Конспект уроку «Естери: утворення, властивості та гідроліз» з хімії для 10 класу
- Тип
- Конспект уроку
- Клас
- 10 клас
- Предмет
- Хімія
- Етапів
- 7
- Тривалість
- 45 хв
Файл для друку: хід уроку, завдання з відповідями, безпека.
- PDF для друку
- Нотатки для вчителя
- Тести класу за посиланням у кабінеті
- Свій PDF або Word стає інтерактивним уроком
Кабінет вчителя безкоштовний, картку не питаємо.
Конспект 45-хвилинного уроку для 10 класу за § 19 підручника Савчина (с. 91–98) містить сім етапів із хронометражем, три активності у «Вивченні нового», чотири завдання на закріплення з відповідями, диференціацію, домашнє завдання та 6 запитань із відповідями для класу. Підійде вчителю, який веде тему «Оксигеновмісні органічні сполуки»; учневі він допоможе повторити тему за ключовими термінами та відповідями. На уроці потрібні підручник, проєктор для відео чи віртуального досліду та кілька побутових предметів для виставки й демонстрацій.
«Широко простягає хімія руки свої в справи людські» (Михайло Ломоносов)
Мета уроку
Знаннєві
- Учень/учениця записує загальну формулу естерів і називає естерну групу –COO–R'
- Формулює алгоритм складання назви естеру. Алкіл + алкан + оат
- Називає фізичні властивості естерів і приклади їх застосування
- Пояснює, чому реакції естерифікації й гідролізу оборотні та як зміщують рівновагу
Діяльнісні
- Складає рівняння естерифікації та гідролізу естеру й називає продукти
- Складає назву естеру за структурною формулою
- Порівнює олії та сала за складом залишків кислот і записує рівняння гідрування й омилення жиру
Ціннісні
- Оцінює значення жирів для організму та небезпеку їхньої нестачі чи надлишку
- Дотримується правил безпеки під час роботи з легкозаймистими речовинами та побутовими засобами
Проблемне питання уроку
Чому реакція, якою добувають естер, водночас його й руйнує, і як змусити її йти в потрібний бік?
Базові поняття і терміни
естери, естерна група, естерифікація, гідроліз, жири, гідрування, омилення, мила.
Міжпредметні зв'язки
- Біологія. Жири як життєво необхідні речовини, за нестачі жирів не засвоюються жиророзчинні вітаміни A, E, D
- Основи здоров'я. Раціон, нестача й надлишок жирів небезпечні, зберігання олії від тепла й світла
- Історія науки. Досліди Шевреля (1817) та Бертло (1854), якими було встановлено склад жирів
Обладнання та реактиви
- Підручник Савчина, 10 клас, § 19 (с. 91–98)
- Проєктор або комп'ютер для відео чи віртуального досліду з гідрування та омилення жирів
- Виставка: газований напій із грушевим смаком, харчова фруктова есенція, маргарин, соняшникова олія, свиняче сало, господарське мило, анестезин (в упаковці)
- Харчова грушева есенція та ватні диски для демонстрації запаху
- Прозора склянка з водою та соняшникова олія
- Картки з порівняльною таблицею для роботи в парах, картка-опора з алгоритмом
Демонстрації
Запах харчової грушевої есенції учні відчувають з відстані. Це приємний фруктовий запах естерів, і відповідний естер ізопентилетаноат надає запаху грушам
Соняшникова олія у склянці з водою не змішується з водою й збирається зверху. Естери малорозчинні у воді та легші за неї
Безпека
- У кабінеті не використовують концентровані кислоти й луги, бром, натрій та фенол. Реакції естерифікації, гідрування й омилення показують лише у відео чи віртуальному досліді
- Естери леткі й легкозаймисті. Запах есенції визначають, помахом долоні направляючи пару до носа, а склянку тримають далі від відкритого полум'я та нагрівальних приладів
- Перед демонстрацією запитати, чи немає в класі учнів з алергією на харчові ароматизатори; таким учням запах не пропонувати, а склянку з есенцією тримати закритою між демонстраціями
- Есенції та олію не куштують і не приймають усередину; якщо есенція потрапила на шкіру чи в очі, одразу промити великою кількістю проточної води й повідомити вчителя
- Ліки (анестезин) показують лише в закритій упаковці, брати їх без призначення лікаря заборонено
- Пролиту олію негайно витирають, бо підлога стає слизькою
Що відкриває безкоштовний кабінет
З PDF або Word в інтерактивний урокЗавантажте свій файл із завданнями, кабінет перетворить його на онлайн-тест з автоперевіркою.
Конструктор тестів за 5 хвилинСкладіть тест із власних запитань і видайте класу за посиланням.
Автоперевірка та журнал класуУчні проходять без реєстрації, результати й типові помилки класу в одному місці.
Матеріал на запит позачерговоПотрібна тема, якої немає на сайті? Замовте, зробимо для вас безкоштовно.Картку не питаємо, реєстрація за дві хвилини.
Структура уроку
- Організаційний момент, 1 хв
- Актуалізація, 5 хв
- Мотивація, 3 хв
- Вивчення нового, 21 хв
- Закріплення, 9 хв
- Рефлексія, 4 хв
- Домашнє завдання, 2 хв
Хід уроку
Організаційний момент — 1 хв
Учитель: Вітається з класом, перевіряє готовність до уроку, оголошує тему й каже, що урок має відповісти на проблемне питання.
Учні: Вітаються, перевіряють наявність підручника й зошита, записують тему.
Зміст етапу
Привітання, перевірка готовності. Тема уроку «Естери, їх утворення, властивості та гідроліз».
Актуалізація — 5 хв
Учитель: Проводить мозковий штурм. Називає запитання по черзі, дає 40 секунд на письмову відповідь одним рядком у зошиті, потім вибірково перевіряє відповіді фронтально.
Учні: Усі письмово відповідають одним рядком у зошиті, звіряють із відповіддю вчителя й виправляють помилки.
Зміст етапу
1) Яку функціональну групу містять карбонові кислоти? Відповідь. Карбоксильну –COOH. 2) Як називають реакцію між карбоновою кислотою та спиртом? Відповідь. Естерифікація (§ 17). 3) Запишіть рівняння реакції пропанової кислоти з етанолом. Відповідь. CH₃CH₂COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃CH₂COOC₂H₅ + H₂O. 4) Які реакції називають оборотними? Відповідь. Ті, що одночасно відбуваються в прямому й зворотному напрямах. 5) Назвіть триатомний спирт і вищу карбонову кислоту. Відповідь. Гліцерол; стеаринова кислота C₁₇H₃₅COOH.
Мотивація — 3 хв
Учитель: Демонструє заздалегідь підготовлену виставку побутових предметів і ліків; не проводить жодних дослідів. Запитує, що об'єднує предмети, читає епіграф і ставить проблемне питання.
Учні: Розглядають виставку, висловлюють припущення, що спільного між предметами, записують проблемне питання в зошит.
Зміст етапу
На виставці: напій із грушевим смаком, харчова фруктова есенція, маргарин, соняшникова олія, сало, господарське мило, анестезин. Запитання: «Що спільного між цими предметами?» Очікувана відповідь: у них є естери, жири або продукти їх перетворення (мило добувають із жирів). Епіграф: «Широко простягає хімія руки свої в справи людські» (М. Ломоносов). Проблемне питання: «Чому реакція, якою добувають естер, водночас його й руйнує, і як змусити її йти в потрібний бік?»
Вивчення нового — 21 хв
Учитель: Організовує три активності: роботу з текстом (7 хв, із двома демонстраціями), роботу в парах із таблицею (6 хв) і віртуальний дослід (8 хв). Ставить запитання, показує демонстрації, підводить до відповіді на проблемне питання.
Учні: Читають текст підручника й заповнюють опорну схему; в парах заповнюють порівняльну таблицю; дивляться відео чи віртуальний дослід і відповідають на питання для спостереження.
Зміст етапу
Активність 1 (7 хв) передбачає роботу з текстом підручника, с. 91–92. Продуктом є опорна схема в зошиті. Запитання й відповіді. 1) Якою реакцією добувають естери? Відповідь. Естерифікацією, між карбоновою кислотою та спиртом, наприклад пропанова кислота й етанол дають етилпропаноат і воду. 2) Яка група визначає клас естерів? Відповідь. Естерна група –COO–R'. 3) Складіть назву естеру CH₃–CO–O–CH₂–CH₃ за алгоритмом «алкіл + алкан + оат». Відповідь. Етилетаноат (залишок спирту є етилом, кислота є етановою). Під час демонстрації 1 (1 хв) учні відчувають приємний запах грушевої есенції. Під час демонстрації 2 (1 хв) олія у склянці з водою не змішується й збирається зверху. Завдяки естерам квіти й фрукти мають різний запах, тому есенції застосовують у парфумерії, харчовій промисловості та для напоїв. Активність 2 (6 хв) полягає в заповненні в парах таблиці «Прості естери та жири» за с. 92–94 і 97. Продуктом є заповнена таблиця. Очікувані записи. Склад простих естерів визначають кислота й спирт; склад жирів визначають гліцерол і вищі карбонові кислоти (стеаринова, пальмітинова, олеїнова). Фізичні властивості естерів такі. Вони є леткими безбарвними рідинами з приємним запахом, малорозчинні у воді, легші за воду, температури кипіння нижчі, ніж у кислот. Поділ жирів такий. Олії рослинні, рідкі, з ненасичених кислот; сала тваринні, тверді, з насичених. Добування естерів відбувається естерифікацією; жири синтезував Бертло із гліцеролу та стеаринової кислоти. Рівняння гідролізу CH₃COOC₂H₅ + H₂O ⇌ CH₃COOH + C₂H₅OH; він оборотний. Особливі реакції жирів охоплюють гідрування (рідкий жир → твердий) та омилення лугом. Значення жирів полягає в тому, що вони життєво необхідні, за нестачі не засвоюються вітаміни A, E, D, надлишок небезпечний; естерами є ліки (анестезин, новокаїн). Активність 3 (8 хв) передбачає віртуальний дослід або відео «Гідрування жиру та омилення» (с. 94). Продуктом є відповіді на питання для спостереження. Питання й відповіді. 1) Чому олія рідка, а сало тверде, і що відбувається з рідким жиром під час гідрування? Відповідь. Олія містить залишки ненасичених кислот, а сало містить залишки насичених; під час гідрування рідкий жир приєднує водень за подвійними зв'язками й стає твердим, так виробляють маргарин. C₃H₅(COOC₁₇H₃₃)₃ + 3H₂ → C₃H₅(COOC₁₇H₃₅)₃. 2) Що утворюється під час омилення жиру? Відповідь. Гліцерол і мило, наприклад (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → C₃H₅(OH)₃ + 3C₁₇H₃₅COONa. 3) Яке мило тверде, а яке рідке? Відповідь. Натрієве мило тверде, калієве мило рідке. 4) Як змістити рівновагу реакції гідролізу чи естерифікації в потрібний бік? Відповідь. Збільшити концентрацію однієї з вихідних речовин або видалити один із продуктів. 5) Чому рослинні жири на повітрі гіркнуть? Відповідь. Ненасичені залишки кислот окиснюються під дією тепла й світла.
Закріплення — 9 хв
Учитель: Видає чотири завдання по черзі, перевіряє відповіді фронтально, коментує типові помилки та допомагає тим, хто зволікає з рівнянням.
Учні: Розв'язують завдання письмово в зошиті, звіряють відповіді, виправляють помилки.
Рефлексія — 4 хв
Учитель: Повертається до проблемного питання, ставить завдання письмово й усно, збирає два-три висловлювання.
Учні: Письмово відповідають на проблемне питання, усно завершують речення.
Домашнє завдання — 2 хв
Учитель: Оголошує й коментує домашнє завдання, нагадує, де взяти опору.
Учні: Записують завдання в щоденник, уточнюють незрозуміле.
Завдання для закріплення
Упізнавання. Які з формул належать естерам: C₂H₅COOCH₃, C₃H₇COOH, CH₃COOC₃H₇, C₂H₅OH?
Відповідь
Естерам належать C₂H₅COOCH₃ (метилпропаноат) і CH₃COOC₃H₇ (пропілетаноат): у них є естерна група –COO–R'. C₃H₇COOH — бутанова кислота, C₂H₅OH — етанол.
Назва. Складіть назву естеру CH₃–CH₂–CO–O–CH₃ за алгоритмом «алкіл + алкан + оат».
Відповідь
Метилпропаноат: залишок спирту — метил, кислота пропанова (пропан + оат).
Рівняння реакції. Запишіть рівняння омилення тристеарату натрій гідроксидом і назвіть продукти.
Відповідь
(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → C₃H₅(OH)₃ + 3C₁₇H₃₅COONa. Продукти: гліцерол і натрій стеарат — тверде мило.
Рівняння реакції. Запишіть рівняння гідролізу метилпропаноату й назвіть продукти.
Відповідь
CH₃CH₂COOCH₃ + H₂O ⇌ CH₃CH₂COOH + CH₃OH. Продукти: пропанова кислота й метанол; реакція оборотна.
Диференціація
Сильним: Складіть рівняння реакції утворення бутилетаноату з відповідних кислоти й спирту, а також рівняння його гідролізу. Поясніть, як змістити рівновагу в бік естеру та як змістити її в бік кислоти й спирту (зміною концентрації реагентів або видаленням продукту).
Підтримка: Картка-опора містить алгоритм «алкіл (залишок спирту) + алкан (кислота) + оат». Зразок на іншій речовині. CH₃–CO–O–CH₂–CH₃ має залишок спирту етил, кислота етанова, назва етилетаноат; гідроліз за зразком відбувається за рівнянням CH₃COOC₂H₅ + H₂O ⇌ CH₃COOH + C₂H₅OH, тобто естер плюс вода дають кислоту й спирт. Зразок з іншою кислотою. CH₃CH₂–CO–O–CH₂–CH₃ має залишок спирту етил, кислота пропанова, назва етилпропаноат. За цими зразками складіть назву й рівняння для завдань 2 і 4.
Домашнє завдання
Базове: Опрацювати § 19 (с. 91–94), «Підсумовуємо вивчене» (с. 95). Виконати завдання 2 (а, б) і 3 (а, б) на с. 95.
За вибором: Завдання 6 на с. 95 (маса етанової кислоти з пропілетаноату масою 20,4 г) або коротке повідомлення про М. Е. Шевреля й П. Е. М. Бертло.
Рефлексія
Прийом «Одна фраза». Письмово (1,5 хв) кожен відповідає на проблемне питання уроку одним-двома реченнями. Очікувана відповідь полягає в тому, що реакція естерифікації оборотна, тому одночасно відбувається гідроліз; рівновагу зміщують збільшенням концентрації вихідних речовин або видаленням продукту, а за наявності лугу гідроліз жиру (омилення) іде до утворення мила. Усно (2,5 хв) двоє-троє учнів завершують речення «Сьогодні я дізнався/дізналася, що естери…» та «Найважливіше для мене…».
Історична довідка
Французький хімік М. Е. Шеврель у 1817 р. здійснив реакцію розкладу жирів на гліцерол і вищі карбонові кислоти: пальмітинову, стеаринову, олеїнову. Його співвітчизник П. Е. М. Бертло в 1854 р. здійснив зворотну реакцію — із гліцеролу та стеаринової кислоти синтезував тристеарат. Отже, методами аналізу та синтезу було встановлено хімічний склад жирів.
Місце уроку в темі
Попередній урок: На попередньому уроці розглядали розв'язування задач на домішки (с. 91) та карбонові кислоти й реакцію естерифікації (§ 17, с. 84), яка є основою нової теми.
Наступний урок: На наступному уроці розглядатимуть розв'язування розрахункових задач за рівняннями реакцій естерів і жирів та повторення підтеми «Естери. Жири як представники естерів» (с. 95–98).
Часті запитання
Що таке естери?
Естери є похідними вуглеводнів, молекули яких містять естерну групу –COO–R'. Загальна формула R–COO–R', наприклад етилетаноат CH₃COOC₂H₅. Естери є леткими безбарвними рідинами з приємним запахом, вони малорозчинні у воді та легші за неї.
Як добувають естери?
Естери утворюються в реакції естерифікації між карбоновою кислотою та спиртом, наприклад пропанова кислота й етанол дають етилпропаноат і воду. Реакція оборотна, тому одночасно відбувається зворотний процес, гідроліз. Щоб змістити рівновагу в бік естеру, збільшують концентрацію вихідних речовин або видаляють один із продуктів.
Що таке гідроліз естерів?
Гідролізом називають реакцію естеру з водою з утворенням спирту та кислоти. CH₃COOC₂H₅ + H₂O ⇌ CH₃COOH + C₂H₅OH. Вона оборотна й обернена до естерифікації. Якщо гідроліз проводити за наявності лугу, кислота зв'язується в сіль, і реакція йде в один бік.
Чому естери приємно пахнуть і де їх застосовують?
Специфічний запах квітів, фруктів та овочів зумовлений естерами. Метилпропаноат пахне яблуками, ізопентилетаноат пахне грушами, бутилпропаноат пахне абрикосами. Тому фруктові есенції (штучно добуті естери) використовують у парфумерії, кондитерській справі та виробництві напоїв. Естерами є й деякі ліки, зокрема анестезин і новокаїн.
Чим жири відрізняються від інших естерів і як із олії роблять маргарин?
Жири є естерами триатомного спирту гліцеролу та вищих карбонових кислот. Олії рослинного походження рідкі, бо містять залишки ненасичених кислот, а тваринні сала тверді, бо кислоти в них насичені. Під час гідрування рідкий жир приєднує водень за подвійними зв'язками й стає твердим. Так виробляють маргарин.
Що таке омилення і як утворюється мило?
Омиленням називають лужний гідроліз жиру. Жир реагує з лугом, наприклад (C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅ + 3NaOH → C₃H₅(OH)₃ + 3C₁₇H₃₅COONa, і утворюються гліцерол та солі вищих карбонових кислот, мила. Натрієві солі становлять тверде мило, калієві солі становлять рідке.
Джерела
- Величко. Хімія, 10 клас (проф), с. 175–184
- Ярошенко. Хімія, 10 клас, 2018, с. 105–110
- Савчин. Хімія, 10 клас, с. 90–93
Не знайшли потрібну тему?
Напишіть предмет, клас і тему. Зробимо матеріал для вас позачергово, безкоштовно, і повідомимо, коли він буде готовий.
Далі відкриється безкоштовна реєстрація кабінету вчителя, запит збережеться автоматично.
Створіть кабінет і проводьте тести з класом за посиланням
Перевірка автоматична, результати всього класу в одному місці, готові контрольні з 10 предметів, конструктор завдань і перетворення PDF або Word на інтерактивний урок. Потрібної теми немає? Зробимо на запит.
