Открытый урок химии в 10 классе «Исследование свойств одноосновных карбоновых кислот»

Открытый урок

Исследование свойств одноосновных карбоновых кислот

Юренкова Наталья Николаевна,

учитель химии муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения

«Школа № 132 с углубленным изучением отдельных предметов

имени Героя Советского Союза Губанова Г.П.»

городского округа Самара

Открытый урок химии в 10 б классе

(составлен по материалам УМК для 10 класса под редакцией

Н.Е. Кузнецовой – М.: «Вентана –Граф», 2007 год, 2 урок в теме

«Карбоновые кислоты. Сложные эфиры»)

Тема урока: «Исследование свойств одноосновных карбоновых

кислот».

Тип урока: урок объяснение нового материала.

Вид (форма урока): урок-исследование.

Время проведения: 1 час.

Используемые технологии:

– элементы информационных технологии;

– элементы технологии исследовательской и практической деятельности;

– элементы здоровьесберегающих технологий.

Цель урока: развитие знаний учащихся о физико-химических свойствах предельных одноосновных карбоновых кислот.

Задачи:

Образовательные: рассмотреть общие свойства карбоновых кислот в сравнении со свойствами минеральных кислот. Сравнить физические свойства спиртов и карбоновых кислот.

Развивающие: развить интеллектуальные умения – выделять главное, анализировать, сравнивать, делать выводы, использовать ранее накопленные знания по химии в контексте нового материала, расширять научную лексику в результате введения в активный словарь новых терминов, продолжать формирование умений оформлять результаты своей работы и делать обобщения на основании полученных результатов.

Воспитательные: воспитывать коммуникативные навыки, формировать научное мировоззрение, интерес к предмету, поддерживать устойчивую мотивацию к изучению химии на основании положительного восприятия предмета.

Ресурсы, необходимые для выполнения проекта:

ТСО: компьютер, мультимедийный проектор, интерактивная доска

Лабораторное оборудование и реактивы: пробирки; растворы соляной и уксусной кислот, растворы сульфата меди (II), порошок магния, лакмус, растворы гидроксида натрия, карбоната натрия.

Таблицы и дидактические материалы к уроку: «Физические свойства некоторых предельных одноосновных спиртов и предельных одноосновных карбоновых кислот», «Водородная связь между молекулами спиртов и карбоновых кислот».

Компакт-диски:

1) «Уроки химии Кирилла и Мефодия. 10-11 класс»;

2) «Органическая химия» (презентация по теме «Карбоновые кислоты»).

ХОД УРОКА

Ум заключается не только в знаниях,

Но и в умении применять знания на деле…

Аристотель

Организационный момент (1 минута)

Здравствуйте, ребята, садитесь, проверьте, пожалуйста, учебные принадлежности, вспомните правила поведения на уроке, следите за осанкой и, конечно, улыбнитесь.

II. Основная работа на уроке (37 минут)

Урок начинается с игры «Угадайка» (или викторина), в ходе которой формулируются тема, цели и задачи урока.

УЧИТЕЛЬ. Вам уже известны общие физические свойства карбоновых кислот, знаете вы и строение функциональной группы, номенклатуру этих кислородсодержащих органических соединений. А хорошо ли вам знакомы отдельные представители этого класса соединений?

1. Задание «Угадай кислоту».

1-я кислота.

Эта кислота удивительная, но хорошо вам знакома. Название ее древние греки отождествляли с самим представлением о кислом. Нам она хорошо известна в жидком агрегатном состоянии, но при охлаждении ниже 170С превращается в бесцветные кристаллы, похожие на лед.

О т в е т: уксусная кислота в бутылочке или в хим. склянке.

2-ая кислота.

Этой кислотой богаты плоды цитрусовых. В мякоти апельсина ее около 2%, в лимоне – 6%. Она была впервые выделена в 1784 г. Карлом Шееле.

О т в е т: лимонная кислота (выдавить сок, пакетик в торговой или лабораторной упаковке).

3-я кислота.

Впервые была получена алхимиком Агриколой, который наблюдал при прокаливании янтаря похожий на соль белый налет этого вещества; используется в медицине.

Ответ: янтарная кислота – таблетки с янтарной кислотой и табличка с формулой НООС-СН2-СН2-СООН.

УЧИТЕЛЬ. Янтарная кислота – настоящий подарок для нас. Это естественное вещество, которое присутствует в организме, вырабатывается им. При приеме внутрь не вызывает привыкания и особых побочных эффектов, укрепляет иммунитет, усиливает клеточное дыхание, способствует усвоению кислорода клетками.

2. Беседа по итогам игры-разминки.

* К какому классу кислородсодержащих органических соединений относятся эти вещества?

* Как называется функциональная группа, содержащаяся в этих соединениях?

* Какие свойства веществ помогли нам их быстро определить?

* Как вы думаете, какие свойства продемонстрированных органических соединений мы еще не рассматривали?

В ходе обсуждения ответов формулируются новые вопросы:

*Какая связь существует между свойствами карбоновых кислот и их строением?

*Сходны ли по свойствам органические кислоты и минеральные и, если сходны, в чем причина этого?

3. Работа в малых группах.

Затем определяются направления и способы дальнейшей работы, заранее оговариваются формы представления результатов, критерии их оценивания. Работа класса организуется в малых группах, каждая из которых выполняет собственное исследование.

Г Р У П П А I. «Исследование строения предельных карбоновых кислот, сравнение физических свойств предельных карбоновых кислот и предельных одноатомных спиртов»

На основе молекулярной формулы уксусной кислоты и общей формулы карбоновых кислот, учитывая положения теории строения органических соединений, группе необходимо рассмотреть электронное строение уксусной кислоты. Указать взаимное влияние атомов в функциональной группе карбоновых кислот; провести сравнение температур кипения и плавления кислот и спиртов (табл. 1).

Шаги решения исследовательской задачи: определение валентности всех химических элементов в молекулярной формуле уксусной кислоты; выделение функциональной группы; на основе положения химических элементов в таблице Д.И.Менделеева проведение анализа смещения электронной плотности в молекуле.

Задание для группы I.

Прочитайте соответствующий раздел учебника. Рассмотрите представленную таблицу (см. табл. 1) и справочную информацию. Составьте структурную и электронную формулы уксусной кислоты, объясните смещение электронной плотности в молекуле органической кислоты, сравните физические свойства предельных одноатомных спиртов и предельных одноосновных карбоновых кислот. Составьте схему образования водородной связи между двумя молекулами уксусной кислоты.

Таблица 1

Физические свойства некоторых предельных одноатомных спиртов

и предельных одноосновных карбоновых кислот

Низшие члены гомологического ряда одноосновных карбоновых кислот являются жидкостями. Муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты обладают резким запахом, смешиваются с водой в любых соотношениях. Последующие кислоты, начиная с масляной, имеют неприятный запах и ограниченно растворяются в воде. Высшие кислоты – твердые вещества, нерастворимые в воде.

Результатом работы являются схемы: смещение электронной плотности в молекуле уксусной кислоты, образование водородных связей между молекулами.

Г Р У П П А 2. «Исследование взаимодействия соляной и уксусной кислот с металлами и действие на индикатор».

Группе необходимо на основе знаний о химических свойствах минеральных кислот (на примере соляной кислоты) выдвинуть гипотезу о возможности переноса этих свойств на уксусную кислоту. Учащиеся самостоятельно проводят химический эксперимент и сравнивают взаимодействие соляной и уксусной кислот с лакмусом и порошком магния, соблюдая правила техники безопасности. В ходе выполнения лабораторного опыта учащиеся должны подтвердить или опровергнуть предположение о сходстве общих химических свойств минеральных и органических кислот.

Задание для группы 2.

Лабораторная работа.

Свойства уксусной кислоты

в сравнении со свойствами соляной кислоты

О п ы т 1. В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора уксусной кислоты (помните о технике безопасности при работе с органическими веществами и минеральными кислотами). В 1-ю пробирку внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора). Во 2-ю пробирку добавьте немножко порошка магния.

О п ы т 2. В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора соляной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с кислотами).

В одну пробирку внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора). В другую пробирку добавьте немножко порошка магния.

Отметьте, какие изменения произошли в опытах. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенных реакций.

Результатом работы являются наблюдения, оформленные в виде таблицы (табл. 2 представлена на интерактивной доске), записи уравнений реакций, вывод, а также названия полученных веществ.

Таблица 2

Г Р У П П А 3. «Исследование взаимодействия уксусной и соляной кислот с оксидами металлов и основаниями».

Группе необходимо на основе знаний о химических свойствах минеральных кислот (на примере соляной кислоты) выдвинуть гипотезу о возможности переноса этих свойств на уксусную кислоту. Учащиеся самостоятельно проводят химический эксперимент и сравнивают взаимодействие соляной и уксусной кислот с раствором щелочи и оксидом магния.

Задание для группы 3.

Лабораторная работа. Свойства уксусной кислоты

в сравнении со свойствами соляной кислоты

О п ы т 1. В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора уксусной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с органическими веществами). В 1-ю пробирку добавьте немного порошка оксида магния. Во 2-ю пробирку внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора), затем нейтрализуйте кислоту раствором щелочи (гидроксидом натрия).

О п ы т 2. В две пробирки налейте 1-2 мл соляной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с кислотами). Во 2-ю пробирку внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора), затем нейтрализуйте кислоту раствором щелочи.

Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенных реакций. Наблюдения оформите в виде таблицы (табл. 3).

Результатом работы являются уравнения химических реакций, названия полученных веществ и вывод. См. таблицу на следующей странице

Вывод. Уксусная и соляная кислоты одинаково реагируют с оксидами металлов и щелочами, образуя соответствующие соли и воду.

Г Р У П П А 4. «Исследование взаимодействия уксусной и соляной кислот с солями и нерастворимыми основаниями».

Группе необходимо выдвинуть предположение о сходстве химических свойств минеральных и органических кислот. Учащиеся самостоятельно проводят химический эксперимент, в котором сравнивают взаимодействие этих кислот с карбонатом натрия и гидроксидом меди (II).

Таблица 3

Задание для группы 4.

Лабораторная работа.

Свойства уксусной кислоты в сравнении

со свойствами соляной кислоты

О п ы т 1. Налейте в одну пробирку 2-3 мл раствора сульфата меди (II) и прибавьте 1-2 мл раствора гидроксида натрия (отметьте, что наблюдаете) затем налейте немного уксусной кислоты. Во 2-ю пробирку налейте 1-2 мл раствора уксусной кислоты, затем добавьте раствор карбоната натрия.

О п ы т 2. Налейте в одну пробирку 2-3 мл раствора сульфата меди (II) и прибавьте 1-2 мл раствора гидроксида натрия (отметьте, что наблюдаете), затем налейте раствор соляной кислоты. Во 2-ю пробирку налейте 1-2 мл раствора соляной кислоты, затем добавьте раствор карбоната натрия.

Отметьте, какие изменения произошли в опытах. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и краткие ионные уравнения проведенных реакций. Наблюдения оформите в виде таблицы (табл. 4).

Результатом исследования являются записи уравнений химических реакций, названий полученных веществ и вывод.

Вывод. Уксусная и соляная кислоты проявляют общие химические свойства, реагируют с нерастворимыми основаниями и солями.

Таблица 4

4.Изучение специфических свойств предельных одноосновных кислот.

На интерактивной доске выведена презентация «Карбоновые кислоты», где записаны данные свойства (учитель комментирует).

1. Реакция этерификации

CH3COOH + C2H5OH ↔ CH3COOC2H5 ┼H2O

2. Реакция галогенирования

СН3СООН + Cl2 → Cl-CH2COOH + HCl

3. Образование галогенангидридов

CH3COOH + PCl5→ CH3COCl + POCl3 + HCl

4. Образование ангидридов

2CH3COOH → (CH3CO)2O + H2O

5. Представление и оценка результатов.

После завершения исследования группы представляют результаты своей работы, которые оцениваются по следующим критериям:

1) Умение школьников кратко обобщить и записать итог выполненной работы в виде химических формул, уравнений, выводов.

2) Умение учащихся конкретно, полно, развернуто и научно объяснить полученные результаты исследования.

3) Использование средств наглядности (моделей, таблиц, схем, эксперимента) для обоснования своих теоретических выводов.

4) Умение учащихся правильно говорить на «химическом языке».

5) Участие (активность) каждого ученика в работе группы.

6) Умение учащихся анализировать, сравнивать, логически мыслить и делать выводы.

6. Закрепление знаний.

В качестве закрепления знаний и обобщения полученных результатов учащимся предлагается ответить на вопросы мини-теста «Пятерочка» (если учащиеся отвечают правильно, то в таблице ответов (табл. 5) появляется цифра пять).

Тест

Отметьте правильные ответы (их может быть несколько) в таблице.

1. Раствор уксусной кислоты реагирует с веществами:

а) NH3; б) FeO; в) Na2CO3; г) ZnO; д) CO.

2. Предельные одноосновные карбоновые кислоты имеют общую формулу:

а) CnH2nO; б) CnH2nO2; в) CnH2n+2O; г) CnH2nO3; д) CnH2n-2O2.

3. Следующие признаки верно отражают физические свойства уксусной кислоты:

а) газообразное вещество; б) имеет характерный запах;

в) хорошо растворяется в воде; г) при комнатной температуре

д) плохо растворяется в воде. бесцветная жидкость;

4. Соли уксусной кислоты называются:

а) формиаты; б) цитраты; в) пропионаты;

г) ацетаты; д) оксалаты.

5. При взаимодействии уксусной кислоты с карбонатом натрия образуются вещества:

а) Н2СО3; б) СО2; в) Н2О;

г) СН3СООNa д) NaOH.

Таблица 5

III. Подведение итогов. Объявление оценок (1 минута).

Вот и закончилось наше исследование, на котором мы изучили физические и химические свойства предельных одноосновных кислот, их общие и специфические свойства.

IV. Домашнее задание (1 минута)

Учитель комментирует домашнее задание:

Параграф 30, задание из задачника 9-11 (с какими из перечисленных веществ реагирует уксусная кислота), 9-34 (решить задачу).