ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
Guglielmo Marconi
Verona
Programma (piano di lavoro) svolto
Anno Scolastico 2014/15
Materia
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe
2AC
Docenti
Maria I. viviani – Laura Nicolis
Nome documento
CHI2
s.doc
UDA 1: La mole e le soluzioni
2
Prerequisiti .......................................................................................................... 2
Unità didattica 1: L'unità di massa atomica, la massa atomica e molecolare .................. 2
Unità didattica 2: Il numero di Avogadro e la mole ..................................................... 3
Unità didattica 3: Le soluzioni e la loro concentrazione ............................................. ..3
Verifiche: modalità e descrizione ............................................................................. 3
UDA 2: Reazioni chimiche e nomenclatura
3
Prerequisiti .......................................................................................................... 3
Unità didattica 1: Le reazioni chimiche ..................................................................... 4
Unità didattica 2: Il calcolo stechiometrico ................................................................ 4
Unità didattica 3: La nomenclatura .......................................................................... 4
UDA 3: I fattori che governano le reazioni chimiche
5
Prerequisiti .......................................................................................................... 5
Unità didattica 1: Il fattore energetico nelle reazioni chimiche ..................................... 5
Unità didattica 2: La velocità delle reazioni chimiche .................................................. 6
Unità didattica 3: L'equilibrio chimico ....................................................................... 6
Verifiche: modalità e descrizione .............................................................................7
UDA 4:Le reazioni acido - base e di ossido - riduzione
7
Prerequisiti .......................................................................................................... 7
Unità didattica 1: Le reazioni acido - base ................................................................. 7
Unità didattica 2: Le reazioni di ossido - riduzione ..................................................... 8
Verifiche: modalità e descrizione ............................................................................. 9
Firma docente/i
Firma Responsabile Utenza
Firma Dirigente
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Programmazione didattica
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe 2ACa
UDA 1: La mole e le soluzioni
Prerequisiti
Conoscere la notazione scientifica e le regole delle potenze. Conoscere la differenza tra
atomi e molecole e riconoscerne le formule. Distinguere la formula di un elemento da
quella di un composto.
Conoscere le differenze tra miscele omogenee ed eterogenee.
Conoscere le particelle subatomiche. Conoscere e saper utilizzare gli strumenti di misura di
volume e di massa; conoscere le basilari norme antinfortunistiche e saper lavorare in
laboratorio in sicurezza utilizzando gli idonei dispositivi di protezione. Conoscere le
principali tecniche di separazione delle miscele. Errore assoluto, errore relativo percentuale.
Unità didattica 1: Unità di massa atomica, massa atomica e massa molecolare
Ore
5
Periodo
Settembre - ottobre
Obiettivi specifici
Argomenti
Conoscere i concetti di unità
di massa atomica,di massa
atomica e molecolare.
Saper calcolare la massa
atomica di elementi e la
massa molecolare di
composti.
Saper utilizzare l’unità di
massa atomica per
determinare la massa in
grammi di singoli atomi o di
molecole.
Teoria:
L’unità di massa atomica.
Concetto di massa atomica e massa molecolare e calcolo
della massa molecolare.
Determinazione della massa in grammi di un atomo
conoscendo la sua massa atomica e il valore in grammi
dell’u.m.a.
Determinazione della massa in grammi di una molecola
conoscendo la sua massa molecolare e il valore in grammi
dell’u.m.a.
Unità didattica 2: Il numero di Avogadro e il concetto di mole
Ore
5
Periodo
Settembre – ottobre
Obiettivi specifici
Argomenti
Conoscere il valore
numerico della costante di
Avogadro ed il suo
significato.
Saper definire la mole.
Saper calcolare la massa
molare di un elemento e di
un composto.
Saper applicare il concetto di
Teoria:
Il numero di Avogadro e la mole.
Il concetto di mole associato ad una massa in grammi
( massa molare).
Il concetto di mole associato al numero di Avogadro.
Esecuzione di esercizi di trasformazione di una massa in
grammi a moli e viceversa.
Esecuzione di esercizi di trasformazione di una massa in
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Programmazione didattica
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe 2ACa
massa molare e il numero di grammi a numero di particelle base ( atomi o molecole).
Avogadro nella risoluzione di
semplici esercizi.
Unità didattica 3: Soluzioni e loro concentrazione
Ore
6
Periodo
Settembre – ottobre
Obiettivi specifici
Argomenti
Saper riconoscere una
soluzione come una miscela
omogenea di soluto e di
solvente.
Saper esprimere le
concentrazioni: % m/m,
%m/V, %V/V e Molarità.
Saper risolvere semplici
esercizi relativi alla
concentrazione di soluzioni.
Saper preparare una
soluzione per pesata del
soluto e per diluizione di
soluzioni concentrate.
Teoria:
Le soluzioni: soluto e solvente.
La solubilità : definizione
Concentrazione delle soluzioni: % m/m, %m/V, %V/V e
molarità.
Esercizi applicativi sulla concentrazione delle soluzioni.
Esercizi relativi alle diluizioni delle soluzioni.
Laboratorio:
Preparazione di soluzioni acquose a titolo noto per pesata
del soluto e per diluizione di soluzioni concentrate.
Verifiche: modalità e descrizione
Prove strutturate e/o semistrutturate. Eventuali verifiche orali.
UDA 2: Reazioni chimiche e nomenclatura
Prerequisiti
Differenza tra trasformazioni fisiche e chimiche. Legge di Lavoisier. La mole. La concentrazione delle
soluzioni. Legami chimici intramolecolari.
Unità didattica 1: Le reazioni chimiche
Ore
8
Periodo
Ottobre – novembre
Obiettivi specifici
Argomenti
Saper scrivere le reazioni
chimiche in termini di
reagenti e prodotti.
Saper descrivere e
Teoria:
Reazioni chimiche: reagenti e prodotti.
Tipi di reazioni chimiche: sintesi, decomposizione, scambio
(semplice e doppio).
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Programmazione didattica
riconoscere le
manifestazioni di una
reazione chimica.
Saper classificare e
riconoscere le reazioni di
sintesi, decomposizione, e
scambio (semplice e doppio).
Saper bilanciare
correttamente le reazioni.
Saper scrivere le formule dei
prodotti di una reazione di
doppio scambio.
Saper individuare in una
reazione di doppio scambio il
composto precipitato.
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe 2ACa
Esercizi di riconoscimento delle varie tipologie di reazioni ed
esercizi di previsione dei prodotti che si formano in una
reazione di scambio.
Bilanciamento di una reazione chimica.
Esercizi di bilanciamento.
Laboratorio:
I sintomi di una reazione chimica (manifestazioni
osservabili).
Tipi di reazioni chimiche (reazione di sintesi o combinazione,
di decomposizione o analisi,di scambio semplice o
spostamento, di scambio o di doppio scambio).
Reazioni di doppio scambio: reazioni fra ioni in soluzione
acquosa con formazione di precipitati.
Unità didattica 2: Il calcolo stechiometrico
Ore
8
Periodo
Novembre – dicembre
Obiettivi specifici
Argomenti
Conoscere il significato dei
coefficienti numerici in una
reazione chimica bilanciata.
Saper svolgere semplici
calcoli in base alla
stechiometria della reazione
anche in presenza di un
reagente limitante.
Saper determinare la
quantità di un composto
molecolare ottenuto da
una reazione di
precipitazione; saper
determinare la resa e
l’errore relativo percentuale
commesso.
Teoria:
Significato dei coefficienti stechiometrici di una reazione
bilanciata: rapporti stechiometrici e rapporti ponderali.
Esercizi applicativi sui rapporti stechiometrici e ponderali
Concetto di reagente limitante e di reagente in eccesso.
Esercizi per l’individuazione del reagente limitante.
Esercizi sui rapporti ponderali in presenza di un reagente
limitante.
Laboratorio:
Analisi chimica quantitativa:determinazione gravimetrica
dell’ossido rameico con calcolo della resa e dell’errore
relativo percentuale.
Unità didattica 3: La nomenclatura
Ore
6
Periodo
Dicembre
Obiettivi specifici
Argomenti
Sapere cosa rappresenta il
numero di ossidazione e
saperlo assegnare ad ogni
elemento combinato.
Conoscere la classificazione
Teoria:
Il numero di ossidazione: definizione e regole per la sua
attribuzione.
Categorie
di
composti
chimici
della
nomenclatura
tradizionale: ossidi, anidridi, idrossidi, idracidi, ossiacidi e
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Programmazione didattica
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe 2ACa
delle principali classi dei
sali ( binari e ternari).
composti inorganici.
Regole per l’attribuzione del nome tradizionale alle varie
Saper ricavare la formula del categorie di composti chimici.
composto dal nome
Esercizi per l’identificazione della categoria di appartenenza
tradizionale e viceversa.
di un composto.
Esercizi per l’assegnazione del nome tradizionale alla
formula di un composto e viceversa.
Cenni alla nomenclatura IUPAC
Verifiche: modalità e descrizione
Prove strutturate e/o semistrutturate. Eventuali verifiche orali.
UDA 3: I fattori che governano le reazioni chimiche
Prerequisiti
Conoscere che le reazioni chimiche comportano rottura e formazione di legami. Saper interpretare un
grafico.
Unità didattica 1: Il fattore energetico nelle reazioni chimiche
Ore
8
Periodo
gennaio
Obiettivi specifici
Conoscere il concetto di
sistema ed ambiente , di
entalpia e di entropia.
Saper riconoscere se una
reazione è endotermica o
esotermica dalla variazione
di H.
Saper predire il segno di ∆S
in un processo fisico o
chimico.
Saper interpretare i grafici
che rappresentano la
variazione di energia nel
corso di una reazione
chimica.
Conoscere l’equazione di
Gibbs e saperla collegare alla
spontaneità delle reazioni.
Saper determinare il calore
di reazioni di
neutralizzazione acido – base
e di dissociazione.
Argomenti
Teoria:
Sistema ed ambiente.
Definizione di entalpia(H); trasformazioni endotermiche ed
esotermiche con costruzione di grafici energia/coordinata di
reazione;variazione di entalpia (∆H) nelle trasformazioni
endo ed esotermiche.
Definizione di entropia (S) e semplici esempi di variazione di
entropia (∆S) in trasformazioni fisiche e in trasformazioni
chimiche.
Equazione di Gibbs e condizioni di spontaneità di una
reazione.
Laboratorio:
Trasformazioni
esotermiche
ed
endotermiche:
determinazione del calore molare di dissociazione e di
neutralizzazione.
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Programmazione didattica
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe 2ACa
Unità didattica 2: La velocità delle reazioni chimiche
Ore
9
Periodo
Febbraio
Obiettivi specifici
Argomenti
Saper definire la velocità di
reazione e conoscere i
fattori che la influenzano.
Conoscere la teoria cinetica
degli urti tra particelle.
Conoscere il significato di
energia di attivazione ed il
suo ruolo sulla velocità di
reazione.
Saper interpretare un grafico
che rappresenta la
variazione di energia nel
corso di una reazione.
Saper mettere in relazione la
velocità di una reazione
chimica con i fattori che la
influenzano.
Teoria:
Definizione di velocità di reazione in relazione alla variazione
nel tempo della concentrazione delle specie chimiche
partecipanti alla reazione.
Teoria delle collisioni e degli urti efficaci e concetto di
energia di attivazione.
Fattori che influiscono sulla velocità di reazione: natura dei
reagenti, stato di suddivisione, concentrazione, temperatura
e catalizzatori.
Laboratorio:
Studio della velocità di
concentrazione dei reagenti.
Studio della velocità di
temperatura.
reazione:
influenza
della
reazione:
influenza
della
Unità didattica 3: L’equilibrio chimico
Ore
9
Periodo
Marzo
Obiettivi specifici
Argomenti
Conoscere il significato di
equilibrio chimico e della
costante di equilibrio.
Saper esprimere ed
interpretare la costante di
equilibrio Keq.
Conoscere e saper
interpretare il principio di Le
Chatelier, prevedendo lo
spostamento dell’equilibrio in
seguito a variazioni di
concentrazione e di
temperatura e il
cambiamento della Keq per
effetto della temperatura.
Teoria:
Concetto di equilibrio dinamico; legge di azione di massa e
Keq; significato del valore numerico della Keq.
Il principio di Le Chatelier.
Fattori che spostano l’equilibrio: concentrazione e
temperatura; variazione del valore numerico della Keq per
variazioni di temperatura.
Laboratorio:
Reazioni reversibili ed equilibrio chimico; studio di una
reazione all’equilibrio chimico e valutazione dell’influenza
della variazione della concentrazione dei reagenti (principio
di Le Chatelier).
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Programmazione didattica
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe 2ACa
Saper riconoscere
l’instaurarsi dell’equilibrio
chimico e valutare le
modificazioni del sistema
per variazioni di
concentrazione delle specie
reagenti.
Verifiche: modalità e descrizione
Prove strutturate e/o semistrutturate. Eventuali verifiche orali.
UDA 4: Le reazione acido – base e di ossidoriduzione
Prerequisiti
Concetto di equilibrio chimico e significato della Keq.
I calcoli stechiometrici. Il numero di ossidazione.
Concentrazioni delle soluzioni.
Unità didattica 1: Le reazioni acido - base
Ore
12
Periodo
Marzo - aprile
Obiettivi specifici
Argomenti
Conoscere le definizioni di
sostanza acida o basica
secondo le teorie di
Arrhenius e di Brönsted –
Lowry.
Conoscere il concetto di
coppia coniugata acido –
base.
Conoscere l’espressione
della Ka degli acidi e della
Kb delle basi.
Saper riconoscere la
dissociazione di un acido da
quella di una base e
scrivere le relative
espressioni di Ka e Kb.
Saper stabilire la forza di un
acido o di una base
attraverso i valori di Ka e Kb.
Conoscere il processo di
Teoria:
Definizioni di acido e di base di Arrhenius e di BrönstedLowry. Concetto di coppia coniugata acido base. Espressione
e significato della Ka degli acidi e della Kb delle basi.
Il processo di ionizzazione dell’acqua e il suo prodotto
ionico, significato della Kw. Definizione di pH; calcolo del pH
dell’acqua pura; la scala del pH; calcolo del pH di soluzioni a
concentrazione nota di ioni H+ oppure di ioni OH-;calcolo del
pH di soluzioni a concentrazione nota di un acido forte o di
una base forte. Gli indicatori acido/base: definizione,
funzionamento e intervallo di viraggio.
Definizione di titolazione acido/base, calcoli relativi ad una
titolazione acido forte/base forte con costruzione del grafico
pH/volume di titolante aggiunto
Laboratorio:
Indicatori acido – base: determinazione del pH di alcune
soluzioni con l’uso di diversi indicatori.
Analisi chimica quantitativa volumetrica: titolazioni acido
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Programmazione didattica
ionizzazione dell’acqua e il
suo prodotto ionico.
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe 2ACa
forte – base forte.
Conoscere la definizione di
pH.
Saper eseguire semplici
calcoli utilizzando la
relazione del pH.
Saper calcolare il pH di una
soluzione di un acido forte e
di una base forte.
Conoscere il concetto ed il
funzionamento degli
indicatori di pH.
Saper determinare il pH di
soluzioni acquose con l’uso
di indicatori.
Conoscere il concetto di
titolazione acido – base, di
punto equivalente in una
titolazione e l’andamento
della curva di titolazione
acido forte – base forte.
Saper eseguire ed analizzare
quantitativamente le reazioni
di neutralizzazione tra un
acido forte ed una base
forte.
Unità didattica 2: Le reazioni di ossido riduzione
Ore
14
Periodo
Maggio - giugno
Obiettivi specifici
Conoscere le reazione di
ossido-riduzione basate sullo
scambio di elettroni fra
specie chimiche.
Saper riconoscere una
reazione di ossido riduzione
individuando la specie che si
ossida e quella che si riduce.
Saper bilanciare semplici
reazioni di ossido riduzione.
Conoscere la scala dei
potenziali di riduzione
standard.
Saper osservare ed
analizzare le reazioni che
avvengono fra metalli
Argomenti
Teoria:
Riconoscimento
di
una
reazione
red-ox
mediante
l’assegnazione dei numeri di ossidazione.
Definizione di: ossidazione, riduzione, ossidante e riducente.
Bilanciamento di semplici reazioni red-ox
Concetto di potenziale di riduzione e scala dei potenziali di
riduzione standard.
Le pile: schema di funzionamento con individuazione di
anodo e catodo, red-ox complessiva della pila e f.e.m.
Le celle di elettrolisi: schema di funzionamento con
individuazione di anodo, catodo e red-ox globale che si
svolge nella cella.
Laboratorio:
Reazioni di ossidoriduzione fra metalli e ioni metallici:
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Programmazione didattica
immersi in soluzione e gli
ioni metallici presenti.
Saper costruire a livello
qualitativo una piccola scala
di riduzione.
Conoscere il funzionamento
di celle elettrochimiche (pile)
e di celle elettrolitiche e
comprendere i processi che
vi avvengono.
Saper costruire dispositivi
che trasformano l’energia
chimica in energia elettrica.
SCIENZE INTEGRATE: Chimica e Laboratorio
Classe 2ACa
tendenza degli elementi ad ossidarsi e degli ioni metallici a
ridursi; costruzione scala di riduzione delle specie
analizzate.
Costruzione della pila Daniell e di altre pile elettrochimiche:
misura della tensione generata, calcolo della forza
elettromotrice e scrittura della pila.
Elettrolisi dell’acqua acidulata (con voltametro di Hoffmann)
e di altre soluzioni.
Verifiche: modalità e descrizione
Prove strutturate e/o semistrutturate. Eventuali verifiche orali.
Metodologie
Lezione frontale
Risoluzione di esercizi alla lavagna e in gruppi
Esperienze pratiche di laboratorio sia dimostrative a cattedra che di lavoro in gruppo
Compilazione schede di raccolta e rielaborazione dati con discussione dei risultati
Proiezione di filmati
Verifiche: tipologia e numero prove
Verifiche basate su : domande aperte, test a risposta multipla, quesiti vero/falso, a
completamento, corrispondenze, risoluzione di problemi, interrogazioni orali, esercitazioni
in classe con valutazione.
Minimo 2 verifiche nel trimestre e 3 nel pentamestre.
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