Карточка - путеводитель эксперимента "Сравнение свойств карбоновых кислот", 10 класс

Лабораторная работа «СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ» Ц е л и :   провести   сравнительный   анализ   химических   свойств   карбоновых кислот; способствовать формированию умений строить гипотезы, доказывать их экспериментальным   путем,   развивать коммуникативные компетентности.   делать   обобщенные   выводы; Работу   целесообразно   организовать   в   группах,   предоставив   разные кислоты   (муравьиную,   уксусную,   щавелевую)   каждой   группе,   и   обсудить полученные результаты в процессе эвристической беседы. О б о р у д о в а н и е   и   р е а к т и в ы :   пробирки,   штатив   лабораторный   с зажимом,   спиртовка;   растворы:   уксусной,   муравьиной,   щавелевой   кислот   (в пробирках   с   пробками),   гидроксида   натрия   (подкрашенный   фенофталеином), карбоната натрия; цинк в гранулах, оксид меди (II), аммиачный раствор оксида серебра, кислотно­основный индикатор. ТБ: 1) осторожно обращаться с лабораторным оборудованием;   2) использовать минимальные количества веществ;   3) не нюхать растворы кислот;  4) тушить спиртовку, накрывая колпачком. Х о д   и с с л е д о в а н и я З а д а н и е  1. Вспомните химические свойства кислот. З а д а н и е  2. Пользуясь инструкционной таблицей и материалами учебника, проведите соответствующие опыты и запишите уравнения реакций. Наблюдения Уравнения реакций Проба 1. Индикатор 2. Zn 3. CuO 4. NaOH 5. Na2CO3 6. [Ag(NH3)2]OH В ы в о д ы : _______________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ З а д а н и е   3.  Отметьте   свойства,   с   помощью   которых   можно   распознать выданную вам кислоту среди других органических веществ. ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ З а д а н и е  4. Действие окислителей на карбоновые кислоты: Окислитель Муравьиная кислота Уксусная кислота Щавелевая кислота Р­р KMnO4,  подкисленный H2SO4 Концентрированная  H2SO4  ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ В ы в о д ы : _______________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ Лабораторная работа «СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ» Лабораторные   опыты   к   уроку­исследованию,   в   результате   которых   различий   в   свойствах происходит   более   глубокое   осмысление   причин   органических веществ. Ц е л ь : провести сравнительный анализ свойств карбоновых кислот. П р и м е ч а н и е :   1)   необходимо   пояснить,   что   муравьиная   и   уксусная кислоты   имеют   резкий   запах;   2)   целесообразно   продемонстрировать   перед выполнением   лабораторной   работы   внешний   вид   щавелевой   кислоты (кристаллическое вещество белого цвета) и задать п р о б л е м н ы й   в о п р о с  с межпредметным содержанием: с чем связаны названия муравьиной и щавелевой кислот? Дополнительная информация. М у р а в ь и н а я   к и с л о т а :   содержится   в   ядовитых   железах   муравьев,   в крапиве,   в  еловой   хвое.  В  10  раз   сильнее   всех   карбоновых   кислот,  является действенным средством против клещей у пчел. Впервые получена синтетическим путем в 1831 году Т. Пелузом из синильной кислоты. У к с у с н а я   к и с л о т а :  синтетическим путем получена Г. Кольбе в 1845 г. В естественных условиях образуется при скисании вин под действием бактерий. Входит также в состав пота, мочи и желчи, встречается в некоторых растениях. За сутки человеческий организм выделяет 0,5 кг этой кислоты. Щ а в е л е в а я   к и с л о т а :   впервые   синтезирована   в   1824   г.   немецким химиком Ф. Вёлером из дициана. Кристаллическая кислота может вызвать ожоги слизистых оболочек ротовой полости, пищевода и желудка. Является ядовитым веществом. В природе содержится в щавеле, ревене, кислице и некоторых других растениях в свободном виде и в виде солей – оксалатов калия и кальция. При нарушении водно­солевого обмена может накапливаться в организме человека в виде оксалатов и образовывать так называемые камни в почках. П р о б л е м н ы е   в о п р о с ы  для совместного обсуждения:  1)   Как   объяснить   окисление   муравьиной   кислоты   аммиачным   раствором оксида   серебра   (реакция   «серебряного   зеркала»)   при   отсутствии   подобной реакции у уксусной кислоты. Р е ш е н и е :   особенности   строения   муравьиной   кислоты   (отсутствие углеводородного радикала и наличие карбонильной группы, как у альдегидов) объясняет наличие реакции «серебряного зеркала»: HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH = Ag  + (NH ↓ 4)2CO3 + 2NH3 + H↑ 2O 2)   Что   можно   ожидать   при   окислении   этих   кислот   более   сильными окислителями  (раствором  перманганата  калия  или  концентрированной   серной кислотой)? Р е ш е н и е   получаем   путем  дополнительных   демонстрационных  опытов окисления   кислот  (наблюдения   обучающимся   рекомендуется   занести   в отчет): а)   окисление      подкисленным       раствором       перманганата     калия (KMnO4):  к   1   мл  муравьиной   кислоты  приливают   10   мл   разбавленного раствора перманганата калия и немного 10%­ной серной кислоты. Нагревают пробирку.   Газоотводную   трубку   опускают   в   известковую   воду.   Перманганат калия   при   реакции   обесцвечивается,   содержимое   пробирки   пенится   от образующегося   газа,   а   известковая   вода   мутнеет   (можно   идентифицировать углекислый газ с помощью зажженной лучины).  П о я с н е н и я   к   проведению   опыта   с  щавелевой   кислотой:  смешать раствор   щавелевой   кислоты   с   концентрированным   раствором   перманганата калия в соотношении 2 : 1. Наблюдается вскипание смеси, выделяется большое количество газа, на стенках пробирки образуются капли воды. (Можно просто растереть   сухую   смесь   реактивов   в   ступке   –   реакция   начнется   без добавления воды.) Реактивы:  кислоты   в   пробирках   (муравьиная,   уксусная,   щавелевая), щавелевая кислота кристаллическая, раствор KMnO4, конц. H2SO4, газоотводная трубка, раствор Ca(OH)2 или лучина для определения наличия углекислого газа; б) окисление концентрированной серной кислотой. Н а б л ю д е н и я : Окислитель Муравьиная кислота Уксусная кислота Щавелевая кислота Р­р KMnO4,  подкисленный H2SO4 Концентрированная  H2SO4  Раствор KMnO4  обесцвечивается,  выделяется газ  (горящая лучина  гаснет) Бурное выделение  газа, горящего  голубоватым  пламенем  Раствор KMnO4  не обесцвечивается Видимых признаков  реакции нет Раствор KMnO4  обесцвечивается,  выделяется газ  (горящая лучина  гаснет) Бурное выделение  газа (горящая лучина  гаснет) В ы в о д ы :   1) Уксусная кислота устойчива к действию окислителей. 2) Муравьиная и щавелевая кислоты окисляются до углекислого газа и воды (написание   уравнений   реакций   приведет   к   заключению   о   том,   что   при окислении   щавелевой   кислоты   концентрированной   серной   кислотой образуются угарный и углекислый газы). Уравнения (запись осуществляется при помощи пояснений учителя): ↑ 1) 5HCOOH + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5CO2  + 2MnSO →  2MnSO 2) 5HOOC­COOH + 2KMnO4 + 3H2SO4  4 + K2SO4 + 8H2O 4 + K2SO4 + 10CO2 +↑ +8H2O                   Н2SO4, t° 3) НCOOH      CO  + H↑                            Н2SO4, t° 2O 4) HOOC­COOH      CO  + СО ↑  + Н↑ 2 2О З а к л ю ч и т е л ь н ы й   в о п р о с ,   показывающий   степень   усвоения   данной темы:  – Какие из продемонстрированных химических реакций можно использовать в  виде  качественных  при идентификации  рассмотренных  карбоновых кислот? (Реакцию окисления серной кислотой.)