План-конспект урока «Карбоновые кислоты» (Химия, старшая школа)
Тема: «Карбоновые кислоты»
Преподаватель химии Салмиярова Л. М.
Тип урока: Комбинированный (изучение нового материала, лабораторная работа, закрепление изученного).
Методы: Проблемно-исследовательские (логический химический диктант, объяснение, лабораторная работа, рассказ, беседа, игра «продавец – покупатель», самостоятельная работа с учебником, решение задач, моделирование).
Цели и задачи урока:
Обучающая: Сформировать у обучающихся понятие о карбоновых кислотах, их строении, свойствах, применении, показать сходство и отличие неорганических и органических кислот; сформировать понимание практического значения карбоновых кислот в природе и жизни человека.
Развивающая: Развивать у обучающихся умение пользоваться опорными знаниями, закреплять умения и навыки химического эксперимента, умение работать с таблицами, учебником, справочными материалами. Развивать мышление, умение делать логические выводы из наблюдений по опыту.
Воспитательная: Воспитывать у обучающихся культуру поведения, внимательность, любознательность, наблюдательность с соблюдением правил техники безопасности на уроке химии; мировоззренческое понимание природы на примере практического значения карбоновых кислот в природе и жизни человека.
Оборудование:
Реактивы. 1. Образцы кислот: уксусной, муравьиной, стеариновой, пальмитиновой. 2. Растворы: соляной кислоты, гидроксида натрия. 3. Индикаторы – метилоранжевый, фенолфталеин. 4. Магний, оксид меди.
Таблицы: «Формулы и названия некоторых карбоновых кислот», Логико-смысловая модель по теме «Карбоновые кислоты».
Компьютерная презентация с материалами по уроку.
Пластилин и спички для составления моделей карбоновых кислот.
Образцы продукции, содержащих карбоновые кислоты: уксус, яблочный уксус, лимонная кислота, яблоки, апельсины, лимон, лекарственные средства (аскорбиновая кислота, ацетилсалициловая кислота, янтарная кислот, салициловая кислота).
Профессиональная направленность: Применение карбоновых кислот, обсуждение их значимости для будущей профессии «Продавец». Работа в отделе «Овощи и фрукты».
Межпредметная связи:
Физика («Строение атома»), Математика («Проценты и отношения»), История («Научные открытия XVIII в»), Товароведение продтоваров («Пищевые кислоты», «Плоды»), Биология («Плоды»).
План урока:
I. Организационный момент (2 мин).
II. Повторение опорных знаний (15 мин).
III. Подготовка к восприятию новых знаний(10 мин).
IV. Изучение нового материала (36 мин).
Строение карбоновых кислот (работа по составлению моделей кислот).
Сообщения обучающихся по теме: наиболее распространенные карбоновые кислоты.
Определение и номенклатура карбоновых кислот.
Физические и химические свойства карбоновых кислот (лабораторный опыт, обсуждение результатов опыта).
Получение карбоновых кислот (лабораторный опыт, самостоятельная работа с учебником).
V. Закрепление и обобщение изученного материала (15 мин).
VI. Значение карбоновых кислот в природе и практической деятельности человека (7 мин).
VII. Подведение итогов (2 мин).
VIII. Домашнее задание (3 мин).
I. Организационный момент.
Проверка посещаемости. Постановка проблемной задачи урока, вопросов на которые необходимо ответить.
1. Наиболее распространенные представители данного класса соединений.
2. Каково их строение?
3. Как даются названия (номенклатура)?
4.Каковы физические и химические свойства?
5. Каково значение данных соединений в природе и в практической деятельности человека?
Обучающиеся записывают дату и номер урока в тетрадь.
II. Повторение опорных знаний.
1. Тестирование по теме «Альдегиды» (индивидуальная работа).
2. Логический химический диктант по теме: «Альдегиды»
- Общая формула альдегидов -_______.
- Альдегидная группа так же называется _______, ее формула ___.
- Между атомами углерода и кислорода находится ______ связь.
- Структурная формула 2-метилбутаналя ______.
- Качественной реакцией на альдегиды является реакция ______.
- 40% раствор формальдегида называется _____.
- При восстановлении этаналя водородом образуется ___ .
3.Проверка решения домашнего задания у доски.
III.Подготовка к изучению нового материала, актуализация знаний и опыта.
Решение задачи с профессиональным содержанием торгового профиля.
При транспортировке виноградного вина «Кагор», содержащего 16% этилового спирта была нарушена герметичность пробки бутылки. Какой процесс происходит при доступе в бутылку кислорода воздуха? Напишите соответствующее уравнение реакции.
Эмоциональная разрядка: обучающиеся принимают «целительные пилюли» (аскорбиновая кислота), занимают удобную позу. Вступительная беседа, рассказ преподавателя о саде, его плодах (рассказ связан с содержанием карбоновых кислот в плодах). Из рассказа выводится тема урока: «Карбоновые кислоты».
IV. Изучение нового материала, проблемная задача.Строение карбоновых кислот. Работа в парах. Ответы формулируются обучающимися.
- На основе ответа на домашнюю задачу (С2Н5О2) и решенной задачи на уроке (СН3О2) составляются модели структурных формул уксусной, муравьиной кислот из пластилина и спичек. На доске выписывается формулы получившихся кислот.
- Выводится общая формула карбоновых кислот – СnH2n+1COOH или R- СОOH. Дается определение карбоновых кислот.
- Взаимное влияние карбоксильной группы и радикала.
Влияние карбонильной группы на гидроксильную.
Под действием карбонильной группы (>С=О) увеличивается полярность связи в гидроксильной группе (-ОН) и водород здесь становится подвижным, может замещаться. Вследствие этого карбоновые кислоты проявляют все общие свойства кислот.
Влияние гидроксильной группы на карбонильную.
Под действием группы –ОН ослабевает связь в группе >С=О. Теоретически возможны реакции по месту разрыва двойной связи в карбонильной группе, но практически не идет, т.к. образуется непрочное соединение.
Влияние карбоксильной группы –СООН на углеводородный радикал.
Под действием карбоксильной группы в молекуле карбоновой кислоты увеличивается подвижность атомов водорода, стоящих при атоме углерода (в радикале), соседнего с группой –СООН. Поэтому эти водородные атомы могут легко замещаться (например галогенами).
Влияние радикала на карбоксильную группу.
В результате этого связь между атомами кислорода и водорода в карбоксильной группе становится менее полярной и отщепление иона водорода затрудняется. Поэтому карбоновые кислоты гораздо слабее, чем неорганические. А самая сальная из них – муравьиная кислоты, где нет углеводородного радикала.
Сообщения обучающихся: «Наиболее распространенные карбоновые кислоты (уксусная, лимонная и др.) ». Проводится в виде игры. Выбирается «покупатель», а «продавцы» (обучающиеся, готовившие сообщения) пытаются «продать» свой товар, говоря об их полезности и необходимости. На доске вывешиваются формулы наиболее распространенных кислот.
Классификация карбоновых кислот (работа по таблице).
Обучающиеся выписывают формулы предельных одноосновных карбоновых кислот.
Физические свойства карбоновых кислот (работа по таблице на доске - объяснение). Демонстрация образцов карбоновых кислот.
Повышение температуры кипения, понижение растворимости в воде и другие свойства можно объяснить тем, что между молекулами карбоновых кислот образуются водородные связи (чаще между двумя молекулами карбоновых кислот). То есть в данном случае образуются димеры карбоновых кислот.
Между двумя молекулам могут устанавливаться две водородные связи, это и обуславливает сравнительно большую прочность димерных молекул.
Химические свойства карбоновых кислот – лабораторный опыт (работа в группах по отдельным заданиям технологической карты). Обучающиеся проделывают опыты, сравнивая свойства уксусной и соляной кислот, комментируют результаты своей работы. На доске записываются соответствующие уравнения реакций. Остальные свойства - объяснение преподавателя: а) Реакция этерификации. Демонстрация получения сложных эфиров при взаимодействии уксусной кислоты и этилового спирта; б) Галогенирование уксусной кислоты.
Получение карбоновых кислот (лабораторный опыт и самостоятельная работа с учебником).
V. Первичное закрепление полученных знаний:
1. Работа по логико-смысловой модели.
2. Тестовые задания по изученному материалу с взаимопроверкой.
VI. Значение карбоновых кислот в природе и практической деятельности человека (сообщения обучающихся):
1. Значение карбоновых кислот в природе.
2. Роль карбоновых кислот в организме человека.
VII. Заключительный этап. Подведение итогов. Комментирование результатов работы. Выставление оценок.
VШ. Домашнее задание:
§ 30 , стр.124. 2. Многокомпонентное домашнее задание. 3. Составить задачу профессионального содержания. 4. Проделать опыты с уксусной кислотой.
|
|
Многокомпонентное домашнее задание по теме: «Карбоновые кислоты»
1.Составьте две формулы карбоновых кислот с числом атомов углерода, указанных в вашем варианте. Дайте им названия по систематической номенклатуре и общеупотребительные. 2. Для кислоты с большим содержанием атомов углерода составьте по 2 формулы гомологов и изомеров. 3. С какими из веществ будут реагировать кислоты из вашего варианта: натрием, угольной кислотой, водородом, хлором, оксидом кальция, оксидом углерод (II), гидроксидом натрия. Напишите соответствующие уравнения реакции. 4. Предложите несколько способов получения карбоновых кислот вашего варианта. 5. Составьте уравнение реакции в соответствии со схемой превращения, приведенной в вашем варианте.
|
Ва- ри- ант |
Число атомов углерода в кислоте |
Схемы превращений |
|
I |
1 7 |
метан→бромметан→этан→этилен→этанол→уксусная кислота |
|
II |
2 6 |
Ацетилен → ацетальдегид → уксусная кислота → этанол →этилен→дихлорэтан |
|
III |
3 5 |
метан→хлорметан→метанол→метаналь→метановая кислота→формиат натрия |
|
IV |
4 6 |
пропин→пропаналь→пропанол→пропен→пропанол→пропановая кислота |
|
V |
5 2 |
этан→этен→этаналь→этановая кислота→ацетат магния → этановая кислота |
|
VI |
6 1 |
Ацетат натрия → уксусная кислота → ацетальдегид → этиловый спирт→бромэтан→бутан |
Исторические сведения
Самой первой кислотой, которую научился получать и использовать человек, была, видимо, уксусная. Упоминания о ней можно найти в древнейших рукописях. Само слово «кислота» по латыни аcid), скорее всего, произошло от латинского названия уксуса actum.
Почему уксусная кислота оказалась первой, понять нетрудно. С древнейших времен люди выращивали виноград и запасали впрок виноградный сок. Иногда вино скисало и превращалось в уксус. Вначале его, видимо, выбрасывали, потом научились использовать как лекарство, приправу к пище, растворитель красок.
Примерно в середине XVIII в. шведскому ученому Карлу Шееле удалось выделить несколько новых кислот. Первой была винная кислота. На стенках бочек с вином К. Шееле обнаружил красную корку. Нагревая ее с серной кислотой, он увидел, что кристаллы растворяются, а после охлаждения образуются прозрачные кристаллы, кислые на вкус. Так впервые была получена в чистом виде винная кислота.
Исследуя затем настои, полученные из корней и листьев растений, Шееле выделил из них различные кристаллические вещества с кислым вкусом. Изучив их свойства, он установил, что это кислоты, и в зависимости от вида растения дал им названия: лимонная, яблочная, галловая и щавелевая.
Значение карбоновых кислот в природе
Немало кислот в нашей пище. Фрукты, овощи, молочные продукты, соусы, приправы, лекарства ежедневно поставляют нам целый букет кислот: яблочную, щавелевую, лимонную, миндалевую, молочную, масляную, кофейную, уксусную, аскорбиновую, пенициллиновую, камфарную, валериановую и другие. Даже синильная кислота, которая считается сильнейшим ядом, знакома каждому, кто разбивал косточки слив, вишен или миндаля и лакомился их зернышками. Нитрил миндальной кислоты, содержащийся в ядрышках, взаимодействует со слюной при жевании и образует синильную кислоту. Количество ее мизерно, но ощутить вкус и запах (запах горького миндаля) можно. Так что ядрышками увлекаться не следует, особенно если они взяты из недозрелых или прошлогодних компотов.
Но не только дома мы сталкиваемся с кислотами. Если летом в лесу сесть вблизи муравейника, то надолго запомнятся жгучие укусы его обитателей. Муравей не просто кусает – он впрыскивает в ранку яд, содержащий изрядное количество муравьиной кислоты. Ядовитая железа, например, рыжего муравья содержит до 70% этой кислоты. Муравьиной кислотой жжет крапива, некоторые гусеницы. Тропический паук педипальпида, спасаясь от своих врагов, стреляет в них струйкой жидкости, состоящей в основном из уксусной кислоты.
Роль карбоновых кислот в организме человека
Очень важна и разнообразна роль кислот в человеческом организме. Аскорбиновая, фолиевая, орортовая, пангамовая, никотиновая и другие кислоты являются витаминами. Гиалуровая кислота – основой компонент смазки всех трущихся частей в наших суставах. Аминокислоты, соединяясь друг с другом в самых причудливых сочетаниях, образуют великое множество белков. А из них, в свою очередь, строятся почти все ткани нашего организма. В продуктах обмена у человека обнаруживаются молочная, лимонная, яблочная, янтарная, уксусная и многие другие кислоты.
Молочно-кислые бактерии вырабатывают молочную кислоту, которая в печени быстро превращается в глюкозу – важнейшее биотопливо нашего организма.
Надо заметить, что общее количество кислот, вырабатываемое ежедневно нашим организмом в нормальном состоянии, удивительно велико и соответствует кислотности 2 – 3 л концентрированной соляной кислоты. Причем от количества кислот в организме зависит состояние здоровья, работоспособность и даже настроение.
Аскорбиновая кислота
Витамин С (аскорбиновая кислота) при недостатке которого возникает цинга, получил название от немецкого слова «скорбут» - язвенный рот. Это белые кристаллы с очень кислым вкусом.
Аскорбиновая кислота необходима для образования в организме веществ, обеспечивающих устойчивость к холоду. Витамин С способствует работе сердца, увеличивает содержание глюкозы в крови и свертываемость крови, мобилизует защитные силы организма против инфекции. При первых признаках простуды можно сразу начать прием аскорбиновой кислоты.
Конечно, лучше всего, если человек получает достаточное количество витаминов с пищей. Витамин С содержится во всех свежих овощах и фруктах. Чемпионы по содержанию витамина С – это лимоны, апельсины, сладкий перец, смородина, клюква и экзотические для нас плоды киви.
Лимонная кислота
Лимонная кислота содержится не только в лимонах, но и в землянике, смородине, ананасах и других фруктах, а так же в молоке и крови. Лимонная кислота – трехосновная. Формула ее такова (НООССН2)2С(ОН)СООН. Соли лимонной кислоты называются цитратами.
Лимонная кислота образует бесцветные и прозрачные кристаллы, растворимые в воде. На вкус она очень кислая. Ее место – на кухне: чаще всего лимонную кислоту используют как вкусовое вещества, чтобы придать нужный вкус напиткам или кондитерским изделиям.
Еще одно применение лимонной кислоте придумал немецкий химик Юстус Либих. «Порошок Либиха» применялся очень широко для приготовления ржаного теста. В его составе были пищевая (питьевая) сода и лимонная кислота.
Можно использовать лимонную кислоту так же, как щавелевую, - для выведения пятен чернил и ржавчины на белье (надо только приготовить из нее кашицу).
