Основания

Цели:

Обучающие – познакомить с понятием основание, способами получения, классификацией, свойствами и применением, указать связь оснований с другими классами неорганических соединений.

Развивающие – развить умения и навыки работы с лабораторным оборудованием и химическими реактивами, правильно оформлять результаты опытов и делать соответствующие выводы; умение составлять уравнения реакций, подтверждающих свойства оснований; развивать умение наблюдать делать выводы.

Воспитательные – формирование всесторонне развитой личности. Воспитание культуры общения в парах “ученик – учитель”, “ученик – ученик”. Воспитание общечеловеческих ценностей, соблюдение моральных норм (честность, порядочность, ответственность).

Методы и методические приемы. Фронтальная беседа, самостоятельная работа с тестами, химические диктанты, взаимопроверка результатов химических диктантов, работа с карточками, выполнение лабораторной работы в парах, демонстрация опытов, разбор проблемных ситуаций.

Оборудование и реактивы. Кодоскоп, карточки с тестами для самостоятельной работы “Классы неорганических соединений”.

На демонстрационном столе: кристаллизатор, вода, индикаторы (фенолфталеин), спиртовка, спички, кусочки натрия на фильтровальной бумаге, пинцет, держатель пробирки, гидроксид меди (безв.).

На столах учащихся: инструкция по технике безопасности, учебник “Химия – 8 класс”, лабораторные штативы с пробирками.

Ход урока.
Ориентировочно – мотивационный.

Графический диктант.

Исторические сведения.

Сообщение ученика (дополнительная работа).

Первым основанием, с которым человек встретился в древности, был гидроксид кальция. Причины тут простые. Использовать огонь люди научились примерно 100 тысяч лет назад. Карбонат кальция в виде мела, известняка или мрамора встречается практически повсеместно. При прокаливании он разлагался, образуя оксид кальция, который весьма энергично соединялся с водой. Составив все эти факты, нетрудно представить, каким образом первобытный человек познакомился с первым основанием. Смесь дробленого камня, песка и извести применялась еще 2000 лет назад в качестве бетона.

Значительно позднее (примерно IX – X в.в.) человек познакомился с гидроксидами натрия и кальция. Так как они разъедали кожу, их назвали едкими щелочами. (Рисунок 1).

Щелочи долгое время считались простыми веществами, так как их не могли разложить на составные части и считали, что щелочи – “основные элементы”, из которых состоят другие вещества. Этим же объясняется и данное позднее название “основания” для гидроксидов металлов. Сам термин основание ввел французский химик Г. Руэль в 1744 году.

Учитель. Сегодня ребята мы должны рассмотреть еще один класс неорганических соединений - основания.

На Кодоскопе: NaOH, KOH, Ca(OH), Mg(OH), Fe(OH), Al(OH). Что общего в формулах этих соединений и чем они отличаются?

Учащиеся отвечают, что во всех этих формулах присутствует ОН - группа (учитель подсказывает, что эта группа называется гидроксогруппой). После обсуждений формулируют определение оснований.

Основания – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и связанных с ними одной или нескольких гидроксогрупп.

Учитель подчеркивает, названия оснований складываются из слов “гидроксид” и названия элемента в родительном падеже. Если элемент имеет переменную валентность, она указывается в скобках после названия: Fe (OH) - гидроксид железа (III).

Графические формулы оснований: NaOH; Na-O-H.

И основания, и кислоты, содержащие кислород, относятся к общей группе “гидроксиды”. Однако, когда говорят “гидроксид”, чаще всего подразумевают основания.

В таблице №1 приводятся тривиальные названия оснований.

Физические свойства оснований.

Лабораторная работа №1.

В данной работе учащиеся описывают внешний вид и агрегатное состояние оснований, определяют растворимость их в воде. Обобщают физические свойства (можно воспользоваться справочными данными таблицы №2). Учащиеся, к каждому из выданных образцов оснований, добавляют по несколько капель воды и делают вывод, что одни из них растворяются, другие – нет (обязательное соблюдение ТБ).

Учитель. Таким образом, основания бывают растворимые и нерастворимые. Учитель поясняет, что растворимые в воде основания называются щелочами. Растворы щелочей мыльные на ощупь, разъедают кожу, ткань, шерсть и т.д. В связи с этим их называют едкими щелочами.

Демонстрационный опыт, подтверждающий действие щелочей на органические вещества.

Лабораторная работа №2.

Учащиеся проводят лабораторный опыт по определению реакции среды в растворах щелочей с помощью индикаторов. Проверяют, изменяется ли окраска фенолфталеина в гидроксиде меди (II). Делают вывод: в растворах щелочей индикаторы изменяют окраску, а в нерастворимых основаниях – нет.

Учитель объясняет способы получения оснований (информация записана на кодоскопе). Каждое уравнение подтверждают демонстрационными опытами.

Получение щелочей:

а) взаимодействие щелочей и щелочноземельных металлов с водой – образуется щелочь и водород:

2К + 2НО 2КОН + Н

Са + 2НОСа(ОН)+Н

б) взаимодействие основных оксидов с водой:

КО+НО2КОН

Учитель. Каким способом можно получить нерастворимые основания, например Сu(ОН)?

Лабораторная работа №3.

Учащиеся в лабораторной работе №3 пытаются получить гидроксид меди (II) различными способами (медь с водой, оксид меди (II) с водой – реакция не идет). Также способы не подходят. Как же быть?

Учитель помогает или объясняет, что нерастворимые основания можно получить только косвенным путем:

СuSO+ 2NaOHCu(OH)+NaSO

Учащиеся в ходе работы получают нерастворимые основания из соответствующих солей.

Применение гидроксидов.

Гидроксид лития служит важным компонентом электролитов в щелочных аккумуляторах, удлиняя срок службы в 2-3 раза и существен повышая их емкость. На подводных лодках и космических кораблях гидроксид лития поглощает углекислый газ, выдыхаемый людьми.

Гидроксид натрия, известный в технике под названием каустика, применяется в больших количествах для производства мыла, стекла, красок, при обработке целлюлозы и очистке масел и керосина от жиров. Много расходуется его при мытье посуды на масло- и молокозаводах, поскольку каустик легко разлагает жир. (Рисунок 2).

Гидроксид калия, рубидия и цезия, используется в качестве добавок в электролиты низкотемпературных щелочных аккумуляторов, а также как катализаторы в органическом синтезе.

Гидроксид кальция – важнейший строительный материал. Мировое производство данного оксида исчисляется десятками миллионов тонн в год. Смесь гашеной извести с песком служит прекрасным строительным раствором, которым скрепляют кирпичи, камни, блоки, штукатурят потолки и стены. В больших количествах гидроксид кальция расходуется на производство хлорной извести, служащей дезинфектором в санитарии.

Гидроксид алюминия в виде природного минерала гидраргилита входит в состав многих бокситов и служит сырьем для получения оксида алюминия, из которого в свою очередь, производят металлический алюминий. Поскольку последний получают в огромных количествах, то мировое производство оксида алюминия из бокситов составляет в настоящее время около 100 млн.т. в год

Гидроксид железа (III) распространенный природный минерал, важная составная часть железных руд. В кристаллическом состоянии это порошок светло- желто цвета с приятным оттенком. Используется как сырье в производстве чугуна и стали. Кроме того, под названием “охра” он применяется как самый дешевый и химически устойчивы пигмент для изготовления художественных и малярных красок, грунтовок, шпатлевок.

Применяется как катализатор и как компонент поглотительной массы при очистке промышленных газов.

Гидроксид хрома (III) в момент образования представляет собой серо- синий порошок. При укрупнении кристаллов он приобретает изумрудно- зеленый цвет и химическую стойкость, так как превращается в сложный полимер. Применяется в качестве пигмента в изготовлении художественных красок зеленого цвета.

Закрепление.

Учащиеся получают карточки с заданиями “Основания. Химические свойства воды” (4 варианта заданий).

Вариант 1.

1. Составьте уравнения реакций взаимодействия с водой следующих веществ: лития, кальция, оксида бария. Укажите названия веществ, образующихся в результате реакций.
2. Из числа приведенных ниже формул веществ выпишите формулы оснований и назовите их: СаСО, КОН, НSО, СиО, NaO, Ba (OH), KS, Fe(OH), NaOH.

Вариант 2.

1. Составьте уравнения реакций взаимодействия с водой следующих веществ: натрия, оксида калия, оксида кальция. Укажите названия веществ, образующихся в результате реакций.
2. Из числа приведенных ниже формул веществ выпишите формулы нерастворимых в воде оснований и назовите их: HNO, SO, NaOH, Pb (OH), FeO, PО, ВоSО, Ca (OH), NaCI, Fe(OH).

Вариант 3.

1. Составьте уравнения реакций взаимодействия с водой следующих веществ: калия, кальция, оксида лития. Укажите названия веществ, образующихся в результате реакций.
2. Из числа приведенных ниже формул веществ выпишите формулы нерастворимых в воде оснований и назовите их: NaSO, CaO, Ca (OH), ZnO, NaOH, HCI, CuO, AI (OH), KOH, NaO, KCO, Ba (OH).

Вариант 4.

1. Составьте уравнения реакций взаимодействия с водой следующих веществ: бария, оксида кальция, оксида натрия. Укажите названия веществ, образующихся в результате реакций:
2. Из числа приведенных ниже формул веществ выпишите формулы нерастворимых в воде оснований и назовите их: MgO, Ca (OH),BaO, НSО,CO, Cи (OH), PО, LiOH., KNO, Fe(OH).

Таблица №1. Тривиальные названия оснований.

Таблица№2. Состав и некоторые свойства щелочей.

Графический диктант "Оксиды. Простые и сложные вещества".

Знаками "+" и "-" отмечается, характерно ли данное утверждение (1-10) для указанного варианта.

Вариант 1. Основные оксиды.
Вариант 2. Кислотные оксиды.

Утверждения:

1. Оксиды, которым соответствуют основания.
2. Оксиды, образуемые неметаллами и металлами, проявляющими высшие степени окисления.
3. Оксид, водный раствор которого окрашивает индикатор метилоранж в красный цвет.
4. Оксиды, которым соответствуют кислоты.
5. Оксиды, образующиеся при горение металлов.
6. Оксид, образующийся при горении угля.
7. Оксид, дающий при взаимодействии с кислотой соль и воду.
8. Нерастворимые в воде карбонаты разлагаются на углекислый газ и на соответствующий оксид.
9. Какие оксиды при растворение в воде окрашивают фенолфталеин в малиновый цвет.
10. Оксид, дающий при взаимодействии с основаниями соль и воду.

Рисунок 1, 2.