Viaggio tra gli elementi e le reazioni della Chimica

Introduzione L’attività descritta in questo articolo nasce da una esperienza di didattica sperimentale svolta in 20 licei scientifici, nell’ambito delle attività del Piano Lauree Scientifiche di Chimica della regione Marche . I temi affrontati in questa attività sono stati concordati con i docenti delle scuole superiori attraverso alcuni incontri, durante i quali sono emerse varie problematiche di didattica generale (attenzione ed interesse verso la chimica) e su temi specifici come la connessione della chimica ad altre discipline e la difficoltà di affrontare alcuni argomenti, quali gli stati della materia, i passaggi di stato e le reazioni chimiche, anche da un punto di vista sperimentale. La proposta di studiare la tavola periodica in maniera interattiva/applicata e come strumento per la comprensione delle proprietà chimico fisiche degli elementi è stata ben accolta dai docenti, dai quali sono subito arrivati apprezzamenti e proposte. Dal confronto con i docenti delle scuole è infatti emerso che, per esigenze temporali, lo studio della tavola periodica degli elementi fosse soprattutto focalizzato nella sua struttura ma ben poco nella sua funzione. Questo processo critico di rielaborazione del percorso didattico è tuttora in corso: infatti i docenti partecipanti, alla fine dell’attività, hanno spesso proposto modifiche o aggiustamenti del percorso per adattarlo alle loro esigenze didattiche. L’attività è strutturata per un percorso didattico-dimostrativo attraverso la tavola periodica degli elementi. Il percorso che consiste in una lezione frontale organizzata mediante una presentazione power point, in filmati ed in intermezzi sperimentali, con una durata di circa due ore. Gli incontri didattici sperimentali sono stati erogati agli studenti del quarto anno del Liceo Scientifico o al terzo anno di Liceo Scientifico indirizzo Scienze Applicate. Per le lezioni è stato allestito un comodo borsone contenente campioni dimostrativi delle sostanze elementari e tutta l’apparecchiatura necessaria, mentre le scuole ospitanti dovevano fornire una aula attrezzata con videoproiettore, prese di corrente e un pianale di appoggio, generalmente una cattedra. La strumentazione utilizzata per gli esperimenti è costituita da un sostegno in ferro, alcune pinze da sostegno, un Dewar da 2,5 litri contenente azoto liquido, uno da un litro ed un altro da 500 ml trasparente, contenente ossigeno liquido preparato la sera prima, una pompa da vuoto con tubo di connessione, una piccola torcia a butano portatile ed una scatola contenente tutti i campioni dei vari elementi, da mostrare di volta in volta e far passare tra gli studenti. La lezione sperimentale ha lo scopo di avvicinare gli studenti allo studio e alla comprensione della chimica attraverso la conoscenza della tavola periodica, quindi delle sostanze elementari e delle loro proprietà fisiche e chimiche. Durante la lezione gli studenti hanno la possibilità di toccare sostanze elementari, vedere piccoli esperimenti sulla reattività di alcuni metalli, conoscere l’andamento della reattività dei metalli in un gruppo, valutare la diversa densità delle sostanze elementari, correlare le proprietà macroscopiche alle strutture microscopiche, valutare diversi aspetti fisici quali lo stato fisico di aggregazione, conoscere l’allotropia delle sostanze elementari e i parametri che influenzano i passaggi da uno stato all’altro, le caratteristiche dei metalli e dei non metalli con accenni a proprietà peculiari come il magnetismo e la luminescenza. La lezione si avvale anche di filmati e di vari richiami storici che riguardano la scoperta degli elementi, nonché di aneddoti storici che rendono il percorso gradevole e trasversale, che intercala momenti di fresca ilarità con momenti di riflessione e approfondimento. A seguire una descrizione sintetica della lezione e degli argomenti affrontati.