Jeden dział, który wraca przez całą maturę z chemii.
Dział V podstawy programowej z chemii to moment, w którym teoria zaczyna spotykać się z praktyką. Uczeń nie tylko poznaje rodzaje mieszanin czy metody ich rozdzielania, ale przede wszystkim uczy się wykonywać obliczenia, bez których trudno wyobrazić sobie dalszą naukę chemii.
Z perspektywy ponad dwudziestu lat przygotowywania maturzystów mogę powiedzieć jedno – większość problemów z późniejszymi działami nie wynika z ich trudności, lecz z braków właśnie tutaj.
To w roztworach pojawiają się stężenia molowe i procentowe, rozcieńczanie, zatężanie czy mieszanie roztworów. Kilka miesięcy później te same umiejętności wracają podczas obliczeń związanych z równowagą chemiczną, kinetyką, pH, hydrolizą, iloczynem rozpuszczalności, elektrochemią czy chemią organiczną.
Jeżeli uczeń nie czuje się pewnie w tym dziale, każdy kolejny etap przygotowań staje się znacznie trudniejszy.
Punkt 1. Uczeń rozróżnia układy homogeniczne i heterogeniczne oraz opisuje tworzenie się emulsji.
Na pierwszy rzut oka jest to typowo teoretyczny fragment podstawy programowej.
W praktyce CKE może wykorzystać tę wiedzę podczas analizy doświadczeń chemicznych.
Uczeń powinien bez problemu rozpoznawać:
- układy jednorodne i niejednorodne,
- roztwory właściwe,
- zawiesiny,
- koloidy,
- emulsje.
Nie wystarczy znać definicję.
Trzeba rozumieć, dlaczego dana mieszanina jest jednorodna lub niejednorodna oraz jakie właściwości o tym decydują. W arkuszach maturalnych bardzo często pojawiają się właśnie pytania wymagające uzasadnienia obserwacji, a nie jedynie podania nazwy mieszaniny.
Punkt 2. Obliczenia związane ze stężeniami, rozcieńczaniem i zatężaniem roztworów.
To bez wątpienia najważniejszy punkt całego działu.
Większość uczniów uważa, że wystarczy nauczyć się kilku wzorów.
To jeden z największych błędów popełnianych podczas przygotowań do matury.
Najważniejsze jest zrozumienie, czym jest stężenie oraz co dzieje się z liczbą moli substancji, masą i objętością podczas różnych procesów.
Uczeń powinien swobodnie wykonywać obliczenia związane z:
- stężeniem procentowym,
- stężeniem molowym,
- przygotowaniem roztworu,
- rozcieńczaniem,
- zatężaniem,
- odparowywaniem rozpuszczalnika,
- mieszaniem roztworów o różnych stężeniach,
- mieszaniem roztworów w różnych proporcjach.
To właśnie te zagadnienia należą do największych bolączek maturzystów.
Dlaczego tak wielu uczniów ma z nimi problem?
Ponieważ w szkołach bardzo często kładzie się nacisk na podstawienie danych do wzoru zamiast na zrozumienie procesu.
Uczeń pamięta równanie, ale nie rozumie, dlaczego działa.
W efekcie wystarczy niewielka modyfikacja treści zadania, aby cały schemat przestał funkcjonować.
Chemia jest bliżej, niż się wydaje
Najciekawsze jest to, że praktycznie każdy z nas wykonuje podobne obliczenia w codziennym życiu.
Rozrabiamy koncentraty soków.
Przygotowujemy środki do mycia podłóg.
Mieszamy płyn do spryskiwaczy.
Rozcieńczamy nawozy.
Przygotowujemy szampon samochodowy zgodnie z zaleceniami producenta.
Na opakowaniach regularnie pojawiają się informacje:
- 1:10,
- 1:20,
- 100 ml koncentratu na 5 litrów wody,
- 50 ml preparatu na 10 litrów roztworu.
To dokładnie te same zagadnienia, które później spotykamy na maturze.
Problem polega na tym, że uczniowie bardzo rzadko uczą się je wizualizować.
A przecież chemia nie jest zbiorem wzorów. Jest opisem zjawisk zachodzących wokół nas.
Co więcej, stężenie molowe jest językiem całej chemii. To właśnie nim posługują się wzory wykorzystywane w kolejnych działach podstawy programowej. Jeżeli uczeń nie opanuje tego sposobu myślenia, późniejsze obliczenia stają się znacznie trudniejsze, mimo że dotyczą zupełnie innych zagadnień.
Punkt 3. Projektowanie doświadczeń pozwalających przygotować roztwór o określonym stężeniu.
CKE może podczas matury z chemii może sprawdzić umiejętność planowania doświadczeń.
Uczeń powinien wiedzieć:
- jakie szkło laboratoryjne wykorzystać,
- dlaczego do przygotowania roztworów stosuje się kolby miarowe,
- kiedy należy dopełnić wodą do kreski,
- dlaczego temperatura może mieć znaczenie,
- w jakiej kolejności wykonywać poszczególne czynności.
To zadania sprawdzające zrozumienie pracy laboratoryjnej, a nie pamięciowe odtworzenie instrukcji.
Punkt 4. Rozdzielanie roztworów właściwych.
Podstawa programowa wymienia tutaj między innymi:
- ekstrakcję,
- chromatografię,
- elektroforezę.
Najważniejsze nie jest zapamiętanie nazw metod.
Uczeń powinien rozumieć, dlaczego dana metoda działa oraz jaka właściwość substancji pozwala wykorzystać właśnie taki sposób rozdzielania.
Na maturze znacznie częściej pojawia się pytanie wymagające uzasadnienia wyboru metody niż jej definicji.
Punkt 5. Projektowanie doświadczenia prowadzącego do rozdzielenia mieszaniny niejednorodnej.
To kolejny punkt pokazujący, że CKE oczekuje od maturzystów samodzielnego myślenia.
Uczeń powinien umieć:
- dobrać odpowiednią metodę,
- zaprojektować doświadczenie,
- wskazać potrzebny sprzęt laboratoryjny,
- uzasadnić wybór zastosowanego rozwiązania.
Nie wystarczy wiedzieć, czym jest sączenie czy dekantacja.
Trzeba jeszcze wiedzieć, kiedy i dlaczego należy je zastosować.
Jak realizujemy ten dział na naszych kursach?
Roztwory to jeden z tych działów, któremu poświęcamy znacznie więcej czasu, niż zazwyczaj ma to miejsce w szkole.
Na Kursie Premium nie ograniczamy się do przedstawienia wzorów i rozwiązania kilku przykładowych zadań. Najpierw budujemy zrozumienie całego procesu – pokazujemy, co naprawdę dzieje się z liczbą moli, masą i objętością podczas przygotowywania, rozcieńczania czy zatężania roztworów. Dopiero wtedy przechodzimy do rozwiązywania zadań maturalnych, dzięki czemu uczniowie nie uczą się schematów, lecz zaczynają rozumieć chemię.
To jednak dopiero pierwszy etap.
Podczas intensywnego kursu ĆMA wracamy do obliczeń dotyczących roztworów przez cały rok. Kiedy rozpoczynamy kolejne działy, takie jak kinetyka, równowaga chemiczna, pH czy elektrochemia, uczniowie ponownie wykorzystują stężenia molowe i procentowe w nowych kontekstach. Dzięki temu wiedza jest systematycznie utrwalana, a wykonywanie obliczeń staje się naturalne i niemal automatyczne.
Właśnie taka regularność sprawia, że na maturze uczniowie nie zastanawiają się, którego wzoru użyć. Skupiają się na rozwiązaniu problemu, ponieważ podstawowe narzędzia mają już doskonale opanowane.
Podsumowanie
Dział dotyczący roztworów zdecydowanie nie jest jedynie kolejnym rozdziałem podręcznika.
To właśnie tutaj powstają fundamenty większości obliczeń wykonywanych później na maturze z chemii.
Jeżeli uczeń dobrze zrozumie stężenia, przygotowywanie roztworów, rozcieńczanie, zatężanie oraz mieszanie roztworów, zyska solidną bazę do nauki równowagi chemicznej, pH, elektrochemii, chemii organicznej i wielu innych zagadnień.
Dlatego ten dział warto potraktować nie jako zbiór kilku prostych wzorów, lecz jako inwestycję, która będzie procentowała aż do ostatniego zadania egzaminacyjnego.
