Mettiamo in Agenda l’idrogeno. Costruire una lezione di chimica attorno a un tema sostenibile.

Mettiamo in Agenda l’idrogeno. Costruire una lezione di chimica attorno a un tema sostenibile.

Come noto, l’Agenda 2030 chiama in causa direttamente la scuola con l’intero corpo docente per sviluppare negli studenti, i cittadini del futuro, la consapevolezza dell’urgenza di una società fondata su autentici princìpi di sostenibilità. In un percorso didattico-educativo ispirato a questi princìpi giocano un ruolo significativo anche le discipline scientifiche come la chimica.

Costruire una lezione di chimica dal punto di vista della sostenibilità permette infatti di mettersi in linea con i goal dell’Agenda 2030, mettendo a fuoco un argomento trasversale di particolare attualità.
Pensiamo, per esempio, all’idrogeno e al ruolo che svolge come vettore energetico. Un tema del genere si può presentare agli studenti, tanto nella didattica in presenza, quanto in quella integrata, come un’occasione di rinforzo o come piano d’integrazione degli apprendimenti (PIA) o, ancora, come occasione per il recupero degli alunni con fragilità (PAI, piano di apprendimento individualizzato).

L’idrogeno in rapporto all’Agenda 2030

Il punto di partenza della lezione può consistere nell’indicare quali obiettivi dell’Agenda 2030 sono coinvolti nell’argomento trattato. In questo caso, parlare dell’idrogeno come fonte energetica tocca in particolare 3 goal:

Il punto 7, quello relativo all’Energia pulita e accessibile, che permette di introdurre il concetto di sostenibilità per un’idea lungimirante di vita ed economia del pianeta.

Il punto 12, ossia il consumo e la produzione responsabili, che consente di parlare di come le risorse naturali richiedano una gestione responsabile.

Infine, il punto 13, quello della lotta contro il cambiamento climatico. Questo goal pone di fronte al problema delle eccessive emissioni di anidride carbonica e delle azioni e politiche per contenerle.

idrogeno-lezione-scuola

L’importanza dell’idrogeno in chimica

Dopo aver individuato i goal interessati al tema, la lezione può proseguire indicando in quali capitoli del libro di testo, già affrontati o che si affronteranno durante l’anno, l’elemento idrogeno risulta centrale. Gli argomenti individuati possono essere affiancati e integrati con opportune risorse multimediali, che permettono di fissare meglio il concetto e di approfondirlo.

Si tratta per esempio di:

  • il mondo delle strutture subatomiche;
  • la tavola periodica con proprietà che distinguono l’idrogeno dagli altri elementi;
  • i legami con metalli e non metalli;
  • il potenziale di riduzione standard;
  • l’idrogeno come identificatore di una scala specifica per acidi e basi;

Ogni punto si presta ad approfondire l’argomento con immagini o video dedicati. Per esempio, per quanto riguarda i legami dell’idrogeno con metalli e non metalli, può essere utile la visione di un’animazione 3D come la seguente:

O, ancora, parlare dell’idrogeno come identificatore di una scala specifica per acidi e basi offre lo spunto per un’attività laboratoriale come quella proposta nel seguente video IBSE, basato sul metodo Inquiry:

L’idrogeno come vettore energetico

Sottolineata l’importanza dell’idrogeno nel percorso di studi della chimica, il docente può quindi far capire il perché l’idrogeno si trova al centro del dibattito ecologico anche in questi primi decenni degli anni 2000. Ma soprattutto può far comprendere che ruolo gioca, ossia quello di rappresentare una soluzione vicina e concreta per affrontare il problema energetico e ambientale della nostra società.
L’idrogeno offre, infatti, una visione energetica alternativa, grazie al fatto che si tratta di un vettore energetico, cioè una molecola capace di immagazzinare e mettere a disposizione energia pulita: un’energia prêt à porter.

A questo punto si può allargare il discorso alle trasformazioni che occorrono per ricavare l’idrogeno in forma elementare, cioè se mediante combustibili fossili tradizionali o fonti rinnovabili. La produzione di idrogeno, infatti, è un passaggio preliminare obbligato.
Se va sottolineato quanto le scelte della politica siano decisive e urgenti per il futuro della vita sul nostro pianeta, da un punto di vista più strettamente chimico, però, si possono individuare le diverse modalità di produzioni di idrogeno, che portano alla nascita di una scala di colori, dai più cupi ai più chiari, costruita in base al grado di attenzione nella scelta di un processo produttivo sostenibile.

La scala dei colori

Osserviamo ora, nel dettaglio, come si compone la scala dei colori, in base alle trasformazioni dell’idrogeno. Presentarla alla classe permette di ragionare sugli effetti e le potenzialità dell’uso dell’idrogeno.


Per approfondire

Nella parte finale del percorso si potrebbe poi lasciare spazio ad approfondimenti attraverso infografiche. Per esempio, si può parlare del funzionamento di una macchina alimentata a idrogeno. Gli studenti potrebbero poi fare una ricerca sul meccanismo del FCV (veicolo a celle a combustibile).

meccanismo del FCV (veicolo a celle a combustibile)

Schema di lavoro Cella a combustibile a idrogeno

Un’altra ricerca potrebbe riguardare il confinamento geologico di CO2.

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