Урок химии по теме «Химические свойства и применение карбоновых кислот»

Автор: Исаева Людмила Евгеньевна

Организация: МБОУ «СОШ № 2 им. М.В.Фрунзе»

Населенный пункт: Республика Крым, г. Красноперекопск

Цель урока.Рассмотреть химические свойства карбоновых кислот. Показать сходство и различия неорганических и органических кислот. Изучить особые свойства муравьиной кислоты.

Задачи:

Образовательные:на основе знаний о свойствах неорганических кислот, сформировать понятия о химических свойствах карбоновых кислот; сформировать умение составлять уравнения реакций на основе химического эксперимента; научиться распознавать органические кислоты среди растворов других веществ; продолжить формирование навыков проведения эксперимента с соблюдением правил техники безопасности.

Воспитательные: показать единство материального мира.

Развивающие: приобретение  навыков самостоятельной работы.

Основные понятия. Муравьиная кислота, уксусная кислота, ацетаты.

Планируемые результаты обучения

Предметные. Знать химические свойства карбоновых кислот, особые свойства муравьиной кислоты. Уметь записывать уравнения реакций, подтверждающих свойства карбоновых кислот, объяснять зависимость свойств карбоновых кислот от строения функциональной группы.

Метапредметные. Уметь пользоваться основными логическими приёмами, наблюдать и делать выводы, осуществлять самопроверку.

Личностные. Формировать научное мировоззрение на основе представлений об общности свойств неорганических и органических кислот. Развивать коммуникативную компетентность.

Основные виды деятельности учащихся. Наблюдать и проводить демонстрационные опыты. Записывать уравнения реакций, иллюстрирующих свойства неорганических и органических кислот. Работать с книгой.

Технологии: Проблемное обучение, технология развития критического мышления, здоровьесберегающие, ИКТ технологии.

Формы урока:Ф- фронтальная, И – индивидуальная, П – парная, СМ – самостоятельная, ПР – практическая и исследовательская.

Демонстрации. Взаимодействие уксусной кислоты с метиловым оранжевым, магнием, щелочью, карбонатом натрия, горение уксусной кислоты.

Материалы и оборудование: мультимедийное оборудование, презентация «Карбоновые кислоты», учебник Рудзитис Г.Э. Химия. 10 класс, инструктивная карта (приложение 1), оценочный лист (приложение 2).

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, химические стаканы, растворы: уксусной кислоты, метилового оранжевого, гидроксида натрия, карбоната натрия; магний, оксид кальция.

Ход урока

  1. Организационный этап.

Здравствуйте, ребята! Сегодня мы продолжим путешествие по удивительному миру органической химии. Надеюсь, наш урок пройдет в атмосфере творческого поиска. Для дальнейшей работы я предлагаю вам выполнить стартовые задания. Предлагает ставить себе по 1 баллу за каждый правильный ответ в оценочный лист.

  1. Актуализация знанийСЛАЙД 1.
  2. Какие органические вещества называются  карбоновыми кислотами? (карбоновые кислоты – вещества, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп, соединенных с углеводородным радикалом или водородным атомом).
  3. Какая функциональная группа входит в состав карбоновых кислот? (карбоксильная или карбоксогруппа).
  4. По каким признакам можно классифицировать карбоновые кислоты? (а) в зависимости  от числа карбоксильных групп в молекуле на одноосновные, двухосновные и многоосновные; б) в зависимости от природы радикала на предельные, непредельные и ароматические).
  5. Какие физические свойства имеют карбоновые кислоты? (низшие карбоновые кислоты – жидкости с острым запахом, хорошо растворимые в воде. С повышением относительной молекулярной массы растворимость кислот в воде уменьшается, а температура кипения повышается. Высшие карбоновые кислоты, начиная с пеларгоновой  - твердые вещества, без запаха, нерастворимые в воде).
  6. Дайте названия карбоновых кислот по международной номенклатуре: СЛАЙД 3.

На доске записано: (один учащийся)

        1500 C            + H2O, t     + Ag2O, t

CH4   →    A  →   B  →    С

Определите и назовите вещество С.  Значение этого вещества и его производных велико. Возможно поэтому  первый учебник по органической химии (1861г), автором которого был  Д.И. Менделеев, начинался непривычно для нас – с описания его свойств.

Фронтальная  работа с классом. СЛАЙД 2.

Вспомните, пожалуйста:

Формула

Тривиальное название

Международное название

Название радикала

НСООН

Муравьиная

Метановая

Формиат

СН3СООН

Уксусная

?

Ацетат

СН3СН2СООН

Пропионовая

?

Пропионат

СН3(СН2)2СООН

Масляная

?

Бутират

СН3(СН2)3СООН

Валериановая

?

Валерат

СН3(СН2)4СООН

Капроновая

?

Капрат

Правильные ответы на СЛАЙДЕ 4.

О карбоновых кислотах можно говорить бесконечно, настолько они интересны и многообразны и необходимы нам в жизни.

На основании ваших знаний о кислотах, скажите, чтобы вы хотели узнать на этом уроке? Что еще мы не изучили (химические свойства и применение карбоновых кислот)

Итак, открываем тетради, записываем число и тему «Химические свойства и применение карбоновых кислот»СЛАЙД 5.

  1. Постановка цели урока, мотивация учебной деятельности.
    1. Химические свойства сходные со свойствами неорганических кислот.
    2. Химические свойства отличные от свойств неорганических кислот.
    3. Особые свойства муравьиной кислоты.
    4. Применение уксусной кислоты.
    5. Применение муравьиной кислоты.
  2. Изучение нового материала.
    1. Химические свойства карбоновых кислот сходные со свойствами неорганических кислот.
    2. Диссоциация в водных растворах.

Вы еще раз убедитесь, что карбоновые кислоты, о которых будет идти речь в данной теме, очень важны.

Я вам предлагаю следующий план исследования: СЛАЙД 6.

 

Какова наша цель? (учащиеся формулируют цель урока)

Работать будем с применением инструктивной карты, материалов § 26 (с.126-127), демонстрационных и лабораторных опытов.

Эпиграфом урока будут слова Л.Н. Толстого «Знание только тогда знание, когда оно приобретено усилиями мысли, а не памятью. Знание – это орудие, а не цель». СЛАЙД 7.

«Слово «кислота» - это функция вещества, а не этикетка  с названием», говорил российский химик Иван Владимирович Танаев. Этот термин скорее указывает не на формулу вещества, а на его «способности».

Карбоновые кислоты проявляют основные свойства минеральных кислот. Вспомните и запишите в схеме основные свойства неорганических кислот. СЛАЙД 8,9.

 

 

 

 

 

Учащиеся называют свойства кислот, проделывают эксперимент, записывают уравнения реакций в молекулярном и ионном виде, дают название полученным веществам. СЛАЙД 10.

Карбоновые кислоты слабые, т.е. в водном растворе мало свободных ионов водорода, но это достаточно, чтобы обеспечить кислый вкус раствора. Самой сильной кислотой является муравьиная кислота. Чем длиннее углеводородный радикал, тем более слабой кислотой она является. HCOOH↔ HCOO- + H+

Обратите внимание, что при диссоциации карбоновых кислот можно отщепить только тот атом водорода, который входит в состав карбоксильной группы, поэтому основность органических кислот не соответствует числу атомов водорода, которые содержатся в карбоновых кислотах, а – числу карбоксильных групп.

CH3COOH↔ CH3COO + H+.

ТБ. Назовите правила техники безопасности при работе со стеклянной посудой и реактивами.

  1. Взаимодействие с индикаторами. Лабораторный опыт

Метиловый оранжевый + H+ → (розовый раствор)

  1. Взаимодействие с металлами, стоящими в ряду активности металлов до водорода. Демонстрация опыта учителем.

Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2

Mg + 2CH3COOH → 2CH3COO + Mg2+ + H2

  1. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами

CaO + 2CH3COOH → (CH3COO)2Ca + H2O

CaO + 2CH3COOH →2CH3COO + Ca2+  + H2O

  1. Взаимодействие со щелочами. Демонстрация опыта учителем.

NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O

Na+ + OH + CH3COOH → CH3COO- + Na++ H2O

OH + CH3COOH → CH3COO- + H2O

  1. Взаимодействие с солями более слабых кислот. Реакции идут в том случае, если образуется осадок или газ. Лабораторный опыт.

Na2CO3  + 2CH3COOH → 2CH3COONa + H2O + CO2

2Na+ + CO32- + 2CH3COOH → 2CH3COO +2Na+ + H2O + CO2

CO32- + 2CH3COOH → 2CH3COO + H2O + CO2

Физкультминутка для глаз. СЛАЙД11.

  1. Химические свойства отличные от свойств неорганических кислот.
  2. Кислоты реагируют со спиртами (реакции этерификации). СЛАЙД 12.
  3. Хлорирование.
  4. Горение. (демонстрация) СЛАЙД 13.
  5. Особые свойства муравьиной кислоты как альдегида
  6. Из всех одноосновных карбоновых кислот муравьиная кислота является самой сильной.
  7. Из-за особенности строения молекулы муравьиная кислота, подобно альдегидам, легко окисляется (реакция «серебряного зеркала»).
  8. HO – C = O   + Ag2O                    H2CO3  + 2Ag↓

Карбоновые кислоты обладают и некоторыми специфическими свойствами, так называемыми реакции замещения для всей группы ОН.

                     CH3COOH + С2H5OH→ CH3COOC2H5 + H2O

Реакция этерификации происходит в присутствии концентрированной серной кислоты, которая в этом случае играет роль катализатора, и гигроскопического вещества.

Карбоновые кислоты имеют и некоторые специфические свойства, обусловленные наличием в их молекулах радикалов.

Под влиянием карбоксильных группы в молекуле карбоновой кислоты увеличивается подвижность атома водорода, которые связаны с атомами углерода углеводородного радикала, расположенного рядом с карбоксильной группой. Поэтому атомы водорода могут легко замещаться (например, галогенами).

                     Cl + CH3COOH → ClCH2COOH + HCl

Как и большинство органических соединений, карбоновые кислоты очень хорошо горят, причем чем больше углеводородный радикал, тем больше вероятность протекания реакции горения с выделением сажи:

                      CH3COOH + 2O2 → 2CO2 + 2H2O

 

 

 

H – C =O                    HO – C = O

        |                                       |

        OH                                 H

Муравьиная кислота по химическим свойствам несколько отличается от других карбоновых кислот.

           |                                             

          H                                     H2O    +      CO2

Слово предоставляется учащимся, подготовившим сообщения об отдельных представителях класса карбоновых кислот.

 

  1. Применение уксусной кислоты. СЛАЙД 14.
  2. Применение муравьиной кислотыСЛАЙД 15.
  3. Закрепление.
  4. Какие правила необходимо соблюдать при обращении с уксусной эссенцией в быту?
  5. Прозрачные вазы и стаканы, в которых долго стояла вода, приобретают на внутренней стороне белесый «поясок». Чтобы избавиться от него, рекомендуют в загрязненную посуду налить слабый раствор уксуса и оставить на один час. В результате какой реакции произойдет устранение белесого налета? (налет – карбонат кальция).

Муравьиная кислота применяется в органическом синтезе в качестве восстановителя и реагента для получения формамида и щавелевой кислоты, в пищевой  и текстильной промышленности, при крашении тканей, в медицине и сельском хозяйстве.

Уксусная кислота широко применяется как растворитель и реагент в промышленном органическом синтезе, в пищевой промышленности в качестве консерванта, в кожевенной и текстильной промышленности. Практическое применение находят и соли уксусной кислоты.

Ответьте на вопросы: СЛАЙД 16.

(Растворение карбоната кальция уксусной кислотой:

CaCO3 + 2CH3COOH → (CH3COO)2Ca + H2O + CO2↑)

Выполните упражнения: СЛАЙД 17.

  1. В качестве пищевых добавок используются соли уксусной кислоты – ацетат калия и ацетат натрия, они обозначаются соответственно Е 461 и Е 462. Составьте формулы этих солей. (CH3COOK, CH3COONa)
  2. Для удаления пятен ржавчины можно использовать раствор уксусной кислоты. Составьте молекулярные и ионные уравнения происходящих при этом реакций, учитывая, что ржавчина содержит оксид и гидроксид железа (III) – Fe2O3 и Fe(OH)3.

Fe2O + 6CH3COOH → 2(CH3COO)3Fe + 3H2O

      Fe2O + 6CH3COOH → 6CH3COO - +2Fe 3++ 3H2O

      2Fe(OH)3↓+ 6CH3COOH → 2(CH3COO)3Fe + 6H2O

      2Fe(OH)3↓+ 6CH3COOH →6CH3COO - +2Fe 3++ 6H2O

  1. Подведение итогов урока. Рефлексия.

Давайте подведем итог урока. Что вы знаете о карбоновых кислоьах?

Как вы считаете, достигли ли мы цели урока? СЛАЙД  18.

А теперь оцените свою деятельность на уроке. Суммируйте свои баллы.

Если вы набрали мало баллов, поработайте на собой, будьте более активны.

Ответьте на утверждение знаком «+» и «-».СЛАЙД 19.

  1. На уроке было над чем подумать.
  2. Я понял новую тему.
  3. На все возникшие у меня вопросы я получил ответы.
  4. По новой теме мне необходима дополнительная консультация.
  5. На уроке я поработал добросовестно.
    1. Домашнее задание. СЛАЙД 20.
    2. Индивидуальный проект обучающегося по химии. 10-11 классы: учебно-методическое обеспечение образовательного маршрута / Н.Н. Пильникова. – Волгоград: Учитель, 2016.- 87 с.
    3. Мастер-класс учителя химии. Выпуск 3. Органическая химия. Уроки с использованием ИКТ.  Методическое пособие с электронным приложением. – М.: Планета, 2012. – 320 с.
    4. Рудзитис Г.Э. Химия. 10 класс: учебник. – М., 2014.
    5. Химия. Уроки в 10 классе : учеб. пособие для общеобразоват. организаций / Н. Н. Гара. — 2-е изд., перераб. — М. : Просвещение, 2015. — 112 с.
    6. Физкультминутки для глаз. Автор И. Веденеева. http://mp3real.ru/video/PP4wN38Fv6o
    7. Горение уксусной кислоты на воздухе. https://www.youtube.com/watch?v=UixTzHgjMFc

Назовите свой «личный результат».

§ 26, упр. 5—9 (с. 130 - 131).

Творческое задание. Сравнить окислительные свойства муравьиной и уксусной кислот. Ответ подтвердить уравнениями соответствующих реакций.

Литература: СЛАЙД 21.

Приложение 1

Инструктивная карта

Стартовые задания

На доске:

              1500 C            + H2O, t     + Ag2O, t

CH4   →    A  →   B  →    С

Определите и назовите вещество С.  Значение этого вещества и его производных велико. Возможно поэтому  первый учебник по органической химии (1861г), автором которого был  Д.И. Менделеев, начинался непривычно для нас – с описания его свойств.

Ответьте на вопросы:

  1. Какие органические вещества называются кислотами?
  2. Какая функциональная группа входит в состав карбоновых кислот?
  3. По каким признакам можно классифицировать карбоновые кислоты?
  4. Какие физические свойства имеют карбоновые кислоты?
  5. Дайте названия карбоновых кислот по международной номенклатуре:

Формула

Тривиальное название

Международное название

Название радикала

НСООН

Муравьиная

Метановая

Формиат

СН3СООН

Уксусная

?

Ацетат

СН3СН2СООН

Пропионовая

?

Пропионат

СН3(СН2)2СООН

Масляная

?

Бутират

СН3(СН2)3СООН

Валериановая

?

Валерат

СН3(СН2)4СООН

Капроновая

?

Капрат

 

Химические свойства карбоновых кислот сходные со свойствами неорганических кислот. Карбоновые кислоты проявляют основные свойства минеральных кислот. Вспомните и запишите в схеме основные свойства неорганических кислот.

 

«Слово "кислота" - это функция вещества, а не этикетка с названием» (И.В. Танаев).

Допишите уравнения реакций, составьте к ним ионные уравнения, назовите полученные вещества.

  1. Диссоциация: CH3–COOH  «
  2. Взаимодействие с индикаторами: м-о+ Н+ →   (лабораторный опыт)
  3. Взаимодействие с металлами: Mg + СН3СООН → (демонстрация учителя)
  4. Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами: СаО + СН3СООН →
  5. Взаимодействие с основаниями: (демонстрация учителя)

   NaOH + СН3СООН →

  1. Взаимодействие с солями слабых кислот: Na2CO3 + СН3СООН → (лабораторный опыт)
  1. Химические свойства отличные от свойств неорганических кислот:

Допишите уравнения реакций и назовите полученные вещества.

 

  1. Кислоты реагируют со спиртами (реакции этерификации).

CH3COOH + С2H5OH→

  1. Хлорирование.

Cl + CH3COOH →

 

  1. Горение.

CH3COOH + O2 →

  1. Особые свойства муравьиной кислоты как альдегида

«Поворот молекулы» муравьиной кислоты:

H – C =O                    HO – C = O

        |                                       |

             OH                                 H

Муравьиная кислота по химическим свойствам несколько отличается от других карбоновых кислот.

  1. Из всех одноосновных карбоновых кислот муравьиная кислота является самой сильной.
  2. Из-за особенности строения молекулы муравьиная кислота, подобно альдегидам, легко окисляется (реакция «серебряного зеркала»).

      HO – C = O   + Ag2O                   

           |                                             

          H    

Закрепление.

Ответьте на вопросы:

 

  1. Какие правила необходимо соблюдать при обращении с уксусной эссенцией в быту?
  2. Прозрачные вазы и стаканы, в которых долго стояла вода, приобретают на внутренней стороне белесый «поясок». Чтобы избавиться от него, рекомендуют в загрязненную посуду налить слабый раствор уксуса и оставить на один час. В результате какой реакции произойдет устранение белесого налета? (налет – карбонат кальция).

CaCO3 + CH3COOH →

Выполните упражнения:

 

  1. В качестве пищевых добавок используются соли уксусной кислоты – ацетат калия и ацетат натрия, они обозначаются соответственно Е 461 и Е 462. Составьте формулы этих солей.
  2. Для удаления пятен ржавчины можно использовать раствор уксусной кислоты. Составьте молекулярные и ионные уравнения происходящих при этом реакций, учитывая, что ржавчина содержит оксид и гидроксид железа (III) – Fe2O3 и Fe(OH)3.      

Fe2O3 + CH3COOH →

Fe(OH)3 + CH3COOH →

Приложение 2.

Оценочный лист  

Ф.И._______________________________

Задание / балл

Полученный балл

Стартовые задания:

Определение вещества С -  по 2 б (мак 6 б)

Ответы на вопросы по 1б

+ 0,5 б за каждое вещество (мак 6,5 б)

 

 Записана схема 2б

 

Уравнение диссоциации 1б

 

Тб 2,5 б

 

Выполнение опыта вз –е с индикаторами 2 б

 

Уравнения вз –я с магнием 2 б

 

Уравнения вз –я с оксидами 2 б

 

Уравнения вз –я со щелочами 3б

 

Выполнение опыта вз –е с  солями 2 б

 

Уравнения вз –я с солями 3б

 

Реакция хлорирования 2 б

 

Реакция горения 2б

 

Реакция «серебряного зеркала» 2б

 

Применение кислот по 3 б

 

Вопрос использование в быту эссенции 1б

 

Уравнение устранения «белесого налета» 2б

 

Пищевые добавки 2 б

 

Удаление ржавчины по 2 б (мак 4 б)

 

Мак. 50 б

 

Приложения:
  1. file0.pptx.zip.. 8,4 МБ
Опубликовано: 18.06.2020