Химические свойства карбоновых кислот

Методическая разработка урока химии в 10 классе по теме

«Химические свойства карбоновых кислот»

Тема урока «Химические свойства карбоновых кислот»

«Всякое вещество –от самого простого до самого сложного – имеет три различные, но взаимосвязанные стороны – свойства, состав, строение»

Б.М.Кедров (слайд 1)

Цель урока:

 Продолжить знакомство учащихся с кислородсодержащими соединениями, на примере уксусной и муравьиной кислот;

 изучить химические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот;

 показать сходство и отличие неорганических и органических кислот;

 изучить качественные реакции на карбоновые кислоты.

Задачи:

• образовательные:актуализировать знания о свойствах кислот, закрепить и обобщить знания учащихся о веществах – кислотах; рассмотреть и изучить физические и химические свойства карбоновых кислот; сравнить свойства органических кислот и неорганическими, показать принцип работы с карбоновыми кислотами. Совершенствовать умение учащихся анализировать, сравнивать, устанавливать взаимосвязи между строением и свойствами, делать выводы и обобщения, развивать умение записывать химические реакции с участием органических веществ. Развивать логическое и творческое мышление.

• развивающие:формирование умений работать с лабораторным оборудованием и реактивами, использовать учебную литературу; развить навыки наблюдения, умения выделять главное, сравнивать изучаемые факты, логично излагать мысли и делать обобщения и выводы; учить размышлять, делать предположения, прогнозировать; продолжить формирование научного мировоззрения и умений работать в парах. Продолжить развитие умений метапредметного подхода мыслительной деятельности, системного владения мыслительными операциями.

• воспитательные:воспитание положительной мотивации к обучению и культуры поведения, общения и умственного труда; воспитание умения работать самостоятельно с применением само- и взаимоконтроля; показать связь изучаемой темы с жизнью; воспитание научного мировоззрения на основе взаимосвязи свойств и строения молекул карбоновых кислот.

Тип урока:урок изучения нового материала.

Методы и методические приемы:демонстрационный, словесный (беседа по вопросам, рассказ), наглядный, исследовательская работа.

Формы работы учащихся:фронтальная, индивидуальная, в группах.

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, спиртовка, стеклянные палочки, спички, пробиркодержатель, химические стаканы и колбы.

Реактивы:

а) на столах у учащихся:

1 группа: штативы с 5 пробирками, в 1-ой пробирке – раствор уксусной кислоты, в остальных – магний, оксид меди, гидроксид меди и карбонат кальция; лакмусовая бумажка, инструктивные карточки для выполнения практической работы, аскорбинка.

2 группа: штативы с 5 пробирками, в 1-ой пробирке – раствор соляной кислоты, в остальных – магний, оксид меди, гидроксид меди и карбонат кальция; лакмусовая бумажка, инструктивные карточки для выполнения практической работы, аскорбинка.

б) на демонстрационном столе: 4 химических стакана: этиловый спирт, уксусная кислота, муравьиная кислота, концентрированная серная кислота; аммиачный раствор оксида серебра, штатив с пробирками, спиртовка, спички, пробиркодержатель.

Раздаточный материал: инструктивные карточки.

ИКТ: компьютер, интерактивная доска, презентация в виде слайдов.

Ход урока

1. Организационный этап

Учитель:Я предлагаю прослушать отрывок из повести Хаггарда “Жемчужина Нила”: “Она вынула из уха одну из тех огромных жемчужин … и …опустила жемчужину в уксус. Наступило молчание, потрясенные гости, замерев, наблюдали, как жемчужина медленно растворяется в крепком уксусе. Вот от нее не осталось и следа, и тогда Клеопатра подняла кубок, покрутила его, взбалтывая уксус, и выпила весь до последней капли”. (слайд 2)

Тема нашего урока «Химические свойства карбоновых кислот» (слайд 3)

1. Постановка цели и задач урока

Мотивация учебной деятельности учащихся:

Учитель:Какие же цели мы поставим себе на данный урок? (слайд 4)

Почему Клеопатра смогла выпить “крепкий уксус”?

- Изучить химические свойства кислот.

1. Актуализация знаний

Учитель:

1. Какие вещества называют карбоновыми кислотами?(слайд 5)

2. Как классифицируют карбоновые кислоты?(слайд-6,7)

3. С какой кислоты начинается гомологический ряд предельных одноосновных карбоновых кислот? Чем она отличается от гомологов по строению?(слайд-8)

4. Какими способами получают карбоновые кислоты?(слайд-9)

5. Какие физические свойства характерны для муравьиной и уксусной кислот?( слайды 10)

IV. Переход к изучению новой темы

Учитель:Вы уже изучали тему «кислоты» в курсе неорганической химии? Определение? Какой ион у всех кислот одинаковый? А у органических кислот?

Вспомните, с какими классами веществ взаимодействуют неорганические кислоты?

Планируемый ответ ученика.

(Неорганические кислоты изменяют цвет индикаторов, взаимодействуют с металлами, основными и амфотерными оксидами, основаниями, амфотерными гидроксидами и с солями.)

Учитель:Проверим?

V. Изучение новой темы

Учитель:Работа в группах. Сейчас мы с вами проведем небольшое исследование. Нам необходимо изучить химические свойства кислот. Работаем 2 группами. В группе 2 человека проводят опыты, 2 человека записывают уравнения реакции, 2 человека-отвечают за поиск информации (можно использовать учебник, интернет). Остальные оформляют маршрутные листы.

Химические свойства карбоновых кислот обусловлены подвижностью атома водорода гидроксогруппы в карбоксиле. Для выяснения химических свойств карбоновых кислот вы проведёте небольшое исследование.

Рассмотрите выданные вам наборы веществ, внимательно прочитайте инструктивную карточку. По ходу выполнения опытов заполните третий и четвертый столбцы таблицы. Соблюдайте правила проведения опытов.

Инструктивная карта -I группа.

1. Выполните опыты, указанные в таблице.

2. В третьем столбце запишите наблюдаемые явления.

3. В четвертом столбце запишите выводы. Если затрудняетесь сделать вывод самостоятельно, заполнение столбца оставьте до обсуждения.

Инструктивная карта -II группа.

1. Выполните опыты, указанные в таблице.

2. В третьем столбце запишите наблюдаемые явления.

3. В четвертом столбце запишите уравнения реакций.

(На выполнение работы и обсуждение её результатов – 25мин)

Учитель:Вы провели исследование химических свойств карбоновых кислот. Ответьте на вопросы:

1. Как изменяет свой цвет лакмусовая бумажка в растворах соляной и уксусной кислоты?

Планируемый ответ ученика.

(В растворе кислоты лакмусовая бумажка краснеет.)

Учитель:В отличие от соляной кислоты, карбоновые кислоты являются слабыми электролитами, а потому диссоциируют обратимо:

СН₃ СООН → СН₃СОО^- + Н+ (слайд-11)

Что вы наблюдали при проведении второго опыта? Какой вывод можно сделать?

Планируемый ответ ученика.

(При взаимодействии кислоты с магнием наблюдали выделение газа. Значит, уксусная кислота взаимодействует с металлами.)

Учитель:Уксусная кислота взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжения металлов до водорода:

2СН₃ СООН + Мg → (СН₃ СОО)₂Мg + Н₂(слайд-12)

Соли уксусной кислоты называются ацетатами, соли муравьиной кислоты – формиатами.

Что вы наблюдали при проведении третьего опыта? Какой вывод можно сделать?

Планируемый ответ ученика.

(При проведении третьего опыта мы наблюдали растворение порошка оксида меди (II) в растворе уксусной кислоты. Это говорит о том, что уксусная кислота взаимодействует с оксидами металлов.)

Учитель:Уксусная кислота взаимодействует с основными оксидами и амфотерными оксидами с образованием соли и воды:

2СН₃ СООН + CuО → (СН₃ СОО)₂Cu + Н₂О (слайд-13)

Каковы результаты четвертого опыта?

Планируемый ответ ученика.

(В четвертом опыте мы наблюдали исчезновение осадка гидроксида меди. Уксусная кислота взаимодействует с основаниями.)

Учитель:Уксусная кислота взаимодействует с основаниями и амфотерными гидроксидами. Запишем уравнение реакции взаимодействия уксусной кислоты с гидроксидом меди:

2СН₃ СООН + Сu(ОН)₂ → (СН₃ СОО)₂Сu + 2Н₂О (слайд-14)

Что можно сказать о результатах пятого опыта? Какой вывод можно сделать?

Планируемый ответ ученика.

(При взаимодействии уксусной кислоты с карбонатом кальция наблюдали бурное течение реакции с выделением газа. Это говорит о том, что уксусная кислота взаимодействует с солями.)

Учитель:Уксусная кислота как слабый электролит взаимодействует с солями слабых кислот:

2СН₃ СООН + СaСО₃ → (СН₃ СОО)₂Са + Н₂О + СО₂(слайд-15)

Вспомните, при каких условиях реакции идут до конца?

Планируемый ответ ученика.

(Реакции идут до конца, если выпадает осадок, выделяется газ или образуется малодиссоциируемое вещество или вода.)

Учитель:Почему Клеопатра смогла выпить “крепкий уксус”? (слайд 16)

Планируемый ответ ученика.

(Химический состав жемчужины – это карбонат кальция, в результате его взаимодействия с уксусом –это уксусная кислота образуется раствор ацетат кальция с углекислым газом, т.е. происходит нейтрализация кислоты.)

Учитель:Подведем итоги проведенного исследования. Какие химические свойства характерны для одноосновных карбоновых кислот?

Планируемый ответ ученика.

(Предельные одноосновные карбоновые кислоты диссоциируют, взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду напряжения металлов до водорода, основными и амфотерными оксидами, основаниями, амфотерными гидроксидами и солями.)

Учитель:Вы увидели, что для предельных одноосновных карбоновых кислот характерны такие же свойства, что и для неорганических кислот. В этом заключается их сходство. Но предельные одноосновные карбоновые кислоты вступают и в такие реакции, которые мы не рассматривали у неорганических кислот.

В пробирку с уксусной кислотой прильем этилового спирта (демонстрация опыта). Сначала мы не заметим каких – либо признаков реакции. Но если добавить немного серной кислоты и смесь подогреть, то вскоре появляется приятный запах этилового эфира уксусной кислоты: Какая реакция здесь протекает? Уравнение?

СН₃ СООН + С₂Н₅ОН →СН₃ СООС₂Н₅ + Н₂О (слайд-17)

Как называется эта реакция? (этерификации)- образуется сложный эфир.

Все свойства кислот, с которыми вы познакомились, связаны с присутствием в их молекуле карбоксильной группы.

Давайте выясним, какие еще свойства можно спрогнозировать, исходя из строения карбоновых кислот?

Что означает, «предельная» кислота? Какие свойства характерны для предельных углеводородов? (замещение):

СН₃СООН +Cl₂ →CH₂ClCOOH + HCl(в присутствии Р _{красного})(слайд-18)

А теперь мы с вами более подробно остановимся на одном представителе карбоновых кислот – муравьиной (слайд 19). Она, единственная из всех карбоновых кислот вступает в «реакцию серебряного зеркала», характерную для альдегидов (проводит демонстрационный опыт).

НСООН+Ag₂O→H₂O +CO₂+ 2Ag

Вступает в реакцию с гидроксидом меди (II) при нагревании(слайд 20)

НСООН+2Сu(ОН)₂ → Сu₂O + 3Н₂О +CO₂

Окисляется хлором

НСООН+Cl₂ → HCl +CO₂

Разлагается при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты.

НСООН → Н₂О +CO

1. Обобщение и выводы

-Подведем итоги урока. Что вы можете сказать? (Ответ)
– Карбоновым кислотам характерны те же свойства, что и для неорганических кислот. Но предельные карбоновые кислоты вступают и в такие реакции, которые мы не рассматривали у неорганических кислот. Это реакция этерификации – взаимодействие карбоновой кислоты со спиртом с образованием сложного эфира. Особыми свойствами обладает муравьиная кислота, т.к. она содержит как карбоксильную, так и карбонильную группу –реакция «серебряного зеркала», также для нее характерны взаимодействия с гидроксидом меди (II) при нагревании, окисление хлором, разлагается при нагревании в присутствии конц.H₂SO_4.

VII. Закрепление пройденного материала

-А теперь я попрошу вас решить задачу. Мне для консервирования нужно 300 г 3%-ного раствора уксуса. Какой объем воды необходимо добавить к 50 г уксусной эссенции, массовая доля уксусной кислоты в которой равна 70%. (слайд 21)

(Решение задачи на доске).

VIII.Рефлексия (слайд 22)

Учитель: У нас на столе без внимания осталась аскорбинка (слайд23). Ребята, вы помните технику безопасности? Вещества в кабинете химии можно пробовать на вкус? Сегодня я разрешаю вам нарушить технику безопасности и попробовать это вещество. Это тоже карбоновая кислота – называется аскорбиновая кислота или витамин С. Кушайте на здоровье!

IX. Домашнее задание и оценки с комментариями.

§20 , упр. 4,6,7,17 (слайд 24)

Учитель: Урок закончен. До свидания! (слайд 25)

Литература:

1. О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарев, В.И. Теренин. Химия. 10 класс, М., Дрофа, 2007.

2. В.Г.Денисова. Химия.10 класс. Поурочные планы по учебнику О.С.Габриеляна. Волгоград, 2008.

3. Презентация «Химические свойства карбоновых кислот».

Приложение 1

Инструктивная карточка

«Химические свойства карбоновых кислот»

Правила техники безопасности в лаборатории при работе с кислотами и щелочами.

1. Кислоты и щелочи в большинстве относятся к веществам повышенного класса опасности и способны вызвать химические ожоги и отравления. Поэтому необходимо внимательно следить за тем, чтобы реактивы не попадали на лицо, руки и одежду.

2. Не ходить по лаборатории с кислотами и щелочами, а наливать их только в отведенном для этого месте или над партой.

3. Запрещается пробовать вещества на вкус.

4. Для приготовления растворов кислот необходимо их приливать к воде тонкой струей при непрерывном перемешивании, а не наоборот. Приливать воду в кислоту запрещается!

5. При смешивании веществ, которое сопровождается выделением тепла, необходимо пользоваться термостойким толстостенной стеклянной или фарфоровой посудой.

6. Разлитые кислоты или щелочи необходимо немедленно засыпать песком, нейтрализовать, и только после этого проводить уборку.

7. При попадании на кожу или одежду кислоты, надо смыть ее большим количеством воды, а затем 3-5% раствором питьевой соды или разбавленным раствором аммиака.

8. При попадании на кожу или одежду щелочи, после смывания ее большим количеством воды, нужно провести обработку 2-3% раствором борной, лимонной или уксусной кислотами.

9. Вещества, фильтры, бумагу, использованные при работе, следует выбрасывать в специальное ведро, концентрированные растворы кислот и щелочей также сливать в специальную посуду.