План-конспект открытого урока по химии для 10 класса по теме «Карбоновые кислоты»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа имени Рустема Абзалова с. Алкино-2 муниципального района Чишминский район Республики Башкортостан

План-конспект открытого урока по химии для 10 класса по теме

«Карбоновые кислоты»

Составитель:

Ибатуллина Р.Р учитель биологии и химии МБОУ СОШ с.Алкино-2

Цели урока:

Обучающие: дать понятие о карбоновых кислотах и их классификации. Разобрать строение карбоксильной группы. Рассмотреть номенклатуру и изомерию карбоновых кислот, нахождение в природе, физические и химические свойства, получение и применение.

Развивающие: развитие познавательных интересов и коммуникативных качеств.

Воспитательные: воспитывать внимание, инициативу, культуру умственного труда.

Оборудование: образцы уксусной, бензойной, стеариновой кислот, компьютер, мультимедиа-проектор, презентации.

Задачи:

1. Рассмотреть основные классы карбоновых кислот и их структурные особенности.

2. Изучить физические и химические свойства карбоновых кислот.

3. Ознакомить с методами получения карбоновых кислот.

4. Рассмотреть применение карбоновых кислот в различных отраслях.

5. Развить навыки работы с химическими уравнениями и расчетами.

I. Введение

1.1. Актуальность темы

Карбоновые кислоты — это важный класс органических соединений, которые имеют широкое применение в химической промышленности, медицине, пищевой промышленности и биохимии. Изучение карбоновых кислот позволяет понять основные принципы органической химии и их влияние на окружающую среду.

1.2. Определение карбоновых кислот

Карбоновые кислоты — это органические соединения, содержащие одну или несколько карбоксильных групп (-COOH). Они могут быть как насыщенными, так и ненасыщенными.

II. Структурные особенности карбоновых кислот

2.1. Общая структура

Формула: Общая формула карбоновых кислот — CnH2n+1COOH, где n — количество углеродных атомов.

Карбоксильная группа: Основной функциональной группой является карбоксильная группа (-COOH), которая определяет свойства кислот.

2.2. Классификация карбоновых кислот

Карбоновые кислоты классифицируются по числу карбоксильных групп и в зависимости от природы радикала.

По основности ( по числу карбоксильных групп) кислоты делятся на:

одноосновные (монокарбоновые), m=1;

двухосновные (дикарбоновые), m=2;

трёхосновные (трикарбоновые, m=3; и т.д.

В зависимости от строения углеводородного радикала R карбоновые кислоты делятся на:

предельные (насыщенные), R=алкил;

непредельные (ненасыщенные) – производные непредельных углеводородов;

ароматические – производные ароматических углеводородов.

Некоторые представители карбоновых кислот. 

Наибольшее значение имеют насыщенные монокарбоновые кислоты или (предельные одноосновные кислоты).

К предельным одноосновным карбоновым кислотам относятся органические вещества, в молекулах которых имеется одна карбоксильная группа, связанная с радикалом предельного углеводорода или с атомом водорода.

Номенклатура и изомерия.

По международной заместительной номенклатуре название кислоты производят от названия соответствующего (с тем же числом атомов углерода) углеводорода с добавлением окончания -овая и слова кислота. Нумерацию цепи всегда начинают с атома углерода карбоксильной группы, поэтому в названиях положение группы -СООН не указывают.

Внутри класса возможна только изомерия углеродной цепи. Первые три члена гомологического ряда изомеров не имеют. Четвёртый член гомологического ряда существует в виде двух изомеров. Пятый член ряда существует в виде четырёх изомеров. Монокарбоновые кислоты изомерны сложным эфирам карбоновых кислот.

III. Физические свойства карбоновых кислот

3.1. Температура кипения и плавления

• Карбоновые кислоты имеют высокие температуры кипения и плавления по сравнению с углеводородами аналогичной молекулярной массы из-за водородных связей между молекулами.

3.2. Растворимость

• Низкомолекулярные карбоновые кислоты (до 4 углеродов) хорошо растворимы в воде благодаря образованию водородных связей. С увеличением длины углеродной цепи растворимость уменьшается.

3.3. Запах и вкус

• Многие карбоновые кислоты имеют характерный запах и вкус (например, уксусная кислота имеет резкий запах).

IV. Химические свойства карбоновых кислот

4.1. Кислотные свойства

Карбоновые кислоты являются слабыми или сильными кислотами в зависимости от структуры:

• Реакция с основаниями:

RCOOH + NaOH → RCOONa + H₂O

• Реакция с металлами:

2RCOOH + Mg → (RCOO)₂Mg + H₂↑

4.2. Реакции с алкоголями

Карбоновые кислоты реагируют с алкоголями, образуя эстеры:

RCOOH + R'OH → RCOOR' + H₂O

4.3. Окисление

Некоторые карбоновые кислоты могут окисляться до углекислого газа и воды:

RCOOH + O₂ → CO₂ + H₂O

4.4. Декарбоксилирование

Некоторые карбоновые кислоты могут терять углекислый газ:

RCOOH → RH + CO₂↑

V. Методы получения карбоновых кислот

5.1. Окисление углеводородов

• Окисление алканов или алкенов с использованием сильных окислителей (например, KMnO₄).

5.2. Гидролиз эфиров

• Эстеры можно гидролизовать до соответствующих карбоновых кислот:

RCOOR' + H₂O → RCOOH + R'OH

5.3. Ферментация

• Некоторые карбоновые кислоты (например, уксусная) могут быть получены путем ферментации сахаров.

VI. Применение карбоновых кислот

6.1. В пищевой промышленности

• Уксусная кислота используется в качестве консерванта и приправы.

6.2. В химической промышленности

• Карбоновые кислоты служат сырьем для производства полимеров, красителей, растворителей и других химических веществ.

6.3. В медицине

• Некоторые карбоновые кислоты используются в фармацевтике для создания лекарств и медицинских препаратов.

6.4. В биохимии

• Карбоновые кислоты играют важную роль в метаболизме живых организмов (например, уксусная кислота является промежуточным продуктом цикла Кребса).

VII. Закрепление изученного материала

Фронтальный опрос обучающихся.

1. Что такое карбоновые кислоты?

2. Из каких групп состоит карбоксильная группа?

3. Как делятся кислоты по основности?

4. Как классифицируются кислоты по строению углеводородного радикала?

5. Какие насыщенные монокарбоновые кислоты вы знаете?

6. Где находятся карбоновые кислоты в природе?

7. Какой вид изомерии характерен для предельных монокарбоновых кислот?

8. Назовите агрегатные состояния характерные для предельных монокарбоновых кислот.

9. Как изменяется растворимость кислот с увеличением числа атомов углерода в цепи?

10. Как изменяется температура кипения с увеличением числа атомов углерода в цепи?

11. Какие химические свойства характерны для карбоновых кислот?

12. Перечислите реакции карбоновых кислот, идущие с разрывом связи О-Н.

13. Перечислите реакции карбоновых кислот, идущие с разрывом связи С-О.

14. Перечислите реакции карбоновых кислот, идущие с участием радикала.

15. Каковы особенности строения и свойств муравьиной кислоты?

16. Какие общие способы получения предельных монокарбоновых кислот вам известны?

17. Как получают муравьиную кислоту?

18. Перечислите способы получения уксусной кислоты.

19. Перечислите области применения муравьиной кислоты.

20. Где применяется уксусная кислота?

IX. Составьте структурные формулы следующих карбоновых кислот:

1. 3-этилоктановая кислота

2. метилпропановая кислота

3. 3,5,5 – триметилгесановая кислота

4. 2-метил-3-этилгептановая кислота

5. 2,4-диметилпентановая кислота

Заключение

Карбоновые кислоты являются важным классом органических соединений с разнообразными свойствами и применением в различных областях науки и техники. Их изучение позволяет глубже понять принципы органической химии и их значение в жизни человека.

Список литературы

1. Габриелян O. C. Химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных организаций / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. — М.: Просвещение, 2019.

2. Габриелян O. C. Химия. Методическое пособие для 10 класса учебное пособие для общеобразовательных организаций / О. С. Габриелян, И. В. Аксёнова, И. Г. Остроумов. — М.: Просвещение, 2019.

3. Габриелян O. C. Химия. Сборник задач и упражнений. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций/ О. С. Габриелян, И. В. Тригубчак  М.: Просвещение, 2019