ALI BI LAHKO MORSKO VODO UPORABLJALI KOT VIR ENERGIJE? · -razvijajo eksperimentalni pristop oz. laboratorijske spretnosti pri preučevanju reakcije oksidacije in redukcije -spoznajo

Učiteljeva refleksija o raziskovalnem učenju in izobraževanju z naravoslovjem

Modul je pripravil Mitja Močilar, 2016; konzulent: asist. Miha Slapničar Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti.php - e-pošta: [email protected]

1

ALI BI LAHKO MORSKO VODO UPORABLJALI

KOT VIR ENERGIJE?

Slika 1 Morje

Slika 2 Onesnaževanje s fosilnimi gorivi

Modul za poučevanje kemije v drugem letniku gimnazije.

Povzetek V modulu bomo raziskovali ali lahko s pomočjo slane vode proizvedemo električno energijo, ki

bo zmoţna poganjati manjši 3V motorček. Učenci bodo v parih s pomočjo spleta, knjig in

učbenikov odgovorili na nekaj temeljnih vprašanj, ki se navezujejo na eksperiment in katerih

odgovore morajo poznati, za laţje razumevanje teoretičnega ozadja eksperimenta. Te vprašanja

preverjajo, znanje redoks reakcij, prepoznavanje oksidanta in reducenta, poznavanje delovanja

galvanskega člena in splošno razumevanje snovi. Učenci bodo eksperiment izvedli v parih s

pomočjo zapisanih navodil v modulu.




2

Modul vključuje

1. Navodila za učence Podroben opis scenarija ter učne vsebine in nalog, ki jih

morajo učenci rešiti.

2. Navodila za učitelja Predlogi, kako poučevati z učnim modulom.

3. Način preverjanja in

ocenjevanja znanja Predlogi strategij in kriterijev ocenjevanja.

4. Učiteljevi zapiski Podane dodatne informacije o učni vsebini in rešitve nalog v

navodilih za učence.

Zahvala Modul je pripravil Mitja Močilar (konzulent: asist. Miha Slapničar) po priporočilih EC FP7 PROFILES projekta na Pedagoški

fakulteti Univerze v Ljubljani, Kardeljeva pl. 16, Ljubljana. Spletna stran projekta je http://www2.pef.uni-

lj.si/kemija/projekti.php; e-pošta: [email protected]; UL-PROFILES projektna skupina (2011) v okviru Konzorcijuma -

www.profiles-projects.eu.

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti

http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/projekti

mailto:[email protected]

http://www.profiles-projects.eu/










3

Učni cilji in kompetence: -znajo na podlagi kemijske zgradbe primerjati izbrane lastnosti ionskih snovi z lastnostmi

kovalentnih spojin

-razumejo kemijske reakcije z uporabo vizualizacijskih sredstev (modelov, animacij in

submikroskopskih prikazov kemijskih reakcij) in se tako urijo v zapisovanju preprostih kemijskih

reakcij z urejenimi kemijskimi enačbami (od makroskopskega (besednega), prek

submikroskopskega (modelni prikazi) do simbolnega zapisa).

-razvijajo eksperimentalni pristop oz. laboratorijske spretnosti pri preučevanju reakcije oksidacije

in redukcije

-spoznajo procese pri raztapljanju ionskih kristalov v vodi

- opredelijo pojme: oksidacija, redukcija, oksidant, reducent

- urejajo preproste redoks enabe in prepoznajo element, ki se je oksidiral oziroma reduciral

- poznajo galvanski člen kot vir enosmernega toka in razloţijo njegovo delovanje

- spoznajo nekaj galvanskih členov, ki jih uporabljamo v vsakdanjem ţivljenju

- spoznavajo in vrednotijo učinke uporabe galvanskih členov za posameznika, druţbo in okolje

Vsebina učnega načrta: Prevodnost ionskih raztopin, redoks reakcije, galvanski člen

Metode in oblike dela - metode: besedne metode (ustna razlaga, pogovor, metoda

pisanja); demonstracijske metode (risanje); eksperimentalne metode; metode izkustvenega učenja

(samorefleksija, reševanje problemov, učenje z računalnikom,); oblike (frontalna, delo v

dvojicah); didaktični sistemi (timski pouk).

Predviden čas: dve šolski uri (optimalno blok ura)

Novi pojmi: galvanski člen, oksidant, reducent, oksidacija, redukcija, redoks reakcija;

Ponovimo: ionska spojina, raztapljanje, prevodnost ionskih raztopin

Predznanje: - razumejo nastanek ionske vezi

- znajo prepoznavati kemijske spremembe

- razumejo kemijske spremembe kot kemijske reakcije oziroma kot snovne in energijske

spremembe

- spoznajo kemijske enačbe kot zapise kemijskih reakcij in poznajo pravila za urejanje kemijskih

enačb

- razumejo pomen in vlogo eksperimenta v znanosti, posebej kemiji

- prepoznajo osnovne laboratorijske pripomočke in njihovo uporabo

- poznajo pojme: topilo, topljenec, raztopina, nasičena raztopina, topnost




4

Aktivnosti učencev

ALI BI LAHKO MORSKO VODO UPORABLJALI KOT

VIR ENERGIJE? Ime in priimek: __________________________ Skupina: ____ Razred: ___

Zakaj se to učim?

Slika 3 Morje

Slika 4 Onesnaževanje s fosilnimi gorivi

SOCIO-NARAVOSLOVNI KONTEKST

V današnjem svetu so najpogostejši vir energije fosilna goriva. Za katera vemo, da jih bo kmalu

zmanjkalo, kar je razlog da se njihova cena iz leta v leto viša. Poleg tega tudi močno

obremenjujejo in onesnaţujejo naše okolje. Vsi smo ţe slišali za alternativne vire energije, kot

so vetrne elektrarne, hidroelektrarne, energija pridobljena s pomočjo sončnih celic,.. ter druge

vire energije, ki so bolj prijazni za naše okolje. Vendar je večina teh alternativnih virov energije

trenutno draţja od fosilnih goriv. Zato se ljudje po večini še vedno posluţujemo uporabe fosilnih

goriv.

V tem modulu bomo raziskali ali je lahko snov, ki jo zelo dobro poznamo, ki ni nevarna za naše

okolje, je vsem dostopna in pokriva kar dve tretjini površine našega planeta, uporabljena kot

sredstvo s pomočjo katerega lahko pridobivamo energijo. Govorimo seveda o morski oziroma o

slani vodi. Z njeno pomočjo bomo poizkušali sestaviti neke vrste baterijo, ki bo proizvajala

električno napetost. Ugotovili bomo ali je ta električna napetost dovolj velika, da lahko poganja

mehansko napravo (v našem primeru 3V ventilator). Seveda se bomo poglobili tudi v kemijsko

ozadje našega vira energije, kakšna je vloga slane vode v naši doma narejeni bateriji ter ali bi

lahko kot vir energije uporabili tudi neslano vodo in če ne zakaj je temu tako.




5

(2) Učni cilji:

-znajo na podlagi kemijske zgradbe primerjati izbrane lastnosti ionskih snovi z lastnostmi

kovalentnih spojin


submikroskopskih prikazov kemijskih reakcij) in se tako urijo v zapisovanju preprostih

kemijskih reakcij z urejenimi kemijskimi enačbami (od makroskopskega (besednega), prek


-razvijajo eksperimentalni pristop oz. laboratorijske spretnosti pri preučevanju reakcije

oksidacije in redukcije



- urejajo preproste redoks enačbe in prepoznajo element, ki se je oksidiral oziroma reduciral




(3) Učni dosežki:

-vedo kakšne lastnosti ima raztopina ionske snovi

-znajo sami sestaviti delujoč galvanski člen in preveriti če res deluje

-znajo skicirati, kaj se dogaja z kristali natrijevega klorida, ko jih damo v vodo

-pridobijo veliko novih spretnosti na področju eksperimentiranja, opazovanja, organizacije, dela

v skupini in predstavljanja rezultatov

(4) Predzanje:

- razumejo nastanek ionske vezi



spremembe


enačb




(5) Viri: Učbeniki in splet, ki so vam na voljo.

(6) Novi pojmi :galvanski člen, oksidant, reducent, oksidacija, redukcija, redoks reakcija;




6

Naloge učencev

I. DEL

V skupinah po štiri:

- Pogovorite se kakšne vire energije poznate ter kateri od njih so najpogosteje uporabljeni

po svetu.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

- S pomočjo računalnika predstavite skupini kateri od teh virov najbolj onesnaţuje okolje in

kateri ga najmanj, svoje ugotovitve tudi argumentirajte.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

- Sedaj, ko ţe poznate različne vire energije ter njihov vpliv na okolje, kritično opredelite

kateri od teh virov energije bi bilo najbolj optimalno uporabljati. Pri tem pazite na

dostopnost tega vira po svetu ter ceno.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________




7

II. DEL

- Razišči po spletu ali bi lahko slano vodo uporabljali kot vir energije, če da, razloţi na

kakšen način.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

- S pomočjo računalnika in do sedaj pridobljenega znanja ugotovi ali bi bila slana voda

primeren vir energije, svoje ugotovitve s sošolcem tudi argumentirajta.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

- Razišči po spletu ali po učbeniku, kaj je to galvanski člen ter na kakšen način deluje.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

- Narišite skico enostavnega galvanskega člena in poimenujte komponente.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

- S pomočjo učbenika ugotovite princip delovanja redoks reakcij, kaj je to oksidant in kaj

reducent ter kateri od teh dveh se oksidira in kateri reducira.

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________




8

EKSPERIMENT: SLANA VODA KOT VIR ENERGIJE

Potrebščine:

- Bakrena ploskev debeline 0.4 mm

- Aluminijasta pločevinka

- Brusni papir

- 5 gumijastih elastik

- 2-3 V motorček (optimalno od računalniškega ventilatorja)

- Ventilator, ki ga lahko nataknemo na motor

- 0.5 L veliko čašo

- Sol (NaCl)

- Voda

- Voltmeter

- Električne ţice

-

i Slika 3:Sestavljena aparatura eksperimenta




9

Vprašanja za utrjevanje znanja

Ključna vprašanja

- Ali pri poizkusu pride do redoks reakcije?

_________________________________________________________________________

- Kateri elementi sodelujejo v reakciji?

____________ ______________

- Kaj je naloga soli v eksperimentu?

_________________________________________________________________________

- Kateri element je oksidant in kateri reducent?

Oksidant: __________

Reducent:__________

- Kateri element se reducira in kateri se oksidira?

Se oksidira:_________

Se reducira:_________

- Kakšno je oksidacijsko število elementov, pred in po reakciji?

Oksidacijska števila elementov pred reakcijo:_____________

Oksidacijska števila elementov po reakciji:_______________

- Bi se v vodi raztopilo več soli če bi bila voda topla ali hladna, svoj odgovor ovrednoti?

___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

- Kaj se zgodi z ionskimi spojinami v vodnih raztopinah? Svoj odgovor prikaţi s

submikroskopsko skico raztapljanja NaCl v vodi.




10

- Katera od skic submikroskopskega nivoja prikazuje ionski kristal in katera molekulski kristal? Svoj

odgovor utemelji.

Vrsta kristala _________________ ___________________

Utemeljitev:

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________

V treh posodah spodaj so raztopljeni trije elektroliti z različnimi stopnjami disociacije

prikazani z različnim številom disociiranih in nedisociiranih molekul. Katera čaša vsebuje




11

elektrolit, ki najslabše disociira?

A B C

Odgovor: _________

Slika prikazuje delovanje galvanskega člena. Z njeno pomočjo ugotovi v katero smer se

premikajo elektroni, katera elektroda se veča in katera se manjša. Svoj odgovor na zadnje




12

vprašanje utemelji.

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

______________________________________________________________

- Ali smo pri tem poizkusu naredili enostavni galvanski člen, zakaj tako meniš?

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

- Nariši skico sestavljene aparature in označi vse pomembne dele.




13

Naloge za vajo

- Na kratko opiši postopek priprave koncentrirane vodne raztopine? Kako bi lahko količino

raztopljene soli v vodi povečal brez, da bi dodajal vodo?

-

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

- Dopolni in uredi enačbe reakcij, ki potečejo v vodnih raztopinah, v primeru da reakcija ne

poteče napiši obrazloţitev:

CH3COOK(aq) +H2O(l) →_________________________

H2SO4(aq) + KOH(aq) →__________________________

CaCO3(aq) + HCl(aq) →___________________________

K3PO4(aq) + Ca(NO3)2→_________________________

- Uredi naslednji enačbi redoks reakcij in zraven napiši kej je oksidant, kaj reducent, kaj se

oksidira in kaj se reducira.

Cr2O72-

+ Br- + H+ → Cr

3+ +Br2 + H2O

Oksidant:

Reducent:

Se oksidira:

Se reducira:

Sn + HNO3 → SnO2 +NO2 + H2O

Oksidant:

Reducent:

Se oksidira:

Se reducira:

Ali razumem

- Ponovita ta poizkus vendar vode ne solita, ali menita, da bo poizkus uspel, svoj odgovor




14

ovrednotita?

___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

- V paru se pogovorita zakaj je v tem primeru prišlo do dobljenega rezultata pri poizkusu in

zakaj je sol ključnega pomena za poizkus?

___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

- Bi dobili več energije če bi dodali v vodo več soli, zakaj tako menite?

___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

- Ali menita, da bi večja bakrena ploskev ter aluminijasta pločevinka proizvedle večjo

količino energije, obrazloţi?

___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

- Bi poizkus deloval če bi namesto kuhinjske soli ( NaCl) uporabili kalcijev karbonat

(CaCO3), odgovor ovrednoti.

___________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________




15

III. DEL

- Glede nato da je največje nahajališče slane vode ravno morje ali menite, da bi poizkus

deloval tudi če bi dali bakreno ploskev ovito okoli aluminijaste pločevinke v morje in ju

nato z ţičkami povezali z motorjem? Svoj odgovor argumentirajta, pri temu si lahko

pomagata z računalnikom. V primeru, da bi poizkus deloval, menita, da bi kemijska

reakcija, ki bi potekala na anodi in katodi na kakršen koli način vplivala na ţivljenje v

morju?

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

- Kaj pa v primeru da bi v velik bazen s slano vodo dali bakreno in aluminijasto ploskev, ki

bi bile med seboj oddaljene za maksimalno moţno razdaljo, se pravi, da bi bila vsaka

ploskev v svojem delu bazena, bi tedaj poizkus uspel? Argumentiraj svoj odgovor, pri tem

si lahko pomagaš z učbenikom in računalnikom.

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________




16

ALI BI LAHKO MORSKO VODO UPORABLJALI

KOT VIR ENERGIJE?

NAVODILO ZA UČITELJA Glavni namen vseh PROFILES modulov je, da se učenje začne na način, ki spodbudi interes

učencev za učenje vsebine. To predstavlja tako imenovani scenarij, ki je na začetku modula

zapisan kot zgodba v socio-naravoslovnem kontekstu, ki poleg motivacijske vloge predstavlja

tudi moţnosti ugotavljanja dejanskega predhodnega znanja učencev in tudi sproţiti razpravo o

tem katero dodatno naravoslovno znanje je potrebno za nadaljnjo diskusijo o problemu in

njegovo rešitev.

Nadaljnja razprava o scenariju je ključna komponenta PROFILES strategije poučevanja, saj

predstavlja uvod v "IL" in "ES" v akronimu PROFILES. Prvi predstavlja učenje z raziskovanjem,

in drugi širše učenje o določenem problemu, ki izhaja iz doseganja ciljev izobraţevanja (glej učne

rezultate).

Ţe definicija učenja z raziskovanjem vključuje dejstvo, da so učenci aktivni pri izgradnji svojega

znanja. Takšen pristop zahteva nek "sproţilec", da steče raziskovanje in je v večini primero

raziskovano vprašanje (ali vprašanja), ki jih v najboljših primerih učenci sami postavijo.

Raziskovalno vprašanje nato vodi raziskovalno učenje. Raziskovano učenje omogoča učencem,

da naprej razmišljajo o rešitvah problema in pridobivanju podatkov s prve roke, kot je

eksperimentiranje, in s tem pridobivanje procesnih spretnosti, ali zbiranje podatkov z druge roke,

kot so različni viri. Rezultat teh dejavnosti je razlaga pridobljenih podatkov, zato, da se pridobi

rešitev naravoslovnega problema.

V tem učnem modulu, predstavlja uvod (socio-naravoslovni scenarij) NEKAKŠNO

PREDSTAVITEV PROBLEMA, pri katerem povečamo zanimanje učencev za snov, katero

bomo pri modulu obravnavali. V socio-naravoslovnem kontekstu učencem predstavimo problem

porabe fosilnih goriv ter jim zastavimo vprašanje katera vrsta goriv bi bila bolj primerna za

vsakdanjo uporabo, pri čemer morajo gledati na dostopnost goriva, ceno goriva ter na vpliv

goriva na okolje. Tu lahko od učencev pričakujemo naslednja vprašanja:

- Kaj mislite s tem, da so goriva vsem dostopna?

- Kakšno mora biti gorivo, da ima čim manj negativnih vplivov na okolje?

- Kakšne so trenutne cene nafte ter ostalih fosilnih goriv?

- Kako fosilna goriva sploh vplivajo na okolje?

- Kakšne vire elektrike pa še poznamo poleg elektrike pridobljene s pomočjo fosilnih goriv?

- V primeru, da odkrijemo nek zelo dostopen in poceni vir energije ali menite, da bodo naftni

mogotci dopustili, da se to znanje in naše ugotovitve razširijo po svetu? Ali bodo idejo o takem

viru energije zaradi lastnih interesov in zasluţka poizkušali uničiti ali jo skriti pred javnostjo?




17

To je le nekaj vprašanj, ki jih lahko sproţi scenarij in bi omogočal pričetek razprave med učenci

(priporočeno je da se ta del učnega modula izvede v skupinah po štiri učence).

Učitelj seveda vodi učence do učenja specifičnih naravoslovnih pojmov, kot jih predpisuje učni

načrt za kemijo v gimnaziji. (glejte cilje učnega načrta zgoraj).

Pomembno je tudi, da učitelj do določene mere preveri predhodno znanje učencev, ker tako lahko

ustrezno načrtuje svoje nadaljnje delo.

Predznanje tega modula naj bi bilo:

- razumejo nastanek ionske vezi



spremembe


enačb




Glede na zgoraj navedeno drţi, da ima socio-naravoslovni scenarij velik pomen pri uvajanju

nadaljnjega učenja specifične naravoslovne vsebine modula, ki je v PROILES modulih, doseţeno

s pristopom učenja z raziskovanjem. Za to je(so) potrebno(na) raziskovalna vprašanje(a), ki

nastanejo na osnovi razprav učencev o socio-naravoslovnem scenariju ali jih poda učitelj, če so

učenci pri snovanju raziskovalnih vprašanj manj uspešni. V tem modulu je moţno postaviti nekaj

raziskovalnih vprašanj, kot na primer:

1) Katere vrste goriv so trenutno najbolj v uporabi?

2) Na kakšen način te vrste goriv vplivajo na naše okolje?

3) Kakšne vrste čiste energije poznamo danes?

4) Katera od vrst čiste energije je trenutno ljudem najdostopnejša ter jo lahko dobimo po zmerni

ceni?

5) Ali menite, da bi za varstvo našega okolja nujno morali prenehati uporabljati fosilna goriva?

Po opredelitvi raziskovalnih vprašanja, je v naslednjem koraku potrebno zasnovati raziskavo.

Glede na vprašanja, moramo premisliti o vsebini vprašanja in kako je mogoče opraviti meritve.

Glede na tip modula, ki je strukturirana tako, da se lahko učenci učijo sodelovalno, brez

obseţnega vodenja učitelja, je priporočljivo, da se izvede pouk kot skupinsko delo. Delo v

skupini naj bo načrtovano in vodeno s strani učencev. Po končanem skupinskem delu naj učenci

poročajo o svojih rešitev pridobljenih z raziskovanjem. Ključna tema raziskovalnega dela je,

odkriti alternativni vir energije, ki bi bil poceni, dostopen vsem na svetu ter bi imel čim manjši

vpliv na okolje. Vprašanja, ki vodijo učenje in so vključena v besedilo, ki ga imajo na voljo

učenci, so načrtovana tako, da vodijo razmišljanje učencev v tej smeri.




18

Z učenjem z raziskovanjem, se pričakuje, da bodo učenci pridobili znanje o vrstah goriv, ki so

danes najpogosteje v uporabi, kakšen vpliv imajo te goriva na naše okolje, ţe poznane vrste

alternativnih virov energije, ki imajo na okolje manjši vpliv kot fosilna goriva ter splošno

osveščenost o trenutnem stanju onesnaţevanja sveta z fosilnimi gorivi. Besedilo v zvezi z

vsebino modula je vključeno tudi v navodila za učitelja, in sicer v učiteljeve zapiske, kjer je

podani tudi slikovni material, ki ga lahko učitelj, če ţeli uporabi. Podane so tudi nekatere spletne

strani, kjer lahko učenci najdejo več informacij o tej temi. Predstavljene so predvsem vsebine: - Fosilna goriva

- Alternativni viri energije

- Cene fosilnih in alternativnih virov energije

- Vpliv virov energije na okolje

- Galvanski člen

- Redoks reakcija

Na koncu učenja z raziskovanjem, kjer se medsebojno poveţejo obravnavani pojmi, ki sestavljajo

neko celoto, ki jim bo omogočala boljši vpogled v to, kako z gorivi vplivamo na okolje in kaj bi

pri uporabi goriv morali spremeniti, vendar to še ni konec aktivnosti učencev. Pomemben

zaključek modula je vprašanje v naslovu, ki ga je potrebno obravnavati, tako da učenci utrdijo, ne

le naučeno s sodelovanjem v razpravi v skupini, ampak tudi razvijejo sposobnosti sklepanja in

argumentiranja. Rezultat učenja s PROFILES modulom je sprejetje odločitve oz. soglasja, na

ravni posameznika, skupine in na koncu tudi razreda glede socio-naravoslovnega problema, ki ga

je postavilo naslovno vprašanje in scenarij modula.




19

Učni cilji posamezne učne ure

Učni cilji prve učne ure:

-znajo na podlagi kemijske zgradbe primerjati izbrane lastnosti ionskih snovi z lastnostmi

kovalentnih spojin


submikroskopskih prikazov kemijskih reakcij) in se tako urijo v zapisovanju preprostih kemijskih

reakcij z urejenimi kemijskimi enačbami (od makroskopskega (besednega), prek


-spoznajo učinke fosilnih goriv na okolje

- spoznajo se z nekaj alternativnimi viri energije

Učni cilji druge učne ure:

- razvijajo eksperimentalni pristop oz. laboratorijske spretnosti pri preučevanju reakcije

oksidacije in redukcije



- urejajo preproste redoks enačbe in prepoznajo element, ki se je oksidiral oziroma reduciral







20

Doseganje zastavljenih kompetenc

Kompetenca Kompetenca je dosežena z...

1. Spretnosti raziskovalnega dela.

2. Komunikacijske (pisne, govorne) spretnosti.

3. Sposobnosti odločanja in argumentacije

odločitev.

4. Spretnosti dela v dvojicah.

5. Eksperimentalne spretnosti

6. Sposobnost opazovanja in argumentacije

rezultatov.

7. Sposobnost organizacije dela.

8. Sposobnost produktivnega sodelovanja v

diskusiji.




21

»ALI BI LAHKO MORSKO VODO UPORABLJALI

KOT VIR ENERGIJE?«

Predlogi ocenjevanja Učitelj lahko preveri in oceni zananje učencev na različne načine. Pri tem lahko učitelj izbere in

lahko uporabi različne pristope v različnih učnih urah izvedbe modula v skaldu s tem, kateri

pristop se učitelju zdi najbolj primeren (A-C del). Pomembno je, da so to le predlogi za

vrednotenje zananja in da učitelj izbere tiste, za katere meni,da so v dani situaciji najbolj

smiselni. V delu A se vrednostijo razvile spretnosti učencev. Del B temelji na vrednotenju

posameznih doseţenih kompetenc v vsaki učni uri uporabe modula, del C pa podaja vrednotenje

pisnih izdelkov ter procesov v skupini, ki jih učitelj opazuje. Vse dele učitelj lahko poljudno

kombinira in jih uporabi za formativno oceno.

Preverjanje in ocenjevanje znanja lahko poteka:

1. med poročanjem skupin na koncu skupinskega dela, kjer lahko ocenimo napredek posamezne

skupine,

2. z ustnim preverjanjem znanja, kjer lahko posamezne učence vprašamo, da razloţijo posamezne

pojme ter na osnovi ustnega izraţanja ocenimo njihovo razumevanje (v pomoč so nam lahko

vprašanja iz učnega modula),

3. s pisnim preverjanjem in ocenjevanjem znanja, kjer morajo učenci ne le rešiti naloge

objektivnega tipa, ampak tudi naloge, kjer zapišejo svoje razumevanje pojmov in argumentacije

reševanja problemov, kar omogoča ugotavljanje razumevanja pojmov na višjih kognitivnih

ravneh.

Učitelj lahko doseţke učencev beleţi na različne načine, lahko uporablja lestvico ocen, 1 =

nezadostno; 2 = zadostno; 3 = dobro; 4 = prav dobro ; 5 = odlično. Učitelj lahko uporabite tudi

tri- točkovne lestvice; na primer x – niso niti minimalno doseţene kompetence, √ = minimalno

doseţene kompetence in √√ = ustrezno doseţene (več kot predvideno/pričakovano (na primer:

biti kreativen, neodvisno mišljenje/razmišljanje, ki kaţe pobude, itd.) Z numeričnimi ali drugimi

ocenami lahko učitelj poda ali opiše opombe za celotno skupino ali posameznega učenca.

Sumativne strategije vrednotenja niso prikazane, vendar bi se lahko nanašale na ustno

vrednotenje in/ali s pisnimi preizkusi znanja. Primere vprašanj tudi za sumativno ocenjevanje na

koncu šolskega leta je mogoče povzeti in adaptirati iz seznama vprašanj pod delom B, seveda pa

lahko učitelj sam tvori tovrstna vprašanja iz vsebine modula. Da učitelj zasleduje učenčeve

uspehe pri uporabi modula pa lahko pred uporabo modula pri pouku rešijo učenci pred-preizkus

znanja in nato po uporabi modula še po-preizkus znanja. Na tak način lahko učitelj do določene

mere spremlja učinke uporabe modulov pri pouku.




22

A del Ocena zahtevanih spretnosti učencev

Spretnosti Ocena 1-5 / opis / zaznamek

Socialne vrednote

Zmoţnost razdeljevanja nalog znotraj

skupine

Zmoţnost oblikovanja timskega dela

Zmoţnost smiselnega argumentiranja v

skupinski diskusiji

Osebne spretnosti

Zmoţnost sodelovanja v procesu učenja

Zmoţnost kritičnega mišljenja

Ustvarjalne zmoţnosti

Zmoţnost predstavitve na zanimiv način

Zmoţnost samozavesti med predstavitvijo

Zmoţnost predstavitve dobljenih rezultatov

v razredu

Zmoţnost spraševanja in izraţanja

osebnega mnenja

Uporabljanje znanstvenih metod dela

Zmoţnost določitve namena

obravnavanega dela

Zmoţnost uporabe različnih virov za

pridobivanje informacij

Sposobnost oblikovanja različnih stališč do

obravnavanega dela

Zmoţnost priprave ustreznega delovnega

načrta

Zmoţnost analize zbranih podatkov

Zmoţnost oblikovanja sklepov




23

B del Ocena pridobljena med učnimi urami ali na končnem ustnem ali

pisnem preizkusu znanja

1. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1

Z pomočjo učbenika

in spleta primerjajo

lastnosti ionskih in

kovalentnih snovi

Zna ustrezno utemeljiti zakaj ionske

raztopine prevajajo elektriko,

kovalentne spojine pa ne

2

Z pomočjo

vizualizacijskih

sredstev

(videoposnetkov,

GIF-ov in slik)

spozna potek

kemijskih reakcij na

submikroskopskem

nivoju

-Zna narisati raztapljanje soli (NaCl),

v destilirani vodi.

-Zna napisati kemisko enačbo redoks

reakcije med bakrom in cinkom.

3

Z pomočjo raziskave

na spletu spozna

učinke fosilnih goriv

na naše okolje in

zdravje.

-Zna našteti vsaj dve vrsti fosilnih

goriv.

-Zna našteti pet ali več negativnih

vplivov, ki jih povzročajo fosilna

goriva.

4

Z pomočjo raziskave

na spletu, spozna čim

več različnih

alternativnih virov

energije

-Zna našteti pet ali več alternativnih

virov energije.




24

Predlogi nalog:

- Zakaj slana voda prevaja elektriko? Katera lastnost soli ji to omogoča?

Odg: Slana voda prevaja elektriko zaradi soli. Sol v vodi razpade na posamične ione natrija in

klora, ki imajo svak svoj naboj. Ion natrija ima pozitiven naboj, ion klora pa negativnega, kar

pomeni, da ima kloridni ion višek elektronov, ki dajejo vodi prevodne lastnosti.

- Nariši skico submikroskopskega nivoja raztapljanja natrijevega klorida v vodi.

Odg:

Slika 4: submikroskopski prikaz raztapljanja NaCl v vodi

- Napiši kemijsko enačbo redoks reakcije med cinkom in bakrom.

Odg: Zn (s) + Cu2+

(aq). Zn2+

(aq) + Cu (s)

- Naštej nekaj vrst fosilnih goriv.

Odg.: Nafta, zemeljski plin, premog,…

https://www.google.si/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjh6d6xyuXJAhXBvhQKHUQiBG0QjRwIBw&url=http://socratic.org/questions/nacl-s-h2o-i-na-aq-cl-aq-sodium-chloride-this-reaction-describes-the-process-whi&bvm=bv.110151844,d.d24&psig=AFQjCNGnCjSx_ETUHUH6ZtOhpxNZu4eNbg&ust=1450533996009072




25

- Napiši pet ali več negativnih vplivov, ki jih povzročajo fosilna goriva.

Odg: Negativne posledice uporabe fosilnih goriv so:

- Onesnaţevanje ozračja

- Povečanje učinka tople grede

-Nove bolezni pljuč

-Vremenske spremembe

-Onesnaţevanje narave

-Onesnaţevanje podtalnice

- Napiši pet ali več alternativnih virov energije.

Odg.: Alternativni viri energije so:

-vetrna energija

-energija sončnega sevanja

-energija vodnih tokov

-energija fotosinteze

-energija bibavice




26

2. učna ura

Dimenzija Predlagan kriterij/kompetence za

vrednotenje; Učenci: Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1

Med izvedbo

eksperimenta izpilijo

svoje

eksperimentalne

spretnosti pri

preučevanju reakcije

oksidacije in

redukcije.

Zna pravilno slediti navodilom

eksperimenta ter uspešno izvede vajo.

2

S pomočjo učbenika

opredelijo pojme

oksidacije, redukcije,

oksidanta in

reducenta.

-Pri enačbi redoks reakcije med

cinkom in bakrom prepoznajo

oksidanta in reducenta.

-Znajo povedat kje je prišlo do

redukcije ter kje do oksidacije.

3

S pomočjo spleta

ugotovijo na kakšen

način deluje

galvanski člen

Znajo opisati delovanje našega

zgrajenega galvanskega člena.

4

S pomočjo spleta

spoznajo nekaj

galvanskih členov, ki

jih uporabljamo v

vsakdanjem ţivljenju

ter ovrednotijo

njihovo uporabo.

Znajo našteti nekaj galvanskih členov

iz vsakdanjega ţivljenja

-Znajo ovrednotiti tudi njihovo

uporabnost v vsakdanjem ţivljenju.




27

Primeri nalog:

- Opiši rezultate, ki si jih dobil, ko si izvedel eksperiment.

Odg: Vetrnica se je začela vrteti s čimer smo dokazali, da lahko pridobivamo energijo iz slane

vode.

- Iz reakcije Zn (s) + Cu2+

(aq). Zn2+

(aq) + Cu (s), izpiši oksidanta, reducenta, element na

katerem je potekala redukcija ter element kjer je potekala oksidacija.

Odg: Reducent: Zn

Oksidant:Cu

Element kjer je potekala oksidacija:Zn

Element kjer je potekala redukcija:Cu

- Opiši delovanje galvanskega člena.

- Odg: Galvanski člen (tudi napetostni člen) je naprava, v kateri potekajo spontane redoks

reakcije. Med galvanske člene uvrščamo baterije in akumulatorje, ki jih uporabljamo kot

vir električne energije (enosmerne napetosti). Poenostavljeno lahko rečemo, da galvanski

člen pretvarja kemično energijo v električno. V baterijah in akumulatorjih potekajo

spontane redoks reakcije, ko je nanje priključen porabnik (npr. ţarnica).

Sestavljen je iz dveh polčlenov. Enostaven polčlen je sestavljen iz kosa kovine,

potopljene v raztopino soli te kovine. Raztopina soli vsebuje kovinski kation in drug

anion za uravnavanje naboja. Kovina v polčlenu je v dveh oksidacijskih stanjih, med

katerima poteka redoks reakcija. Kovina enega polčlena lahko reducira kation drugega in

nasprotno, kation drugega lahko oksidira kovino prvega. Raztopini morata biti ločeni s

solnim mostičkom ali porozno membrano da se ne zmešata. Ker mora biti po zakonu o

ohranitvi naboja tok elektronov v obe smeri enak, nastane na stiku (strokovno:

elektrolitski ključ) prevodnika z obema kovinama električni tok. Ta pojav izkoriščamo v

baterijah, ki lahko vsebujejo enega ali več galvanskih členov in predstavljajo priročno

kemično shrambo elektrike za poganjanje električnih naprav.

- Kje v vsakdanjem okolju uporabljamo galvanske člene, napiši nekaj primerov.

Odg: Baterije in akumulatorji (veliko verzij slednjih dveh, pogosto uporabljamo v

vsakdanjem ţivljenju).

https://sl.wikipedia.org/w/index.php?title=Redoks_reakcije&action=edit&redlink=1


https://sl.wikipedia.org/wiki/Kovina

https://sl.wikipedia.org/wiki/Raztopina

https://sl.wikipedia.org/wiki/Sol_(kemija)

https://sl.wikipedia.org/wiki/Kation

https://sl.wikipedia.org/wiki/Anion

https://sl.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_naboj

https://sl.wikipedia.org/wiki/Oksidacijsko_stanje

https://sl.wikipedia.org/wiki/Redoks_reakcija

https://sl.wikipedia.org/wiki/Zakon_o_ohranitvi_naboja


https://sl.wikipedia.org/wiki/Elektron

https://sl.wikipedia.org/wiki/Prevodnik


https://sl.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_tok

https://sl.wikipedia.org/wiki/Baterija_(elektrika)




28

C del Vrednotenje na osnovi stretegij poučevanja

Vrednotenje pisnih izdelkov učencev

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1

Napiše načrt

oziroma poročilo

raziskave

Zasnuje načrt raziskave oz. postavi

raziskovalna vprašanja in/ali pozna namen

raziskave/poskusov

Načrt raziskave zadošča minimalnim

standardom, ki jih določi učitelj.

Zna ustrezno predvidevati raziskovalne

rezultate.

Razvije ustrezen postopek raziskave in zna

določiti katere spremenljivke je potrebno

konktrolirati.

2

Zbira

eksperimentalne

podatke

Ustrezno zbere in zapiše opazovanja/podatke

(npr. število opazovanj, kaj upošteva kot

sprejemljivo, kako natančno so zbrani podatki,

zavedanje moţnih napak…).

3

Interpretira ali

izračuna iz

zbranih podatkov

določene

parametre in

sklepa na njihovi

osnovi

Interpretira podatke, zbrane na ustrezen način,

ki ga zna upravičiti, vključno z uporabo

ustreznih grafov, tabel in simbolov.

Ustrezno sklepa glede na posatavljena

raziskovalna vprašanja.

4 Odgovarja na

vprašanja

Zagotavlja pravilne pisne odgovore na

vprašanja, podane v ustni ali pisni obliki.

Ponuja dovolj podrobne odgovore, zlasti kadar

je pozvan, naj poda mnenje ali odločitev.

5

Riše diagrame/

tabele/modele

simbolne

predstavitve.

Lahko zagotovi zahtevane grafične prikaze.

Je zmoţen grafično predstaviti rezultate v

primerno velikih grafih in s primernimi

podrobnostmi.

Sposoben zagotoviti popolne in ustrezne

naslove za diagrami, slikam, tabelam.

6

Naravoslovno ali

druţbeno-

naravoslovno

Izkazuje ustvarjalno mišljenje in postopke pri

reševanju problemov.

Poda ustrezno druţbeno-naravoslovno




29

mišljenje odločitev na določeno vprašanje ali skrb, s

pravilno poudarjeno naravoslovno

komponento.

Vrednotenje z opazovanjem

Dimenzija Predlagan kriterij/competence za

vrednotenje; Učenci:

Ocena 1-5 / opis / zaznamek

1

Deluje v skupini,

med dejavnostmi in

razpravo

Prispeva k delu skupine.

Sodeluje z drugimi v skupini in v celoti

sodeluje pri delu skupine.

Prikazuje vodstvene sposobnosti - vodi

skupino z ustvarjalnim razmišljanjem in

pomagati tistim, ki potrebujejo pomoč

(kognitivno ali psihomotorično); povzema

rezultate.

Kaţe toleranco do članov skupine in jih

spodbuja.

2 Izvedbo raziskave

ali poskusa

Razume cilje raziskave/eksperimentalnega

dela in ve, kateri teste in/ali meritve je

potrebno opraviti.

Izvaja raziskavo/eksperimentalno delo v

skladu s pripravljenimi navodili/načrtom.

Uporablja laboratorijski inventar na varen

način.

Do sebe in drugih deluje varno pri delu.

Vzdrţuje urejeno in čisto delovno površino.




30

»ALI BI LAHKO MORSKO VODO UPORABLJALI

KOT VIR ENERGIJE«

Zapiski učitelja

RAZTAPLJANJE

Raztopina je homogena zmes dveh ali več snovi, je prava raztopina, ki je sestavljena iz topila in

topljenca. V našem primeru in tudi v večini drugih primerov je topilo voda. Topljenec pa je lahko

snov v trdem, tekočem ali plinastem agregatnem stanju. Pri nas je topljenec sol (NaCl), ki je snov

v trdem agregatnem stanju.

Ko damo sol v vodo se začne proces taljenja in ne proces toplenja. Ti dva procesa učenci pogosto

zamešajo ali ju celo enačijo. Razlika med njima je da pri taljenju pride do procesa raztapljanja

topljenca v topilu, pri procesu toplenja pa pride, do spremembe agregatnega stanja iz trdega v

tekoče, zaradi spremembe temperature.

ELEKTROLITI

Elektrolit je ionska snov, ki pri raztapljanju ali taljenju disociira na ione. Ionska snov v trdem

agregatnem stanju ne prevaja elektrike, ker se ioni drţijo skupaj in se naboji med seboj izničijo,

ko pa se ta ionska snov raztopi v vodi in se okoli vsakega od ionov naredi hidratacijski obroč,

takrat ioni niso več skupaj in se naboji med seboj ne izničujejo več, takrat snov postane prevodna.

Njihova glavna značilnost je torej električna prevodnost, do katere torej pride zaradi ionov z

nabojem. Ker jih v splošnem sestavljajo ioni v raztopini, jih poznamo tudi pod imenom ionske

raztopine.

Ločimo koncentrirane elektrolite in razredčene elektrolite, razlika med njima je v koncentraciji

ionov. Koncentrirani elektroliti imajo višjo koncentracijo ionov in zato bolje prevajajo električni

tok. Nekoncentrirani elektroliti imajo pa niţjo koncentracijo elektrolitov in za to slabše ali pa

sploh ne prevajajo električnega toka.

Lastnosti elektrolitov lahko raziskujemo z elektrolizo.

GALVANSKI ČLEN

Galvanski člen (tudi napetostni člen) je naprava, v kateri potekajo spontane redoks reakcije. Med

galvanske člene uvrščamo baterije in akumulatorje, ki jih uporabljamo kot vir električne energije

(enosmerne napetosti). Poenostavljeno lahko rečemo, da galvanski člen pretvarja kemično

energijo v električno. V baterijah in akumulatorjih potekajo spontane redoks reakcije, ko je nanje

priključen porabnik (npr. ţarnica).

Sestavljen je iz dveh polčlenov. Enostaven polčlen je sestavljen iz kosa kovine, potopljene v

raztopino soli te kovine. Raztopina soli vsebuje kovinski kation in drug anion za uravnavanje










31

naboja. Kovina v polčlenu je v dveh oksidacijskih stanjih, med katerima poteka redoks reakcija.

Kovina enega polčlena lahko reducira kation drugega in nasprotno, kation drugega lahko oksidira

kovino prvega. Raztopini morata biti ločeni s solnim mostičkom ali porozno membrano da se ne

zmešata. Ker mora biti po zakonu o ohranitvi naboja tok elektronov v obe smeri enak, nastane na

stiku (strokovno: elektrolitski ključ) prevodnika z obema kovinama električni tok. Ta pojav

izkoriščamo v baterijah, ki lahko vsebujejo enega ali več galvanskih členov in predstavljajo

priročno kemično shrambo elektrike za poganjanje električnih naprav.

VIRI ENERGIJE

Pod vire energije uvrščamo vse snovi, iz katerih lahko pridobimo, nek deleţ energije, navadno

električne energije. Po Einstainovi enačbi ( E=mc2), bi lahko rekli, da vse snovi vsebujejo nek

deleţ energije, vendar se bomo mi osredotočili predvsem na tiste, ki so najpogosteje uporabljeni

in jih znamo izkoriščati.

V osnovi vire energije delimo na obnovljive vire energije ter na neobnovljive vire

energije.Ločujemo jih na osnovi hitrosti obnavljanja. Če se nek vir obnovi hitreje kot ga lahko mi

izkoriščamo ga štejemo pod obnovljive vire energije, če pa se ne obnavlja dovolj hitro ali pa se

sploh ne obnavlja, ga pa uvrščamo med neobnvljive vire energije.

Primeri neobnovljivih virov energije so : - Nafta

- Zemeljski plin

- Premog

- Les

- Jedrska energija

Primeri obnovljivih virov energije so: - Vodna energija

- Sončna energija

- Vetrna energija

- Energija biomase

Tu lahko tudi opazimo, da so obnovljivi viri energije okolju veliko bolj prijazni, kot neobnovljivi

viri, saj slednji onesnaţujejo zrak, škodujejo rastlinam in ţivalim, pospešujejo učinek tople grede

in imajo veliko negativnih učinkov tudi na naše zdravje.












32

Navodila in opozorila pri pripravi materiala za eksperimentiranje

PRIPRAVA ANODE IN KATODE

Anodo in katodo pripravimo iz bakrene plošče ter iz aluminijaste pločevinke za pijačo

(priporočljiva je pločevinka za: kokakolo, pivo, ledeni čaj, radler,…)

Paziti pa moramo, da s pomočjo brusilnega papirja, zbrusimo iz pločevinke kakršn koli napis je

na njej. Pločevinko lahko zbrusimo sami, če si pa ţelimo prihraniti nekaj dela, pa damo to

opravilo otrokom. Pri tem morate biti pozorni, da je pločevinka zbrušena, do kovinskega sijaja.

3V MOTORČEK Z VENTILATORJEM

Najlaţje boste takšen motorček dobili iz kakšnega starega računalnika. Najbolje da pridobite

motorček iz ohišja računalnika in ne tistega iz grafične kartice ali procesorja saj so navadno

motorčki na ohišju šibkejši in za delovanje potrebujejo manj energije.

Priporočam vam, da motorčke preverite če delujejo, preden jih uporabite pri eksperimentu v

razredu.

OSTALI MATERIAL

Pri ostalem materialu ni nič takega na kaj bi morali biti pozorni. Svetujem vam le, da eksperiment

pred izvedbo v razredu, preizkusite sami. Tako boste najbolje vedeli na kaj morate biti pozorni in

kje se lahko pojavijo teţave.




33

Rešitve nalog z delovnega lista za učence

Naloge učencev

1. DEL

V skupinah po štiri:

- Pogovorite se kakšne vire energije poznate ter kateri od njih so najpogosteje uporabljeni

po svetu.

Odg:

Primeri neobnovljivih virov energije so : - Nafta

- Zemeljski plin

- Premog

- Les

- Jedrska energija

Primeri obnovljivih virov energije so: - Vodna energija

- Sončna energija

- Vetrna energija

- Energija biomase

Navadno najpogosteje uporabljamo neobnovljive vire energije._Uporabljamo jih pa za vse

vrste prevoznih sredstev, v indutriju, za domača opravila,…___________________________

- S pomočjo računalnika predstavite skupini kateri od teh virov najbolj onesnaţuje okolje in

kateri ga najmanj, svoje ugotovitve tudi argumentirajte.

Odg:

Tu je moţnih več odgovorov, slednji pa so odvisni predvsem od zadetkov pri spletnem

iskanju. Kakršna koli argumentacija odgovora, če je logična se lahko smatra za

pravilno.___________

- Sedaj, ko ţe poznate različne vire energije ter njihov vpliv na okolje, kritično opredelite

kateri od teh virov energije bi bilo najbolj optimalno uporabljati. Pri tem pazite na

dostopnost tega vira po svetu ter ceno.




34

Odg:

Tudi tu je moţnih več odgovorov, slednji pa so odvisni predvsem od zadetkov pri spletnem

iskanju. Kakršna koli argumentacija odgovora, če je logična se lahko smatra za__________

pravilno.__________________________________________________________________

2. 2DEL

- Razišči po spletu ali bi lahko slano vodo uporabljali kot vir energije, če da, razloţi na

kakšen način.

Odg:

Slano vodo je moţno uporabljati, kot vir energije na več načinov. Prvi način je način prikazan

v našem modulu. Obstaja pa še en način pri katerem izkoriščajo cepitev kovalentnih vezi

vode, pri čemer se oddaja takšna količina energije, da voda lahko ob iskrici celo zagori.

Puščam tudi moţnost, da obstaja še kakšen drug način s katerim lahko iz slane vode

pridobivamo energijo.

- S pomočjo računalnika in do sedaj pridobljenega znanja ugotovi ali bi bila slana voda

primeren vir energije, svoje ugotovitve s sošolcem tudi argumentirajta.

Da, slana voda bi bila primeren vir energije, saj jo je na svetu ogromno, vsem je dostopna in

je tudi cenovno

ugodna.__________________________________________________________

- Razišči po spletu ali po učbeniku, kaj je to galvanski člen ter na kakšen način deluje.

Odg:

Galvanski člen (tudi napetostni člen) je naprava, v kateri potekajo spontane redoks

reakcije. Med galvanske člene uvrščamo baterije in akumulatorje, ki jih uporabljamo kot

vir električne energije (enosmerne napetosti). Poenostavljeno lahko rečemo, da galvanski

člen pretvarja kemično energijo v električno. V baterijah in akumulatorjih potekajo

spontane redoks reakcije, ko je nanje priključen porabnik (npr. ţarnica).

Sestavljen je iz dveh polčlenov. Enostaven polčlen je sestavljen iz kosa kovine,

potopljene v raztopino soli te kovine. Raztopina soli vsebuje kovinski kation in drug

anion za uravnavanje naboja. Kovina v polčlenu je v dveh oksidacijskih stanjih, med

katerima poteka redoks reakcija. Kovina enega polčlena lahko reducira kation drugega in

nasprotno, kation drugega lahko oksidira kovino prvega. Raztopini morata biti ločeni s














35

solnim mostičkom ali porozno membrano da se ne zmešata. Ker mora biti po zakonu o

ohranitvi naboja tok elektronov v obe smeri enak, nastane na stiku (strokovno:

elektrolitski ključ) prevodnika z obema kovinama električni tok. Ta pojav izkoriščamo v

baterijah, ki lahko vsebujejo enega ali več galvanskih členov in predstavljajo priročno

kemično shrambo elektrike za poganjanje električnih naprav.

- Narišite skico enostavnega galvanskega člena in poimenujte komponente.

Odg:

Slika 5: Skica enostavnega galvanskega člena.

katoda potopljena v raztopini bakrove soli, anoda pa v raztopini cinkove soli.

Med seboj ju povezuje prevodna ţica

- S pomočjo učbenika ugotovite princip delovanja redoks reakcij, kaj je to oksidant in kaj

reducent ter kateri od teh dveh se oksidira in kateri reducira.

Oksidant je tisti, ki elektrone sprejema, reducent pa tisti, ki elektrone oddaja. Na oksidantu

poteka redukcija na reducentu pa

oksidacija.________________________________________











36

Vprašanja za utrjevanje znanja

Ključna vprašanja

- Ali pri poizkusu pride do redoks reakcije?

__________Da_____________________________________________________________

- Kateri elementi sodelujejo v reakciji?

____Zn________ ________Cu______

- Kaj je naloga soli v eksperimentu?

______S pomočjo prostih elektronov ustvari med ploščama električni tok._____________

- Kateri element je oksidant in kateri reducent?

Oksidant: __Cu________

Reducent:___Zn_______

- Kateri element se reducira in kateri se oksidira?

Se oksidira:___Zn______

Se reducira:___Cu______

- Kakšno je oksidacijsko število elementov, pred in po reakciji?

Oksidacijska števila elementov pred reakcijo:__Zn=0, Cu=+2___________

Oksidacijska števila elementov po reakciji:__Zn=+2, Cu=0_____________

- Bi se v vodi raztopilo več soli če bi bila voda topla ali hladna, svoj odgovor ovrednoti?

_V vodi bi se raztopilo več soli, če bi bila voda topla, saj se s segrevanjem tekočine poveča

topnost topljenca v njej.______________________________________________________

- Kaj se zgodi z ionskimi spojinami v vodnih raztopinah? Svoj odgovor prikaţi s




37

submikroskopsko skico raztapljanja NaCl v vodi.

Slika 4: submikroskopski prikaz raztapljanja NaCl v vodi

- Katera od skic submikroskopskega nivoja prikazuje ionski kristal in katera molekulski kristal? Svoj

odgovor utemelji.

Slika 5(kristal 1) Slika 6 (kristal2)

Vrsta kristala _MOLEKULSKI______ _____IONSKI_____

Utemeljitev:

__Molekulski kristali so kristali, katerih osnovni delci so molekule (v našem primeru so

to molekule I2). Ionski kristali pa so kristali, katerih osnovni delci so ioni (pri nas so to

Na+ in Cl).____________________________________________________________

V treh posodah spodaj so raztopljeni trije elektroliti z različnimi stopnjami disociacije

https://www.google.si/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjh6d6xyuXJAhXBvhQKHUQiBG0QjRwIBw&url=http://socratic.org/questions/nacl-s-h2o-i-na-aq-cl-aq-sodium-chloride-this-reaction-describes-the-process-whi&bvm=bv.110151844,d.d24&psig=AFQjCNGnCjSx_ETUHUH6ZtOhpxNZu4eNbg&ust=1450533996009072




38

prikazani z različnim številom disociiranih in nedisociiranih molekul. Katera čaša vsebuje

elektrolit, ki najslabše disociira?

Slika 7 (disociirani elektroliti)

A B C

Odgovor: __A_______

Slika prikazuje delovanje galvanskega člena. Z njeno pomočjo ugotovi v katero smer se




39

premikajo elektroni, katera elektroda se veča in katera se manjša. Svoj odgovor na zadnje

vprašanje utemelji.

Slika 8 (galvanski člen)

_____Elektroni se pomikajo od cinkove proti bakrovi elektrodi, razlog za to je izenačevanje

nabojev. Kot je vidno iz slike se bakrova elektrda veča saj se atomi iz raztopine bakra veţejo na

njo, cinkova elektroda pa se manjša saj se cinkovi ioni odcepujejo od nje. Razlog je ponovno

izenačevanje napetosti.__________________________________________________________

- Ali smo pri tem poizkusu naredili enostavni galvanski člen, zakaj tako meniš?

____Da, saj smo uporabili vse osnovne komponente , enostavnega galvanskega

člena._________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

- Nariši skico sestavljene aparature in označi vse pomembne dele.

Dele aparature imajo prikazane ţe v navodilih za eksperiment sedaj jih le postavijo na

prav poloţaj.




40

Naloge za vajo

- Na kratko opiši postopek priprave koncentrirane vodne raztopine? Kako bi lahko

količino raztopljene soli v vodi povečal brez, da bi dodajal vodo?

_V vodo bi počasi dodajal sol in sproti mešal. To bi delal, dokler se ne bi vsa sol v vodi

raztopila. Ko bi na dnu začela sol ustajati, bi vedel, da se ob tej temperaturi v taki količini vode

ne more raztopiti več soli, kar bi pomenilo da je naša raztopina

nasičena._________________________

- Dopolni in uredi enačbe reakcij, ki potečejo v vodnih raztopinah, v primeru da reakcija

ne poteče napiši obrazloţitev:

CH3COOK(aq) +H2O(l) →___reakcija ne poteče, nevtralizacija poteka v levo

H2SO4(aq) + 2KOH(aq) →_K2SO4(aq) + H2O(l)______

CaCO3(aq) + 2HCl(aq) → _CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)_

K3PO4(aq) + Ca(NO3)2→_6KNO3(aq) + Ca3(PO4)2(s)_

- Uredi naslednji enačbi redoks reakcij in zraven napiši kej je oksidant, kaj reducent, kaj se

oksidira in kaj se reducira.

Cr2O72-

+ 6Br- + 14 H+ → 2Cr

3+ +……3Br2 + 7H2O

Oksidant: Cr2O72-

Reducent: Br-

Se oksidira: Br-

Se reducira: Cr2O72-

Sn + 4HNO3 → SnO2 + 4NO2 + 2H2O

Oksidant: HNO3

Reducent: Sn

Se oksidira: Sn

Se reducira: HNO3




41

Ali razumem

- Ponovita ta poizkus vendar vode ne solita, ali menita, da bo poizkus uspel, svoj odgovor

ovrednotita?

_Poizkus ne bo uspel saj destilirana voda ne prevaja električnega toka.__________________

- V paru se pogovorita zakaj je v tem primeru prišlo do dobljenega rezultata pri poizkusu

in zakaj je sol ključnega pomena za poizkus?

_med elektrodama, se je naredila električna napetost, katero smo uporabili za vrtenje

ventilatorja. Sol je za eksperiment ključnega pomena_______________________________

- Bi dobili več energije če bi dodali v vodo več soli, zakaj tako menite?

_Da saj bi imeli boljšo prevodnost.______________________________________________

- Ali menita, da bi večja bakrena ploskev ter aluminijasta pločevinka proizvedle večjo

količino energije, obrazloţi?

Da, saj bi reakcija lahko potekala na večji površini._________________________________

- Bi poizkus deloval če bi namesto kuhinjske soli ( NaCl) uporabili kalcijev karbonat

(CaCO3), odgovor ovrednoti.

Da, morda edino malo slabše. Ima enake značilnosti, kot raztopina NaCl.________________




42

III. DEL

- Glede nato da je največje nahajališče slane vode ravno morje ali menite, da bi poizkus

deloval tudi če bi dali bakreno ploskev ovito okoli aluminijaste pločevinke v morje in ju

nato z ţičkami povezali z motorjem? Svoj odgovor argumentirajta, pri temu si lahko

pomagata z računalnikom. V primeru, da bi poizkus deloval, menita, da bi kemijska

reakcija, ki bi potekala na anodi in katodi na kakršen koli način vplivala na ţivljenje v

morju?

Kartek odgovor: Poizkus bi deloval in reakcija, ki bi potekla na anodi in katodi ne bi na nikakršen

način vplivala na ţivljenje v morju.

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

- Kaj pa v primeru da bi v velik bazen s slano vodo dali bakreno in aluminijasto ploskev, ki

bi bile med seboj oddaljene za maksimalno moţno razdaljo, se pravi, da bi bila vsaka

ploskev v svojem delu bazena, bi tedaj poizkus uspel? Argumentiraj svoj odgovor, pri tem

si lahko pomagaš z učbenikom in računalnikom.

Kratek odgovor: Najverjetneje poizkus ne bi v deloval, zaradi oddaljenosti plošč. Moţnost, da bi

poizkus uspel, bi bila edino, da bi uporabili večji plošči.

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________




43

Reference Bibliography

Borgino, D. (28. 12 2015). Salt water battery. Pridobljeno iz wikipedija:

https://en.wikipedia.org/wiki/Salt_water_battery

energija, m. (2009). Viri energije. Pridobljeno iz Modra-energija: http://www.modra-

energija.si/si/izobrazevalno-sredisce/viri-energije

Korozija v vodnih raztopinah. (2013). Pridobljeno iz http://fs-server.uni-mb.si/: http://fs-

server.unimb.si/si/inst/itm/lm/GRADIVA_UC/Interakcija_z_okoljem/korozija_v_vodnih_

raztopinah.html

likhith.reddy.1. (2015). instructables. Pridobljeno iz salt water energy:

http://www.instructables.com/id/salt-water-energy/

Perles, K. (5. 2 2012). education.com. Pridobljeno iz Salt Water Energy:

http://www.education.com/science-fair/article/salt-water-energy/

Roobert33, E. E. (9. 10 2012). youtube. Pridobljeno iz Energy saltwater:

https://www.youtube.com/watch?v=VMdS65_E_X4

Roobert33, E. E. (14. 6 2013). youtube. Pridobljeno iz Energy saltwater 2:

https://www.youtube.com/watch?v=6J5R9X8QrJA

School of Engineering, B. (21. 11 2011). amrita.edu. Pridobljeno iz Producing Electricity from

Saltwater: https://www.amrita.edu/news/producing-electricity-saltwater

Waqarwaseem00. (24. 9 2014). Energy salt water electronics mini project. Pridobljeno iz

dailymotion: http://www.dailymotion.com/video/x26izat_energy-salt-water-electronics-

mini-project_shortfilms

wikipedija. (26. 12 2015). Galvanski člen. Pridobljeno iz wikipedija:

https://sl.wikipedia.org/wiki/Galvanski_%C4%8Dlen

Roland D. Cusick, Younggy Kim, and Bruce E. Logan.Energy Capture from Thermolytic

Solutions in Microbial Reverse-Electrodialysis Cells. Science, 1 March 2012

DOI: 10.1126/science.1219330

http://dx.doi.org/10.1126/science.1219330




44

i

Viri slik

Slika…….1…...Pollution. (2. 9 2015). Pridobljeno iz wikipedija:

https://en.wikipedia.org/wiki/Pollution

Slika…….2……sea. (28. 9 2015). Pridobljeno iz wikipedija: https://en.wikipedia.org/wiki/Sea

Slika…….3…….wikipedija. (23. 5 2015). Energija iz slane vode. Pridobljeno iz wikipedija:

http://wikipedija.com/Energija_iz_slane_vode/

Slika……4…….wikipedija. (15. 3 2015). salt solution. Pridobljeno iz wikipedija:

http://socratic.org/questions/nacl-s-h2o-i-na-aq-cl-aq-sodium-chloride-this-reaction-

describes-the-process-whi

Slika……..5…..wikipedija. (16. 12 2015). Galvanski člen. Pridobljeno iz wikipedija:

https://sl.wikipedia.org/wiki/Galvanski_%C4%8Dlen

Slika 5(kristal 1)-Vir Mitja Močilar

Slika 6 (kristal2) Vir Mitja Močilar

Slika 7 (disociirani elektroliti) Mitja Močilar

Slika 8 (galvanski člen) wikipedija ( 12.12.2015) Galvanski člen Pridobljeno iz : wikipedija

http://images.flatworldknowledge.com/averillfwk/averillfwk-fig19_003.jpg

Documents

ALI BI LAHKO MORSKO VODO UPORABLJALI KOT VIR ENERGIJE? · -razvijajo eksperimentalni pristop oz. laboratorijske spretnosti pri preučevanju reakcije oksidacije in redukcije -spoznajo