Кислородосодержащие соединения- спирты.
план-конспект урока по химии (10 класс) на тему

Введение.

Данная тема урока рассматривается после завершения курса тем по изучению органических веществ – углеводородов.  Урок проводится после контрольной работы по изученному ранее материалу и не содержит опроса домашнего задания, что позволяет больше уделить времени объяснению и закреплению нового материала, а также уделить время практической части – демонстрации качественной реакции на многоатомность спиртов. Чтобы с экономить время на записывание формул учителем на доске используется презентация с готовыми формулами, уравнениями реакции, пояснениями  к эксперименту и контрольные вопросы на повторение  и закрепление изученного материала.

Тема урока: Кислородосодержащие соединения- спирты.

Цел урока: изучение класса спиртов: их строения, изомерии, номенклатуры, свойств, получения и применения.

Задачи:

Познавательные: дать учащимся первоначальные понятия о кислородсодержащих веществах, познакомить с составом и строением одноатомных спиртов,  дать понятие о функциональной группе атомов и влиянии ее на свойства спиртов; знать определение спиртов, общую формулу, сущность водородной связи, ее влияние на физические свойства спиртов; изучить способы получения, химические свойства ,области применения спиртов на основе их свойств.

Развивающие: развивать умения составлять молекулярные, структурные и электронные формулы спиртов, формулы изомеров у спиртов, называть их по систематической номенклатуре; записывать уравнения реакций, доказывающие свойства спиртов; развивать познавательный интерес, включая в содержание урока элементы новизны знаний, устанавливать связь изученного материала с жизнью. Развивать  эмоциональное восприятие  у учащихся, используя мультимедиа и химический эксперимент с соблюдением правил по технике безопасности.

Воспитательные: продолжить формирование негативного отношения к алкоголизму как общественному явлению;  подвести учащихся к осознанному отказу от алкоголя, основанному на знаниях о его вредных последствиях.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Методы: беседа, диалог, частично-поисковый и исследовательский.

Для учителя: мультимедийный проектор,  экран, презентация к уроку, реактивы.

Оборудование и реактивы: подставка для пробирок, пробирки, дистиллированная вода, , медная проволока,  спиртовка, держатели, спички, фарфоровая чашка, флаконы с реактивами,NaOH, этанол, глицерин, индикаторы, H2SO4,  CuSO4,   стаканы.

План урока

І. Введение.

ІІ. Изучение нового материала.

а) Классификация спиртов.

б) Изомерия и номенклатура

в) Физические свойства.

г) Получение спиртов.

д) Химические свойства.

е) Качественная реакция на многоатомные спирты.

ж) Применение спиртов.

ІІІ. Закрепление

V. Домашнее задание

Ход урока.

1. Введение

 Задание на доске ( слайд№ 1)

 C2H4 , CH3- CH2-ОН,   CH2ОН- CH2ОН,  CH2= CH2

Разделите данные вещества на две группы.  Что вы положили в основу вашего деления?

О: Наличие и отсутствие кислорода.

Сегодня мы с вами переходим к изучению новой группы  органических веществ – содержащих помимо водорода и углерода ещё один химический элемент- кислород. И первый  класс соединений содержащих кислород, который  мы с вами будем изучать – класс спиртов.

2.Изучение нового материала.(слайд№2)

Тема нашего урока: Кислородосодержащие соединения- спирты.

Запишите, пожалуйста, тему в тетрадь.

Мы рассмотрим с вами строение молекул спиртов, познакомимся с правилами составления названий спиртов, то есть номенклатурой,  рассмотрим физические , химические свойства спиртов. Напишем основные способы получения спиртов в промышленности и в лаборатории. Укажем область применения спиртов и их влияние на живые организмы.

Обратимся сначала к истории. Давно ли человеку известны такие вещества как спирты. Заслушаем доклад учащегося.

ДОКЛАД

Похититель рассудка — так именуют алкоголь с давних времен. Об опьяняющих свойствах спиртных напитков люди узнали не менее чем за 8000 лет до нашей эры – с появлением керамической посуды, давшей возможность изготовления алкогольных напитков из меда, плодовых соков и дикорастущего винограда. Возможно, виноделие возникло еще до начала культурного земледелия. Так, известный путешественник Н.Н. Миклухо-Маклай наблюдал папуасов Новой Гвинеи, не умевших еще добывать огонь, но знавших уже приемы приготовления хмельных напитков. Чистый спирт начали получать в 6-7 веках арабы и назвали его “аль коголь”, что означает “одурманивающий”. Первую бутылку водки изготовил араб Рагез в 860 году. Перегонка вина для получения спирта резко усугубила пьянство. Не исключено, что именно это послужило поводом для запрета употребления спиртных напитков основоположником ислама (мусульманской религии) Мухаммедом (Магомет, 570-632). Этот запрет вошел впоследствии и в свод мусульманских законов – Коран (7 век). С тех пор на протяжении 12 столетий в мусульманских странах алкоголь не употребляли, а отступники этого закона (пьяницы) жестоко карались.

Но даже в странах Азии, где потребление вина запрещалось религией (Кораном), культ вина все же процветал и воспевался в стихах.

В средневековье в Западной Европе также научились получать крепкие спиртные напитки путем возгонки вина и других бродящих сахаристых жидкостей. Согласно легенде, впервые эту операцию совершил итальянский монах алхимик Валентиус. Испробовав вновь полученный продукт и придя в состояние сильного алкогольного опьянения, алхимик заявил, что он открыл чудодейственный эликсир, делающий старца молодым, утомленного бодрым, тоскующего веселым.

С тех пор крепкие алкогольные напитки быстро распространились по странам мира, прежде всего за счет постоянно растущего промышленного производства алкоголя из дешевого сырья (картофеля, отходов сахарного производства и т.п.). Алкоголь настолько быстро вошел в быт, что практически не один художник, писатель или поэт не обходил эту тему.

На Западе бытует мнение, что русские - самая невоздержанная в употреблении спиртных напитков нация, и так, якобы, повелось испокон веков. Часто мы и сами повторяем утверждения об “исторической предрасположенности” русских к алкоголю.

Однако сама история России опровергает этот миф. В дохристианскую эпоху на Руси потребление алкоголя имело место главным образом на языческих пиршествах (народный и княжеский пиры, игрища, тризны).

Известно, что в Древней Руси пьянства не было вовсе. Население Древней Руси не выращивало виноград, и вино для Причастного таинства привозилось из Византии. Хмельными напитками были сбродивший мёд и пиво.

С этих далеких времен сохранился знаменитый рефрен многих народных сказок: “И я там был. Мед, пиво пил. По усам текло, а в рот не попало”.

Хмельное питье каждый варил сам для себя, сколько ему нужно было для обихода. Всякое мирское дело непременно начиналось пиром, и поэтому в жизни народа хмельные напитки имели большое культурное значение.

Общее заблуждение иностранцев – принимать радушные пиршества в честь гостя за повседневный обычай славян. Арабский писатель Ибн-Фодлан писал о славянских язычниках, что “они предаются питью вина неразумным образом и пьют его целые дни и ночи”.

Слова киевского князя Владимира Святославича “Руси есть веселие пити, не можем без того быти” не означали, что русский народ не мог обходиться в повседневной жизни без алкоголя. Киевский князь не мог представить себе пира без алкогольных напитков своего времени. Это был всего лишь на всего его вежливо-ироничный отказ мусульманским послам, склонявшим Русь к принятию ислама, который не допускал употребления алкоголя.

Христианская вера, в которую был обращен русский народ, пить не запрещала, но требовала умеренности в отношении хмельного.

.До середины XVI в. народ, заплатив пошлину на солод, хмель и мед (”бражную пошлину”), варил известное к тому времени слабоалкогольное питье (5–8°) – медовуху, пиво, брагу и употреблял их дома или в корчмах. Виноградный спирт (аква вита) в Россию стали завозить давно – с 1386 г. Изготовление спирта из ржаного сырья русские изобрели в 1448–1474 гг. Разбавленный водой хлебный спирт получил название хлебного вина или водки. В Польше производство водки из хлеба сумели наладить лишь столетие спустя. Лишь со второй половины XVI в. появляются свидетельства о пьянстве в России – Стоглавый Собор (1551 г.) призывал: “Пить вино во славу Божью, а не во пьянство”.

Таким образом, полтора столетия с начала ввоза в Россию спирта и столетие со времени изобретения его перегонки из хлебного сырья упоминаний о пьянстве на Руси не было.

Теперь мы с вами узнали, как давно известен человеку спирт.         Всегда ли это только вред. Но как говорится: «Чтобы понять - надо узнать!»

 Вот мы сегодня и узнаем всегда ли спирт –это вред.

Классификация спиртов.

Глядя на эти формулы давайте вместе попробуем дать определение классу спирты .

Мы видим , что  они прежде всего производные углеводородов.  Если мы возьмем любой углеводород и заменим один или несколько водородов на группу –ОН, то получим спирт.

Попробуем дать определение.

Слайды  №3,4

Спирты – это производные углеводородов , содержащие одну или несколько гидроксильных групп –ОН. (Определение записать в тетрадь)

Группа –ОН называется функциональной.

Функциональной называт группу атомов, которая определяет наиболее характерные свойства вещества и его принадлежность к определенному классу соединений.

Как ранее по наличию кратных связей мы определяли принадлежность вещества к непредельным углеводородам, теперь видя в формуле одну или несколько гидроксильных групп мы можем указать на их отношение к классу спиртов.

Спирты классифицируются по ряду признаков

1. Строению углеводородного радикал

• предельные-    С2Н5ОН
• непредельные СН2=СН2ОН
• ароматические    С6Н5-ОН

2. Числу гидроксильных групп

• одноатомные
• двухатомные
• трехатомные
• многоатомные

Номенклатура и изомерия.

Как видим , класс спиртов многообразен, но мы с вами затронем в основном предельные одноатомные спирты.( Слайд №5)

Общая формула спиртов этого ряда CnH2n +1 OH. (записать формулу в тетрадь) Насыщенные одноатомные спирты образуют гомологический ряд. Возглавляет гомологический ряд насыщенных одноатомных спиртов метанол (или метиловый спирт) CH3OH. Второй член гомологического ряда насыщенных одноатомных спиртов — этанол (или этиловый спирт) C2H5OH. Следующий за ним — пропанол (или пропиловый спирт) C3H7OH, бутанол (или бутиловый спирт) C4H9OH и т. д.

По номенклатуре, сложившаяся исторически, название одноатомного спирта происходит от названия радикала, с которым соединена гидроксильная группа. Например, метиловый спирт CH3OH, пропиловый спирт C3H7OH т.д..

По систематической номенклатуре, название спирта образуют от названия соответствующего насыщенного углеводорода, добавляя к ней суффикс-ол. Положения гидроксильной группы обозначают номером атома углерода, у которого она находится. Нумерацию атомов углерода начинают с того конца, к которому ближе функциональная группа, например:

CH3-CH2-CH2-CH2-OH 1-бутанол,      CH3-CH2-CH2-OH 2-метил-1-пропанол
|
CH 3

Изомерия спиртов может быть обусловлена разветвлением карбоновой цепи их молекулы, положением гидроксильной группы, а также межклассовая изомерия.

В этом случае изомерами классу спиртов является класс простых эфиров (эфиров), с общей формулой R-O-R1. Например, изомером этанола C2H5OH является диметиловый эфир CH3-О-CH3.

Физические свойства спиртов.

Продолжим знакомиться с классом спиртов, а именно с физическими свойствами.

Перед вами на столе стоят образцы спирта и необходимое оборудование. С помощью инструктивной карты познакомьтесь с основными физическими свойствами спиртов

Инструктивная карта.

 1. Ознакомьтесь с образцами выданных вам предельных одноатомных и многоатомных спиртов. Охарактеризуйте их физические свойства: а) запах, б) летучесть в) агрегатное состояние. Проанализируйте изменение их физических свойств с увеличением молекулярной массы.

2. Проверьте растворимость этанола в воде. Сделайте вывод о растворимости предельных одноатомных спиртов  в воде.

3. На основании выполненной работы, обобщите физические свойства спиртов.

4. Возьмите этанол, налейте в фарфоровую чашку и подожгите его. Сделайте вывод о продуктах реакции. Составьте уравнение реакции, проставьте коэффициенты.

Слайд№6

Низшие спирты -жидкости. Физические свойства. Низшие и средние спирты (С1-C11) - летучие, бесцветные жидкости с резким, характерным алкогольным запахом, жгучим вкусом. Растворимы в воде до октанола.

Высшие спирты (C12 - и выше) - твердые вещества с приятным запахом. Нерастворимы в воде.

Почему же гомологический ряд спиртов начинается с жидкостей и среди них нет газов. Как всегда, мы это знаем, свойства зависят от строения. В чем же секрет строения спиртов. Это наличие водородной связи между молекулами. Мы встречались с водородной связью в неорганической химии когда изучали соединения азота.(слайд №7)

Получение спиртов.        

( слайд№8)

Итак, чтобы изучить вещества, их необходимо получить.

Существует несколько способов получения спиртов. Одни применяют в больших масштабах –в промышленности, другие  в меньших- в лаборатории.

В промышленности.

Реакция гидролиза алкенов лежит в основе промышленного производства низших спиртов, содержащих до 4 атомов С.

СН2= СН2 + Н2О→ 2С2Н5ОН

реакция идет в присутствии катализатора

Этанол образуется и при так называемом спиртовом брожении сахаров, например, глюкозы С6Н12О6. Процесс протекает в присутствии дрожжевых грибков и приводит к образованию этанола и СО2:

С6Н12О6 =2С2Н5ОН + 2СО2

Брожением можно получить не более чем 15%-ный водный раствор спирта, поскольку при более высокой концентрации спирта дрожжевые грибки погибают. Растворы спирта более высокой концентрации получают перегонкой.

В лаборатории.

 Спирты получают взаимодействием галогенпроизводных углеводородов с водой или водным раствором щелочи при нагревании:

Химические свойства спиртов.

Наличие в молекулах спиртов гидроксильной группы определяет общие свойства представителей этого класса соединений.

С одним химическим свойством спиртов вы познакомились, когда определяли физические свойства спиртов.

Также спирты взаимодействуют с металлическим натрием (демонстрация «Взаимодействие этанола с натрием»). (слайд №9)

2C2H5OH+ Na → 2C2H5ONa + H2↑

Составим уравнение реакции. Это реакция замещения , в результате которой выделяется газ –водород. Эта реакция характерна для представителей класса кислот. Можно было бы отнести спирты к кислотам, но они не изменяют окраску индикатора в связи своей слабой диссоциации.

( демонстрация « Изменение окраски индикатора спиртами»)

Спирты вступают в реакцию дегидратации и этерификации.(слайды №9,10)

Самостоятельная работа с учебником

Рассмотрите в учебнике на стр. 69-70 схемы внутримолекулярной и межмолекулярной гидротации. Напишите схемы реакций в тетрадь. Какую роль в реакции играет серная кислота.

             H2SO4

C2H5OH→ CH2=CH2↑ + H2O

2 C2H5OH → C2H5―O― C2H5 + H2O

C2H5OH + CH3COOH →    CH3OOC2H5   +   H2O

Для спиртов характерна реакция окисления ( демонстрация «Окисление этаноля до этаналя»)

Качественная реакция на многоатомность спиртов.(слайд№12)

При изучении неорганической химии мы с вами узнали , что использую определенные реактивы можно узнать качественный состав веществ. То есть из каких ионов вещество состоит. С качественными реакциями на непредельную связь мы с вами познакомились при изучении темы «Алкены». А существуют ли такие реакции для определения спиртов с одной или несколькими группами –ОН.

 Проделаем следующий опыт. «Качественная реакция на многоатомные спирты»

                   голубой             ярко-синий цвет

Теперь, зная эту реакцию, вы  всегда сможете определить в какой пробирке находится многоатомный спирт.

Применение спиртов.

Познакомьтесь с рис 39 (с.72) и выпишите  в тетрадь области применения этанола.

Закрепление

Ответьте на вопросы указанные на слайде.№13

Домашнее задание

п.9, упр №13 (с.74) доклады по темам « Метанол», Этилен», «Глицерин» по трем вариантам.

        Литература.

Габриелян О.С. Химия 10 кл

Рудзитис, Фельдман: Химия. Органическая химия. 10 класс. Базовый уровень.

Интернет ресурсы

. http://uchitel.edu54.ru/node/196020

http://festival.1september.ru/articles/598851/

https://ru.wikipedia.org/wiki/Спирты

www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4176.html

www.alhimikov.net/organikbook/spirt.html

www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/SPIRTI.html

https://sites.google.com/site/vikusakoval/.../himiceskie-svojstva-spirtov