W sobotę, 21 stycznia 2023 roku, grupa pięciorga uczniów wykazujących duże zainteresowanie chemią i odpowiednie zdolności naukowe spotkała się ze mną, aby wspólnie doskonalić umiejętności posługiwania się analitycznym sprzętem laboratoryjnym i nauczyć się prawidłowej oceny uzyskiwanych wyników.
Po serii zajęć typowo praktycznych, tym razem postanowiliśmy przyjrzeć się miareczkowaniu jako klasycznej technice analizy ilościowej, wykonując wykres zależności pH roztworu analitu w funkcji objętości roztworu titranta o znanym stężeniu, czyli krzywą miareczkowania. Kolejny raz udowodniliśmy, że przy zaangażowaniu uczniów i nauczyciela można pobawić się chemią praktyczną i uniwersytecką w miłej i luźnej, ale naukowej atmosferze. Zosia, Nadia, Lidka, Ola i Witek podzielili się na dwa zespoły badawcze. Najpierw wspólnie przygotowaliśmy stanowiska pracy i niezbędne odczynniki, czyli roztwory kwasu solnego i zasady sodowej o stężeniu ok. 0,01 mol/L. W toku analizy podlegały one rozcieńczeniu równomiernie, dzięki czemu krzywa miareczkowania uzyskała bardziej klasyczny kształt. Dzięki udziałowi w projektach unijnych, nasza szkoła dysponuje dobrej klasy czujnikami wielofunkcyjnymi z możliwością pomiaru pH roztworu w czasie rzeczywistym. Oba zespoły uczniowskie otrzymały odpowiedni czujnik i elektrodę pH, a sprzęt laboratoryjny uczniowie skompletowali samodzielnie na podstawie przygotowanego opisu ćwiczenia. Wykonaliśmy łącznie cztery krzywe miareczkowania, czyli po dwie w układzie kwas-zasada i zasada-kwas. Uczniowie prawidłowo interpretowali uzyskane wyniki analiz, zmniejszając porcje dodawanego titranta w miarę pojawiania się oznak bliskości punktu równoważnikowego. Zastosowanie metod instrumentalnych stwarza sposobność do śledzenia pH roztworu w czasie rzeczywistym i modyfikacji dawek titranta, co w konsekwencji pozwala na znacznie dokładniejsze wyznaczenie ilości analitu w próbce w porównaniu z metodami klasycznymi wykorzystującymi wskaźniki kwasowo-zasadowe. Co ważne, fakt ten został wychwycony przez uczniów, którzy niejako przy okazji potwierdzili spotykane w literaturze zakresy zmiany barw fenoloftaleiny i oranżu metylowego.
Laboratoryjne zajęcia chemiczne wzorowane na pracy prawdziwego laboratorium analitycznego stanowią cenne i potrzebne uzupełnienie treści podstawy programowej w trakcie kursu chemii na poziomie rozszerzonym. Uczniowie mają możliwość własnoręcznego wykonania analiz i konfrontacji wiedzy teoretycznej z praktyką laboratoryjną, ucząc się krytycznego podejścia do pomiarów instrumentalnych i prawidłowego rozumowania w ciągu przyczynowo-skutkowym. Uczestnicy takich zajęć doskonalą umiejętności manualne posługiwania się sprzętem laboratoryjnym, co przyda się im w niedalekiej przyszłości na studiach z nauk przyrodniczych. Przez pięć lat prowadziłem tego typu zajęcia dla studentów pierwszego roku chemii na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika i dobrze wiem, jak ważne w dalszej edukacji w tym zakresie jest szkolne zaznajomienie się z podstawami pracy chemika analityka. Kilkoro uczestników sobotnich zajęć jasno deklaruje chęć podjęcia studiów chemicznych i kształcenia się w kierunku chemii analitycznej, co potwierdza konieczność i skuteczność zalecanych do realizacji przez Ministerstwo Edukacji i Nauki elementów doradztwa zawodowego na każdym przedmiocie szkolnym. Oczywistym jest, że oferta edukacyjna szkoły powinna zawierać zarówno zajęcia wyrównawcze dla uczniów słabo radzących sobie z materiałem podstawy programowej, jak i zajęcia rozszerzające dla uczniów wybitnie zdolnych i zainteresowanych przedmiotem, którzy chcą dowiedzieć się czegoś więcej. Póki co, takie szkoły i tacy nauczyciele dbający również o uczniów uzdolnionych nie są zbyt dobrze postrzegane w społeczeństwie, ale sytuacja ciągle ulega nieznacznej poprawie. Może kiedyś dojdziemy do poziomu najlepszych edukacji na świecie, gdzie w równym stopniu dba się o obie grupy uczniów ze specjalnymi potrzebami edukacyjnymi: tych z trudnościami w nauce i tych bardzo zdolnych… W naszej szkole staramy się wyznaczać takie trendy na przyszłość.
Konrad Trokowski
