Методическая разработка: "Карбоновые кислоты.Классификация и номенклатура.Карбоновые кислоты в природе."
методическая разработка по химии (10 класс) по теме
«Карбоновые кислоты. Классификация и номенклатура карбоновых кислот. Карбоновые кислоты в природе».
Тип урока – изучение нового материала.
Для активизации мыслительной деятельности учащихся используется презентация по этой теме. По желанию учителя можно использовать дополнительно к презентации небольшие сообщения учащихся. В работе представлены алгоритм составления формул карбоновых кислот и алгоритм названия карбоновой кислоты. Для наглядности в работе имеются модели карбоновых кислот, выполненных в программе SymApps.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 urok_karbonovye_kisloty.docx | 45.8 КБ |
 prilozhenie_1.pptx | 560.67 КБ |
Предварительный просмотр:
Методическая разработка урока:
«Карбоновые кислоты. Классификация и номенклатура карбоновых кислот. Карбоновые кислоты в природе».
Цели урока:
Обучающие: Ознакомить с особенностями строения молекул карбоновых кислот, их классификацией. Углубить понятие о гомологическом ряде и гомологах, об изомерии и изомерах. Ознакомить с номенклатурой карбоновых кислот.
Развивающие: развитие познавательных интересов, коммуникативных качеств.
Воспитательные: воспитывать культуру общения через работу в паре, воспитывать у учащихся внимание, инициативу, воспитание культуры умственного труда.
Оборудование: образцы уксусной, бензойной, стеариновой кислот, компьютер, мультимедийный проектор, презентация «Карбоновые кислоты».
Планируемые результаты обучения:
- Знать определение одноосновных карбоновых кислот
- Строение молекул карбоновых кислот
- Гомологию и изомерию карбоновых кислот
- Уметь называть карбоновые кислоты по международной номенклатуре.
План урока:
- Организационный момент. Психологический настрой.
- Изучение новой темы.
- Закрепление изученного материала.
- Контроль знаний.
- Домашнее задание.
- Выводы по теме урока. Рефлексия занятия.
Ход урока:
1. Организационный момент. Вступительное слово учителя.
2.Изучение новой темы:
Урок начинаем с повторения предыдущей темы – альдегиды.
К доске вызывается ученик, который записывает формулы первых четырех альдегидов. Затем второй ученик записывает уравнения реакции окисления альдегидов.
Вопрос: как называются продукты реакций окисления альдегидов?
Ответы: карбоновые кислоты (кто-то может назвать эти кислоты).
Нахождение в природе: (опора на знания учащихся, их личный опыт).
Презентация (слайд1)
Беседа. Почему на слайде показаны рисунки муравья, лимона, крапивы? Что их связывает?
Обращаем внимание на модель карбоновой кислоты.
(слайд 2) Заслуги шведского химика Карла Шееле.
(слайды 3,4) Интересные исторические факты, связанные с карбоновыми кислотами.
(слайд 5) Опасные для здоровья карбоновые кислоты. Щавелевая кислота.
(слайд 6) Муравьиная кислота Муравьиная кислота открыта в кислых выделениях рыжих муравьев. Она является одним из компонентов яда, который выделяют жалящие муравьи, а также компонентом жгучей жидкости жалящих гусениц шелкопряда. Это и был раствор муравьиной кислоты. В чистом виде муравьиную кислоту впервые получил в 1749 г. Андреас Сигизмунд Маргграф. Муравьиная кислота служит насекомым своеобразным «химическим оружием» для защиты и нападения. Практически каждый человек хотя бы раз в своей жизни получил ожог от укусов муравьев. Ощущение очень напоминает ожог крапивой – ведь муравьиная кислота содержится и в тончайших волосках этого весьма распространенного растения. Вонзаясь при соприкосновении в кожу, они сразу же обламываются, а их содержимое болезненно обжигает. Муравьиная кислота также присутствует в пчелином яде, сосновой хвое, в небольших количествах найдена в различных фруктах, тканях, органах, выделениях животных и человека.
(слайд 7) Уксусная кислота
Уксусная кислота широко распространена в природе – содержится в выделениях животных (моче, желчи, испражнениях), в растениях (в зеленых листьях). Образуется при брожении, гниении, скисании вина, пива, содержится в кислом молоке и сыре. Температура плавления безводной уксусной кислоты + 16,5°C, кристаллы ее прозрачны как лед, поэтому ее называют ледяной уксусной кислотой. Впервые получена в конце XVIII века русским ученым Т. Е. Ловицем. Натуральный уксус содержит около 5% уксусной кислоты. Из него приготовляют уксусную эссенцию, используемую в пищевой промышленности для консервирования овощей, грибов, рыбы. Уксусная кислота широко используется в химической промышленности для различных синтезов.
Кроме упомянутых карбоновых кислот, хорошо известны янтарная, стеариновая кислоты.
Янтарная кислота (сообщение учащегося )- выбор учителя.
Это важный фактор регуляции физиологического состояния организма. Известно, что нормализующее действие янтарной кислоты на органы основано на усилении восстановительных процессов при патологии сердца, почек, возрастных нарушений регуляторных нервных центров, при интенсивной мышечной работе, а также при действии на организм токсических веществ, в первую очередь лекарств. Янтарную кислоту сравнивают с топливом, сгорающим в клетках.
Янтарная кислота повышает умственную и физическую активность; восстанавливает силы организма после тяжелых заболеваний; увеличивает защитные силы организма; даёт ясность ума и быстроту мышления; помогает максимально сконцентрироваться; снимает головную боль при нарушении мозгового кровообращения; помогает вернуть хорошее самочувствие и энергию; выводит из состояния опьянения; снижает влечение к алкоголю; снимает похмельный синдром; используется для замедления старения организма на клеточном уровне.
Стеариновая кислота (сообщение учащегося)- выбор учителя. Стеариновая кислота относится к высшим карбоновым кислотам и имеет формулу С17Н35СООН. Она является одной из наиболее распространённых в природе высших жирных кислот. Стеариновая кислота — главная составная часть многих жиров и масел, из которых её выделяют гидролизом. Соли стеариновой кислоты называются стеаратами.
Стеараты кальция, магния или железа, так же как сама стеариновая кислота, в воде нерастворимы. Стеараты щелочных металлов, например стеарат натрия С17Н35СООNa, хорошо растворимы в воде. Они являются основой мыла: хозяйственного, банного, туалетного, детского.
(слайд 8) Определение карбоновых кислот. Органические вещества, в молекулах , которых содержится одна или несколько карбоксильных групп.
Мы с вами чаще будем иметь дело с предельными одноосновными карбоновыми кислотами.
Их можно рассматривать как производные алканов, в молекулах которых, один атом водорода заменен на функциональную группу - СООН (карбоксильная группа).
Общая формула : CnH2n+1 COOH.
(слайд 9) Одноосновные карбоновые кислоты можно представить так: R- COOH, где
R – углеводородный радикал. Виды изомерии.
Вопрос: Почему муравьиная, уксусная кислоты – это жидкости, а стеариновая кислота- это твёрдое вещество?
(слайд 10) Номенклатура карбоновых кислот: Систематическое название и тривиальное.
Как называется представленный ряд карбоновых кислот? (гомологический ряд)
Записываем формулы и названия карбоновых кислот ( выбор учителя).
Среди карбоновых кислот имеется несколько гомологических рядов: (слайды 11-13).
Классификация карбоновых кислот (знакомство с гомологическими рядами)- монокарбоновые, дикарбоновые, ароматические. Имеются и другие ряды карбоновых кислот.
(слайд 14) Номенклатура карбоновых кислот. Алгоритм названия кислоты:
- Находим главную цепь атомов углерода и нумеруем её, начиная с карбоксильной группы.
- Указываем положение заместителей и их название (названия).
- После корня, указывающего число атомов углерода в цепи, идет суффикс «-овая» кислота.
- Если карбоксильных групп несколько, то перед «- овая» ставится числительное ( -ди, - три…).
Разбираем пример: см. слайд.
(слайд 15) Алгоритм записи формул карбоновых кислот:
- Выделить корень слова на основании, которого записать углеродный скелет в состав, которого входит карбоксильная группа.
- Нумеруем атомы углерода, начиная с карбоксильной группы.
- Указываем заместители согласно нумерации.
- Необходимо дописать недостающие атомы водорода (углерод четырёхвалентен).
- Проверить правильность записи формулы.
Разбираем пример: см. слайд.
Закрепление:
(слайд 16-17) Упражнения: Даны модели веществ. Назовите вещество. К какому классу органических веществ оно относится?
(слайд 18) Назовите вещество. Что вы можете сказать о силе этой кислоты?
Хлоруксусная кислота. Она сильнее уксусной кислоты.
(слайд 19) Пояснения - почему хлоруксусная кислота сильнее уксусной.
(слайд 20) Разбираем подробно строение карбоксильной группы. Делаем предположение о свойствах веществ с такой функциональной группой.
(слайд 21) Примером свойств карбоновых кислот может быть – действие на индикаторы.
(слайд 22) Физические свойства карбоновых кислот. Агрегатное состояние.
Связь с изученным материалом – среди спиртов нет газов, а только жидкости и твёрдые вещества. У карбоновых кислот – тоже нет газообразных веществ. Почему?
Контроль усвоения учебного материала.
(слайд 23) Тестирование (работа в парах).
1. Какие из названных кислот являются органическими?
а) муравьиная б) азотная;
в) серная г) лимонная.
2. Почему болезненны укусы муравьев?
а) обжигают муравьиной кислотой
б) выделяют яд
в) разъедают муравьиной щелочью
г) вонзают острые зубчики.
3. Как называют соли карбоновых кислот?
а) ацетаты б) бустилаты
в) пропилаты г) постулаты.
4. Какого названия кислоты не существует?
а) лимонная б) щавелевая
в) винная г) виноградная.
5. Какие кислоты являются витаминами?
а) никотиновая б) аскорбиновая;
в) ацетилсалициловая г) янтарная.
(слайд 24)
Выполните задания: (на время)
1. Выпишите формулы карбоновых кислот и дайте им названия (выбрать из перечня).
2. Составьте формулы кислот по названию.
Далее проверка выполнения заданий.
(слайд 25) проверка выполнения задания 2.
Пояснения и исправления ошибок (коррекция знаний).
(слайд26) Домашнее задание (дифференцированное)
Записать формулы изомеров для пентановой кислоты. Назвать их.
Написать два гомолога для этой кислоты и назвать их (Эти два задания на «4»).
По желанию: подготовить презентацию о других карбоновых кислотах (5-6 слайдов).
( например, некоторые карбоновые кислоты применяются в качестве консервантов Е…)
Эти три задания на «5» .
(слайд 27) Выводы по теме урока, итоги урока Рефлексия.
В конце урока учитель подводит его итог. Оценивается работа групп. Учащиеся отвечают на вопрос (Что мы сегодня нового узнали на уроке?) Каждым учеником проводится рефлексия занятия.
Выполнила Мунштукова Валентина Степановна.
Литература:
О.С. Габриелян: «Химия. Методическое пособие 10 класс» Москва .Дрофа.2010г
Н.Н. Гара: «Химия.Уроки. 10» Москва. Просвещение. 2009г
Сайты интернета.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Благодаря работам известного шведского химика Карла Вильгельма Шееле к концу 18 века стало известно около десяти различных органических кислот. Он выделил и описал щавелевую, лимонную, молочную и другие кислоты. Открытие кислот:
Интересные исторические факты, связанные с органическими кислотами: 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. Из волокон можно изготовить сети, не гниющие в воде. Листья – неистощимая основа для фантазии хозяйки по приготовлению здоровой и полезной пищи. Мы знаем это растение по сказке Андерсена. Личный опыт общения с этим растением способен довести до слез. Наконец, это растение узнают даже слепые. Это – … Назовите это растение!
Интересные исторические факты и карбоновые кислоты: Правильно ! Это крапива, содержащая муравьиную кислоту !
Есть ли кислоты опасные для здоровья человека? Да , например: Щавелевая кислота. Она широко распространена в природе: содержится в щавеле, смородине, апельсинах, малине. Но её не используют в пищевой отрасли промышленности. Эта кислота сильнее уксусной в 200 раз и может разъедать посуду. Её соли могут откладываться в организме человека, образуя камни. HOOC-COOH Карбоновые кислоты в природе:
Муравьиная кислота впервые была выделена в XVII веке из красных лесных муравьев. Содержится также в соке жгучей крапивы. Безводная муравьиная кислота – бесцветная жидкость с острым запахом и жгучим вкусом, вызывающая ожоги на коже. Применяется в текстильной промышленности в качестве протравы при крашении тканей, для дубления кож, а также для различных синтезов. Карбоновые кислоты в природе:
Уксусная кислота широко распространена в природе – содержится в выделениях животных (моче, желчи, испражнениях), в растениях (в зеленых листьях). Образуется при брожении, гниении, скисании вина, пива, содержится в кислом молоке и сыре. Температура плавления безводной уксусной кислоты + 16,5°C, кристаллы ее прозрачны как лед, поэтому ее называют ледяной уксусной кислотой. Впервые получена в конце XVIII века русским ученым Т. Е. Ловицем . Натуральный уксус содержит около 5% уксусной кислоты. Карбоновые кислоты в природе:
Карбоновые кислоты- Это органические вещества, в молекулах которых имеется одна или несколько карбоксильных групп (- СООН). Предельные одноосновные карбоновые кислоты – можно рассматривать как производные алканов, в молекулах которых один атом водорода заменен на функциональную группу - СООН (карбоксильная группа). Общая формула этих кислот: CnH2n+ 1 COOH
Одноосновные карбоновые кислоты можно представить как: R- COOH где R – углеводородный радикал . (СН 3 -), Как можно объяснить, что высшие карбоновые кислоты (С17) являются твёрдыми веществами , а муравьиная, уксусная кислота – это жидкости? Ответ: Чем больше углеводородный радикал, тем меньше растворимость кислот в воде. - СООН функциональная группа карбоновых кислот.
Формула Название кислоты R-COOH Название остатка RCOO- систематическое тривиальное HCOOH метановая муравьиная формиат CH 3 COOH этановая уксусная ацетат C 2 H 5 COOH пропановая пропионовая пропионат C 3 H 7 COOH бутановая масляная бутират C 4 H 9 COOH пентановая валерьяновая валерат C 5 H 11 COOH гексановая капроновая капрат C 15 H 31 COOH гексадекановая пальмитиновая пальмитат C 17 H 35 COOH октадекановая стеариновая стеарат C 6 H 5 COOH бензолкарбоновая бензойная бензоат CH 2 =СH-COOH пропеновая акриловая акрилат Номенклатура карбоновых кислот:
Монокарбоновые кислоты . HCOOH метановая муравьиная CH 3 COOH этановая уксусная C 2 H 5 COOH пропановая пропионовая C 3 H 7 COOH бутановая масляная C 15 H 31 COOH гексадекановая пальмитиновая C 17 H 35 COOH октадекановая стеариновая Карбоновые кислоты Классификация:
Карбоновые кислоты . Дикарбоновые кислоты Этан ди овая или Щавелевая кислота Пропан ди овая кислота или Малоновая . HOOC-COOH HOOC-CH2 –COOH HOOC-CH2 –CH2 -COOH Бутан ди овая кислота или Янтарная .
Бензол-1,2-дикарбоновая или Фталевая Бензол-1,4-дикарбоновая или Терефталевая Дикарбоновые кислоты Ароматические
Алгоритм названия карбоновых кислот: Находим главную цепь атомов углерода и нумеруем её, начиная с карбоксильной группы. Указываем положение заместителей и их название (названия). После корня, указывающего число атомов углерода в цепи, идет суффикс «- овая » кислота. Если карбоксильных групп несколько, то перед «- овая » ставится числительное ( - ди , - три…) 3- метилбутан + - овая = 3-метилбутановая кислота Пример:
Алгоритм записи формул карбоновых кислот: Выделить корень слова на основании, которого записать углеродный скелет в состав, которого входит карбоксильная группа. Нумеруем атомы углерода, начиная с карбоксильной группы. Указываем заместители согласно нумерации. Необходимо дописать недостающие атомы водорода (углерод четырёхвалентен). Проверить правильность записи формулы. Пример: 2- метил бутан овая кислота.
Назовите вещество, к какому классу органических веществ оно принадлежит? С О О С Н кислород углерод водород Ответ: Гексановая кислота. Класс предельных одноосновных карбоновых кислот.
Назовите вещество, к какому классу органических веществ оно принадлежит? Ответ: Этановая или уксусная кислота. Класс предельных одноосновных карбоновых кислот.
Назовите это вещество : Что вы можете сказать о силе этой кислоты? Cl C C O O H Ответ: . Эта кислота сильнее уксусной кислоты. Хлоруксусная кислота или хлорэтановая кислота.
Хлоруксусная кислота сильнее уксусной, так как за счет атома хлора происходит перераспределение электронной плотности в молекуле (смотри схему) и водород в виде протона отщепляется легче, а, значит, кислота будет более активной. Какая из кислот сильнее? Ответ: ++ - + Уксусная кислота Хлоруксусная кислота
Структурная формула карбоксильной группы имеет вид: О С О Н _ + _ + Какие свойства можно предположить у карбоновых кислот?
Растворы карбоновых кислот действуют на индикаторы . CH3COOH CH3COOH ? ? Назовите индикатор, который так изменяет цвет в кислой среде? За счёт чего кислоты проявляют это свойство? CH 3 COOH F CH 3 COO - d + H + d 1. 2. Свойства кислот: Лакмус При диссоциации образуется ион водорода, который определяет кислотные свойства молекулы.
Физические свойства карбоновых кислот. Гомологический ряд альдегидов начинается с двух газообразных веществ (при комнатной температуре), а среди карбоновых кислот газов нет. С чем это связано? Ответ : Молекулы спиртов и карбоновых кислот связаны друг с другом водородными связями и образуют цепочки из молекул ( ассоциаты ).
Тестирование: 1 . Какие из названных кислот являются органическими ? а ) муравьиная; б) азотная; в) серная; г) лимонная. 2. Почему болезненны укусы муравьев? а) обжигают муравьиной кислотой; б) выделяют яд; в) разъедают муравьиной щелочью; г) вонзают острые зубчики. 3. Как называют соли карбоновых кислот? а) ацетаты; б) бустилаты ; в) пропилаты ; г) постулаты. 4. Какого названия кислоты не существует? а) лимонная; б) щавелевая; в) винная; г) виноградная. 5. Какие кислоты являются витаминами? а) никотиновая; б) аскорбиновая; в) ацетилсалициловая; г) янтарная. А,Г А А,В Г А,Б
Выполните задания: 1.Выпишите формулы карбоновых кислот и дайте им названия. C 6 H 5 –CH 2 –OH CH 3 –CH 2 –CH 2 –COOH H–COOH CH 3 –CH 2 –COH CH 3 –O–C 2 H 5 C 17 H 35 –COOH CH 3 –COOH CH 3 –CH(OH)–CH 2 –CH 3 Бутановая, масляная Метановая, муравьиная Октадекановая, стеариновая Этановая , уксусная 2. Напишите формулы карбоновых кислот: 3-метилпентановая кислота, 4-этилгептановая кислота.
Ответ на задание 2: 3- метилпентановая кислота 5 4 3 2 1 CH 3 –CH 2 –CH(CH 3 )–CH 2 –COOH 4- этилгептановая кислота 7 6 5 4 3 2 1 CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH(C 2 H 5 )–CH 2 –CH 2 –COOH
Записать формулы изомеров для пентановой (валериановой) кислоты. Дать им названия. Написать два гомолога для этой кислоты и назвать их . (эти два задания на «4») По желанию: подготовить презентацию о других карбоновых кислотах (5-6 слайдов). (на оценку «5»)
Всем успехов! 1 2 3
Комментарии
Спасибо
Спасибо за материал. Хороший урок.