Карбоновые кислоты

Цель урока: Сформировать комплекс знаний у учащихся о карбоновых кислотах как классе органических веществ.

Задачи:

1. Образовательные:

• сформировать представление о составе, строении, классификации карбоновых кислот. Дать понятие о функциональной группе.
• изучит физические, химические свойства карбоновых кислот и области их применения.
• продемонстрировать сходство и отличие неорганических и органических кислот.

2. Воспитательные:

• воспитать у учащихся экологическую культуру и любовь к природе.
• воспитать активную жизненную позицию.

3. Развивающие:

• развивать познавательный интерес и творческую активность.
• содействовать формированию основных мировоззренческих идей через познавательную активность учащихся.
• развивать информационную и коммуникативную компетенции.
• развивать интерес к химии как науке.

4. Коррекционные:

• развивать речь учащихся через обогащение и усложнение словарного запаса.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Средства обучения: компьютер, мультимедийный проектор, слайды, выполненные в программе Microsoft Power Point.

Оборудование и реактивы:

a) на демонстрационном столе: карточки с названиями и формулами неорганических кислот, письмо с “тайнописью”, уксусная кислота, раствор карбоната натрия.
б) на столах учащихся: синий лакмус, пипетки, в чашках Петри дольки мандарина, стеклянные палочки, карточки для самостоятельной работы.

Ход урока

“Ум заключается не только в знании, но и в умении прилагать знание на деле”.
(Аристотель)

I. Организационный момент.

Приветствие.

Фиксация отсутствующих.

Проверка готовности учащихся к уроку.

Организация внимания.

II. Мотивация.

Начинается наш урок, эпиграф к которому звучит так: “Ум заключается не только в знании, но и в умении прилагать знание на деле”. (Аристотель). В конце урока мы вернёмся к этому эпиграфу, и вы сами поймёте и поясните мне, почему именно он был взят для подзаголовка нашего урока. А на уроке мы будем говорить о веществах.

Самое интересное в окружающем нас мире – это то, что он очень сложно устроен, и к тому же постоянно изменяется. Каждую секунду в нём происходит множество химических реакций, образуется множество химических веществ. На сегодняшний день известно почти полмиллиона неорганических веществ, а органических во много раз больше. Вещества окружают нас повсюду, с использованием веществ связано прогрессивное развитие человечества. “Всё мы связываем с химической наукой: дальнейший прогресс окружающего нас мира, новые методы преобразования и усовершенствования. И не может быть в наши дни специалиста, который сумел бы обойтись без знаний химии” (Н. Н. Семенов).

III. Актуализация знаний. Опрос.

На прошлом занятии мы активно поработали. Какую тему мы изучили? (Спирты).

Мы узнали, что спирты представляют собой один из классов органических соединений. Сегодня на занятии мы продолжим изучать многообразие мира органических веществ.

• Чем же отличаются органические вещества от неорганических? Что изучает органическая химия?
• Какие классы органических веществ мы изучили?
• Из перечисленных классов уделим внимание спиртам. Опишите строение предельных одноатомных спиртов.
• Перечислите классы неорганических соединений?
• Дайте определение кислотам с позиции неорганической химии.

Сейчас мы вспомним формулы и названия неорганических кислот. Нужно будет выйти к доске и сложить карточки, имеющиеся у меня, таким образом, чтобы напротив формулы кислоты располагалось правильное её название.

• HCI – соляная кислота.
• HNO₃ – азотная кислота.
• H₃PO₄ – фосфорная кислота.
• H₂SO₄ – серная кислота.

Пока ученик работает у доски самостоятельно, я в это время загадаю вам загадки о кислотах.

1. Какая кислота входит в состав желудочного сока человека, создаёт санитарный кордон для микробов, а также создаёт благоприятную среду для работы пищеварительного фермента. (Соляная кислота).
2. Мельчайшие капельки этой кислоты образуются в атмосфере из-за реакции водяного пара и вулканического пепла, содержащего серу. Серебристые облака этой кислоты затрудняют доступ солнечных лучей к поверхности планеты. Поэтому из-за сильных вулканических извержений могут произойти изменения климата. Что это за серебристые облака? (Серная кислота).
3. На вкус эта разбавленная кислота очень приятная и небольшие её добавки в мармелад, лимонад заметно улучшают их вкус. Основная же масса этой кислоты идёт на производство фосфорных удобрений. (Фосфорная кислота).
4. Эту кислоту получают из аммиака. Но кислота непрочная и под действием света постепенно разлагается с образованием оксида азота. Что это за кислота? (Азотная кислота).
5. Впервые об этой кислоте заговорили в начале 18 века, и это вещество до сих пор пользуется успехом у современных врачей. Кислоту выпускают в виде лечебных порошков, мазей, растворов .С её помощью лечат кожные заболевания, отиты. Эту кислоту получают растворением оксида бора в воде. (Борная кислота).

Проверка задания у доски.

IV. Вводная информация учителя и формулировка цели урока.

Сегодня на уроке мы тоже познакомимся с кислотами, но это буду органические кислоты. Именно они определяют вкус неспелых фруктов, щавеля, клюквы, лимона. Какой это вкус? (Кислый). И кислый вкус обусловлен наличием в фруктах и ягодах карбоновых кислот.

Тема нашего урока: “Карбоновые кислоты” (слайд 1).

Карбоновые кислоты представляют собой целый класс органических соединений. Как бы вы сформулировали цель нашего урока?

(Цель урока: изучить строение, свойства, нахождение в природе, области применения карбоновых кислот) (слайд 2).

Каким же образом мы можем достигнуть этой цели, что мы должны сделать? Каким должен быть ход нашей деятельности?

(Познакомиться с примерами карбоновых кислот, узнать об их распространении, научиться применять знания на практике).

V. Изучение нового материала.

Вы спросите, а зачем нам знать об органических кислотах? Ведь мы уже изучили неорганические. Дело в том, что когда мы произносим слово кислота, то сразу представляем некое опасное вещество, к которому возникает негативное чувство. Многие думают, что кислоты скорее наши враги, чем друзья и считают, что кислоты получают только синтетическим путём. На самом деле это не так. И именно органические кислоты позволят нам убедиться в обратном. Сегодня на уроке мы уделим наибольшее внимание предельным одноосновным карбоновым кислотам.

Откроем учебник и прочитаем определение предельных одноосновных карбоновых кислот:

Предельные одноосновные карбоновые кислоты – это органические вещества, молекулы которых содержат одну карбоксильную группу (-СOOH), соединённую с предельным углеводородным радикалом.

Общая формула: R – COOH (слайд 3).

Карбоксильная группа всегда неизменна, а вот радикал у разных кислот разный.

Многие карбоновые кислоты встречаются в свободном виде в растительных и животных организмах. Название кислот главным образом связано с источником их получения. Такие названия сложились исторически и обозначаются как тривиальные.

Сейчас я буду говорить вам, где содержится кислота, а вы постараетесь догадаться, как кислота называется (слайд 4).

• В щавеле содержится… (щавелевая кислота).
• В корнях растения валерианы… (валериановая кислота).
• В яблоках… (яблочная кислота).
• В лимоне… (лимонная кислота).
• В молоке (прокисшем)… (молочная кислота).
• В янтаре… (янтарная кислота).
• В сливочном масле (прогорклом)… (масляная кислота).

Таким образом, карбоновые кислоты не обязательно получать синтетически, их можно выделить из окружающих нас растений, они содержаться в продуктах.

Для того чтобы обнаружить кислоту используют индикатор (слайд 5).

Что такое индикатор? (Это вещество, изменяющее свою окраску в кислой или щелочной среде).

Какой индикатор используют для обнаружения кислот? (Синий лакмус).

Если бы лакмус умел говорить, то он произнёс бы:

Ах, что же я поделаю с собой –
Ведь в щелочи я сине-голубой.
А в кислоте быть синим, не умею.
Я лакмус – и в кислотах я краснею.

На ваших столах в чашечках Петри находятся дольки мандарина. Разомните их стеклянной палочкой и на сок капните синий лакмус. Что наблюдаете? (Лакмус изменил окраску). В мандарине содержится лимонная кислота, поэтому лакмус изменил окраску.

В подобном случае можно было использовать природный индикатор – свекольный сок, который в кислой среде стал бы розовый.

Самая простая по строению из карбоновых кислот муравьиная кислота. Она содержится в крапиве, хвое, фруктах, едких выделениях пчёл и муравьёв (слайд 6).

Запишем её формулу. H-COOH. 

Сообщение учащегося: Впервые эту кислоту получил английский зоолог Джон Рей (1670 г.). Он нагревал муравьёв в воде перегонной колбе, пропуская через воду горячий водяной пар. Так полученная кислота получила название муравьиная.

Используют эту кислоту в медицине, на основе кислоты готовят лекарственное средство против ревматизма, для борьбы с паразитами в пчеловодстве, как растворитель в некоторых химических реакциях, как отбеливатель при дублении кожи.

Учитель: Если же мы обратим внимание на строение молекулы муравьиной кислоты, то увидим, в ней содержится только одна карбоксильная группа. Поэтому эту кислоту относят к одноосновным карбоновым кислотам.

В зависимости от числа карбоксильных групп в молекуле кислот, кислоты делят на одноосновные, двухосновные, многоосновные. (слайд 7). Например, щавелевая кислота – это двухосновная кислота HCOOH – HCOOH.

Сообщение учащегося: Щавелевая кислота была сначала получена из зелёных листьев щавеля (слайд 8). Её можно выделить из клевера, помидор. Это двухосновная кислота, средней силы. Щавелевая кислота образует белые кристаллы, похожие на сахар. Но внешний вид обманчив, есть эти кристаллы нельзя, они ядовиты. Кислота встречается в составе многих препаратов бытовой химии, которыми удаляют ржавчину. Так же кислота хорошо сводит пятна с белья от красок и чернил.

Учитель: ещё одна кислота, на которой я хотела бы остановит внимание – лимонная кислота (слайд 9). Это трёхосновная карбоновая кислота. Впервые лимонная кислота была выделена в 1784 году из сока недозрелых лимонов шведским аптекарем Карлом Шееле.

Сейчас широко используется как вкусовая добавка, регулятор кислотности и консервант в пищевой промышленности, для производства напитков. Применяется в медицине и для изготовления косметических средств.

Лимонная кислота была “тайными” чернилами в 17 веке во Франции. Такими чернилами писали письма со скрытой информацией. Брали перо, лимонную кислоту и бумагу. Выводили текст на бумаге и сушили письмо. Высыхая, текст исчезал, и прочитать его можно было лишь над пламенем свечи.

Я заранее проделала все перечисленные мной манипуляции и хочу вам показать, что получается после нагревания бумаги с текстом над огнём. (Демонстрация “тайнописи”).

Другая кислота, о которой пойдёт речь, есть у любой хозяйки на кухне. А именно, уксусная кислота CH₃COOH (слайд 10).

Существует столовый уксус – 9% раствор кислоты.

Существует уксусная эссенция – 80% раствор кислоты.

Эссенция опасна, поэтому перед тем как вы будете использовать её для приготовления пищи, её необходимо развести водой. Уксусная кислота вызывает серьезные ожоги, будьте аккуратны при её использовании.

Кстати, в тропиках живёт паук, который стреляет в своих врагов 85% раствором этой кислоты.

Сообщение учащегося: Уксусная кислота – это самая первая кислота, которая стала известна человеку. Она сопровождает человека с древности, а именно с тех пор как человек научился делать вино из винограда. При скисании вина получается уксус, а это и есть раствор уксусной кислоты. Уксус стали применять как приправу, лекарство, растворитель. Сейчас кислоту используют при консервировании продуктов, в производстве душистых веществ, ацетатного шелка, целлофана, аспирина.

Учитель: Эту кислоту впервые в лаборатории получил русский учёный Ловиц в 1788 г. Кислота была получена чистая, безводная, 100%. Оказалось, что такая кислота замерзает уже при температуре +17 градусов. При этом получаются прозрачные кристаллы, как лёд. Поэтому эту кислоту ещё называют ледяной.

На примере этой кислоты поговорим о химических свойствах карбоновых кислот.

Органические кислоты вступают во все химические реакции характерные для неорганических кислот. Давайте вспомним, с чем реагируют неорганические кислоты? (с металлами, солями, основаниями, основными оксидами).

Карбоновые кислоты взаимодействуют с активными металлами, щёлочами, основными оксидами, солями (слайд 11). Соли карбоновых кислот называют ацетаты.

Демонстрация опыта.

Рассмотрим взаимодействие уксусной кислоты с раствором соли (карбонатом натрия). Какой газ при этом выделяется? (углекислый газ).

Существуют и особые свойства карбоновых кислот, например взаимодействие со спиртами. Реакция между кислотой и спиртом с образованием сложного эфира называется реакция этерификации (слайд 12).

CH₃COOH + HOC₂H₅ = CH₃ – CO – O – C₂H₅+ H₂O

Эфиры – это тоже класс органических соединений. В природе эти вещества содержатся в цветах, плодах, ягодах. Эфиры используют в производстве фруктовых вод и духов.

Все карбоновые кислоты, о которых мы с вами говорили – это жидкости. Но есть и твёрдые кислоты (слайд 13) – стеариновая (CH₃(CH₂)₁₆COOH) и пальмитиновая (CH₃(CH₂)₁₄COOH) . Их впервые выделили из пальмового масла, а сейчас они находят применение при производстве стеариновых свече и смазочных масел в металлообработке.

Таким образом, карбоновые кислоты окружают нас повсюду (в природе и в быту). Каждая карбоновая кислота чем-то примечательна, у каждой есть своя область применения.

VI. Подведение итогов.

Изучение нового материала подходит к концу. Давайте вспомним цель, которую мы ставили перед собой в начале занятия. (Изучит строение, свойства, нахождение в природе, применение карбоновых кислот).

Достигли мы этой цели?

Что вы узнали для себя нового в ходе урока, что особенно запомнилось?

Где пригодятся вам полученные знания?

Знания расширят наше представление об окружающем мире веществ, пригодятся нам в быту и возможно в будущей профессии. Обратимся к нашему эпиграфу, который выражает мысль, что знания нужно уметь прилагать на практике.

VII. Закрепление.

А сейчас выполните самостоятельную работу на закрепление знаний органических (карбоновых) и неорганических кислот. Выполнять работу надо на карточках, где из списка формул кислот в один столбик выписать формулы неорганических кислот, а в другой органических (карбоновых) (слайд 14).

Самопроверка.

Учитель оглашает правильные ответы, ученики проверяют свои работы.

VIII. Рефлексия.

• «пожелания себе»;
• «пожелания товарищам по классу»;
• «самое трудное в работе»;
• «самое интересное»;
• «чему я научился в процессе работы»;
• «что понравилось», «что не понравилось».

Выставление оценок за урок, аргументация учителя.

IX. Домашнее задание.

параграф 43, ответы на вопросы, записи в тетради. Составьте презентацию на тему “Карбоновые кислоты в жизни человека”. Составляя презентацию, вы можете воспользоваться любой дополнительной литературой и проявить свои творческие задумки.