Vytisknout

O fyzikále, křídě, powerpointu a chrápání

Hodnocení uživatelů:  / 2
NejhoršíNejlepší 

Otec jednoho z mých kolegů, docent fyzikální chemie řekl, že výuka chemie bez tabule a křídy není možná. Včera jsem dostal email, kde mi jeden z mých profesorů napsal, že dobrý pedagog, to je vlastně takový mlynář. Ten když odchází z práce je celý bílý od mouky, pedagog pokryt jemným aerodisperzním systémem částic pocházejících z křídy, tedy jako by se vracel taktéž z mlýnice. Jde fyzikála, jak ji studenti říkají, učit z powerpointové prezentace? Nebo pomocí jejího předchůdce, průhledné fólie promítané na meotaru? Co to studentovi dá? Mraky a hromady vzorců, vztahů, diferenciálních rovnic. Lze se v té změti teorie zorientovat i bez praktické ukázky, aplikace, odvození? Jaký je pak rozdíl mezi samostudiem učebnice fyzikální chemie a promítnutým "slaidem"? K čemu břemeno teorie, když student u zkoušky v rychlosti napíše vztahy pojící se k termodynamickým zákonům? Když na dotaz, co je to vnitřní energie, co je to teplo, entalpie, entropie krčí rameny nebo kvapně píše další vzorec ve snaze utéct zkoušejícímu z lopaty? Student sype vztahy na papír a kreslí je jako obrázky. Hessův zákon, Clausiusova-Clapeyrovona rovnice, van't Hoffův vztah maluje jako omalovánky v dětské knížce, po paměti, ano, mrkev je oranžová, jahoda červená. Ovšem maluje bez představy toho, jak tyto elementy chutnají. Je to pro něj jen produkt "slaidu", a je tomu tak, neboť ho to tak naučil jeho učitel a víc po něm ani proto nemůže chtít.

IMAG0113

Poslední dva roky, kdy laboranti chemického vojska jezdí na výcviky do laboratoří Ústavu ochrany proti zbraním hromadného ničení, se snažíme prohlubovat jejich dosavadní znalosti, nastartovat určitý vědomostní růst, posunout je v jejich odbornosti dále, než-li jen k vytřepávání vysoce toxických organických sloučenin do organického rozpouštědla, přípravě vzorků a jejich analýzy. Chceme aby pochopili co se jim děje pod rukama. Že ty procesy lze docela smysluplně matematicky popsat a tudíž i řešit. Najednou se člověk od vytřepávání dostává k rovnovážné konstantě, bilanční tabulce, k termodynamice, reakční kinetice. Přestává být cvičenou opicí znásilněnou příkazy typu PROVEĎTE, ODMĚŘTE, ODDĚLTE, tedy jakési jiné formy NAŘIZUJI, ZAKAZUJI, NESTANE SE MI, NÉ ŽE SE STANE. Na pozicích laborantů již sedí vzdělaní lidé, nebo lidé vzdělání si doplňující. Chemie je svobodná. Hledající bod rovnováhy. Ani málo, ani příliš. Laboranti, aby sami cítili, že je jejich práce smysluplná, musí vycházet chemii vstříc. Musí se ji snažit chápat na co nejelementárnější úrovni, kam až jim jejich intelekt umožní dohlédnout. Pokud mají mít svou práci rádi, pokud je má bavit, musí se snažit neustále něco objevovat. Jinak se práce stane nudou, rutinou, opičím královstvím. Podpora ze strany nadřízených jde samozřejmě ruku v ruce.

V duchu předchozích myšlenek, jsem připravil pár úloh, které se snaží podrobněji rozpracovávat dosavadní praxi a kladou si za cíl umožnit laborantům dohlédnout dále, než-li je vojenský duch učí. Jednu z úloh si dovolím zde předvést. Může být, dle mého názoru aplikovatelná i při výuce na střední škole v rámci semináře chemie ve vyšších ročnících.

Jednou z všeobecně známých reakcí je esterifikace. A proč nesáhnout po té nejznámější, tedy po výrobě ethylacetátu.

Dva moly látek na straně reaktantů, dva moly látek na straně produktů. Pokud by se začalo počítat běžně zažitými metodami, dojdeme teoretickým výpočtem ke 100% výtěžnosti. Pak se provede vlastní praktická esterifikace, spočítají se skutečné výtěžky, zapíšou se ztráty a spočítá skutečná výtěžnost.

Co kdybychom to ale protentokráte zkusili jinak. Co kdybychom si rovnou spočítali výtěžnost jaká teoreticky vyjde, pokud budeme precizně obsluhovat "děličku" a nerozlévat produkt okolo po celé laboratoři. Co kdybychom předtím, než pokus uskutečníme, využili některých statí učebnic fyzikální chemie a podívali se na rovnovážné soustavy, zakousli termodynamiky a zajedli reakční kinetikou. Postačí nám tabule, křída, drobky matematiky a špetka ochoty chápat a nekriticky naslouchat.

Reakční schéma máme, potřebné vztahy odvozeny, nikoli opsány. Po ruce internet, nebo chemické tabulky. Doposud jsme v nich hledali jen hustoty, rozpustnosti, teploty varu, najednou rozkrýváme řádky, kterým se nikdy nevěnovala pozornost, neboť působily hrozivě: absolutní entropie, standardní slučovací entalpie, Gibbsova energie....veličiny raději přehlížené, neboť jejich pochopení vyžaduje úsilí a jak říkal tatíček Masaryk:"Myslet bolí", vzpomeňme však i optimistu Descarta a jeho:"Myslím, tedy jsem..Cogito ergo sum"...a my chceme být, a tak překonáme bolest a jdeme existovat. 

Milý čtenáři, který jsi dočetl nářky chemického eléva až sem, budiž Ti útěchou skript z programu Maple, kde Ti další postup bude vysvětlen a pokud Maple nevlastníš, zde je odkaz na PDF. Dozvíš se, jak snadno propočítat výtěžnost reakce a jaký na ni má vliv teplota reakční směsi a jaký to vše bude mít vliv narychlost reakce.

P.S. Článek dopsán okolo půlnoci za vydatné podpory kolegy Machka realizované mohutným chrápáním.

 

 

D.T.

Uživatelské menu

Návštěvnost stránek

Dnes1
Včera15
Tento týden73
Tento měsíc340
Celkem19651

Nyní jsou připojeni 8 hostů a žádní členové

Hlasování

Budoucnost chemického vojska

ČR se přihlásí ke svým závazkům v oblasti OPZHN a chemické vojsko čeká rozvoj! - 33.3%
Armáda nebude schopna financovat rozvoj a současný stav bude zakonzervován! - 33.3%
Chemické vojsko bude existovat, ale sloučí se s ostatními druhy vojsk! - 16.7%
Chemické vojsko zanikne s ostatnímu druhy vojsk! - 16.7%

Total votes: 6
The voting for this poll has ended on: 25 zář 2012 - 00:00