ВВЕДЕНИЕ

Изучение темы «Спирты» имеет важное значение в формировании у учащихся основных понятий органической химии. На материале этой темы прежде всего развивается и конкретизируется такое важное понятие, как гомологический ряд. Это понятие раскрывается здесь на основе непосредственного наблюдения отдельных представителей класса спиртов: метилового, этилового, пропилового, бутилового и амилового. А это уже шаг вперед по сравнению с изучением гомологического ряда предельных углеводородов, где очень трудно экспериментально показать сходство и различие между отдельными представителями.

ГЛАВА 1 О МЕТОДИКЕ ИЗУЧЕНИЯ СПИРТОВ В КУРСЕ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Изучение темы «Спирты» имеет важное значение в формировании у учащихся основных понятий органической химии. На материале этой темы прежде всего развивается и конкретизируется такое важное понятие, как гомологический ряд. Это понятие раскрывается здесь на основе непосредственного наблюдения отдельных представителей - класса спиртов: метилового, этилового, пропилового, бутилового и амилового. А это уже шаг вперед по сравнению с изучением гомологического ряда предельных углеводородов, где очень трудно экспериментально показать сходство и различие между отдельными представителями.

Интересно отметить, что впервые идея гомологии органических соединений была развита именно на предельных одноатомных спиртах.

Рассмотрение гомологического ряда спиртов способствует формированию диалектико-материалистического мировоззрения у учащихся. Сопоставляя состав отдельных представителей гомологического ряда с их свойствами, учащиеся убеждаются в том, что изменение количества атомов в молекулах спиртов неизбежно приводит к изменению качества.

Эта тема является не только обобщением ранее накопленных сведений о строении органических веществ, но и их дальнейшим развитием. Здесь учащиеся узнают, что химические свойства органических веществ зависят не только от характера связей в углеродном «скелете» молекул, но и от природы атомов или групп атомов, соединенных с этим «скелетом». Фактический материал этой темы служит основой для формирования такого общего понятия в химии, как функциональная группа.

При изучении этой темы учащиеся знакомятся с важным положением теории А.М. Бутлерова о взаимном влиянии атомов в молекулах органических веществ.

Наконец, материал этой темы имеет большое значение в развитии политехнического кругозора учащихся, так как позволяет ознакомить их с одним из типичных производств органического синтеза - получением этилового спирта.

В построении темы мы исходили из основных положений теории А.М. Бутлерова о связи между составом, строением и свойствами органических веществ. Учебный материал темы распределяется по урокам следующим образом:

Урок 1. Общая характеристика класса спиртов.

Урок 2. Химические свойства класса спиртов. Функциональная группа.

Урок 3 Этиловый спирт

Урок 4. Глицерин.

Такое построение темы имеет ряд преимуществ. Оно дает возможность сразу показать учащимся, что будет предметом изучения в данной теме и как этот новый класс соединений связан с известным уже им классом предельных углеводородов. (Спирты здесь сразу же рассматриваются как гидроксильные производные соответствующих предельных углеводородов.) Сопоставление в начале темы физических и химических свойств нескольких спиртов делает конкретным представление о гомологическом ряде и на основе этого общего понятия могут быть лучше усвоены затем общие представители.

Точно так же понятие функциональной группы как общее понятие не может быть сформировано на основе изучения химических свойств какого-либо одного вещества, для этого необходимо рассмотреть химические свойства нескольких представителей данного класса.

При изучении в последующем отдельных спиртов отпадает необходимость подробно останавливаться на изучении их физических и химических свойств, что дает возможность больше внимания уделить рассмотрению их получения, применения и народнохозяйственного значения.

Урок 1. Общая характеристика класса спиртов

Основная задача этого урока состоит в том, чтобы дать предварительное общее понятие о классе спиртов на основе установления генетической связи их с углеводородами и развить далее понятие гомологического ряда.

Изучение спиртов начинается с рассмотрения их состава и строения. Учащимся указывается, что, если в молекулах углеводородов ряда метана заменить атом водорода гидроксильной группой ОН, получаются вещества класса спиртов, образующие свой гомологический ряд. Практически такая замена производится путем проведения ряда химических реакций, которые будут известны позднее.

На доске выписываются структурные формулы некоторых предельных углеводородов, их радикалов и спиртов:

В молекулах спиртов, формулы которых приведены выше, содержится только по одной гидроксильной группу. Такие спирты обычно называются одногидроксильными или, точнее, одноатомными.



Чтобы показать принадлежность спиртов к одному гомологическому ряду, прежде всего надо ознакомиться с их физическими свойствами. Вместо того чтобы просто сказать, что температура кипения метилового спирта 64°, а этилового - 78^р, мы ставим опыт, устанавливающий различие температур кипения этих спиртов (см. рис.). В химический стакан на 200 с At, до урока, наливают горячую воду. На уроке стакан с водой ставят на электроплитку или подогревают на спиртовой лампе до кипения воды. После того как нагревание прекращается, на стакан кладут кусок картона с вставленными в него двумя пробирками, содержащими равные количества (по 1 см³) метилового и этилового спиртов. На картонной крышке около пробирок помещают этикетку с первыми буквами названий этих спиртов («М» и «Э»)

Учащимся предлагается наблюдать, какой из спиртов при одинаковом нагревании закипит раньше, и на этом основании сравнить их температуры кипения. На основе наблюдений учащиеся приходят к выводу, что температура кипения метилового спирта Ниже, чем этилового, так как закипает он раньше, чем этиловый спирт, и что температура кипения этих спиртов ниже 100» (температуры кипения воды). Данные опыта следует сопоставить с составом испытуемых спиртов. Находят, что удлинение углеродной цепи в молекуле ведет к повышению температуры кипения спирта. Вопрос о некоторых неправильностях в изменении температур кипения, объясняемый ассоциацией молекул спиртов, исключается ввиду трудности его для учащихся.

Изучение физических свойств спиртов сопровождается демонстрацией коллекции веществ, оформленной учащимися в химическом кружке. Встряхивая пробирки с метиловым, этиловым, пропиловым спиртами, учащиеся видят, что эти спирты являются легкоподвижными жидкостями. Спирты же, содержащие 4-10 атомов углерода в молекуле,- маслообразные, вязкие жидкости (в этом случае для опыта берутся бутиловый и амиловый спирты). Далее указывается, что с увеличением числа углеродных атомов в молекуле от 10 и более спирты являются твердыми веществами.

Учащиеся подходят к столу и смешивают различные спирты с водой. Так они устанавливают, что метиловый, этиловый и пропиловый спирты хорошо растворимы в воде; растворимость же бутилового и амилового спиртов меньше. Отсюда делается вывод: чем длиннее цепь углеродных атомов в молекуле, тем спирт менее растворим в воде.

Урок 2. Химические свойства спиртов. Функциональная группа

Основной задачей этого урока является формирование понятия функциональной группы. Это понятие, конечно, должно быть дано не догматически, а доказательно. С этой целью изучается реакция взаимодействия металлического натрия со спиртами. Ставится лабораторная работа. Для каждой группы учащихся, работающих, за отдельным столом, дается два параллельных опыта - со спиртами и с водой. Спирты даются разные (метиловый, этиловый, бутиловый и др.), чтобы в заключительной беседе можно было обобщить результаты опытов и сделать вывод о реакции, как типичной для спиртов.

Опыт показал, что в процессе лабораторной работы у учащихся возникает ряд частных вопросов, свидетельствующих о развивающейся у них наблюдательности. Например, учащиеся выяснили, что кусочек натрия тонет в этиловом спирте и плавает на поверхности воды. Это дало возможность установить, что этиловый спирт легче воды. Сравнивая скорость реакции в различных спиртах, они делают вывод о зависимости между реакционной способностью спиртов и величиной их молекул.

Однако основное наблюдение учащихся состоит в установлении того факта, что все взятые для опыта спирты реагируют с металлическим натрием. Разъясняется, что подобно тому как натрий вытесняет водород^: из воды, он вытесняет его из гидроксильных групп спиртов. Составляются уравнения реакций. Отмечается, что общие химические свойства спиртов зависят от присутствия в них гидроксильной группы и что такая группа атомов называется функциональной группой.

В пять совершенно одинаковых по размерам фарфоровых чашек наливают одинаковые количества (по 1 мл) метилового, этилового, пропилового, бутилового и амилового спиртов и последовательно поджигают их горящей лучинкой. Учащиеся наблюдают, что метиловый, этиловый и пропиловый спирты воспламеняются мгновенно в их пары горят синеватым, малосветящимся пламенем, а бутиловый и амиловый спирты загораются медленнее, пары их горят светящимся пламенем и в чашечках после горения остается много сажи. Сопоставляя наблюдения с относительной величиной молекул спиртов, учащиеся приходят к выводу, что температура воспламенения спиртов возрастает с увеличением их молекулярного веса и что в связи с возрастанием процента содержания углерода в спиртах увеличивается светимость их пламени и неполнота сгорания.

Урок 3. Этиловый спирт

Основной задачей этого урока является ознакомление учащихся со свойствами, получением и применением этилового спирта, а также с достижениями спиртовой промышленности СССР.

Ознакомление с этиловым спиртом приданной системе изучения темы несколько облегчается вследствие того, что физические и химические свойства спиртов частично рассматривались ранее.

На доске записываются молекулярная и структурная формулы этилового спирта:

Затем рассматриваются физические свойства. Уточняются знания учащихся о цвете, запахе, температуре кипения, горючести, растворимости в воде и некоторых других свойствах спирта.

Очень важно показать, что спирт не только хорошо растворяется в воде, но и сам является хорошим растворителем. Можно сравнивать растворимость некоторых веществ (например, йода) в воде и спирте

Для опыта берут одинаковые количества спирта и воды (по 1 m.i) затем в пробирку со спиртом и в пробирку с водой осторожно (пинцетом) опускают приблизительно по одинаковому кристаллику йода и встряхивают. Убеждаются, что йод значительно лучше растворяется в спирте, чем в воде.

Применения этилового спирта рассматриваются на основе его свойств. Учащиеся вспоминают температуру замерзания спирта (-114°): учитель указывает, что благодаря этому свойству спирт применяют в термометрах для измерения низких температур. Опыт по растворимости йода в спирте показал, что некоторые вещества растворяются в нем значительно лучше, чем в воде; поэтому спирт применяется как растворитель в медицине, в парфюмерии, в лакокрасочной промышленности.

Далее отмечается, что этиловый спирт является исходным продуктом в целом ряде отраслей химической промышленности. Наибольшее применение он находит в производстве синтетического каучука по способу С.В. Лебедева.

Вопрос о производстве синтетического каучука несколько знаком учащимся из предыдущих разделов. Здесь следует остановиться лишь на химизме процесса получения дивинила из спирта.

Вполне понятно, что после того как учащиеся познакомились со свойствами и применением этилового спирта, следует рассмотреть вопрос о его производстве. Спирт (точнее, спиртовые растворы - вино) люди научились получать очень давно, сбраживая растворы сахаристых веществ, содержащихся, в винограде, ягодах и т. д.

В промышленности до недавних лет спирт получали главным образом путем химической переработки злаков и картофеля. Из них получали сперва сахаристые вещества, которые затем сбраживали в спирт. Однако в связи с возрастанием спроса на спирт особенно со стороны промышленности синтетического каучука, такой способ стал весьма невыгодным. Чтобы это стало ясно учащимся, можно привести такие цифры. На изготовление 1 т спирта используется 3,9 т зерна или 9,6 г картофеля. Для получения больших количеств спирта требовался, огромный расход пищевых материалов. Перед учеными встал вопрос об изыскании способов производства спирта из непищевого сырья. Эта проблема нашла разрешение в двух направлениях. Спирт стали получать:

1) Из отходов деревообрабатывающей промышленности, в частности из древесных опилок и щепы, путем их осахаривания и последующего сбраживания сахаристых веществ.

Химизм гидролизного производства спирта из древесины на данном уроке не рассматривается.

2) Из газа этилена, большое количество которого получается в качестве побочного продукта при крекинге нефти.

На цифровом материале можно показать экономическую выгодность получения спирта из непищевого сырья. На лесопильном заводе средней производительности в год получается свыше 10 000 т опилок. Из этого количества опилок можно получить свыше 800 г спирта. А это позволит высвободить 3000 г хлеба или 10 000 г картофеля.

Не менее поразительные цифры «можно дать и для характеристики производства спирта из этилена. Каждая тонна этилена, которая расходуется в производстве спирта, может заменить 4,9 т зерна: или 12 г картофеля. Использование нефтяных газов и древесины для получения технического спирта только в одном 1960 году должно сэкономить нашему государству 3 млн. т зерна.

Следует сказать учащимся, что способ получения спирта из древесины будет изучаться позднее, на данном уроке будет рассматриваться /способ получения спирта из этилена³.

Рассмотрение этого способа начинается с анализа условий, необходимых для промышленного синтеза этилового спирта. Указывается, что, в основе получения спирта лежит реакция взаимодействия этилена - с водой. Реакция гидратации этилена в присутствии серной кислоты была изучена А. М. Бутлеровым, который предсказал ее промышленное значение. Записывается уравнение, реакции:

По этому способу этиловый спирт получался в промышленности. Однако технически более совершенным и экономически более выгодным является получение спирта путем прямой гидратации на твердом катализаторе. Эта реакция может быть осуществлена при давлении 80 атм и температуре 280-300° в присутствии фосфорной кислоты в качестве катализатора, нанесенной на алюмосиликат.

Знание условий, при которых осуществляется процесс, а также предшествующий опыт ознакомления учащихся с химическими производствами создают возможности изучить данное производство, используя элементы его на уроке.

Учащиеся уже знают, что исходными материалами для этого производства являются этилен и водяной пар и что необходимо применить давление 80 атм, чтобы пошла нужная реакция. Учащимся задается вопрос: «В каких аппаратах в химической промышленности осуществляется сжатие газов?» Вспоминая изученное ранее производство аммиака, они приходят к выводу, что первым аппаратом в производстве синтетического спирта будет компрессор 1 (см. схему на стр. 30). Учитель уточняет, что сжатию до 80 атм подвергается только этилен.

Но одного давления недостаточно; для благоприятного осуществления процесса газа необходимо подогреть, поэтому из компрессора он поступает в теплообменник-подогреватель 2 (показывается на схеме). Омывая горячие трубки в теплообменнике, по которым идут горячие продукты реакции, газ нагревается до температуры 220°. Чтобы получить смесь этилена и перегретого водяного пара, существует аппарат - смеситель 3 (показывается на схеме). В смесителе водяной пар и этилен тщательно перемешиваются. За счет горячего пара температура смеси доводится до оптимальной (280-300°).

Далее учащимся задается вопрос: «Что же еще необходимо, чтобы смесь водяного пара и этилена при температуре 280-300 и под давлением 80 атм прореагировала с образованием этилового спирта? Учащиеся отмечают, что необходим катализатор и что последующим аппаратом в данном производстве будет контактный аппарат 4.

Контактный аппарат представляет собою колонну, сделанную из прочной стали. Высота колонны достигает 10 м, диаметр 1,5 м. Поэтому контактный аппарат называется колонной синтеза. Синтез в колонне осуществляется на поверхности катализатора - небольших кусочков алюмосиликата, пропитанного фосфорной кислотой. В колонне синтеза лишь часть этилена и пара реагирует с образованием спирта. Выход спирта при этих условиях около 4%. Поэтому из колонны выходит смесь, содержащая наряду с парами спирта также этилен, водяной пар и некоторые побочные продукты.

Что необходимо сделать, чтобы выделить из этой смеси спирт? Учащиеся делают предположение, что смесь необходимо охладить. Смесь, выходящая из контактного аппарата, нагрета до температуры свыше 300°. Как же использовать это тепло? Учащиеся предлагают продукты реакции пропускать через теплообменник и подогревать тем самым газ, идущий в контактный аппарат. Однако при этом газ, идущий из контактного аппарата, охладится недостаточно для того, чтобы сконденсировался спирт. Поэтому газовая смесь поступает далее в холодильник-конденсатор 5. С устройством холодильников учащиеся уже знакомы, - поэтому лишь отмечается, что газ в холодильнике движется по трубам, а между трубами движется холодная вода.

Далее учащиеся приходят к выводу, что в холодильнике пары спирта и воды конденсируются, а этилен остается в газообразном состоянии. Однако большое количество этилена при этих условиях растворяется в смеси спирта с водой, поэтому возникает необходимость отделить спиртовой раствор от этилена. Эта задача разрешается в последующем аппарате - сепараторе 6. В нижней части сепаратора собирается раствор, содержащий 15-16% спирта, а в верхней части собирается этилен. Как же поступить с этиленом, которого в результате сепарации получается довольно много? Учащиеся предлагают направить его вновь в производство и осуществить, таким образом, циркуляционный процесс, применяющийся в производстве с целью более полного использования исходных веществ. Учитель отмечает, что благодаря циркуляции этилена выход продукта в данном производстве доходит до 95%.

Так как в производстве используется обычно 96-процентный раствор спирта, а не 15-16-процентный, перед учащимися ставится вопрос: «Что же нужно сделать, чтобы увеличить концентрацию спирта?». Они предлагают использовать для этой цели перегонку. С этой целью спиртовой раствор нагревается в подогревателе 8, и смесь паров спирта и воды поступает в ректификационную колонну 9 для разделения. Учащихся следует спросить об устройстве ректификационной колонны, так как с ней они знакомились при изучении промышленных способов переработки нефти.

Урок 4. Глицерин

Урок, о глицерине имеет целью развить понятие о взаимном влиянии атомов в молекуле многоатомного спирта.

Изучение глицерина, как и изучение любого органического вещества, необходимо начать с рассмотрения его химического строения. Это строение необходимо сопоставить со строением пропилового спирта. Учащиеся видят, что как глицерин, так и пропиловый спирт содержат в молекуле одинаковое число углеродных атомов. Однако несмотря на сходство в строении углеродной цепи, эти вещества имеют различные свойства, например, температура кипения пропилового спирта 98^э, а глицерина 290°. Такое увеличение температуры кипения глицерина вызвано изменением его состава, именно увеличением числа гидроксильных групп в молекуле.

Таким .образом, учащимся становится ясно, что на изменение свойств спиртов влияет не только увеличение числа углеродных атомов, но и увеличение числа гидроксильных групп в молекуле.

Понятие об относительно высоком удельном весе глицерина формируется на основе наблюдения следующего опыта, В цилиндр с водой осторожно по каплям вливают глицерин. Учащиеся отчетливо видят, как глицерин струйками опускается вниз и образует под водой небольшой слой. Они делают из этого вывод, что удельный вес глицерина больше: удельного веса воды.

Если после наблюдения этого опыта спросить учащихся: «Какова растворимость глицерина в воде?», то они обычно отвечают, что глицерин в воде не; растворяется.

Чтобы избежать такой ошибки, можно использовать следующий прием. К столу учителя вызываются по очереди три ученика. Первый ученик осторожно стеклянной палочкой перемешивает смесь 10 см³ глицерина и 20 см³ воды. После перемешивания жидкость становится однородной, ученик делает вывод: глицерин растворим в воде.

Второму ученику предлагается прилить к этой смеси 10 см³ глицерина и перемешать. Ученик делает вывод о том, что глицерин и вода могут смешиваться в разных объемах.

Третьему ученику предлагается добавить к полученной смеси еще 10 см³ глицерина и перемешать. Жидкость снова становится однородной, но глицерин в данном растворе преобладает, поэтому его можно назвать здесь растворителем, а воду - растворенным веществом. Таким образом, глицерин не только может растворяться в воде, но и растворять воду. Глицерин и вода смешиваются в любых отношениях. Изучение химических свойств глицерина должно быть тесно связано со строением его молекулы.

Сравнивая строение глицерина и пропилового спирта, учащиеся видят, что как тот, так и другой имеют в составе молекул одинаковые группы атомов - ОН.

В связи с этим перед учащимися ставится вопрос о возможности взаимодействия глицерина е металлическим натрием. Они отвечают на вопрос положительно, мотивируя тем, что функциональные группы в органических соединениях характеризуются общностью свойств. Вывод учащихся подтверждается демонстрацией опыта (реакция взаимодействия глицерина с металлическим натрием проходит при подогревании).

Но наряду со сходством в строении глицерина и пропилового спирта имеется различие. Пропиловый спирт имеет Одну группу ОН, а глицерин - три. Высказывается предположение, что изменение количества гидроксильных групп сказывается на изменении свойств глицерина по сравнению с пропиловым спиртом. Это предположение проверяется экспериментально.

В пробирку с небольшим количеством свежеприготовленного гидрата окиси меди приливается 2-3 капли пропилового спирта. Смесь встряхивается. Никаких признаков химической реакции ученики не обнаруживают. Во второй пробирке к гидрату окиси меди приливается 2-3 капли глицерина и смесь тоже встряхивается. Появляется характерная темно-синяя окраска. Записывается уравнение реакции. Отмечается, что образовавшийся в растворе темно-синий продукт называется глицератом меди.

Сопоставление строения пропилового спирта и глицерина с данными проведенных опытов показывает, что благодаря увеличению числа гидроксильных групп атомы водорода в этих группах становятся более подвижными, чем в предельных одноатомных спиртах, поэтому глицерин способен взаимодействовать не только с щелочными металлами, но и с гидратами окислов металлов.

Глицерин является одним из таких веществ, на примере которого можно показать, как свойства веществ обусловливают их применение.

Глицерин - вязкая жидкость. На основании этого свойства он используется для смазки машин и механизмов, для наполнения гидравлик ческих прессов, а в лаборатории - для уменьшения трения при сверлении каучуковых пробок.

Температура кипения глицерина 280°, поэтому он используется в химических лабораториях для равномерного нагревания веществ при температурах выше 100° С.

Глицерин - жидкость нелетучая и гигроскопичная. На этом свойстве основано применение его в кожевенной промышленности для сохранения кож от высыхания. По этой же причине глицерин используется в парфюмерии. Наконец, можно указать на использование его в составе типографской краски - присутствие гигроскопического глицерина в ней длительное время делает типографский шрифт влажным и позволяет печатать большое количество экземпляров, что очень важно при колоссальном выпуске книжной, газетной и журнальной продукции в нашей стране.

ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ: СПИРТЫ

Урок по теме «Спирты, их строение, свойства, получение, применение»

Цели и задачи урока:

1. Добиться усвоения учащимися данной темы;

2. Сформировать понятие о спиртах: одноатомных, многоатомных;

3. Дать понятие функциональной группы - гидроксильной;

4. Познакомить учащихся с особенностями строения спиртов;

5. Продолжить развивать умения сравнивать явления, выделять главное, основное.

6. Организовать деятельность учащихся по восприятию, осмыслению, первичному запоминанию знаний о гомологическом ряде одноатомных спиртов;

7. Создать содержательные и организационные условия для самостоятельного применения школьниками комплекса знаний и способов деятельности;

8. Организовать проверку и оценку знаний и способов деятельности учащихся, организовывать деятельность учащихся по коррекции своих и способов деятельности.

9. Развивать интерес к предмету на принципах КМД (коллективной мыследеятельности).

10. Развивать логическое мышление, внимание, память, умение анализировать, переносить имеющиеся знания на новое вещество.

Тип урока: урок изучения нового материала

План урока:

1. Организационный момент

2. Подготовка учащихся к работе на основном этапе.

3. Мотивация и целеполагание.

4. Актуализация знаний.

5. Коллективное изучение темы по поставленным вопросам в микрогруппах по предложенному плану.

6. Изучение нового материала.

7. Закрепление материала

8. Задание на дом

9. Рефлексия

Ход урока:

1. Организационный момент (внешняя и внутренняя готовность учащихся, доведение дежурным о начале урока, о количестве присутствующих и отсутствующих, по каким причинам).

2. Подготовка учащихся к работе на основном этапе.

Здравствуйте, ребята. Я рада приветствовать вас на уроке химии. Химии, которую любят многие, и на уроке, которого ждут с нетерпением.

3. Мотивация и целеполагание.

Всюду в нашей жизни мы встречаемся с органической химией: мы едим продукты химической промышленности, мы одеваемся непосредственно в ее результаты: ацетатный шелк, искусственную шерсть, изделия из кожзаменителя и многое другое. Остановимся! Сколько еще вокруг всего того, что нам дает органическая химия: кроме одежды, обуви, еды, органическая химия дает нам жизнь. Да, да, да - жизнь! Ведь, благодаря именно этой химии мы можем проводить сложные операции (наркоз), лечить ангину и просто ставить уколы, где в качестве антисептика мы выбираем этиловый спирт. Сегодня на уроке мы с вами познакомимся с представителями класса одноатомных спиртов. С их характерными свойствами, областями применения, способами получения.

4. Актуализация знаний.

Для достижения целей урока нам необходимо вспомнить материал по классу: «Основания. Щелочи. Гидроксиды».

Фронтальная беседа.

- Что такое основания? Приведите примеры.

- Изобразите гидроксильную группу и объясните ее химическое строение?

- Какие характерные свойства обуславливает гидроксогруппа? Уравнения реакций.

5. Коллективное изучение темы по поставленным вопросам в микрогруппах по предложенному плану.

· Что, по вашему мнению «спирты»?

· Какие названия спиртов вам известны?

· Пользу или вред наносят людям представители ряда спиртов?

· Какие области применения спиртов вы можете назвать?

6. Изучение нового материала.

«Знать хорошее важнее, чем знать многое» Ж.Ж. Руссо

На сегодняшнем уроке мы познакомимся с классом кислородсодержащих веществ «Одноатомными спиртами», с их гомологическим рядом, строением, особенностью функциональной группы и природой связи в ней, расширим представления о взаимном влиянии атомов на примере одноатомных спиртов.

Рассматривать вопросы сегодняшней темы мы будем по следующему плану:

· Что такое спирты? Какие спирты бывают?

· Что ложится в основу их классификации?

· Составьте алгоритм (инструкцию - описание) действий для того, чтобы дать название спиртам.

· Чем отличаются одноатомные спирты от многоатомных?

Далее учащиеся изучают данную тему по микрогруппам. Каждая микрогруппа изучает заданный им вопрос, который затем излагает другим микрогруппам. Учитель при необходимости помогает объясняющим.

Учебные вопросы:

1. Состав.

2. Строение.

3. Классификация.

4. Физические свойства одноатомных спиртов.

5. Химические свойства одноатомных спиртов.

6. Получение и применение одноатомных спиртов.

1-ая микрогруппа. Получение, применение одноатомных спиртов.

Должны знать: Состав, общую формулу данного класса.

Должны уметь: Определять принадлежность спирта к одноатомным или многоатомным спиртам.

Контрольные вопросы:

1. Какое вещество называется спиртом? Одноатомным спиртом? Многоатомным спиртом?

2. Какова будет его структурная формула? Ваши идеи, предложения.

Общая формула спиртов R - OH или Cn H2n + 1 OH

Рисунок 1

2-ая микрогруппа. Строение:

Должны знать: Строение представителей данного класса.

Должны уметь: Знать строение функциональной группы спиртов. Объяснять взаимное влияние атомов в гидроксильной группе. Знать виды изомерии: углеродного скелета, положения гидроксильной группы.

Контрольные вопросы:

· Объяснить строение функциональной группы спиртов.

(Одновалентная спиртовая группа -СН2OН называется первичной, двухвалентная - ==СН-ОН - вторичной и трехвалентная - єєС-ОН - третичной спиртовой группой.)

Строение самого простого спирта - метилового (метанола) - можно представить формулами:

структурные формулы

Из электронной формулы видно, что кислород в молекуле спирта имеет две неподеленные электронные пары. Кислород в гидроксильной группе, обладая значительной электроотрицательностью, оттягивает электронную плотность связи O-Н в свою сторону. Поэтому такая связь частично поляризована: на атоме кислорода появляется частичный отрицательный, а на водороде - частичный положительный заряды:

Однако эта поляризация снижается за счет донорных свойств алкильных радикалов:

Таким образом, подвижность атома водорода в гидроксильной группе спирта несколько меньше, чем в воде. Более «кислым» в ряду одноатомных предельных спиртов будет метиловый (метанол). Он немного «кислее», чем вода. Радикалы в молекуле спирта также играют определенную роль в проявлении кислотных свойств. Обычно углеводородные радикалы понижают кислотное свойства. Но если в них содержатся, электроноакцепторные группы, то кислотность спиртов заметно увеличивается. Например, спирт (СF3)3С-ОН за счет атомов фтора становится настолько кислым, что способен вытеснять угольную кислоту из ее солей.

3-я микрогруппа. Классификация:

Должны знать: Классификацию спиртов на одноатомные и многоатомные спирты.

Должны уметь: Определить принадлежность, к каким спиртам принадлежит данный представитель по каким признакам. Как давать названия одноатомным спиртам. Составить инструкцию - описание.

Контрольные вопросы:

· Как классифицируют спирты?

· Составьте структурную формулу 1, 2 - диметилпентанол - 3.

4-ая микрогруппа. Физические свойства одноатомных спиртов.

Должны знать: Физические свойства одноатомных спиртов.

Должны уметь: Уметь описывать физические свойства одноатомных спиртов и описывать их.

Контрольные вопросы:

· Чем объясняются различные физические свойства одноатомных спиртов?

5-ая микрогруппа. Химические свойства одноатомных спиртов.

Должны знать: Сформировать понятия о свойствах одноатомных спиртов, об особых свойствах. Особый акцент сделать на химической активности гидроксильной группе.

Должны уметь: Уметь составлять уравнения химических реакций одноатомных спиртов и записывать их, а именно:

· реакции присоединения;

· реакции окисления;

6-ая микрогруппа. Получение, применение одноатомных спиртов.

Должны знать: Способы получения одноатомных спиртов на примере этилового спирта, области применения.



C₂H₆OH + HCl > C₂H₆Cl + H₂O

Рисунок 2

Должны уметь: Уметь составлять уравнения реакций получения одноатомных спиртов, а также перечислять области применения представителей данного класса

Контрольные вопросы:

Выполнить задание:

1. Приведите структурные формулы соединений. Назовите по их рациональной номенклатуре:

а) 2-пентанол;

б) 2-метил-2-бутанол;

в) 4-метил-2-пентанол;

г) 2,3-диметил-3-пентанол;

д) 2.2, 4-триметил -3- гексанол.

2. Назовите перечисленные ниже спирты по международной номенклатуре:

а) диметилизопропилкарбинол;

б) пролилизопропилкарбинол;

в) этилбутилизобутилкарбинол;

г) метил-вторбутил -трет-бутилкарбинол.

3. Дайте названия следующим соединениям:

Рисунок 3

Контрольные вопросы:

1. Что такое спирты?

2. Какое можно дать определение спиртам, одноатомным спиртам?

Закрепление:

1. Определить строение С₃Н₇ОН, если известно, что это - одноатомный спирт.

2. Как распознать, находящийся в пробирке одноатомный спирт?

Обобщение и систематизация (вывод).

На сегодняшнем уроке мы с вами рассмотрели новый класс кислородосодержащих соединений - одноатомные спирты. Познакомились с их строением, свойствами, применением, получением. Так почему же эпиграфом сегодняшнего урока были взяты слова Ж.Ж. Руссо «Знать хорошее важнее, чем знать многое»?

Информация по домашнему заданию.

Ознакомьтесь с информацией, опубликованной 17 июня 1997 года в газете «Московский Комсомолец».

Страшной трагедией обернулось празднование Дня независимости Росси для маленького городка Щучье, что в Курганской области.

10 трупов, 22 человека госпитализированы (двое из них, по оценке медиков, безнадежны) - таков результат коллективного гулянья, устроенного экспедитором одной из местных контор. Щедрый щучинец «выставил» для своих земляков 20-литровую канистру метилового спирта. Где инициатору пьянки удалось достать смертельное пойло, пока не выяснено - он скончался из первых, так и не успев ничего сообщить врачам и милиционерам.

По всей видимости, канистра с метиловым спиртом досталось экспедитору совершенно бесплатно. Сначала он выпил с ближайшими друзьями, а потом празднование Дня независимости вылилось на улицу. Отравленный спирт предлагали всем встречным, благо, в небольшом городке практически все знают друг друга. Не отказались выпить и две 15-ти летние девушки - они самые младшие из доставленных в больницу. К счастью, подружки выпили совсем немного, и их состояние медики оценивают как средней тяжести. Средний же возраст погибших и пострадавших 24-25 лет.

Из канистры спирт разливали в банки и разносили по домам. В одной семье отравленное спиртное стало, по-видимому, главным напитком на праздничном столе. Отраву (по данным медиков, для смертельного исхода достаточно выпить 50-100 граммов чистого метилового спирта) отведали члены семьи: мать, отец, дедушка и бабушка. Все они скончались, оставив круглым сиротой 4-летнего ребенка.

Употребление суррогатов спиртного становится в последнее время в России страшной традицией. Напомним, что за последние две недели это уже второй в России случай массового отравления метиловым спиртом.

· Придумайте название этой газетной заметки.

· Напиши рецензию на этот материал.

Подведение итогов урока. Рефлексия.

1. Что заинтересовало вас сегодня на уроке более всего?

2. Как вы усвоили пройденный материал?

3. Какие были трудности? удалось ли их преодолеть?

4. Помог ли сегодняшний урок лучше разобраться в вопросах темы?

5. Пригодится ли вам знания, полученные сегодня на уроке?

И как всегда, уходя с урока, продолжите фразу «Уходя с урока, я хочу сказать…»