ITIS e Liceo S. T. “E. Molinari “ – Milano-
a.s. 2010-11
Triennio Liceo scientifico tecnologico
Il programma segue le indicazioni ministeriali del Progetto Brocca (1990).
L’educazione chimica al triennio promuove e sviluppa
la crescita culturale attraverso lo studio dell’apporto della scienza chimica all’evoluzione delle conoscenze umane e allo sviluppo della società moderna
l’acquisizione di specifici strumenti di interpretazione e di orientamento nella realtà quotidiana e nel mondo circostante.
la comprensione del ruolo essenziale delle ipotesi e della funzione indispensabile degli esperimenti, mettendo in luce i procedimenti caratteristici di una scienza sperimentale
Obiettivi di carattere comportamentale:
Potenziare le capacità logiche e linguistiche, attuando una stretta correlazione tra fare e pensare
Comprendere il rapporto esistente tra matematica e scienza sperimentale
Comprendere la connotazione storico-critica dei fondamentali nuclei concettuali del pensiero chimico
Obiettivi di carattere cognitivo:
- Acquisire consapevolezza che gran parte dei fenomeni macroscopici consiste nelle trasformazioni chimiche
- Comprendere i concetti e i procedimenti che stanno alla base degli aspetti chimici delle trasformazioni naturali e tecnologiche
- Conoscere le leggi della chimica e i suoi modelli di interpretazione della realtà per correlare la struttura delle sostanze alle loro proprietà.
- Conoscere i concetti e le nozioni essenziali per comprendere le basi chimiche della vita
Struttura del percorso formativo modulare
Il programma è articolato in un percorso modulare annuale che è stato progettato in base alle seguenti considerazioni.
Ÿ Per ogni Modulo il programma è suddiviso in Unità didattiche ben definite,
sufficientemente piccole,
per favorire i tempi individuali di apprendimento.
Ÿ Gli obiettivi intermedi sono enunciati chiaramente affinché lo studente sia consapevole di quanto gli viene richiesto alla fine di ogni Unità didattica, in termini di conoscenze (concetti e nozioni) e competenze (abilità operative nell’esecuzione di esercizi e/o attività di laboratorio)
Ÿ Le metodologie didattiche utilizzate comprendono: lezioni frontali con uso del libro di testo, di lucidi, di video, ricerche in biblioteca e in internet, esercitazioni di laboratorio,
Ÿ Per organizzare le attività di recupero occorre realizzare verifiche formative (non finalizzate al voto) che possono essere di vario tipo: esercizi in classe, microverifiche individuali orali, test scritti a risposta chiusa, compiti a casa ecc. In base ai risultati si programma il recupero che può essere svolto al mattino in aula (o in laboratorio) con tutta la classe o con una parte , (esercizi alla lavagna, lavori di gruppo ecc.) e/o al pomeriggio con un numero limitato di studenti.
Ÿ Per la valutazione finale che permette la certificazione delle conoscenze e delle competenze, alla fine di ogni Unità e/o di ogni Modulo, dopo tutti gli interventi di recupero, vengono proposte verifiche sommative sugli obiettivi ritenuti fondamentali. Le verifiche possono essere : test scritti a risposta chiusa o aperta, prove di laboratorio, interrogazioni orali, valutazione del quaderno di laboratorio, relazioni di laboratorio svolte in classe ecc. Nel caso in cui uno studente abbia raggiunto la completa padronanza di una Unità si può passare alla seguente, nel caso contrario occorre riattivare lo studente con interventi supplementari di recupero.
Ÿ Alla fine di ogni quadrimestre è prevista un’interrogazione orale su tutto il programma svolto.
Ore settimanali: 3 di cui 2 di laboratorio
MODULO 1: CALCOLI
STECHIOMETRICI DI BASE
Unità didattica 1:
ripasso e
approfondimento della parte stechiometrica affrontati nel corso del biennio
Ø
Lab: Determinazione
sperimentale del n° di Avogadro
Ø
Lab: Preparazione di soluzioni con
calcoli relativi
Ø Lab: Reazioni di precipitazione con valutazione della resa teorica e della resa sperimentale per pesata
MODULO 2: TEORIA ATOMICA E
MOLECOLARE
Unità didattica 2:
Struttura di atomi e molecole in base alla teoria
degli orbitali
Ø Lab: Saggio alla fiamma (correlato alla trattazione teorica dell'atomo di Bohr
Ø Lab: Lampade spettrali
Ø Lab.:Prove di miscibilità e solubilità (correlazione con struttura molecolare)
MODULO 3:
PREREQUISITI DI CHIMICA GENERALE
- Definizione di velocità di reazione
- Fattori sperimentali che influenzano la velocità di reazione
- Cenni alla teoria delle collisioni
- Energia di attivazione e diagrammi: energia/coordinate di reazione
- Catalizzatori
Ø
Lab. Studio dei parametri
(temperatura, concentrazione e catalizzatori) che regolano la cinetica di una
reazione (reazione ossalato-permanganato)
Unità didattica 4:
basi concettuali dell'equilibrio chimico
Introduzione del concetto di reazioni reversibili
· Introduzione del concetto di equilibrio chimico dinamico: significato della costante di reazione come momento di equilibrio tra la velocità diretta e inversa di una reazione
Unità didattica 5: Acidi e basi
·
Correlazione tra struttura e acidità in un
composto inorganico e organico (es acidi carbossilici
e ammine)
·
Significato della costante acida e basica
·
Acidi e basi secondo Arrenius e Brönsted
·
Calcolo del pH di acidi e basi forti e deboli
Ø
Lab.: preparazione di soluzioni di acidi e basi forti e deboli e
determinazione sperimentale del pH
· Reazioni acido base con composti organici e spostamento dell'equilibrio in base alla forza degli acidi e delle basi coinvolti,
· reazione di idrolisi dei sali
Ø
Lab.: prove sperimentali sul pH
di sali e reazione di idrolisi
MODULO 4 : INTRODUZIONE AI COMPOSTI ORGANICI
Unità didattica 6:
struttura e
nomenclatura dei composti organici
· Polarità e apolarità di molecole organiche correlazione con il legame intermolecolare e lo stato fisico delle sostanze
· Struttura di ioni inorganici e organici (carbocationi, carbanioni)
· Introduzione alla chimica organica : struttura di alcani, alcheni e alchini e caratteristiche chimico-fisiche
· La nomenclatura IUPAC nelle molecole organiche: principali gruppi funzionali alifatici: alcani, alcheni, alcol aldeidi e chetoni, ammine, acidi carbossilici, esteri e ammidi
· Struttura dei principali composti organici
Tecniche di base nel
laboratorio di chimica organica
¨
Utilizzo di testi e dell'etichette
di un composto organico per ricavare le informazioni su massa molecolare, punto
di fusione e ebollizione purezza ecc.
¨ Purificazione di un composto organico mediante solubilizzazione a caldo e precipitazione a freddo e successiva filtrazione (tecniche di filtrazione semplice e in aspirazione con pompa a vuoto )
¨ Determinazione del punto di fusione di un composto organico
¨ Applicazione dei concetti di solubilità e miscibilità ai processi di estrazione
Reazione acido-base
¨ Estrazione dell’acido benzoico in una soluzione acquosa mediante salificazione con NaOH e successiva precipitazione in ambiente acido
La valutazione degli studenti verrà effettuata mediante test a risposta aperta e esercizi di problem solving , interrogazioni individuali e discussioni in classe.
Allo studente verrà richiesto di riportare ogni esperienza pratica svolta su un quaderno di laboratorio che costituirà materiale di valutazione, l'attività di laboratorio permetterà inoltre di verificare il livello di autonomia raggiunto nell'organizzazione del lavoro pratico e la capacità di lavoro in gruppo.
N.B Si prevede di ultimare la trattazione della parte di chimica organica, in particolare le principali classi di reazione nel corso del quarto anno.
Per quanto riguarda il modulo relativo al calcolo stechiometrico la risoluzione di problemi più complessi sulla costante di equilibrio sistemi tampone e Kps sono rimandati al quarto anno.
Le modificazioni del programma di chimica del terzo anno con lo spostamento di parte del programma di organica al quarto anno si rendono necessarie per due ragioni fondamentali:
1) risulta molto difficile spiegare aspetti della reattività dei composti organici senza aver sviluppato il concetto di costante di equilibrio di acidi e basi e ossido-riduzione
2) dal momento che nel corso del quinto anno viene sviluppato il modulo di biochimica e alcuni metodi spettrofotometrici (uv/visibile ed ir) risulta più semplice per lo studente recuperare le nozioni base di chimica organica se vengono affrontate nell’anno immediatamente precedente.