Metodologie/ Strumenti. Verifiche. UD 0: Cinetica chimica

ASSE

SCIENTIFICO-TECNOLOGICO A.S. 2021/2022

DISCIPLINA

CHIMICA ANALITICA e STRUMENTALE

DOCENTI

MIGLIOZZI ANNA, CLAUDIA MAZZALI

SECONDO

BIENNIO

CLASSE 3 SEZIONE S

articolazione BIOTECNOLOGIE SANITARIE

Competenze

Abilità Conoscenze Tempi Metodologie/

Strumenti Verifiche

*

• Calcolare la velocità media di reazione rispetto ad un

reagente o ad un prodotto e la velocità media unica

• Interpretare i fattori che influenzano la velocità di reazione sulla base della teoria degli urti e della teoria dello stato di transizione

• Scrivere la legge cinetica di una reazione sulla base dei dati sperimentali

• Ipotizzare il meccanismo sulla base della legge cinetica

U.D. 1

- Calcolare l’entalpia standard di reazione tramite i valori tabulati delle entalpie standard di formazione

- Calcolare l’entalpia standard

UD 0: Cinetica chimica

• La velocità di reazione

• La velocità istantanea

• La velocità media unica

• L’equazione cinetica

• I fattori che influiscono sulla velocità di reazione : natura dei reagenti, la concentrazione dei reagenti, la superficie di contatto, la temperatura

• Le teoria degli urti

• L’energia di attivazione e la teoria del complesso attivato

• Il meccanismo di reazione

Laboratorio :

• I fattori che influenzano la velocità di reazione

U.D. 1

Termodinamica

- Calore, lavoro ed energia interna del sistema;

- Prima legge della termodinamica;

TRI

MESTRE Metodologia Lezioni frontali

lezioni colloquio Attività di laboratorio Esperimenti dimostrativi Lavori di gruppo

(cooperative learning) Lavori di ricerca individuale e/o a gruppi Problem solving

Materiali e sussidi didattici

Libro di testo, appunti, dispense.

Teoria

- Verifiche scritte programmate con domande a risposta aperta e/o domande a scelta multipla - Risoluzione di esercizi e problemi

- Interrogazioni orali - Interventi spontanei o sollecitati durante le lezioni - Riordino degli appunti ed esecuzione degli esercizi assegnati

Laboratorio

- comportamento dell’allievo durante le prove di laboratorio (impegno,consapevolezza,spirit o di collaborazione, efficacia esecutiva)

- relazioni di laboratorio

- saggi brevi relativi alle prove di laboratorio

- verifiche scritte con domande a risposta aperta o a scelta multipla sull’attività pratica svolta

di reazione tramite le entalpie standard di combustione - Calcolare il ΔH dal valore di ΔU e viceversa

- Calcolare l’entropia standard di reazione tramite i valori tabulati dell’entropia standard molare

- Calcolare l’energia libera standard di reazione tramite i valori tabulati dell’energia libera standard di formazione - Applicare la legge di Hess per il calcolo di ΔU, ΔH, ΔS e ΔG

- Prevedere la spontaneità delle reazioni

U.D. 2

- Descrivere la situazione d’equilibrio a livello

- Trasferimento del calore a pressione costante;

- Entalpia di reazione;

- Relazione tra H e U;

- Entalpia standard di reazione;

- Legge di Hess;

- Entalpia standard di combustione;

- Entalpia standard di formazione;

- Entropia e disordine;

- Seconda legge della termodinamica;

-Terza legge della termodinamica;

- Entropia standard molare e standard di reazione;

- Energia libera di Gibbs;

- G e spontaneità delle reazioni.

Laboratorio:

- Reazioni endotermiche ed esotermiche: dissoluzione in acqua di NaCl, NaOH, potassio nitrato e ammonio cloruro.

- Calcolo calore di reazione ed entalpia di reazione tra NaOH e HCl con calorimetro e studio della legge di Hess.

U.D. 2

Equilibrio chimico

PENTA- MESTRE

Strumentazione/lezioni di laboratorio.

Metodi e procedimenti relativi all'attività di laboratorio

Audiovisivi

macroscopico - Interpretare a livello microscopico l’equilibrio dinamico

- Calcolare la costante d’equilibrio di una reazione - Calcolare la concentrazione delle specie all’equilibrio - Valutare il grado di

completezza di una reazione per mezzo della costante d’equilibrio

- Saper stabilire la direzione in cui avanza la reazione, confrontando il valore del quoziente di reazione (Q)con quello della costante di equilibrio

- Utilizzando il principio di LeChatelier, prevedere l’effetto della variazione di

concentrazione, temperatura e pressione su un sistema in equilibrio

- Saper verificare

sperimentalmente l’effetto dei fattori che influenzano l’equilibrio chimico di una reazione

U.D. 3

- Calcolare la solubilità tramite il prodotto di solubilità e

- La reversibilità delle reazioni;

- Legge d’azione delle masse;

- La costante di equilibrio delle miscele gassose;

- La costante di equilibrio nei sistemi eterogenei;

- Costanti di equilibrio e Termodinamica;

- Relazione tra Kc e Kp;

-Grado di avanzamento della reazione;

- Il quoziente di reazione (Q) e il verso di svolgimento della reazione;

- I fattori che influenzano l’equilibrio chimico:

temperatura, pressione, volume, concentrazione;

- Principio di Le Chatelier:

- Interpretazione dei fattori che influenzano l’equilibrio

mediante il principio di Le Chatelier;

Laboratorio:

- Problem solving sul concetto di Equilibrio Chimico;

- Verifica del principio di Le Chatelier: nitrato ferrico + potassio tiocianato.

- Studio equilibrio tra biossido di azoto e tetraossido di diazoto.

U.D. 3

Equilibri di solubilità

- Il prodotto di solubilità (Kps);

- La relazione tra solubilità e

viceversa

- Calcolare la solubilità in presenza dello ione comune - Calcolare il Q

- Pevedere se si forma il precipitato, confrontando il Qps con il Kps

U.D. 4

- Definire gli acidi e le basi secondo le teorie acido-base di Arrhenius, di Bronsted- Lowry e di Lewis

- Scrivere le reazioni acido- base

- Nota la concentrazione di H3O+ saper ricavare quella di OH-

- Scegliere per ogni titolazione l’indicatore adatto , il pH e il pOH

- Calcolare la quantità di acido o di base in una soluzione incognita tramite i dati di una titolazione acido-base

- Distinguere dal punto di vista qualitativo se in soluzione acquosa una specie reagisce acida, basica o neutra - Calcolare il pH di soluzioni

prodotto di solubilità;

- L’effetto dello ione comune sulla solubilità;

- Il Quoziente di reazione;

Laboratorio:

- Determinazione del Kps dell’argento acetato;

U.D. 4

Teoria acido-base

- Gli acidi e le basi secondo Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis;

- La forza degli acidi e delle basi;

- Gli acidi e le basi poliprotici;

- Ossidi acidi, basici e anfoteri;

- L’autoprotolisi dell’acqua e la costante di autoprotolisi (Kw);

- La dipendenza della costante di autoprotolisi dell’acqua dalla temperatura;

- La concentrazione degli ioni H3O+ in acqua pura e nelle soluzioni neutre, acide e Basiche;

- La scala del pH;

- Il pH dell’acqua pura e il pH di soluzioni neutre, acide e basiche;

- La relazione tra pH e pOH - Le costanti di acidità e di basicità (Ka e Kb)

- La relazione Ka e Kb;

- Il calcolo del pH di soluzioni

acquose di acidi forti e deboli, di basi forti e deboli, di acidi deboli poliprotici

- Prevedere e calcolare il pH di soluzioni acquose di sali - Conoscere la differenza fra tampone acido e tampone basico

- Eseguire i calcoli del pH di tamponi

- Eseguire i calcoli per verificare il ΔpH dopo l’aggiunta alle soluzioni tampone di acidi o basi forti

acquose di acidi e basi forti, acidi e basi deboli di una coppia coniugata acido-base;

- Il calcolo del pH di acidi e basi poliprotici;

- La struttura molecolare e la forza degli acidi;

- Il pH delle soluzioni saline:

idrolisi acida e basica;

- Il calcolo del pH di soluzioni di sali che danno idrolisi;

- Le soluzioni tampone;

-Tamponi acidi e basici;

- Le reazioni nelle soluzioni tampone;

- Il calcolo del pH delle soluzioni tampone;

- La preparazione delle soluzioni tampone;

- Il potere tampone;

- Titolazioni acido-base;

Laboratorio:

- Indicatori di pH dal cavolo rosso.

- Studio intervallo di viraggio di indicatori comuni;

- Determinazione pH di una soluzione di acido acetico;

- Titolazione acido forte con base forte con indicatore e pHmetro e costruzione curva di titolazione;

- Titolazione acido debole con base forte: studio grafico della zona tampone.

- Determinazione acidità totale di un aceto commerciale.

U.D. 5

- Spiegare come avvengono le reazioni redox

- Riconoscere gli agenti ossidanti e riducenti - Bilanciare le reazioni di ossidoriduzione

- Saper leggere e prevedere la spontaneità di una redox - Saper costruire una pila e sape calcolare la sua f.e.m.

U.D. 5

Elettrochimica

- Ossidazione e riduzione;

- Agenti ossidanti e riducenti;

- Bilanciamento delle equazioni redox in forma ionica e

molecolare.

- Pila Daniell

- Scala dei potenziali standard di riduzione

*

COMPETENZE DISCIPLINARI

 Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle sue varie forme i concetti di sistema e di complessità

 Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza

 Essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate

 Essere consapevoli della correlazione esistente tra il mondo atomico e i metodi di analisi strumentale

 Cogliere le connessioni tra i tempi i costi economici e la sostenibilità ambientale delle analisi strumentali

COMPETENZE TRASVERSALI Asse dei Linguaggi

 Padroneggiare gli strumenti espressivi ed argomentativi indispensabili per gestire l’interazione comunicativa verbale in vari contesti;

 Leggere, comprendere ed interpretare testi scritti di vario tipo;

 Produrre testi di vario tipo in relazione ai differenti scopi comunicativi;

 Utilizzare una lingua straniera per i principali scopi comunicativi ed operativi.

Asse Matematico

 Utilizzare le tecniche e le procedure del calcolo aritmetico ed algebrico, rappresentandole anche sotto forma grafica

 Individuare le strategie appropriate per la soluzione di problemi;

 Analizzare dati e interpretarli sviluppando deduzioni e ragionamenti sugli stessi anche con l’ausilio di rappresentazioni grafiche, usando

 consapevolmente gli strumenti di calcolo e le potenzialità offerte da applicazioni specifiche di tipo informatico Asse scientifico-tecnologico

 Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni appartenenti alla realtà naturale e artificiale e riconoscere nelle sue varie forme i concetti di

 sistema e di complessità;

 Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza;

 Essere consapevole delle potenzialità e dei limiti delle tecnologie nel contesto culturale e sociale in cui vengono applicate.

Asse storico-sociale

 Riconoscere le caratteristiche essenziali del sistema socio economico per orientarsi nel tessuto produttivo del proprio territorio.

COMPETENZE CHIAVE DI CITTADINANZA

Imparare ad imparare, Progettare, Comunicare, Collaborare e partecipare, Agire in modo autonomo e responsabile, Risolvere problemi, Individuare collegamenti e relazioni, Acquisire ed interpretare l’informazione.