Урок «Карбоновые кислоты»
Автор: Пискунова Ирина Евгеньевна
Организация: МБОУ «Колпская СОШ»
Населенный пункт: Владимирская область, Гусь-Хрустальный р-н, с. Колпь
Пояснительная записка к уроку:
УМК О.С. Габриелян Урок усвоения новых знаний с использованием элементов технологии проблемного обучения для обучающихся 10 класса в Центре образования естественнонаучной и технологической направленностей «Точка роста» на базе МБОУ «Колпская СОШ», разработанный в соответствии с требованиям ФГОС СОО.
Учитель выступает в роли координатора, направляющего деятельность обучающихся. В его основе лежат разнообразные приемы и методы, «включающие» школьников в совместную работу: словесные, наглядные, практические, репродуктивные и поисковые методы, а также методы самостоятельной учебной работы и работы под руководством учителя, интерактивные технологии, которые дают уникальную возможность развиваться не только ученику, но и учителю, технология сотрудничества, позволяющие в полной мере реализовать потенциал каждого ребенка, способствующие развитию коммуникативных, речевых и рефлексивных умений, повышающие уровень активности учащихся на уроке и функциональную грамотность.
Каждое из заданий на уроке характеризуется следующими признаками: компетентность, естественнонаучные знания (т.е. те знания из биологии, физики, химии и географии, которые необходимы для выполнения задания); контекст (т.е. характеристика жизненной ситуации, использующейся в задании); уровень сложности, который предполагает способность учащегося решать практические жизненные задачи и разбирать ситуации в различных сферах жизни и деятельности.
Цель урока: формирование представлений о карбоновых кислотах, как кислородсодержащих органических веществах, гомологическом ряде и номенклатуре карбоновых кислот, умение составлять формулы кислот по названиям и составлять названия, и формулы изомеров, способствовать усвоению нового материала через практические действия и функциональную грамотность учащихся.
Задачи:
обеспечить формирование познавательных, коммуникативных, регулятивных универсальных учебных действий обучающихся способствовать развитию представлений о важности и значимости карбоновых кислот в химической промышленности и жизни человека, повысить интерес к естественно-научной грамотности через творческий подход в изучении химии.
создать условия для решения реальных жизненных проблем, связанных с изучением карбоновых кислот, самостоятельно работать с информацией, таблицей, графиком или рисунком сформировать комплекс знаний у учащихся о карбоновых кислотах, как классе органических веществ, способствовать усвоению материала об особенностях физических и химических свойств карбоновых кислот
сформировать умение самостоятельного добывания знаний с использованием интерактивных, инновационных, проектно-исследовательских технологий, цифровой инфраструктуры.
Планируемые результаты обучения, направленные на формирование и развитие функциональной грамотности у учащихся:
Предметные УУД |
Метапредметные УУД |
Личностные УУД |
научиться определять формулу карбоновых кислот; называть карбоновые кислоты по международной и тривиальной номенклатуре; характеризовать связь между составом, строением и свойствами кислот, химические свойства карбоновых кислот; составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства карбоновых кислот; использовать приобретенные знания в практической деятельности и повседневной жизни; уверенное пользование химической терминологией и символикой; умение обрабатывать, объяснять результаты проведённых опытов и делать выводы; готовность и способность применять методы познания при решении практических задач; умение классифицировать изученные объекты и явления, делать выводы и умозаключения из наблюдений, прогнозировать свойства неизученных веществ по аналогии со свойствами изученных;
|
Регулятивные: формировать умения ставить цели и задачи в познавательной деятельности; работать по плану, вносить корректировки и дополнения в соответствии с решаемой проблемой; овладение приёмами самостоятельного планирования маршрута достижения цели, умения выбирать эффективные способы решения учебных и познавательных задач, соотносить свои действия с планируемыми результатами; преобразовывать практическую задачу в познавательную. Познавательные: давать определение понятиям, обобщать их; осуществлять сравнение и классификацию, поиск необходимой информации; строить логические рассуждения, устанавливать причинно-следственные связи, создавать обобщения, делать выводы; проводить наблюдение и эксперимент под руководством учителя; понимать, обобщать и интерпретировать информацию, представленную для практической работы; использовать знаково-символические средства для составления химических уравнений. Коммуникативные: Формировать умение эффективно организовывать сотрудничество и совместную деятельность, умение слушать и правильно воспринимать на слух речь учителя анализировать, классифицировать, обобщать, выбирать основания и критерии для установления причинно-следственных связей; корректировать свои учебные действия в зависимости от сложившейся ситуации; |
формировать ценностные ориентиры и смысл учебной деятельности, положительное отношение к химии, навыки, направленные на саморазвитие; формировать умение управлять своей познавательной и практической деятельностей; понимать единство естественнонаучной картины мира химии и значимость естественнонаучных знаний для решения практических задач в повседневной жизни; решать проблемы поискового и творческого характера; проводить самоанализ и осуществлять самоконтроль и самооценку.
|
Используемые образовательные ресурсы: Габриелян, О.С. Химия. 10 класс. Базовый уровень: учебник для общеобразовательных организаций О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.А. Сладков. – 4-е изд., стереотипное – М.: Просвещение, 2022. – 128 с.: ил., оборудование и реактивы для проведения эксперимента, раздаточный дидактический материал, цифровые лаборатории, методические рекомендации «Лабораторные работы по химии» 2022г,
Оборудование урока:
1. Ноутбуки для проведения лабораторной работы
2. Кейсы «Цифровая лаборатория» Центра образования естественнонаучной и технологической направленностей «Точка роста»
3. Лаборатория с датчиком рН,
4. Химические стаканы – 2шт., объемом 50мл,
5. Лабораторный штатив с лапкой,
6. Промывалка,
7. Дистиллированная вода, по 25-30 мл 0,1М растворов уксусной СН3СООН и муравьиной НСОО кислот
Дидактический материал: Инструкция по выполнению лабораторной работы
Конспект урока
Содержание урока
|
Этап урока |
Обучающие и развивающие компоненты, задания и упражнения |
Деятельность учителя |
Деятельность обучающихся |
Формируемые УУД |
1. Мотивационно-целевой этап Цель: создание условий для положительного настроя на урок, включение в учебную деятельность.
|
Техника безопасности при работе с кислотами
|
Приветствие учащихся в классе. Создание комфортной рабочей обстановки и положительной мотивации к умственной и практической деятельности на уроке. Проверка учителем готовности класса к уроку; организация внимания. |
Приветствуют учителя. Настраиваются на восприятие материала урока Самооценка готовности каждого учащегося. |
Коммуникативные: умение слушать и правильно воспринимать на слух речь учителя Личностные: формирование ценностные ориентиры и смысл учебной деятельности.
|
2. Создание проблемной ситуации. Целеполагание.
Цель: с помощью технологии проблемного обучения подвести к теме урока
|
Учитель вносит деревянный короб, закрытый серой тканью. - Ребята, в деревянном коробе находится вещество, хорошо вам знакомое. Традиционно считается, что оно было получено из бочки с вином, которое забродило. В старину говорили: вино прокисало и получилось это вещество. Это произошло случайно, когда кислотность вина в бутылках увеличилась. Частные подробности производства этого вещества не разглашались вплоть до 1864 года.
|
- Какое вещество в коробе? - Правильно, уксусная кислота. Тема нашего урока: Карбоновые кислоты. Познакомимся с понятием карбоновые кислоты, формулой, химическими свойствами.
|
- кислота (уксус)
|
Познавательные: самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели. Регулятивные: формирование умения целеполагания, прогнозирования, планирования своей деятельности. Коммуникативные: устанавливать рабочие отношения в группе, планировать общие способы работы. Личностные: понимать единство естественнонаучной картины мира для решения практических задач в повседневной жизни. |
3. Актуализация знаний Цель: актуализация соответствующих мыслительных операций и познавательных процессов мотивацию к пробному учебному действию и его самостоятельное осуществление
|
Проблемный вопрос: почему данные кислоты называются «карбоновые»?
|
С древнейших времен люди знали, что при скисании молока образуется уксус, и использовали его для придания пище кислого вкуса. С той же целью использовались и листья щавеля, стебли ревеня, сок лимона. Со временем люди выяснили, что кислый вкус продуктов и напитков обусловлен присутствием в их составе органических кислот – позднее их назвали карбоновыми кислотами. Что это за соединения?
|
Ответ на вопрос: «Карбо» - углерод, кислоты углерода
|
Актуализированы знания, позволяющие начать осваивать новые знания; Выполнено пробное учебное действие с фиксацией затруднений
|
4. Первичное усвоение новых знаний. Цель: соотнесение действия учащегося с используемым способом действий (алгоритмом, понятием и т.д.) и на этой основе выявление и фиксирование причины затруднения
|
Работают с раздаточным материалом, выполняя задание: Рассмотреть классификацию карбоновых кислот по типу углеводородного радикала и по числу карбоксильных групп в молекуле
Изучение химических свойств карбоновых кислот
|
Карбоновые кислоты – это органические вещества с общей формулой С п Н 2п+1СООН , молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп, соединенных углеводородным радикалом или атомом водорода
Благодаря работам выдающегося шведского химика Карла Вильгельма Шееле к концу XVIII в стало известно около десяти различных органических кислот. Он выделил и описал лимонную, молочную, щавелевую и другие кислоты В 1714 г. по указу Петра I в Петербурге был заложен аптекарский сад. Там выращивали лекарственные растения, снабжая ими аптеки или перерабатывая их на лекарства. Так вот, листья одного из таких растений, помещенные в молоко, предохраняют его от скисания. Свежее мясо и рыба, переложенные этим растением, дольше сохраняются. Из его корней можно получить желтый краситель. Из волокон можно изготовить сети, не гниющие в воде. Листья – неистощимая основа для фантазии хозяйки по приготовлению здоровой и полезной пищи. Мы знаем это растение по сказке Андерсена. Личный опыт общения с этим растением способен довести до слез. Наконец, это растение узнают даже слепые. Это – Крапива, содержащая муравьиную кислоту.
Проблемный вопрос: Ребята, как вы думаете, как же давать имена кислотам? Их много, они разнообразны по составу и строению, есть ли закономерности в их номенклатуре? По систематической номенклатуре названия кислот образуются от названий соответствующих углеводородов с прибавлением слова кислота, например: С Н3 СООН – метановая кислота. Нумерация атомов углерода начинается с карбоксильной группы
Химические свойства карбоновых кислот разбирают учащиеся у доски с учителем Карбоновые кислоты имеют общие свойства с неорганическими кислотами и специфические.
1. Диссоциация в водной среде. С Н3 СООН = С Н3 СОО - + Н + 2. Взаимодействие с металлами. 2С Н3 СООН + Mg - Mg (С Н3 СОО)2 + Н2 3. Взаимодействие с основными оксидами. 2С Н3 СООН + MgО -Mg (С Н3 СОО)2 + Н2 О 4. Взаимодействие с солями 2С Н3 СООН + Са СО 3 - Са (С Н3 СОО)2 + СО2 + Н2 О Эта реакция лежала в основе отделения уксусной кислоты в России на рубеже XVII-XVIII веков. 5. Взаимодействие со щелочами. С Н3 СООН + NaOH - С Н3 СООNa + Н2 О 6. Реакция этерификации, со спиртами С Н3 СООН + НО Н3 С - С Н3 СО О Н3 С + Н2 О |
Выполняют задание по сравнению формул карбоновых кислот и делают вывод о различных видах классификации.
По систематической номенклатуре названия кислот образуются от названий соответствующих углеводородов с прибавлением слова кислота, например: С Н3 СООН – метановая кислота. Нумерация атомов углерода начинается с карбоксильной группы
Выполняют задания по называнию формул (приложение 3) |
Познавательные: умение давать определение понятиям «кислоты», «классификация кислот», «функциональная группа».
Регулятивные: умение использовать речь для регуляции своей деятельности. Коммуникативные: организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность: учитель - ученик Личностные: понимать значимость основных представлений о строении вещества для формирования целостной естественнонаучной картины мира
|
5. Формирование и закрепление полученного опыта - согласовывают тему лабораторной работы, выбирают способ, строят план достижения цели и определяют средства- алгоритмы, модели и т.д. с помощью цифровой технологии
|
Лабораторная работа «Изучение силы одноосновных карбоновых кислот» (цифровая лаборатория) (приложение 1)
|
Контрольные вопросы. Карбоновые кислоты – это … За счет чего проявляется кислотный характер карбоновых кислот? Объясните влияние углеводородного радикала на силу кислоты? Сравните значение рН муравьиной НСОО и уксусной СН3СООН кислоты Напишите уровни рН уксусной и муравьиной кислоты, в каком веществе среда более кислая? А также расскажите о взаимосвязи уровня кислоты и рН по каждому веществу. Объясните, оказывает ли влияние углеводородный радикал на уровне рН предварительно подготовленного раствора кислоты? (приложение 2 – доп.материал)
|
Проанализировав значения уксусной и муравьиной кислот, можно сделать вывод о том, рН раствора муравьиной кислоты меньше, чем уксусной, что говорит о более кислой среде в растворе муравьиной кислоты. Чем больше сила кислоты, тем меньше рН ее раствора (при одинаковых концентрациях кислот и одинаковой основности). С увеличением длины углеводородного радикала рН раствора кислоты (при прочих равных условиях) увеличивается. |
Регулятивные: соотносить свои действия с планируемыми результатами; преобразовывать практическую задачу в познавательную Познавательные: проводить наблюдение и эксперимент под руководством учителя; понимать, обобщать и интерпретировать информацию, представленную для практической работы; Коммуникативные: анализировать, классифицировать, обобщать, выбирать основания и критерии для установления причинно-следственных связей; Личностные: решать проблемы поискового и творческого характера |
6. Первичное закрепление. Цель: организация усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в практической ситуации .
|
|
Удалить пятна ржавчины со светлых х/б тканей можно с помощью уксусной кислоты. В эмалированной посуде растворяют 1-2 чайные ложки кислоты в стакане воды, подогревают раствор в него на 3-5 минут загрязненную часть ткани. После исчезновения пятна ткань полощут в воде, добавив нашатырный спирт. Объясните химизм этого процесса. Составьте уравнение реакции.
|
Выполняют самостоятельно (Ответ: основа ржавчины Fe(OH)3 при нагревании растворяется в уксусной кислоте и пятно удаляется: Fe(OH)3+3CH3COOH=(CH3COO)3Fe+3H2O) |
|
7. Домашнее задание Цель: обеспечение понимания содержания, цели и способов выполнения домашнего задания. |
Учебник, параграф № 15, Раздел - Применить свои знания стр. 81 задание 5-7
|
Объясняет домашнее задание. Отвечает на вопросы учеников. |
Обсуждают выполнение домашнего задания, задают вопросы учителя. |
Познавательные: осознанно и произвольно строить речевые высказывания. Личностные: понимать значимость химических знаний в практической жизни. |
8. Рефлексия Цель: подведение итогов урока, организация рефлексии, |
|
- Что нового вы узнали на уроке? - Что у вас получилось лучше всего? Озвучивает отметки, поощряет активных учеников.
|
Проводят самооценку проделанной работы
|
Регулятивные: оценка, саморегуляция. Коммуникативные: слушать собеседника. Личностные: формировать умение способности к саморазвитию. |
Приложение 1.
Лабораторная работа «Изучение силы одноосновных карбоновых кислот» (цифровая лаборатория)
- С датчика рН снять защитный колпачок, промывалкой сполоснуть его нижнюю часть водой, высушить фильтрованной бумагой.
- Подключить датчик лаборатории «Химия» к компьютеру или ноутбуку в соответствии с руководством пользователя ПО «Цифровая лаборатория». Запустить программу измерений.
- Закрепить датчик рН в лапке штатива и подключить его к мультидатчику. Запустить программу измерений, нажать на «Пуск».
- В химический стакан налить 25-30 мл раствора муравьиной кислоты и погрузить в раствор датчик рН, закрепленный в лапке штатива. Подождать установления показаний несколько секунд и зафиксировать показания рН.
- Вынуть датчик из стакана, промыть дистиллированной водой.
- В химический стакан налить 25-30 мл раствора уксусной кислоты и погрузить в раствор датчик рН, закрепленный в лапке штатива. Подождать установления показаний несколько секунд и зафиксировать показания рН. Вынуть датчик из стакана, промыть дистиллированной водой.
Приложение 2
Дополнительный материал к лабораторной работе
В данной лабораторной работе будет проанализированы теоретические значения рН, которое для 0,1 М раствора муравьиной кислоты составляет 2,4, уксусной – 2,9. Фактически полученные значения могут немного отличаться от обозначенных значений. Обусловлено это тем, что представленные кислоты демонстрируют высокую летучесть и при хранении концентрация их растворов может уменьшаться.
Подобный лабораторный эксперимент представляется возможным оптимизировать. Рационально измерить рН раствора молочной кислоты:
СН3-СНОН-СООН (Ка = 1,37-10-4, рН 0,1 М раствора 2,4) (3)
И сравнить с пропионовой кислотой
СН3-СН2-СООН (Ка = 1,34-10-5, рН 2,9) (4)
Из чего можно сделать вывод о влиянии электроотрицательных заместителей в радикале на силу кислоты. Данный опыт проще и безопаснее обычно описываемого в учебниках сравнения уксусной, хлороуксусной, диклоруксуснойи трихлоруксусной кислот.
Можно распространить работу на двухосновные кислоты:
- щавелевую кислоту
НООС-СООН (Каi = 5,4-10-2, рН 0,1 М раствора 1,1);
- сравнить с малоновой
НООС-СН2-СООН (Каi = 1,4-10-3, рН 1,9).
Проанализировав значения уксусной и муравьиной кислот, можно сделать вывод о том, рН раствора муравьиной кислоты меньше, чем уксусной, что говорит о более кислой среде в растворе муравьиной кислоты.
Чем больше сила кислоты, тем меньше рН ее раствора (при одинаковых концентрациях кислот и одинаковой основности).
С увеличением длины углеводородного радикала рН раствора кислоты (при прочих равных условиях) увеличивается.
Приложение 3
Гомологический ряд предельных карбоновых кислот
Название карбоновой кислоты |
Химическая формула |
Муравьиная ( матановая кислота) |
Н - СООН |
Уксусная (этановая кислота) |
СН 3 - СООН |
Пропионовая (пропановая кислота) |
СН 3– СН2 - СООН |
Масляная (бутановая кислота) |
СН 3 – СН 2 – СН2 - СООН |
Валериановая (пентановая кислота) |
СН 3– СН 2 – С.Н2 – СН 2- СООН |
Капроновая (гексановая кислота) |
СН3 -СН2 -С.Н 2 -СН 2 -СН2 -СООН |
Стеариновая (октодекановая кислота) |
СН 3– (СН 2 ) 16 - СООН |