Тема урока: Применение гидролиза в промышленности.
Цели урока:
Образовательная: сформировать у обучающихся понятие о гидролизе солей, как реакции ионного обмена, рассмотреть механизм ее с точки зрения ТЭД, обобщить и углубить знания об обратимых химических реакциях.
Развивающая: развивать внимание, познавательный интерес, трудолюбие, логическое мышление, развивать общеучебные умения и навыки.
Воспитывающая: формировать материалистическое представление об окружающем мире, воспитывать осознанное представление о химии как производительной силе общества, воспитывать чувство ответственности за сохранение окружающей среды.
Задачи:
Совершенствовать умение работать с учебным материалом, научить составлять уравнения гидролиза в молекулярном и ионном виде.
Сравнивать состав и свойства солей, прогнозировать реакцию среды раствора соли на основе анализа её состава, уметь строить аналогию и самостоятельно делать выводы по результатам проведенных опытов.
Сформировать понимание практического значения гидролиза в природе и жизни человека.
Тип урока: Урок открытия и усвоения новых знаний
Ход урока:
I. Организационный момент.
Приветствие обучающихся, создание положительной эмоциональной атмосферы. Преподаватель объявляет тему и задачи урока, обосновывает значимость гидролиза солей в практической деятельности человека.
II. Проверка домашнего задания
Индивидуальный опрос обучающихся у доски по вопросам домашнего задания:
1.составление уравнений диссоциации:Н2ЅО4; Ва(ОН)2; К2СО3; КН2РО4; CuOHCl
2.составление уравнений реакций ионного обмена с образованием осадка, газообразного вещества, воды.
3.Выполнение теста «Реакции ионного обмена» для остальных обучающихся
III. Актуализация знаний обучающихся
Разминка.
Назовите формулы сильных оснований.
Назовите формулы слабых оснований.
Назовите формулы сильных кислот.
Назовите формулы слабых кислот.
По какому признаку эти вещества классифицируют на сильные и слабые?
Какие ионы образуются при диссоциации оснований?
Какова среда раствора в данном случае?
Какие ионы образуются при диссоциации кислот?
Какова среда раствора?
Сделайте вывод, присутствие каких ионов обуславливает щелочную и кислотную реакцию среды.
Как изменится цвет лакмуса в щелочной и кислотной среде
IV. Изучение нового материала
Очень важное значение в промышленности основного органического и нефтехимического синтеза имеет такой процесс, как гидролиз. Применяя его в отношении жиров, целлюлозы и углеводов давно получают мыло, глицерин, этиловый спирт и другие ценные продукты. В области органического синтеза рассматриваемые операции используются главным образом для производства спиртов С2-С5, фенолов, простых эфиров, окисей, многих ненасыщенных соединений, карбоновых кислот и их производных (сложных эфиров, ангидридов, нитрилов, амидов), а также ацетальдегида и других соединений. Перечисленные вещества имеют очень важное применение в качестве промежуточных продуктов органического синтеза, мономеров и фенолов, эфиров акриловой и метакриловой кислот, меламинов, хлоролефинов, акрилонитрилов, пластификаторов и смазочных материалов. Также используют для растворителей (спирты, простые и сложные эфиры, хлоролефины), пестицидов, поверхностно-активных веществ и т.д.
Очень часто рассматриваемые реакции являются промежуточным этапом в многостадийных синтезах других продуктов целевого назначения. Кроме того, процесс гидролиза имеет очень важное значение. Это связано с тем, что они являются промежуточными стадиями при синтезе многих других веществ. Производство перечисленных выше продуктов имеет большие масштабы как у нас в стране, так и за рубежом.
Данным синтезом называют процессы замещения или двойного обмена, протекающие под действием воды или щелочей. Их можно классифицировать на реакции, идущие с расщеплением связей С-С1, С-О, С-N и др. При этом для хлорпроизводных кроме собственно процесса с замещением хлора может происходить щелочное дегидрохлорирование с образованием ненасыщенных соединений или окисей. Гидролиз по С-О связи наиболее характерен для сложных эфиров, но в органическом синтезе более важна обратная ему реакция этерификации. К ней способны многие неорганические кислоты, а также их производные.
Некоторые реакции гидратации равновесны; обратный процесс отщепления воды называют дегидратацией, которая может быть не только внутри-, но и межмолекулярной. Выделение воды происходит при многих органических процессах (этерификации, нитрования и др.). Поэтому данный термин применяют лишь к тем видам синтезирования, которые не имеют других, более определяющих систем классификации. Таким образом, видно, что близость с другими процесса гидролиза, объясняется наличием обратимых превращений и генетических связей.
Вода (или водяной пар в парофазных реакциях) в отсутствие катализаторов является очень слабым агентом, причем многие из рассмотренных выше реакций с ней вообще не идут или протекают настолько медленно, что становятся непригодными для практических целей. Это обусловлено тем, что данная жидкость представляет собой слабое основание и нуклеофильный реагент. Замена ее более активным гидроксильным ионом ведет к значительному ускорению процесса, который становится необратимым. Щелочной гидролиз особенно эффективен в случае хлорпроизводных; он применяется также при процессе производных карбоновых кислот (нитрилов, амидов, сложных эфиров).
Однако для ряда рассматриваемых реакций (гидратации ненасыщенных соединений, синтеза простых и сложных эфиров, всех процессов дегидратации и др.) щелочи неприменимы. В качестве щелочных агентов в промышленности применяют водные или водноспиртовые растворы NaOH, вещества более дешевой гидроокиси кальция, соды или других щелочных солей. Они оказывают более медленное и мягкое гидролизующее действие, которое может иногда отличаться от действия сильных щелочей. Для гидролиза органических соединений, а также для реакций гидратации, дегидратации и этерификации типично каталитическое влияние кислот.
Из рассмотренных ранее процессов только превращения хлорпроизводных не чувствительны к этим катализаторам. Влияние кислот обусловлено активированием органической молекулы за счет присоединения протона, в результате чего она становится способной к взаимодействию даже с такими слабыми реагентами, как вода и спирты. Их каталитическое действие зависит от силы, поэтому выгодно применять более сильные вещества, но в то же время они должны быть достаточно дешевыми. Часто для гидролиза используют серную кислоту, роль которой иногда не ограничивается действием протона, но заключается также и в образовании различных промежуточных соединений, например сернокислых эфиров.