istituto tecnico industriale - liceo scientifico scienze

ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE - LICEO SCIENTIFICO SCIENZE APPLICATE
BLAISE PASCAL
ROMA
PIANO DI LAVORO A. S. 2012/2013
MATERIA: CHIMICA E LABORATORIO
CLASSI: 4 aF e 4 aG (Vecchio ordinamento)
DOCENTI:
PROFF.
CORDISCHI VINCENZINA
ARENA ANTONINO RINALDO
Premessa
La programmazione per il corso di Chimica delle classi 4e del Liceo ( vecchio ordinamento) è stata formulata sulla base delle indicazioni previste dalla struttura
generale del Progetto Brocca per il triennio ad indirizzo Scientifico-Tecnologico, tenendo conto del lavoro svolto dalle classi negli anni precedenti, facendo
riferimento alle linee guida della riunione del Dipartimento di Scienze del 10/9/2012 e delle successive riunioni della Sottocommissione di Chimica.
Obiettivi generali
- Acquisire la consapevolezza che la gran parte dei fenomeni macroscopici consiste in trasformazioni chimiche
- Recepire che le trasformazioni chimiche sono interpretabili facendo riferimento alla natura e al comportamento di molecole, atomi, ioni.
- Comprendere i concetti e i procedimenti che stanno alla base degli aspetti chimici delle trasformazioni naturali tecnologiche
- Comprendere il ruolo della chimica nella ricerca e nell’industria, con particolare riferimento ai settori medico-farmacologici, dei nuovi materiali e delle fonti di
energia rinnovabili.
- Riconoscere la validità della chimica nel campo della salvaguardia ambientale, sia nella determinazione delle situazioni di inquinamento e delle cause che lo
determinano, sia nella proposizione di soluzioni per la difesa dell’ambiente.
Metodologia
Strumenti di verifica
Lezione frontale
Discussioni guidate
Lavori di gruppo
Attività di laboratorio
Prove scritte
Test V/F
Test a risposta multipla
Test a risposta aperta
Prove orali
Esercitazioni di laboratorio
Lavori individuali (ricerche e approfondimenti)
Lavori di gruppo (ricerche e approfondimenti)
Saperi minimi
I saperi minimi sono stati concordati nella riunione della Sottocommissione Chimica
Chimica (classi quarte Liceo)
- Classificare i principali composti inorganici ed usare la nomenclatura idonea ( sia IUPAC che
tradizionale).
- Utilizzare la quantità di sostanza per esprimere la concentrazione delle soluzioni.
- Effettuare calcoli stechiometrici.
- Analizzare qualitativamente e quantitativamente gli scambi energetici associati alle
trasformazioni chimiche.
- Valutare gli aspetti cinetici e termodinamici delle reazioni.
- Spiegare cosa si intende per stato di equilibrio e saper calcolare il valore della costante di
equilibrio.
- Definire la scala di pH e calcolare il pH di soluzioni di acidi e di basi, forti e deboli.
- Bilanciare le reazioni di ossidoriduzione.
- Saper utilizzare la tabella dei potenziali redox.
- Spiegare le caratteristiche costruttive di una pila e calcolarne la forza elettromotrice.
- Descrivere il processo di elettrolisi e saper applicare le leggi di Faraday.
Criteri di valutazione
Per la valutazione saranno presi in considerazione :
- progresso
- conoscenza e comprensione degli argomenti
- competenza linguistica
- capacità di individuare e sintetizzare concetti chiave
- capacità di formulare ipotesi interpretative di fatti
- partecipazione al dialogo scolastico
Per l’attribuzione del voto di profitto si fa riferimento alla delibera del Collegio Docenti del 23/10/2012
Strategie di recupero
- Interventi di recupero in orario in orario curriculare (sia individuali che di classe) sugli argomenti che dalle
verifiche risultino non completamente compresi o su metodologie di studio e di lavoro di cui gli studenti
non siano completamente padroni.
- Interventi di recupero pomeridiano, sia individuali (Studio assistito), sia di gruppo (Corso di recupero).
Libro di testo in adozione:
G. Valitutti - A. Tifi - A. Gentile
ESPLORIAMO LACHIMICA
Zanichelli
PROFF. CORDISCHI VINCENZINA
ARENA ANTONINO RINALDO
MODULO 1
CONTENUTI
Classificazione, nomenclatura e reazioni di
formazione dei principali composti inorganici
- I nomi delle sostanze
- Valenza e numero di ossidazione
- Classificazione dei composti inorganici
- Le proprietà dei composti binari
- Le proprietà dei composti ternari
- Nomenclatura tradizionale
- Nomenclatura IUPAC (razionale)
LABORATORIO
- Metalli e non metalli
- Reazioni di formazione di sali
COMPETENZE
Gli alunni devono aver acquisito il significato
di:
- formula molecolare
- formula di struttura
- valenza
- elettroni di valenza
- regola dell’ottetto
- numero di ossidazione
- comportamento anfotero
- nomenclatura chimica
- nomenclatura tradizionale
- nomenclatura IUPAC
- composto binario
- ossido acido o anidride
- ossido basico
- perossido
- idracido
- idruro
- composto ternario
- idrossido
- ione idrossido o ossidrilione
- ossoacido
- radicale acido
- notazione di Stock
- idrogenione
- ione ossonio o ione idronio
- ione ammonio
- sale
- ione poliatomico
- sale acido
- idrogeno sali
ABILITA’
Gli alunni devono essere in grado di:
- calcolare il numero di ossidazione per
ciascun elemento di un composto o di
uno ione
- classificare i composti secondo la
natura ionica o molecolare
- rappresentare le varie reazioni che , a
partire da un dato elemento, portano alla
formazione delle varie classi di composti
- differenziare gli ossidi dei metalli da
quelli dei non metalli
- assegnare il nome previsto dalla
nomenclatura tradizionale e IUPAC
data la formula di un composto
- scrivere la formula di un composto
dato il nome previsto dalla nomenclatura
tradizionale o IUPAC.
DURATA
15 0RE
MODULO 2
CONTENUTI
L’aspetto quantitativo delle reazioni
chimiche
- Le formule chimiche
- Le leggi ponderali
- La massa atomica e la massa molecolare
- Equazione di reazione chimica
- La mole
LABORATORIO
- Determinazione del rapporto di combinazione
di un composto costituito da rame e cloro
- La conservazione della massa nelle reazioni
chimiche
COMPETENZE
Gli alunni devono aver acquisito il significato
di:
- atomo e molecola
- elemento e composto
-formula bruta o grezza
- formula molecolare
- isotopo
- spettrometro di massa
- massa atomica assoluta e relativa
-massa molecolare
- unità di massa atomica
-legge della conservazione della massa
(Lavoisier)
- legge delle proporzioni definite (Proust)
- legge delle proporzioni multiple (Dalton)
- numero di Avogadro
- mole
- massa molare
- composizione percentuale
- reagenti
- prodotti
- reagente limitante
- coefficiente stechiometrico
- equazione chimica
ABILITA’
Gli alunni devono essere in grado di:JJ
- spiegare perché le masse atomiche sono
in genere espresse da numeri decimali
- calcolare la massa molecolare di un
composto, nota la sua formula
-interpretare le leggi ponderali alla luce
della teoria atomica
-applicare la legge di conservazione della
massa per calcolare la massa di reagenti e
prodotti
- risolvere esercizi che si riferiscono alla
composizione percentuale o al rapporto di
combinazione di un dato composto
-spiegare il numero di Avogadro
- spiegare il concetto di mole
- calcolare la quantità di sostanza presente
in un volume assegnato di materia
-applicare l’equazione generale dei gas
- convertire il numero di moli di una
sostanza in massa e viceversa
- convertire il numero di moli in particelle
e viceversa
- convertire il numero di particelle in
massa e viceversa
- padroneggiare il concetto di mole per
risolvere esercizi relativi alla stechiometria
di una trasformazione chimica
- rappresentare una reazione attraverso
un’equazione chimica bilanciata
DURATA
15 ORE
MODULO 3
CONTENUTI
Termodinamica e cinetica delle reazioni
- sistemi termodinamici
- termochimica
- scambi di energia tra sistema e ambiente
- calore di reazione ed entalpia
- disordine ed entropia
- energia interna e legge di Hess
- energia libera e principi della termodinamica
- velocità di reazione
- fattori che influenzano la velocità di reazione
- teoria delle collisioni
- energia di attivazione
- meccanismi di reazione
- catalizzatori
LABORATORIO
- Calore di reazione
- Velocità di reazione in funzione della
temperatura
- Velocità di reazione in funzione della
concentrazione
- Velocità di reazione in presenza di
catalizzatori
COMPETENZE
Gli alunni devono aver acquisito il significato
di:
- reazione di sintesi
-reazione di decomposizione
-reazione di scambio semplice
- reazione di doppio scambio
- reazione di neutralizzazione
- reazione di combustione
- energia interna o energia chimica
- calore di reazione
- reazione esotermica ed endotermica
- funzione di stato
- entalpia
- entropia
- legge di Hess
- energia libera di Gibbs
- cinetica chimica
- velocità di reazione
- variazione di concentrazione (∆c)
- variazione tempo (∆t)
- costante di velocità
- ordine di reazione
- fattore sterico
- teoria degli urti
- energia di attivazione
- complesso attivato
- catalizzatore
- catalisi
- enzima
ABILITA’
Gli alunni devono essere in grado di:
- stabilire e descrivere i concetti di sistema
e ambiente
- discutere sulle relazioni tra l’energia dei
legami, la stabilità e l’energia interna di
una molecola
- date l’equazione di una reazione chimica
e la tabella delle energie di legame,
individuare se la reazione è esotermica o
endotermica
- calcolare le variazioni di entalpia, di
entropia e di energia libera di una reazione
chimica
- prevedere la spontaneità di una reazione
chimica in funzione della variazione di
entropia, entalpia ed energia libera
- applicare il primo e il secondo principio
della termodinamica
- spiegare perché la velocità di una
reazione chimica diminuisce con il tempo
- costruire il grafico concentrazione/tempo
- spiegare l’azione di temperatura,
concentrazione, pressione, superficie di
contatto, presenza di catalizzatore, sulla
velocità di una reazione
- spiegare l’importanza dell’energia di
attivazione per i sistemi viventi
- descrivere le caratteristiche di un
catalizzatore
- spiegare anche graficamente il
meccanismo di azione dei catalizzatori
DURATA
10 0RE
MODULO 4
CONTENUTI
Equilibrio chimico
- Reazioni reversibili ed irreversibili
- Equilibrio chimico
- Costante di equilibrio
- Legge dell’azione di massa o di Guldberg e
Waage
- Principio dell’equilibrio mobile o Principio di
Le Chatelier
- Kc e Kp
- equilibri eterogenei: Kps
LABORATORIO
- Equilibrio chimico:
1) reazione tra KSCN e Fe(NO3)3
2) equilibrio cromato/bicromato
COMPETENZE
Gli alunni devono aver acquisito il significato
di:
- reazione reversibile
- reazione irreversibile o a completamento
- equilibrio chimico
- equilibrio dinamico
- equilibrio omogeneo
- equilibrio eterogeneo
- quoziente di reazione
- costante di equilibrio in funzione della
concentrazione ( Kc)
- costante di equilibrio in funzione della
pressione (Kp)
- prodotto di solubilità
ABILITA’
Gli alunni devono essere in grado di:
- descrivere l’equilibrio chimico sia da un
punto di vista macroscopico che
microscopico
-determinare il valore della Keq
conoscendo i valori delle concentrazioni
(o delle pressioni ) all’equilibrio
- determinare le concentrazioni dei
componenti all’equilibrio conoscendo la
Keq
- applicare il principio di Le Chatelier a un
sistema all’equilibrio al quale siano
apportate modificazioni nella temperatura,
nella pressione o nelle concentrazioni di
reagenti e prodotti
- utilizzare il quoziente di reazione per
stabilire in quale direzione evolverà
l’equilibrio
- calcolare il valore del prodotto di
solubilità di una soluzione
- prevedere i fenomeni di precipitazione
in base alla Kps
DURATA
15 ORE
MODULO 5
CONTENUTI
Equilibri in soluzione: acidi, basi, sali
- Teorie sugli acidi e sulle basi
- Ionizzazione dell’acqua
-La forza degli acidi e delle basi
- pH
- Costante di ionizzazione di acidi e basi (Ka e
Kb)
- Idrolisi
- Soluzioni tampone
LABORATORIO
-Indicatori acido-base e scala di pH
-Preparazione di soluzioni a titolo noto
-Titolazioni acido-base
COMPETENZE
Gli alunni devono aver acquisito il significato
di:
- dissociazione elettrolitica
- ionizzazione
- elettrolita e non elettrolita
- elettrolita forte ed elettrolita debole
- grado di dissociazione
- ione ossonio o ione idronio
-ione idrossido o ossidrilione
- prodotto ionico dell’acqua
- pH, pOH, pKw
- acidi e basi secondo Arrehenius, BronstedLowry
Lewis
- acido monoprotico e acido poliprotico
- base monobasica e base polibasica
- reazione di neutralizzazione
- soluzione tampone
- idrolisi salina
- indicatori di pH
- pH di viraggio
- punto di equivalenza
- titolo di una soluzione
- titolazioni acido-base
ABILITA’
Gli alunni devono essere in grado di:
- individuare in una reazione le coppie
coniugate acido-base
- descrivere il prodotto ionico dell’acqua
-descrivere la scala del pH
- calcolare il pH e il pOH di soluzioni di
acidi o basi forti
- calcolare il pH e il pOH di soluzioni di
acidi o basi deboli
- scrivere la reazione di neutralizzazione
tra un acido e una base
- data la formula di un sale e conoscendo le
costanti di dissociazione dell’acido e della
base da cui il sale deriva,prevedere se in
soluzione acquosa si verifica idrolisi salina
- calcolare il pH di una soluzione tampone
- determinare il titolo di una soluzione
incognita
DURATA
10 ORE
CONTENUTI
Reazioni di ossidoriduzione ed elettrochimica
-reazioni di ossidoriduzione
- bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione
- reazioni redox in soluzione acquosa
- scala dei potenziali standard di riduzione
- reazioni redox spontanee e non spontanee
- elettrochimica
- celle galvaniche
- forza elettromotrice (fem) di una cella galvanica
- elettrodo di riferimento
- celle elettrolitiche
LABORATORIO
- Reazioni di ossidoriduzione: tendenza degli
elementi a ossidarsi
- Costruzione di una pila Daniell
- Elettrolisi dell’acqua
MODULO 6
COMPETENZE
Gli alunni devono aver acquisito il significato
di:
- numero di ossidazione
- riduzione
- riducente
- ossidazione
- ossidante
- semireazione redox
- dismutazione
- elettrodo
- anodo
- catodo
- cella galvanica o cella voltaica o pila
- semielemento di una cella galvanica
-ponte salino
- circuito interno ed esterno di una pila
- forza elettromotrice di una pila
- potenziale di riduzione di un semielemento
- elettrodo standard a idrogeno (SHE)
- scala dei potenziali di riduzione standard
- equazione di Nernst
- pila Daniell
- pile di interesse pratico (Leclanché e Mallory)
- batterie al piombo
- accumulatori
- conduttori elettrici di prima e seconda specie
- corrosione
- cella elettrolitica
- elettrolisi
- leggi di Faraday
- galvanostegia
- galvanoplastica
ABILITA’
Gli alunni devono essere in grado di:
- individuare il numero di ossidazione
degli elementi in un composto
- individuare in una reazione redox gli
ossidanti e i riducenti
- scomporre una reazione redox nelle
corrispondenti semireazioni
- determinare i coefficienti che
consentono di bilanciare una reazione di
ossidoriduzione
- discutere le reazioni che interessano i
due semielementi di una pila
- discutere la funzione del ponte salino
-descrivere il flusso delle cariche
elettriche nel circuito esterno ed interno
di una pila
- dati due semielementi, usare i
potenziali di riduzione standard per
prevedere in che senso la reazione è
spontanea
- stabilire il segno degli elettrodi in base
alla reazione redox prevista
- data la scala dei potenziali di riduzione
standard, calcolare la fem di una pila
-descrivere le reazioni che avvengono
agli elettrodi di una cella elettrolitica a
seguito del passaggio di corrente
- data la scala dei potenziali di riduzione
standard, prevedere le sostanze che si
liberano agli elettrodi nel corso
dell’elettrolisi
- applicare le leggi di Faraday
- descrivere le possibili applicazioni
dell’elettrolisi nell’industria
DURATA
20 ORE