Конспект уроку «Карбонові кислоти: склад, класифікація, ізомерія та фізичні властивості» 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 на 45 хвилин із сімома етапами за хронометражем, чотирма завданнями для закріплення з відповідями, п'ятьма запитаннями для мозкового штурму та шістьма запитаннями в розділі FAQ. Підійде вчителю для уроку в 10 класі за §20 підручника Григорович, а учневі для повторення, адже в ході уроку є готові відповіді. Перед уроком підготуйте виставку з побутових предметів і ліків, а демонстрації проведіть із розведеними розчинами.
Мета уроку
Знаннєві
- Учень/учениця записує загальну формулу насичених одноосновних карбонових кислот CₙH₂ₙ₊₁COOH та структурну формулу карбоксильної групи
- Називає ознаки класифікації кислот за основністю, за силою, за характером вуглеводневого залишку
- Називає за систематичною номенклатурою кислоти HCOOH, CH₃COOH, CH₃CH₂COOH та їхні тривіальні назви
Діяльнісні
- Складає структурні формули ізомерів C₄H₈O₂ і називає їх
- Порівнює температури кипіння кислот, спиртів і альдегідів та пояснює різницю водневими зв'язками
- Розрізняє кислоту й естер однакового складу C₃H₆O₂
Ціннісні
- Оцінює роль органічних кислот у природі й харчуванні та небезпеку кислотних опіків
- Дотримується правил безпеки під час роботи з розчинами кислот і лугів
Проблемне питання уроку
Чому кислоту з отрути бджоли й кислоту з лимона відносять до одного класу, хоча одна завдає болю, а інша потрапляє в наш раціон?
Базові поняття і терміни
карбоксильна група, карбонова кислота, основність, гомологічний ряд, міжкласова ізомерія, водневий зв'язок, естер.
Міжпредметні зв'язки
- Біологія. Молочна кислота накопичується в м'язах під час навантажень; нікотинова кислота є вітаміном B₃
- Основи здоров'я. Укус оси чи бджоли, нейтралізація кислотного середовища розчином соди; органічні кислоти в харчуванні
- Хімія (неорганічні кислоти). Класифікація за основністю й силою кислоти, пригадування за параграфом
Обладнання та реактиви
- Підручник «Хімія» (Григорович), 10 клас, с. 119–126
- Проєктор і відео чи віртуальна лабораторія для досліду з магнієм
- Столовий оцет (розчин етанової кислоти), питна сода, стакан
- Для виставки потрібні лимон, кефір чи йогурт, аспірин (ацетилсаліцилова кислота) в упаковці, розчин лимонної кислоти, упаковка продукту з натрій бензоатом на етикетці
- Розчини лакмусу, метилового оранжевого, фенолфталеїну, розведений розчин NaOH, пробірки
Демонстрації
Питна сода й столовий оцет. Виділяється газ (вуглекислий газ), утворюється піна
Столовий оцет з лакмусом і метиловим оранжевим. Змінюється забарвлення індикаторів
Розведений розчин NaOH з фенолфталеїном і столовий оцет. Малиновий розчин знебарвлюється
Етанова кислота й магній (відео чи віртуальна лабораторія). Виділяється газ (водень)
Безпека
- Концентровані кислоти й луги не використовують; усі досліди проводять лише із розведеними розчинами та столовим оцтом.
- Реактиви не куштують і не нюхають безпосередньо з пробірки. Запах оцінюють, обережно направляючи пару долонею до себе.
- Дослід з магнієм проводять лише у відео чи віртуальній лабораторії.
- Під час демонстрації розведеного розчину NaOH з фенолфталеїном (дослід 3) учитель працює в захисних окулярах і рукавичках; усі демонстрації проводить лише вчитель, а учні спостерігають зі своїх місць.
- Якщо розчин кислоти чи лугу потрапив на шкіру, одразу змити великою кількістю води й повідомити вчителя; у разі потрапляння в очі промивати проточною водою та негайно звернутися до вчителя.
- Заборонено їсти й пити в кабінеті хімії, використовувати побутові предмети з виставки як посуд для реактивів.
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 (4 хв)
- Мотивація (3 хв)
- Вивчення нового (22 хв)
- Закріплення (9 хв)
- Рефлексія (4 хв)
- Домашнє завдання (2 хв)
Хід уроку
Організаційний момент — 1 хв
Учитель: Вітається, перевіряє готовність до уроку, оголошує тему й відкриває запис у зошитах.
Учні: Вітаються, записують дату й тему «Карбонові кислоти. Склад, класифікація, ізомерія та фізичні властивості».
Зміст етапу
На дошці записана тема «Карбонові кислоти. Ізомерія та номенклатура. Фізичні властивості». Учні готують зошити й підручники.
Актуалізація — 4 хв
Учитель: Проводить мозковий штурм. Читає запитання, дає одну хвилину на письмові відповіді одним рядком, потім збирає відповіді з класу.
Учні: Письмово в зошиті одним рядком відповідають на кожне запитання, потім звіряють з відповідями вчителя.
Зміст етапу
1) Яка загальна формула насичених альдегідів? — CₙH₂ₙO. 2) Яка функціональна група в альдегідах? — карбонільна група, розташована на краю ланцюга: –CHO. 3) Що утворюється під час окиснення етаналю амоніачним розчином аргентум(I) оксиду? — етанова кислота й срібло («срібне дзеркало»). 4) Чим визначається основність неорганічної кислоти? — числом атомів Гідрогену, які можна замістити атомами металічних елементів. 5) Назвіть приклади сильних і слабких неорганічних кислот. — сильні: HCl, H₂SO₄, HNO₃; слабка: H₂CO₃.
Мотивація — 3 хв
Учитель: Показує виставку з лимона, кефіру, столового оцту, упаковки аспірину, консервованої продукції з натрій бензоатом на етикетці. Нагадує про біль від укусу оси чи мурашки й ставить проблемне питання. Дослід не проводить.
Учні: Розглядають предмети, називають, що з них відомо про вміст кислот, висловлюють припущення щодо проблемного питання.
Зміст етапу
Учитель запитує «Що спільного між лимоном, оцтом, кефіром, аспірином і отрутою оси?» Очікувана відповідь полягає в тому, що в кожному є карбонові кислоти або їхні похідні. Проблемне питання звучить так. «Чому кислоту з отрути бджоли й кислоту з лимона відносять до одного класу, хоча одна завдає болю, а інша потрапляє в наш раціон?» Повернемося до нього в рефлексії.
Вивчення нового — 22 хв
Учитель: Організовує три активності: 7 хв — читання з підручника, 6 хв — робота в парах над таблицею з усними запитаннями вчителя, 9 хв — демонстрації з коротким коментарем і відео. Пояснює, коригує, проводить демонстрації, ставить усні запитання й перевіряє очікувані відповіді.
Учні: Читають і виписують ключові положення, у парах заповнюють таблицю й усно відповідають на запитання про властивості та роль кислот, спостерігають за дослідами, записують рівняння реакції за відео.
Зміст етапу
АКТИВНІСТЬ 1 (7 хв) — робота з текстом підручника, с. 119–122. Завдання: випишіть означення карбонових кислот, загальну формулу, три ознаки класифікації, правило утворення назв, два види ізомерії. Очікувані відповіді: карбонові кислоти — похідні вуглеводнів з однією або кількома карбоксильними групами –COOH; формула CₙH₂ₙ₊₁COOH; класифікація — за основністю (одно-, дво-, триосновні), за силою (майже всі слабкі, найсильніша — CF₃COOH), за вуглеводневим залишком (насичені, ненасичені, ароматичні); назва — від алкану + закінчення -ова кислота; ізомерія карбонового ланцюга (бутанова й 2-метилпропанова, C₄H₈O₂) та міжкласова з естерами (пропанова кислота й метилетаноат, C₃H₆O₂). Очікувана відповідь учнів: кислоти — продукт окиснення альдегідів (на один атом Оксигену більше, CₙH₂ₙO₂ проти CₙH₂ₙO). АКТИВНІСТЬ 2 (6 хв) — у парах заповніть таблицю за табл. 10 і 11 (с. 121, 123): формула, назва, тривіальна назва, t кип., розчинність. Очікуване: HCOOH — метанова, мурашина, 100,7 °C, необмежено; CH₃COOH — етанова, оцтова, 118,1 °C, необмежено; C₂H₅COOH — пропанова, пропіонова, 140,8 °C, необмежено; C₁₇H₃₅COOH — стеаринова, 376,1 °C, нерозчинна. Висновок для пар: температура кипіння зростає з довжиною ланцюга, розчинність зменшується. Під час заповнення таблиці вчитель усно ставить запитання про властивості й роль кислот. 1) Чому етанова кислота необмежено змішується з водою? — карбоксильна група утворює водневі зв'язки і з молекулами води, і між молекулами кислоти, тому притягання сильне. 2) Що відбувається з кислотами під час випарювання? — водневі зв'язки зберігаються, у парі існують димери. 3) Де в організмі й коли накопичується молочна кислота? — у м'язах під час навантажень, вона утворюється під час бродіння глюкози. 4) Чим нейтралізують укус оси чи бджоли й чому? — розчином соди: отрута має кислу реакцію. АКТИВНІСТЬ 3 (9 хв) — демонстрації на побутових об'єктах з коротким коментарем учителя та відео: досліди 1–3 — по 1–2 хв кожен, відео з рівнянням — 2 хв. Дослід 1: питна сода + столовий оцет. Коментар: виділяється газ — кислота реагує із сіллю слабшої кислоти (карбонатної). Дослід 2: оцет + лакмус і метиловий оранжевий. Коментар: розчин кислоти змінює колір індикаторів, відбувається дисоціація. Дослід 3: розведений розчин NaOH з фенолфталеїном + оцет по краплях. Коментар: розчин знебарвився, бо кислота нейтралізувала луг. Відео: етанова кислота й магній; завдання учням: назвіть газ, що виділяється, і запишіть рівняння реакції. Очікувана відповідь: водень; 2CH₃COOH + Mg → (CH₃COO)₂Mg + H₂↑.
Закріплення — 9 хв
Учитель: Видає чотири завдання, перевіряє, коментує типові помилки.
Учні: Виконують завдання письмово в зошитах, самоперевірка за відповідями.
Рефлексія — 4 хв
Учитель: Пропонує прийом «Незакінчене речення» й повертає клас до проблемного питання.
Учні: Усно закінчують речення; письмово відповідають на проблемне питання.
Домашнє завдання — 2 хв
Учитель: Оголошує й коротко коментує домашнє завдання.
Учні: Записують у щоденники.
Завдання для закріплення
Назвіть за систематичною номенклатурою кислоту CH₃–CH₂–COOH і вкажіть її тривіальну назву.
Відповідь
Пропанова кислота (тривіальна — пропіонова): алкан пропан, закінчення -ова кислота.
Які з наведених формул належать насиченим одноосновним карбоновим кислотам: HCOOH, HOOC–COOH, CH₂=CH–COOH, C₁₇H₃₅COOH, C₆H₅COOH?
Відповідь
HCOOH та C₁₇H₃₅COOH. Щавлева кислота двоосновна, акрилова ненасичена, бензойна ароматична.
Поясніть, чому етанова кислота має температуру кипіння 118,1 °C, а відповідний їй альдегід етаналь кипить значно нижче.
Відповідь
Карбоксильна група утворює водневі зв'язки і атомом Оксигену, і гідроксильною групою, тому притягання між молекулами кислот набагато сильніше; у парі кислота існує у вигляді димерів.
Складіть структурні формули двох ізомерів складу C₃H₆O₂ з різних класів і назвіть їх.
Відповідь
CH₃–CH₂–COOH — пропанова кислота (карбонова кислота) і CH₃–COO–CH₃ — метилетаноат (естер). Це міжкласові ізомери: однаковий склад C₃H₆O₂, але різні характеристичні групи.
Диференціація
Сильним: Назвіть естер CH₃CH₂COOCH₃ (метилпропаноат) і запишіть формули та назви двох карбонових кислот, ізомерних цьому естеру.
Підтримка: Опора на іншій речовині. CH₃(CH₂)₃COOH має п'ять атомів Карбону, алкан пентан, закінчення -ова кислота, отже, пентанова кислота. За цим зразком назвіть кислоту CH₃(CH₂)₄COOH. Скільки атомів Карбону, який алкан, яка назва?
Домашнє завдання
Базове: Опрацювати §20 (с. 119–125); дати відповіді на контрольні запитання 297, 300, 301 (с. 126); виконати завдання 303 (а) на складання структурних формул кислот складу C₅H₁₀O₂.
За вибором: За вибором виконайте завдання 304 про гомологи та ізомери (с. 126) або підготуйте повідомлення про одну кислоту з підрозділу «Поширеність карбонових кислот у природі» (формула, де міститься, роль).
Рефлексія
Прийом «Незакінчене речення» (усно). «Сьогодні я дізнався/дізналася, що…», «Найбільше мене здивувало…». Письмово дайте відповідь одним реченням на проблемне питання. «Чому кислоту з отрути бджоли й кислоту з лимона відносять до одного класу?» Очікувана відповідь. В обох є карбоксильна група –COOH, що зумовлює кислотні властивості; відмінності спричинені будовою вуглеводневого залишку та складом речовини.
Історична довідка
Назва пропіонової кислоти складається з двох грецьких слів, protos («перший») і pion («жир»); від неї пішла й назва вуглеводню пропану. Масляну кислоту, що утворюється під час прогіркання масла, назвали бутановою від грецького butyron («масло»), звідси бутан і бутирати. Бурштинову кислоту вперше добув алхімік Агрікола прожарюванням бурштину.
Місце уроку в темі
Попередній урок: Альдегіди. Окиснення спиртів до альдегідів, реакція срібного дзеркала, окиснення альдегідів до кислот
Наступний урок: Хімічні властивості карбонових кислот і їхнє добування
Часті запитання
Що таке карбонові кислоти і яка їхня функціональна група?
Карбонові кислоти є похідними вуглеводнів, у молекулах яких є одна або кілька карбоксильних груп –COOH. Вона складається з карбонільної та гідроксильної груп, які впливають одна на одну, тому Гідроген легко відщеплюється, і речовина виявляє кислотні властивості.
Яка загальна формула насичених одноосновних карбонових кислот?
Загальна формула має вигляд R–COOH, або CₙH₂ₙ₊₁COOH (n ≥ 0); першим членом ряду є метанова кислота HCOOH. Склад кислот можна записати й як CₙH₂ₙO₂, тобто на один атом Оксигену більше, ніж в альдегідів CₙH₂ₙO.
Як називають карбонові кислоти за систематичною номенклатурою?
Назву утворюють від назви алкану з тим самим числом атомів Карбону й закінчення -ова кислота. Наприклад, CH₃COOH є етановою (оцтовою), CH₃CH₂COOH є пропановою (пропіоновою), а нумерацію ланцюга починають з атома Карбону карбоксильної групи.
Чому карбонові кислоти киплять вищої температури, ніж спирти?
Карбоксильна група утворює водневі зв'язки і атомом Оксигену, і гідроксильною групою, тому притягання між молекулами кислот набагато сильніше, ніж у спиртів. Ці зв'язки зберігаються навіть у парі, де кислота існує у вигляді димерів.
Які ізомери мають карбонові кислоти?
Для кислот характерна ізомерія карбонового ланцюга. Бутанова та 2-метилпропанова кислоти мають склад C₄H₈O₂. Також є міжкласова ізомерія з естерами. Пропанова кислота й метилетаноат мають однаковий склад C₃H₆O₂.
Де в природі трапляються карбонові кислоти?
Мурашина кислота є в кропиві та залозах мурах і бджіл, лимонна міститься в цитрусових, молочна в кисломолочних продуктах, щавлева в помідорах і щавлі, яблучна в яблуках. Нікотинова кислота є вітаміном B₃, а натрій бензоат додають до харчових продуктів як консервант.
Джерела
- Григорович. Хімія, 10 клас, с. 119–126
- Величко. Хімія, 10 клас (проф), с. 152–157
- Ярошенко. Хімія, 10 клас, 2018, с. 94–98
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.
