Jak nie przypalić karmelu?

Poprawna odpowiedź

1. - B,

2. - B,

3. - A

Wymaganie ogólne

2.1 Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg prostych procesów chemicznych;

Wymaganie szczegółowe

3.1 Reakcje chemiczne. Uczeń opisuje różnice w przebiegu zjawiska fizycznego i reakcji chemicznej / podaje przy kłady zjawisk fizycznych i reakcji chemicznych zachodzących w otoczeniu człowieka/ planuje i wykonuje doświadczenia ilustrujące zjawisko fizyczne i reakcję chemiczną.

Komentarz

Umiejętnością badaną w tym zadaniu jest wnioskowanie o rodzaju zachodzącego procesu na podstawie obserwacji. Jedną z pierwszych umiejętności eksperymentalnych, jakie powinien nabyć uczeń w toku nauczania, jest umiejętność rozróżniania wśród zaobserwowanych procesów zjawisk fizycznych i reakcji chemicznych. Wielu uczniom, zwłaszcza na początku edukacji chemicznej, może to sprawiać dużą trudność, a ciężko sobie wyobrazić kształtowanie bardziej złożonych umiejętności badawczych bez tej podstawowej – rozpoznawania reakcji chemicznych i zjawisk fizycznych po charakterystycznych objawach.

Aby poprawnie rozwiązać to zadanie uczeń powinien:

• wiedzieć, czym się różni zjawisko fizyczne od reakcji chemicznej i umieć rozpoznać ich objawy;
• dokładnie przeanalizować czynności i zjawiska towarzyszące czynności 2, a następnie zauważyć, że: i) rozsypanie cukru po patelni nie zmienia w jakikolwiek sposób jego postaci fizycznej ani właściwości – cukier rozsypany na patelni dalej jest cukrem; ii) po dodaniu do cukru małej ilości wody następuje częściowe rozpuszczenie, a postać fizyczna cukru nie ulega takiej zmianie jak przy całkowitym rozpuszczeniu (powstałby wtedy klarowny roztwór); uczeń powinien dojść do wniosku, że rozpuszczenie cukru w wodzie jest zjawiskiem fizycznym i zaznaczyć odpowiedź B;
• przeanalizować opis czynności 3, a następnie wywnioskować, że w wyniku podgrzewania masy cukrowej (cukru częściowo rozpuszczonego w wodzie) woda ulegnie odparowaniu, czyli zmieni stan skupienia z ciekłego na gazowy; w podanych w zadaniu obserwacjach nie zostało wspomniane, aby cukier uległ jakimkolwiek przemianom wskazującym na zmianę właściwości chemicznych, natomiast odparowanie wody jest zjawiskiem fizycznym, a zatem odpowiedzią poprawną jest odpowiedź B;
• zauważyć, że w czasie wykonywania czynności 4, cukier poddawany wysokiej temperaturze zmienił swoją barwę z białej, poprzez złocistą aż po brązową; na podstawie zmian barwy cukru można wysnuć wniosek, że cukier zmienił swoje właściwości fizykochemiczne; uczeń bardziej doświadczony kulinarnie może wykorzystać również własne wiadomości na temat właściwości ciekłej masy karmelowej, która po ostudzeniu robi się szklista i twardnieje – skarmelizowany cukier nie wraca do poprzedniej postaci, a więc zachodzi reakcja chemiczna.

Warto podkreślić, że uczniowie nie muszą wiedzieć dokładnie na czym polega proces karmelizacji cukru (zwłaszcza, że nie jest to jedna reakcja, a szereg procesów, m.in. oderwanie cząsteczki wody od cząsteczki cukru i następujące po nim procesy izomeryzacji i polimeryzacji), aby odpowiedzieć poprawnie w 3 punkcie zadania.

Na ewentualne problemy z odpowiedzią w przypadku czynności 2 może mieć wpływ przekonanie, że usunięcie wody oznacza przereagowanie wody z cukrem w wyższych temperaturach – część uczniów może nie skojarzyć, że woda w takiej sytuacji odparuje.

Nawet po ukończeniu całego cyklu nauczania chemii w gimnazjum uczniowie mogą mieć problemy z interpretacją i identyfikacją zjawisk fizycznych i chemicznych zachodzących w najbardziej typowych kontekstach wziętych z życia codziennego, warto więc położyć większy nacisk na ćwiczenie tych zagadnień na lekcjach czy sprawdzianach. 

Słowa kluczowe