Бинарный урок-исследование по химии и биологии по теме «Карбоновые кислоты» (10 класс)

Технологическая карта бинарного урока- исследования

Ф.И.О.Юшкова Наталья Александровна, Захаркина Елена Станиславовна

Место работы МБОУ «СОШ №6 им. А.С. Пушкина» г. Калуги

Должность учитель химии, учитель биологии

Предмет химия, биология

Класс 10

Тип урока формирование новых знаний и умений

Тема Карбоновые кислоты

Цель урока:формирование представлений о карбоновых кислотах, их классификации, строении, способах получения и применения. 

Задачи:

-Образовательные:

научить определять принадлежность уксусной и других кислот к определенному классу органических соединений;

составлять структурные формулы по названиям кислот и называть кислоты по структурным формулам;

проводить эксперимент с соблюдением техники безопасности, анализировать результаты измерений;

составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства уксусной кислоты, использовать приобретенные знания в практической деятельности и повседневной жизни для безопасного обращения с уксусной кислотой.

- Развивающие:

развивать умения и навыки учащихся называть вещества по международной номенклатуре, писать структурные формулы, уравнения химических реакций, проводить измерения, разрабатывать и проводить эксперимент, собирать и анализировать данные, делать вывод и формулировать определенные утверждения на основании результатов эксперимента.

- Воспитательные:

прививать интерес к иccледовательской работе, развивать самостоятельность суждений, стремление к сотрудничеству, умение быстро и точно организовать свой учебный труд, работать с текстом, анализировать свои способности.

УДД:

-Личностные: связь изучаемого материала с жизнью позволяет cделать учение осмысленным, осознать значимость решения учебных задач, увязывая их с реальными жизненными ситуациями.

- Регулятивные:целеполагание, планирование путей достижение целей, построение логического рассуждения, установление причинно-следственных связей, сопоставление результатов.

- Коммуникативные: учебное сотрудничество в поиске и сборе информации, коррекция своей деятельности, оценка действий партнера.

- Познавательные: осуществление информационного поиска, построение рассуждения в форме связи простых суждений об объекте, его строении и свойствах, структурирование знаний, использование знаково-символических средств для решения поставленных задач.

Планируемые результаты:

Предметные:

- Знать химическую символику;

- Уметь называть вещества изученных классов, составлять формулы важнейших представителей этих классов

характеризовать связь между составом, строением и свойствами кислот, химические свойства уксусной кислоты

( общие с другими кислотами) и специфические свойства муравьиной кислоты; составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства уксусной и муравьиной кислоты; использовать приобретенные знания в практической деятельности и повседневной жизни.

Личностные: проявление интереса к поставленной проблеме

Коммуникативные результаты: умение работать с информацией на опережение, умение работать в группе.

Метапредметные: овладение учащимися способами деятельности: наблюдение, исследование, формулировка деятельности

Основные понятия: карбоксильная группа, карбоновые кислоты

Межпредметные связи: биология, химия

Ресурсы:

- информационные, практические, контрольные

Формы урока: фронтальная, индивидуальная, групповая

Технология: коллективной мыследеятельности, дифференцированного обучения, урок-практикум

Оборудование: растворы уксусной кислоты, гидроксида натрия, хлорида железа (III), сульфата меди (II), этаналя, карбонат кальция, спирт, магний, оксид меди (II), фенолфталеин, дистиллированная вода, спиртовка, спички, пробиркодержатель, индикаторная бумага, стеклянная палочка, штатив с пробирками, химические стаканы; цифровые лаборатории ASF, устройство измерения и сбора данных LabQuest2, цифровые датчики, электронные весы.

(КУУД – коммуникативные УУД, ПУУД – познавательные УУД, РУУД – регулятивные УУД).

Приложение 1. Работа с текстом

Это вещество было известно еще в Древней Греции и Древнем Риме. Первое упоминание о практическом применении этого вещества относится к III веку до н. э.

Оно широко распространено в природе. В составе растений представлено в форме солей или эфиров, в теле животных найдено в составе мышечной ткани, селезенки, а так же в моче, желчи, поте, экскрементах. Также это вещество содержится в меде, яблоках, финиках, инжире, свекле, бананах, пшенице и других продуктах. Участвует в образовании ацетилкофермента А – важнейшего компонента цикла Кребса. Вещество необходимо для синтеза жирных кислот, стероидов и других важных веществ.

В чистом виде вещество представляет собой бесцветную жидкость с характерным резким удушливым запахом и кислым вкусом, вызывающую ожоги на теле и слизистых оболочках даже при контакте с ним паров. Работая с ним необходимо максимально соблюдать технику безопасности, избегая прямого контакта с кожей, не дышать кислотными парами. Пары вещества горят светло-голубым пламенем. Гигроскопично. Неограниченно растворимо в воде, выделяя при этом тепло. Смешивается со многими растворителями. Температура замерзания 5% раствора исследуемого вещества – 2 градуса, температура кипения +100,6 градуса.

Образуется при брожении, гниении, скисании вина, пива, содержится в кислом молоке и сыре.

Впервые получено в конце XVIII века русским ученым Т. Е. Ловицем. При биохимическом производстве исследуемого вещества используется способность некоторых микроорганизмов окислять этанол. Этот процесс называют брожением. В качестве сырья используются этанолсодержащие жидкости (вино, забродившие соки), либо водный раствор этилового спирта.

Его используют в пищевой промышленности для консервирования овощей, грибов, рыбы. Реакция взаимодействия раствора этого вещества с содой применяется для изготовления различных видов теста и шипучих напитков. Вещество используется в косметологии, парфюмерии, медицине. Им можно обрабатывать кожу при укусах ос и пчел.

Задание

Назовите вещество;

Подготовьте сообщение о физических свойствах и значении исследуемого вещества в природе;

Проведите исследование по определению теплового эффекта реакции взаимодействия раствора исследуемого вещества с гидрокарбонатом натрия (питьевая сода). Определите изменение температуры в ходе реакции с помощью цифрового датчика. Сделайте вывод, является ли эта реакция экзотермической или эндотермической?

Приложение 2. Эксперимент по определению рН раствора исследуемого вещества.

Водородный показатель pH – это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода: величина, количественно характеризующая кислотность среды.

РН уровень это - водородный показатель (обозначается рН) представляет собой степень активности ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность или щелочность.Чем ниже уровень рН - тем среда более кислая (от 6,9 до О). Щелочная среда имеет высокий уровень рН (от 7,1до14,0).Тело человека на 70% состоит из воды, поэтому вода - это одна из наиболее важных его составляющих. Тело человека имеет определенное кислотно-щелочное соотношение, характеризуемое рН .

Организм постоянно стремится уравновесить это соотношение, поддерживая строго определенный уровень рН. При нарушенном балансе могут возникнуть множество серьезных заболеваний.

Динамическое поддержание оптимального pH биологических жидкостей достигается благодаря действию буферных систем организма.

В человеческом организме в различных органах водородный показатель различен. Нормальный pH крови составляет 7,36, то есть кровь имеет слабоосновную реакцию. В зависимости от биохимических изменений в крови может наблюдаться ацидоз (увеличение кислотности) или алкалоз (увеличение осно́вности), однако совместимый с жизнью диапазон pH крови невелик, поскольку уже при уменьшении pH до 6,95 наступает потеря сознания, а смещение реакции крови в щелочную сторону до pH = 7,7 вызывает тяжелейшие судороги.

Задание

Запишите возможные структурные формулы исследуемого вещества, его изомеров и назовите их.

Изготовьте шаростержневые модели возможных веществ, имеющих молекулярную формулу С2Н4О2

С помощью цифрового датчика определите рН: 1) дистиллированной воды;

2) исследуемого вещества; 3) 10% раствора соляной кислоты.

Подготовьте сообщение о значении рН для живых организмов. Представьте классу результаты проведенного эксперимента.

Приложение 3. Проведение эксперимента по определению электропроводности исследуемого вещества.

Задача

Определите молекулярную формулу вещества по следующим данным: относительная плотность паров органического соединения по водороду равна 30. При сжигании 24 г этого вещества образуется 35,2 г диоксида углерода и 14,4 г воды.

Электропроводность (электрическая проводимость) — способность тела (среды) проводить электрический ток.

Неэлектролиты, растворяясь в воде, продолжают существовать в виде молекул и электричества переносить не могут. Однако и растворы электролитов ведут себя совсем не одинаково. Одни полностью распадаются на ионы и имеют достаточно высокую электрическую проводимость, у других диссоциирует лишь небольшая доля молекул. Первые называются сильными электролитами, вторые – слабыми.

В природе существует множество органических кислот. Единицей измерения электропроводности в системе СИ является сименс на метр См/м. В химическом эксперименте удобнее выражать удельную проводимость в мСм/см (мили Сименс на см). Известно, что значение электропроводности дистиллированной воды составляет менее 0,5 мСм/см.

Электропроводность среды (вещества) связана со способностью заряженных частиц (электронов, ионов), содержащихся в этой среде, достаточно свободно перемещаться в ней. Величина электропроводности и её механизм зависят от природы (строения) данного вещества, его химического состава, агрегатного состояния, а также от физических условий, прежде всего таких, как температура.

Слабый электролит никогда не диссоциирует полностью (смесь ионов и молекул находится в равновесии). Типичные слабые электролиты – это слабые кислоты и основания. Концентрация ионов в растворе слабого электролита меньше, чем концентрация самого электролита.

Приложение 4. Исследование химических свойств вещества С2Н4О2

Техника безопасности.

При проведении опытов избегать прямого контакта с кожей. Соблюдать осторожность при определении запаха вещества. При попадании вещества на кожу промыть проточной водой.

Опыт 1. Взаимодействие исследуемого вещества с металлами.

В пробирку насыпьте порошок магния. В пробирку прилейте 1 мл раствора вещества. Что наблюдаете?

Опыт 2. Взаимодействие исследуемого вещества с основаниями. 

В пробирку налейте 1 мл гидроксида натрия и добавьте 1 каплю фенолфталеина. Что наблюдаете? Почему?

Затем добавьте к содержимому пробирки раствор исследуемого вещества. Почему происходит обесцвечивание?

Опыт 3. Взаимодействие раствора исследуемого вещества с солями слабых неорганических кислот.

В пробирку положите кусочек карбоната кальция и добавьте уксусную кислоту. Что наблюдаете? Почему?

Опыт 4. Взаимодействие с основними оксидами.

В пробирку поместите небольшое количество оксида кальция или оксида меди (II), прилейте 1 – 1,5 мл уксусной кислоты . Содержимое пробирки нагрейте. Что наблюдаете?

Опыт 5. Качественная реакция на ацетат-ион.

В пробирку прилить раствор уксусной кислоты. Опустить лакмусовую бумагу, провести нейтрализацию раствором гидроксида натрия. К полученному раствору добавить раствор хлорида железа (III). Что наблюдаете?

Задания.

Назовите исследуемое вещество.

Составьте его структурную формулу.

Запишите уравнения проведенных химических реакций.

Задания

Решите задачу на выведение формулы исследуемого вещества.

С помощью цифрового датчика измерьте электропроводность:

дистиллированной воды; 2) исследуемого вещества, 3) 10% раствора соляной кислоты.

Сравнить полученные показатели, сделать вывод об электропроводности исследуемого вещества.

Подготовьте сообщение об электропроводности. Сообщите классу результаты, полученные в ходе эксперимента.

Приложение 7 . Тест

Выберите правильный ответ

Вещество формула которого C3H6O2 относится к классу

алканов 2) спиртов 3) карбоновых кислот

Формула уксусной кислоты

HCOOH 2) CH3COOH 3) CH3CH2COOH

Функциональную группу –COOH содержат

Спирты 2) карбоновые кислоты 3) альдегиды

Гомологом пропановой кислоты является

С15H31COOH 2) C17H33COOH 3) C17H31COOH

Карбоксильная группа содержится в молекуле

Метанола 2) уксусной кислоты 3) уксусного альдегида

При укусе пчелы пораженный участок обработать раствором

Питьевой соды 2) спирта 3) уксуса

Для карбоновых кислот характерна изомерия

Положения кратных связей 2) углеродного скелета 3) геометрическая

С каким из металлов не реагирует уксусная кислота

Магний 2) серебро 3) цинк

Уксусная кислота реагирует с

Кислотными оксидами 2) несолеобразующими оксидами 3) основными оксидами