Урок в 10 классе Многоатомные спирты


Тема урока: Многоатомные спирты
Предмет: химия
Класс: 10
Цель урока – дидактическая: сформировать понятие о многоатомных спиртах: их строении, свойствах, применении, развить понятия о взаимном влиянии атомов, зависимости применения от свойств веществ; провести исследование - обнаружение многоатомных спиртов в жевательной резинке, средствах гигиены, бытовой химии, развивать навыки исследовательской деятельности, развивать познавательный интерес к предмету и процессу познания усилением его практической направленности и моделированием научного исследования на уроке.
педагогическая: отрабатывать с учащимися отдельные учебные приемы, составляющие исследовательской деятельности - умение ставить проблему, выдвигать гипотезу, формулировать цель, делать выводы.
Форма проведения урока: исследовательский, мультимедиа - урок.
Дидактические средства: компьютер; проектор; презентация «Многоатомные спирты»;
оформление на доску: определения понятий «проблема», «гипотеза», «цель»; реактивы для демонстрационного опыта: глицерин, натрий, демонстрационная пробирка, пинцет, фильтровальная бумага, спиртовка, лучина, спички, лабораторный штатив; реактивы для проведения исследования учащимися: глицерин, жевательные резинки, растворы гидроксида калия, сульфата меди (II), вода дистиллированная, химические стаканы; демонстрационный материал: косметические средства: мыло, крем для рук, помада, гель для душа, крем для рук, зубные пасты); образцы жевательных резинок.
Предварительная подготовка учащихся к уроку:
Проанализировать этикетки на упаковках кондитерских изделиях, жевательных резинках, кремах, мылах, зубных пастах, средствах для мытья посуды на наличие веществ: глицерин, пропиленгликоль, сорбит(сорбитол), ксилит, манит.
Решить задачу: Вещество, использующееся в качестве пищевой добавки Е422 при производстве кондитерских изделий, имеет следующий качественный состав – 39,1 % углерода, 8,7% водорода, 52,2% кислорода. Определите молекулярную формулу вещества, если его относительная молекулярная масса равна 92.
Ход урока
1. Мотивационно - ориентировочный этап.
Работа с этикетками на упаковках изделий, которые учащиеся принесли на урок: крема, мыла, кондитерские изделия, зубные пасты, жевательные резинки.
В.: В какой продукции встречаются данные вещества: глицерин, пропиленгликоль, сорбит (сорбитол), ксилит, маннит?
В.: К какому классу веществ можно отнести данные вещества?
Подготовка к проведению химического исследования «Обнаружение многоатомных спиртов в жевательных резинках, креме для рук, зубной пасте»
Опыт 1. В химический стакан положите пластинку жевательной резинки и прилейте небольшое количество дистиллированной воды. Настаивать 15-20 минут.
Опыт 2. В пробирку №1 поместите немного крема, в пробирку №2 – зубной пасты, прилейте небольшое количество дистиллированной воды.
В.: Какие спирты мы изучили?
В.: Какая функциональная группа присутствует в молекулах спиртов?
В.: Почему изученные нами спирты называются предельные одноатомные?
В.: Как даются названия спиртам?
Задание 1 всем учащимся: назовите вещества:
а) СН3 – СН − СН3б) СН3−СН2−СН−СН2−ОН
ǀ ǀ
ОНСН3
в) СН2─СН2г) СН3 − СН2− СН2 – СН−СН3
│ │ ǀ
ОН ОНОН
д) СН3е) СН2−СН−СН2
ǀ ǀ ǀ ǀ СН3−С−СН2−ОН ОН ОНОН
ǀ
СН3
Индивидуальное задание:
1 ученик составляет на доске схему образования водородных связей между молекулами спирта и воды,
1 ученик выполняет задание на доске по химическим свойствам спиртов.
В.: Чем обусловлены физические и химические свойства одноатомных спиртов?
Вывод: Физические и химические свойства одноатомных спиртов обусловлены наличием гидроксильной группы ОН-.
В.: Какие вещества из задания 1 не относятся к одноатомным спиртам?
В.: К какому классу веществ их можно отнести, почему?
Анализируем домашнюю задачу: выведенная молекулярная формула вещества – С3Н8О3
Задание: Попробуйте составить структурную формулу вещества – С3Н8О3
Выяснение области известного и неизвестного учащимся:
Известно Неизвестно
Органические вещества Строение
Вещества содержат кислород Физические свойства
Содержат гидроксильные группы - ОН Химические свойства
Применение (частично) От чего зависит применение
Проблема: какое строение и свойства имеют многоатомные спирты?
Цель: знать строение, физические и химические свойства и применение многоатомных спиртов в сравнении с одноатомными спиртами, уметь составлять уравнения реакций, характеризующие их свойства
Гипотеза: если многоатомные спирты, также как и одноатомные содержат гидроксильную группу – ОН, то их строение и свойства похоже на одноатомные.
2. Операционно-исполнительский этап.
2.1. Номенклатура многоатомных спиртов
В: Какой суффикс присутствует в названиях одноатомных спиртов?
При названии многоатомных спиртов также применяется суффикс - ол, с использованием префикса, указывающего количество гидроксильных групп.
Задание: Основываясь принципами номенклатуры, дайте названия следующим спиртам:
СН2─СН2
│ │ОН ОНСН2 -СН-СН2
 │ │ │ОН ОН ОННекоторые многоатомные спирты имеют исторические названия:
этандиол – этиленгликоль, пропантриол – глицерин.
Задание: Дайте названия следующим спиртам:
СН2 -СН2 – СН2 - СН2
 │ │
ОН ОНСН3 - СН – СН - СН - СН3
  │ │ │ ОН ОН ОН
Самопроверка по слайду презентации.
2.2.Строение и физические свойства многоатомных спиртов.
В.: Какие физические свойства можно исследовать?
Лабораторный опыт: Физические свойства глицерина
Проблема: растворяется ли глицерин в воде?
Гипотеза: если в молекуле глицерина содержатся гидроксильные группы, значит, он способен к образованию водородных связей и поэтому хорошо растворим в воде.
Глицерин – бесцветная, сиропообразная жидкость сладковатого вкуса, хорошо растворимая в воде.
Спирты Температура замерзания Температура кипения Плотность г/см3
Этиловый - 10 78 0,79
Этиленгликоль -37 197 1,11
Глицерин -58 290 1,26
В: Подумайте, в чем причина различия физических свойств одноатомных и многоатомных спиртов?
В молекуле глицерина имеются 3 гидроксильные группы, значит число атомов водорода, способных к образованию водородной связи в 3 раза больше, чем в молекулах одноатомных спиртов. Поэтому, сила межмолекулярной связи в случае глицерина, гораздо больше, чем в молекулах одноатомных спиртов. В случае глицерина необходимо более сильное нагревание, более высокая температура, для того чтобы ослабить связи между молекулами до такой степени, чтобы они перешли в газообразное состояние. По этой причине многоатомные спирты более вязкие и температуры кипения их выше, чем у соответствующих одноатомных спиртов.
Вывод: число гидроксильных групп в спирте оказывает влияние на их физические свойства (за счет водородных связей).
В.: Как вы думаете, какие физические свойства многоатомных спиртов нашли своё применение в производстве и в быту?
(смягчение кожи - в парфюмерной промышленности, в кожевенном производстве, большая растворимость в воде – в пищевой промышленности)
Сообщение учащегося «Применение многоатомных спиртов»
Составление в тетрадях таблицы:
Область применения Свойство
Водный раствор этиленгликоля замерзает при низких температурах, поэтому его используют в качестве антифризов – жидкостей с низкой температурой замерзания, применяемых для охлаждения двигателей внутреннего сгорания.
В пищевой промышленности глицерин применяется как пищевая добавка Е422 в производстве кондитерских изделий для улучшения консистенции, для предотвращения проседания шоколада, увеличения объёма хлеба. Применяется при изготовлении экстрактов кофе, чая и других растительных веществ, которые мелко измельчают и обрабатывают водным раствором глицерина, нагревают и испаряют воду. Глицерин широко используется при производстве безалкогольных напитков. Экстракт, приготовленный на его основе, в разбавленном состоянии придает напиткам «мягкость».
В медицине глицерин используют для растворения лекарств, для предохранения от высыхания мазей, паст и кремов.
Глицерин усиливает моющую способность большинства сортов туалетного мыла, в которых он используется, придает коже белизну и смягчает её.
В сельском хозяйстве он применяется для обработки семян, что способствует их хорошему прорастанию, деревьев и кустарников, что защищает кору от непогоды.
В текстильной промышленности применяется в ткачестве, прядении, крашении, что придает тканям мягкость и эластичность, для получения анилиновых красок, растворителей для красок, при производстве синтетического шелка и шерсти.
В бумажной промышленности его применяют в производстве папиросной бумаги, пергамента, кальки, бумажных салфеток и жаронепроницаемой бумаги.
В кожевенной промышленности используют глицериновые растворы для дубления кожи.
Благодаря своей пластичности, свойству удерживать влагу и стойко переносить холод, глицерин используется в качестве пластификатора при производстве целлофана.
В.: На чем основано применение многоатомных спиртов?
Вывод: Применение веществ основано на их свойствах.
2.3. Химические свойства многоатомных спиртов.
В.: Какие химические свойства характерны для одноатомных спиртов?
(реакция горения, реакция замещения водорода гидроксильной группы на щелочной металл, взаимодействие с галогеноводородами и др.)
Проблема: будут ли эти свойства характерны для многоатомных спиртов?
Гипотеза: если многоатомные спирты содержат гидроксильные группы, то они имеют сходные свойства с одноатомными спиртами.
В.: Какими способами будем доказывать гипотезу?
(С помощью эксперимента).Демонстрационный опыт
1. Взаимодействие глицерина с натрием:
2СН2ОН – СНОН-СН2ОН + 6Nа = 2СН2ОNа –СНОNa- СН2ОNа +3 Н2
глицерат натрия.
Рассматриваем уравнение реакции глицерина с натрием на слайде, с зтиленгликолем – самостоятельно.
2. Взаимодействие глицерина с галогеноводородамиСН2ОН – СНОН-СН2ОН + 3НСI = СН2СI – СНСI – СН2СI + 3Н2О
1,2,3 - трихлорпропан
Рассматриваем уравнение реакции с глицерином на слайде, с зтиленгликолем – самостоятельно.
3. Взаимодействие с кислотами (азотной кислотой)
О каком веществе идет речь?
Я пью его в мельчайших дозах,
На сахар капаю раствор
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор.
СН2ОН – СНОН-СН2ОН + 3НОNO2 = СН2ОNO2 – СН ОNO2 – СН2ОNO2 + 3Н2О
В 1846 году итальянский химик Асканьо Собреро нагрел глицерин со смесью серной и азотной кислот. Полученный продукт при выделении взрывался с огромной силой. Так был открыт сложный эфир глицерина и азотной кислоты – тринитрат глицерина (нитроглицерин).
Это вещество пробовали применять в военных целях. Однако такая взрывчатка часто взрывалась от случайного сотрясения или удара. Решение проблемы предложил шведский инженер-химик, изобретатель промышленник А. Нобель, который в 1866 году обнаружил, что пропитанная нитроглицерином инфузорная земля безопасна при хранении и транспортировке и при этом сохраняет свои взрывчатые свойства, так был изобретен динамит, который используют при прокладке туннелей, в строительстве, военном деле.
Но ... нитроглицерин не только убивает, но и лечит:
1% раствор - сосудорасширяющее (кардиологическое) средство.
В.: Какой вывод о химических свойствах многоатомных спиртов можно сделать?
Вывод: Как вещества, содержащие гидроксильные группы, многоатомные спирты имеют сходные свойства с одноатомными спиртами.
Проблема. Должно ли вызвать появление новых химических свойств увеличение числа гидроксильных групп в молекулах многоатомных спиртов?
Гипотеза: Если в молекуле глицерина содержится несколько гидроксильных групп, это приведет к появлению новых химических свойств.
Лабораторный опыт «Качественная реакция многоатомных спиртов».
Лабораторный опыт выполняется по инструкции в учебнике.
Многоатомные спирты в отличие от одноатомных спиртов реагируют с нерастворимым основанием и легче окисляются. Взаимодействие глицерина с основанием говорит о том, что многоатомные спирты обладают слабыми кислотными свойствами.
Уравнение реакции глицерина с гидроксидом меди (II)
СН2 – ОН СН2 – О
Cu
СН – ОН + Сu(ОН)2↓ СН – О + 2Н2О

СН2 – ОН СН2 – ОН
ярко-синий раствор
глицерат меди (II)
Итак, мы рассмотрели отличительные свойства многоатомных спиртов.
В.: Что обусловливает качественные изменения при переходе от одноатомных спиртов к многоатомным?
Вывод: Особенностью многоатомных спиртов является большая подвижность атомов водорода в гидроксильной группе и легкая окисляемость радикала, причина – влияние этих групп друг на друга.
Сегодня на уроке мы проводим эксперимент по определению в товарах бытовой химии, косметике и жевательных резинках глицерина и других многоатомных спиртов.
В.: Какие свойства заложены в эти товары исходя из характеристик глицерина?
Реклама утверждает, что товары содержащие глицерин защищают кожу рук и оказывают смягчающее действие! В зубных пастах и жевательных резинках многоатомные спирты используются как задерживающие воду вещества. В ходе нашего эксперимента мы должны определить, содержат ли данные товары глицерин?
Гипотеза: если с образцами веществ возможна качественная реакция с гидроксидом меди(II), то данные вещества содержат многоатомные спирты.
Определите предполагаемые действия и наблюдения. Занести результаты в таблицу:
Жевательная резинка Крем Зубная паста Средство для мытья посуды
Вывод: жевательные резинки, крема, бытовая химия содержат многоатомные спирты: глицерин, сорбит, ксилит, маннит. Если мы обнаружили глицерин, то товар обладает смягчающим действием.
3. Рефлексивно-оценочный этап.
Возвращаемся к проблеме урока и выдвинутой гипотезе.
Проблема: какое строение и свойства имеют многоатомные спирты?
Гипотеза: если многоатомные спирты, также как и одноатомные содержат гидроксильную группу – ОН, то их строение и свойства похоже на одноатомные.
Подводим итоги исследования и делаем выводы:
Общие свойства многоатомных спиртов с одноатомными спиртами обусловлены наличием гидроксильной группы ОН;
Число гидроксильных групп влияет на физические свойства спирта (за счет водородных связей);
Увеличение гидроксильных групп в молекуле обусловило появление у многоатомных спиртов новых свойств по сравнению с одноатомными – взаимодействие с нерастворимыми основаниями.
Обсуждаем работу : какие исследовательские процедуры – эксперимент, работа с текстом, общее обсуждение результатов исследования были эффективны для поиска решения проблемы?
Домашнее задание
§ 9, учебника «Химия 10 класс» под редакцией О.С.Габриеляна.
Творческое задание:
- составить задания к проверочной работе по теме «Спирты»;
- составить презентацию о применении нитроглицерина.
Методическая литература:
Габриелян О.С. Химия.10 класс: Настольная книга учителя О.С.Габриелян. И.Г.Остроумов - М.: Дрофа, 2004
Румянцев Б.В. « Обобщенная экспериментальная деятельность учащихся как метод решения исследовательских задач»; Химия в школе; №7 2004 стр. 2004
Тихомирова Р. В. Урок химии в 10-м классе «Многоатомные спирты»http://festival.1september.ru/articles/563196
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ruhttp://himicom.ru/katalog-himicom/glicerin/

Приложенные файлы


Добавить комментарий