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mattoncini LEGO®L’uso dei giocattoli in didattica secondo me è molto proficuo: gli studenti sono molto più attenti quando gli si propone un esperimento con oggetti che conoscono molto bene e con cui hanno un rapporto emotivo di solito positivo. Infatti i testi di pedagogia sono concordi nell'affermare che si impara più facilmente quando si è emotivamente coinvolti. Inoltre l’uso dei mattoncini come modello permette di consolidare il concetto di atomo come particella discreta che, almeno nell'ambito delle reazioni chimiche, non si divide in parti più piccole e conserva la sua identità.

Qui voglio proporvi un semplice esperimento, sicuro e rapido, per aiutare gli studenti nella comprensione delle basi della chimica ponderale. Nello specifico l’esperimento è diviso in due parti: nella prima parte si spiegherà il concetto alla base della legge di Proust (proporzioni definite) mentre nella seconda si affronterà la legge di Dalton (proporzioni multiple).

Con la mia prima del liceo scientifico abbiamo utilizzato (esperimento condotto in aula normale, non in laboratorio):

  • una bilancia digitale casalinga con sensibilità ± 1 g;
  • 2 serie di mattoncini di tipologia diversa (noi abbiamo usato dei mattoncini DUPLO® di colore diverso, rossi più grandi e pesanti e blu, più piccoli e quindi più leggeri). In genere i mattoncini della stessa tipologia hanno una massa abbastanza simile;
  • una scatola di cartone, piccola (va bene anche di altri materiali, purché non sia trasparente).

Si preparano le due serie di mattoncini, che saranno distinte in A e B: questi saranno i nostri due “elementi”.

Prima prova

L’insegnante prende 5 mattoncini del tipo A (non devono essere visti dalla classe) e li chiude nella scatola che è stata precedentemente tarata. Uno studente viene invitato ad effettuare la pesata, che verrà annotata da tutta la classe. La definizione potrebbe essere “massa dell’elemento A”.

Poi l’insegnante prende un egual numero di mattoncini del tipo B e li unisce a coppia con i mattoncini del tipo A (rapporto 1:1). Questa operazione, che va fatta sempre lontano dallo sguardo della classe, rappresenta la reazione chimica che avviene tra A e B (la formazione del legame chimico è rappresentata dall’incastro tra i mattoncini). Anche stavolta uno studente viene invitato ad effettuare la pesata, che verrà annotata da tutta la classe. La definizione potrebbe essere “massa del composto X”.

A questo punto la classe eseguirà i calcoli:

massa di B = massa del composto X – massa dell’elemento A

% di A = (massa di A *100)/massa X

% di B = (massa di B *100)/massa X

Rapporto tra le percentuali (che sarebbero i grammi di B che hanno “reagito” con i grammi di A):

% di B/% di A = K

Seconda prova

L’insegnante prende 5 mattoncini del tipo A (che come prima non devono essere visti dalla classe) e li chiude nella scatola che è stata precedentemente tarata. Uno studente viene invitato ad effettuare la pesata, che verrà annotata da tutta la classe. La definizione potrebbe essere “massa dell’elemento A”.

Poi l’insegnante stavolta prende un numero doppio di mattoncini del tipo B e li unisce con i mattoncini del tipo A (rapporto tra A e B = 1:2). Questa operazione, che va fatta sempre lontano dallo sguardo della classe, rappresenta la reazione chimica che avviene tra A e B (la formazione del legame chimico è rappresentata dall’incastro tra i mattoncini). Anche stavolta uno studente viene invitato ad effettuare la pesata, che verrà annotata da tutta la classe. La definizione potrebbe essere “massa del composto Y”.

La classe può eseguire i calcoli:

massa di B = massa del composto Y – massa dell’elemento A

% di A = (massa di A *100)/massa Y

% di B = (massa di B *100)/massa Y

Rapporto tra le percentuali (che sarebbero i grammi di B che hanno “reagito” con i grammi di A):

% di B/% di A = W

Ora la classe viene invitata a confrontare K con W, vedendo facilmente che essi sono in rapporto 1:2.

Volendo potete ripetere le prove con quantità iniziali sempre diverse, così gli studenti potranno constatare facilmente che i rapporti non cambiano.

 

LEGO® and DUPLO® sono marchi registrati del gruppo LEGO®

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