea de a aplica anumite noțiuni în rezolvarea de exerciții și probleme;

Nu găsește sprijin în părinți; o parte dintre aceștia nu s-au informat cu privire la situația școlară.

Priorități pentru perioada octombrie-decembrie 2015:

Participarea elevului la programul de pregătire suplimentară stabilit de profesor;

Întocmirea și aplicarea unor fișelor de lucru adaptate nivelului intelectual al elevului;

Rezolvarea de către elev a temelor suplimentare destinate însușirii noțiunilor de bază;

Implicarea părinților în programul de remediere școlară al copilului.

Tabel IV.19. Planificarea orelor de pregătire suplimentară.

Cls a VIII –a

IV.2.9. Analiza progresului școlar

Numele și prenumele elevului: . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Clasa: a VIII-a

Perioada de aplicare: 15.10.2015 – 19.12.2015

Metode de evaluare aplicate:

fișe de lucru

teste docimologice

portofoliu

autoevaluare

evaluare practică

evaluare orală

referate

joc didactic, rebus

Implicarea elevului în programul de pregătire:

participă activ la orele de pregătire suplimentară

dovedește implicare în realizarea sarcinilor de lucru

acceptă sprijinul colegilor

este indiferent

Obiective realizate:

Cunoașterea semnificației noțiunilor de substanța chimică, proprietate fizică și chimică, fenomen fizic, fenomen chimic, a algoritmilor de stabilire a formulei chimice a unor substanțe, reacție chimică;

Identificarea tipurilor de reacție chimică.

Obstacole întâmpinate:

Elevul nu dovedește suficienta încredere în forțele proprii și nici dorința de a colabora și de a fi ajutat de colegii lui.

Recomandări :

– Implicarea mai activă în procesul de predare învățare prin stimularea încrederii în forțele proprii

– comunicare și colaborare cu ceilalți colegi.

Rolul și modul de implicare al elevului în program:

participă activ la orele de pregătire suplimentară

dovedește implicare în realizarea sarcinilor de lucru

acceptă sprijinul colegilor

este indiferent

IV.2.10. Fișa de progres

Elev: B V

Clasa: a VIII-a

Tabel IV.20. Rezultate obținute în anul școlar 2015/2016.

Figura IV.19. Reprezentarea grafica a evoluției școlare a elevului B.V.

IV.3. Analiza lecțiilor de concepere și rezolvare de exerciții și probleme aplicate
la tema lucrării

Metodologia analizării desfășurării și organizării lecțiilor de rezolvare de probleme în cadrul unității de învățare „Soluții. Concentrația soluțiilor. Solubilitate” în cazul clasei a VII-a A (an școlar 2015-2016).

In cadrul acestui subpunct al lucrării am realizat patru lecții de rezolvare de probleme după cum urmează: prima lecție susținută la clasă conținea o fișă cu exerciții teoretice, a doua lecție susținută conținea o fișă cu exerciții teoretice și practice, a treia lecție conținea o fișă de exerciții teoretice care trebuiau create de către elevi pe baza unor imagini și indicații conținute în fișa de lucru și apoi executate practice, iar ultima lecție conținea o fișă de lucru interactivă cu exerciții și probleme practice ce trebuiau realizate pe calculator.

Fiecare lecție de rezolvare de exerciții și probleme s-a desfășurat în câte o oră didactică diferită, debutând cu recapitularea noțiunilor studiate și apoi încheiată cu rezolvarea exercițiilor și problemelor din fișa de lucru, observații și concluzii.

Elevii din clasa participantă la studiu au primit fișele de exerciții și probleme pe parcursul celor patru ore, dar și indicații cu privire la citirea cu atenție a sarcinilor cerute, să lucreze cu atenție problemele practice conținute în fișa de lucru, să fie atenți la modul de manipulare a ustensilelor de laborator, să fie capabili să aplice noțiunile studiate în acest capitol în rezolvarea exercițiilor, dar și în crearea unor probleme asemănătoare celor întâlnite pe parcursul orelor de chimie, să interpreteze rezultatele obținute și să tragă concluzii.

În cadrul primei lecții de rezolvare de exerciții elevii au avut de rezolvat trei exerciții ce conțineau mai multe subpuncte. Elevii au lucrat individual exercițiile I și II din fișa de lucru iar ultimul exercițiu l-au rezolvat mai întâi individual, apoi în perechi și apoi în grupe de cate patru (metoda bulgărelui de zăpadă). Desfășurarea primei activități s-a realizat cu rezolvarea aproape fără probleme a primilor două exerciții, însă la cel de-al treilea exercițiu, ce conținea probleme de calcul a concentrației, unii elevi au întâmpinat dificultăți. Doar 5 elevi din cei 14 prezenți au rezolvat cerințele exercițiului III, lucru pe care l-am constatat prin verificarea fișelor de lucru.

În cadrul celei de-a doua lecții de rezolvare de probleme elevii au avut de rezolvat o fișă de lucru în care exercițiile teoretice erau completate de cele practice. Elevii au îndeplinit cu bine sarcinile din fișa de lucru. Am remarcat ca aceștia au fost dornici să se exprime și să lucreze fiecare lucrare practică din fișa prezentată.

In cadrul celei de-a treia lecții de rezolvare de probleme, elevii au avut de rezolvat individual pe doua variante (în bănci) exercițiile teoretice din două fișe anexe, iar după finalizarea acestei sarcini au avut de rezolvat o sarcină de lucru în grup (grupuri formate din cate 3 elev). La cea de-a doua sarcină de lucru elevii au avut de analizat desenul din fișă, au avut de formulat textul problemei și apoi de propus o metodă de rezolvare și rezolvarea a acesteia de către membrii grupului. In realizarea sarcinilor, unii elevi au întâmpinat dificultăți ce au fost remediate prin schimbarea caietelor între elevii cu aceeași variante de rezolvare și prin analizarea frontală a etapelor de rezolvare și a răspunsurilor. În realizarea sarcinilor cuprinse în cea de-a doua anexă a fișei de lucru elevii s-au dovedit a fi extrem de creativi, iar faptul că au lucrat în grup a dus la rezolvarea corectă a problemelor prin colaborare și cooperare. Am remarcat un interes sporit, din partea elevilor, în cazul părții a doua a fișei de lucru, adică o deschidere către creație și creativitate.

In cadrul celei de-a patra activități elevii au avut de rezolvat atât exerciții teoretice (destinate consolidării cunoștințelor predate în această unitate de învățare), cât și exerciții practice (de obținere a unor soluții diluate, sau concentrate), totul petrecându-se prin intermediul unui mijloc didactic extrem de utilizat în ultimul timp în lecțiile de chimie. Elevii au fost extrem de captivați de acest tip de lecție. Având în vedere că Tehnologia informației și comunicării este disciplină de studiu de câțiva ani în cadrul liceului unde activez, elevilor le-a fost relativ ușor în realizarea sarcinilor cuprinse în fișa interactivă.

In cadrul tuturor lecțiilor de rezolvare de exerciții și probleme realizate la clasa
a VII-a profesorul a observat îndeaproape cum lucrează elevii, cum folosesc materialele puse la dispoziție în toate cele patru lecții, cum își împart sarcinile de lucru.

Printr-un sondaj realizat la clasa VII-a A, cu privire la tipul de lecție de rezolvare de probleme agreat, s-au constatat următoarele răspunsuri ce s-au reprezentat prin intermediul următoarei diagrame.

Tabel IV.21. Numărul de elevi ce au agreat un anumit tip de lecție de rezolvare de probleme.

Diagrama IV.20. Reprezentarea procentului de elevi ce agreează un anumit tip de lecție de rezolvare de probleme.

Din acest studiu realizat am remarcat că elevii sunt atrași de lucrurile inovative, fiind dornici să exploreze și să experimenteze lucruri noi. Lecțiile în care este integrat experimentul de laborator și lecțiile în care folosim calculatorul drept mijloc didactic sunt extrem de plăcute elevilor.

Capitolul V.

V.1. Opțional „Chimia prin probleme și lucrări de laborator”, la clasa a VII-a

P R O G R A M A O P Ț I O N A L

C H I M I E

„Chimia prin probleme și lucrări de laborator”

Clasa a VII-a

Propunător: profesor Vatră Marcela

Liceul tehnologic „P. P. Carp” – Țibănești

TIPUL OPTIONALULUI: opțional ca disciplină integratoare

NR. ORE: 1 h / săptămânal

Durata: 1 an școlar

Propunător: prof. Vatră Marcela

Unitatea de învățământ: Liceul tehnologic "P. P. Carp"

Localitatea: Țibănești

Locul de desfășurare: sala de clasă

Elevi participant : toți elevii clasei a –VII-a A

ARGUMENT

Curriculum-ul opțional de chimie „Chimie prin probleme și lucrări de laborator” se adresează elevilor de clasa a VII-a. Acest opțional a fost conceput pornind de la scopurile și competențele generale ale predării și învățării chimiei: stimularea curiozității științifice a elevilor în scopul înțelegerii fenomenelor chimice.

Reforma învățământului în ceea ce privește predarea chimiei și a științelor în general a suferit o schimbare: științele nu se mai predau ca un ansamblu de fapte, fenomene și de reguli care trebuie memorate, ci drept o cale de cunoaștere activă, de contact nemijlocit cu lumea înconjurătoare.

Elevii trebuie să știe că viața se desfășoară după principii științifice și ca orice proces din viață este guvernat de legi descoperite de științele naturii.

Pentru toate acestea și multe altele, merită să citim, să ne informăm, să asimilam cunoștințe din toate domeniile, nu doar din chimie, pentru că un om bine informat este un om puternic și apreciat.

Prezentul opțional se dorește a fi un instrument util de studiu pentru toți cei care încearcă să descopere tainele chimiei. El vine în sprijinul elevilor care doresc să-și perfecționeze pregătirea teoretică și practică.

Opționalul a fost astfel conceput în conformitate cu programele și manualele de chimie în vigoare.

Parcurgerea acestui curriculum permite elevilor să-și formeze priceperi și deprinderi de lucru teoretice și practice, să-și consolideze cunoștințele teoretice, să observe fenomene, să efectueze calcule și să formuleze concluzii.

SCOP GENERAL

– dezvoltarea gândirii critice și dobândirea și modelarea de aptitudini;

– stimularea creativității;

– dezvoltarea spiritului de cooperare și colaborare prin lucru în echipă.

Competente generale

Explicarea unor fenomene întâlnite în viața de zi cu zi

Investigarea structurii unor substanțe sau sisteme chimice

Investigarea comportării unor substanțe

Comportarea materiei în diferite condiții de temperatură și presiune

Evaluarea consecințelor proceselor chimice asupra propriei persoane și asupra mediului

VALORI ȘI ATITUDINI

Încredere în adevărurile științifice și în aprecierea critică a limitelor acestora

Interes și curiozitate

Respect pentru argumentația științifică

Disponibilitatea de a nu trage imediat concluzii

Scepticism față de generalizări care nu sunt bazate pe observații verificabile

Interes pentru explorarea diferitelor modalități de comunicare, inclusiv pentru cele furnizate de TIC

Inițiativă personală

Disponibilitate de ameliorare a propriei performante

OBIECTIVE DE REFRINTĂ

O1

cunoașterea terminologiei și convențiilor științifice referitoare la ustensile și aparatură de laborator;

norme de protecția muncii în laborator și pază contra incendiilor, operațiile de bază din laboratorul de chimie, etc.

clasificarea substanțelor și tipurilor de reacții chimice;

analizarea datelor experimentale în raport cu ipotezele formulate.

O2

proiectarea unor investigații experimentale;

executarea de experimente de laborator;

selectarea și pregătirea mijloacelor și materialelor necesare experimentelor de laborator;

analizarea rezultatelor alternative;

înregistrarea și valorificarea observațiilor experimentale construind grafice, tabele, diagrame;

interpretarea în viziunea proprie;

dezvoltarea spiritului de echipă și a cooperării.

O3

rezolvarea de exerciții și probleme utilizând modelarea chimică a fenomenelor studiate;

rezolvarea analitică a diferitelor tipuri de probleme legate de temele studiate;

dezvoltarea creativității;

dezvoltarea gândirii logice;

dezvoltarea simțului de sistematizare a informațiilor acumulate anterior.

CONTINUTURILE ÎNVĂTĂRII

Elemente introductive in studiul chimiei

Operații de bază în laboratorul de chimie

Soluții. Solubilitate

Structura atomului și sistemul periodic

Compuși chimici anorganici cu utilizările lor practice

Tipuri de reacții chimice

RESURSE PROCEDURALE

Ca metode eficiente în realizarea acestui opțional amintim:

experimentul de laborator;

observația curentă;

conversația euristică;

algoritmizarea;

problematizarea;

modelarea;

cooperarea.

RESURSE MATERIALE

fișele de lucru individuale;

fișele experimentale;

referate;

ustensile de laborator,

substanțe chimice;

culegeri;

planșe sugestive;

sistem periodic.

MODALITĂȚI DE EVALUARE

verificări practice de laborator;

întocmiri de referate;

fișele de experiment;

teste grilă;

probleme de calcul.

BIBLIOGRAFIE

1. Manuale de chimie VII- VIII, Editura Corint, Sanda Fătu,

2. Culegeri de chimie: Cornelia Gheorghiu – Probleme de chimie, Ed. Didactica. și Pedagogică

3. Sanda Fătu – Metodica predării chimiei VII- VIII;

4. Valeriu Șunel – Metodica predării chimiei pentru examene de definitivare, grade didactice I și II.

5. Reviste de fizică – chimie din până în prezent

AVANTAJE

Prin parcurgerea acestui opțional elevii au șansa să descopere în mod progresiv universul chimiei, dar și să-și asigure o pregătire temeinică în acest domeniu. Acest opțional oferă, prin parcurgerea lui, stimularea creativității, formarea și dezvoltarea deprinderilor de muncă independentă, contribuie la dezvoltarea spiritului de echipă, a schimbului de idei și a conlucrării în vederea găsirii unor strategii euristice de rezolvare a problemelor propuse.

V.2. Aplicarea unui test atitudinal cu privire la importanța chimiei în viața noastră

Sondaj în rândul elevilor de la Liceul Tehnologic „P.P. Carp” cu privire la importanța conceperii și rezolvării de exerciții și probleme, dar și a disciplinei chimie în viața lor.

Chimia fiind disciplina prin intermediul căreia omul și-a făcut viața mai plăcută, și-a înțeles propria viață, având un impact deosebit asupra viitorului multor elevi am vrut să realizez un sondaj de opinii cu privire la importanța acesteia în rândul elevilor, dar cu privire la rolul ei în alegerile pe care le vor face în viitor. Sondajul de opinii a fost realizat pe un eșantion de elevi din ciclul gimnazial, la sfârșitul anului școlar 2015-2016, fiind format din 27 de elevi. Acestor elevi le-am aplicat un test atitudinal ce a cuprins un număr de 10 întrebări. Sondajul este anonim. Răspunsurile la chestionar au fost adunate și reprezentate în mai multe histograme. Întrebările din testul atitudinal vizau opiniile elevilor față de metoda rezolvării de exerciții și probleme și a celorlalte metode, față de mijloacele didactice folosite de mine în predarea chimiei, modul cum ei au asimilat cunoștințele de chimie, dar și opiniile lor cu privire la importanța disciplinei în alegerea unei cariere în care să folosească această disciplină. La fiecare întrebare voi construi histograma reprezentativă a răspunsurilor elevilor supuși testului.

Rezultatele testului atitudinal și discuții

Din datele înregistrate în rândul elevilor chestionați observ că toți sunt din mediul rural și că 13 (48,14 %) sunt băieți și 14 (51,86 %) sunt fete. Acest lucru va fi reprezentat prin următoarele diagrame:

Diagrama V.1. Raport fete/băieți studiați.

Proporția elevilor din cele două clase de gimnaziu a fost aproximativ egală. Interesul arătat de elevi pentru acest chestionar a fost relativ bun. Modul în care au răspuns elevii la aceste întrebări ale testului și cum au completat chestionarul le-am reprezentat în diagrame specifice pentru fiecare întrebare separat. Chestionarul a avut următoarea structură:

Întrebarea 1) Situează chimia, ca disciplină pentru voi, într-una din situații?

a) neinteresantă; b) interesantă; c) grea; d) ușoară.

Opiniile elevilor la această întrebare sunt redate în diagrama de mai jos:

Diagrama V.2. Sondajul opiniilor întrebării 1.

Aș vrea să remarc că elevul care a dat ca răspuns „neinteresantă” la întrebarea 1 a testului este un elev dezinteresat de școală și de tot ceea ce implică procesul scolar.

Întrebarea 2) Apreciați cu note de la 1 la 5 disciplina chimie?

a) nota 1; b) nota 2; c) nota 3; d) nota 4; e) nota 5.

La această întrebare opiniile elevilor sunt redate astfel:

Diagrama V.3. Sondajul opiniilor întrebării 2.

Notele de 5 primite de disciplina chimie sunt de la elevii de clasa a VII-a care au pătruns în tainele chimiei, dar și de elevi din clasa a VIII-a care doresc ca pe viitor să urmeze un liceu cu specializarea Științe.

Întrebarea 3) Considerați că această disciplină (chimia) vă ajută în viață?

a) nu mă ajută; b) mă ajută puțin; c) mă ajută mult.

Opiniile elevilor sunt reflectate în diagrama de mai jos.

Diagrama V.4. Sondajul opiniilor întrebării 3.

O parte dintre elevii interogați nu au înțeles faptul că tot ce îi înconjoară este chimie.

Întrebarea 4) În ce măsură vă plac lecțiile de rezolvare de exerciții și probleme la disciplina chimie?

a) deloc; b) puțin; c) mult; d) foarte mult.

Părerile despre lecțiile de rezolvare de probleme sunt împărțite astfel.

Diagrama V.5. Sondajul opiniilor întrebării 4.

Din diagramă rezultă faptul că unii elevii nu apreciază de lecții de chimie ce au la bază doar metoda rezolvării de exerciții și probleme, însă marea majoritate sunt cei cărora le place o astfel de lecție, în care au posibilitatea de a aplica noțiunile studiate în a rezolva exerciții și problem.

Întrebarea 5) În ce măsură vă plac lecțiile de rezolvare de probleme practice?

a) deloc b) puțin; c) mult; d) foarte mult.

Diagrama V.6. Sondajul opiniilor întrebării 5.

Sintetizând răspunsurile elevilor la aceasta întrebare observăm faptul că lecțiile de chimie cu experiment integrat sunt extreme de apreciate de aceștia.

Întrebarea 6) În ce măsură vă plac exercițiile și problemele cu caracter programat ?

a) deloc; b) puțin; c) mult; d) foarte mult.

Rezolvarea de exerciții și probleme interactive sunt captivante pentru mulți dintre elevii chestionați.

Diagrama V.7. Sondajul opiniilor întrebării 6.

Ceea ce reiese din diagrama de mai sus este că tehnologia modernă, prin care calculatorul este folosit ca mijloc didactic, capătă proporții din ce în ce mai mari, reușind să stârnească interesul elevilor și captarea atenției lor spre studiul chimiei și nu numai.

Întrebarea 7) Câte ore de chimie aveți pe săptămână?

a) 1; b) 2; c) 3.

Numărul orelor didactice prezentate sunt specificate ca număr pentru fiecare clasa.

Diagrama V.8. Sondajul opiniilor întrebării 7.

Întrebarea 8) Doriți să aveți mai multe ore de chimie pe săptămână?

a) da; b) nu.

Diagrama V.9. Sondajul opiniilor întrebării 8.

Un număr de 8 elevi consideră că numărul de ore de chimie (2 ore) sunt suficiente în înțelegerea noțiunilor de chimie. Cei care doresc un număr mai mare de ore sunt cei care apreciază această disciplină și care doresc să urmeze un liceu cu specializarea științe.

Întrebarea 9) Veți opta pe viitor pentru disciplina chimie (liceu cu specializarea științe, facultatea de medicină, de chimie, de farmacie, asistent medical) ?

a) da; b) nu; c) încă nu sunt hotărât.

Diagrama V.10. Sondajul opiniilor întrebării 9.

Majoritatea elevilor nu sunt hotărâți ce vor să facă în viitor. Cei care au răspuns că vor să folosească chimia în viitor sunt elevi din clasa a VIII-a care doresc sa urmeze cursurile unui liceu cu profil real și mai apoi o facultate din seria celor enumerate mai sus.

Întrebarea 10) În ce măsură sunteți mulțumiți de profesorul de chimie?

a) nemulțumit; b) mulțumit; c) foarte mulțumit.

Diagrama V.11. Sondajul opiniilor întrebării 10.

Se observă că majoritatea elevilor sunt mulțumiți de profesorul de chimie al clasei.

Opiniile elevilor, favorabile disciplinei chimie, reprezintă o proporție relativ bună în ansamblul eșantionului studiat.

CONCLUZIA FINALĂ A LUCRĂRII

Aș putea afirma că exercițiile, efectuate în mod repetat, conduc elevii la obținerea de performanțe școlare.

Conceperea și rezolvarea de exerciții și probleme favorizează dezvoltarea intelectuală a elevilor, îi poate pregăti pentru un parcurs mai bun, însă toate cele enumerate mai pot fi obținute prin implicarea activă a elevilor în procesul educativ.

Rezolvarea de exerciții și probleme la chimie precum și conceperea acestora reprezintă o metodă fundamentală necesară însușirii eficiente și conștiente a noțiunilor la această disciplină de studiu. Această metodă are și rolul de a atrage elevii către studiul chimiei și să-i determine să opereze cu noțiunile studiate în vederea formulării de explicații, de conducere a unor investigații, de raportare a unor rezultate și concluzii.

Metoda rezolvării de exerciții și probleme de chimie constituie și un foarte bun mijloc de fixare, verificare și sistematizare a cunoștințelor, folosindu-se concomitent și cu alte metode sau procedee didactice.

În procesul de formare al elevilor responsabili intervin atât profesorii, cât și părintele ca partener al școlii. Este necesar ca elevilor din ciclul gimnazial să li se dezvolte interesul pentru învățarea chimiei, dar și a abilitaților pe care aceștia le manifestă.

Motivația pentru activitățile susținute în cadrul orelor de chimie face ca elevii să manifeste interes pentru această disciplină, pentru depășirea propriilor limite, pentru autocunoaștere, pentru autodezvoltare.

Așadar, pentru a obține performanță școlară și rezultate bune la chimie se recomandă exersarea permanentă a exercițiilor rezolvate în cadrul orelor la aceasta disciplină. Toate acestea țin, în primul rând de profesor, prin enunțarea clară a noilor cunoștințe, prin oferirea de metode ajutătoare, apoi de părinți care să ofere sprijinul necesar dezvoltării armonioase a copiilor și nu în ultimul rând de elevi care să dovedească capacitate de a se adapta noilor cerințe educaționale.

Învățământul modern sprijină metodele activ-participative în care elevului i se solicită imaginația, creativitatea, gândirea, capacitatea de a analiza și sintetiza date.

ANEXE

Anexa 1

Test de evaluare – clasa a IX-a

Toate subiectele sunt obligatorii;

Se acordă 10 puncte din oficiu;

Timp de lucru 50 minute.

I. Alege varianta corectă, pentru fiecare răspuns adevărat. Tăiați cuvintele nepotrivite:

a. La dizolvarea substanțelor cu moleculă polară, în apă se formează legături dipol-dipol/ion-dipol între moleculele de solvat și apă.

b. Soluția care conține dizolvată o cantitate de substanță egală cu solubilitatea ei maximă, la o temperatură dată, se numește soluție nesaturată/saturată.

c. Solubilitatea substanțelor solide și lichide crește/scade cu creșterea temperaturii, iar solubilitatea substanțelor gazoase crește/scade cu creșterea presiunii.

d. Concentrația molară reprezintă numărul de moli de solut/solvent dintr-un litru de soluție.

20 puncte

II. Alege răspunsul corect:

1. Dizolvarea exotermă are loc:

a) cu degajare de căldură; b) cu absorbție de căldură; c) fără schimb de căldură cu mediul.

2. Dizolvarea unei substanțe însoțită de absorbție de căldură se numește:

a) dizolvare fără schimb de căldură cu mediul; b) dizolvare exotermă; c) dizolvare endotermă.

3. Realizarea la dizolvare a unor legături între particulele de solut și solvent, când solventul este apa, se numește:

a) dizolvare chimică; b) hidratare; c) nu se definește acest fenomen.

4. Cantitatea de substanță dizolvată într-o anumită cantitate de solvent se numește:

a) concentrație; b) solubilitate; c) dizolvare.

5. Masa de sare necesară pentru a prepara 200 g soluție de concentrație 4,5% este:

a) 4,5 g; b) 9 g; c) 18 g.

6. Volumul de apă (ρ = 1g/cm3) necesară pentru a prepara soluția de la punctul 5 este:

a) 100 mL; b) 200 mL; c) 191mL.

30 puncte

III. Privitor la cuplul solvat-solvent, asociați substanțelor din coloana A, litera care corespunde tipul de solvent din coloana B:

A B

……. 1 NaCl a) H2O

……. 2 I2

……. 3 ulei b) CCl4

……. 4 HCl

10 puncte

IV.

A. Calculează și completează tabelul:

15 puncte

B. Indică ce aparatură folosești pentru a prepara soluția de azotat de argint din coloana 3.

5 puncte

C. Calculează concentrația molară a soluției obținută prin amestecarea a 500mL soluție NaOH 0,2 M cu 300 mL soluție NaOH de concentrație 1 M.

10 puncte

K – 39; O – 16; H – 1; Cl – 35,5; Ag – 108; N – 14

Baremul de corectare și notare

Itemi subiectivi

I (20 puncte), II (30 puncte) și III (10 puncte)

Se punctează doar rezultatul, astfel: pentru fiecare răspuns la itemii I a, I b,I c, I d, II 1,
II 2, II 3, II 4, II 5, II 6 se acordă fie câte 5 puncte pentru fiecare cerință, fie 0 puncte; la itemul III se acordă câte 2,5 puncte pentru fiecare asociere.

Item obiectiv

IV (30 puncte)

A. Calcule: MKOH =56, MHCl =36,5 MAgNO3 = 170 3· 1p = 3p

CM = md/M·Vs(L), CM = 0,1 M 2p + 2p = 4p

md = CM·M·Vs(L), md = 7,3g HCl 2p + 2p = 4p

Vs(L) = md/M·Cm, Vs(L) = 0,1 L soluție AgNO3 2p + 2p = 4p

B. 17g AgNO3 dintr-un titrofix, se introduc într-un balon cotat de 100 mL cu ajutorul unei pâlnii, se adaugă puțină apă distilată din pisetă, se agită până la dizolvare. Se aduce la semn cu apă. Se pune dopul și se agită.

Se obțin 100 mL soluție AgNO3 1M ce se folosește în laborator. 5 puncte

C. MNaOH = 40 1p

CM = md/M·Vs(L), md = CM ·M·Vs(L) md1=4g md2=12g mdf=16g

1p+1p+1p+1p+1p = 5p

Vs(L) = Vs1 + Vs2 = 0,8L 2p

CM = 0,5 moli/L 2p

Se acordă 10 puncte din oficiu.

Nota se obține prin însumarea punctajului și împărțire la 10.

MATRICEA DE SPECIFICAȚIE

Unitatea de evaluat – SOLUȚII – CONCENTRAȚIA MOLARĂ

Clasa a IX-a

Anexa 2

Lecție de verificare și apreciere a rezultatelor școlare

Clasa: a VII-a

Tema lecției: Soluții. Solubilitate. Concentrația soluțiilor

Tipul lecției: Lecție de verificare și apreciere a rezultatelor școlare prin proba scrisa

Conținutul conceptual:

Soluții

Dizolvare

Solubilitate

Factori care influențează dizolvarea și solubilitatea

Concentrația procentuală

Competente generale:

Explicarea unor fenomene, procese, procedee întâlnite în viața de zi cu zi.

Investigarea comportării unor substanțe sau sisteme chimice.

Rezolvarea de probleme în scopul stabilirii unor corelații relevante, demonstrând raționamente deductive și inductive.

Comunicarea înțelegerii conceptelor în rezolvarea de probleme, în formularea explicațiilor, în conducerea investigațiilor și în raportarea rezultatelor.

Evaluarea consecințelor proceselor și acțiunii produselor chimice asupra propriei persoane și asupra mediului.

Competente derivate:

Să cunoască semnificația noțiunilor de soluție, dizolvare, solvent, solvat, solubilitate, concentrație, concentrație procentuală;

Să recunoască influența diverșilor factori asupra solubilității substanțelor și asupra fenomenului de dizolvare;

Să aplice noțiunile studiate în rezolvarea de exerciții și probleme privind concentrația procentuală a soluțiilor.

Metode didactice: activitate independenta prin problematizare, algoritmizare și exercițiu.

Materiale didactice: test docimologic;

Test

A)

1. Completează spațiile libere din următoarele enunțuri, astfel încât acestea să fie adevărate:

(18 puncte)

Soluțiile sunt amestecuri . . . . . . . . . . . . . . . de două sau mai multe substanțe.

Soluțiile se formează prin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . care este un fenomen . . . . . . . . . . .

Orice soluție este formată din . . . . . . . . . . . și . . . . . . . . . . . . . . . .

Solubilitatea substanțelor . . . . . . . . . . . . crește cu creșterea temperaturii, iar a substanțelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . scade cu creșterea temperaturii.

Cantitatea de substanță dizolvată într-o anumită cantitate de soluție se numește . . . . . . . .

Soluția . . . . . . . . . . . . . . . . . . conține o cantitate mică de substanță dizolvată.

2. Alege răspunsul corect:

(20 puncte )

1. Dizolvarea zaharului în apă reprezintă:

a) fenomen chimic; b) fenomen fizic; c) proprietate fizică.

2. Este o soluție solidă:

a) saramura; b) vinul; c) oțelul

3. Formula de calcul a concentrației procentuale este:

a) c= ; b) c =; c) c=

4. Diluarea unei soluții se face prin :

a) adăugare substanța solidă

b) adăugare soluție mai concentrată

c) adăugare dizolvant

5. Proprietatea unei substanțe de a se dizolva în altă substanță se numește :

a) solubilitate; b) dizolvare; c) saturare

3. Identifică în coloana B dizolvantul potrivit pentru fiecare substanță din coloana A

A B

……. 1 sare a) apa

…… 2 lac de unghii b) sulfura de carbon

…… 3 ulei

…… 4 zahăr c) acetona

(10 puncte)

B)

4. O soluție de zahăr cu ms = 300 grame de concentrație 30 % conține: (12 puncte)

25 grame de zahar

15 grame de zahar

10 grame de zahar

20 grame zahar

5. Calculați concentrația soluției obținută prin dizolvarea a 40 grame sodă caustică în 260 grame apă. (10 puncte)

6. Știind ca o soluție de apa cu sare de concentrație 20% cântărește 200 grame, determinați:

Masa de sare dizolvată în soluție

Masa de apă necesară preparării soluției

(20 puncte)

Se acorda 10 puncte din oficiu.

Baremul de corectare și notare

Itemul 1 este item semiobiectiv de completare iar itemii 2, 3 și 4 sunt itemi obiectivi cu alegere duală, de împerechere (asociere) și respectiv cu alegere multiplă (de tip complement simplu).

Itemul 5 este un item subiectiv de rezolvare de probleme (10 puncte)

md = 40 grame sodă caustică

mapa = 260 grame

c = ?

C = = = =13,33 %

(5 puncte pentru scrierea corectă a formulei concentrației procentuale și 5 puncte pentru calcularea corectă a acesteia)

Itemul 6 este un item subiectiv de rezolvare de probleme (20 de puncte)

din care :

10 puncte pentru scrierea corectă a formulei concentrației procentuale;

5 puncte pentru calcularea corecta a masei de substanța dizolvata și respectiv a masei de apa

C = 20%

ms =200 grame

md=?

mapa =?

C= =

= 40 grame sare

mapa =ms – md = 200- 40 =160 grame apă.

Se acordă 10 puncte din oficiu.

Bibliografia lucrării

1. Bâtcă A., „Chimie anorganică modernă în întrebări și răspunsuri”, Editura Științifică și Enciclopedică, București, 1981.

2. Budrugeac P., Niculescu M., „Exerciții și probleme de chimie”, Editura de Vest, Timișoara, 1993.

3. Șunel V., Ciocoiu I., Rudică T., Bîcu E., „Metodica predării chimiei”, Editura Marathon Iași, 1997.

4. Marcu Gh., Breazeanu M., Bejan C., Bâtcă A., Cătuneanu R., „Chimie anorganică”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1981.

5. Negoiu D., „Tratat de chimie anorganică. Chimie generală”, vol. 1, Editura Tehnică, București, 1972.

6. Nenițescu C. D., „Chimie generală”, Editura Didactică și Pedagogică,București,1972 și 1985.

7. Spacu P., Stan M., Gheorghiu C., Brezeanu M., „Tratat de chimie anorganică”, vol. 3, 4, Editura Tehnică, București, 1978.

8. Shriver D.F., Atkins P.W., Langford C.H., „Chimie Anorganică”, Editura Tehnică, București, 1998.

9. Constantinescu G.C., Rosca I., Negoiu M., „Chimie Anorganică”, Editura Tehnică, București, 1986.

10. Humelnicu D., „Introducere în chimie anorganică”, Editura Univ. „Al. I. Cuza” Iași, 2002.

11. Palamaru M.N., Mâță C., Humelnicu D., Popa A.F., Goanță M., Cornei N., „Bazele chimiei anorganice-lucrări practice și aplicații”, Editura Univ. „Al. I. Cuza”, Iași, 2003.

12. Nenițescu C.D., „Chimie generală”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979.

13. Foca N., Condurache D., Goanță M., Oancea S., „Chimie Anorganică”, Editura ”Gh. Asachi”, Iași, 2002.

14. Rabega C-tin, Rebega M., „Chimia pentru admitere în facultate”, Editura Albatros, București, 1973.

15. Mâță C., Cozma D.G., Neculau B., „Aspecte cantitative privind raportul formativ-informativ în predarea chimiei în învățământul preuniversitar”, Editura Univ. „Al. I. Cuza-Iași”, 2012.

16. Cozma D.G., Pui A., „Didactica chimiei; teorie și aplicații”, Editura Performantica, Iași, 2009.

17. Fătu S., „Didactica Chimiei”, Editura Corint, București, 2007.

18. Cozma D. G., „Elemente de didactica chimiei”, Editura Spiru Haret, Iași 2003.

29. Cerghit I., „Metode de învățământ”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1997.

20. Fătu S., Jinga I., „Învățarea eficientă a conceptelor fundamentale de chimie”, Editura Corint, București, 1997.

21. Fătu S., „Metodica predării chimiei în liceu”, Editura Corint, București, 1997.

22. Bâclea D. și Constantinescu M., „Chimie. Planuri de lecție”, Editura Polirom, Iași, 1999.

23. Sit-ul www. Scritub. com.

24. Sit-ul www. Didactica. ro.

25. Bogdan D., Moraru A., Constantin M., „Ghid de evaluare la disciplina chimie”, Editura București, 2011.

26. Neacșu I., Instruirea și învățarea”, Editura Științifică, 1999.

27. Emilia L., Dumitru P., Adrian C., „Chimie – Distractiv și util în laborator și acasă”, Editura Sigma Brașov, 2004.

28. Vlădescu L., Petrescu O., Cozma I., „Chimie-manual pentru clasa a IX-a, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1989.

29. Alexandescu E., Zaharia V., „Chimie-manual pentru clasa a IX-a”, Editura LVS Crepuscul Ploiești- Prahova, 2004.

30. Golișteanu E., „Chimie anorganică – pentru clasele de a VIII – IX-a”, Editura Niculescu București, 2007.

31. Alexandescu E., Zaharia V., Nedelcu M., „Chimie-manual pentru clasa a X-a”, Editura LVS Crepuscul Ploiești- Prahova, 2005.

32. Alexandescu E., Zaharia V., „Chimie-manual pentru clasa a XI-a”, Editura LVS Crepuscul Ploiești- Prahova, 2006.

33. Gheorghiu C., Panait C., „Chimie. Manual pentru clasa a VII-a”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1996.

34. Fătu S., Stroe F., Stroe C., „Chimie. Manual pentru clasa a VII-a”, Editura Corint, București, 1998.

35. Vlădescu L., Badea I., Doicini L., „Chimie. Manual pentru clasa a IX-a”, Grup Editorial Art, București, 2004.

36. Sitaru V., Fodor I., Rădăcină Z., „Chimie clasa VII-VIII. Olimpiade municipale, județene, naționale”, Editura Corvin, Deva, 1996.

37. E. Beral, M. Zapan, Chimie Anorganică, Editura tehnică, București, 1977.

38. Gheorghiu C., Pârvu P., „Probleme de chimie. Clasele VII-VIII”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1991.

39. Petreanu O., Munteanu M., „Experimente chimice și lucrări de cerc pentru gimnaziu”, Editura Politică, București 1993.

40. ***Mica enciclopedie de chimie, Editura Enciclopedică română, 1981.

41. Berinde Z., Predoiu N., Drinkal C., „Exerciții și probleme din chimia soluțiilor apoase”, Editura Cubpress 22, Baia Mare, 2007.

42. ***Farmacopeea Română, Ediția a X-a, Editura Medicală, București, 1993.

43. Ifrim S., „Chimie generală”, Editura Didactică și Pedagogică, R. A. București, 2003.

44. Ganescu I., Patroescu C., Raileanu M., Florea S., Ciocioc A., Brinzan GH., „Chimie pentru definitivat”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1989.

45. Petrovici C., Hobjila A., Popa N.-L., Miron F. –M., Rotundu E., „Pedagogia învățământului primar și preșcolar”, Editura Universității „Alexandru Ioan Cuza”, Iași, 2011.

46. Gheorghiu C., Panait C., „Chimia, Manual pentru clasa a VII-a”, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1995.

47. David I. C., „Probleme și exerciții de chimie anorganică”, Editura Fast Print, București, 1996.

48. Merdescu L., Mânză L., „Chimia de la Simplu la Complex”, Editura Istru, Galați, 2003.

Declarație de autenticitate,

Subsemnata Baltă C Marcela, căsătorită Vatră, cadru didactic la Liceul Tehnologic „Petre P. Carp” din localitatea Tibănești, județul Iași, înscris/ă la examenul de acordare a gradului didactic I, seria 2014-2018, cunoscând dispozițiile articolului 292 Cod penal cu privire la falsul în declarații, declar pe propria răspundere următoarele:

a) lucrarea a fost elaborată personal și îmi aparține în întregime;

b) nu am folosit alte surse decât cele menționate în bibliografie;

c) nu am preluat 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 subsemnatului;

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,

Doamna Lector Doctor Mirela Goanță.

Declarant,

(nume, prenume) …………………………………..

(semnătura) ……………………………………….

Data ……………