План конспект урока по химии теме «Карбоновые кислоты» (10 класс)

Урок по теме «Карбоновые кислоты»

Класс: 10

Цель урока: познакомить учащихся с новым классом кислородосодержащих соединений – карбоновыми кислотами.

Задачи:

Обучающие: сформировать представление учащихся о карбоновых кислотах, содействовать в ходе урока усвоению основных видов изомерии и номенклатуры, показать строение карбоксильной группы, познакомить с применением карбоновых кислот, нахождении в природе.

Развивающие: развивать у школьников умение выделять главное, существенное в изучаемом материале, логически излагать свои мысли; актуализировать умения в составлении структурных формул; развитие познавательных интересов, коммуникативных качеств, уверенности в своих силах.

Воспитательные: воспитывать культуру общения, воспитывать у учащихся внимание, инициативу, воспитание культуры умственного труда.

Тип урока - изучение нового материала.

Методы контроля: фронтальный, индивидуальный (работа с тестами), парная (взаимопроверка)

Методы: словесно-наглядный, лабораторный эксперимент, сравнение и анализ, информационные средства (мультимедийная презентация)

Межпредметные связи: биология, физика, математика, история, экология.

Методическое обеспечение урока: раздаточный материал по теме (тест), творческие работы учащихся (сообщения)

Виды учебной деятельности обучающихся

Коммуникативные УУД: - обеспечение возможности сотрудничества: умение слышать, слушать и понимать партнера, оказывать поддержку друг другу и эффективно сотрудничать как с учителем, так и со сверстниками, построение речевых высказываний, работа с информацией, построение вопросов.

Личностные УУД:  готовность и способность обучающихся к саморазвитию, мотивации к обучению и познанию, самоопределение, ценностно - смысловые установки обучающихся, отражающие их индивидуально-личностные позиции, социальные компетенции, личностные качества;

Регулятивные УУД – целеполагание, самоконтроль, самооценка.

Познавательные УУД – общие учебные действия, подготовка и решение практических задач, овладение межпредметными  понятиями, расширение опыта специфического для предметной области (химии),  деятельности по получению нового знания, его преобразованию и применению, а также систему основополагающих элементов научного знания, лежащих в основе современной научной картины мира.

Оборудование: 

На демонстрационном столе: апельсин, яблок, аспирин; на столах штативы с пробирками с р-ром щелочи и р-ром уксусной кислоты; спиртовки.

Растворы кислот: муравьиная; уксусная; стеариновая; бензойная кислота;

универсальная индикаторная бумага; р-р карбоната натрия; оксид магния, гранулы цинка.

Техническое оснащение: компьютер с мультимедийной презентацией

План урока:

1. Организационный момент. Психологический настрой. Актуализация знаний.

2. Изучение новой темы.

3. Выполнение практической работы.

4. Закрепление изученного материала

5. Выводы по теме урока. Рефлексия занятия

6. Домашнее задание.

Ход урока

I.            Организационный момент. Добрый день дорогие ребята. У нас сегодня много гостей. Надеюсь нам это не помешает нашей сегодняшней работе. Настроение у всех хорошее. Желаю всем удачи.

Постановка познавательной задачи урока. Введение нового материала

Ребята, о чем может рассказать эта формула (формула на экране СН₃СОН).

Что образуется при окислении альдегида (напишите уравнение реакции на доске)

                                                                                          (карбоновая кислота)

В 1714 г. по указу Петра I в Петербурге был заложен аптекарский сад. Там выращивали лекарственные растения, снабжая ими аптеки или перерабатывая их на лекарства. Так вот, листья одного из таких растений, помещенные в молоко, предохраняют его от скисания. Свежее мясо и рыба, переложенные этим растением, дольше сохраняются. Из его корней можно получить желтый краситель. Листья – неистощимая основа для фантазии хозяйки по приготовлению здоровой и полезной пищи. Личный опыт общения с этим растением способен довести до слез. Это – …Назовите это растение! (Ответ: Крапива)

·         На столе лежат яблоко, апельсин,  аспирин, мыло.

- Как вы думаете, что объединяет все эти предметы? Правильно, в них есть кислоты – из класса органических карбоновых кислот.

 Итак, тема нашего урока - Карбоновые кислоты

А какие ассоциации возникают у вас при упоминании слова «кислота»? («кислые», «едкие», «жидкие», «опасные», «несъедобные»…). Сравним ваши ассоциации в конце урока, ответив на вопрос: Все ли кислоты опасные?

На данном уроке мы познакомимся с новым классом кислородосодержащих соединений – карбоновыми кислотами.

Я хочу, чтобы вы сами назвали задачи, которые стоят перед нами сегодня на уроке:

· сформулировать определение,

· вывести общую формулу,

· изучить классификацию,

· рассмотреть физические свойства,

· определить закономерности, вытекающие из электронного строения,

· оценить разнообразие

· и наряду со всем названным познать области применения веществ.

Эпиграф. «Жизнь учит только тех, кто её изучает”, и это не случайно. Вы ещё раз убедитесь, что те вещества, о которых будет идти речь в данной теме, очень важны в жизни, в необходимости изучения свойств этих веществ и действия их на организм.

     II.            Изучение новой темы

Объяснение темы происходит с применением презентации через проектор.

Карбоновые кислоты – кислородсодержащие органические вещества, содержащие в молекуле одну или несколько карбоксильных групп СООН

Общая формула: R – COOH

Общая формула одноосновных кислот предельного ряда СnH2n+1COOН где n может быть равно нулю

Проблемный вопрос: почему данные кислоты имеют первое слово «карбоновые»?

«Карбо» - углерод Þ кислоты углерода.

Классификация карбоновых кислот

1) В зависимости от числа карбоксильных групп:

• одноосновные, например уксусная

• двухосновные, например щавелевая

• многоосновные, например лимонная

2) В зависимости от природы радикала:

• предельные, например пропионовая

• непредельные, например акриловая

• ароматические, например бензойная

2. Номенклатура (слайд ).

Для определения названия в соответствии с международной номенклатурой придерживаются порядка:

1) Нумеруют цепь, начиная с карбоксильной группы;

2) Называют номер атома углерода, при котором находится радикал;

3) Называют радикал;

4) Называют углеродную цепь;

5) Добавляют суффикс - овая кислота

Задание. Дать название веществам и составить формулы карбоновых кислот.

1.      СН₃ - СН₂ - СН₂ – СН – СН – СООН                    2,2-диметилбутановая кислота

     2. СН₃ - СН – С – СООН                                              2,3 – диметилпентановая кислота

     3.  CH₃ – CH – COOH                                                   3-метилпентановая кислота

Многие кислоты имеют и исторически сложившиеся, или тривиальные названия, связанные, главным образом, с источником получения:

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 сливочном масле (прогорклом)…….(масляная кислота).

Таким образом, карбоновые кислоты не обязательно получать синтетически, их можно выделить из окружающих нас растений, они содержатся в продуктах.

Для карбоновых кислот характерна изомерия углеродной цепи.

Она начинается с бутановой кислоты (С₃Н₇СООН), которая существует в виде двух изомеров: 

                                          Бутановая кислота и 2-метилпропионовая кислота

Физические свойства.                          

НСООН … С₉Н₁₉СООН  - жидкости

С₁₀Н₂₁СООН   - твердые вещества, высшие к/к - без запаха.

Зависимость физических свойств карбоновых кислот от строения молекулы: 

 С увеличением относительной молекулярной массы в гомологическом ряду предельных одноосновных карбоновых кислот - увеличивается их плотность, температура кипения и плавления, уменьшается растворимость в воде.

Что влияет на физические свойства карбоновых кислот?

Электронное строение молекулы. Давайте рассмотрим электронное строение молекул карбоновых кислот. (На доске)

Рассмотрите строение молекулы карбоновой кислоты. Из каких двух самостоятельных групп состоит карбоксильная группа?

Карбонил: - С = О Гидроксил: - ОН

Какова особенность электронного строения карбонильной группы?

Связь С=О полярная, плотность смещена к атому кислорода. Электронная плотность в карбонильной группе (особенно σ-связи) смещена в сторону кислорода, как более электроотрицательного элемента. Вследствие этого карбонильный атом углерода приобретает частичный положительный заряд. Чтобы его компенсировать, он притягивает к себе электроны атома кислорода гидроксильной группы. Электронная плотность на атоме кислорода понижается и он смещает в свою сторону электронную плотность связи О – Н. Полярность связи в гидроксогруппе возрастает, водород становится подвижнее и легче отщепляется в виде протона, что обуславливает общие свойства карбоновых кислот.

Какие свойства придает спиртам наличие гидроксила?

За счет подвижности атома водорода спирты проявляют слабые кислотные свойства.

И вот две эти функциональные группы соединены между собой полярность связи – О — Н гидроксильного фрагмента, ион водорода легче отщепляется, кислотные свойства карбоновых кислот значительно сильнее по сравнению со спиртами

3.      Химические свойства карбоновых кислот (на опытах)

Прежде чем перейти к следующему разделу, ставлю проблему.

Проблема: некоторые лекарственные препараты нельзя запивать целым рядом напитков, в том числе кислые фрукты и соки, маринады, блюда с уксусом нельзя употреблять в пищу наряду с антибиотиками пенициллинового ряда и эритромицином. Как вы думаете, чем вызван данный запрет?

Кислоты, содержащиеся в указанных продуктах, могут вступать в химическое взаимодействие с названными антибиотиками, нейтрализуя их воздействие на организм.

ИТОГ: Действительно, все дело в химическом взаимодействии кислот с различными веществами.

Рассмотрим химические свойства:

Ребята, не забывайте, при работе с кислотами и щелочами необходимо быть предельно осторожными, соблюдать правила техники безопасности. При попадании веществ на кожу немедленно промыть водой.

1. Диссоциация	HCOOH = H + COOH ˉ
2. Реагируют с металлами (видеоопыт)	2CH3COOH + Mg = (CH3COOH)2 Mg + H2↑
3. Реагируют с основаниями и оксидами (основными и амфотерными) (видеоопыт)	2HCOOH + MgO = (HCOO)2Mg + H2O HCOOH + NaOH = HCOONa + H2O
4. Реагируют с солями (видеоопыт)	2CH3COOH + CaCO3 = (CH3COO)2Ca + H2O + CO2
5. Реагируют со спиртами (видеоопыт)	CH3COOH+ C5H11OH = CH3COOC5H11+ H2O
6.Горение (видеоопыт)	СН3СООН+2О2=2СО2+2Н2О

Карбоновые кислоты обладают и некоторыми специфическими свойствами, обусловленными наличием в их молекулах радикалов. Так, например, уксусная кислота реагирует с хлором:

Cl – Cl + CH₃COOH →  Cl CH₂COOH   +    HCl

                                        монохлоруксусная

                                            кислота

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

1. Из одноосновных карбоновых кислот муравьиная кислота является самой сильной кислотой.

2. Муравьиная кислота подобно альдегидам легко окисляется (реакция «серебряного зеркала»)

НСООН + Ag₂О → НОСООН + 2Ag↓

                         угольная кислота

Кейс-задание.                                           

1. В истории известен следующий интересный факт:

Римский историк Кай Плиний Старший (23 – 79 гг.н.э.) пересказал легенду о жемчужинах Клеопатры. Египетская царица устроила пир в честь римского полководца Марка Антония. А надо сказать, что среди сокровищ сказочно богатой Клеопатры больше всего славились серьги с огромными грушевидными жемчужинами, массу которых историки оценивали в 40,2г. Желая поразить римского гостя, Клеопатра растворила одну из жемчужин с уксусной кислотой и выпила за здоровье Антония. Какую реакцию осуществила Клеопатра. Какое соединение она принимала? Написать уравнение соответствующей реакции.

Жемчуг - это перламутр, который состоит из шестиугольных пластинок арагонита. Химическая формула его CaCO3 (карбонат кальция). А карбонат кальция легко взаимодействует даже с очень слабыми кислотами (к которым относится и уксусная).

Происходит реакция нейтрализации. Чем в свое время и воспользовалась знаменитая Клеопатра. СаСО₃ + 2СН₃СООН =(СН₃СОО)₂Са + Н₂О + СО₂↑

Обнаружение карбоновых кислот.

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).

На апельсиновый сок капните синий лакмус. Что наблюдаете? (Лакмус изменил окраску). Значит, в апельсине содержится лимонная кислота, поэтому лакмус изменил окраску.

Применение карбоновых кислот. (Сообщения учащихся)

Самая простая по строению из карбоновых кислот муравьиная кислота. Она содержится в крапиве и в хвое. Её формула. H-COOH.

Муравьиная кислота – жидкость с резким запахом. В природе содержится в ядовитых железах муравьёв. Именно поэтому укус муравьёв такой болезненный. Кислота необходима насекомым для защиты и нападения. Эта кислота содержится и в пчелином яде. Находится она и в тончайших волосках крапивы.

Муравьиная кислота обладает сильными бактерицидными свойствами. Её используют так же в медицине.

Щавелевая кислота – это двухосновная кислота HCOOH – HCOOH.

Щавелевая кислота была сначала получена из зелёных листьев щавеля. Её можно выделить из клевера, помидор. Это двухосновная кислота, средней силы. Щавелевая кислота образует белые кристаллы, похожие на сахар. Но внешний вид обманчив, есть эти кристаллы нельзя, они ядовиты. Кислота встречается в составе многих препаратов бытовой химии, которыми удаляют ржавчину. Так же кислота хорошо сводит пятна с белья от красок и чернил.

Лимонная кислота. Это трёхосновная карбоновая кислота. Лимонная кислота была “тайными” чернилами в 17 веке во Франции. Такими чернилами писали письма со скрытой информацией. Брали перо, лимонную кислоту и бумагу. Выводили текст на бумаге и сушили письмо. Высыхая, текст исчезал, и прочитать его можно было лишь над пламенем свечи.

Уксусная кислота - есть у любой хозяйки на кухне. Формула  CH3COOH

Уксусная кислота – это самая первая кислота, которая стала известна человеку. Она сопровождает человека с древности, а именно с тех пор как человек научился делать вино из винограда. Уксус стали применять как приправу, лекарство, растворитель. Сейчас кислоту используют при консервировании продуктов.

Закрепление. Подведение итогов.

Изучение нового материала подходит к концу. Давайте вспомним цель, которую мы ставили перед собой в начале занятия. (Изучить строение, свойства, нахождение в природе, применение карбоновых кислот).

Достигли мы этой цели?

Ну что ж, потрудились все неплохо, проверим, насколько вам удалось усвоить новый материал (выполнение теста из 6 вопросов: 6 правильных ответов=5; 5 правильных ответов=4; 4 правильных ответа=3)

Тест по теме «Карбоновые кислоты»

(На некоторые вопросы возможно более одного варианта ответа.)

1. Какие из названных кислот являются органическими?

              а) муравьиная;     б) азотная;

             в) серная;               г) лимонная.

2. Функциональная группа карбоновых кислот называется

                    а) карбонильной                      б) гидроксильной

                    в) карбоксильной                    г) сложноэфирной

 3.  Уксусная кислота не реагирует со следующим металлом

а)Zn           б) Мg               в) Сu              г) Са

4. Как называются соли карбоновых кислот?

               а) ацетаты;                     б) постулаты.

5. Какого названия кислоты не существует?

               а) лимонная;                 б) щавелевая;

               в) винная;                      г) виноградная.

6. Какие кислоты являются витаминами?

              а) никотиновая;                  б) аскорбиновая;

              в) ацетилсалициловая;       г) янтарная.

Выставление оценок 

Домашнее задание.

Записать формулы  изомеров для пентановой  (валериановой) кислоты. Дать им названия

Написать эссе «Я - кислота»

Рефлексия.

Учитель: У нас без внимания остались вещества у вас в столах. Ребята, вы помните технику безопасности? Вещества нельзя пробовать на вкус. А сегодня я разрешаю вам, и попробовать это вещество. Это тоже карбоновая кислота – называется аскорбиновая кислота или витамин С. Кушайте на здоровье! Урок закончен. До свидания!