Chimica e luce:come creare un gioco di luci conoscendo l'elettrochimica

Esperienza presentata in occasione dello spettacolo “le magie della chimica” presso l'ITIS Majorana di Grugliasco (TO)

Enrico Paschetta

Insegnare Chimica con passione.Venerdì 2 settembre 2016

Dipartimento di Scienze Chimiche.Padova

Contesto

L'esperienza è stata proposta in una classe seconda dell'indirizzo professionale grafico dell'IIS Des Ambrois di Oulx (TO)

In questo indirizzo di studi la chimica viene trattata nel solo biennio.

L'utilità della disciplina si può concretizzare secondo le seguenti modalità:

● Fornire nozioni teoriche utilizzabili nel percorso di studi futuri e nella vita quotidiana

● Contribuire a sviluppare un approccio scientifico per interpretare il mondo

● Sviluppare la capacità di problem solving e l'attitudine a procedere servendosi di esperimenti e dimostrazioni

Attività proposta

Si è proposto agli studenti di partecipare attivamente allo spettacolo “le magie della chimica”, organizzato dall'istituto tecnico Majorana di Grugliasco.

Per partecipare è necessario elaborare un'esperienza chimica con le seguenti caratteristiche:

● Originalità, in modo da non ripetere esperienze già presenti nello spettacolo

● Semplicità, ma non banalità ● Artisticità, per mettere in evidenza le caratteristiche del corso di studi● Sicura riuscita

Costruzione di una pila per accendere una serie di lampade artistiche appositamente costruite

PrerequisitiPer gli studenti:

● Conoscenza delle particelle subatomiche● Conoscenza dei concetti di acido e base

● Conoscenza del concetto di metallo

● Conoscenza del concetto di ossidazione e riduzione

Per l'insegnate:

● Familiarità con l'uso del saldatore a stagno

Le lampade

E' stata coinvolta la classe prima dello stesso corso di studi per costruire le lampade, durante l'ora di arte

La pila

Scelta dei materiali:

i materiali devono essere facilmente reperibili e non essere pericolosi da utilizzare.

La scelta del ferro e del rame è stata fatta cercando con gli studenti le reazioni più idonee, tra quelle della tabella dei potenziali standard di riduzione.

La pila

Gli elettrodi sono stati immersi in soluzione di acqua e sale, oppure di acqua, sale e aceto.

Assenza di un ponte salino vero e proprio

Le luci

L'insegnate ha provveduto a montare in parallelo una serie di led.

Domande emerse dall'attività

Perchè gli elettroni non passano nell'acqua?

Perchè i led non si accendono finchè non c'è la giusta quantità di celle in serie?

Perchè se aumento le celle i led fanno più luce?

Perchè il rame si lucida e il ferro si arrugginisce?

Sono veramente il rame e il ferro i protagonisti della reazione redox?

Perchè non serve un ponte salino e non ci sono due soluzioni da tenere separate?

Perchè a volte la pila non funziona se non si aggiunge l'aceto?

Le domande sono a volte state stimolate dall'insegnante, che ha contestualmente guidato la classe nell'elaborare le risposte, servendosi a volte di semplici esperimenti.Partendo da queste domande, è possibile spiegare molti fenomeni della vita quotidiana o legati all'industria (elettrodi sacrificali, correnti elettrolitiche che degradano i metalli immersi in acqua, corrosione dei metalli...).

Comportamenti particolari● Alcuni studenti hanno scelto una partecipazione periferica all'attività,

offrendosi di svolgere un ruolo di sicura riuscita, come ad esempio occuparsi delle riprese video dello spettacolo. Gli stessi studenti mettono spesso in atto comportamenti oppositivi verso le attività proposte.

● Si è riscontrata in certi casi buona collaborazione tra i soggetti più studiosi, che non se la sentivano di essere troppo protagonisti durante l'esposizione finale, e quelli più spavaldi, che volevano capire bene l'argomento per non rischiare brutte figure

● Una studentessa, che presenta spesso problemi nello studio teorico, ha risolto brillantemente il problema della scarsa luminosità dei led, dotando le lampade di un sistema per riflettere la luce verso il pubblico, dimostrando così buona manualità e capacità di individuare e risolvere i problemi

Risultati didattici

● Maggior coinvolgimento di tutta la classe, ognuno secondo le sue caratteristiche

● Valorizzazione di alcuni elementi che hanno avuto modo di utilizzare le proprie capacità.

● Sviluppo della capacità di ragionamento per trovare la migliore soluzione mediando fra varie istanze

● Capacità di interpretare semplici fenomeni legati all'elettrochimica.

● GRAZIE PER L'ATTENZIONE.