Chemia

Wiązka zadań

„Oszronione” buty zimowe

Drukuj

Sugerowane przeznaczenie Praca na lekcji, Sprawdzian

Zadanie

Janek zauważył, że zimą często po powrocie do domu jego buty pozostawione przy kaloryferze pokrywają się białym nalotem.

Które z poniższych wyjaśnień najlepiej pasuje do opisanej sytuacji:

`square` A.  Para wodna z powietrza zamienia się w cząsteczki lodu i osadza na butach.

`square` B.  Para wodna skrapla się, zostawiając sól.

`square` C.  Woda odparowała z powierzchni butów, zostawiając cząsteczki lodu.

`square` D.  Woda odparowała z powierzchni butów, zostawiając sól.

Odpowiedź, podstawa programowa i omówienie zadania

Poprawna odpowiedź

D

Wymaganie ogólne

2.1 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych;

Wymaganie szczegółowe

1.3 Substancje i ich właściwości.Uczeń obserwuje mieszanie się substancji/ opisuje ziarnistą budowę materii/ tłumaczy, na czym polega zjawisko dyfuzji, rozpuszczania, mieszania, zmiany stanu skupienia/ planuje doświadczenia potwierdzające ziarnistość materii.
1.8 Substancje i ich właściwości. Uczeń opisuje proste metody rozdziału mieszanin i wskazuje te różnice między właściwościami fizycznymi składników mieszaniny, które umożliwiają ich rozdzielenie/ sporządza mieszaniny i rozdziela je na składniki (np. wody i piasku, wody i soli kamiennej, kredy i soli kamiennej, siarki i opiłków żelaza, wody i oleju jadalnego, wody i atramentu).

Komentarz

Umiejętnością badaną w tym zadaniu jest wyjaśnianie obserwowanych zjawisk. Zadanie opisuje znaną wszystkim sytuację z życia codziennego – po intensywnych opadach śniegu drogi i chodniki robią się śliskie i niebezpieczne, dlatego posypuje się je solą. Sól sprawia, że woda pod postacią śniegu zamarza w dużo niższej temperaturze niż standardowe 0°C, dzięki czemu śnieg nie zamienia się w twardą lodową pokrywę, a pługom śniegowym łatwiej go usunąć z powierzchni dróg. Niestety stosowanie soli ma też swoje mankamenty – nieusuwana z chodników mieszanina śniegu z solą zamienia się w szarą breję, przypominającą konsystencją mokry piach, która oblepia obuwie zimowe. Po wyschnięciu butów na ich powierzchni pozostaje biały osad soli. W zależności od rodzaju materiału, z którego zostało wykonane obuwie, ulega ono mniejszemu lub większemu zniszczeniu pod wpływem soli. Co więcej, mieszanina wody z solą ma silne właściwości korodujące, przez co uszkadza karoserie samochodów, a kiedy sól przedostanie się do gleby, powoduje tzw. suszę fizjologiczną u roślin (wysoka zawartość soli w glebie uniemożliwia roślinom pobieranie wody z gruntu, przez co zaczynają one chorować i w końcu usychają). Rozwiązując to zadanie, uczeń powinien znać właściwości wody i soli kuchennej oraz przejścia fazowe wody (parowanie-skraplanie, topnienie-krzepnięcie). Warto podkreślić, że zadanie to nie sprawdza wiadomości ucznia odnośnie do substancji stosowanych w zimie do posypywania ulic – uczeń może dojść do poprawnego rozwiązania drogą eliminacji.

Do poprawnego rozwiązania tego zadania uczeń powinien:

  • zauważyć, że gdyby osadem na butach były kryształki lodu z zamarzniętej pary wodnej, to rozpuściłyby się pod wpływem ciepła z kaloryfera, nie pozostawiając żadnych śladów (czysty lód nie zawiera nic prócz wody), a więc odpowiedź A jest błędna;
  • zauważyć, że para wodna to woda w stanie gazowym, a więc skraplając się, nie może pozostawiać innych substancji, np. soli (odpowiedź B jest błędna);
  • wiedzieć, że lód powstaje na skutek krzepnięcia wody, a parowanie wody oznacza przejście wody ze stanu ciekłego w stan gazowy – parę wodną (odpowiedź C jest również błędna);
  • wiedzieć, że mieszaninę wody z solą można oddzielić za pomocą odparowania, i wywnioskować, że po odparowaniu wody na powierzchni butów wytrąciła się sól, a zatem odpowiedź D jest odpowiedzią poprawną (pomóc może też wiedza, jak wygląda sól kuchenna czy też ta stosowana do posypywania dróg).

 Zadanie zostało zbadane na grupie 180 uczniów z klas III gimnazjum. W badaniu pilotażowym uzyskano następujące wyniki:

Odpowiedź Procent wyboru [%]
A 23,9
B 1,7
C 21,7
D* 51,7

Prawdopodobieństwo wybrania poprawnej odpowiedzi drogą losową wynosiło 25%. Zadanie okazało się dla uczniów raczej trudne – odpowiedź poprawną wskazało prawie 52% badanych uczniów. Najchętniej wybieranymi dystraktorami były odpowiedzi A i C – niemal co czwarty uczeń wybrał którąś z tych odpowiedzi. Z kolei najrzadziej wskazywanym dystraktorem była odpowiedź B – niecałe 2% uczniów uznało, że z pary wodnej wytrąca się sól.  

Uczniowie, którzy wybierali dystraktor A przypuszczalnie skojarzyli powstający na butach osad z procesem osadzania się szronu, np. na trawie w chłodne dni, natomiast nie zauważyli, że osad wytrącał się w cieple przy kaloryferze, a przecież lód musiałby się w takich warunkach rozpuścić. Z kolei uczniowie, którzy wybierali dystraktor C, nie do końca rozumieli przemiany fazowe wody – to znaczy, w jaki sposób powstaje para wodna i lód. Pocieszający jest fakt, że mało osób wybrało odpowiedź B – większość uczniów wiedziała, że ze skroplonej pary wodnej powstaje czysta woda, a nie sól. Tylko uczniowie najsłabsi wybierali ten dystraktor.

Zadanie podejmuje kwestie dobrze uczniom znane z życia codziennego, stanowi więc dobry materiał na sprawdzian lub lekcję powtórzeniową. Pozwala zdiagnozować poziom umiejętności uczniów w zakresie mieszanin substancji i przemian fazowych wody.


Utwór powstał w ramach projektu "Badanie jakości i efektywności oraz instytucjonalizacja zaplecza badawczego” współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego

"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl