«Химические свойства многоатомных спиртов»
план-конспект урока по химии (10 класс) на тему

Урок химии

10 класс

по теме «Химические свойства многоатомных спиртов»

Тип урока: 

 Урок усвоения новых знаний.

Цель урока: 

образовательная - сформировать понятие о многоатомных спиртах: их строении, свойствах, применении, развить понятия о взаимном влиянии атомов, зависимости применения от свойств веществ, формировать устойчивый познавательный интерес на основе положительной мотивации к обучению;

развивающая – развивать умение обучающихся работать со справочной и дополнительной литературой; принимать решения в проблемной ситуации, развивать умение ставить проблему, выдвигать гипотезу, формулировать цель, делать выводы;

воспитательная - воспитывать культуру здоровьесбережения при проведении лабораторного опыта, вырабатывать готовность к самообразованию и самовоспитанию, оказывать поддержку друг другу и эффективно сотрудничать как с учителем, так и со сверстниками.

Методы обучения: проблемно-поисковая беседа, частично-поисковое исследование.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, предметный столик, штатив с пробирками; инструкционные карточки для проведения опытов.

 Реактивы: вода, растворы сульфата меди (II), гидроксида натрия, глицерин, раствор соляной кислоты, индикатор метиловый оранжевый;

Используемый учебник: Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия  10 класс. Учебник для общеобразовательных учебных заведений. Москва, «Просвещение», 2014г.

Структура урока

1. Организационный момент.
2. Мотивация учебной деятельности учащихся.
3. Актуализация опорных знаний учащихся.  Проверка домашнего задания.
4. Определение темы. Целеполагание. Планирование учебной деятельности.
5. Изучение нового материала.
6. Контроль, проверка понимания усвоенного материала.
7. Коррекция.
8. Закрепление усвоенного материала.
9. Дифференцированное домашнее задание, инструктаж  по его выполнению.
10. Подведение итогов урока.
11. Проведение рефлексии.

Ход урока

I. Организационный момент. Приветствие. Проверка готовности обучающихся к уроку, создание положительного эмоционального настроя.

II. Мотивация учебной деятельности учащихся. 

Посмотрите, пожалуйста, на предметный столик. На нем находятся следующие предметы: шоколад, лекарственные препараты, крема, шампуни, мыло, антифриз.

Почему на этот урок подготовлены  столь непохожие по применению предметы? Конечно, эти предметы не случайны и имеют самое непосредственное отношение к нашему уроку. Но что их объединяет?

III. Актуализация опорных знаний.

3.1. Работа с классом.

Интерактивный метод «Незаконченное предложение». Учитель формулирует незаконченное предложение и предлагает ученикам закончить его. Используется мультимедийная презентация. Каждый следующий участник обсуждения «по цепочке» начинает свое предложение с последних слов предыдущего выступающего:

 Спирты – это производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов … замещены … группами.

Гидроксильные группы в спиртах являются  …  группами.

Функциональными группами называются … (группы атомов, которые обусловливают характерные химические свойства данного класса веществ).

Свойства веществ зависят не только от … (того, атомы каких элементов и в каком количестве входят в состав молекул),  но и от …   (взаимовлияния атомов в  молекулах).

В молекуле спирта  содержатся атомы ...

Общая формула спиртов  - …, формула предельных одноатомных спиртов - …

За счет электроотрицательного атома кислорода одной гидроксогруппы и атома водорода другой образуются …связи.

Названия спиртов происходят от соответствующих … с добавлением суффикса …

Дайте названия спиртам СН3ОН, С2Н5ОН, С3Н7ОН, С4Н9ОН.

Какие основные химические свойства характерны для спиртов? …(горение, взаимодействие с активными металлами, с галогеноводородами, внутримолекулярная и межмолекулярная дегидратация).

3.2. Работа у доски по раздаточным карточкам (2 ученика)

3.2.1.Составить структурные формулы спиртов по названию:

а)2-метилбутанол;

б) 2,2-диметилбутанол-1;

в)2,4-диметил-2-гексанол.

3.2.2.Дать названия спиртам по международной номенклатуре

а)  СН2─СН2−ОН                                                                              

б) СН3 – СН − СН3                                   в) СН3−СН2−СН−СН2−ОН
              ǀ                                                                ǀ
             ОН                                                           СН3

г) СН2−  СН –  СН2                                 
   ǀ ǀ ǀ           ǀ                                        
   ОН     ОН      ОН                             
                                                     
IV.     Целеполагание.  Планирование   учебной деятельности.                                     

4.1. Совместное определение темы урока.

Вопросы для обсуждения: Что в последнем задании у вас вызвало затруднение? Почему?

Да, действительно, химическое соединение, в составе которого находятся три группы  –ОН, мы не изучали.  Подумайте, можно ли назвать данное соединение спиртом?

Значит, химическое соединение, в состав которого входят несколько гидроксогрупп, это спирт. В отличие от изученных предельных одноатомных в состав данного спирта входит три -ОН групп, и относится он к многоатомным спиртам. Таким образом, сегодня на уроке будем изучать многоатомные спирты и тема урока: «Многоатомные спирты» Слайд 1.

Многоатомный спирт, формула которого написана на доске, называется глицерином. Многоатомный спирт, в состав которого входят две гидроксильные группы, называется этиленгликоль.

4.2. Самостоятельное определение учащимися целей урока.

Запишите в тетрадь под темой «Цель урока» и каждый для себя поставьте определенные цели. Озвучьте их. На доске учитель записывает намеченные цели урока.

Слайд 2. Цель: знать строение, физические и химические свойства и применение многоатомных спиртов в сравнении с одноатомными спиртами, уметь составлять уравнения реакций, характеризующие их свойства.

4.3. Слайд 3 .Планирование на основании целей урока: строение, номенклатура, физические и химические свойства, получение, применение.

Слайд 4. Проблема: если многоатомные спирты, также как и одноатомные, содержат гидроксильную группу – ОН, то их строение и свойства похожи на одноатомные?

V. Изучение нового материала

1. Состав и классификация многоатомных спиртов.

Слайд 5 Формулы многоатомных спиртов, как и одноатомных, можно вывести из формул соответствующих углеводородов, заменяя в них атомы водорода гидроксильными группами.
Если, например, в формуле молекулы этана гидроксильными группами заместить два атома водорода (у каждого атома углерода по одному), то получится формула молекулы двухатомного спирта:

СН2ОН – СН2ОН этиленгликоль, по систематической номенклатуре этандиол – 1,2.

2.  Изомерия и номенклатура двух– и трёхатомных спиртов.

В названиях многоатомных спиртов сначала называют углеводород, который лежит в основе спирта, затем, перед суффиксом – ОЛ ставят префикс, указывающий количество гидроксогрупп (ди-, три, тетра-, пента, гекса- и т.д.), а в конце указывают номера атомов углерода при которых находятся гидроксогруппы.

Задание: из формулы молекулы пропана вывести формулу молекулы трехатомного спирта глицерина и дать название по систематической номенклатуре. Слайд 6.

Слайд 7. Изомерия трёхатомных спиртов и двухатомных (гликолей) зависит от строения цепи и положения в ней гидроксильных групп.

Напишите формулы спиртов: Слайд 8

3. Физические свойства Слайд 9

Перед учащимися - пробирка с глицерином.

Что представляет собой глицерин? Глицерин – бесцветная, сиропообразная жидкость сладковатого вкуса.

Лабораторный опыт по растворению глицерина в воде.

Работа с инструкционной картой.

К 1 мл воды в пробирке прилить равный объем глицерина. Смесь  взболтать. Что наблюдаете? (Глицерин хорошо растворим в воде).

Зная строение молекулы глицерина, подумайте, почему глицерин хорошо растворим в воде. (В молекуле глицерина содержатся гидроксильные группы, значит, он способен к образованию водородных связей и поэтому хорошо растворим в воде).

Эти физические свойства присущи и другим многоатомным спиртам, в том числе и этиленгликолю. Надо помнить, что этиленгликоль очень ядовитое вещество.

Работа с дополнительной литературой.

Слайд 10. Подумайте, в чем причина различия физических свойств одноатомных и многоатомных спиртов? (В молекуле глицерина имеются 3 гидроксильные группы, значит число атомов водорода, способных к образованию водородной связи, в 3 раза больше, чем в молекулах одноатомных спиртов. Поэтому сила межмолекулярной связи в случае глицерина гораздо больше, чем в молекулах одноатомных спиртов. В случае глицерина необходимо более сильное нагревание, более высокая температура для того чтобы ослабить связи между молекулами до такой степени, чтобы жидкость перешла в газообразное состояние.

По этой причине многоатомные спирты более вязкие и температуры кипения их выше, чем у соответствующих одноатомных спиртов).
Вывод: число гидроксильных групп в спирте оказывает влияние на их физические свойства. Количественные изменения переходят в изменения качественные.

4. Химические свойства. Слайд 11.

Какие химические свойства характерные для одноатомных спиртов? (реакция горения, реакция замещения водорода гидроксогруппы на щелочной металл, реакция обмена всей гидроксогруппы на галоген (с галогеноводородами) и другие).

Проблемный вопрос. А будут ли эти свойства характерны для многоатомных спиртов?

1.Чтобы ответить на это вопрос проведем демонстрационный опыт.
Взаимодействие глицерина с натрием: Слайд 12

Слайд 13

2.Взаимодействие глицерина с галогеноводородными кислотами: в пробирку налили соляной кислоты и добавили метиловый оранжевый. Далее прилили раствор глицерина до изменения окраски (происходит замещение гидроксогрупп).

3. Взаимодействие глицерина с азотной кислотой.

СН2ОН–СНОН-СН2ОН + 3НОNO2 = СН2ОNO2–СНОNO2–СН2ОNO2 + 3Н2О

Сообщение ученика.

В 1846 году итальянский химик Асканьо Собреро нагрел глицерин со смесью серной и азотной кислот. Полученный продукт при выделении взрывался с огромной силой. Так был открыт сложный эфир глицерина и азотной кислоты – тринитрат глицерина (нитроглицерин).
Это вещество пробовали применять в военных целях. Однако такая взрывчатка часто взрывалась от случайного сотрясения или удара. Решение проблемы предложил шведский инженер-химик, изобретатель промышленник А. Нобель, который в 1866 году обнаружил, что пропитанная нитроглицерином инфузорная земля безопасна при хранении и транспортировке и при этом сохраняет свои взрывчатые свойства. Так был изобретен динамит, который используют при прокладке туннелей, в строительстве, военном деле.
Но нитроглицерин не только убивает, но и лечит:
1% раствор - сосудорасширяющее (кардиологическое) средство.

Какой вывод о химических свойствах многоатомных спиртов можно сделать?
Вывод: как вещества, содержащие гидроксогруппы, многоатомные спирты имеют сходные свойства с одноатомными спиртами.

Проблемный вопрос. Должно ли вызвать появление новых химических свойств увеличение числа гидроксогрупп в молекулах многоатомных спиртов?
Чтобы разрешить эту проблему проведем следующий лабораторный опыт. 

Лабораторный опыт выполняется по инструкции в учебнике.
 Слайд 14

1. К 2 мл раствора щелочи в пробирке прибавили несколько капель раствора сульфата меди (II). Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции. (Ученик записывает уравнение на доске, а учащиеся в тетрадях).

Наблюдали образование синего осадка гидроксида меди (II).

2. К образовавшемуся осадку гидроксида меди (II) прилить глицерин и смесь встряхнуть. Какие изменения произошли? (Осадок растворяется и образуется раствор ярко-синего цвета  глицерат меди (II)).

Это качественная реакция на многоатомные спирты.

 Слайд 15

Уравнение дано в упрощенном виде, одновременно образуются и соединения более сложного состава.

Вывод. В отличие от одноатомных, многоатомные спирты реагируют с нерастворимыми основаниями. Многоатомные спирты обладают слабыми кислотными свойствами.

Слайд 16

5. Получение многоатомных спиртов

Вопрос о получении спиртов учащиеся изучают,  используя  учебник и дополнительную литературу (учебные пособия, справочники).

Ученики работают с текстом, анализируют материал, обобщают информацию. (Подобно одноатомным спиртам многоатомные могут быть получены из соответствующих углеводородов через их галогенопроизводные. Глицерин получают расщеплением жиров, а в настоящее время – в основном синтетическим способом из пропилена, образующегося при крекинге нефтепродуктов. Окислением алкенов получают диолы и триолы). 

Как вы думаете, какие физические свойства многоатомных спиртов определили их применение в производстве и в быту? 

5.6. Применение многоатомных спиртов 

Просмотр ФЦИОР «Применение многоатомных спиртов».

Ответьте на вопрос: «На чем основано применение многоатомных спиртов?»
Водный раствор этиленгликоля замерзает при низких температурах, поэтому его используют в качестве антифризов – жидкостей с низкой температурой замерзания, применяемых для охлаждения двигателей внутреннего сгорания.
В пищевой промышленности глицерин применяется как пищевая добавка Е422 в производстве кондитерских изделий для улучшения консистенции, для предотвращения проседания шоколада, увеличения объёма хлеба. Применяется при изготовлении экстрактов кофе, чая и других растительных веществ, которые мелко измельчают и обрабатывают водным раствором глицерина, нагревают и испаряют воду. Глицерин широко используется при производстве безалкогольных напитков. Экстракт, приготовленный на его основе, в разбавленном состоянии придает напиткам «мягкость».
В медицине используют для растворения лекарств, для предохранения от высыхания мазей, паст и кремов.
Глицерин усиливает моющую способность большинства сортов туалетного мыла, в которых он используется, придает коже белизну и смягчает её.
В сельском хозяйстве он применяется для обработки семян, что способствует их хорошему прорастанию, деревьев и кустарников, что защищает кору от непогоды.
В текстильной промышленности применяется в ткачестве, прядении, крашении, что придает тканям мягкость и эластичность, для получения анилиновых красок, растворителей для красок, при производстве синтетического шелка и шерсти.
В бумажной промышленности его применяют в производстве папиросной бумаги, пергамента, кальки, бумажных салфеток и жаронепроницаемой бумаги.
В кожевенной промышленности используют глицериновые растворы для дубления кожи.
Благодаря своей пластичности, свойству удерживать влагу и стойко переносить холод, глицерин используется в качестве пластификатора при производстве целлофана.
Вывод: Применение веществ основано на их свойствах.

VI. Первичный контроль, проверка понимания усвоенного материала.

 «Проверь себя»:

• Дайте определение многоатомных спиртов.
• Назовите первых представителей многоатомных спиртов.
• Охарактеризуйте физические свойства глицерина.
• Что является качественным реактивом на многоатомные спирты? Каковы признаки реакции
• Какие спирты проявляют большие кислотные свойства: одноатомные или многоатомные?
• Где применяют этиленгликоль и глицерин?

VII.  Коррекция. 

VIII. Закрепление усвоенного материала.

Тест «Многоатомные спирты».

Слайд 17 .  Проведение взаимопроверки.  Взаимооценивание.

IX. Дифференцированное домашнее задание, инструктаж  по его выполнению.

1) Изучить §21, упр. 1,2, 4а  письменно;

2)*Подготовить сообщение о шведском инженере-химике А. Нобеле.

X. Подведение итогов урока.

Возвращаемся к проблеме урока:  если многоатомные спирты, также как и одноатомные, содержат гидроксильную группу – ОН, то их строение и свойства похожи на одноатомные? Учащиеся делают выводы.

В конце урока после изучения многоатомных спиртов теперь вы можете ответить на вопрос: что объединяет такие непохожие по применению предметы, как шоколад, лекарственные препараты, крема, шампуни, мыло, антифриз.

Проведение совместного оценивания.

XI. Проведение рефлексии.

Слайд 18

Предлагается подвести итоги в виде рефлексии содержания деятельности и эмоционального состояния:

Что удалось из того, что было запланировано? Что нового узнали? Продуктивно ли вы поработали, усвоили ли материал? Какой учебный материал был сложным для вас? Удовлетворены своей работой сегодня на уроке?

Спасибо за плодотворную работу на уроке!