PROGETTAZIONE DI DIPARTIMENTO PIANO DI LAVORO LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA E ANALISI APPLICATE CLASSE 3^ CONCIARIO

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PROGETTAZIONE DI DIPARTIMENTO PIANO DI LAVORO

LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA E ANALISI APPLICATE CLASSE 3^ CONCIARIO

Classe 3 A2 Disciplina: Laboratorio di Chimica Analitica ed Analisi applicate

A.S. 2019/2020 Docenti: prof. Cornale

Ore settimanali: 2 Libro di testo : A. Crea - “Principi di Chimica Analitica” - Zanichelli Obiettivi generali

Il lavoro di tutto l’anno scolastico sarà finalizzato a far acquisire agli studenti le seguenti competenze dell’asse scientifico-tecnologico che ciascun alunno dovrebbe possedere al termine del secondo biennio e del quinto anno:

1. acquisire i dati ed esprimere qualitativamente e quantitativamente i risultati delle osservazioni di un fenomeno attraverso grandezze fondamentali e derivate;

2. individuare e gestire le informazioni per organizzare le attività sperimentali;

3. gestire e controllare i processi tecnologici della lavorazione del cuoio in funzione della destinazione d’uso, a tutela dell’ambiente e del consumatore;

4. elaborare e gestire progetti chimici e biotecnologici relativi alla lavorazione del cuoio;

5. utilizzare la normativa tecnica per gestire il controllo di qualità dei prodotti chimici e dei cuoi a tutela dell’ambiente e del consumatore;

6. utilizzare i principali concetti relativi all'economia e all'organizzazione della filiera del cuoio nell’ambito del Made in Italy;

7. redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali;

In particolare, per quel che riguarda il terzo anno, verranno maggiormente sviluppate le competenze 1, 2, 5 e 7.

Moduli

1 - IL LABORATORIO DI CHIMICA ANALITICA - Settembre Prerequisiti

● Conoscenza dei termini tecnici e scientifici di base;

● Conoscenze di matematica di base.

Obiettivi

● Apprendere le norme di comportamento e le nozioni di base per lavorare in sicurezza in laboratorio;

● Lettura e interpretazione dell’etichettatura delle sostanze con simboli di pericolosità e frasi H,P (ex R,S);

● Conoscere la strumentazione e la vetreria di base del laboratorio (bilance, becher, beute, etc.);

● Uso del quaderno di laboratorio e stesura di una relazione tecnica.

Contenuti

● Regolamento di laboratorio e uso dei DPI (Dispositivi di protezione individuale);

● Sistema di etichettatura delle sostanze chimiche, pittogrammi, schede di sicurezza e frasi di rischio/sicurezza (H/P);

● Come effettuare una pesata corretta con le bilance tecniche e analitiche;

● Come rilevare i dati di un’esperienza in modo corretto e completo;

● Come produrre un elaborato tecnico: schema di stesura e descrizione delle parti principali.

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Competenze verificabili

● Saper utilizzare correttamente i DPI in laboratorio;

● Essere in grado di leggere e interpretare correttamente le etichette dei prodotti chimici;

● Riconoscere le informazioni importanti e necessarie all’uso delle sostanze presenti nelle relative schede di sicurezza;

● Saper redigere una completa e corretta relazione di laboratorio.

2 - REAZIONI CHIMICHE E STECHIOMETRIA - ottobre/novembre Prerequisiti

● Conoscenza della strumentazione di base utilizzata in laboratorio di chimica (bilancia tecnica, vetreria di base, etc);

● Nomenclatura dei composti chimici;

● Stechiometria e bilanciamento di massa delle reazioni.

Obiettivi

● Prevedere le quantità dei prodotti di una reazione chimica a partire dalle quantità dei reagenti, individuando il reagente limitante e il reagente in eccesso;

● Condurre una reazione chimica di precipitazione e recuperarne il prodotto tramite filtrazione ed essiccamento;

● Calcolare la resa percentuale di una reazione.

Contenuti

● Calcoli quantitativi con la stechiometria di reazione e sulla resa percentuale;

● Preparazione del materiale necessario alla reazione di precipitazione e realizzazione della stessa;

● Indicazioni operative per migliorare la granulometria e il recupero del precipitato tramite filtrazione a caldo su filtro a pieghe;

● Essiccamento in stufa e pesata con calcolo della resa.

● Determinare la quantità di prodotto che si forma a partire da quantità nota del reagente limitante;

● Preparare un filtro a pieghe e recuperare il precipitato di una reazione chimica;

● Pesare esattamente filtri e sostanze con la bilancia tecnica/analitica;

● Calcolare la resa teorica e la resa % di una reazione.

3 - LE SOLUZIONI - novembre/dicembre Prerequisiti

● Conoscenza della strumentazione di base utilizzata in laboratorio di chimica (bilancia tecnica, vetreria di base, etc);

● Stechiometria e bilanciamento di massa;

● Concetto di miscuglio, sostanza pura, soluzione;

● Uso di strumenti matematici come le proporzioni e le equazioni;

● Concetto di massa, volume e densità e delle relative unità di misura;

● Concetto di concentrazione e relative unità di misura.

Obiettivi

● Determinare la concentrazione di una soluzione ed esprimerla in un’appropriata unità di misura;

● Convertire la concentrazione di una soluzione nei diversi modi di esprimerla;

● Preparare soluzioni con il metodo della pesata e con il metodo delle diluizioni in maniera autonoma;

● Utilizzare correttamente la vetreria specifica per le misure di volume e la preparazione di soluzioni.

Contenuti

● Preparazione di una soluzione a concentrazione nota per pesata del soluto;

● Preparazione di soluzione a concentrazione nota tramite diluizione;

● Preparazione di miscele di soluzioni e calcolo della concentrazione risultante.

● Preparare con la dovuta precisione una soluzione a concentrazione nota;

● Calcolare la concentrazione di una miscela conoscendo i volumi e le concentrazioni delle soluzioni di partenza;

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● Saper utilizzare i giusti strumenti per il prelievo di volumi noti a seconda della necessità.

4 - L’EQUILIBRIO CHIMICO - dicembre/gennaio Prerequisiti

● Conoscenza della strumentazione finora utilizzata in laboratorio (vedi moduli precedenti);

● Stechiometria e bilanciamento delle reazioni.

Obiettivi

● Comprendere il significato termodinamico dell’equilibrio chimico, della costante di equilibrio e il suo utilizzo nell’ambito pratico.

● Eseguire esercitazioni sugli effetti delle perturbazioni sull’equilibrio chimico.

● Impostare il diagramma per calcolare la composizione di equilibrio.

Contenuti

● Reazioni chimiche dalle fasi iniziali all’equilibrio;

● Reazioni chimiche reversibili e irreversibili;

● Esperienze sui fattori che influenzano l’equilibrio chimico;

● Esperienza di laboratorio sull’effetto ione comune.

● Prevedere lo spostamento di una reazione al variare di: concentrazione di reagenti e prodotti, pressione, temperatura, effetto ione comune;

● Determinare sperimentalmente la costante di equilibrio di una reazione chimica in riferimento alle condizioni di lavoro.

5 - GLI EQUILIBRI ACIDO-BASE - febbraio/marzo Prerequisiti

● Conoscenza della strumentazione finora utilizzata in laboratorio (vedi moduli precedenti);

● Significato di costante di equilibrio Kc;

● Concentrazione e sue unità di misura;

● Bilanciamento e stechiometria delle reazioni;

● Nomenclatura degli acidi e delle basi;

● I logaritmi.

Obiettivi

● Preparare soluzioni acide, basiche e di sali a pH noto;

● Preparare soluzioni tampone a pH noto sia per miscelazione di acido/base coniugati che per aggiunta di acido/base forte;

● Determinazione della capacità tamponante di un sistema tampone;

● Misurare il pH di una soluzione.

Contenuti

● Calcoli e preparazione di soluzioni acide e basiche in funzione del pH;

● Calcoli e preparazione di soluzioni tampone;

● Misura del pH con il phmetro;

● Verifica del potere tamponante di una soluzione.

● Preparazione di una soluzione al pH desiderato;

● Previsione del pH di una miscela di acidi e basi, sia deboli che forti;

● Preparazione di sistemi tampone al pH desiderato;

● Misurare il pH di una soluzione con il phmetro.

5 – LE TITOLAZIONI ACIDO-BASE – marzo/aprile Prerequisiti

● Conoscenza dei moduli precedenti;

● Concentrazione e sue unità di misura;

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● Acidità, basicità e sistemi tampone;

● Il pH;

Obiettivi

● Conoscere e saper usare la strumentazione di laboratorio per effettuare una titolazione (buretta, agitatore magnetico, etc);

● Condurre una titolazione in laboratorio, prevedere e calcolare il punto di equivalenza e mettere in relazione il punto di equivalenza con il punto di fine titolazione;

● Calcolare l’errore di titolazione;

● Conoscere il significato di standard primari e secondari e saperli preparare;

● Costruire curve di titolazione phmetriche;

● Individuare l’indicatore acido-base più idoneo ad una determinata titolazione.

Contenuti

● Titolazioni di acidi e basi, sia forti che deboli, tramite titolante a concentrazione nota;

● Standard primari e secondari e standardizzazione di soluzioni;

● Curva di titolazione di acidi forti/basi forti, acidi deboli/basi deboli;

● Indicatori e loro intervallo di viraggio.

● Eseguire una titolazione acido-base con indicatore;

● Preparare soluzioni a pH noto;

● Preparare soluzioni tampone a pH noto;

● Costruire la curva di titolazione acido forte-base forte e viceversa.

● Costruire la curva di titolazione acido debole-base forte e viceversa.

● Prevedere e scegliere l’indicatore da utilizzare in una determinata titolazione.

6 – GLI EQUILIBRI DI SOLUBILITA’ – aprile/maggio Prerequisiti

● I Sali: struttura e nome;

Obiettivi

● Comprendere il concetto di solubilità e la sua relazione con la concentrazione e la Kps;

● Prevedere in quali condizioni un sale poco solubile precipita con o senza ioni in comune;

● Utilizzare i concetti di solubilità nelle titolazioni per precipitazione e nella scelta degli indicatori.

Contenuti

● Determinazione della solubilità e del prodotto di solubilità dei sali;

● Soluzioni sature, reazioni di precipitazione e relativi metodi di analisi;

● Effetto dello ione comune.

● Determinazione della solubilità di Sali poco solubili;

● Prevedere in quali condizioni un sale poco solubile precipita con o senza ioni in comune;

● Determinazione della concentrazione di reagenti e prodotti dopo le reazioni di precipitazione.

7 – LE REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE –maggio Prerequisiti

● Il bilanciamento di massa delle reazioni;

● Assegnazione del numero di ossidazione agli elementi in un dato composto;

● Nomenclatura dei composti e comportamento acido e basico.

Obiettivi

● Individuare la specie riducente e quella ossidante in una reazione redox;

● Sfruttare le reazioni di ossidoriduzione per titolazione di sostanze ossidanti o riducenti e individuarne il punto equivalente.

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Contenuti

● Reazioni di ossido-riduzione;

● Reazioni che avvengono in ambiente acido e in ambiente basico;

● Titolazione di composti ossidanti e riducenti.

● Riconoscere una reazione redox e dire se avviene in ambiente acido e in ambiente basico.

● Titolare soluzioni di composti ossidanti o riducenti.

Metodologia e strumenti didattici

Le lezioni saranno principalmente pratiche, eseguite in laboratorio previa spiegazione da parte di ITP ed insegnante, che seguiranno gli alunni passo passo anche nella realizzazione delle esperienze. Sono previste alcune lezioni frontali per gli argomenti che lo necessitano e largo uso del lavoro di gruppo. È previsto anche l'uso di strumenti multimediali a seconda del bisogno.

Gli strumenti didattici utilizzati sono:

 libro di testo

 lavagna

 lavagna interattiva LIM

 PC

 appunti presi a lezione

 dispense e metodiche fornite dal docente Verifica e Valutazione: criteri e strumenti

La valutazione verrà eseguita principalmente tramite attività specifiche in laboratorio, alle quali saranno abbinate ove richiesto relazioni individuali e di gruppo da consegnare entro una settimana dallo svolgimento dell'esperienza, salvo diverse indicazioni dell'insegnante. Si terrà conto dell’esito delle esperienze nonché delle capacità dimostrate dagli studenti quali organizzazione, rispetto dei tempi, problem solving; nelle relazioni si considererà la presentazione delle stesse, ma soprattutto la completezza, la chiarezza espositiva e la correttezza dell'elaborato consegnato. Altresì importanti saranno il comportamento e l'impegno tenuti in laboratorio durante l'esperimento. Si potrà ricorrere anche alle classiche verifiche scritte e a prove pratiche di laboratorio.

Per quanto riguarda i livelli della valutazione del profitto si adotterà una scala da 1 a 10, facendo riferimento alla tabella d’Istituto riportata nel PTOF.

Numero di verifiche e/o valutazioni

Il numero di valutazioni, come stabilito dal dipartimento, è di almeno 1 nel trimestre ed almeno 2 nel pentamestre.

Si elaborano prove di verifica al termine di ciascuna unità di apprendimento oppure durante lo svolgimento della stessa, nel caso in cui l’insegnante la consideri piuttosto corposa. I dati vengono utilizzati per:

 individuare il grado di preparazione degli alunni

 valutare le abilità pratiche acquisite dagli alunni

 individuare gli alunni con specifici bisogni formativi

La riconsegna agli alunni delle prove corrette avviene entro 15 giorni dalla somministrazione.

Nel valutare si tiene conto :

 dell’impegno e dell'interesse dimostrati

 della corretta esecuzione delle attività di laboratorio

 della abilità pratiche acquisite e sviluppate nel corso delle esperienze

 dei progressi effettivamente riscontrati rispetto alla situazione di partenza

 della capacità di operare collegamenti all’interno della stessa disciplina e con discipline diverse

Data 29/11/2019 Il docente

Flavio Cornale