Методическая разработка " Гидролиз органических и неорганических веществ"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

КАМЧАТСКОГО КРАЯ

«КАМЧАТСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ЛЕКЦИИ

По дисциплине «Химия»

По теме: «Гидролиз неорганических и органических веществ»

Для специальности: 31.02.03 Лабораторная диагностика

Уровень подготовки базовый

Составитель:

Потапова Елена Витальевна – преподаватель высшей квалификационной категории ГБПОУ КК «Камчатский медицинский колледж»

Петропавловск-Камчатский, 2025

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методическая разработка лекции по теме «Гидролиз неорганических и органических веществ» разработана в соответствии с ФГОС СПО специальности 31.02.03 Лабораторная диагностика» и рассчитано на одно занятие (2 часа) в соответствии с календарно-тематическим планом программы учебной дисциплины.

Данная тема входит в изучение общеобразовательной дисциплины профильного уровня «Химия». Преподавание реализовано с учётом профессиональной направленности обучающихся по специальности 31.02.03 Лабораторная диагностика

Актуальность темы:

Понимание процессов, происходящих при гидролизе солей, необходимо для объяснения явлений, происходящих в живых организмах, природных комплексах и системах. Многие вопросы биологии, медицины, связаны с явлением гидролиза солей, поскольку он является основой их устойчивости и равновесия. В основе процесса пищеварения лежит реакция гидролиза, её надо учитывать при приготовлении растворов. Усвоение пищи связано с переходом питательных веществ в растворенное состояние. Поэтому будущему медицинскому работнику необходимо иметь представление о гидролизе.

Тип учебного занятия: лекция

Цели занятия:

Учебные:

- дать представление о гидролизе неорганических и органических веществ;

- научить записывать уравнение гидролиза неорганических солей в молекулярном и ионном виде;

- научить определять рН среды водного раствора солей, определять характер среды растворов солей по их составу. Показать практическое применение гидролиза.

- показать практическое применение гидролиза в природе и жизни человека;

Развивающие:

• способствовать развитию клинического и логического мышления, медицинской наблюдательности;

• способствовать развитию умения сравнивать и выделять различия;

• развивать познавательную и поисковую активность;

Воспитательные:

• повышение интереса к предмету, формирование положительного отношения к образовательному процессу, к самостоятельной работе;

• содействие личностному самоопределению обучающихся в отношении их будущей профессии

Обучающийся должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:

ОК 01. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам;

ОК 04. Эффективно взаимодействовать и работать в коллективе и команде;

ОК 05. Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке Российской Федерации с учетом особенностей социального и культурного контекста;

ОК 08. Использовать средства физической культуры для сохранения и укрепления здоровья в процессе профессиональной деятельности и поддержания необходимого уровня физической подготовленности.

Занятие способствует формированию у обучающихся следующих личностных результатов:

ЛР.12 Способный искать нужные источники информации и данные, воспринимать, анализировать, запоминать и передавать информацию с использованием цифровых средств; предупреждающий собственное и чужое деструктивное поведение в сетевом пространстве.

ЛР.13 Проявляющий навыки сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, проектной деятельности.

ЛР.14 Развивающий творческие способности, способный креативно мыслить.

ЛР.21 Соблюдающий и пропагандирующий правила здорового и безопасного образа жизни, спорта; предупреждающий либо преодолевающий зависимости от алкоголя, табака, психоактивных веществ, азартных игр и т.д.

ЛР.26 Готов к выполнению поставленной задачи, направленной на помощь пациенту в любой ситуации.

Обучающийся (базовый уровень) должен обладать профессиональными компетенциями, соответствующими видам деятельности:

ПК 1.1. Организовывать рабочее место.

ПК 1.2. Обеспечивать безопасную окружающую среду.

ПК 3.2. Пропагандировать здоровый образ жизни.

После изучения данной темы обучающийся должен:

уметь:

- давать понятия гидролизу;

-составлять уравнение гидролиза;

– характеризовать: общие химические свойства солей;

–объяснять: зависимость свойств химического элемента и образованных им веществ от положения в Периодической системе Д.И.  Менделеева;

– называть: изученные вещества;

– определять: принадлежность веществ к разным классам неорганических соединений; типы реакций в неорганической химии; типы и pH среды раствора.

– характеризовать: общие химические свойства основных классов неорганических соединений;

– объяснять: практическое применение и значение гидролиза в биохимических реакциях организма.

знать:

- Типы гидролиза в зависимости от кислоты и основания, которыми образованна соль.

- Классификацию кислот на сильные и слабые.

-Классификацию оснований на сильные и слабые.

- Значение гидролиза солей в живом организме, в природе, в быту.

Междисциплинарные связи:

• ОДП.03 Биология

• ОП.01 Анатомия и физиология человека

• ПМ.01 Проведение мероприятий по профилактике инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи.

Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности:

• словесный (лекция, объяснение, фронтальная беседа);

• наглядный (демонстрация таблиц, мультимедийной презентации, видеофрагментов)

Место проведения лекции: учебная аудитория ГБПОУ КК «Камчатский медицинский колледж».

Материально-техническое оснащение занятия:

• Компьютер;

• Мультимедийное сопровождение;

• Проектор.

СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ЗАНЯТИЯ

Ход занятия

Основные понятия: гидролиз, гидролиз по катиону, гидролиз по аниону, молекулярный вид уравнения гидролиза, общий ионный и краткий ионный виды уравнения, реакция среды.

Оборудование: проектная доска, компьютер.

Актуализация знаний:

1. Дайте определение понятию «соли» (Соли — сложные вещества, состоящие из катионов металлов и анионов кислотных остатков. ИЮПАК определяет соли как химические соединения, состоящие из катионов и анионов).

2. Какие Соли бывают, перечислите? (средние, основные, кислые, средние, двойные, комплексные).

3. Дайте определение понятию «электролит» (Электролиты — это вещества растворы или расплавы которых проводят электрический ток. NaCl, H2SO4, NaOH)

4. Дайте определение понятию «неэлектролит» (Неэлектролиты-это вещества, водные растворы или расплавы которых не проводят электрический ток. Кислород O2, азот N2, водород H2, многие органические вещества – спирты, глюкоза, сахароза, бензол и др.

5. Что такое кислота? (Кислота — это сложное соединение состоящая из катиона водорода и кислотного остатка)

Гидролиз — взаимодействие соли с водой, в результате которого идет образование слабого электролита.

Если кислота — кислая соль, если основание — основная соль, и происходит изменение среды раствора.

Гидролиз — процесс обратимый. Гидролизу подвергаются растворимые соли, в состав которых входит либо катион слабого электролита, либо анион слабого электролита.

Если катион слабого электролита — идет гидролиз по катиону.

Если анион слабого электролита — идет гидролиз по аниону.

Если катион и анион много зарядные (H₂SO_4, H₃PO₄) — гидролиз идет ступенчато.

Если в состав соли входят катион и анион слабых электролитов (выпадает осадок, выделяется газ), идет необратимый гидролиз.

Гидролизу не подвергаются соли, образованные катионами и анионами сильных электролитов, а также нерастворимые в воде соли.

Пример:

В эксперименте были соли:

АlСl₃ — соль образована слабым электролитом — основанием Аl(ОН)₃, сильной кислотой — соляной, гидролизуется по катиону.

Na₂CO₃ — соль образована сильным основанием NaOH и слабой кислотой.

Н₂СO₃ — угольной, гидролизуется по аниону.

NaCl — соль образована сильным основанием NaOH и сильной кислотой НСl, гидролиза нет.

Алгоритм составления уравнения гидролиза соли:

1. Составить уравнение диссоциации соли, определить ион слабого электролита.

2. Составить уравнение его взаимодействия с водой, определить продукты гидролиза в виде ионов.

3. Сделать вывод о среде электролита.

4. Составить уравнение в молекулярном и ионном виде.

Al³⁺ — катион алюминия, слабое основание гидролиза по катиону

среда кислая, т. к. [Н⁺] [ОН^-]

Другой вариант алгоритма составления уравнения гидролиза соли:

а) по химической формуле соли определить, какой кислотой и каким основанием образована соль;

б) записать левую часть уравнения в молекулярном виде;

в) составить уравнение в общем ионном виде, предположим, согласно этому уравнению, продукты правой части уравнения в молекулярном виде;

г) сократить одинаковые ионы в левой и правой частях уравнения общего ионного вида;

д) составить уравнение гидролиза в кратком виде, определить среду.

Пример:

а) Na₂CO₃ — соль образована NaOH — сильное основание, Н₂СO₃ — слабая кислота, гидролиз по аниону СO₃^2-;

Предполагаем продукты правой части уравнения: соль NaHCO₃ и основание NaOH; записываем в правую часть молекулярного уравнения;

г) составляем краткое ионное уравнение гидролиза, сокращаем катионы натрия:

Вывод: [ОН^-] [Н⁺] — среда щелочная; pH 7.

Сделаем общий вывод проведенного в начале урока эксперимента: соли подверглись гидролизу, вследствие чего раствор вызвал определенную реакцию среды.

Если следует дать ответ быстро, не составляя уравнения гидролиза соли, следует помнить: «сильное пересиливает слабое».

Определить, какими по силе электролитами образована соль, если сильным основанием — щелочная реакция среды: К_{д осн} К_{д кис}, если сильной кислотой — среда кислая: К_{д кисл} К_{д осн}, если и основание, и кислота сильные — реакция среды нейтральная: К_{д кисл} = К_{д осн}.

Пример:

Какую реакцию среды имеют растворы солей CuSO₄, KNO₂, Na₂SO₄?

CuSO₄ — реакция среды кислая, т. к. соль образована сильной кислотой — серной.

KNO₂ — реакция среды щелочная, т. к. соль образована сильным основанием.

Na₂SO₄ — реакция среды нейтральная, т. к. соль образована сильной кислотой и сильным основанием.

Если соль образована многозарядным ионом, то гидролиз идет ступенчато.

Пример:

Почему при гидролизе соли не наблюдается выпадение осадка, т. е. не доходит гидролиз до III ступени?

Так как гидролиз — процесс обратимый, то как только начинает возрастать концентрация катионов водорода, то по принципу Лe Шателье равновесие смещается в сторону обратной реакции, в сторону исходных продуктов.

Если требуется усилить гидролиз, то можно повысить t°, увеличить концентрации исходных продуктов или добавить в раствор кислоту, катионов водорода. Гидролиз будет подавлен.

Чтобы усилить гидролиз соли, следует добавить в раствор соединение, связывающее катион водорода, т.е. добавить раствор щелочи.

Наблюдается образование воды Н⁺ + ОН^- = Н₂O, вследствие чего концентрация катионов водорода уменьшается и равновесие смещается в сторону прямой реакции. Гидролиз усиливается.

Можно добавить раствор соли, который имеет щелочную реакцию среды.

В случае гидролиза соли, образованной слабой кислотой, слабым основанием, образуются конечные продукты — слабое основание, слабая кислота. Гидролиз необратимый.

Какая реакция среды при таком гидролизе возможна? Среда определяется сравнением К_д слабых электролитов. Среда определяется большим значением К_д.

Пример.

В данном случае реакция среды будет нейтральной, т. к. К_д реагентов равны.

В таблице растворимости солей, кислот, оснований в воде в примечании указано «в водной среде разлагаются», т. е. подвергаются гидролизу.

Обобщение и выводы

1. Гидролиз — взаимодействие соли с водой с образованием слабого электролита и изменением реакции среды.

2. Гидролиз — обратимый процесс.

3. Возможен гидролиз: а) по катиону; б) по аниону.

4. Реакция среды зависит от соотношения К_д электролитов, образовавших соль.

5. Гидролиз необратим в том случае, если хотя бы один из продуктов гидролиза уходит из сферы реакции. Он сразу идет и по катиону, и по аниону.

Практическое значения гидролиза:

Гидролиз имеет большое значение в живом организме, живой природе, в практической жизни человека.

В качестве моющего средства в древности использовали золу, в состав которой входит К₂СО₃ — карбонат калия, в воде гидролизуется с образованием щелочной реакции.

Раствор становится мыльным. В настоящее время в быту используют мыло, моющие стиральные порошки — натриевые, калиевые соли высших жирных карбоновых кислот — стеариновой и пальмитиновой.

Гидролизуясь в водном растворе они дают щелочную реакцию:

В состав моющих средств входят соли неорганических кислот: фосфат, карбонат, они усиливают моющее действие.

В фотографическом деле соли — бура Na₂B₂О₄, Na₂CО₃, К₂СО₃, гидролизуясь, создают щелочную реакцию.

При недостатке кислотности почвы у растений развивается заболевание хлороз. В почву вводится удобрение (NH₄)₂SО₄, которое повышает кислотность почвы благодаря гидролизу по катиону:

Благодаря солям, входящим в состав крови — NaHCО₃, NО₂, НРО₄, поддерживается определенная реакция среды. Они регулируют избыток Н⁺ и избыток ОН^-. При избытке Н⁺ они связываются с ОН^- и равновесие смещается вправо, усиливается гидролиз.

При избытке ОН^- равновесие будет смешаться влево. Благодаря этому pH крови колеблется незначительно.

В полости рта поддерживается определенная среда. Благодаря аниону НPO₄^2-, входящему в состав слюны, pH колеблется от 7 до 7,5.

Гидролиз органических веществ

Гидролиз характерен и для большинства органических веществ — это их важнейшее органическое свойство.

Однако в этих случаях вода — реагент, и не обязательно один из продуктов — слабый электролит, как при гидролизе неорганических веществ, и не всегда изменяется среда раствора.

Гидролиз органических веществ также процесс обратимый, возможно наступление химического равновесия, и необходимо знать условия его смещения по принципу Ле Шателье.

Следует помнить, что изучение теоретических основ гидролиза требует знаний не только ранее изученных вопросов курса химии, но и вопросов курса биологии, особенно обмен веществ в живом организме.

Задания для самостоятельной работы студентов:

1.Задания для закрепления знаний, умений определять характер среды и цвет индикатора (приложение Б)

2.

3.

4.

II. Обобщение и выводы

Мы изучили более углубленно процесс гидролиза, типы, значение в биохимических реакциях.

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с процессами гидролиза – при стирке белья, мытье посуды, умывании мылом. Даже процессы пищеварения, в частности, расщепления жиров, белков, углеводов протекают благодаря гидролизу.

Рассмотрение данной темы в курсе предмета « Химии » показывают огромную роль гидролиза в процессах жизнедеятельности организма. На нём основываются процессы питания и выделения, поддержания гомеостаза (постоянства среды) и перераспределения энергии. Без этого процесса не было бы возможным усвоение пищевых продуктов, так как высасываться в кишечнике способны только относительно небольшие молекулы. Образующиеся в процессе переваривания пищи вещества-мономеры, вступают в ряд реакций. Во многих из них они окисляются, и энергия, выделяющаяся при этом окислении, используется для синтеза АТФ из АДФ – основного процесса аккумулирования энергии в живых организмах. Эта энергия необходима для роста и нормального функционирования организма. Человек получает её как за счёт многостадийного процесса окисления пищи – белков, жиров и углеводов, так и за счёт гидролиза некоторых сложных эфиров, амидов, пептидов и гликозидов. Гидролиз – также основа синтеза мочевины. 

III. Задание для внеаудиторной самостоятельной работы:

1. Заполнить таблицы по определению характеру среды и цвету индикатора.

2. Выучить конспект.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Основная литература:

1. Габриелян, О. С. Химия: 11-й класс: базовый уровень: учебник / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — 5-е изд., стер. — Москва: Просвещение, 2023. — 128 с.

2. Урок 7. Гидролиз органических и неорганических соединений. - Химия - 11 класс – Видео. // Российская электронная школа: сайт. – URL: https://resh.edu.ru/subject/lesson/5912/conspect/92790/ (дата обращения: 12.03.2024).

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.

Физкультминутка для глаз

Цвет индикаторов в различных средах