Методическая разработка урока по химии "Сложные эфиры и жиры"

КГБ ПОУ «Приморский многопрофильный колледж»

Преподаватель химии Демидова Н.И.

План – конспект занятия по химии.

Тема урока: Сложные эфиры и жиры.

Цели:

обучающие: изучить строение и свойства сложных эфиров как производных спиртов и карбоновых кислот; выяснить химическую природу жиров, познакомиться с их применением, получением и биологической ролью;

развивающие: активизировать познавательную деятельность учащихся, создать особый эмоциональный настрой для усвоения знаний, развивать воображение и память, приобщить студентов к чтению научно – популярной литературы;

воспитательные: создать положительную мотивацию изучения химии через ознакомление студентов с ролью жиров в жизни человека, а также через достижение успеха на различных этапах  учебной деятельности.

Задачи:

обучающие:

дать представление об эфирах и их образовании, углубить знания о химическом равновесии на примере реакции этерификации; рассмотреть распространение эфиров в природе, их применение;

сформировать понятие о жирах как эфирах, дать понятие о гидролизе и гидрировании жиров; ознакомить учащихся с распространением жиров в природе, составом и физическими свойствами жиров, выяснить их значение в жизнедеятельности организмов как продуктов питания и участников метаболизма;

формировать профессиональную направленность урока при изучении применения жиров в автомобильной промышленности для производства пластичной смазки, овладение общими компетенциями ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес; ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач; ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

развивающие:

формировать умение сравнивать, устанавливать причинно – следственные связи, делать аргументированные выводы, развитие умений работать вместе, развитие коммуникативных умений;

воспитательные:

развитие сотрудничества через организацию работы в паре, формирование культуры межличностного общения на примере умения слушать друг друга, анализировать ответы товарищей, познавательного интереса к предмету.

Тип урока: изучение нового материала.

Межпредметные связи: биология, автомобильные эксплуатационные материалы.

Оборудование, средства обучения: компьютер и проектор, экран,  цифровые образовательные ресурсы, учебник О.С. Габриелян, И.Г.Остроумов Химия  М, «Академия», 2011, инструктивные  карточки.  Раздаточные материалы (образцы сложных эфиров:  растворы фруктовых эссенций; растворы глицерина, уксусной кислоты, хлорид кальция, раствор мыла и синтетического моющего средства, штатив с пробирками).

Средства наглядности: таблицы, презентация.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная,  фронтальная, парная.

Методы обучения: проблемный, эвристический, экспериментальный.

ХОД УРОКА

Этапы урока	Время	Деятельность преподавателя	Деятельность учащихся
1. Организационный момент	2 мин.	Приветствие. Проверка готовности аудитории к уроку. Проверка присутствующих.	Подготовка  к уроку
2. Актуализация опорных знаний: фронтальная беседа, тестирование и выполнение упражнений.  Цель: проверка знаний по ранее изученной теме, определение первоначального уровня знаний по новой теме.	20 мин.	Беседа: (Преподаватель задает вопросы)  Какие соединения называют альдегидами?  В чем отличие кетонов от альдегидов?  Какие соединения называют карбоновыми кислотами?  Какая функциональная группа входит в состав карбоновых кислот? Назовите её.  Какие физические свойства характерны для карбоновых кислот? Как они изменяются в гомологическом ряду? Перечислите основные химические свойства карбоновых кислот. Раздаются карточки с вариантами тестов. Тестирование: I вариант Выберите один правильный ответ: 1.Вещество, являющееся изомером бутановой кислоты: а) пропанол      б) 2- метилпропановая кислота     в) бутанол-1      г)2- метилпентановая кислота 2.  В жалящей жидкости, выделяемой крапивой, содержится  кислота: а) масляная     б) муравьиная        в) уксусная        в) валериановая 3. Вещество, соответствующее общей формуле RCOOH, относится к классу: а) альдегидов      б) карбоновых кислот     в) спиртов      г) углеводов 4. Вещество, для которого возможна реакция с гидроксидом меди(II): а) ацетилен      б) метиловый эфир уксусной кислоты      в) этановая кислота        г) метан 5, Бутановая кислота и изобутановая кислота являются: а) геометрическими изомерами   б) одним и тем же вещесвом в) гомологами                               г) структурными изомерами. 6.При окислении ацетальдегида образуется : а) этанол         б) пропанол-1       в) уксусная кислота     г) ацетон. 7.Продолжить гомологический ряд, начинающийся этановой кислотой, вещество состава: а) C3H6O2  б) C2H6O  в)C2H5O2   г) C2H4O 8) Как альдегиды, так и карбоновые кислоты реагируют с: а)  бромом      б) гидроксидом меди(II)       в)  соляной кислотой     г) фенолом I I вариант Выберите один правильный ответ: 1.Вещество, являющееся изомером пентановой кислоты: а) пропанол      б) 2- метилпропановая кислота     в) бутанол-1      г)2- метилбутановая  кислота 2.  Исходное сырье для  производства многих важных в техническом отношении органических веществ: а) масляная     б) муравьиная        в) уксусная        в) валериановая 3. Вещество, соответствующее общей формуле RCOH, относится к классу: а) альдегидов      б) карбоновых кислот     в) спиртов      г) углеводов 4. Вещество, для которого возможна реакция с натрием: а) ацетилен      б) метиловый эфир уксусной кислоты      в) этановая кислота        г) метан 5, Бутановая кислота и пентановая кислота являются: а) геометрическими изомерами   б) одним и тем же веществом в) гомологами                           г) структурными изомерами. 6.При окислении пропаналя образуется : а) этанол         б) пропановая кислота        в) уксусная кислота     г) ацетон. 7.Продолжит гомологический ряд, начинающийся  пропановой кислотой, вещество состава: а) C2H4O2  б) C2H6O  в)C4H8O2   г) C2H4O 8)Как спирты, так и карбоновые кислоты реагируют с: а)  бромом      б) соляной кислотой           в)   оксидом меди(II)       г) фенолом Преподаватель открывает ключ (слайд№3 ) для проверки. Выполнение упражнений: Задание1. Найдите прикрепленные на классной доске формулы веществ и назовите их: 1 группа – спирты (С2Н5ОН, СН3ОН, С2Н4(ОН)2, С3Н5(ОН)3; 2 группа – кетоны (СН3 СОСН3, С2Н5 СОСН3, С2Н5 СОС2Н5); 3 группа – альдегиды (СН3 СОН, С2Н5 СОН, НСОН, С3Н7 СОН); 4 группа – карбоновые кислоты (СН3 СООН, НСООН, С2Н5 СООН, С3Н7 СОН). Преподаватель открывает  (слайд№4) Задание 2. Вспомните, что вы знаете об эфирах и жирах и отметьте в схеме: ·         агрегатное состояние – ·         растворимость в воде – ·         действие на жиры органических растворителей – ·         применение в быту – ·         химическая природа жиров – Преподаватель: «Это задание относится к теме, которую вам предстоит изучить»	Обучающиеся «вспоминают», что им известно по изученному вопросу. Во время беседы один учащийся записывает сказанное на доске. Обучающиеся работают с карточкам, отвечают на вопросы. Взаимопроверка.   Обучающиеся, сидящие на одной парте меняются вариантами и проверяют правильность выполнения тестов, при этом пользуются кодом, который открыт  на экране.   Ключ (слайд№3) I вариант                 1-б   3-б      5-г   7-а    2-б   4-в      6-в    8-б                       II вариант 1-г    3-а     5-в     7-в 2-в    4-в   6-б       8-в Выставляют оценки товарищам в паре. Четыре учащихся выходят к доске и выбирают нужные формулы, поясняют свои действия. Группа внимательно следит за действиями товарищей. Правильность ответов подтверждают обучающиеся группы. Один учащийся записывает на доске правильные ответы. Учащиеся заполняют схему в тетрадях. На некоторые вопросы (вопрос 5) они не могут ответить вначале урока.
3. Изучение нового материала Цель: определить, где встречаются сложные эфиры в природе и какое значение они имеют. Цель: выяснить сущность реакции этерификации; углубить знания о химическом равновесии на примере реакции этерификации. Цель: познакомиться с применением сложных эфиров на основе их свойств. Цель: повторить и дополнить сведения о жирах, и выяснить их химическую природу; познакомиться со свойствами жиров. Цель: познакомиться со сферами применения жиров в промышленности на основе их свойств, получением маргарина и мыла. Цель: ознакомление с функциями и ролью жиров в жизни человека, изучение области применения жиров.	50 мин.	Мотивация. Большинство химических соединений,   которые мы будем сегодня изучать, имеют приятный запах, используют как добавки к косметическим средствам и как отдушки с фруктовыми запахами. Другие изучаемые сегодня вещества также относятся к этой категории, но имеют немного другие свойства. Они могут быть жидкими и твёрдыми, растительными и животного происхождения. Они не растворяются в воде, имеют очень важное значение в жизнедеятельности живых организмов. Как вы думаете, о каких веществах пойдёт речь? (да, конечно это эфиры и жиры). Проектирование деятельности при изучении нового материала. 1.Понятие об эфирах. Демонстрация. 2. Функциональная группа эфиров. Реакция этерификации. 3. Применение эфиров. 4.Жиры как эфиры. Распространение в природе, состав и физические свойства жиров. 5.Реакции гидролиза и гидрирования жиров (учительская презентация) 6.Значение жиров в жизнедеятельности организмов.     Изучение основных вопросов темы 1.1. Понятие об эфирах. Демонстрация. Продукты взаимодействия карбоновых кислот и спиртов принадлежат к классу эфиров. Демонстрация (диск  «Ознакомление с образцами эфиров»). 1.2. Функциональная группа эфиров. Реакция этерификации. (слайд№5 и слайд№6 ) При изучении химических свойств карбоновых кислот мы с вами уже рассматривали реакцию взаимодействия кислот со спиртами, в результате которой и образуются эфиры. Давайте вспомним и запишем реакцию образования этилового эфира уксусной кислот т.е. реакцию между уксусной кислотой и этиловым спиртом. Вопрос. За счет чего образуется молекула воды? Какая группа отщепляется от молекулы уксусной кислоты и какой атом отщепляется от молекулы спирта? Давай попытаемся определить общую формулу эфиров и их функциональную группу. Процесс происходит в присутствии серной кислоты. Вопрос. Как вы думаете, какова роль серной кислоты в этой реакции? Если гидролиз происходит в присутствии щелочи, то реакция будет необратимой. После установления равновесия в реакционной смеси содержатся кислота, спирт, эфир и вода. Вопрос. Давайте вспомним, что такое химическое равновесие? Для смещения равновесия необходим избыток одного из реагентов или отгонка эфира. 1.3. Применение эфиров. (слайд№7, 8) В парфюмерии (духи, кремы) В пищевой промышленности (эссенции, которые добавляют к напиткам, конфетам и др.) 1.4. Жиры как эфиры. Распространение в природе, состав и физические свойства жиров. Мы с вами уже познакомились с соединениями, образованными в результате взаимодействия предельных одноатомных спиртов и карбоновых кислот. Вопрос.  Может ли глицерин, как представитель трёхатомных спиртов образовывать эфиры? Это – жиры.  Сложные эфиры могут образовываться разными карбоновыми кислотами и спиртами). (слайд№9, 10) Наибольшее значение имеют те, которые образованы глицерином и высшими карбоновыми кислотами (например:  олеиновой – непредельная кислота, и стеариновой – предельная кислота). В результате реакции этерификации образуются жиры.  Давайте вспомним из курса биологии и повседневной жизни, какие жиры бывают и каковы их физические свойства? Приведите примеры жиров: Большинство натуральных жиров состоят из смеси глицеридов. Во время длительного хранения на воздухе жиры приобретают неприятный запах и вкус, становятся горькими.  Вопрос.  Как вы думаете, какой процесс происходит?  1.5  Реакции гидролиза и гидрирования жиров (презентация) Гидрирование жира. Вопрос. Как вы думаете, при наличии, каких связей в  молекулах жидких жиров, будет возможна реакция присоединения водорода? Как называется этот тип реакции? В ходе беседы выясняем, какие жиры можно гидрировать? Для чего? Гидрированный жир – саломас – полноценный продукт для производства мыла и маргарина. Давайте напишем уравнение  реакции, показывающей превращения непредельного соединения в предельное. Жидкий жир превратим в твёрдый (на этой реакции основано производство маргарина).  Твёрдые жиры не содержат двойных связей, поэтому медленнее окисляются. Жиры как эфиры подвергаются гидролизу. Вопрос. Какие продукты будут образовываться в результате гидролиза? Запись уравнения  (слайд №14) Если проводить щелочной гидролиз, то образуется мыло. Запись уравнения Реакцию гидролиза проводят в щелочной среде в присутствии щелочей или карбонатов щелочных металлов), ее называют омылением жира. C17H35COOH + NaОН →  C17H35COONa + H2O Мыла - это соли высших жирных карбоновых кислот. Твердые мыла – это натриевые соли, жидкие – калиевые. Учащиеся отвечают на вопросы: можно ли заменить жир в производстве мыла непищевым сырьем? Как получить синтетические карбоновые кислоты? Такие мыла обладают теми же недостатками, что и обычное мыло (плохо моют в жесткой воде). Современные СМС  имеют такой же принцип действия, что и обычное мыло, однако имеют ряд преимуществ: их растворы имеют нейтральную, а не щелочную среду, сохраняют свое действие в жесткой и даже морской воде, поскольку их кальциевые и магниевые соли растворимы. Главный недостаток стиральных порошков в том, что в сточных водах они медленно разлагаются биологическим путем и вызывают загрязнение окружающей среды. Демонстрация опыта: отношение мыла и СМС к жесткой воде. Кальциевые и магниевые соли высших карбоновых кислот нерастворимы в воде: 2С17Н35СОО-+ Са2+  →  (С17Н35СОО)2Са, поэтому в жесткой воде мыло перестает мылиться. Современные СМС представляют собой соли кислых сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты, они мылятся в жесткой воде. Сообщение: «Моющее действие мыла» Мыло эмульгирует жиры и другие загрязнения. Сущность этого процесса заключается в следующем. Молекулы мыла состоят из неполярного углеводородного радикала  (R - ) и полярной группы – СООН (в растворе СОО-). Адсорбируясь на поверхности загрязнения  (твердые частицы или капли жира), они располагаются строго упорядоченно: углеводородные радикалы направлены внутрь, а группы СОО- остаются снаружи. В обычных условиях капли жира слипаются, а благодаря оболочке из анионов, наоборот разбиваются на мелкие частицы, образуется устойчивая эмульсия жира в воде. Эмульгирование жира, содержащего грязь, обусловливает очищающее действие мыла. Отрицательно заряженный адсорбционный слой способствует отрыву частиц загрязнений от поверхности ткани и переходу ох в моющую жидкость, где имеется щелочь. Образующая пена водой уносит частицы грязи. 1.6 Значение жиров в жизнедеятельности организмов (презентация и сообщение), применение жиров. (слайд№15, 16) Значение жиров, их функции: Энергетическая Защитная Строительная (структурная) Запасающая Термоизоляционная Регуляция обмена веществ Сообщение: «Биологическая роль жиров» Жиры выполняют различные функции: строительную (входят в состав клеточных мембран); энергетическую (энергетическая ценность в два раза выше, чем  у белков и углеводов); защитную (терморегуляция, механическая защита органов); запасную (в жирах осуществляется запас энергии и воды). Жиры являются источниками незаменимых жирных кислот, например арахидоновой кислоты, являющейся предшественницей простагландинов – сильнодействующих регуляторов; некоторые жиры являются источниками синтеза витаминов и гормонов. Жиры обеспечивают 50% энергии необходимой человеку. Поэтому человек должен употреблять 70 – 80 г. жиров в день, жиры в норме должны составлять 10 – 20% от массы тела человека. Применение жиров. Давайте опишем области применения жиров: 1. Продукты питания Как вещества нерастворимые в воде, жиры не могут непосредственно всасываться в организм из органов пищеварения, в тонких кишках под действием фермента липазы они расщепляются на глицерин и карбоновые кислоты. Продукты гидролиза всасываются ворсинками кишечника и снова образуют жир, свойственный данному организму. Синтезированный жир по лимфатической системе поступает в кровь и переносится ею в жировую ткань. Отсюда жиры поступают в другие органы и ткани организма, где в процессе постоянного обмена веществ, в клетках снова гидролизуются и затем постепенно окисляются до углекислого газа и воды. Эти экзотермические реакции дают организму необходимую энергию для жизни (1г. жиров при полном окислении дает 40 кДж энергии, для сравнения, 1г. бензина дает 42 кДж энергии). Во время самостоятельной работы преподаватель просматривает правильность оценки тестов, которая была проведена студентами 2. Сырьё для получения мыла, стеарина, глицерина, олифы. 3.Профессионально значимое применение жиров.  В автомобильной промышленности кальциевые, магниевые, литиевые, натриевые, алюминиевые  мыла используются для производства пластичной смазки в качестве загустителей. На долю пластичных смазок приходится около 80% объема выпуска всех смазок. Смазки используются для уменьшения трения и износа трущихся деталей.	Запись даты и темы в тетради. Обучающиеся при помощи преподавателя участвуют в постановке цели урока, проектируют деятельность при изучении нового материала: ознакомиться с составом, физическими свойствами и применением эфиров и жиров, выяснить суть реакций гидролиза и гидрирования жиров, выяснить значение жиров в жизнедеятельности организмов и специальности. Обучающиеся делают записи в тетрадях. Для изучения шестого вопроса получено опережающее задание (Применение жиров - ученическая презентация и сообщение). Просмотр диска. Записывают  определение реакции этерификации и уравнение образования этилового эфира уксусной кислоты, используя (слайд№5 и слайд№6 )) Записывают  ответы на вопросы преподавателя в тетрадях. Записывают общую формулу эфиров и их функциональную группу. Записывают  ответ: катализатор, проявляющий водоотнимающее действие, отнимает воду и не позволяет ей вступать в обратную реакцию гидролиза эфира. Ответ: когда скорость прямой реакции равняется скорости обратной реакции Самостоятельная работа: чтение материала учебника с.276., краткое конспектирование. Ответ: конечно, да. Учащиеся    записывают определение: жиры – это сложные эфиры глицерина и карбоновых кислот, записывают реакцию образования жира в общем виде  (слайд№9, 10) Легче воды. Не растворяются в воде, но растворяются в неполярных органических растворителях. Могут быть твёрдые и жидкие, растительного и животного происхождения (слайд№11, 12, 13) Говяжий жир свиной, бараний, кокосовое масло, рыбий жир; подсолнечное, кукурузное, оливковое и др. Ответ: процесс окисления жиров. Ответ: наличие двойных связей, реакция гидрирования. Учащиеся делают записи в тетради: гидрирование – это превращение жидких жиров в твердые путем насыщения их водородом. Ответ:  глицерин и кислота. Учащиеся записывают реакцию гидролиза, отвечают на вопрос, какие условия будут способствовать данной реакции. (слайд №14) Учащиеся делают записи в тетради: реакция гидролиза используется в технике для получения из жиров глицерина, карбоновых кислот, мыла. Учащиеся записывают вывод в тетради: мыло можно производить из синтетических карбоновых кислот, которые получаются  окислением углеводородов парафина. Это сообщение делает студент  (опережающее задание было выдано студентам  на предыдущем уроке). Это сообщение делает студент   (опережающее задание было выдано студентам  на предыдущем уроке). Самостоятельная работа: учащиеся кратко записывают процесс превращения жиров в организме, используя (слайд№15, 16). Учащиеся отвечают на вопросы: Как восполняется расход жиров? Назовите жирную пищу? Какие жиры лучше? Записывают значение синтетических жиров для производства пластичных смазок в автомобильной промышленности.
4.Обобщение и систематизация знаний. Цель: подвести итоги изучения темы и провести самоконтроль полученных знаний.	10 мин.	Подведение итогов. Беседа. В результате какой реакции образуются эфиры и жиры? Во время гидролиза жира получили глицерин и кислоту состава С17Н33СООН. К какой группе жиров – твёрдый или жидкий он принадлежит? Можно ли превратить жидкий жир в твёрдый? Как? Какие функции жиры выполняют в организме человека? Что происходит с жиром в организме человека? (гидролиз, всасывание). В качестве какого компонента используются синтетические жиры при производстве пластичной смазки для автомобильной промышленности?	Отвечают на вопросы преподавателя. Заполняют схему (слайд 4), отвечают  на вопросы, которые не смогли ответить в начале урока.
5. Рефлексия	3 мин.	Достигли ли мы поставленных целей? Все ли было понятно на уроке? Что заинтересовало вас сегодня на уроке более всего? Как вы усвоили пройденный материал?   Какие были трудности? Удалось ли их преодолеть?  Пригодятся ли вам знания, полученные сегодня на уроке?	Соотносят «новую» информацию со «старой», используя знания, полученные на уроке.
6. Завершение урока   Домашнее задание	5 мин.	Выставляются оценки с учетом работы учащихся в течение всего урока, кратко комментируются. Домашнее задание: изучить материал с.275 - 283; упр.3 с.279; подготовить сообщения, презентации о жирах (на выбор по желанию). Всем спасибо за работу. Урок окончен.	Учащиеся записывают домашнее задание.

Источники:

О.С. Габриелян, И.Г.Остроумов Химия  М, «Академия», 2011,

А.А. Геленов, Т.И. Сочевко, В.Г. Спирин Автомобильные эксплуатационные материалы М, «Академия», 2010.