Wiązka zadań
Tabletka Bang
Zadanie
Tabletka musująca „Bang” używana jest m.in. przy nadkwasocie. Zawiera kwas cytrynowy i sodę oczyszczoną. Po wrzuceniu tabletki do wody zachodzi reakcja zgodnie z równaniem:
C3H4(OH)(COOH)3 + 3NaHCO3 → C3H4(OH)(COONa)3 + 3H2O + 3CO2
kwas cytrynowy soda oczyszczona cytrynian sodu
Oskar przeprowadził eksperyment. Wykonany z tworzywa pojemnik od filmu fotograficznego, napełnił wodą do połowy jego wysokości, następnie wrzucił do pojemnika pół tabletki „Bang”. Szybko zamknął pojemnik pokrywką i ustawił go na tacy, dnem do góry. Po chwili pojemnik z dużą szybkością wystartował w górę.
1) Substancja odpowiedzialna za start rakiety to:
`square` A. cytrynian sodu,
`square` B. woda,
`square` C. tlenek węgla(IV),
2) ponieważ
`square` A. spowodowała wzrost objętości.
`square` B. zakwasiła środowisko.
`square` C. jest dobrym rozpuszczalnikiem.
Poprawna odpowiedź
1. C,
2. A
Wymaganie ogólne
Wymaganie szczegółowe
Komentarz
Prezentowane zadanie miało na celu zbadanie umiejętności uczniów w zakresie interpretacji jakościowej eksperymentu. Chemia leków, czy ogólniej chemia wspomagająca nasze zdrowie, jest dziedziną niezwykle ważną dla przeciętnego ucznia. O ile „klasyczna” wiedza chemiczna, np. budowa materii, rodzaje reakcji chemicznych czy właściwości substancji, może się wydawać części uczniów nieprzydatna w życiu codziennym, o tyle informacje z zakresu działania popularnych leków powinny ich interesować jako praktyczne i potrzebne.
W prasie, telewizji czy Internecie reklamuje się mnóstwo środków na tzw. nadkwasotę. Prawdopodobnie większość uczniów wie, że przyczyną tej dolegliwości jest nadmierna ilość kwasu żołądkowego, zwanego inaczej kwasem solnym. Soki żołądkowe cofają się do przełyku, podrażniając gardło i wywołując nieprzyjemne uczucie pieczenia. Można temu zaradzić, stosując tabletki musujące, które są mieszaniną krystalicznego kwasu cytrynowego (inaczej kwasku cytrynowego) oraz sody oczyszczonej. Tabletka musująca w kontakcie z wodą wydziela pęcherzyki gazu i właśnie ta właściwość została wykorzystana w eksperymencie Oskara.
Dodanie tabletki Bang do wody powoduje w pierwszej chwili rozpuszczenie składników stałych (kwasu cytrynowego i sody oczyszczonej). Po chwili rozpuszczone substancje zaczynają ze sobą intensywnie reagować, wydzielając duże ilości gazu. Jedynym gazowym produktem wymienionym w równaniu reakcji jest tlenek węgla(IV) i to on jest odpowiedzialny za start rakiety (polecenie 1, odpowiedź C). Gwałtownemu wydzielaniu CO2 towarzyszy wzrost objętości reagentów (polecenie 2, odpowiedź A), a co za tym idzie wzrost ciśnienia w pojemniku, co w konsekwencji powoduje odrzut rakiety.
W części 1 polecenia uczniowie mieli wybrać produkt reakcji odpowiedzialny za start rakiety, a potem ustalić, jaki efekt ta substancja spowodowała (część 2 polecenia). Prawdopodobieństwo poprawnego rozwiązania całego zadania drogą losową wynosiło 11%. Z badań pilotażowych przeprowadzonych na grupie 213 uczniów z klas I liceum wynika, że ponad połowa badanych nie miała problemu z wybraniem poprawnej odpowiedzi w części 1 polecenia – odpowiedź C wskazało 52% uczniów. Również w przypadku 2 części polecenia większość uczniów nie miała problemu ze wskazaniem przyczyn opisanego zjawiska – 81% uczniów wybrało odpowiedź A).
Warto się przyjrzeć odpowiedziom błędnym w 1 części polecenia – 37% badanych uczniów uznało, że za start rakiety odpowiedzialna jest powstająca w reakcji sól kwasu karboksylowego (cytrynian sodu), a 9% badanych wybrało wodę. Uczniowie, którzy wskazali cytrynian sodu jako odpowiedzialny za odrzut rakiety, raczej nie mieli pojęcia o właściwościach tej rozpuszczalnej w wodzie soli. Z kolei uczniowie, którzy wybrali w tej części polecenia wodę, najprawdopodobniej „strzelali”, ponieważ właściwości tej substancji powinni znać naprawdę dobrze.
Znamienny jest fakt, że dużo więcej uczniów odpowiedziało poprawnie w 2 części polecenia niż w części 1. Większość uczniów poprawnie wywnioskowała, że przyczyny wskazane w odpowiedziach B i C są mało prawdopodobne. Odsetek uczniów, którzy wybrali odpowiedzi B lub C, wyniósł odpowiednio 10% i 7%, czyli znaczniej mniej, niż wynosi prawdopodobieństwo wybrania poprawnej odpowiedzi drogą losową (33%). Uczniowie, którzy wskazali odpowiedź B, mogli myśleć, że powstający w reakcji CO2 rozpuści się w wodzie i zakwasi środowisko, tworząc kwas węglowy. Mogło się też zdarzyć, że uznali kwas cytrynowy (substrat reakcji) za przyczynę zakwaszenia środowiska reakcji. Uczniowie, którzy wybrali w części 1 polecenia wodę, konsekwentnie wybierali w 2 części odpowiedź C, nie zauważyli jednak, że nie może być to przyczyną startu rakiety.
W sumie całe zadanie poprawnie rozwiązało 48% uczniów. Uczniowie, którzy mieli problemy z rozwiązaniem tego zadania, nie do końca zrozumieli ideę działania rakiety, która jest zasilana powstającym w wyniku reakcji tlenkiem węgla(IV). Przyczyną błędnych odpowiedzi mógł być brak dostatecznej uwagi w ocenie właściwości produktów reakcji (m.in. stanu skupienia) oraz problemy z dostrzeganiem związków przyczynowo-skutkowych.
Utwór jest chroniony prawem autorskim. Zasady i warunki korzystania z niego określa Regulamin Serwisu Bazy Dobrych Praktyk.
"Masz uwagi do treści? Uważasz, że zawiera błąd? Napisz na bnd@ibe.edu.pl
