Kwasy karboksylowe. Scenariusz lekcji chemii dla liceum, rozszerzenie

Przedmiot: CHEMIA

Zgodne z podstawą programową kształcenia ogólnego z chemii w zakresie rozszerzonym (DzU z 2009r. Nr 4, poz. 17):
XVI.1.
wskazuje grupę karboksylową i resztę kwasową we wzorach kwasów karboksylowych (alifatycznych i aromatycznych), na podstawie wzoru strukturalnego lub półstrukturalnego (grupowego) podaje nazwy systematyczne (lub zwyczajowe) kwasów karboksylowych, na podstawie nazwy systematycznej (lub zwyczajowej) rysuje wzory strukturalne lub półstrukturalne (grupowe),
XVI.2.
pisze równania reakcji otrzymywania kwasów karboksylowych (np. z alkoholi lub z aldehydów),
XVI.3.
pisze równania dysocjacji elektrolitycznej rozpuszczalnych w wodzie kwasów karboksylowych i nazywa powstające w tych reakcjach jony,
XVI.4.
opisuje właściwości chemiczne kwasów karboksylowych na podstawie reakcji tworzenia: soli, estrów, pisze odpowiednie równania reakcji, przeprowadza doświadczenia pozwalające otrzymywać sole kwasów karboksylowych (w reakcjach kwasów z: metalami, tlenkami metali, wodorotlenkami metali i solami kwasów o mniejszej mocy)
XVI.7.
projektuje i przeprowadza doświadczenie, którego wynik wykaże podobieństwo we właściwościach chemicznych kwasów nieorganicznych i kwasów karboksylowych,
XVI.9.
wymienia zastosowania kwasów karboksylowych,

DZIAŁ: Jednofunkcyjne pochodne węglowodorów

TEMAT: Budowa, nazewnictwo i właściwości kwasów karboksylowych

Czas trwania: 90 min

Cel ogólny:
Poznanie szeregu homologicznego kwasów karboksylowych. Poznanie właściwości kwasów metanowego (mrówkowego) i etanowego (octowego).

Cele szczegółowe:
• uczeń zna: pojęcia tj. kwas karboksylowy, szereg homologiczny, grupa funkcyjna, wzór ogólny kwasów organicznych, dysocjacja elektrolityczna, reakcja zobojętniania.
• uczeń rozumie: wyżej wymienione pojęcia, właściwości fizyczne i chemiczne poznanych kwasów organicznych.
• uczeń potrafi: w oparciu o wzór ogólny napisać szereg homologiczny kwasów karboksylowych, zbadać i podać właściwości kwasów organicznych – mrówkowego i octowego, wyciągać wnioski i zapisywać równania przeprowadzonych reakcji chemicznych w postaci cząsteczkowej i jonowej, porównać właściwości kwasów organicznych i nieorganicznych.

Metody nauczania: pogadanka, pokaz, dyskusja, praca z podręcznikiem,

Środki dydaktyczne:
• komputer z rzutnikiem, ekran
• kwas octowy, kwas mrówkowy, papierek wskaźnikowy, woda, szkło i wymagany sprzęt do doświadczeń,
• foliogramy

Formy pracy: indywidualna, zbiorowa, pokaz

Przebieg lekcji:

I. Część wstępna:
Sprawdzenie listy obecności i pracy domowej.
Przypomnienie właściwości kwasów nieorganicznych − badanie zabarwienia wskaźników w kwasach.
II. Lekcja właściwa:

 Podanie tematu lekcji i wprowadzenie do tematu lekcji: kwasy organiczne jako pochodne węglowodorów, budowa cząsteczki kwasów karboksylowych.
 Rozwinięcie tematu lekcji: nauczyciel pisze na tablicy szereg homologiczny kwasów karboksylowych, podaje zasady tworzenia nazw kwasów − nazewnictwo systematyczne i zwyczajowe, razem z uczniami ustala wzór ogólny kwasów organicznych.
 Podyktowanie notatki do zeszytu: definicja kwasów karboksylowych, ogólny wzór, podział i nazewnictwo,
 Określenie właściwości kwasu mrówkowego na podstawie obserwacji pokazu doświadczenia

Nauczyciel przeprowadza doświadczenia w formie pokazu. Przypomina o konieczności ostrożnego obchodzenia się z odczynnikami chemicznymi. Uczniowie zapisują w zeszytach tematy doświadczeń, schematyczne rysunki, obserwacje i wnioski.

 Doświadczenie : Określenie stanu skupienia, barwy, zapachu, rozpuszczalności w wodzie kwasu mrówkowego,.

Obserwacje: jest to bezbarwna ciecz, o duszącym zapachu, dobrze rozpuszczalna w wodzie,
Wnioski: jest to ciecz parząca, silna trucizna!!!

 Określenie właściwości fizycznych kwasu octowego na podstawie filmu

https://www.youtube.com/watch?v=yIii1R6FPVE

Kwas octowy to bezbarwna ciecz, o ostrym zapachu, bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, jego wodny roztwór ma odczyn kwasowy (oranż metylowy zabarwia się na czerwono w roztworze muszą istnieć kationy wodorowe powstałe w drodze dysocjacji elektrolitycznej kwasu)
Uczniowie piszą równanie dysocjacji kwasu octowego w zeszycie:
CH3COOH  CH3COO- + H+

 Określenie innych właściwości kwasów organicznych na podstawie właściwości kwasu octowego po obejrzeniu filmu

https://www.youtube.com/watch?v=z_KixHSfw60

Kwas octowy pali się niebieskim płomieniem

 Doświadczenie: Działanie kwasu octowego na magnez

https://www.youtube.com/watch?v=c1-aIhE8RSc

Obserwacje: reakcja zachodzi gwałtownie, probówka staje się gorąca.
Wnioski: podczas reakcji wydziela się ciepło, produktami reakcji są sól i wodór.
Uczniowie zapisują równanie reakcji i nazywają otrzymaną sól:
Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2↑
octan magnezu
Mg +2CH3COO- + 2H+ → 2CH3COO- + Mg2+ + H2↑

 Doświadczenie : Działanie kwasu octowego na tlenek miedzi (II).

https://www.youtube.com/watch?v=L_BMzDWbVOw

Obserwacje: czarny tlenek miedzi (II) roztwarza się w kwasie octowym, powstaje klarowny niebieski roztwór.
Wnioski: kwas octowy reaguje z tlenkiem metalu. Produktem reakcji jest rozpuszczalna sól i woda.
Uczniowie zapisują równanie reakcji i nazywają otrzymaną sól:
CuO+ 2CH3COOH → (CH3COO)2Cu+H2O
octan miedzi (II)
CuO+ 2CH3COO- + 2H+ → Cu2+ + 2CH3COO- + H2O

 Doświadczenie : Reakcja kwasu octowego z zasadą sodową w obecności fenoloftaleiny.

https://www.youtube.com/watch?v=yUJSeqNZDH4&t=5s

Obserwacje: w probówce powstał bezbarwny roztwór.
Wnioski: nastąpiło zobojętnienie zasady sodowej kwasem octowym, produktami reakcji są sól i woda.
Nauczyciel zleca zapisanie równania powyższej reakcji na tablicy wybranemu uczniowi:
NaOH+CH3COOH → CH3COONa+H2O
Na+ + OH- + CH3COO- + H+ → CH3COO- + Na+ + H2O

 Utrwalenie wiadomości:
1. nauczyciel przy użyciu foliogramów podsumowuje wiadomości o kwasach karboksylowych,
2. nauczyciel zleca uczniom porównanie właściwości kwasów organicznych
i nieorganicznych (na podstawie przeprowadzonych doświadczeń).

 Zastosowanie kwasów karboksylowych − praca indywidualna z podręcznikiem.

III. Część końcowa:

 Podsumowanie lekcji: nauczyciel ocenia zrozumienie tematu lekcji przez uczniów i ich pracę na lekcji.
 Zadanie pracy domowej:
1. zapisz równania reakcji chemicznych kwasu mrówkowego z:
- magnezem,
- tlenkiem wapnia ,
- wodorotlenkiem potasu. Podaj nazwy powstałych produktów.
2. wypisz zastosowanie kwasów mrówkowego i octowego?
3. * Dla chętnych:
Zadanie: Ile gramów kwasu octowego znajduje się w 0,564 kg 8% octu spożywczego?