Основные классы неорганических соединений. Кислоты

Разделы: Химия

Цель урока: изучить классификацию кислот, их химические свойства, применение и нахождение в природе.

Образовательные задачи: сформировать понятие кислота, показать место кислот в классификации неорганических веществ, сформировать знания классификации кислот и их свойств.

Развивающие задачи: совершенствовать навыки работы с лабораторным оборудованием, усвоить правила работы в химическом кабинете. Восстановить в памяти понятие простого и сложного вещества, металла и неметалла.

Воспитательные задачи: вырабатывать стремление к коллективизму, формировать мировоззренческие понятия познаваемости в природе. Продолжить отработку культуры химического эксперимента.

Методы используемые на уроке: Методы проблемно – поискового обучения.

Форма работы: групповая.

Тип урока: Комбинированный урок. Урок изучения нового материала.

Оборудование:

  • Габриелян О.С. Химия. 8 класс.
  • Габриелян О.С. Рабочая тетрадь к учебнику Габриеляна О.С.
  • Габриелян О.С. Настольная книга учителя.
  • Таблицы “Кислоты”, “Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева”, “Таблица растворимости”.
  • Спиртовка, пробирки, ручной держатель, демонстрационный штатив для пробирок, термометр, химические стаканчики.

Реактивы:

  • Набор неорганических кислот: серная, соляная, азотная, фосфорная ;
  • Набор органических кислот: аскорбиновая, уксусная, лимонная;
  • Яблоко, лимон, щавель, молоко;
  • Набор индикаторов: фенолфталеин, лакмус, метиловый оранжевый;

Техники и приемы, используемые на уроке:

  • технология проблемно-диалогического изучения данного материала;
  • технология проектного обучения (начало исследовательской деятельности).
  • словесные – рассказ учителя, беседа с учащимися;
  • наглядные и практические (знакомство с химическими веществами и выполнение учащимися лабораторного опыта).

Межпредметные связи: с биологией, физикой, математикой и русским языком.

План урока:

  1. Организационный момент.
  2. Актуализация знаний
  3. Изучение нового материала.
    • Кислоты в природе.
    • Определение кислот.
    • Лабораторная работа.
    • Классификация кислот.
    • Номенклатура.
    • Физические свойства кислот.
    • Представители кислот;
  4. Домашнее задание.
  5. Подведение итогов урока.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний.

– Какую тему мы изучали на протяжении последних уроков?

(Учитель задает всему классу вопрос) Изучали тему: “Соединения химических элементов”

– Какие соединения химических элементов мы уже изучили?

(Учитель задает всему классу вопрос) Познакомились с классом оксидов, оснований.

– Какие химические соединения называются оксидами? (Учитель задает всему классу вопрос) Оксиды – это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых – кислород в степени окисления – 2.

– Какие химические соединения называются основаниями?

(Учитель задает всему классу вопрос) Основания – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и связанных с ними гидроксид-ионов.

Из перечисленных химических формул, выберите оксиды и основания и запишите в таблицу:

SO3, HCI, CO2, CuO , HNO3 , Fe O, H2SO4 , Ca (OH)2 , K2O, KOH, Na2O , Cu(OH)2,

Al2O3, Zn(OH)2, Fe(OH)3.(Слайд 1,) Заполнение таблицы у доски двумя учениками, а остальные работают в тетрадях. (Слайд №1)

оксиды основания
   

Знания оценивает учитель и сами ученики.

– Дать названия оксидам и основаниям.

(Учитель вызывает учащихся к доске, а остальные занимаются самооценкой) Самопроверка(Слайд 2).

Возникает проблемная ситуация, которая будет решаться с помощью подводящего и побуждающего диалога. Обратите внимание!

– Почему некоторые химические формулы вы не записали в таблицу? (Учитель создает проблему) Данные формулы нельзя отнести ни к оксидам, ни к основаниям, потому что они не соответствуют им по составу.

Совершенно верно. Молодцы! Сегодня мы расширим ваши знания о сложных веществах и познакомимся с еще одним классом неорганических соединений – классом кислот. (Слайд № 3, Слайд№ 4)

– Где встречаются кислоты в природе? (сообщения учеников)

– Ботаникам известно более 800 видов растений, вырабатывающих синильную кислоту.

– В муравьях и крапиве встречается муравьиная кислота, которая используется в медицине для лечения ревматизма.

– Голожаберные моллюски в порядке самообороны выстреливают парами серной кислоты.

– Тропический паук педипальпида стреляют во врагов струйкой жидкости, содержащий 84% уксусной кислоты. (Слайд №5)

– Лишайники выделяют кислоты, которые разрушают горные породы;

– Мухоморы в качестве ядовитых токсинов “ используют” иботеновую кислоту. Это вещество так ядовито, что мухомору незачем прятаться. (Слайд № 6)

– Очень популярен в народе щавель, который содержит щавелевую кислоту;

– Томаты содержат яблочную, лимонную, щавелевую кислоты; (Слайд №7)

– Лимоны, апельсины содержат аскорбиновую кислоту и витамин (Слайд №8)

– Из аминокислот в организме человека синтезируются белки (Слайд № 9)

– Молочная кислота образуется в мышцах при физической работе;

– Соляная кислота находящаяся в желудке помогает переваривать пищу (Слайд №10)

(Учитель сообщает о том, что лимонная кислота встречается в лимонах, яблочная – в яблоках, щавелевая – в листья щавеля и др. (Слайд№11)

– Кефир, простокваша содержит молочную кислоту (Слайд №12)

– Аскорбиновая, фолиевая, никотиновая и другие кислоты являются витаминами

(Учитель пишет тему урока и несколько химических формул кислот на доске). Ученики пишут в тетрадях.

– Подберите однокоренные слова к слову кислота. (Слайд №13)

Ответ. Кисло, кислый.

Таким образом, само название класса указывает на одно из физических свойств кислот. Действительно кислоты имеют кислый вкус, его вы ощущаете, когда положите на язык ломтик лимона, в соке которого содержится небольшое количество лимонной кислоты. Но, помните о том, что эта кислота пищевая! Пробовать на вкус кислоты ни в коем случае нельзя – можно отравиться или получить сильный химический ожог, так как кислоты обладают разъедающим действием.

Серную, соляную, азотную, фосфорную кислоты получают искусственным путем.

– Как можно распознать кислоты, не пробуя на вкус?

Правильно, с помощью индикаторов (лакмуса, фенолфталеина, метилового оранжевого)

Сообщения учащихся об индикаторах.

ИНДИКАТОРЫ (от лат. indicator – указатель) – вещества, позволяющие следить за составом среды или за протеканием химической реакции. Одни из самых распространенных – кислотно-основные индикаторы, которые изменяют цвет в зависимости от кислотности раствора.

Кислотно-щелочные индикаторы весьма разнообразны; многие из них легко доступны и потому известны не одно столетие. Это отвары или экстракты окрашенных цветов, ягод и плодов. Так, отвар ириса, анютиных глазок, тюльпанов, черники, ежевики, малины, черной смородины, красной капусты, свеклы и других растений становится красным в кислой среде и зелено-голубым – в щелочной. Это легко заметить, если помыть кастрюлю с остатками борща мыльной (т.е. щелочной) водой. С помощью кислого раствора (уксус) и щелочного (питьевая, а лучше – стиральная сода) можно также сделать надписи на лепестках различных цветов красного или синего цвета.

Обычный чай – тоже индикатор. Если в стакан с крепким чаем капнуть лимонный сок или растворить несколько кристалликов лимонной кислоты, то чай сразу станет светлее. Если же растворить в чае питьевую соду, раствор потемнеет (пить такой чай, конечно, не следует). Чай же из цветков (“каркаде”) дает намного более яркие цвета.

Вероятно, самый старый кислотно-основной индикатор – лакмус. Еще в 1640 ботаники описали гелиотроп (Heliotropium Turnesole) – душистое растение с темно-лиловыми цветками, из которого было выделено красящее вещество. Этот краситель, наряду с соком фиалок, стал широко применяться химиками в качестве индикатора, который в кислой среде был красным, а в щелочной – синим. Об этом можно прочитать в трудах знаменитого физика и химика XVII века Роберта Бойля. Вначале с помощью нового индикатора исследовали минеральные воды, а примерно с 1670 года его начали использовать в химических опытах. “Как только вношу незначительно малое количество кислоты, – писал в 1694 французский химик Пьер Поме о „турнесоле", – он становится красным, поэтому если кто хочет узнать, содержится ли в чем-нибудь кислота, его можно использовать”. В 1704 немецкий ученый М.Валентин назвал эту краску лакмусом; это слово и осталось во всех европейских языках, кроме французского; по-французски лакмус – tournesol, что дословно означает “поворачивающийся за солнцем”. Так же французы называют и подсолнечник; кстати, “гелиотроп” означает то же самое, только по-гречески. Вскоре оказалось, что лакмус можно добывать и из более дешевого сырья, например, из некоторых видов лишайников.

К сожалению, почти у всех природных индикаторов есть серьезный недостаток: их отвары довольно быстро портятся – скисают или плесневеют (более устойчивы спиртовые растворы). Другой недостаток – слишком широкий интервал изменения цвета. При этом трудно или невозможно отличить, например, нейтральную среду от слабокислой или слабощелочную от сильнощелочной. Поэтому в химических лабораториях используют синтетические индикаторы, резко изменяющие свой цвет в достаточно узких границах рН.

В лабораториях нередко используются универсальные индикаторы – смесь нескольких индивидуальных индикаторов, подобранных так, что их раствор поочередно меняет окраску, проходя все цвета радуги при изменении кислотности раствора в широком диапазоне рН (например, от 1 до 11). Раствором универсального индикатора часто пропитывают полоски бумаги, которые позволяют быстро (хотя и с не очень высокой точностью) определить рН анализируемого раствора, сравнивая окраску полоски, смоченной раствором, с эталонной цветовой шкалой.

Повторение ТБ при работе с кислотами. Внимание! Работать с кислотами необходимо аккуратно, так как можно получить ожог или отравление.

Но, чтобы этого не случилось нужно при выполнении лабораторных работ с кислотами соблюдать правила техники безопасности.

Повторим: выполнять все указания учителя, Не пробовать вещества на вкус, пробирку в руки не брать, не приступать к выполнению опыта, не зная, что и как нужно делать,

Обращаться с лабораторной посудой бережно и закончив работу, привести рабочее место в порядок. При попадании кислоты на кожу надо смыть её струёй воды.

Обработать 2% раствором гидрокарбонатом натрия.

Выполнение лабораторного опыта по инструктивным карточкам и оформление отчета.

ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТА

Лабораторная работа “Изменение окраски индикаторов в кислых средах”.

Форма работы: парная.

Время работы – 8–10 минут.

Задание: Исследовать окраску индикаторов в кислых средах.

Оборудование и реактивы: 2 пробирки с соляной и 2 пробирки с лимонной кислотами, лакмусовая бумажка, жидкие фенолфталеин и метилоранж, стеклянные палочки, вода.

  1. Проведение исследовательского опыта и оформление результатов. Перепишите в тетрадь таблицу, представленную в конце опыта.
  2. Смочите лакмусовую бумажку в первой пробирке с соляной кислотой результаты исследований (изменение окраски бумажки) запишите в таблицу. Затем в эту же пробирку добавьте каплю фенолфталеина. Перемешайте стеклянной палочкой. Результаты исследований запишите в таблицу. Во вторую пробирку добавьте каплю метилоранжа. Перемешайте стеклянной палочкой. Результаты наблюдений сравните, и запишите в таблицу.
  3. Повторите опыты, описанные выше (в пункте 2), используя две другие пробирки с лимонной кислотой предварительно их растворив.
  4. Не забывайте результаты наблюдений фиксировать в таблице!

ДЕЙСТВИЕ КИСЛОТ НА ИНДИКАТОРЫ

Индикатор Окраска индикатора в воде Окраска индикатора в растворе соляной кислоты (HCl) Окраска индикатора в растворе лимонной кислоте
Фенолфталеин Бесцветная    
Лакмусовая бумажка Желтая    
Метилоранж Оранжевая    

Обсуждение результатов и формулирование выводов (Слайд №14).

– Как можно определить раствор кислоты среди других веществ? (Учитель задает всему классу вопрос) Раствор кислоты среди других веществ можно определить с помощью индикаторов.

– Какие индикаторы изменили свой цвет в кислотах? (Учитель задает всему классу вопрос) Лакмус и метилоранж.

– Одинаковые ли изменения цвета этих индикаторов вы наблюдали в обеих кислотах? (Учитель задает всему классу вопрос). Да.

– Какую окраску приобрели лакмус и метилоранж и в соляной, и в лимонной кислотах? (Учитель задает всему классу вопрос). Лакмус стал красным, а метилоранж – розовым.

– На основании проведенных опытов сделаем выводы:

независимо от вида кислот индикаторы изменяют свой цвет одинаково; а это означает, что все кислоты обладают сходными свойствами. С чем же это связано?

– Ребята, а что общего вы нашли в строении данных кислот? (Учитель задает всему классу вопрос). Все кислоты содержат атомы водорода.

(Учитель дополняет: а все оставшееся это остатки, а если остатки эти у кислот, то остатки будет называться кислотными и так, даем определение). У всех есть атом водорода.

Ученики записывают определение и общую формулу в тетрадь.

Кислотами называют сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода и кислотного остатка. Общая формула кислот: НпКО, где Нп – атом водорода, а КО – кислотный остаток.

Как определить степень окисления атомов химических элементов, образующих кислоты? Для бинарных кислот это сделать очень легко. Так как у водорода степень окисления +1, то в соединении H +1CI-1 у хлора степень окисления -1., в соединении H2 +1 S-2 у серы -2. Учащиеся записывают в тетрадь.

Несложно будет рассчитать и степень окисления атомов элементов-неметаллов, образующих кислотные остатки кислородсодержащих кислот. Нужно помнить, что суммарная степень окисления атомов всех элементов в соединении равно нулю, а степени окисления водорода +1 и кислорода -2. Тогда, например, по формуле серной кислоты

H2 -1S хO4 -2,можно составить уравнение (+1)• 2 + х + (-2)• 4 = 0, где х – степень окисления серы, откуда х=+6 Отсюда формула серной кислоты с проставленными степенями окисления принимает вид H2 -1S +6O4 -2

Зная степень окисления элемента – неметалла, образующего кислотный остаток кислородсодержащей кислоты можно определить, какой оксид ей соответствует. Например, серной кислоте H2SO4, в которой у серы степень окисления равна+6, соответствует оксид серы (VI) SO3 (Слайд №15)

Чем данные кислоты отличаются друг от друга по составу? Кислотные остатки бывают:

А) простые – CI, S, Br
Б) сложные – SO4, CO3, PO4

Совершенно верно! Состав кислот различен, и классифицировать их также можно по-разному.

Классификация кислот: (по отдельным признакам) (Слайд№16).

А) по нахождению в природе (Слайд №17, Слайд№18).
Б) по наличию кислорода в кислотном остатке (Слайд №19).
В) по основности кислотного остатка (Слайд №20).
Г) по растворимости в воде (Слайд 21).

(Объяснение учителя) Учащиеся записывают

Номенклатура кислот. А теперь мы с вами будем учиться называть кислоты.

Бескислородные кислоты называют с конца молекулы, соединяя название последнего элемента через соединительную гласную О со словом водородная, и добавляем название класса соединения – кислота.

Например: ПОКАЗЫВАЮ HCl – хлороводородная кислота, другое, чаще употребляемое название ее, – соляная кислота. (Слайд №24, 25)

Немного о ней: (показываю пузырек с кислотой) – это жидкость, без цвета и запаха, концентрированная дымит на воздухе; содержится в желудке и выполняет две функции: уничтожает большую часть микробов, которые попадают в желудок вместе с пищей, и помогает перевариванию пищи. Желудок готовится к приему пищи заранее: лишь только мы начнем пережевывать пищу, он выделяет желудочный сок, содержащий соляную кислоту. Вот почему так вредно жевать жевательную резинку на голодный желудок, так как сок начнет переваривать стенки самого желудка.

Название кислородсодержащих кислот дает элемент, стоящий в середине формулы. (Слайд № 26,27) Например: ПОКАЗЫВАЮ H2SO4 и H2SO3 – в середине стоит сера, поэтому первую (у которой больше кислорода) называют серной (богатая и важная), а вторую (у которой меньше кислорода) – сернистой (победнее и скромнее).

Немного о серной кислоте: (показываю ее) – это жидкость, без цвета и запаха, хорошо поглощает окружающие пары воды и другие газы. Концентрированная серная кислота требует особого обращения с ней при разбавлении: ее нужно приливать в воду, а не наоборот. Иначе может произойти закипание и выплеск кислоты, что может привести к ожогам рук, глаз и лица.

Серную кислоту человечество знает около1000 лет. Её выделили из купоросов, и соответственно назвали купоросным маслом. Именно под таким названием кислота была известна в России Серная кислота – сильная двухосновная кислота при обычных условиях – тяжелая маслянистая жидкость без цвета и запаха, которая имеет широкое применение в текстильной, кожевенной, металлообрабатывающей и пищевой промышленности (Слайд № 28, 29) При растворении в воде концентрированная серная кислота выделяет большое количество энергии. Фиксируется внимание учащихся на том, что в связи с большим выделением количества теплоты при растворении концентрированной серной кислоты в воде нельзя вливать воду в кислоту. В этом случае вода, имеющая меньшую плотность, окажется на поверхности, закипит, и её брызги вместе с кислотой могут обжечь руки и лицо. Сильное разогревание жидкости учащиеся наблюдают с помощью градусника.

Учащиеся делают вывод: “Кислоту надо приливать к воде, а не наоборот”.

Учитель: “Правило разбавление кислот: сначала вода, затем кислота, иначе случиться большая беда (Слайд №30)

“Бермудский треугольник!”

Демонстрационный опыт (проводит учитель): обугливание древесины концентрированной серной кислотой, т. к. она жадно отнимает воду у органических веществ(Слайд №31,32), вещество при этом обугливается.

Применение кислот. Сайт (№33,34)

Итак, мы познакомились еще с одним классом соединений – кислотами.

Запишем домашнее задание

3. Домашнее задание

§ 20, учить формулы и названия кислот, подготовиться к химическому диктанту (Слайд №35)

4.

Проверим насколько хорошо мы усвоили материал урока с помощью тестовых заданий. Слайд №36-42).

Подведение итогов урока.

Приложение (презентация к уроку)

Литература:

  1. Габриелян О.С. Химия 8. Учебник для общеобразовательных учебных заведений. М.: Дрофа, 2005.
  2. Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П., Яшукова А.Я. Настольная книга учителя. Химия 8 класс. М.: Дрофа, 2003.
  3. Я познаю мир: Химия: Дет. энциклопедия. / Автор – составитель Л. А. Савина – М.: ООО “Издательство АСТ”: ООО “Издательство Астрель”, 2002. – 442 с.
  4. Интернет ресурсы.

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/INDIKATORI.html

http://www.hemi.nsu.ru/ucheb183.htm

http://www.alhimik.ru/read/grosse5.html

http://www.alhimikov.net/elektronbuch/Page-20.html