Online výpočty molekulových hmotností s nástrojem ChemicalAid
Odborný článek
Digitalizace ve vzdělávání
Online výpočty molekulových hmotností s nástrojem ChemicalAid
2,0 (2 hodnocení)
Jednou z možností výpočtů molekulových hmotností prostřednictvím digitálních technologií je užití volně dostupného nástroje ChemicalAid, který je součástí sítě vzdělávacích stránek StudentSource network of educational sites. V aktivitě efektivně využíváme z nabídky Kalkulačku molární hmotnosti. Kromě vypočteného číselného výsledku se také graficky zobrazí poměrové zastoupení jednotlivých prvků ve sloučeninách a to jak z počtu atomů v molekule, tak i z jejich relativních hmotností, což lze také účelně využít.
Cíl výuky
Žák/žákyně
sestaví správný racionální vzorec chemické látky,
efektivně využívá online prostředí ChemicalAid k jinak rutinním výpočtům molárních hmotností látek,
zapíše ve správném formátu racionální vzorec látky do příkazového řádku,
správně se orientuje v zobrazení nabízených údajů, rozumí informacím v kruhovém diagramu,
rozlišuje veličiny molární hmotnost a relativní hmotnost,
analyzuje a porovná grafická znázornění obsahu prvků ve sloučenině,
procvičuje a upevňuje znalost chemického názvosloví.
Základní informace
Stupeň vzdělávání: ZŠ (druhý stupeň), gymnázium, SŠ
Rozlišení relativní hmotnosti a molární hmotnosti látek.
Porozumění hmotnostnímu zlomku.
Digitální
Zápis čísel a závorek.
Přínos využití digitálních technologií
Nástroj ChemicalAid rychle a efektivně poskytne hodnotu molekulové hmotnosti látky, současně zobrazí informace o hmotnostním zlomku jednotlivých prvků v molekule a grafickou podobu těchto údajů, díky níž uživatelé posílí povědomí o souvislosti hmotnosti prvku s jeho hmotnostním zastoupením (vyjádřeným v procentech) ve sloučenině.
Metodická poznámka
ChemicalAid je originálně v anglickém jazyce, jednoduše lze nastavit (v pravé části horní lišty) češtinu (obr. 1, pro zvětšení klikněte na obrázek), musíme ale počítat s jistým omezením.
Obrázek 1 - Úvodní nabídka stránek v češtině
Některé části stránek zůstávají v angličtině, ale pro naše využití nás to nijak neomezí. Stránky nabízí několik interaktivních pomůcek a také informací, v aktivitě využijeme jednu z kalkulaček (obr. 2).
Obrázek 2 - Prostředí Kalkulačky molární hmotnosti
V levé dolní části jsou stručně uvedeny instrukce, se kterými je třeba žáky seznámit. Ke stejným informacím se dostaneme, pokud klikneme na Pokyny . Vstupní řádek je nejdelší, zde zapisujeme podle pokynů vzorec látky. K tomu lze také využít značky prvků z nabídky tabulky, která se zobrazí po kliknutí na obrázek překřížených ručních mechanických nástrojů.
Vyučující si pro úkol č. 2 předem připraví seznam názvů chemických látek, které chce žákům zadat. Na nich je pak správné vytvoření vzorce a užití zmíněné kalkulačky. Látky zadáváme v podobě racionálních nebo sumárních vzorců, kalkulačka vypočítá molekulovou hmotnost z obou typů.
Aktivitu lze použít opakovaně, např. po probrání názvosloví dvouprvkových sloučenin, poté kyselin a hydroxidů, solí, hydrogensolí, solí-hydrátů, organických sloučenin, … Na střední škole ji můžeme zařadit také do tématu o hmotnostech atomů a molekul a zaměřit se více na analytickou část aktivity.
První úlohu řešíme se žáky frontálně, následuje společná diskuze. Úlohu 2 pak zpracovávají žáci samostatně.
S žáky se předem domluvíme na potřebné přesnosti číselných hodnot. V řešení uvádíme zobrazené hodnoty.
Popis vzdělávací aktivity
Úloha 1 Seznámení s online prostředím ChemicalAid, složení vody
Chceme zjistit molekulovou hmotnost vody. Zadejte správně do příkazového řádku vzorec vody a klikněte na modré tlačítko.
Pečlivě si prohlédněte zobrazené okno. Co vše dokážete z tohoto zobrazení o složení vody vyčíst? Jak rozumíte kruhovým diagramům? Co vyjadřují? Můžeme je nějak porovnat?
Řešení 2. části
Molární hmotnost vody je\\[ \\small18{,}015\\,3\\ \\mathrm{g/mol} \\], relativní molekulová hmotnost vody je\\[ \\small18{,}015\\,3 \\] (obr. 3).
Molární hmotnost 2 atomů vodíku je\\[ \\small2{,}015\\,9\\ \\mathrm{g/mol} \\], jednoho atomu kyslíku\\[ \\small15{,}999\\,4\\ \\mathrm{g/mol} \\]; součet obou těchto hmotností se rovná molární hmotnosti vody.
Dva atomy vodíku v molekule vody tvoří\\[ \\small11{,}189\\,8\\ \\% \\] celkové hmotnosti molekuly vody, jeden atom kyslíku tvoří\\[ \\small88{,}810\\,2\\ \\% \\] celkové hmotnosti vody.
Obrázek 3 - Zobrazení informací o složení vody
První diagram graficky znázorňuje hmotnostní zastoupení prvků v molekule vody. Druhý diagram znázorňuje zastoupení prvků počtem atomů. Poměr počtu atomů vodíku a kyslíku je\\[ \\small2:1 \\], což na první pohled neodpovídá poměru hmotností těchto prvků. Je vidět, že vodík je mnohonásobně lehčí než kyslík.
Úloha 2
Určete vzorec a zjistěte pomocí online kalkulačky ChemicalAid molární hmotnost vybraných látek (zadá vyučující), zapište vše do sešitu.
Reflexe
V úloze 1 si část žáků nevšimla nepřesné slovní formulace o molární hmotnosti vody (neuvedeny jednotky).
Kontrola výsledků proběhla společným zápisem na tabuli. Žáci spíše chybují v samotném sestavení vzorce než při zadávání do příkazového řádku.
Rychlejší žáky vyzveme, aby namátkou zkontrolovali zobrazené hodnoty molárních hmotností látek výpočtem.
V závěru hodiny je vhodné shrnout rozdíl mezi molární a relativní molekulovou hmotností látky.
