Николаевская общеобразовательная школа І-ІІІ ступеней № 25
Урок химии «Уксусная кислота. Функциональная карбоксильная группа. Свойства. Применение уксусной кислоты»
учитель химии Власик Л.И.
Николаев 2012
Цели урока: - сформировать знания учащихся о карбоксильной функциональной группе на примере уксусной кислоты; - познакомить учащихся со структурной и электронной формулами уксусной кислоты; - раскрыть связь между функциональной карбоксильной группой и физическими, химическими свойствами уксусной кислоты; - развивать познавательный интерес школьников, уметь выделять главное, сравнивать, обобщать, логически излагать мысли; - воспитывать интерес к знаниям, понимания необходимости химических знаний в повседневной жизни. Оборудование: учебник, периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, раствор уксусной кислоты, аскорбиновая кислота, лимонная кислота. Тип урока: изучение нового материала.
Думать и действовать, действовать и думать – это цель нашей мудрости. Гёте
Ход урока I. Организационная часть. II. Мотивация Из курса 8-го класса при изучении класса неорганических соединений – «Кислоты» - мы с вами узнали, что практически с кислотами мы сталкиваемся ежедневно. Дождевая вода является слабым раствором карбонатной кислоты, после летней грозы в ней еще оказывается и нитратная кислота. Под действием кислот гранит – символ прочности превращается в труху. Хлоридная кислота участвует в процессе переваривания пищи в желудке человека. Немало кислот содержится и в нашей пище – фруктах, овощах молочных продуктах, приправах, лекарствах. Это так называемые органические кислоты. Ежедневно поставляют они в наш организм целый «букет» кислот: например, яблоки являются источником яблочной кислоты, лимоны – лимонной кислоты, аскорбиновая кислота – поставщик витамина С. Поэтому, сегодня на уроке мы рассмотрим более подробно состав, строение и свойства органических кислот на примере уксусной кислоты. III. Актуализация опорных знаний (интерактивное упражнение «Микрофон»). 1. Что вы можете сказать о кислотах из курса неорганической химии?
2. Как классифицируют неорганические кислоты? 3. Какие кислоты называют оксигенсодержащие и безоксигеновые? Приведите примеры. 4. Какие кислоты называют одноосновные, а какие – многоосновными? Приведите примеры. 5. Дайте определение кислотам с точки зрения электролитической диссоциации. 6. Как разделяют кислоты по силе? Какие кислоты называют сильными и слабыми? Приведите примеры IV. Изучение нового материала. 1. Историческая справка.(уч-ся) Самой первой кислотой, которую научился получать и использовать человек, была уксусная. Слово «уксус» происходить от греческого слова «оксос» - кислый. С древнейших времен люди разводили виноград и запасали впрок виноградный сок. При хранении в сосудах сок бродил, получалось вино. Иногда вино скисало и превращалось в уксус. Его научились использовать как лекарство, приправу к пище, как растворитель красок. В России уксус называли «древесная кислота». Уксусная кислота – это простейший вид органических кислот, которые являются неотъемлемой частью растительных и животных жиров. В небольших концентрациях она присутствует в продуктах питания и напитках, участвует в метаболических процессах при созревании фруктов. Уксусная кислота встречается в растениях, в выделениях животных. Поскольку кислотная среда подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, ее используют при консервировании пищевых продуктов. Применяют также для получения лекарственных и душистых веществ, как растворитель (например, в производстве ацетата целлюлозы), в виде столового уксуса при изготовлении приправ, маринадов, консервов. Уксусная кислота участвует во многих процессах обмена веществ в живых организмах. Это одна из летучих кислот, присутствующая почти во всех продуктах питания, кислая на вкус и главная составляющая уксуса. 2. Состав и строение уксусной кислоты - Беседа учителя. Уксусная кислота относится к карбоновым кислотам. Как и другие органические соединения, карбоновые кислоты имеют в своем составе углеводородный скелет. Карбоновые кислоты принадлежат к органическим оксигенсодержащим кислотам и имеют в своем составе функциональную группу, которая определяет их принадлежность к классу органических кислот. С какой функциональной группой вы уже встречались (гидроксильная). При изучении какого класса органических соединений? (спирты). - «Мозговой штурм». На основании приведенных структурных формул карбоновых кислот выделите функциональную группу. O O O H–C H3C – C H3C – CH2 - C OH OH OH
(учащиеся находят общее в приведенных соединениях и показывают функциональную группу). О Функциональная группа карбоновых кислот - С ОН или – СООН называется карбоксильной. Структурная формула уксусной кислоты Молекулярная формула - СН3СООН(С2Н4О2) Международное научное название уксусной кислоты – этановая кислота. (Почему?) (сравнение с неорганическими кислотами) HCl H2SO4 CH3COOH одноосновная, оксигенсодержащая H2CO3 Электронная формула уксусной кислоты Н О OδН С С H3C – C О Н O Hδ+ Н Электронная плотность связи О-Н смещается к атому оксигена как более электроотрицательному элементу. В результате связь О-Н поляризуется, атом гидрогена приобретает дополнительную подвижность (способность отщепляться), что и обуславливает кислотные свойства уксусной кислоты. Вывод. Уксусная кислота относится к карбоновым кислотам. Карбоновые кислоты – оксигенсодержащие органические соединения, в состав которых входит углеводородный радикал и карбоксильная функциональная группа.
3. Физические свойства уксусной кислоты. - Демонстрация «Раствор уксусной кислоты». В каком агрегатном состоянии находится уксусная кислота? (бесцветная жидкость). - Имеет ли запах? Но сначала хочу спросить: знаете ли вы, как необходимо нюхать вещества, придерживаясь правил техники безопасности? (имеет). - Хорошо или плохо растворяется в воде? Помните ли вы, как правильно растворять кислоту в воде? (Да. Необходимо приливать кислоту в воду, а не наоборот). Демонстрация растворения кислоты в воде. Хорошая растворимость в воде обусловлена образованием водородных связей. Так как в молекуле уксусной кислоты одновременно присутствуют как отрицательно, так и положительно заряженные ионы, то образуются димеры – сдвоенные молекулы с двумя водородными связями:
O …H – O CH3 – C
C – CH3 O–H…O
- В химическом кабинете нельзя пробовать вещества на вкус. Это грубейшее нарушение техники безопасности. Но сегодня разрешаю вам определить вкус таблетки аскорбиновой кислоты или кристалликов лимонной, которые лежат перед каждым. Вкус уксуса вам известен. Уксусная кислота, как и все кислоты кислая на вкус. Вспомним, что все кислоты разрушают кожу, ткани, древесину. Нейтрализовать попадание кислоты на кожу необходимо раствором соды, смыть обильным количеством воды. Вывод: физические свойства уксусной кислоты: бесцветная жидкость, летучая, имеет запах, хорошо растворяется в воде.
4. Получение уксусной кислоты. Из природного сырья
Синтетический метод
1. Окисление этанола (уксуснокислое брожение) O CH3 – CH2 – OH+ O2 CH3 – C OH 2. Выделение из продуктов термического разложения древесины Окисление ацетальдегида O O 2CH3 – C + O2 2CH3 – C H OH
5. Применение уксусной кислоты – органический синтез, производство искусственного шелка, лекарственных средств, способов защиты растений, пищевая промышленность (работа с учебником, с.172). Применение уксусной кислоты Производство красителей Производство ацетатного волокна Уксусная кислота
Производство лекарственных препаратов Как растворитель Как средство для консервирования Производство химических средств защиты растений
Для получения эфиров
6. Химические свойства уксусной кислоты. Вспомним, какие химические свойства характерны для неорганических кислот. Мы с вами выяснили, что химические свойства уксусной кислоты определяются наличием функциональной группы О -С ОН - карбоксильной. Как же распознать уксусную кислоту среди других химических веществ? (с помощью индикаторов). а) Действие на индикаторы: кислоты химики научились распознавать постепенно. Однажды английский химик Роберт Бойль, изучая свойства хлоридной кислоты случайно пролил ее. Кислота попала на сине-фиолетовые лепестки фиалок. Спустя некоторое время лепестки стали ярко-красными. Особенно интересным оказался фиолетовый настой лакмусового лишайника. В растворе кислот он становился красным. Такие вещества Бойль назвал индикаторами. Сейчас мы с вами в виртуальной лаборатории. Будьте внимательны (свойства уксусной кислоты – действие на индикаторы) CH3COOH + мет.оранж. красный CH3COOH + синий лакмус розовый Изменение цвета индикаторов свидетельствует о кислотной среде, которая создается благодаря уксусной кислоте. Тогда, попробуем записать уравнение электролитической диссоциации уксусной кислоты (по аналогии с неорганическими кислотами (HCl H+ + Cl+) CH3COOH CH3COO + H+ (обращение к таблице растворимости). Слабая или сильная эта кислота? – работа с учебником – стр. 70. б) взаимодействие уксусной кислоты с металлами. Вспомним взаимодействие неорганических кислот с металлами. H2SO4 + Ca CaSO4+H2 - p.замещ. 2CH3COOH + Mg (CH3COO)2Mg + H2 – р.замещ. Соли уксусной кислоты (уксусная кислота еще имеет название ацетатная кислота). Вывод: уксусная кислота действует на индикаторы и взаимодействует с металлами, стоящими в ряду напряжений до ат. Н. Итак, мы частично рассмотрели химические свойства уксусной кислоты. Остальные свойства мы рассмотрим на следующем уроке. Наш урок подходит к концу. Подведем итоги. 1. Учащиеся сравнивают результаты работы с целями урока. 2. Какие вопросы были самыми сложными? 3. Что понравилось на уроке?
V. Д/з. § 26 (проч. До с. 171), повторить «Взаимодействие кислот со щелочами, солями», с. 173, № 8, 11, 7. Творческое задание «Эфиры в природе».