План-конспек урока по теме Карбоновые кислоты

План-конспект урока по теме "Карбоновые кислоты"Тип урока: проблемно-поисковый. В ходе урока изучаются химические реакции получения и свойств карбоновых кислот. Рассмотрены муравьиная и уксусная кислоты, их применение. Также представлены задачи по теме "Карбоновые кислоты. Для актуализации знаний представлены химические загадки. Конспет написан к презентации по данной теме. Также учащиеся для закрепления материала и для расширения знаний по органической химии заполняют кроссворд. В конспекте при...
Раздел Химия
Класс -
Тип Конспекты
Автор
Дата
Формат docx
Изображения Есть
For-Teacher.ru - все для учителя
Поделитесь с коллегами:

План-конспек урока по теме Карбоновые кислотыПлан-конспек урока по теме Карбоновые кислотыКарбоновые кислоты

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: проблемно-поисковый.

Цель урока: сформировать у учащихся представление о карбоновых кислотах

Задачи урока.

В результате проведенного урока учащиеся:

  • умеют определять классы углеводородов по характерным свойствам, составлять уравнения соответствующих реакций;

  • умеют пользоваться опорными знаниями, составлять конспект урока;

  • развивают мышление, умеют делать логические выводы из наблюдения по опыту;

  • закрепляют умение и навыки моделирования химического эксперимента, умение работать с таблицами, справочным материалом, учебной литературой;

  • развивают навыки химических расчетов, решения задач.

Оборудование: интерактивная доска, мультимедийный проектор, карточки с заданиями, набор для составления шаростержневых моделей органических соединений.

Информационная поддержка: мультимедийнные презентации «Карбоновые кислоты» (Приложение 1),

ХОД УРОКА

I. Организационный момент.

Приветствие.

Фиксация отсутствующих.

Проверка готовности учащихся к уроку.

Организация внимания

II. Мотивация.

Каждому учащемуся предлагается дать ответ на блиц-опрос:

1)Падает вода на камень, чем больше капля, тем ярче пламя(Ответ: Вода и карбид кальция)

2)Цепочка сильно удлинилась и по асфальту покатилась(Ответ: Каучук)

3)Как от удара камень хрупкий, дробятся цепи в печах и трубках(Ответ: Крекинг нефтепродуктов)

4)Пока цела не идет в дела, пользу получают, когда разделяют(Ответ: Сырая нефть, ее перегонка)

5)Двести миллионов лет живут брюнетка и брюнет. Они друг друга не встречали, хоть и живут в одном подвале.(Ответ: Нефть и каменный уголь)

6)Расскажите в чем тут дело, от газа масло затвердело.(Ответ: Гидрогенизация жиров)

7)В том они всю жизнь проводят, что сладость в горечь переводят(Ответ: Дрожжи)

8)Крупинка может жизнь спасти, а килограмм - дом разнести(Ответ: Нитроглицерин)

9)С кислотой металл сдружился и странно в сахар превратился

(Ответ: Свинцовый сахар - ацетат свинца)

10)Скажи, какая из кислот, в лесу под деревом живет?

(Ответ: Муравьиная кислота) Слайд 2 Приложение 1



III. Вводная информация учителя и формулировка цели урока.

Муравьиная кислота относится к незнакомому для вас классу веществ - Карбоновые кислоты. Сегодня мы познакомимся с историей открытия, способами получения, физическими и важнейшими химическими свойствами, практическим значением представителей предельных карбоновых кислот. Отдельным учащимся предлагалось заранее подготовить к уроку сообщение по определенной теме и выступить с ним на семинаре. Прежде чем начать обсуждение данных вопросов, проверим решение домашних задач на нахождение молекулярных формул веществ, о которых сегодня и пойдет речь (к доске вызываются уч-ся).

Домашние задачи

Задача 1. Массовая доля кислорода в предельной одноосновной кислоте равна 53,3%. Какая это кислота?

(СН3СООН - уксусная кислота)

Задача 2 Предельную одноосновную карбоновую кислоту массой 18,4 г нейтрализовали 80 г 20% раствора гидроксида натрия. Определите формулу этой кислоты.

(НСООН - муравьиная кислота.)

Теперь разделимся на группы и решим задачи своими командными силами. Каждая группа должна правильно оформить ответ на бумаге. Можно пользоваться калькуляторами.

На столах у каждой группы имеются карточки с текстами задач. Приступаем к работе.

Задачи различаются по уровню сложности. Учащимся 1-й и 2-й групп предлагаются задачи на нахождение молекулярных формул веществ по известным массам (объемам) продуктов их сгорания, имеющие средний уровень трудности. Учащиеся 3-й и 4-й групп решают наиболее сложные задачи комбинированного характера на нахождение молекулярных формул веществ по данным о результатах поглощения продуктов их сгорания. Учащиеся 5-й и 6-й групп получают наиболее легкие задачи на нахождение молекулярных формул веществ по известным массовым долям химических элементов.

Задача для группы 1.При сгорании неизвестного органического вещества массой 4,6 г образовалось (н.у.) 2,24 л оксида углерода (IV) и 1,8 г воды. Определить, какое вещество было сожжено.(СН2О2 - муравьиная кислота.)

Задача для группы 2. Относительная плотность паров некоторого органического вещества по этану равна 2,0. При сгорании 6,0 г этого вещества образовалось 3,6 г воды и 8,8 г оксида углерода(IV). Определить молекулярную формулу и название вещества.(С2Н4О2 - уксусная кислота.)

Задача для группы 3. Сожгли 2,3 г неизвестного органического вещества в избытке кислорода. Полученную газообразную смесь продуктов сгорания очистили от непрореагировавшего кислорода, а затем последовательно пропустили через трубку с фосфорным ангидридом и сосуд с известковой водой. В результате смесь оказалась поглощенной полностью, масса трубки увеличилась на 0,9 г, а в сосуде выпал белый осадок массой 5,0 г. Определить молекулярную формулу и название сгоревшего вещества.(СН2О2 - муравьиная кислота.)

Задача для группы 4. Сожгли 3,0 г неизвестного органического вещества в избытке кислорода. Полученную газообразную смесь продуктов сгорания очистили от непрореагировавшего кислорода, а затем последовательно пропустили через промывалку с концентрированной серной кислотой и сосуд с баритовой водой. В результате смесь оказалась поглощенной полностью, масса промывалки увеличилась на 1,8 г, а в сосуде выпал белый осадок массой 19,7 г. Относительная плотность паров исходного вещества по водороду равна 30,0. Определить, какое вещество было сожжено.(С2Н4О2 - уксусная кислота.)

Задача для группы 5. Массовые доли химических элементов в некотором органическом веществе составляют: углерод - 26,09%, водород - 4,35% и кислород - 69,56%. Определить молекулярную формулу и название вещества.(СН2О2 - муравьиная кислота.)

Задача для группы 6. Относительная плотность паров некоторого органического вещества по метану равна 3,75. Массовые доли химических элементов в этом веществе составляют: углерод - 40%, водород - 6,67% и кислород - 53,33%. Определить молекулярную формулу и название исходного вещества. (С2Н4О2 - уксусная кислота.)

Молодцы!!! Та группа, которая решила быстрее задачу получает сладкий бонус!!!

Учитель. Каковы отличительные особенности карбоновых кислот от других классов изученных веществ?

Учащиеся. Карбоновые кислоты - кислородсодержащие органические вещества. Молекулы которых содержат одну, две или более карбоксильных функциональных групп -СООН, соединенных с углеводородным радикалом

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

  • 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 .

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.

IV Изучение нового материала.

Самая простая по строению из карбоновых кислот муравьиная кислота. Она содержится в крапиве, хвое, фруктах, едких выделениях пчёл и муравьёв (Приложение 1)

Ученик:

Химическая формула СН2О2, или НСООН, соответствует простейшей монокарбоновой кислоте - муравьиной. Ее название указывает на источник, из которого эта кислота впервые была выделена. Муравьиная кислота открыта в кислых выделениях рыжих муравьев. Она является одним из компонентов яда, который выделяют жалящие муравьи, а также компонентом жгучей жидкости жалящих гусениц шелкопряда. В 1670 г. английский ботаник и зоолог Джон Рей провел необычный эксперимент. Он поместил в сосуд рыжих лесных муравьев, налил воды, нагрел ее до кипения и пропустил через сосуд струю горячего пара. После конденсации пара получился водный раствор, обладавший сильнокислой реакцией. Это и был раствор муравьиной кислоты. В чистом виде муравьиную кислоту впервые получил в 1749 г. Андреас Сигизмунд Маргграф. Муравьиная кислота служит насекомым своеобразным «химическим оружием» для защиты и нападения. Практически каждый человек хотя бы раз в своей жизни получил ожог от укусов муравьев. Ощущение очень напоминает ожог крапивой - ведь муравьиная кислота содержится и в тончайших волосках этого весьма распространенного растения. Вонзаясь при соприкосновении в кожу, они сразу же обламываются, а их содержимое болезненно обжигает. Муравьиная кислота также присутствует в пчелином яде, сосновой хвое, в небольших количествах найдена в различных фруктах, тканях, органах, выделениях животных и человека.
Современное название муравьиной кислоты по систематической номенклатуре - метановая кислота. Это резко пахнущая бесцветная жидкость, очень хорошо растворимая в воде,
tпл = 8 °С, tкип = 101 °С. Муравьиная кислота - самая простая и при этом самая сильная карбоновая кислота, она в десять раз сильнее уксусной. Когда немецкий химик Юстус Либих получил безводную муравьиную кислоту, оказалось, что это очень опасное соединение.
При попадании на кожу кислота не только жжет, но и буквально растворяет ее, оставляя долго не заживающие раны.
Вот как вспоминал Карл Фогт - химик, работавший вместе с Либихом, - один случай. Входит Либих, у него в руках склянка с притертой пробкой. «Ну-ка, обнажите руку», - говорит он Фогту и влажной пробкой прикасается к руке. «Не правда ли, жжет? - невозмутимо спрашивает Либих. - Я только что добыл безводную муравьиную кислоту». После этого «эксперимента» у Фогта остался на всю жизнь белый шрам на руке. И неудивительно - впоследствии ученые открыли способность безводной муравьиной кислоты растворять даже капрон, найлон и другие полимеры, устойчивые к разбавленным растворам неорганических кислот и щелочей.
Учитель. После того как мы познакомились с муравьиной кислотой, попробуем ответить на такие вопросы. Почему нельзя смачивать водой место муравьиного укуса или ожога крапивой? Это приводит только к усилению болевых ощущений. Почему боль утихает, если пораненное место смочить нашатырным спиртом? Что еще можно использовать в данном случае?
Учащиеся. Поскольку муравьиная кислота - электролит, то при ее растворении в воде происходит процесс электролитической диссоциации:

НСООН НСОО- + Н+.

В результате кислотность среды повышается, и процесс разъедания кожи усиливается. Чтобы боль утихла, нужно нейтрализовать кислоту, для чего необходимо использовать растворы, обладающие щелочной реакцией. А к ним как раз и относится нашатырный спирт - водный раствор аммиака, содержащий гидроксид аммония NH4ОН. При его взаимодействии с муравьиной кислотой происходит реакция нейтрализации:

НСООН + NН4ОН = НCOONH4 + H2O.

Для тех же целей вполне подойдет и водный раствор имеющейся в каждом доме питьевой соды - гидрокарбоната натрия NаНСО3:

НСООН + NaHСO3 = НСООNа + Н2О + СO2.

Учитель: А теперь познакомимся с еще одной карбоновой кислотой, известной человеку с древности, - уксусной.

Ученик :

Химическая формула уксусной кислоты - С2Н4О2, или СН3СООН. Как вам известно, водный разбавленный раствор этого вещества называется уксусом. Слово «уксус» происходит от греческого слова «oxys», означающего «кислый». В древности уксус был единственной пищевой кислотой, получаемой при скисании виноградного вина, и это объясняет, что его название древними греками отождествлялось с самим представлением о кислом, кислоте.
В России уксус называли «кислой влажностью» или «древесной кислотой». Последнее название связано с получением уксусной кислоты при сухой перегонке древесины лиственных пород, прежде всего березы. В 1793 г. президент Российской академии наук Андрей Андреевич Нартов (сын механика - учителя Петра I) сообщил, что «кислая влажность из дровяных куч в уголь пережигаемых» может быть использована для травления меди и железа.
Получение уксуса при сухой перегонке древесины описано в сочинениях Иоганна Глаубера и Роберта Бойля. Однако природа этого вещества вплоть до ХIХ в. оставалась неизвестной. Алхимики считали, что при брожении вина винный (по современной номенклатуре - этиловый) спирт превращается в уксус, принимая на себя частицы соли - винного камня.
Еще в XVIII в. брожение объясняли соединением кислых и горючих начал вина. Лишь в 1814 г. Йенс Якоб Берцелиус определил состав уксусной кислоты, а в 1845 г. немецкий химик Адольф Вильгельм Герман Кольбе осуществил полный ее синтез из угля.
Уксусная кислота (по систематической номенклатуре - этановая) - бесцветная жидкость с характерным острым запахом, очень хорошо растворимая в воде, tпл = 17 °С, tкип = 118 °С;
3-7%-й водный раствор уксусной кислоты называется столовым уксусом, а 70-80%-й раствор - уксусной эссенцией. Безводная уксусная кислота при охлаждении до 16,8 °C превращается в прозрачные кристаллы, похожие на лед. Вот почему ее называют ледяной. Сходство не только внешнее: в кристаллах молекулы уксусной кислоты, подобно молекулам воды, образуют систему водородных связей. Межмолекулярное взаимодействие оказывается настолько прочным, что даже в парах уксусной кислоты содержатся не отдельные молекулы, а их объединения - агломераты.
Впервые в мире кристаллы уксусной кислоты получил в 1793 г. академик Петербургской академии наук Товий Егорович Ловиц. Он назвал их «ледяным уксусом», или «ледяной кислотой», и описал запах и вкус этих кристаллов так: «Запах расплавленного ледяного уксуса резкий, невыносимый для носа. Вкус очень кислый. Одна капля этого уксуса на языке вызывает боль, ощутимую в течение двадцати часов…»
Во времена Ловица химики кроме состава и описания внешнего вида вещества устанавливали его запах и вкус. Неудивительно, что ожоги слизистой оболочки носа и ротовой полости, отравления и другие травмы постоянно сопровождали работу химиков и делали ее очень опасной. В 1800 г. Ловиц нечаянно пролил концентрированную уксусную кислоту на стол. Собирая кислоту фильтровальной бумагой, ученый выжимал ее пальцами над стаканом. Вскоре он заметил, что пальцы потеряли чувствительность, побелели и распухли. Через несколько дней кожа на пальцах стала лопаться и отваливаться большими и толстыми кусками. Полученная травма навела Ловица на мысль использовать концентрированную уксусную кислоту для выведения мозолей. Еще одна опасность уксусной кислоты заключается в том, что вдыхание человеком ее паров может привести к отеку горла..


В настоящее время карбоновые кислоты изображают следующей структурной формулой (Приложение 1)

Общая формула: R - COOH

Проблемный вопрос: почему функциональная группа у карбоновых кислот называется карбоксильной?

Учащиеся. Эта группа состоит из двух функциональных групп: карбонильной и гидроксильной

Учитель. Виды классификации карбоновых кислот?

Учащиеся. Карбоновые кислоты классифицируют по двум признакам: а) по числу функциональных групп; б) по строению углеводородного радикала (примеры).

Учитель. Какие виды изомерии характерны для карбоновых кислот.

Учащиеся. Изомерия углеродного скелета и межклассовая изомерия (примеры), изомерия положения кратной связи (для непредельных кислот)

Учитель (по окончании решения задач). Итак, вы успешно справились с решением предложенных задач и нашли молекулярные формулы тех веществ, о которых вами подготовлены сообщения.

На примере мураввьиной кислоты поговорим о химических свойствах карбоновых кислот. (Приложение 1)

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.

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.

Для синтеза карбоновых кислот используют следующие методы.

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. Кроссворд. (Приложение 1)

Тестирование

Вариант 1

1. Укажите 2 класса соединений, имеющих общую формулу СnН2nО2

А) простые эфиры и спирты;

Б) альдегиды и кетоны;

В) карбоновые кислоты и сложные эфиры;

2. Гомологом муравьиной кислоты является … кислота

А) щавелевая; б) масляная; в) бензойная.

3. Какие признаки, верно, отражают физические свойства уксусной кислоты:

1) при комнатной температуре бесцветная жидкость;

2) газообразное вещество;

3) не имеет запаха;

4) имеет характерный запах;

5) слабый электролит; 6) плохо растворим в воде

А) 1, 3, 5;

Б) 1, 4, 5;

В) 2, 4, 6.

4. Какая реакция невозможна:

а) СН 3СООН + Аg→ ; б) СН 3СООН + Сu (ОН)2→ ; в) СН 3СООН + НСООН→

5. С помощью какого реагента можно различить метановую и этановую кислоты:

А) Cu(OH)2; Б) CuO; В) Ag2O.

Вариант 2

1. Какая из общих формул соответствует карбоновым кислотам:

а) СnH2n+2O б) СnH2nO в) СnH2nO2

2. Кислота НООС - СООН по международной номенклатуре называется:

А) щавелевая; б) этановая; в) этандиовая;

3. С какими из перечисленных веществ в соответствующих условиях реагирует уксусная кислота:

1) медь; 2) оксид кальция; 3) оксид серы (VI); 4) метанол; 5) хлор; 6) этаналь; 7) карбонат натрия?

а)2,4,5,7, б) 1,2,5,6 в) 2,3,4,5

4. Уксусную кислоту в промышленности получают окислением:

А) бутаналя; б) этана; в) бутана.

5. Уксусную кислоту применяют:

а) в качестве восстановителя;

б)в производстве ацетатного волокна;

в) для дубления кож.

ЛИТЕРАТУРА

  • Химия. Учебное пособие для поступающих в ВолгГТУ. Составители С.М.Москвичёв, Н.Н. Литинская и др. Волгоград. ВолгГТУ. 2004.

  • Энциклопедия для детей. Химия. Том 17. Гл. редактор В.А.Володин. М. Аванта +. 2000.

  • Учебно-тренировочные материалы для подготовки к ЕГЭ. Химия. А.А. Каверина, Д. Ю. Добротин, А.С. Корощенко, Ю.Н. Медведев. М. Интеллект - центр. 2004.

  • Пособие по химии для старших классов. 8-11 классы. Н.Е. Кузьменко. В.В. Ерёмин. В.А.Попков. М. Оникс 21 век. 2003.

  • Химия для абитуриентов. От средней школы к ВУЗу. Р.А, Лидин. В.А. Молочко. М. Химия. 1993.

  • Методические рекомендации по использованию учебников Л.С. Гузея, Р.П. Суровцева, Г.Г. Лысовой «Химия-10», «Химия-11». При изучении химии на базовых и профильных уровнях. М. Дрофа. 2004.

  • Химия-9. Учебник для общеобразовательных учебных заведений. Л.С. Гузей, Р.П. Суровцева, В.В. Сорокин М. Дрофа. 2002.

  • Химия-11 Учебник для общеобразовательных учебных заведений. О.С. Габриэлян, Г.Г. Лысова, М., Дрофа. 2005.

Комбинированные задачи по теме

Карбоновые кислоты

  • Задача 1. Рассчитать массу продукта, полученного при нагревании 120 г уксусной кислоты, 230 г этанола и нескольких капель концентрированной серной кислоты, если массовая доля выхода продукта составила 70% по сравнению с теоретически возможным.(123,2 г этилацетата.)

  • Задача 2. Рассчитать массу металлического осадка, образовавшегося при нагревании 9,2 г муравьиной кислоты и 15,9 г гидроксида диамминсеребра(I), если массовая доля выхода продукта составила 96% по сравнению с теоретически возможным.(10,37 г серебра.)

  • Задача 3. Для полной нейтрализации 100 г водного раствора неизвестной предельной монокарбоновой кислоты с массовой долей 12% потребовалось 50 г водного раствора гидроксида калия с массовой долей 22,4%. Определить, какая кислота была нейтрализована.(СН3СООН - уксусная кислота.)

  • Задача 4. При полной нейтрализации 50 г раствора неизвестной предельной монокарбоновой кислоты с массовой долей 23% избытком водного раствора гидрокарбоната калия выделилось 5,6 л некоторого газа (объем измерен при нормальных условиях). Определить, какая кислота была нейтрализована.

(НСООН - муравьиная кислота.)

  • Задача 5. При карбонилировании 64 кг метанола было получено 114 кг уксусной кислоты. Рассчитать массовую долю выхода уксусной кислоты (в %) по сравнению с теоретически возможным.(95%.)

  • Задача 6. Рассчитать массу муравьиной кислоты, которую можно получить из 136 кг формиата натрия, если массовая доля выхода муравьиной кислоты составляет 80% по сравнению с теоретически возможным.(73,6 кг.)



© 2010-2022