Категория: Научно-методическая работа
Разработка занятия «Химические свойства уксусной кислоты. Применение уксусной кислоты на основе свойств»
Технологическая карта учебного занятия
Раздел программы: «Кислородсодержащие органические соединения»
Тема занятия: «Химические свойства уксусной кислоты. Применение уксусной кислоты на основе свойств»
Учебная дисциплина: Химия
Девиз урока: «Наиболее рациональный прием изучения нового есть перенос знаний раннее изученного на новый изучаемый объект»
Тип занятия: изучение новых знаний.
Время: 90 мин.
Цели занятия: изучение химических свойств карбоновых кислот на примере уксусной кислоты, развитие компетенций, связанных с проведением химического эксперимента, и рассмотрение основных областей применения уксусной кислоты.
По окончании урока студент:
а) знает:
— классификацию карбоновых кислот;
— строение карбоновых кислот;
— физические и химические свойства;
— роль карбоновых кислот и уксусной кислоты в жизни человека и животных;
— области применения уксусной кислоты;
б) умеет:
— работать с информацией;
— проводить опыты по исследованию физических и химических свойств уксусной кислоты;
Задачи занятия:
Воспитательные:
— продолжить формирование у студентов научно – материалистического мировоззрения;
— подтвердить единство природы, выражающееся во взаимных превращениях неорганических и органических веществ;
— формирование, ответственного, добросовестного отношения к качественному овладению знаниями;
— воспитание самостоятельности;
— Образовательные:
— изучить состав и строение уксусной кислоты;
— выделить ее свойства;
— объяснить химические свойства на основе строения;
— выявить роль карбоновых кислот в жизни человека и животных;
— научить самостоятельно составлять уравнения реакций;
— расширить и углубить знания о карбоновых кислотах;
Развивающие:
— развивать навыки экспериментальной работы;
— умение сравнивать, обобщать;
— делать самостоятельные выводы;
Межпредметные связи: биология, история, обществознание, кулинария.
Учебно — методическое обеспечение занятия:
Технические средства обучения: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентации к уроку, химическая посуда, штатив с пробирками, спиртовка, пробиркодержатель.
Реактивы: индикаторы (метиловый оранжевый, фенолфталеин), цинк, соляная кислота, оксид магния, гидроксид натрия, карбонат кальция, пальмитиновая, стеариновая, бензойная, щавелевая, олеиновая, лимонная, муравьиная, уксусная кислота.
Наглядные пособия: таблица «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», таблица «Растворимость гидроксидов и солей в воде», таблица «Электрохимический ряд напряжений металлов», плакат «Водородная связь», плакат «Электролитическая диссоциация», схема «Классификация неорганических веществ», набор для создания моделей молекул.
Дидактические материалы: инструкционная карта (приложение №1), карточки – задания для самостоятельной работы (приложение №2), (приложение № 3).
Методы обучения: объяснительно – иллюстративный, частично поисковый, использование элементов технологии развития критического мышления (ТРКМ).
Ход занятия
1 Организационный этап урока
- Проверка готовности студентов к уроку.
- Проверка присутствующих.
- Актуализация прежних знаний
Вступительное слово преподавателя.
Химия – наука о веществах, их свойствах, превращениях веществ и явлениях, сопровождающих эти превращения. Химия – это неотъемлемая часть нашей жизни; с ее процессами и реакциями приходится сталкиваться ежедневно. Химия – наука, такая же, как физика и биология, которая помогает нам описать и объяснить окружающий мир.
М.Ломоносов «Широко распростирает руки свои химия в дела человеческие».
Б. Акунин «Химия не только объясняет внутреннюю суть вещей, но и позволяет эту суть менять».
Преподаватель проводит фронтальный опрос группы.
Вопросы:
— Какие классы органических веществ мы изучили (углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны).
— Перечислите классы углеводородов, и по какому принципу они разделяются на классы (по типу связи между углеродом – алканы, алкены, алкадиены, алкины, арены).
— Какой функциональной группой характеризуются спирты одноатомные и многоатомные (гидроксильной функциональной группой).
— Какой функциональной группой характеризуются кетоны и альдегиды (карбонильной функциональной группой).
— Какой функциональной группой характеризуются карбоновые кислоты (карбоксильной функциональной группой). Проводится запись в инструкционную карту. (Приложение № 1)
3 Подготовка к изучению нового материала
Сегодня мы с вами вспомним детство и представим сказочную виртуальную реальность.
В большой стране, которая называется «Органическая химия», очень много больших и малых городов. Это президентская республика . В президентской республике главой государства фактически является президент, избираемый всеобщим голосованием и обладающий большими полномочиями. Он — глава кабинета министров- предлагает членов правительства. Президентом в виртуальной стране «Органическая химия» является углерод, без которого ничего не может проходить в этой стране.
Мы с вами знаем, что «Органическая химия — это химия соединений углерода», и мы с вами в течение определенного времени путешествовали по этой стране. Посетили ряд «городов» этой страны, такие, как «Углеводороды», «Спирты», «Альдегиды и Кетоны».
А сейчас приехали в большой и интересный «город», который называется «Карбоновые кислоты». Как туристы, вспомним основные улицы и проспекты.
На доске написаны группы сокращенных структурных формул многообразных представителей карбоновых кислот: 1-я группа – муравьиная, уксусная, 2-я группа – пальмитиновая, стеариновая,3-я группа – акриловая, линолевая, 4-я группа – щавелевая, адипиновая, 5-я группа – лимонная, яблочная, 6 – бензойная.
К доске, по желанию, вызываются студенты – «экскурсоводы», которые знакомят всех с этими «проспектами» «города» «Карбоновые кислоты».
Экскурсоводами называются проспекты и их характеристики:
1– Предельные одноосновные;
2– Высшие предельные одноосновные;
3 – Непредельные;
4- Двухосновные;
5 – Многоосновные;
6 – Ароматические;
При этом преподаватель демонстрирует на экране таблицы классификаций карбоновых кислот и показывает эти кислоты как демонстрационный материал. Студенты группы уточняют химические формулы кислот, их агрегатные состояния и определение:
«Органические вещества, содержащие в молекуле одну или несколько карбоксильных групп, соединенных с углеводородным радикалом, называются карбоновыми кислотами», продолжение работы с инструкционной картой.( Приложение № 1)
4 Изучение нового материала
Из всего вышесказанного мы делаем вывод о том, что карбоновые кислоты играют значительную роль в жизни, но знание о них будет неполным, не зная их химических свойств. На примере уксусной кислоты мы постараемся изучить их химические свойства, сравнить их с минеральными (неорганическими) кислотами. Вопрос к группе: «Какие минеральные кислоты вы знаете?» Ответ: «Серную, соляную, азотную, угольную, ортофосфорную и др.» Для сравнения химических свойств уксусной кислоты выбираем, например, соляную кислоту.
4.1 Агрегатное состояние уксусной кислоты
Преподаватель. Проблемный вопрос. Почему у карбоновых кислот с малыми и легкими молекулами, такими, как уксусная кислота, нет газообразных веществ? Преподаватель показывает макеты молекул уксусной кислоты и бутана. Студенты называют агрегатные состояния этих веществ, считают их относительные атомные массы и сравнивают их между собой.
Вывод: уксусная кислота (жидкость), бутан (газ) имеют почти одинаковую относительную атомную массу М r CH3COOH=60, M r C4H8 = 58.
Преподаватель показывает плакат: «Водородная связь между молекулами воды и спирта», объясняет ее механизм, потом на слайде презентации демонстрирует димеры карбоновых кислот, которые объясняют их агрегатное состояние.
4.2 Электронное и пространственное строение карбоксильной группы
Для того, чтобы понять, какие химические свойства будет проявлять уксусная кислота, нужно посмотреть, как распределяется электронная плотность внутри молекулы. Преподаватель показывает следующий слайд презентации и объясняет, что у карбоновых кислот возрастает полярность связи О – Н гидроксильного фрагмента, ион водорода легче отщепляется, кислотные свойства значительно сильнее по сравнению со спиртами.
4.3 Химические свойства уксусной кислоты
1) Диссоциация
HClß-à H+ + Cl —
CH3COOHß—àCH3COO — + H+
Преподавателем демонстрируется плакат на тему: «Электролитическая диссоциация». Кислотные свойства этих веществ определяются индикаторами, по желанию, студент выходит к доске и проводит испытание кислот индикаторами, результат – красно — розовый цвет.
В дальнейшем все химические реакции проводят, по желанию, студенты, руководствуясь слайдом из презентации и учебником. Результаты химических реакций демонстрируются всей группе, а сама реакция записывается на доске.
2) С металлами
2HCl + Znà ZnCl2 +H2
t
2CH3COOH + Zn à (CH3COO) 2 Zn + H2
Называется тип реакции (реакции замещения), при определении руководствуемся таблицей «Электрохимический ряд напряжений металлов» Вопрос: «Что наблюдаем во второй реакции без нагревания и с нагреванием?»
3) С оксидами
2HCl + MgO à MgCl2 + H2O
2CH3COOH + MgOà (CH3COO)2Mg +H2O Вопрос: « Что наблюдаем?»
4) С основаниями
HCl + NaOH à NaCl + H2O
CH3COOH + NaOHà CH3COONa + H2O
Называется тип реакции (реакции нейтрализации), проводится с индикатором до получения нейтральной реакции среды.
5) С солями более слабых кислот
2HCl + CaCO3 àCaCl2 + H2O +CO2
2CH3COOH + CaCO3 à (CH3COO)2 Ca + H2O +CO2
Называется тип реакции (реакции обмена). Вопрос. «Что наблюдаем?»
Последняя реакция вошла в историю под названием «реакция царицы Клеопатры» Она по совету придворного медика растворила в уксусе самую крупную из известных ювелирам жемчужину (CaCO3), а затем принимала полученный раствор в течение некоторого времени.
Вопрос: «Каким химическим элементом она обогатила свой организм?»
Таким образом, из всех проведенных химических реакций с уксусной и соляной кислотой студенты делают вывод, что у обеих кислот химические свойства одинаковые.
4.4 Специфические свойства
Кроме вышеперечисленных химических свойств, карбоновым кислотам свойственные и другие реакции. Это:
— реакции этерификации
Кислота + спирт ß-à Сложный эфир + вода (будет подробно рассмотрена при прохождении тем «Сложные эфиры» и «Жиры»)
— реакции присоединения по кратной связи (для непредельных карбоновых кислот)
— реакции замещения (для предельных карбоновых кислот)
Эти реакции мы можем рассмотреть дополнительно на консультациях.
4.4 История уксуса. Интересные факты об уксусной кислоте Применение уксусной кислоты
(опережающее задание – мини – проекты студентов)
Заслушивается в виде подготовленного доклада.
5 Формирований умений и навыков
Преподаватель: уксус – это водный раствор уксусной кислоты.
Давайте приготовим уксус.
Эксперимент № 1 приготовить 70% уксус.
Проведение эксперимента:
W(массовая доля растворенного вещества) = m (растворенного вещества) . 100%
m(раствора)
Вывод: нужно взять 70 мл. CH3COOH и 30 мл. H2O
Эксперимент № 2 приготовить 3% уксус.
Вывод: нужно взять 3мл. . CH3COOH и 97 мл. H2O
Преподаватель обращает внимание на предостерегающие надписи, которыми снабжены этикетки на бутылочках с уксусной эссенцией.
6 Закрепление изученного материала
Всем раздаются карточки – задания с вопросами по пройденной теме (Приложение 2). Студенты выполняют задания на отдельных листочках и сдают их на проверку преподавателю. Результаты объявляются на следующем занятии.
7 Рефлексивное задание
7.1 Пятиминутное эссе
Выполнить следующие задания: написать, что узнали по данной теме, и задать один вопрос, на который так и не получили ответа. (Эти данные преподаватель может использовать при планировании следующего урока.)
7.2 Усвоение учебного материала.
Если считать, что полное усвоение учебного материала соответствует дистанции А_________________Б, то покажите точкой ваше место нахождения.
Преподаватель (совместно со студентами) оценивает урок, принимает их предложения и пожелания.
8 Подведение итогов занятия.
Проводится обобщение деятельности групп и отдельных студентов. Отмечаются наиболее удачные моменты урока и моменты, требующие доработки. Выставляются оценки. Оценивается степень достижения целей. Окончание работы с инструкционной картой ( Приложение № 1)
9 Инструктаж по выполнению домашнего задания
— Конспект;
-Выполнить более сложные задания с карточек – заданий (Приложение 3).
Урок завершен, всем спасибо!
Литература
Основная:
1.Химия. Учеб. для профессий и специальностей технического профиля/ О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов; 5-е издание, стереотип. – М.: издательский центр «Академия», 2012.
2.Химия. 10 класс: Учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян, Ф. Н. Маскаев, С.Ю. Пономарев, В.И. Теренин; Под ред. В.И. Теренина. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2009.
- Настольная книга учителя Химия. 10 класс: Учебно – методическое пособие /О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов; Под ред. Н.В. Губина. – М.; Дрофа, 2004.
Дополнительная:
1.Органическая химия в тестах, задачах, упражнениях. 10 класс: Учеб. пособие для общеобразоват. учреждений / О.С.Габриелян, И.Г. Остроумов, Е.Е. Остроумова, — М.: Дрофа, 2003.
2.Химия. 10 класс. Базовый уровень: Учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян – М.; Дрофа, 2008.
3.Химия. 11 класс. Базовый уровень: Учеб. для общеобразоват. учреждений / О.С. Габриелян – М.; Дрофа, 2008.
4.Материалы компакт – дисков:
— « Органическая химия» (Демонстрационное поурочное планирование, в помощь учителю, изд-во « Учитель», 2009)
— « Химия для профессий и специальностей технического профиля» (Электронный образовательный ресурс. – М.; издательский центр «Академия», 2013)
Приложение № 1 (технология развития критического мышления ТРКМ)
Инструкционная карта
Знаю | Хочу знать | Узнал |
Приложение № 2
Задание №1
CH3COOH + NaHCO3 =
Продолжить реакцию. Почему эта реакция применяется в поварском деле и с какой целью?
Задание №2
Для удаления пятен ржавчины их обрабатывают раствором уксусной кислоты. Составьте молекулярные уравнения, происходящие при этом реакций. Ржавчина содержит оксид железа F2O3 и гидроксид железа | | | Fe(OH)3
Приложение № 3
Задание №1
Относительная молекулярная масса предельной одноосновной карбоновой кислоты равна 284. Составьте молекулярную формулу.
Какое тривиальное название этой кислоты?
Задание №2
Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Метан —- ацетилен —— уксусный альдегид ——- уксусная кислота ——— метиловый эфир уксусной кислоты (метилацетат)