Карбоновые кислоты, их строение, физические и химическое свойства, применение
Тема урока: «Карбоновые кислоты, их строение, физические и химические свойства, применение». 10 класс
Цели урока
Образовательная:
познакомить учащихся с новым классом органических веществ, установить зависимость физических и химических свойств карбоновых кислот от их строения.
Развивающая:
- создание условий для развития умения самостоятельно приобретать знания, используя различные источники информации;
- формирование опыта творческой деятельности, делового общения;
- развитие творческого мышления, памяти, внимания, наблюдательности.
Воспитательная:
воспитание социальной активности учащихся через
установление межпредметных связей химии с историей, биологией,
культурой труда.
Тип урока: изучение нового материала. Форма
проведения: «мастерская построения знаний» с использованием
групповых технологий (см Приложение 1)
Реактивы и оборудование
Раздаточный материал для групповых заданий, реактивы для выполнения опытов: соляная кислота, уксусная кислота, стружки магния, гидроксид натрия, фенолфталеин, оксид меди (II), спиртовки, карбонат натрия, этиловый спирт, концентрированная серная кислота, пробирки
Хронометраж урока
- Организационный этап – 1-2 мин
- Фаза индукции – 8 мин
- Социализация – 25 мин
- Информация о домашнем задании – 2 мин
- Рефлексивный тест. Подведение итогов урока – 3 мин
Ход урока
В начале урока небольшой оргмомент. Настраиваю
учащихся на серьезную работу. Тема и цель урока проецируются на
экран с компьютера через проектор. Учащиеся записывают тему урока в
тетради. Далее они работают по группам. На доске написано начало
фразы: «Принадлежность вещества к карбоновым кислотам…».
Каждый ученик заканчивает фразу, записывает ее в тетрадь, варианты
ответов обсуждаются в группах. Представители групп сообщают классу
мнение, которое выработала группа (ответы принимаем без исправлений
и комментариев).
Затем группы знакомятся с первым пакетом информации.
Каждая группа получает свой текст. Необходимо осмыслить его и
подготовить краткое сообщение по итогам своей работы.
Первый пакет информации
Вариант I. Строение карбоновых кислот
Карбоновыми кислотами называются соединения,
содержащие в молекуле функциональную группу 
. Эта группа носит название карбоксильной,
происходящее от названий составляющих ее групп – карбонильной и
гидроксильной.
Карбоновые кислоты можно рассматривать как производные
углеводородов, в молекулах которых атом водорода замещен на
карбоксильную группу . По
числу карбоксильных групп различают одноосновные (монокарбоновые),
двухосновные (дикарбоновые) и многоосновные (поликарбоновые)
кислоты.
По характеру радикала, связанного с карбоксильной группой, кислоты
могут быть предельными, непредельными, ароматическими и т.д. Общая
формула гомологического ряда предельных одноосновных кислот
.
Первый пакет информации
Вариант II. Номенклатура и изомерия карбоновых кислот
Для низших членов ряда карбоновых кислот наиболее употребительны тривиальные названия: муравьиная, уксусная, масляная и т.д. По современным международным правилам название карбоновой кислоты составляется добавлением к названию углеводорода окончания –овая и слова «кислота».
Изомерия одноосновных кислот, как и альдегидов,
обусловлена строением радикала. Высшие кислоты с нормальной цепью
углеродных атомов чрезвычайно распространены в природе в виде
жиров, представляющих сложные эфиры.
Важнейшие высшие кислоты 
– пальмитиновая, 
- стеариновая. Важнейшая ароматическая кислота –
– бензойная.
Первый пакет информации
Вариант III. Физические свойства карбоновых кислот
Кислоты имеют аномально высокие температуры кипения
и плавления. Это объясняется тем, что для них характерна
значительная ассоциация, обусловленная водородной связью. Такие
связи образуются у кислот за счет взаимодействия гидроксильного
водорода одной молекулы и карбонильного кислорода другой. Низшие
кислоты обладают острым кислым запахом, средние (
) имеют неприятный прогорклый запах. Высшие
жирные (от 
) и
ароматические кислоты запаха не имеют.
Низшие кислоты хорошо растворяются в воде. С увеличением
углеводородного остатка растворимость в воде уменьшается. Начиная
от 
, кислоты в воде
практически нерастворимы.
Однако, все кислоты растворяются в водных растворах щелочей,
образуя соли. Высшие кислоты, как и углеводороды, хорошо растворимы
в эфире и бензоле.
Первый пакет информации
Вариант IV. Отдельные представители одноосновных предельных карбоновых кислот
Муравьиная кислота впервые была выделена в XVII
веке из красных лесных муравьев. Содержится также в соке жгучей
крапивы. Безводная муравьиная кислота – бесцветная жидкость с
острым запахом и жгучим вкусом, вызывающая ожоги на коже.
Применяется в текстильной промышленности в качестве протравы при
крашении тканей, для дубления кож, а также для различных
синтезов.
Уксусная кислота широко распространена в природе – содержится в
выделениях животных (моче, желчи, испражнениях), в растениях (в
зеленых листьях). Образуется при брожении, гниении, скисании вина,
пива, содержится в кислом молоке и сыре. Температура плавления
безводной уксусной кислоты + 16,5°C, кристаллы ее прозрачны как
лед, поэтому ее называют ледяной уксусной кислотой. Впервые
получена в конце XVIII века русским ученым Т. Е. Ловицем.
Натуральный уксус содержит около 5% уксусной кислоты. Из него
приготовляют уксусную эссенцию, используемую в пищевой
промышленности для консервирования овощей, грибов, рыбы. Уксусная
кислота широко используется в химической промышленности для
различных синтезов.
Первый пакет информации
Вариант V. Представители ароматических и непредельных карбоновых кислот
Бензойная кислота 
- наиболее важный представитель ароматических
кислот. Распространена в природе в растительном мире: в бальзамах,
ладане, эфирных маслах. В животных организмах она содержится в
продуктах распада белковых веществ. Это кристаллическое вещество,
температура плавления 122°C, легко возгоняется. В холодной воде
растворяется плохо. Хорошо растворяется в спирте и эфире.
Ненасыщенные кислоты с одной двойной связью в молекуле имеют общую
формулу 
. Одна из
важнейших высших непредельных кислот – олеиновая 
весьма распространена в природе: в
виде эфиров с глицерином входит в состав всех жиров. Она
представляет собой бесцветную жидкость, затвердевающую на
холоде.
Линолевая кислота 
и
линоленовая кислота 
входят в состав растительных масел. Например,
льняное масло содержит около 25% линолевой кислоты и до 58%
линоленовой.
Предоставляю слово представителям групп, остальные
учащиеся слушают и делают пометки в тетрадях.
Предлагаемые пакеты информации позволяют активизировать память и
мышление, а также содействуют формированию опыта творческой
деятельности. После выступлений представителей всех групп учащиеся
обдумывают и предлагают свое определение класса карбоновых
кислот.
Далее предлагаю учащимся ознакомиться со вторым пакетом информации.
Из веществ, формулы которых приведены, найти и выписать карбоновые
кислоты, назвать их. Для правильного выполнения заданий используйте
записи в тетрадях и учебник.
Второй пакет информации
Вариант I
Второй пакет информации
Вариант II
Второй пакет информации
Вариант III
Второй пакет информации
Вариант IV
Второй пакет информации
Вариант V
Проверяем это задание. Каждая группа приводит
названия выбранных кислот в порядке увеличения углеводородного
радикала.
Ответы: вариант I – муравьиная, масляная; вариант II – капроновая,
бензойная; вариант III – уксусная, стеариновая; вариант IV –
валериановая, пальмитиновая; вариант V – пропановая, олеиновая.
Далее каждая группа выполняет предложенные лабораторные опыты,
записывает уравнения реакций в тетрадях. Делает сообщение по итогам
работы.
Обращаю внимание учащихся на правила безопасности при выполнении
опытов.
Третий пакет информации
Вариант I
В две пробирки влейте по 1 мл растворов соляной и уксусной кислот. В каждую пробирку всыпьте немного стружек магния. Сравните скорость этих реакций и напишите уравнения в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде.
Третий пакет информации
Вариант II
Влейте в две пробирки по 1 мл раствора гидроксида натрия и добавьте несколько капель раствора фенолфталеина. Добавьте в первую пробирку раствор соляной, в другую пробирку – раствор уксусной кислоты. Почему происходит обесцвечивание? Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
Третий пакет информации
Вариант III
Насыпьте в две пробирки немного оксида меди (II) и прилейте в одну – соляной кислоты, в другую уксусной кислоты. Пробирки нагрейте. Каков цвет растворов? Составьте уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
Третий пакет информации
Вариант IV
В пробирку с раствором карбоната натрия прилейте 1-2 мл соляной кислоты. Во вторую пробирку с раствором карбоната натрия прилейте 2-3 мл уксусной кислоты. Что происходит? Составьте уравнения реакций взаимодействия соляной и уксусной кислот с карбонатом натрия в молекулярном и ионном виде.
Третий пакет информации
Вариант V
В пробирку налейте 1-2 мл концентрированной уксусной кислоты, столько же этанола и добавьте 0,5 мл концентрированной серной кислоты. Смесь этих веществ перемешайте и в течение 4-5 мин осторожно нагревайте, не доводя до кипения. Затем содержимое пробирки охладите и вылейте в другую пробирку с водой. По каким признакам можно судить, что образовался сложный эфир? Составьте уравнение реакции.
При отчете групп учащиеся на доске записывают
только молекулярные уравнения, а ионные уравнения для всех опытов
должны будут записать дома.
Делаем вывод о сходстве свойств карбоновых кислот с минеральными
кислотами и о том, что свойства определяются функциональной группой
.
Даю задание на дом: §12, упр. № 7, 8, дописать
ионные уравнения реакций.
Последний этап урока – рефлексия. Учащиеся закрывают глаза,
расслабляются, усаживаются поудобнее и обдумывают то, что они
делали на уроке. Затем выполняют рефлексивный тест. Листочки не
подписывают, в случае согласия с утверждением ставят около него
знак «+». Прошу поднять руки тех, кто поставил 5 «+», затем тех, у
кого получилось 4, 3 и менее. Делаю вывод о результате урока.
Рефлексивный тест
- На уроке было над чем подумать.
- На все возникшие у меня в ходе урока вопросы я получил(а) ответы.
- На уроке я поработал(а) добросовестно и цели урока достиг(ла).
- Я узнал(а) много нового.
- Мне это пригодится в жизни.
Литература
- Габриелян О.С. Программа курса химии для 10 класса общеобразовательных учреждений (базовый уровень), 2006
- Габриелян О. С. Химия. 10 класс. Базовый уровень - М., 2007
- Габриелян О. С. Химия. 10 кл.: рабочая тетрадь к учебнику О. С. Габриеляна «Химия. 10 класс» - М., 2007
- Габриелян О. С. Химия. Пособие для школьников старших классов и поступающих в вузы – М., 2007
- Потапов В. М., Татаринчик С. Н. Органическая химия - М., 1996