Stehiomatrija šumeće tablete
Uvod u temu: Stehiometrija predstavlja matematiku u kemiji (ili u doslovnom prijevodu s grčkog brojanje elemenata). Kroz pokus s tvarima koje se koriste u svakodnevnom životu, stehiometrija se stavlja u kontekst dijela kemije koji je neophodan u proizvodnji hrane, lijekova, dodataka prehrani… Sve kemikalije koje se koriste u pokusu mogu se nabaviti u trgovini prehrambenim proizvodima. Ovako napravljen napitak može se i kušati, ali samo ako se radi u posuđu koje ima namjenu za uporabu s prehrambenim proizvodima i nije bilo u doticaju s drugim kemikalijama.
Cilj teme je da se stehiometrija stavi u funkciju alata koji je učenicima neophodan za rješavanje problema u svakodnevnom životu ili poduzetništvu i na taj način „ohrabri“ za upotrebu kemijskog računa.
Ishodi:
- prikazati jednadžbama kemijskih reakcija karakteristične reakcije kiselina i baza
- izračunati brojnost i množinu tvari na temelju zadanih podataka
- izračunati masu ili volumen tvari na temelju zadanih podataka
- odrediti mjerodavni reaktant i reaktant u suvišku
- izračunati iskorištenje kemijske reakcije
Aktivnost nastavnika:
Prije sata:
1. Nabavite u trgovini šumeće tablete. Preporučuje se raditi s multivitaminskim tabletama, ali mogu poslužiti i tablete protiv gripe, ali onda bi bilo dobro promijeniti listu sastojaka. Ukoliko namjeravate dopustiti učenicima da piju priređene napitke, obavezno kupite sodu bikarbonu, limunsku kiselinu, čiste plastične čaše i žličice u trgovini s prehrambenim proizvodima.
Za vrijeme sata:
Uvodni dio
1. Dajte učenicima radni listić i upitajte ih znaju li koji plin se razvija u šumećim tabletama. Podsjetite ih na mjehuriće u gaziranim pićima.
Glavni dio
2. Pratite kako učenici provode pokus i bilježite njihove rezultate u evidenciju.
3. Kada su učenici gotovi s pokusima, uputite ih na pranje pribora i čišćenje svog radnog mjesta.
Završni dio
4. Analizirajte zajedno s učenicima radne listiće. Obratite pažnju na važnost stehiometrijskih koeficijenata u jednadžbi kemijske reakcije. Izdvojite izraze za računanje množine tvari. Istaknite još jednom što je mjerodavni raktant, a što reaktant u suvišku i povedite raspravu zašto nisu u tableti soda bikarbona i limunska kiselina pomiješane u stehiometrijskom omjeru (limunska kiselina daje osvježavajući okus koji se ne bi osjetio ako bi se u potpunosti potrošila na reakciju sa sodom bikarbonom). Raspravite s učenicima o ulozi ostalih sastojaka u tableti.
Neka od pitanja koja možete postaviti su:
- a) Koji sastojak tablete služi kao bojilo? Prah soka cikle.
- b) Koji vitamin se nalazi na popisu sastojaka tablete na radnom listiću i koja mu je uloga? Vitamin C. Antioksidans.
- c) Zašto se u tabletu stavljaju umjetna sladila umjesto šećera? Zauzimaju manji volumen, mogu biti jeftinija, imaju manju kalorijsku vrijednost.
- d) Zašto se u tablete stavljaju punila? Punila su vrlo bitna ukoliko je masa aktivne tvari mala, npr. u farmaciji se stavljaju aktivne tvari u lijek reda veličine mg.
Aktivnost za poduzetnike:
Predložite im da dizajniraju šumeću tabletu koja će im koristiti prije ili poslije sportske aktivnosti.
Bonus aktivnost:
Iskorištenje reakcije u šumećoj tableti.
- a) Napravite svoju smjesu za tabletu od sode bikarbone, limunske kiseline i šećera, u kojoj će masa sode bikarbone biti točno poznata, limunska kiselina će biti u suvišku, a šećera možete staviti po želji.
- b) Na temelju mase sode bikarbone u smjesi izračunajte koliko iznosi masa CO2 koja se razvije otapanjem pripremljene smjese.
- c) Napravite šumeći napitak na način kako je opisan u radnom listiću, osim što ćete umjesto tablete odvagnuti masu vaše smjese.
- d) Izračunajte iskorištenje reakcije nastajanja CO2 iz sode bikarbone i limunske kiseline.
Domaća zadaća uz bonus aktivnost:
Izračunajte volumen CO2 koji se razvije iz otopljene smjese pri:
- a) Normalnim uvjetima
- b) Temperaturi 20 °C i tlaku 1 bar.
Napomena: ukoliko se ne radi bonus aktivnost, može se računati volumen CO2 razvijen otapanjem jedne šumeće tablete.
Literatura:
1. www.chegg.com/homework-help/questions-and-answers/lab-determination-nahco3-alka-selt zer-tablets-objectives-determine-amount-nahco3-alka-selt-q8883845 (18.5.2016.)
2. pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed077p1608A?journalCode=jceda8 (18.5.2016.) 3. www.gpb.org/files/pdfs/gpbclassroom/chemistry/stoichiometryLab.pdf (18.5.2016.)