cristallial vasari
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CRISTALLI AL VASARI Classi: 1ATA Tecnico Agraria Agroalimentare ed Agroindustria
1CSE Servizi Enogastronomici e per l’Ospitalità Alberghiera
Docenti: Donatella Failli Silvia Boddi
Boddi e Failli – ISIS VASARI (Tecnico Agrario e Professionale Alberghiero) - LSS
Collocazione del percorso nel curricolo verticale
Lo studio dei minerali, delle loro caratteristiche ed in particolare delle loro simmetrie e della loro crescita
(oggetto dell’attività laboratoriale), si inserisce in un percorso che per gli
indirizzi di studio coinvolti, sfocerà nel secondo anno con lo studio delle
simmetrie degli esseri viventi animali e vegetali.
PREREQUISITI
• Conoscere la struttura della materia: atomi, molecole
• Conoscere la struttura molecolare di un corpo solido
• Conoscere i miscugli eterogenei ed omogenei
• Conoscere gli stati di aggregazione della materia ed i passaggi di stato
Obbiettivi essenziali di apprendimento
• Osservare, descrivere ed analizzare fenomeni, come approccio al processo di conoscenza della realtà naturale o artificiale riconoscendo nelle loro varie forme i concetti di sistema e di complessità
• Analizzare qualitativamente e quantitativamente fenomeni legati alle trasformazioni di energia a partire dall’esperienza
• Comunicare nella propria lingua utilizzando un lessico specifico, usare le metodologie acquisite per porsi con atteggiamento scientifico di fronte alla realtà
• Conoscere le caratteristiche dei vari tipi di minerali
• Saper analizzare le caratteristiche generali dei solidi
• Cogliere le relazioni tra stato di aggregazione e struttura interna
• Riconoscere le simmetrie nella struttura cristallina
• Comprendere le modalità di crescita dei cristalli ed i fattori ambientali che la influenzano
• Essere consapevoli della correttezza ed accuratezza delle fasi svolte durante il percorso laboratoriale
• Individuare, durante il percorso laboratoriale, tecniche più efficaci per le finalità dell’esperimento
Materiali, apparecchi e strumenti impiegatiSali: cloruro di sodio, solfato rameico, solfato di alluminio e potassioAcqua distillataBacchette di vetro e di legnoCarta assorbenteBecker e cilindriSpatole e cucchiaiCollaFilo di nylonBilancia digitalePiastra riscaldanteMacchina fotograficaSoftware per elaborazioni grafiche e presentazione su Power point
Ambienti usati per lo svolgimento del percorso
• Aula didattica per somministrazione test, valutazione dei prerequisiti, discussioni, verifiche e conclusioni
•Aula di informatica per lezioni teoriche ed elaborazioni grafiche
• Laboratorio di chimica per la preparazione delle soluzioni dei diversi
sali e per l’allestimento delle procedure per la crescita dei cristalli
Tempo impiegato
•Per la messa a punto preliminare del gruppo nel Gruppo LSS: 12 ore•Per la progettazione specifica e dettagliata nelle classi: 6 ore•Tempo scuola per lo sviluppo del percorso: 20 ore•Per la documentazione: 8 ore
Descrizione del nostro percorso
Prima fase: indagine preliminare delle conoscenze degli studenti tramite brain storming e testSeconda fase: formazione di gruppi interclasseTerza fase: lezione teorica introduttiva sui minerali con allestimento di una “collezione” di minerali e approfondimento sui “Quasicristalli”Quarta fase: sperimentazione ed osservazione, allestimento collezione di mineraliQuinta fase: elaborazione datiSesta fase: discussione, verifica e conclusioni
Test iniziale Prima fase
Seconda fase
Formazione di gruppi interclasseLo sviluppo del percorso ha previsto la formazione di gruppi misti tra le due
classi partecipanti per favorire la socializzazione tra gli studenti col fine di sensibilizzarli alla collaborazione ed alla integrazione di tutti i partecipanti. Comunque non sempre è stato possibile
attuare questo tipo di impostazione, talvolta gli alunni hanno lavorato non in
gruppo.
Lezione teorica sui minerali
Terza fase
MINERALI: sono sostanze solide naturali, omogenee, con composizione chimica ben definita e costituiscono ad esempio il diamante, il quarzo ecc.
ROCCE: sono masse eterogenee, composte da minerali e possono essere
semplici o composte
COMPOSTE sono formate da minerali diversi
(esempio graniti, porfidi,
arenarie
SEMPLICIHanno la stessa composizione chimica (ad
esempio il marmo di Carrara)
Proprietà fisicheLe proprietà fisiche dei minerali sono
l’espressione dellerelazioni esistenti tra struttura cristallina del minerale e la sua
composizione chimica.La combinazione di osservazioni dirette seguite dalla verifica di alcune proprietà fisiche possono bastare a riconoscere e
classificare un minerale.
RICONOSCIMENTO E STUDIO DEI MINERALI
FORMA CRISTALLINALUCENTEZZA
SFALDATURA e FRATTURACOLORE
DUREZZAPESO SPECIFICO
DENSITA’
Proprietà fisiche
Le forme cristalline Le forme in cui i minerali
cristallizzano sono molteplici e costituiscono un insieme geometricamente vario.
In natura i cristalli possono presentarsi come individui
singoli o più comunemente in aggregati cristallini.
Gli aggregati cristallini possono essere formati da individui di una sola specie mineralogica o da più specie, come accade generalmente nelle rocce.
disposizione atomica interna ordinata.
Fino ad oggi sono 3600 le specie minerali note e ciascuna si differenzia dalle altre perché possiede caratteristiche chimiche, fisiche e cristallografiche particolare. La forma esterna dei cristalli è l’espressione della loro
Cella elementare la più piccola unità della struttura che se ripetuta
indefinitamente nelle tre dimensioni formerà l’intera struttura.
L’osservazione delle forme cristalline fornisce una stima
complessiva del contenuto degli elementi di simmetria di un
cristallo riconoscibili direttamente sul campione e ne consente
l’attribuzione ad una determinata classe cristallina.
Abito cristallino aspetto complessivo di un cristallo.L'abito dei cristalli è una descrizione delle forme e degli aggregati che un determinato minerale può assumere in natura.Un minerale assume un determinato abito in funzione della simmetria del reticolo cristallino degli elementi che lo compongono ed delle modalità di accrescimento quali:1) temperatura2) pressione3) tempo a disposizione per la crescita4) composizione chimica5) spazio a disposizione per la crescita
SISTEMA CUBICO
SISTEMA ESAGONALE SISTEMA ROMBICOBlenda
Fluorite PiriteSalgemma
Miche
Olivina
Quarzo
Lezione Prof. Luca Bindi “L’impossibile caduto dal
cielo”Le Scienze 2013
Gli studenti delle due classi hanno assistito ad una lezione del Prof. Bindi (Università degli Studi di
Firenze) che ha parlato della sua ricerca, in collaborazione con altri
scienziati americani, che ha portato alla scoperta dei quasicristalli in
materiale extraterrestre
Collezione di minerali
Ametista Calcite e Pirite QuarzoCristallo di rocca
Solfato di rame Diaspro
Pirite
Ematite Rosa del deserto
Malachite
Lapislazzuli
Quarta fase sperimentazione ed osservazione
L’attività laboratoriale ha previsto la realizzazione di cristalli di: 1. allume (solfato di alluminio e
potassio)2. solfato di rame 3. salgemma
Sono state preparate soluzioni a caldo di:solfato di alluminio e potassio (20 g/100 cc),
cloruro di sodio (40g/100cc) solfato di rame (20g/100cc)
per la formazione dei germi, nuclei di crescita dei cristalli.
Fra tutti i germi ottenuti sono stati scelti i più piccoli e trasparenti poi montati su filo da pesca
ed immersi in becker contenenti soluzioni di solfato di alluminio e potassio (15 g/100 cc), di cloruro di sodio (35g/100cc) e di solfato di rame (15g/100cc) rispettivamente, per la successiva
crescita dei cristalli.
Allestimento soluzioni per la crescita dei cristalli
Durante il periodo di crescita (circa 1 mese) le soluzioni sono state rinnovate
periodicamente (2/3 gg) e sono stati eliminati i cristalli formatisi lungo il filo di supporto e, quando possibile,
quelli cresciuti sul cristallo principale. Nel corso della crescita sono stati
eliminati quei cristalli che non presentavano le giuste caratteristiche
e sostituiti con altri.
Allume
Allume
Salgemma
Solfato di rame
Quinta fase elaborazione dati
Gli studenti hanno compilato relazioni riguardanti le attività svolte in tutti i
dettagli, usando il laboratorio di informatica.
L’elaborazione dei dati ha portato alla realizzazione di un poster esplicativo di
tutto il percorso, presentato al II Concorso “Crescita dei cristalli” proposto dal
Dipartimento di Chimica dell’Università di Firenze.
Sesta fase: discussione, verifica e conclusioni
L’approccio è stato di tipo fenomenologico induttivo. Siamo partiti dall’osservazione
sperimentale in laboratorio giungendo alla comprensione dei fenomeni. Il laboratorio è
stato così utilizzato in modo più continuativo promuovendo una maggiore motivazione allo
studio delle materie scientifiche.Terminata la fase sperimentale le classi
coinvolte nel progetto hanno discusso sul percorso realizzato facendo emergere criticità
relative all’attività laboratoriale.
Nello specifico riguardo alle difficoltà nel trovare le giuste condizioni
ambientali per la crescita dei cristalli ed anche alle difficoltà dovute al
numero esiguo di ore in cui hanno potuto lavorare insieme in laboratorio.
Nonostante le difficoltà i risultati ottenuti in relazione agli
apprendimenti degli studenti sono stati soddisfacenti per le competenze
acquisite e verificate tramite test orale.
La valutazione dell’efficacia del percorso didattico sperimentata è positiva.
La trasversalità del percorso ha motivato gli studenti, permettendo loro di
consolidare concetti e svilupparne di nuovi.
Gli studenti hanno mostrato coinvolgimento e motivazione durante le
attività, in particolare per quanto riguarda il lavoro in squadra, gli studenti
hanno compreso l’importanza dei collegamenti nelle vari discipline,
ritenute troppo spesso scollegate tra di loro scoprendole aderenti alla realtà che
li circonda.