Παρουσιάζεται με απλό τρόπο η έννοια του mol η οποία είναι απαραίτητη για την υλοποίηση στοιχειομετρικών υπολογισμών στη Χημεία στα πλαίσια του μαθήματος της Χημείας Α' Λυκείου
Παρουσιάζεται με απλό τρόπο η έννοια του mol η οποία είναι απαραίτητη για την υλοποίηση στοιχειομετρικών υπολογισμών στη Χημεία στα πλαίσια του μαθήματος της Χημείας Α' Λυκείου
"Πρόσκληση για Επιμορφωτικό Βιωματικό Σεμινάριο για την οργάνωση των Δημιουργικών Εργασιών στο Λύκειο"
Σκοπός του σεμιναρίου είναι η ενίσχυση των εκπαιδευτικών στην οργάνωση και εφαρμογή των Δημιουργικών Εργασιών στα μαθήματα των Φυσικών Επιστημών.
Η παρουσίαση που ετοίμασε η Ε ομάδα για το πρόγραμμα Υιοθεσία Βυζαντινού "Άγιος Γεώργιος Ομορφοκκλησιάς". Συνεντεύξεις για τη συντήρηση και τη λειτουργία του ιερού Ναού.
1. Α. Σ. Μαυρόπουλοσ (1998-2000). mole / mol (Σχζδιο Μακιματοσ). makmav72@gmail.com 1
ΦΕΔΙΟ ΜΑΘΗΜΑΣΟ
Ενότητα: mole (mol)
Τάξθ: A’ Λυκείου
1) ΚΟΠΟ & ΔΙΔΑΚΣΙΚΟΙ ΣΟΦΟΙ
Σκοπόσ: Οι μακθτζσ να κατανοιςουν τθν ζννοια mole και τθ χρθςιμότθτά τθσ.
Στόχοι: Οι μακθτζσ, μετά το τζλοσ τθσ διδαςκαλίασ, να είναι ςε κζςθ:
1. Να εξθγοφν τθν αναγκαιότθτα ειςαγωγισ του mole, κακϊσ και τθ χρθςιμότθτά του ςτθ
Χθμεία (και ςτθ Φυςικι).
2. Να διατυπώνουν τον οριςμό του mole (με βάςθ τθν τιμι τθσ ςτακεράσ του Avogadro) και
να αναγνωρίηουν ότι το mole είναι μονάδα «ποςότθτασ ουςίασ».
3. Να προςδιορίηουν τον αρικμό των ςωματιδίων (ατόμων, μορίων ι ιόντων) και τθν
ποςότθτα (mol) οριςμζνθσ μάηασ μιασ ουςίασ και αντιςτρόφωσ.
2) ΔΙΔΑΚΣΙΚΑ ΜΕΑ & ΤΛΙΚΑ
Ζνα μπουκάλι με νερό (500 mL) και 2 ίδια ποτιρια (το 1ο
με 100 g ηάχαρθσ & το 2ο
με 100 g
νεροφ).
Φφλλο εργαςίασ.
3) ΠΟΡΕΙΑ ΔΙΔΑΚΑΛΙΑ - ΔΙΔΑΚΣΙΚΕ & ΜΑΘΗΙΑΚΕ ΕΝΕΡΓΕΙΕ1
Α) ΕΙΑΓΩΓΗ
Διδακηικές ενέργειες δαζκάλοσ Μαθηζιακές ενέργειες μαθηηών Χρόνος
Α1) Γίνεται ανάκλθςθ των προαπαιτοφμενων
γνϊςεων που είναι απαραίτθτεσ για να οικοδομθκεί
θ νζα γνϊςθ (δομικά ςωματίδια ουςιϊν, Ar, Mr, τι
δείχνουν οι ςυντελεςτζσ των ουςιών ςτθ χθμικι εξίςωςθ).
2 min
Α2) Γίνεται διζγερςθ του ενδιαφζροντοσ των
μακθτϊν, με τον εξισ τρόπο:
i) Κρατάμε ζνα μπουκάλι με νερό (500 mL) και ηθτάμε
από τουσ μακθτζσ να υποκζςουν πόςα μόρια νεροφ
υπάρχουν ςτο μπουκάλι.
ii) Δείχνουμε ςτουσ μακθτζσ ζνα ποτιρι με 100 g
νεροφ και ζνα ίδιο ποτιρι με 100 g ηάχαρθσ και
ηθτάμε να υποκζςουν ποια από τισ επόμενεσ ςχζςεισ
είναι ςωςτι:
α) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ = αρικμόσ μορίων νεροφ,
β) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ > αρικμόσ μορίων νεροφ,
γ) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ < αρικμόσ μορίων νεροφ.
Οι μακθτζσ γράφουν τισ υποκζςεισ
τουσ:
i) ……………………………………………………
ii) …………………
3 min
Α3) Ενθμερϊνουμε τουσ μακθτζσ για τουσ ςτόχουσ
του μακιματοσ (τι κα είναι ςε κζςθ να «κάνουν»
μετά το τζλοσ τθσ διδαςκαλίασ) και γράφουμε ςτον
πίνακα ζνα ςυνοπτικό διάγραμμα ροισ του
μακιματοσ (ωσ προοργανωτισ).
Οι μακθτζσ γράφουν το ςυνοπτικό
διάγραμμα ροισ ςτο τετράδιό τουσ.
2 min
1
Διδακηική μέθοδος: Άμεζη (direct).
2. Α. Σ. Μαυρόπουλοσ (1998-2000). mole / mol (Σχζδιο Μακιματοσ). makmav72@gmail.com 2
Β) ΕΠΕΞΕΡΓΑΙΑ του νέου μαθήματος
Διδακηικές ενέργειες δαζκάλοσ Μαθηζιακές ενέργειες μαθηηών Χρόνος
Μοιράζεται στους μαθητές φύλλο εργασίας.
1) Για να δείξουμε τθν αναγκαιότθτα ειςαγωγισ τθσ
νζασ ζννοιασ, για τθν οποία οι μακθτζσ δεν ζχουν
καμία ςχετικι εμπειρία, τουσ καλοφμε
«να υποκζςουν πικανζσ απαντιςεισ του
παντοπϊλθ, όταν ηθτιςουμε να αγοράςουμε:
α) 1 L φζτα, β) 1 kg αβγά, γ) 6.020 κόκκουσ ρυηιοφ,
δ) 12.040 κόκκουσ ηάχαρθσ». (Μαυρόπουλοσ, 1998)
Οι μακθτζσ ςθμειϊνουν τισ υποκζςεισ
τουσ ςτο φφλλο εργαςίασ:
α) ……………………………………………………..
β) ……………………………………………………..
γ) ………………………………………………………
δ) ………………………………………………………
3 3 min
2) Ηθτάμε τουσ μακθτζσ, να αναφζρουν
παράδειγμα που να δείχνει ότι είναι χρήςιμο –
αναγκαίο να γνωρίηουμε τον αρικμό ςωματιδίων
(μορίων, ατόμων ι ιόντων) μιασ ουςίασ.
Οι μακθτζσ απαντοφν ςτθν ερϊτθςθ
(φφλλο εργαςίασ).
2 min
Αναφζρουμε ςτουσ μακθτζσ τισ εξισ περιπτϊςεισ:
α) τον ρόλο του αρικμοφ / πλικουσ των μορίων ςτθ
ςυμπεριφορά των αερίων (π.χ. πίεςθ),
β) ηελ αλάγθε λα γλωξίδνπκε ηνλ απιθμό μοπίων (ή
αηόκωλ ή ηόληωλ) ηωλ νπζηώλ πνπ αληηδξνύλ-
παξάγνληαη, γηα λα θάλνπκε ποζοηικούρ ςπολογι-
ζμούρ (βάζεη ηωλ ζςνηελεζηών ηνπο ζηε σημική
εξίζωζη). Π.χ. 1Ν2 + 3Θ2 → 2ΝΘ3
1 μόριο 3 μόρια 2 μόρια
3 3 min
3) Ηθτάμε από τουσ μακθτζσ να κάνουν υποκζςεισ
για το πώσ κα μποροφςαμε να μετριςουμε τα
άτομα, μόρια ι ιόντα ςε μια χθμικι ουςία,
δεδομζνου ότι αυτά είναι εξαιρετικά μικρά (δεν
τα βλζπουμε) και εξαιρετικά πολλά.
Οι μακθτζσ διατυπϊνουν τισ
υποκζςεισ τουσ (φφλλο εργαςίασ).
2 min
Π.χ. 1 g ηάχαρθσ (C12H22O11) περιζχει: 1.760.000.000.000.000.000.000 μόρια!!!
α) Καλοφμε τουσ μακθτζσ να αναφζρουν αν με τα
μεγζκθ (m, V) κα μποροφςαμε να υπολογίςουμε
τον αρικμό ςωματιδίων.
β) Αναφζρουμε ςτουσ μακθτζσ ότι οι χθμικοί
ειςιγαγαν ζνα νζο μζγεκοσ («ποςότθτα ουςίασ» /
ςφμβολο n) και τθν μονάδα του, mole, για να
μετράνε τον αρικμό/πλικοσ ςωματιδίων (ατόμων,
μορίων, ιόντων) μιασ ουςίασ, ηυγίηοντάσ τα.
Οριςμόσ: mοle (ςφμβολο mol) ονομάηεται θ ποςότθτα
ουςίασ που περιζχει 6,02.
1023
ςτοιχειϊδεισ
οντότθτεσ (μόρια, άτομα, ιόντα, θλεκτρόνια, …).
ΝΑ = 6,02 .
1023
mol-1
(ςτακερά Avogadro)2
α) Οι μακθτζσ διατυπϊνουν τισ
απόψεισ τουσ
…………………………………………………………
β) ………………………………………………………
……………………………………………………….
4 min
4) Για να δείξουμε ςτουσ μακθτζσ πόςο μεγάλοσ
είναι ο αρικμόσ 6,02.
1023
, τουσ δίνουμε το εξισ
ερϊτθμα: «Αν μοιράηαμε 1 mol μονόλεπτα ςε
5.000.000.000 κατοίκουσ τθσ γθσ, πόςα ευρϊ κα
μποροφςε να ξοδεφει ο κακζνασ, κάκε μζρα, ςε
όλθ τθν ενεργό ηωι του (60 χρόνια);».
(Μαυρόπουλοσ, 1998)
Οι μακθτζσ απαντοφν ςτθν ερϊτθςθ
(φφλλο εργαςίασ).
(Απ. πεξίπνπ 60.000.000 €/κέξα)
3 min
2
Μπνξνύκε λα αλαθέξνπκε ζηνπο καζεηέο όηη ν απιθμόρ απηόο έρεη ππνινγηζηεί πεηξακαηηθά.
3. Α. Σ. Μαυρόπουλοσ (1998-2000). mole / mol (Σχζδιο Μακιματοσ). makmav72@gmail.com 3
5) Επώηηζη: Πώο ζα βξνύκε ηε μάζα (g) πνπ έρεη
νξηζκέλε ποζόηηηα (mol) κηαο νπζίαο;
Αναφζρουμε ςτουσ μακθτζσ ότι:
1mol ατόμων (6,02.
1023
άτομα) ζχει μάηα (ςε g) ίςθ
με το Αr του ςτοιχείου.
Π.χ. 1 mol Na (Αr=23) περιζχει 6,02.
1023
άτομα Na και
ζχει μάηα 23 g
1mol μορίων (6,02.
1023
μόρια) ζχει μάηα (ςε g) ίςθ
με το Μr τθσ ουςίασ.
Π.χ. 1 mol Θ2 (Μr=2) περιζχει 6,02.
1023
μόρια Θ2 και
ζχει μάηα 2 g
1 mol Θ2SO4 (Μr=98) περιζχει 6,02.
1023
μόρια Θ2SO4
και ζχει μάηα 98 g
Επιςιμανςθ: 1 mol ιοντικισ ζνωςθσ ζχει μάηα (ςε g)
ίςθ με το άκροιςμα των Αr όλων των ατόμων – ιόντων
ςτο χθμικό τφπο τθσ ζνωςθσ. Π.χ. 1 mol Na2SO4 (περιζχει
2 mol Na
+
και 1 mol SO4
2-
) ζχει μάηα: 23
.
2 + 32 + 16
.
4 = 142 g
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Ειςαγωγι δφο ακόμθ εννοιϊν:
Μολαρικι μάηα (ςυμβολίηεται με Μ): Θ μάηα που ζχει
1 mol ουςίασ. Π.χ. ΜΘ2 = 2 g/mol.
Μολαρικόσ όγκοσ (ςυμβολίηεται με Vm): Ο όγκοσ που
ζχει 1 mol ουςίασ.3
Π.χ. Vm Θ2 = … L/mol
6 min
Εφαρμογι 1: Δομθμζνθ εξάςκθςθ
Λφνουμε υποδειγματικά τθν επόμενθ άςκθςθ:
«Δίνονται 504 g H2Ο. Να βρεκεί: α) Θ ποςότθτα (mol)
τθσ ουςίασ και β) Ο αρικμόσ μορίων που περιζχει».
(Αr(Η) = 1, Αr(Ο) = 16)
Οι μακθτζσ ςυγκρίνουν τθν απάντθςθ
που βρζκθκε ςτο β, με τθν υπόκεςθ
που ζκαναν ςτθν αρχικι ερϊτθςθ (i).
3 min
Λφςθ: [Mr (H2Ο) = 1
.
2 + 16 = 18] 1 mol H2Ο ζχει μάηα 18 g και περιζχει ΝΑ μόρια
n 504 g N
------------------------------------------------------------------------
= = n = 28 mol & N = 28ΝΑ κόξηα
Εφαρμογι 2: Κακοδθγοφμενn εξάςκθςθ
Καλοφμε τουσ μακθτζσ να βρουν τθν απάντθςθ ςτθν
αρχικι ερϊτθςθ ii: «Δίνονται 100 g νεροφ (Θ2Ο) και
100 g ηάχαρθσ (C12H22O11). 1) Ποια ςχζςθ ιςχφει:
α) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ = αρικμόσ μορίων νεροφ,
β) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ > αρικμόσ μορίων νεροφ,
γ) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ < αρικμόσ μορίων νεροφ.
2) Να ςυγκρίνετε τθν απάντθςθ με τθν υπόκεςθ που
είχατε κάνει, 3) Να αιτιολογιςετε το ότι, ενϊ οι ουςίεσ
ζχουν τθν ίδια μάηα, ζχουν διαφορετικι ποςότθτα».
1) Οι μακθτζσ λφνουν τθν άςκθςθ (με
ενδεχόμενθ βοικεια του δαςκάλου),
2) Συγκρίνουν το αποτζλεςμα που
βρικαν, με τθν υπόκεςθ που είχαν
κάνει, 3) Αιτιολογοφν τθν πρόταςθ.
4 min
Εφαρμογι 3: Ανεξάρτθτθ εξάςκθςθ
Δίνουμε ςτουσ μακθτζσ τθν επόμενθ άςκθςθ για
λφςθ (χωρίσ κακοδιγθςθ):
«Ποςότθτα 2 mol θλεκτρονίων (me=9.
10-31
kg).
α) Πόςα θλεκτρόνια περιζχει; β) Πόςθ μάηα (g) ζχει;»
Οι μακθτζσ προςπακοφν να λφςουν τθν
άςκθςθ (χωρίσ τθ βοικεια του
δαςκάλου).
4 min
Γ) ΚΛΕΙΙΜΟ (4 min)
1) Γίνεται ανακεφαλαίωςθ - επιςιμανςθ των κυριότερων ςθμείων του μακιματοσ.
2) Ηθτείται από τουσ μακθτζσ να επεξεργαςτοφν, ςτο ςπίτι τουσ τισ αςκιςεισ … (βλ. φφλλο εργαςίασ).
3
Η ποζόηηηα οςζίαρ (n), ζα ζπλδεζεί: ηελ επόκελε δηδαθηηθή ώξα κε ηνλ όγκο αεπίων (καηαζηαηική εξίζωζη),
ηελ κεζεπόκελε κε ηε ζςγκένηπωζη (c = n/V) θαη ζηε ζπλέρεηα ζα γίλνπλ εθαξκνγέο ζηε ζηοισειομεηπία.
4. Α. Σ. Μαυρόπουλοσ (1998-2000). mole / mol (Σχζδιο Μακιματοσ). makmav72@gmail.com 4
4. ΑΞΙΟΛΟΓΗΗ ΣΟΤ ΜΑΘΗΙΑΚΟΤ ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΟ
Θζμα 1.
1. Σε κάκε μια από τισ επόμενεσ προτάςεισ, να γράψετε το ςφμβολο Σ, αν αυτό που
αναφζρεται είναι ςωςτό ι το ςφμβολο Λ αν αυτό που αναφζρεται είναι λάκοσ.
α) 1 mol Θ2 (Αr(Θ) = 1) ζχει μάηα 1 g.
β) 1 mol Θ2Ο περιζχει 12,04.
1023
άτομα υδρογόνου.
γ) 1 mol Θ2Ο και 1 mol Θ2 περιζχουν τον ίδιο αρικμό μορίων.
δ) 1 mol μορίων οξυγόνου περιζχει περιςςότερα ςωματίδια (Ο2) από 1 mol ατόμων
οξυγόνου (Ο).
Θζμα 2.
1. Σε ποια από τισ επόμενεσ περιπτϊςεισ περιζχονται 8 άτομα:
α) 1 L C2H6
β) 1 g C2H6
γ) 1 μόριο C2H6
δ) 1 mol C2H6
2. Ζνα μόριο υδρογόνου (Ar(Θ) = 1) ζχει μάηα:
α) 1 g
β) 2 g
γ) 1/ΝΑ g
δ) 2/ΝΑ g
Θζμα 3.
Το άτομο του άνκρακα περιζχει 6 θλεκτρόνια. Πόςα άτομα άνκρακα περιζχουν 1 mol
θλεκτρονίων;
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Θζμα 4.
Δίνονται 132 g CO2. Να βρεκεί: α) θ ποςότθτα (mol) και β) ο αρικμόσ μορίων που περιζχει.
(Αr(C)=12, Αr(Ο)=16)
α)………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
β)……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
6. Α. Σ. Μαυρόπουλοσ (1998-2000). mole / mol (Σχζδιο Μακιματοσ). makmav72@gmail.com 6
5) Πώο ζα βξνύκε ηε μάζα (g) πνπ έρεη νξηζκέλε πνζόηεηα (mol) κηαο νπζίαο;
1mol αηόμων, πεξηέρεη ……………………… άηνκα θαη έρεη κάδα (ζε g) ίζε κε
………………………………….. .
Π.ρ. 1 mol Na (Αr = 23) πεξηέρεη …………………… άηνκα Na θαη έρεη κάδα ……… g
1mol μορίων, πεξηέρεη …………………………… κόξηα θαη έρεη κάδα (ζε g) ίζε κε
……………………………………………. .
Π.ρ. 1 mol Η2 (Μr = 2) πεξηέρεη ……………………… κόξηα Η2 θαη έρεη κάδα ……… g
1 mol Η2SO4 (Μr = 98) πεξηέρεη ……………………… κόξηα Η2SO4 θαη έρεη κάδα ……… g
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Εφαρμογι 1:
Δίνονται 504 g νεροφ (H2Ο). Να βρεκεί: α) Θ ποςότθτα (mol) τθσ ουςίασ, β) Ο αρικμόσ μορίων
που περιζχει. (Αr(Η)=1, Αr(Ο)=16)
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
Εφαρμογι 2:
Δίνονται 100 g νεροφ (Θ2Ο) και 100 g ηάχαρθσ (C12H22O11).
1) Ποια από τισ επόμενεσ ςχζςεισ ιςχφει;
α) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ = αρικμόσ μορίων νεροφ,
β) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ > αρικμόσ μορίων νεροφ,
γ) αρικμόσ μορίων ηάχαρθσ < αρικμόσ μορίων νεροφ.
2) Να ςυγκρίνετε τθν απάντθςθ που βρικατε με τθν υπόκεςθ που είχατε κάνει.
3) Να αιτιολογιςετε το ότι, ενϊ οι ουςίεσ ζχουν τθν ίδια μάηα ζχουν διαφορετικι ποςότθτα.
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………….
Εφαρμογι 3:
Ποςότθτα 2 mol θλεκτρονίων (me=9.
10-31
kg). α) Πόςα θλεκτρόνια περιζχει; β) Πόςθ μάηα (g)
ζχει;
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
Άζκηζη για ηο ζπίηι:
Να βρεκεί το Αr του ςιδιρου, αν ζνα άτομο Fe ζχει μάηα 4 φορζσ μεγαλφτερθ από το άτομο
του αηϊτου, και ζνα άτομο αηϊτου ζχει μάηα 2,33.
10-23
g.
7. Α. Σ. Μαυρόπουλοσ (1998-2000). mole / mol (Σχζδιο Μακιματοσ). makmav72@gmail.com 7
Βιβλιογραφία (ενδεικτικι):
Furio C. & Guisasola J. (2000). Difficulties in Teaching the concepts “amount of substance” and
“mole”. INT. J. SCI. EDUC., vol.22.
Gorin G. (1994). mole and chemical amount. JCE, vol.71.
Kolb D. (1978). The mole. JCE, vol.55.
Krishnan S. & Howe A. (1994). The mole concept. JCE, vol.71.
Sheril D. (1996). What’s a mole for? JCE, vol.73.
Μαυρόπουλοσ Μ. & Καπετάνου Ε. (1998). Χθμεία Α΄ Λυκείου. ΟΕΔΒ.
Μαυρόπουλοσ A. (2016). Σχεδιαςμόσ μακιματοσ. (2θ
εκδ.).