Wykadzanie beczek siarką

Poprawna odpowiedź

I  - tak

II - nie

III - nie

IV - tak

Wymaganie ogólne

1.1 Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno – komunikacyjnych.
2.1 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych;
2.2 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń zna związek właściwości różnorodnych substancji z ich zastosowaniami i ich wpływ na środowisko naturalne;

Wymaganie szczegółowe

6.3 Kwasy i zasady. Uczeń planuje i/lub wykonuje doświadczenia, w wyniku których można otrzymać wodorotlenek, kwas beztlenowy i tlenowy (np. NaOH, Ca(OH)2, Al(OH)3, HCl, H2SO3)/ zapisuje odpowiednie równania reakcji.
6.4 Kwasy i zasady. Uczeń opisuje właściwości i wynikające z nich zastosowania niektórych wodorotlenków i kwasów.

Komentarz

Zadanie dotyczy znanych uczniom reakcji chemicznych – powstawania tlenku siarki(IV) z siarki i kwasu siarkowego(IV) z wspomnianego tlenku. Przedstawia ono wykorzystanie tych przemian w przemyśle winiarskim do dezynfekcji beczek w procesie zwanym „wykadzaniem siarką”.

Na podstawie pozbawionego chemicznych pojęć opisu, uczeń ma wybrać równania reakcji, które zachodzą w trakcie opisanego w zadaniu procesu. Aby dobrze rozwiązać to zadanie, uczeń musi uzmysłowić sobie, że w czasie palenia się siarki powstaje tlenek siarki(IV), który w kontakcie z wodą obecną w wilgotnych beczkach przekształca się w kwas siarkowy(IV). Podczas rozwiązywania zadania uczeń musi wykazać się umiejętnością tłumaczenia informacji tekstowych na język chemiczny z użyciem równań i symboli chemicznych.

Jak odpowiadali uczniowie

 Zadanie zostało zbadane na grupie 195 uczniów z III klasy gimnazjum. Okazało się, że jest ono dla uczniów trudne - tylko 33,9% z nich wykonało je prawidłowo. Nie zróżnicowało ono także uczniów. W całym zadaniu i w żadnym z podpunktów, w sześciu grupach uczniów uporządkowanych według wzrastającej liczby uzyskanych punktów w całym teście, nie następował procentowy wzrost właściwych odpowiedzi.

 W poniższej tabeli przedstawiono rozkład procentowy odpowiedzi uczniów:

 Aby poprawnie ocenić równanie reakcji w punkcie I uczeń musi wiedzieć, że podczas palenia się siarki zachodzi reakcja z tlenem i że w jej wyniku powstaje tlenek siarki(IV). W zadaniu posłużono się sformułowaniem „zapalony kawałek siarki”. Uczeń, który wiedzę o właściwościach siarki czerpał tylko z informacji tekstowych mógł nie skojarzyć, że podczas palenia się siarki zachodzi znana mu przemiana opisywana wyrażeniem „spalanie siarki”.

Jeśli jednak gimnazjalista widział doświadczenie, w którym spalano siarkę, to nie powinien mieć problemów z interpretacją sformułowania „zapalony kawałek siarki”. Innym problemem dla uczniów mogła być ocena, czy reakcja będzie zachodziła, jeśli beczka zostanie zamknięta. Możliwe, że część gimnazjalistów stwierdziła, że reakcja ustała z powodu braku powietrza (tlenu), zapominając, że beczka była nim wypełniona.

Ocena równania reakcji w punkcie II sprawiła uczniom najwięcej trudności. Zaprezentowane tu równanie reakcji syntezy siarkowodoru z pierwiastków mogło być uczniom znane jako przykład otrzymywania kwasu beztlenowego. Prawdopodobne też jest, że uczniowie, którzy w tym pytaniu zaznaczyli TAK, wskazywali przytoczone równanie reakcji ze względu na to, że wśród substratów była siarka. Ci, którzy pamiętali, jakie produkty powstają podczas spalania siarki, zapewne odpowiadali NIE na to pytanie.

Większość uczniów poradziła sobie dobrze z oceną równania reakcji w punkcie III. Te osoby, które wybierały odpowiedź TAK mogły kierować się tytułem procesu: „wykadzanie siarką” i pomyśleć, że czynnikiem „aktywnym” podczas dezynfekcji beczek jest siarka. Możliwe zatem, że uczniowie wskazywali równanie III ze względu na obecność siarki w produktach reakcji, zignorowali opis procesu albo nie umieli go zinterpretować.

Uczniowie, którzy dobrze ocenili równanie reakcji w punkcie IV musieli wiedzieć, że w czasie palenia się siarki powstaje tlenek siarki(IV), z którego pod wpływem wody zawartej w klepkach beczki powstaje kwas siarkowy(IV). Trudnością dla ucznia mogło być uzmysłowienie sobie, że wilgoć oznacza obecność wody. Mogło się też zdarzyć, że uczniowie przeoczyli informację o wilgoci panującej w beczce.

Zadanie można wykorzystać na lekcji podczas omawiania zastosowań kwasów bądź podsumowywania działu „Kwasy”. Przy okazji nauczyciel powinien zwrócić uwagę na fakt, że potoczne nazwy procesów i zjawisk nie zawsze dobrze odzwierciedlają rzeczywistość.

Słowa kluczowe