Με αφορμή την περιγραφή της Ηλεκτροχημείας στο σχολικό βιβλίο

Αναδημοσίευση

Είχα λίγο διαθέσιμο χρόνο αυτήν την εβδομάδα και είπα να πάρω στα σοβαρά την πρόταση του Π.Ι για το αναλυτικό πρόγραμμα της Χημείας Γ Λυκείου ( που «αποδέχθηκε» και το Υπουργείο )

Η βασική μου απορία ήταν εάν το σχολικό βιβλίο λειτούργησε ως βάση της πρότασης ( κοινώς εάν το έχει διαβάσει ποτέ κανείς ) ή η πρόταση είναι μια αναγραφή ενδεικτικών περιεχομένων με την μορφή τίτλων. Έτσι είπα να εστιάσω στην ενότητα της Ηλεκτρόλυσης όπως αυτή παρουσιάζεται στο κεφάλαιο της Οξειδοαναγωγής, μιας που αυτή μου φαίνεται ως η πιο «ξεχωριστή» ενότητα που προτείνει το αναλυτικό πρόγραμμα. Εάν θυμάμαι καλά η τελευταία ( όποια ) αναφορά είχε γίνει στο βιβλίο το δεσμών ( Βασιλειάδης – Εκδόσεις Ίδρυμα Ευγενίδου ). Εκεί υπήρχε η ενότητα των κανονικών δυναμικών οξειδοαναγωγής και το στοιχείο Daniel ( γαλβανικά στοιχεία ) χωρίς όμως να περιγράφεται το φαινόμενο της ηλεκτρόλυσης και η επιμετάλλωση.

Η σελίδα 25 ξεκινά με την παράγραφο :

Η πηγή συνεχούς ρεύματος παράγει ηλεκτρόνια ; Έχω την αίσθηση ότι σε κάθε αναφορά που κάνουμε για τις ηλεκτρικές πηγές διατυμπανίζουμε ότι η μπαταρία δημιουργεί την απαραίτητη διαφορά δυναμικού ώστε να κινηθούν προσανατολισμένα τα ήδη υπάρχοντα ηλεκτρόνια του μεταλλικού αγωγού ; Κάνω λάθος ;

Οι απορίες μου ξεκινούν στην περιγραφή της ηλεκτρόλυσης των υδατικών διαλυμάτων.

Δεν είναι λογικό η παράγραφος αυτή να διδαχθεί μετά την περιγραφή των φαινομένων που πραγματοποιούνται κατά την διάλυση ηλεκτρολυτών σε υδατικά διαλύματα ; Στο σχολικό βιβλίο ( στην ενότητα της ηλεκτρόλυσης !!! ) περιγράφονται διαστάσεις αλάτων και ισχυρών βάσεων , ιοντισμός οξέων και αυτοιοντισμό του νερού.

Ακόμα και εάν παραβλέψουμε την περιγραφή των οξέων και βάσεων κατά Arrhenius ( που είναι η γενική πρακτική και στην διεθνή βιβλιογραφία περί ηλεκτρόλυσης ) είναι εντυπωσιακή η επιλογή να παρουσιάζεται ως «ανταγωνιστική» μορφή των ιόντων της διαλυμένης ουσίας , τα ιόντα Η+ και ΟΗ- που προέρχονται από τον αυτοιντισμό του νερού και όχι το Η2Ο που θα βόλευε περισσότερο.

Να πούμε βέβαια ότι τα ιόντα Η+ και ΟΗ- που προέρχονται από τον αυτοιοντισμό του νερού δεν αναφέρονται πουθενά στις σειρές εκφορτίσεως ( παρά μόνο η μορφή [Η2Ο] … η αγκύλες είναι συμβολισμός του βιβλίου). Στα μπλέ ( επεξηγηματικά ) πλαίσια η δράση του νερού περιγράφεται ( μάλλον ) με τον πιο δύστροπο τρόπου που θα μπορούσε να υπάρξει ( πες βρε αδελφέ , έτσι στην άνοδο και έτσι στην κάθοδο !!! ) :

Στην σελίδα 26 δίνεται η σειρά εκφορτίσεως των ανιόντων και στο παράδειγμα που δίνεται ( ακριβώς από κάτω ) δεν εφαρμόζεται ( !!!! ) μιας που επιλέγεται η περιγραφή της ηλεκτρόλυσης ενός πυκνού ( δεν αναφέρεται !!!! ) υδατικού δ/τος NaCl στην οποία ανατρέπεται η σειρά εκφόρτισης ( !!!! )

Άστοχη διδακτικά η επιλογή αυτού του ( του 1ου !!! ) παραδείγματος όπου τα ιόντα ΟΗ που προέρχονται από τον αυτοιοντισμό του νερού αν και προηγούνται έναντι των ιόντων Cl τελικά ( λόγω της μεγάλης τιμής της συγκέντρωσης των ιόντων Cl ) δεν είναι αυτά που θα εκφορτιστούν στην άνοδο.

Το υδατικό δ/μα NaCl δεν χαρακτηρίζεται ώς πυκνό ή ώς αραιό, ( γιατί – ορθά – δεν θέλουμε να μπούμε σε τέτοιες – σημαντικές – λεπτομέρειες ) KAI έτσι ο μαθητής βλέπει να μην ισχύει η σειρά που δύο γραμμες πιο πάνω έδωσε το βιβλίο. Εμείς ξέρουμε ότι έχει σημασία εάν το δ/μα NaCl είναι πυκνό ή αραιό και αυτό που περιγράφει το σχολικό βιβλίο αφορά πυκνό δ/μα NaCl , ο μαθητής όμως βλέπει μια εξαίρεση στο 1ο παράδειγμα με το οποίο καλείται να καταλάβει την διαφορά του τήγματος με το υδατικό δ/μα .

WTF !!! ( που έλεγε και η Μπουμπουλίνα )

Να πούμε στον μαθητή «…Μεταξύ αυτών των δύο από τη σειρά εκφόρτισης προηγούνται τα Η2Ο. Άρα αυτά θα έπρεπε να οξειδωθούν στην άνοδο. Παρόλα αυτά, στην άνοδο πάνε και οξειδώνονται τα Cl- γιατί έχουν μεγαλύτερη συγκέντρωση» ή να κάνουμε τους τρελούς ;

Ξεπερνώντας το γεγονός ότι στην αναφορά του υδατικού δ/τος Η2SO4 δεν γίνεται καμία αναφορά στην ύπαρξη των ιόντων HSO4- ( πταίσμα στην ηλεκτροχημεία , σοβαρότατο λάθος στην ιοντική ισορροπία ) ας πάμε στο δ/μα CuSO4. Με την τόσες συμπυκνωμένες πληροφορίες ειλικρινά δεν μπορώ να καταλάβω εάν η αναφορά της ύπαρξης των ιόντων ΟΗ στο διάλυμα αφορά τα ιόντα που προέρχονται από τον αυτοιοντισμό του νερού ή την «υδρόλυση» του ιόντος SO4. ( που δεν πρέπει ακόμα να πω ή που πρέπει να πώ ; ) Ίσως το καταλάβει κάποιος μαθητής.

Το παράδειγμα της μη χρήσης αδρανών ηλεκτροδίων , το σχόλιο-λεζάντα στην εικόνα 1.3 περί καθαρισμού μετάλλων ( τα δραστικά μέταλλά ( Zn ) μένουν στο διάλυμα , τα λιγότερο ηλεκτροθετικά ( Au ) καταβυθίζονται και ο Χαλκός περνά απέναντι ) και η παράγραφος της επιμετάλλωσης , υπερ απλοποιούν τα φαινόμενα σε σημείο που είναι λογικό να δημιουργούνται αλμάτα λογικής.

Για τους νόμους Faraday και τα γαλβανικά στοιχεία δεν θα γράψω τίποτα. Για το 1ο γιατι δεν τους θεωρώ τόσο μα τόσο (συμπληρώστε ότι θέλετε ) ώστε να βάλουν άλλο ένα σημείο στοιχειομετρίας στην ύλη και για το 2ο γιατί μετά από αυτά που διάβασα στην ηλεκτρόλυση απογοητεύτηκα και δεν τόλμησα να πάω στα γαλβανικά.

Καταλήγω στο συμπέρασμα ότι ή δεν έχουν διαβάσει προσεκτικά το βιβλίο ή ότι ετοιμάζουν καινούργια. ( για να το ελαφρύνω λίγο )

Όλα αυτά σε «χημικά ανώριμους» μαθητές , που έχουν διδαχθεί «παραμύθια» ως Χημεία στο Γυμνάσιο ( αυτό το βιβλίο του Γυμνασίου πότε θα το αποσύρουν ; ) και πασαλείμματα στις 2 πρώτες τάξεις του Λυκείου ( γνωρίζοντας ότι δεν θα εξεταστούν σε αυτά στο τέλος ). Και μετά φταίνε οι μέλισσες ( που απλά έρχονται )…

Επίλογος

Όπως έχω ξαναγράψει , μάλλον το σχολείο θα χάσει την μεγάλη ευκαιρία που του δίνεται να πρωταγωνιστήσει στην προετοιμασία των μαθητών για τις Πανελλήνιες εξετάσεις. Η ύλη πρέπει να βγαίνει μέσα στον Μάρτιο ώστε οι μαθητές να έχουν 2,5 μήνες επανάληψης ( και κυρίως εμπέδωσης ) όλων αυτών που έχουν διδαχθεί. Θέλετε να το δεχθείτε ; Καλώς … Δεν θέλετε ; … η πραγματικότητα ( ξεκίνημα της προετοιμασίας των μαθητών για τις πανελλήνιες από την Β και άδεια σχολεία τον Απρίλιο Μάιο ) θα μας το θυμίζει κάθε χρόνο.

Τα εξάωρα μαθήματα προσφέρουν στο σχολείο αυτήν την δυνατότητα. Αυτό και μόνο αυτό. Τα υπόλοιπα δεν αλλάζουν τίποτα.

ΥΓ . Την άποψη ότι η μεγαλύτερη ύλη οδηγεί σε απλούστερα θέματα δεν την συμμερίζομαι. Ποιος δεν θα διδάξει ασκήσεις ισοτονικών δ/των , μείγματα θερμοχημείας και απώλειες θερμιδομέτρων ; Ποιος δεν θα διδάξει επαγωγικό φαινόμενο και pH διαλυμάτων ίσων συγκεντρώσεων ; Ποιος δεν θα διδάξει ασκήσεις Qc ;

Αλήθεια , πόσο απέχει το θέμα :

«Τα δ/τα αναμειγνύονται, οπότε το Η2Ο2 αντιδρά πλήρως σύμφωνα με την αντίδραση :

Η2Ο2  +  ΗΙ  ⟶ Ι2  +  Η2Ο

Δ1. α) Να γραφούν οι συντελεστές της χημικής εξίσωσης.

β) Να προσδιορίσετε το οξειδωτικό και το αναγωγικό σώμα στα αντιδρώντα.

γ) Να υπολογίσετε τα mol του παραγόμενου ιωδίου»

 

από το θέμα

«Δίνεται διάλυμα Υ4 νιτρικού οξέος (ΗNO3), το οποίο αντιδρά με ποσότητα σιδήρου σύμφωνα με τις αντιδράσεις (2) και (3):

Fe + HNO3 → …. NO …

Fe + HNO3 → …. NO2

α) Να συμπληρωθούν οι συντελεστές των χημικών αντιδράσεων (2) και (3).

β) Από την υψικάμινο λαμβάνεται δείγμα ακάθαρτου μεταλλικού σιδήρου. Μέρος αυτού του δείγματος μάζας 10 g υφίσταται κατεργασία με 1 L διαλύματος Υ4. Δίνεται ότι οι προσμείξεις δεν αντιδρούν με το HNO3 και ότι ο όγκος του Υ4 δεν μεταβάλλεται.

Αν τελικά παράγονται 1,68 L NO (g) και 6,72 L ΝΟ2 (g) σε STP και δίνεται ότι το διάλυμα που προκύπτει έχει pH = 1, να υπολογιστούν:

i) Η περιεκτικότητα (% w/w) του ακάθαρτου μεταλλεύματος σε σίδηρο

ii) Η αρχική συγκέντρωση του νιτρικού οξέος (διάλυμα Υ4)»

Η απάντηση είναι 15 μήνες . ( μόλις !!!! )

Καλά κρασιά.

 

(Visited 1,655 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
15 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής

Καλησπέρα Αντώνη.

Αν και οι συνάδελφοι Χημικοί, έχουν το λόγο για το ζήτημα που βάζεις, δυο παρατηρήσεις από μένα.

1) Χωρίς να έχω μελετήσει το σχολικό βιβλίο, παρά μόνο μια ματιά διαδικτυακά, διαβάζοντας το άρθρο σου, νομίζω ότι πράγματι υπάρχει σοβαρό πρόβλημα για το τι και πώς θα διδαχτεί. Βέβαια αν δοθούν οδηγίες για ηλεκτρόλυση τηγμάτων και όχι διαλυμάτων τα πράγματα απλοποιούνται. Αλλά πρόβλεψη προϊόντων με βάση κάποια παραδείγματα και χωρίς σοβαρές ερμηνείες… δεν γίνεται. (αφήνω την πηγή που … παράγει ηλεκτρόνια)!

2) Επειδή προσωπικά έχω ταχθεί υπέρ της αύξησης της ύλης, μια διευκρίνηση.

Όταν μιλάμε για αύξηση της ύλης, εννοείται ότι αυτό θα συμβεί με χαμήλωμα του πήχη. Αυτό που έγινε πρόσφατα που αυξήθηκε ο όγκος της ύλης Χημείας και ταυτόχρονα ανέβηκε και το επίπεδο των θεμάτων, ήταν απαράδεκτο. Δεν έχει καμιά λογική. Χρεοκοπεί το σχολείο και στέλνει τα παιδιά στα φροντιστήρια…

Το πως μπορεί να γίνει αυτό, εδώ ναι, υπάρχει πρόβλημα. Πρέπει κάποιος να αναλάβει την ευθύνη της πρότασης και ταυτόχρονα να έχει και την ευθύνη της εφαρμογής. Θέλω να πω δεν μπορεί το ΙΕΠ να προτείνει μια αύξηση της ύλης και κατέβασμα του επιπέδου και στη συνέχεια να έρχεται η ΚΕΕ και να εξετάζει τον ουρανό με τ΄άστρα. Θα πρέπει ο υπεύθυνος ΙΕΠ να συμμετέχει στην ΚΕΕ με δικαίωμα βέτο. Το επίπεδο θα πρέπει να είναι σύμφωνο με τις οδηγίες διδασκαλίας.

Εδώ το πρόβλημα είναι μεγάλο και το έχουμε ζήσει με την μεταρρύθμιση Αρσένη. Τα παιδιά εξετάστηκαν σε 14 μαθήματα (την πρώτη χρονιά) και οι οδηγίες ήταν για ομαλά, βατά θέματα σε ΟΛΑ τα μαθήματα. Αλλά ποιοι θα βάζανε θέματα; Οι εν ενεργεία καθηγητές που είχαν 20-30 χρόνια υπηρεσίας και είχαν προπονηθεί καλά επί δεσμών. Και κάνανε αυτό που γνώριζαν καλά. Βάλανε δύσκολα θέματα στα μαθήματα κατευθύνσεων (διακρίνοντάς τα από τα μαθήματα γενικής παιδείας, πράγμα που κανένας νόμος δεν το προέβλεπε…) και όχι μόνο. Θυμηθείτε το διαγώνισμα Χημείας Β΄γενικής παιδείας της πρώτης χρονιάς.

Και, μια χρονιά να πέσουν τέτοια θέματα, πάει η κατάσταση ξέφυγε…

Παναγιώτης Κουτσομπόγερας

Αντώνη καλησπέρα. Πολύ εύστοχες οι παρατηρήσεις σου ως συνήθως. Να σταθώ λίγο στα τελευταία σου λόγια, αναφορικά με την τροποποίηση της ύλης στην Α + Β Λυκείου και να πω ότι συμφωνώ απόλυτα μαζί σου. Έπρεπε να γυρίσει (wishful thinking…) η στοιχειομετρία στην Α Λυκείου, στη Β σίγουρα οξειδοαναγωγή ίσως και Ισορροπία αλλά τότε που να χωρέσουν οι ώρες. Στο Γυμνάσιο όπως είπες ονοματολογία μεταθετικές και απλοί χημικοί υπολογίσμοί. Να θυμήσουμε επίσης πως κατά τη γνώμη μου (… τα αρχαία πλέον χρόνια) ΚΑΚΩΣ καταργήθηκε η Χημεία Β Κατεύθυνσης εξ’ αρχής φορτώνοντας απίστευτα την Γ Λυκείου. Καλό Βράδυ σε όλους

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα παιδιά.

Χημικός δεν είμαι και δεν μπορώ να σχολιάσω το κείμενο του Αντώνη.

Δεν κατάλαβα όμως κάτι:

Η πηγή συνεχούς ρεύματος παράγει ηλεκτρόνια ; Έχω την αίσθηση ότι σε κάθε αναφορά που κάνουμε για τις ηλεκτρικές πηγές διατυμπανίζουμε ότι η μπαταρία δημιουργεί την απαραίτητη διαφορά δυναμικού ώστε να κινηθούν προσανατολισμένα τα ήδη υπάρχοντα ηλεκτρόνια του μεταλλικού αγωγού ; Κάνω λάθος ;

Φυσικά μια πηγή δεν γεννά ηλεκτρόνια. Όμως κινούνται ηλεκτρόνια τους αγωγούς. Δηλαδή αν πάρουμε μια διατομή ενός ηλεκτροδίου θα δούμε να την διαπερνούν ηλεκτρόνια προς μία κατεύθυνση. Δηλαδή ηλεκτρόνια εξέρχονται από την επιφάνεια ενός ηλεκτροδίου και ισάριθμα ηλεκτρόνια εισέρχονται στην επιφάνεια του άλλου ηλεκτροδίου.

Δεν κατάλαβα κάτι;

Γιάννης Μήτσης
Αρχισυντάκτης
2 έτη πριν

Σε ένα κύκλωμα μπαταρίας τα ηλεκτρόνια δεν κάνουν γύρω-γύρω όλοι όπως συνήθως βλέπουμε σε αναπαραστάσεις. Ένα e που βγαίνει από τον πόλο μιας μπαταρίας δεν επιστρέφει σε αυτόν ώστε να ξαναβγεί και πάλι.

Ο αρνητικός πόλος της μπαταρίας απελευθερώνει e που ήταν δεσμευμένα σε κάποια άτομα των υλικών της μπαταρίας και στον θετικό πόλο γίνεται δέσμευση ίσου αριθμού e από θετικά ιόντα. Τα δεσμευμένα αυτά e δεν επαναπροωθούνται στο εσωτερικό της μπαταρίας προς τον αρνητικό πόλο ώστε να ολοκληρωθεί ο κύκλος.

Θα μπορούσαμε λοιπόν να πούμε πως ο ένας πόλος της μπαταρίας παράγει e υπό την έννοια ότι τα αποδεσμεύει.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Γιάννη.

Μπορούμε να πούμε ότι σε κάποιο χρονικό διάστημα η κάθοδος “παρέχει” στο διάλυμα Ν ηλεκτρόνια και η άνοδος “δέχεται” Ν ηλεκτρόνια από αυτό;

(Τα εισαγωγικά τα βάζω για λόγους οικονομίας ώστε να μην μιλώ για διατομές, φορτία και ρευματικές ταχύτητες.)

Γιάννης Μήτσης
Αρχισυντάκτης
2 έτη πριν

Ναι Γιάννη, σωστό μου ακούγεται να πούμε πως η κάθοδος παρέχει στο διάλυμα (ή γενικά στο κύκλωμα) e και η άνοδος δέχεται ίσο αριθμό e.

Αυτό που ήθελα εγώ να επισημάνω είναι πως δεν υπάρχει αέναη κυκλική κίνηση των e σε ένα κύκλωμα με μπαταρία. Ούτε έναν κύκλο δεν καταφέρνουν να κάνουν τα e.

Αέναη κυκλική κίνηση e μπορούμε να έχουμε όταν η πηγή λειτουργεί με επαγωγή (γεννήτρια)

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Συμφωνώ Γιάννη.

Προσπαθώ να καταλάβω την ένσταση του Αντώνη.

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής

Καλημέρα Γιάννη (Μη), καλημέρα Γιάννη (Κυρ).

Νομίζω ότι η διαφωνία του Αντώνη, δεν εστιαζόταν στην αέναη κίνηση των ηλεκτρονίων σε κλειστή διαδρομή.

Αλλά στο αν “τα ηλεκτρόνια παράγονται από την πηγή…”.

Η διατύπωση οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η πηγή είναι ένας “παραγωγός” ηλεκτρονίων τα οποία “μεταφέρονται μέσω του εξωτερικού αγωγού στην κάθοδο” και “εκεί καταναλώνονται”!

Η διατύπωση δεν αναφέρεται σε ελεύθερα ηλεκτρόνια και για δέσμευσή τους.

Κάποιος τα παράγει, μεταφέρονται και κάπου καταναλώνονται.