Урок химии "Карбоновые кислоты".

Тема: Карбоновые кислоты

Цель: Закрепить знания об альдегидах. Ознакомить студентов с особенностями строения карбоновых кислот. Рассмотреть функциональную карбоксильную группу. Исследовать химические свойства карбоновых кислот, сравнивая их со свойствами неорганических кислот. Выяснить области применения карбоновых кислот.

Вид занятия: Лекция

Ход занятия

1. Организационный момент.

2.Сообщение темы и цели занятия.

При изучении свойств альдегидов, изучая реакции окисления, мы отмечали превращение альдегидов в карбоновые кислоты. На сегодняшнем занятии мы познакомимся с гомологическим рядом одноосновных карбоновых кислот и их свойствами. Тема нашего занятия: «Карбоновые кислоты»

(Высвечивается на мониторе тема и цели занятия.Преподаватель обращает внимание на цели занятия и ставит перед студентами проблемные вопросы).

3.Актуализация опорных знаний.

Вас могут заинтересовать следующие вопросы:

- Как получают карбоновые кислоты в лаборатории?

- Какова формула карбоксильной группы?

- Какова общая формула карбоновых кислот?

Но прежде чем ответить на них, предлагаю вам выполнить следующие упражнения .

(Студенты составляют уравнения реакций и называют соединения).

1.Составить уравнения реакций «серебряного зеркала» для муравьиного. уксусного и пропионового альдегидов. Назвать полученные соединения.

Н – СНО + Ag₂O H - C ООН + 2Ag

муравьиная

кислота

СН₃ – СНО + Ag₂O СН₃ – СООН + 2 Ag

уксусная кислота

СН₃ – СН₂ -СНО + Ag₂O СН₃ – СН₂ -СООН + 2 Ag

пропионовая кислота

1. Составить уравнение реакции «серебряного зеркала» в общем виде.

R – CHО + Ag₂O R – COОH + 2Ag

альдегид карбоновая

кислота

Вернемся к проблемным вопросам, которые были поставлены перед выполнением этих упражнений.

(Студенты отвечают на поставленные проблемные вопросы).

1. Формула карбоксильной группы - СОOН

2. Общая формула карбоновых кислот - R – COOH

3. Карбоновые кислоты получают в лаборатории реакцией окисления альдегидов

4. Изучение нового материала.

4.1. Определение и классификация карбоновых кислот.

4.2. Гомологический ряд карбоновых кислот.

( Студентам предлагаются слайды «Гомологический ряд карбоновых кислот».Они делают записи в тетрадях. Записывают первые 5 одноосновных предельных карбоновых кислот, а также формулы пальмитиновой и стеариновой кислот).

4.3.Номенклатура карбоновых кислот.(Слайды)

4.4. Химические свойства.

4.4.1. Карбоновые кислоты по своим свойствам похожи с минеральными кислотами. Вспомним свойства минеральных кислот на примере HCl

(Студенты делают записи в тетрадях).

HCl ↔ H⁺ + Cl^-

Zn + 2HCl →ZnCl₂ + H₂↑

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Na₂CO₃ + HCl→ 2NaCl + CO₂ + H₂O

4.4.2. Рассмотрим теперь свойства карбоновых кислот .

(Студентам предлагают слайды «Виртуальные опыты «Химические свойства карбоновых

кислот»).

Увиденные опыты доказывают, что карбоновые кислоты, обладают такими же свойствами как и минеральные кислоты.Составим уравнения реакций увиденных опытов .(Студенты делают записи в тетрадях).

CH₃COOH ↔ H⁺ + CH₃COO^-

Mg + 2 CH₃COOH → Mg (CH₃COO)₂ +H₂↑

NaOH + CH₃COOH→ CH₃COONa + H₂O

Na₂CO₃ + 2 CH₃COOH→ 2 CH₃COONa +CO₂ + H₂O

4.4.3. Чем обусловлены кислотные свойства вещества? Для ответа на этот вопрос

рассмотрим электронное строение карбоксильной группы.

Как видим, в гидроксогруппе электронная пара смещена к атому кислорода. Атом водорода в связи с этим легче отщепляется в виде протона, что и обуславливает кислотные свойства вещества.

4.4.4.Отличительные свойства карбоновых кислот.

(Студентам предлагаются виртуальные опыты «Взаимодействие карбоновых кислот со спиртами»).

Карбоновые кислоты способны взаимодействовать со спиртами с образованием сложных эфиров (эстеров):

СН₃-СООН + НО-С₂Н₅ → СН₃-СОО-С₂Н₅ + Н₂О

Данная реакция называется реакцией эстерификации Она происходит в присутствии сульфатной кислоты. Как вы думаете, какую роль здесь выполняет сульфатная кислота?

(Ответ студентов):

Сульфатная кислота выполняет роль катализатора и способствует отщеплению молекулы воды.

Рассмотрим еще одно характерное для карбоновых кислот свойство. Под влиянием карбоксильной группы в радикале может происходить замещение атомов водорода на атомы галогенов:

СН₃-СООН +Cl₂ → CH₂Cl-COOH+HCl.

В данном случае образуется хлоруксусная кислота.

Роль карбоновых кислот в организме человека

Очень важна и разнообразна роль кислот в человеческом организме. Аскорбиновая, фолиевая, орортовая, пангамовая, никотиновая и другие кислоты являются витаминами. Гиалуровая кислота – основой компонент смазки всех трущихся частей в наших суставах. Аминокислоты, соединяясь друг с другом в самых причудливых сочетаниях, образуют великое множество белков. А из них, в свою очередь, строятся почти все ткани нашего организма. В продуктах обмена у человека обнаруживаются молочная, лимонная, яблочная, янтарная, уксусная и многие другие кислоты.

Молочно-кислые бактерии вырабатывают молочную кислоту, которая в печени быстро превращается в глюкозу – важнейшее биотопливо нашего организма.

Надо заметить, что общее количество кислот, вырабатываемое ежедневно нашим организмом в нормальном состоянии, удивительно велико и соответствует кислотности 2 – 3 л концентрированной соляной кислоты. Причем от количества кислот в организме зависит состояние здоровья, работоспособность и даже настроение.

Аскорбиновая кислота

Витамин С (аскорбиновая кислота) при недостатке которого возникает цинга, получил название от немецкого слова «скорбут» - язвенный рот. Это белые кристаллы с очень кислым вкусом.

Аскорбиновая кислота необходима для образования в организме веществ, обеспечивающих устойчивость к холоду. Витамин С способствует работе сердца, увеличивает содержание глюкозы в крови и свертываемость крови, мобилизует защитные силы организма против инфекции. При первых признаках простуды можно сразу начать прием аскорбиновой кислоты.

Конечно, лучше всего, если человек получает достаточное количество витаминов с пищей. Витамин С содержится во всех свежих овощах и фруктах. Чемпионы по содержанию витамина С – это лимоны, апельсины, сладкий перец, смородина, клюква и экзотические для нас плоды киви.

Лимонная кислота

Лимонная кислота содержится не только в лимонах, но и в землянике, смородине, ананасах и других фруктах, а так же в молоке и крови. Лимонная кислота – трехосновная. Формула ее такова (НООССН2)2С(ОН)СООН. Соли лимонной кислоты называются цитратами.

Лимонная кислота образует бесцветные и прозрачные кристаллы, растворимые в воде. На вкус она очень кислая. Ее место – на кухне: чаще всего лимонную кислоту используют как вкусовое вещества, чтобы придать нужный вкус напиткам или кондитерским изделиям.

Еще одно применение лимонной кислоте придумал немецкий химик Юстус Либих. «Порошок Либиха» применялся очень широко для приготовления ржаного теста. В его составе были пищевая (питьевая) сода и лимонная кислота.

Можно использовать лимонную кислоту так же, как щавелевую, - для выведения пятен чернил и ржавчины на белье (надо только приготовить из нее кашицу).

4.5.Свойства кислот жирного ряда.

К кислотам жирного ряда относятся пальмитиновая(С₁₅Н₃₃СООН) и стеариновая кислоты(С₁₇Н₃₅СООН).Эти кислоты широко распространены в растительных и животных организмах, входят в состав жиров. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в щелочах:

С₁₅Н₃₃СООН + NaОН → С₁₅Н₃₃СООNa + Н₂О;

пальмитат натрия

С₁₇Н₃₅СООН + КОН → С₁₇Н₃₅СООК + Н₂О;

стеарат калия

Натриевые и калиевые соли этих кислот составляют основу мыла.

(Студентам предлагают просмотр виртуальных опытов, характеризующих свойства мыла, а после просмотра опытов они отвечают на вопросы):

- Почему раствор мыла имеет щелочную среду?

- Почему мыло не стирает в жесткой воде?

5.Обобщение и систематизация знаний.

Студенты отвечают на вопросы кроссворда (приложение).

6.Домашнее задание:

1.Подготовить сообщения на тему:

- «Применение уксусной кислоты»;

- «Особенности свойств и применения муравьиной кислоты».

Кроссворд «Карбоновые кислоты»