МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ: «ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ»
статья по химии на тему

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ: «ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ»

Гегечкори И.А.

ГБПОУ Департамента здравоохранения г. Москвы «Медицинский колледж №2»

РОССИЯ

          Основной задачей изучения свойств карбоновых кислот является доказательство общности свойств органических и минеральных кислот, а также обоснование их особенностей в следствие их нахождения в живых организмах. В результате исследования должен стать очевидным вывод о единстве материального мира.  Реальность достижения цели заключается в проведении соответствующих экспериментов, характеризующих единые основные свойства органических и минеральных кислот. Исследование химических свойств карбоновых кислот и выявление общности их свойств с минеральными кислотами позволяет обучающимся конкретизировать и систематизировать все знания о химических свойствах кислот, а также использовать эти знания в дальнейшем для характеристики любых кислот с позиции общности их свойств.  

          Гипотезой исследования химических свойств карбоновых кислот может стать следующее предположение: химические свойства минеральных и карбоновых кислот имеют общие черты в следствие наличия в их составе одинакового активного начала – катиона водорода, что подтверждает единство материального минерального и органического мира. Цель побуждает обучаемых доказать или опровергнуть возможность проявления однотипных химических свойств органических и минеральных кислот и обосновать причины особенностей свойств органических кислот. Выполнение работы в течение одного занятия (90 минут) контролируется выполнением соответствующих экспериментов и составлением сводной обобщающей таблицы по результатам полученных данных. Для достижения цели можно поставить следующие задачи:

1. Изучить теоретические вопросы о химическом составе и свойствах органических и минеральных кислот. Восстановить в памяти обучающихся теоретический материал по свойствам минеральных кислот, который был изучен в предыдущем учебном году;
2. Проанализировать теоретический материал о свойствах органических и минеральных кислот, обозначив причины сходства и различия;
3. Разработать практические рекомендации по выполнению экспериментальной части доказательств общности химических свойств минеральных и органических кислот;
4. На основании сводной таблицы «Сравнительная характеристика свойств минеральных и органических кислот» сделать заключительное обобщение полученных экспериментальным путем данных и обосновать вывод о единстве материального мира;
5. Побудить обучаемых расширить полученные знания о химических свойствах карбоновых кислот, познакомить их с ролью карбоновых кислот в организме человека и в повседневной жизни в результате выполнения внеаудиторной самостоятельной работы в форме сообщений и презентаций.

Гипотеза является проверяемой экспериментальным способом и подтверждается при помощи следующих методик:

1. Теоретические методы:

1. анализ теоретического материала о свойствах минеральных и карбоновых кислот;
2. установление методом сравнения сходства в строении минеральных и органических кислот. Для сравнения предлагается рассмотреть строение минеральной кислоты, например, азотной кислоты и органической карбоновой кислоты, например, уксусной кислоты (Таблица 1).

Таблица 1

Сравнение строения молекул минеральной и органической кислот

Сходство строения молекул обусловлено наличием гидроксильной группы – ОН, различие заключается в остальных частях молекул;

3. синтез теоретического материала о строении азотной и уксусной кислот состоит в наличии гидроксильной группы  – ОН в каждой из молекул;
4. обобщая проанализированный теоретический материал делаем вывод о наличии активного катиона водорода, который появляется при диссоциации как азотной, так и уксусной кислот в их водных растворах в следствие отщепления водорода из-за смещения электронной плотности к кислороду. В результате этого становится возможным проявление сходных свойств минеральной азотной и органической уксусной кислотами.

2. Эмпирические методы:

1. эксперимент – для исследования свойств предлагается две кислоты: минеральная и органическая. Необходимо доказать проявление этими кислотами общих свойств, а именно, возможность взаимодействия их с металлами, основными оксидами, основаниями и солями;
2. лабораторное наблюдение – целью является сравнение свойств минеральной и органической кислот путем сравнения признаков протекающих химических реакций. Способом достижения цели является наблюдение за признаками химических реакций кислот с одинаковыми металлами, основными оксидами, основаниями и солями. Признаки протекающих реакций оказываются идентичными. Полученная информация регистрируется в сравнительной таблице, по результатам наблюдений делается общий вывод.

          Для проведения занятия предлагается проект плана учебного исследования по теме: «Химические свойства карбоновых кислот».

Цель исследования – доказательство общности свойств неорганических и органических кислот.

Гипотеза исследования: химические свойства неорганических и органических кислот имеют общие черты в следствие наличия у них активного катиона водорода.

Методы исследования:

1. Теоретические – анализ, синтез, сравнение, обобщение;
2. Эмпирические – эксперимент, лабораторное наблюдение, моделирование.

Для достижения цели можно предложить следующие задания:

1. Изучить теоретический материал о строении и химических свойствах неорганических и карбоновых кислот;
2. Проанализировать теоретический материал, обосновать черты сходства и различия в строении минеральных и карбоновых кислот;
3. Разработать практические рекомендации по проведению экспериментов, выявляющих химические свойства минеральных и карбоновых кислот. Такими рекомендациями могут стать следующие:

1. продумать, какие реактивы необходимы для подтверждения химических свойств карбоновых и минеральных кислот;
2. подготовить необходимые реактивы и лабораторное оборудование, соблюдая технику безопасности;
3. предложить способ проведения эксперимента и возможности доказательства образовавшихся продуктов реакций по их признакам;
4. провести необходимые химические реакции, подтвердить правильность сделанных предположений;
5. смоделировать химический процесс, используя необходимые знаки и символы;
6. внести полученные результаты в сводную обобщающую таблицу и сделать заключение о проделанной работе;

4. На основании сводной таблицы сделать заключительное обобщение полученных результатов (Таблица 2).

Таблица 2

Сравнительная характеристика свойств минеральных и карбоновых кислот

             Вывод:

5. Актуализировать полученные в ходе исследования знания, указав обучающимся на их теоретическое значение, роль карбоновых кислот в живых организмах, использование знаний о свойствах кислот в повседневной жизни (например, нельзя хранить уксусную кислоту, как и любую минеральную, в металлической таре), применение карбоновых кислот в пищевой промышленности и их влияние на организм человека (Е200, Е210, Е260 и т.д.).

          Предложенное исследовательское занятие должно быть проведено в рамках одного учебного занятия (90 минут), проведение возможно в форме мини-конференции.

Для подготовки к решению всех поставленных задач необходимо предложить обучаемым создать несколько групп по 5 человек и распределить весь изучаемый материал на промежуточные задания:

1. Диссоциация минеральных и карбоновых кислот;
2. Взаимодействие минеральных и карбоновых кислот с металлами;
3. Взаимодействие минеральных и карбоновых кислот с основными оксидами;
4. Взаимодействие минеральных и карбоновых кислот с основаниями;
5. Взаимодействие минеральных и карбоновых кислот с солями.

На общем демонстрационном столе выставляются все необходимые реактивы и лабораторное оборудование для выполнения всех промежуточных заданий. Каждая группа выбирает те реактивы и лабораторное оборудование, которое позволит решить поставленную задачу.

Все группы обеспечиваются необходимым теоретическим материалом, который предстоит проработать (учебник и карточка-конспект для восстановления в памяти теоретического материала по свойствам минеральных кислот, который был изучен в предыдущем учебном году).

В каждой группе распределяются обязанности между её членами:

1. Теоретик – прорабатывает теоретический учебный материал;
2. Лаборант – отбирает и подготавливает необходимые реактивы и лабораторное оборудование;
3. Экспериментатор – проводит необходимый эксперимент;
4. Организатор – моделирует проведенную химическую реакцию в виде формул и символов и вносит полученный результат в сводную таблицу;
5. Докладчик – выступает на итоговой мини-конференции с сообщением о полученном результате и соответствующем заключении.

Результаты, полученные каждой группой, заносятся в общую сводную таблицу и по её итогам обучаемые самостоятельно делают общий вывод.

В заключении преподаватель актуализирует изученную тему и в качестве внеаудиторной самостоятельной работы предлагает обучающимся несколько тем для сообщений и презентаций, например: «Участие карбоновых кислот в цикле Кребса», «Роль карбоновых кислот в повседневной жизни человека», «Использование карбоновых кислот в пищевой промышленности».

Оценка результатов работы проводится по результатам рейтинговой таблицы, которая раздается до начала исследования. В этой таблице все обучаемые отражают результаты своей работы и результаты работы своих товарищей. Таблица включает следующие оценочные действия, каждое из которых максимально может быть оценено в 10 баллов:

1. Быстрота и точность подбора реактивов и лабораторного оборудования;
2. Соблюдение техники безопасности и аккуратность проведения эксперимента;
3. Качество проведения эксперимента (каждый эксперимент демонстрируется на мини-конференции всей группе);
4. Точность моделирования (запись уравнений реакций на доске);
5. Теоретическое обоснование – соответствие сделанного группой заключения общему выводу по всей работе.

Максимально возможное количество баллов за работу – 50 баллов, критерии оценки:

• «отлично» - 45 – 50 баллов;
• «хорошо» - 38 – 44 балла;
• «удовлетворительно» - 30 – 37 баллов;
• «неудовлетворительно» - менее 30 баллов.

Рейтинговая таблица может быть заменена тестовой работой по пройденной теме.

Хронометраж занятия:

1. Организационный момент – 5 минут;
2. Проведение экспериментальной части – 30 минут;
3. Мини-конференция: 5 групп по 7 минут – 35 минут;
4. Заключительное обобщение – 5 минут;
5. Актуализация и домашнее задание – 7 минут;
6. Подведение итогов и выставление оценок -  8 минут.

          Изучение темы «Химические свойства карбоновых кислот» – это применение известных сведений о свойствах минеральных кислот к новому объекту – карбоновым кислотам. Знания о строении атома могут быть использованы для изучения свойств атомов элементов групп и периодов Периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Данные о свойствах карбоновых кислот при обобщении с уже имеющимися данными о свойствах минеральных кислот делают возможным выход на новый уровень в определении общности свойств минеральных и карбоновых кислот в подтверждение единства материального мира.

Список литературы

[1] Вайндорф-Сысоева М. Е. Технология организации и оформления

научно-исследовательских работ: учебно-методическое пособие – М.: Изд-во УЦ «Перспектива», 2011.

[2] Сергеев И.С. Как организовать проектную деятельность учащихся:

Практическое пособие для работников общеобразовательных

учреждений. 6-е изд., испр. и доп.— М.: АРКТИ, 2008.

[3] М.М. Новожилова, С.Г. Воровщиков, И.В. Таврель / Предисл. В.А. Бадил. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: 5 за знания, 2011.

[4] О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, Е. Е. Остроумова, С. А. Сладков. Химия для профессий и специальностей естественно-научного профиля: учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования – М: Академия 2017г., 2-е изд.

[5] О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков, Н. М. Дорофеева. Химия. Практикум: учебное пособие для студентов учреждений сред. проф. образования – М: Академия 2016, 5-ое изд.