Химические свойства уксусной кислоты: общие свойства с минеральными кислотами и реакция этерификации
План урока
1. Тема программы- Карбоновые кислоты
2. Тема урока– Химические свойства уксусной кислоты: общие свойства с минеральными кислотами и реакция этерификации.
3. Тип урока – урок усвоения знаний, полученных ранее
4. Вид урока - практическое занятие
5. Цели урока:
образовательная- рассмотреть общие свойства карбоновых кислот в сравнении со свойствами минеральных кислот; рассмотреть реакцию этерификации; уметь экспериментально подтверждать указанные свойства.
развивающая - развивать исследовательские навыки и умение записывать химические реакции с участием органических веществ;
воспитательная - воспитывать самостоятельность мышления и аккуратность в обращении с участием органических веществ; формировать у каждого учащегося умения работать в группе.
5. Методы обучения – словесные, наглядные, практические
6. Материально-техническое обеспечение - Интерактивная доска, компьютер, презентация «Химические свойства карбоновых кислот», инструктивные карточки.
Оборудование: штатив с пробирками, пипетки, спиртовки, держатели, делительная воронка, водяная баня. Реактивы: соляная, борная, серная и уксусная кислоты, этанол, изоамиловый спирт, раствор поваренной соли, CuSO4 , Na2CO3, CuO (II), КОН, NaОН, порошок Мg, лакмус.
7. Ход урока
ХОД УРОКА
I. Организационный момент (1 мин.) – постановка цели.
II Разминка (5 мин.)
Преподаватель. Вам уже известны общие физические свойства карбоновых кислот, знаете вы и строение функциональной группы, номенклатуру этих кислородосодержащих органических соединений. А хорошо ли вам знакомы отдельные представители этого класса соединений?
Презентация с картинками овощей, где находятся карбоновые кислоты.
1-ое вещество. Название этого вещества древними греками отождествлялось с самим представлением о кислом. Нам оно хорошо известно в жидком агрегатном состоянии, но при охлаждении ниже 17 0С превращается в бесцветные кристаллы, похожие на лед.
Ответ: уксусная кислота
2-ое вещество.
Этим веществом богаты шпинат, листья свеклы, репы, горчицы. Впервые данная кислота была синтезирована в 1924 г. Она входит в составы для удаления ржавчины и оксидных плёнок на металле. НООС-СООН
Ответ: щавелевая кислота
3-е вещество. Впервые было получено алхимиком Агриколой, который наблюдал при прокаливании в янтаре похожие на соль белый налет. Это вещество используется в медицине.
Ответ: янтарная кислота – пакетик с янтарной кислоты и табличка с формулой НООС-СН2-СН2-СООН.
Янтарная кислота - настоящий подарок для нас. Это естественное вещество, которое присутствует в организме, вырабатывается им. При приёме внутрь не вызывает привыкания и не вызывает особых побочных эффектов, укрепляет иммунитет, усиливает клеточное дыхание, способствует усвоению кислорода клетками.
Беседа по итогам мини-разминки:
- к какому классу кислородосодержащих органических соединений относятся эти вещества?
- как называется функциональная группа, содержащаяся в этих соединениях?
- как вы думаете, какие свойства данных органических соединений мы еще не рассматривали?
В ходе обсуждения ответов формулируются изучаемые вопросы:
а) какая связь существует между свойствами карбоновых кислот и их строением?
б) сходны ли по свойствам органические кислоты и минеральные и если сходны, в чем причина этого?
Затем определяются направления работы и способы их решения, заранее оговариваются формы представления результатов работы, критерии оценивания работ. Работа класса организуется в малых группах, каждая из которых выполняет собственное исследование.
III. Практическая работа – исследование (35 минут)
– Мы продолжим изучение кислот, исследуем какие химические свойства характерны для предельных одноосновных карбоновых кислот, на примере уксусной кислоты в сравнении с соляной кислотой – представителем неорганической химией.
Учащиеся работают по группам. На столах учащихся лежат инструкции. (Приложение 1).
– Внимательно прочитайте инструктивную карточку. Выполните все задания.
Соблюдайте правила техники безопасности при работе с кислотами!
Группа 1. Исследование химических свойств уксусной кислоты общих со свойствами минеральных кислот. (Взаимодействие с металлами и действие на индикатор).
Группе необходимо на основе знаний химических свойств минеральных кислот (на примере соляной кислоты) выдвинуть гипотезу о возможности переноса этих свойств на уксусную кислоту. Учащиеся самостоятельно проводят химический эксперимент и сравнивают взаимодействие соляной и уксусной кислоты с лакмусом и порошком магния, соблюдая правила техники безопасности, в ходе выполнения лабораторного опыта учащиеся должны подтвердить или опровергнуть предположение о сходстве общих химических свойств минеральных и органических кислот. Результатом работы должны стать наблюдения, оформленные в виде таблицы. Записи уравнений реакции взаимодействия магния с кислотами и вывод о причинах изменения окраски индикатора в растворах кислот, а так же указаны названия полученных веществ.
Задание для группы 1.
Практическая работа: «Свойства уксусной кислоты в сравнении со свойствами соляной кислоты на примере взаимодействие с металлами и действие на индикатор».
Цель: Изучить кислотные свойства уксусной кислоты. Сравнить химические свойства минеральных и органических кислот.
Опыт 1. В две пробирки налейте 1 – 2 мл раствора уксусной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с органическими веществами и минеральными кислотами). В первую внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора). Во вторую добавьте немного порошка магния.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции.
Опыт 2. В две пробирки налейте 1 – 2 мл раствора соляной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с кислотами). В одну пробирку 1 -2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора). В другую добавьте немного порошка магния.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции. Наблюдения оформите в виде таблицы.
№ опыта Действие Наблюдение Уравнение реакции
Уксусная кислота 1 Взаимодействие уксусной кислоты с лакмусом Лакмус окрасился в красный цвет 2 Взаимодействие уксусной кислоты с магнием Выделение газа 2СH3COOH+Mg=Mg(CH3COО)2+H2
2Н+ + Mg = Mg 2+ + Н2
Соляная кислота 3 Взаимодействие соляной кислоты с лакмусом Лакмус окрасился в красный цвет 4 Взаимодействие соляной кислоты с магнием Выделение газа 2HCl+Mg=MgCl2+H2
2Н+ + Mg = Mg 2+ + Н2
Вывод: уксусная и соляная кислоты одинаково взаимодействуют с активным металлом магнием. Магний вытесняет водород из растворов кислот.
Группа 2. Исследование химических свойств уксусной кислоты общих со свойствами минеральных кислот. (Взаимодействие с оксидами металлов и основаниями).
Группе необходимо на основе знаний химических свойств минеральных кислот (на примере соляной кислоты) выдвинуть гипотезу о возможности переноса этих свойств на уксусную кислоту. Учащиеся самостоятельно проводят химический эксперимент и сравнивают взаимодействие соляной и уксусной кислоты с растворами щелочей и взаимодействие с оксидом магния. Результатом работы должно стать составление уравнения химических реакций взаимодействия уксусной и соляной кислот с предложенными веществами и оформление результатов эксперимента в виде таблицы.
Задание для группы 2.
Практическая работа: «Свойства уксусной кислоты в сравнении со свойствами соляной кислоты на примере взаимодействие с оксидами металлов и основаниями».
Цель. Изучить кислотные свойств уксусной кислоты. Сравнить химические свойства минеральных и органических кислот.
Опыт 1. В две пробирки налейте 1 – 2 мл раствора уксусной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с органическими веществами). В первую добавьте немного порошка оксида магния. Во вторую пробирку внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора), затем нейтрализуйте кислоту раствором щелочи (гидроксида натрия).
Отметьте, какие изменения произошли.
Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции.
Опыт 2. В две пробирки налейте 1 – 2 мл раствора соляной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с кислотами). В первую добавьте немного порошка оксида магния. Во вторую пробирку внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора), затем нейтрализуйте кислоту раствором щелочи.
Отметьте, какие изменения произошли.Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции. Наблюдения оформите в виде таблицы.
№ опыта Действие Наблюдение Уравнение реакции
Уксусная кислота 1 Взаимодействие уксусной кислоты с порошком оксида магния Наблюдаем постепенное растворение порошка магния в кислоте 2СH3COOH+MgО=Mg(CH3COО)2+H2О
2Н+ + MgО = Mg 2+ + Н2О
2 Взаимодействие уксусной кислоты с лакмусом и раствором гидроксида натрия При добавлении лакмуса к раствору кислоты его окраска изменилась на красную, затем при внесении нескольких капель щелочи раствор обесцветился.
СH3COOH+КОН=CH3COОК+H2О
Н+ + ОН-= Н2О
Соляная кислота 3 Взаимодействие соляной кислоты с порошком оксида магния Наблюдаем постепенное растворение порошка магния в кислоте 2HCl+MgО=MgСl2+H2О
2Н+ + MgО = Mg 2+ + Н2О
4 Взаимодействие соляной кислоты с лакмусом и раствором гидроксида натрия При добавлении лакмуса к раствору кислоты его окраска изменилась на красную, затем при внесении нескольких капель щелочи раствор обесцветился. HCl+КОН = КCl +H2О
Н+ + ОН-= Н2О
Вывод: уксусная и соляная кислоты одинаково реагируют с оксидами металлов и щелочами, образуя соответствующие соли и воду.
Группа 3. Изучение взаимодействия уксусной и соляной кислот с солями и нерастворимыми основаниями.
Учащиеся выдвигают предположение о сходстве химических свойств минеральных и органических кислот и самостоятельно проводят химический эксперимент, в котором сравнивают взаимодействие этих кислот с карбонатом натрия и гидроксидом меди (II). Результат исследования – запись уравнений химических реакций, оформление наблюдений.
Задание для группы 3.
Практическая работа: «Свойства уксусной кислоты в сравнении со свойствами соляной кислоты на примере взаимодействия с солями и нерастворимыми основаниями».
Цель. Изучить кислотные свойства уксусной кислоты. Сравнить химические свойства минеральных и органических кислот.
Опыт 1. Налейте в пробирку 2- 3 мл раствора сульфата меди (II) и прибавьте 1 – 2 мл раствора гидроксида калия (отметьте, что наблюдаете), затем налейте немного уксусной кислоты. Во вторую пробирку добавьте 1-2 мл раствора уксусной кислоты, затем добавьте раствор карбоната натрия.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции.
Опыт 2. Налейте в пробирку 2- 3 мл раствора сульфата меди (II) и прибавьте 1 – 2 мл раствора гидроксида калия (отметьте, что наблюдаете), затем налейте раствор соляной кислоты. Во вторую пробирку добавьте 1-2 мл раствора соляной кислоты, затем добавьте раствор карбоната натрия.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции. Наблюдения оформите в виде таблицы.
№№ опыта Действие Наблюдение Уравнение реакции
Уксусная кислота 1 Взаимодействие уксусной кислоты и нерастворимого основания (гидроксида меди (II)). При смешивании растворов сульфата меди (II) и гидроксида натрия выпал осадок синего цвета, который растворяется при добавлении раствора уксусной кислоты CuSO4+2KOH=Cu(OH)2+K2SO4
Cu2++2OH-=Cu(OH)2
Cu(OH)2+2СH3COOH= Cu(CH3COО)2+2H2О
Cu(OH)2+2CH3COO-= Cu2+ + 2H2O
2 Взаимодействие уксусной кислоты с раствором карбоната натрия Выделение газа 2CH3COOH + Na2CO3= 2CH3COONa + CO2+ H2O
2H+ + CO32- = CO2 + H2O
Соляная кислота 3 Взаимодействие соляной кислоты с нерастворимым основанием (гидроксидом меди (II)). При смешивании растворов сульфата меди (II) и гидроксида натрия выпал осадок синего цвета, который растворяется при добавлении раствора соляной кислоты CuSO4+2KOH=Cu(OH)2+K2SO4
Cu2++2OH-=Cu(OH)2
Cu(OH)2+2HCl= CuCl2+2H2О
Cu(OH)2+2Cl-= Cu2+ + 2H2O
4 Взаимодействие раствора соляной кислоты с раствором карбоната натрия Выделение газа 2HCl + Na2CO3= 2NaCl + CO2+ H2O
2H+ + CO32- = CO2 + H2O
Вывод: уксусная и соляная кислоты проявляют общие химические свойства, реагируют с нерастворимыми основаниями и солями.
Группа 4. Изучение взаимодействия уксусной и борной кислот со спиртами. Учащиеся выдвигают предположение о сходстве химических свойств минеральных и органических кислот и самостоятельно проводят химический эксперимент, в котором сравнивают взаимодействие этих кислот с этанолом и изоамиловым спиртами. Результат исследования – запись уравнений химических реакций, оформление наблюдений.
Группа 4.
Практическая работа: «Свойства уксусной кислоты в сравнении со свойствами борной кислоты на примере реакции этерификации»
Цель. Изучить кислотные свойства уксусной кислоты. Сравнить химические свойства минеральных и органических кислот.
Опыт 1. В пробирку налейте 2 мл изоамилового спирта, 2 мл концентрированной уксусной кислоты и 0,5-1 мл концентрированной серной кислоты. Смесь хорошо перемешайте и нагревайте несколько минут на водяной бане до пожелтения жидкости (но не до кипения).Дайте смеси остыть, затем вылейте в пробирку с холодной водой или с насыщенным раствором поваренной соли: эфир соберется на поверхности. Отделите эфир с помощью делительной воронки.
Какой ощущается запах? Сделайте соответствующий вывод. Составьте уравнения проведенной реакции.
Опыт 2. В фарфоровую чашечку поместите несколько кристалликов борной кислоты, добавьте 1 мл этилового спирта. Хорошо перемешайте смесь стеклянной палочкой. Поднесите к ней зажженную лучинку. Образовавшийся сложный эфир - триэтилборат сгорает красивым зеленым пламенем.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте уравнения проведенной реакции. Наблюдения оформите в виде таблицы.
№ опыта Действие Наблюдение Уравнение реакции
Уксусная кислота 1 Взаимодействие уксусной кислоты и изоамилового спирта в присутствии серной кислоты, смесь осторожно нагревают При смешивании растворов уксусной кислоты и изоамилового спирта образуется бесцветная подвижная жидкость (изоамилацетат) с резким фруктовым запахом, напоминающим запах груш CH3-C(-CH3)(-CH3)-CH2OH + (H2SO4,t) CH3COOH = CH3COO-CH2-C(-CH3)(-CH3)-CH3 + H2O (реакция этерификации)
Борная кислота 2 Взаимодействие борной кислоты и этилового спирта При поджигании, полученный раствор горит зеленым пламенем H3В3О5 + С2Н5ОН = В(ОС2Н5)3 триэтилбромат
Вывод: Взаимодействие со спиртами – это реакция этерификации: спирты вступают в реакции с минеральными и органическими кислотами, образуя сложные эфиры. Реакция обратима (обратный процесс – гидролиз сложных эфиров).
После завершения исследования группы представляют результаты своей работы, которые оцениваются по следующим критериям:
Умение учащихся кратко обобщить и записать итог выполненной работы в виде химических формул, уравнений, словесных выводов.
Умение учащихся конкретно, полно, развернуто и научно объяснить полученные результаты исследования.
Использование наглядности (моделей, таблиц, схем, эксперимента) для обоснования своих теоретических выводов.
Участие (активность) каждого учащегося в работе группы.
Умение анализировать, сравнивать логически мыслить и делать выводы.
IV. Закрепление ( 4 минуты).
В качестве закрепления знаний и обобщения полученных результатов учащимся предлагается ответить на вопросы мини-теста «Пятерочка»
Тест.
№1. Уксусная кислота в растворе реагирует с веществами:
а) NН3 г) ZnO
б) FeO д) CO
в) Na2CO3
№2. Предельные одноосновные карбоновые кислоты имеют общую формулу:
а) СnН2nO г) СnН2nO3
б) СnН2nO2 д) СnН2n-2O2
в) СnН2n+2O
№3. Какие признаки верно отражают физические свойства уксусной кислоты.
а) газообразное вещество г) при комнатной температуре бесцветная жидкость
б) имеет характерный запах д) плохо растворяется в воде
в) хорошо растворяется в воде
№4. Соли уксусной кислоты называются:
а) формиаты г) ацетаты
б) цитраты д) оксалаты
в) пропионаты
№5. При взаимодействии уксусной кислоты с карбонатом натрия образуются вещества:
а) Н2СО3 г) СН3СООNa
б) СО2 д) NaОН
в) Н2О
7. Домашнее задание: подготовка к лабораторной работе.
Приложение 1
Задание для группы 1.
Практическая работа: «Свойства уксусной кислоты в сравнении со свойствами соляной кислоты на примере взаимодействие с металлами и действие на индикатор».
Цель: Изучить кислотные свойства уксусной кислоты. Сравнить химические свойства минеральных и органических кислот.
Опыт 1. В две пробирки налейте 1 – 2 мл раствора уксусной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с органическими веществами и минеральными кислотами). В первую внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора). Во вторую добавьте немного порошка магния.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции.
Опыт 2. В две пробирки налейте 1 – 2 мл раствора соляной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с кислотами). В одну пробирку 1 -2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора). В другую добавьте немного порошка магния.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции. Наблюдения оформите в виде таблицы.
№ опыта Действие Наблюдение Уравнение реакции
Уксусная кислота 1 Взаимодействие уксусной кислоты с лакмусом 2 Взаимодействие уксусной кислоты с магнием Соляная кислота 3 Взаимодействие соляной кислоты с лакмусом 4 Взаимодействие соляной кислоты с магнием Вывод:
Задание для группы 2.
Практическая работа: «Свойства уксусной кислоты в сравнении со свойствами соляной кислоты на примере взаимодействие с оксидами металлов и основаниями».
Цель. Изучить кислотные свойств уксусной кислоты. Сравнить химические свойства минеральных и органических кислот.
Опыт 1. В две пробирки налейте 1 – 2 мл раствора уксусной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с органическими веществами). В первую добавьте немного порошка оксида магния. Во вторую пробирку внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора), затем нейтрализуйте кислоту раствором щелочи (гидроксида натрия).
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции.
Опыт 2. В две пробирки налейте 1 – 2 мл раствора соляной кислоты (помните о правилах техники безопасности при работе с кислотами). В первую добавьте немного порошка оксида магния. Во вторую пробирку внесите 1-2 капли лакмуса (отметьте цвет индикатора), затем нейтрализуйте кислоту раствором щелочи.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции. Наблюдения оформите в виде таблицы.
№ опыта Действие Наблюдение Уравнение реакции
Уксусная кислота 1 Взаимодействие уксусной кислоты с порошком оксида магния 2 Взаимодействие уксусной кислоты с лакмусом и раствором гидроксида натрия Соляная кислота 3 Взаимодействие соляной кислоты с порошком оксида магния 4 Взаимодействие соляной кислоты с лакмусом и раствором гидроксида натрия Вывод:
Задание для группы 3.
Практическая работа: «Свойства уксусной кислоты в сравнении со свойствами соляной кислоты на примере взаимодействия с солями и нерастворимыми основаниями».
Цель. Изучить кислотные свойства уксусной кислоты. Сравнить химические свойства минеральных и органических кислот.
Опыт 1. Налейте в пробирку 2- 3 мл раствора сульфата меди (II) и прибавьте 1 – 2 мл раствора гидроксида калия (отметьте, что наблюдаете), затем налейте немного уксусной кислоты. Во вторую пробирку добавьте 1-2 мл раствора уксусной кислоты, затем добавьте раствор карбоната натрия.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции.
Опыт 2. Налейте в пробирку 2- 3 мл раствора сульфата меди (II) и прибавьте 1 – 2 мл раствора гидроксида калия (отметьте, что наблюдаете), затем налейте раствор соляной кислоты. Во вторую пробирку добавьте 1-2 мл раствора соляной кислоты, затем добавьте раствор карбоната натрия. Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения проведенной реакции. Наблюдения оформите в виде таблицы.
№ опыта Действие Наблюдение Уравнение реакции
Уксусная кислота 1 Взаимодействие уксусной кислоты и нерастворимого основания (гидроксида меди (II)). 2 Взаимодействие уксусной кислоты с раствором карбоната натрия Соляная кислота 3 Взаимодействие соляной кислоты с нерастворимым основанием (гидроксидом меди (II)). 4 Взаимодействие раствора соляной кислоты с раствором карбоната натрия Вывод:
Задание для группы 4.
Практическая работа: «Свойства уксусной кислоты в сравнении со свойствами борной кислоты на примере реакции этерификации»
Цель. Изучить кислотные свойства уксусной кислоты. Сравнить химические свойства минеральных и органических кислот.
Опыт 1. В пробирку налейте 2 мл изоамилового спирта, 2 мл концентрированной уксусной кислоты и 0,5-1 мл концентрированной серной кислоты. Смесь хорошо перемешайте и нагревайте несколько минут на водяной бане до пожелтения жидкости (но не до кипения). Дайте смеси остыть, затем вылейте в пробирку с холодной водой или с насыщенным раствором поваренной соли: эфир соберется на поверхности. Отделите эфир с помощью делительной воронки.
Какой ощущается запах? Сделайте соответствующий вывод. Составьте уравнения проведенной реакции.
Опыт 2. В фарфоровую чашечку поместите несколько кристалликов борной кислоты, добавьте 1 мл этилового спирта. Хорошо перемешайте смесь стеклянной палочкой. Поднесите к ней зажженную лучинку.
Отметьте, какие изменения произошли. Сделайте соответствующий вывод. Составьте уравнения проведенной реакции. Наблюдения оформите в виде таблицы.
№ опыта Действие Наблюдение Уравнение реакции
Уксусная кислота 1 Взаимодействие уксусной кислоты и изоамилового спирта в присутствии серной кислоты, смесь осторожно нагревают Борная кислота 2 Взаимодействие борной кислоты и этилового спирта, смесь осторожно поджигают Вывод: