Методическая разработка урока по химии "Кислоты"

МОУ «Средняя общеобразовательная школа с. Ездочное»

Урок химии

в 8 классе

по теме: « Кислоты»

Учитель химии

Маликова В.В.

с. Ездочное – 2007

Цель урока.

• Познакомить учащихся с составом, классификацией и представителями кислот. Продолжить знакомство со сложными ионами на примере иона кислотных остатков кислородных кислот. Продолжить формирование знаний о различиях между зарядами ионов и степенями окисления элементов, об индикаторах. Развить умения наблюдать, анализировать опыты, делать выводы; обогатить их представление об общем, особенном и единичном в составе и свойствах кислот; на новых примерах подтвердить зависи­мость свойств веществ от состава и строения; показать связь между свойствами веществ и применением; обратить внимание учащихся на правила работы в химиче­ском кабинете.

Оборудование и реактивы.

Аскорбиновая кислота в таблетках. Рас­творы азотной, серной, фосфорной, соляной кислот. Индикаторы. Концентрированная серная кислота. Пробирки, стаканчик, спиртовой градусник, пипетка, деревянная доска.

На уроке используется технология развития критического мышления (стратегия «Чтение текста с пометками»).

Ход урока

I. Стадия вызова. С целью актуализации знаний учитель задаёт несколько вопросов, фиксирует возможные ответы учащихся на доске без оценивания и комментирования.

• Что вы знаете (или думаете) о кислотах?

• В какой из пробирок содержится кислота? Учитель демонстрирует изменение окраски фиолетового лакмуса и метилоранжа в нейтральной, щелочной и кислотной средах.

• Что вы хотели бы узнать о кислотах?

II. Cтадия осмысления

Учитель раздаёт учащимся составленный текст по теме «Кислоты и предлагает в течение 15 минут его проработать, используя специальные пометки:

 - это я знаю;

+ - новая информация;

- - информация, противоречащая моим знаниям;

? - информация требует пояснения;

! - это интересно.

Количество и смысл используемых знаков заранее оговаривается с учащимися.

Кислоты

От кислых яблок – сразу кисну.

В. Шекспир

1.Состав, названия и классификация кислот.

В химическом кабинете ничего нельзя пробовать на вкус. Это — грубейшее нарушение техники безопасности. Но сегодня разрешаю вам определить вкус таблетки аскорбиновой кислоты, которые лежат перед каждым на кусочке фольги. Он кислый, отсюда и название класса «кислоты». Большинство кислот кислые на вкус (но встречаются и другие: горькие — никотино­вая, сладкие — салициловая, безвкусные — стеариновая). Но ни один химик и ни один грамотный человек даже и не подумает распознать таким образом кислоты – это может быть смертельно опасно, ведь к кислотам относят и знаменитую цианистоводородную, и страшную серную кислоты. Поэтому гораздо проще и безопаснее распознавать кислоты, как и щёлочи, с помощью индикаторов – веществ, которые приобретают характерную окраску в зависимости от кислотности среды.

Перечислим кислоты:

Хлороводородная (соляная) HCI.

Азотная HNO_3.

Азотистая HNO_2.

Сероводородная H₂S.

Серная H₂SO_4.

Сернистая H₂SO_3.

Фосфорная H₃PO_4.

Угольная H₂CO_{3 .}

Кремниевая H₂SiO_3.

Уксусная CH₃COOH.

Обратите внимание на состав кислот, в них обязательно входит водород, который в формуле записан на первом месте — он определяет основность. Вся остальная часть молекулы называется кислотным остатком.

Кислый вкус кислот обусловлен присутствием в их растворах ионов H⁺. Растворы, содержащие кислоту, называют кислотными. Изменение цвета раствора индикаторов под действием ионов H⁺ - это общее свойство кислот. Отметим, что к индикаторам можно отнести большинство веществ, которыми окрашены цветы: около 300 лет тому назад настойка фиалки стала первым химическим индикатором. Однажды английский химик Роберт Бойль, изучая свой­ства соляной кислоты, закупленной в Германии у И. Глаубера, случайно пролил ее. Кислота попала на сине-фиолетовые ле­пестки фиалок. Спустя некоторое время лепестки стали ярко-красными. Это явление удивило Р. Бойля, и он тут же провел серию опытов с разными кислотами и цветками разных растений. Оказалось, что и васильки, и розы, и цветки некоторых других растений изменяли свою окраску при действии кислот. Особенно интересным оказался фиолетовый настой лакмусово­го лишайника. В растворе кислот он становился красным. После некоторых раздумий такие вещества Р. Бойль назвал индикаторами, что в переводе с латинского означало «указатели». Эти вещества затем стали использовать многие химики в своих опытах для распознавания кислот.

В лаборатории присутствие кислоты определяют с помощью веществ-красителей сложного химического состава, которые и называют индикаторами (лакмус, метилоранж). Обратите внимание на таблицу «Окраска индикаторов в различных средах». Используя микролабораторию, испытайте действие индикаторов метилового оранжевого и фиолетового лакмуса на растворы азотной, серной, фосфорной и соляной кислот и отметьте образующуюся окраску растворов. Изменение окраски индикаторов – это общее свойство кислот.

Общее с составе молекул всех кислот – наличие атомов водорода. Состав кислотных остатков различен: в одни входит кислород, в другие нет.

Указанные кислоты образованы только неметаллами, значит, за счёт ковалентных или атомных связей. Следовательно, мы можем дать определение кислот как сложных веществ, состоящих из атомов водорода и кислотного остатка.

Классифицируем кислоты по двум признакам:

1) по числу атомов водорода:

а) одноосновные: HCI, HNO_3, HNO₂

б) двухоснов­ные: H₂S, H₂SO_4, H₂SO₃, H₂CO₃, H₂SiO₃

в) трехосновные: H₃PO_4.

2) по наличию кислорода в кислотном остатке:

а) кислородные: HNO_3, HNO_2, H₂SO_4, H₂SO₃, H₂CO₃, H₂SiO₃, H₃PO_4.

б) бескислородные: HCI, H₂S.

Кислоты можно, как и основания, также классифицировать и по признаку растворимости, определить который можно по таблице растворимости, а лучше запомнить: нерастворима только кремниевая кислота H₂SiO₃ (стрелка рядом с формулой обозначает осадок), все остальные кислоты растворимы.

И ещё: угольная и сернистые кислоты в свободном виде не существуют, так как они легко распадаются на воду и соответственно углекислый и сернистый газы:

H₂SO₃ = SO₂ ↑ + H₂O

H₂CO₃ = CO₂↑ + H₂O

(стрелка вверх около формулы обозначает газ).

2. Степени окисления элементов и заряды ионов.

Как можно по формулам кислот определить степени окисления атомов химических элементов, образующих кислоты? (Проработайте текст учебника с. 103-104 .О.С. Габриелян. Химия 8 кл. Дрофа, М., 2005 г.)

Кислоты являются своеобразным мостиком, который связывает ковалентную полярныю связь с ионной. Оказывается, в растворах между водородом и кислотным остатком ковалентная связь переходит в ионную, и кислоты образуют ионы двух видов:

простые – ионы водорода H⁺

и сложные – ионы кислотного остатка (понятно, что в силу электронейтральности молекулы кислотный остаток будет иметь отрицательный заряд, равный основности кислоты) NO₃^- , SO₄^2-, PO₄^3-.

Вот и ещё одно отличие между степенью окисления элементов и зарядом иона: число видов с. о. элементов в соединении равно числу элементов в составе вещества, число видов ионов равно числу частей вещества. Так, для H₂SO₄

а) заряды ионов H⁺₂SO₄^2-;

б) с. о. элементов H₂ ⁺¹S⁺⁶O₄²

Кислородные кислоты и основания вместе называют гидроксидами.

3. Кислоты в природе. Практически с кислотами приходится сталкиваться ежедневно. Дождевая вода лишь на первый взгляд кажется чистой, не содержащей примесей. На самом деле в ней растворено немало веществ, например углекислый газ из атмосферы. Поэтому дождевая вода является слабым раствором угольной кислоты. После летней грозы в ней оказывается еще и азотная кислота, которая получается из оксидов азота, образующихся при горении воздуха вокруг плазменного шнура молнии, при работе ре­активных двигателей самолетов (ракет) и под воздействием солнечной радиации. Ежегодно с дождями на землю выпадает примерно 100 млн т азотной кислоты. Это немало.

Немало кислот содержится и в нашей пище — фруктах, овощах, молочных продуктах, соусах, приправах, лекарствах. Ежедневно они поставляют в наш организм целый «букет» кислот: яблочную, щавелевую, уксусную, лимонную, аскорбиновую, винную, молочную, масляную. Синильная кислота, которая считается сильнейшим ядом, знакома каждому, кто разбивал косточки слив и вишен и лакомился их ядрышками. Так что ядрышками увлекаться не следует, особенно если они взяты из недозрелых плодов.

Мы сталкиваемся с кислотами не только дома. Если летом в лесу присесть вблизи муравейника, то надолго запомнятся жгучие укусы его обитателей. Муравей не просто кусает, он впрыскивает в рану яд, содержащий до 70% муравьиной кислоты. Из-за этой кислоты так жжется крапива. А тропический паук педипальпида, спасаясь от своих врагов, стреляет в них струйкой жидкости, состоящей на 84% из уксусной кислоты. «Химическое оружие» широко используется в природе, осо­бенно в растительном царстве. Около 800 видов растений вырабатывают синильную кислоту и используют ее как оружие межвидовой борьбы.

Но самая значительная функция кислот в природе состоит в разрушении горных пород и создании почвы. Как же гранит — символ прочности — может превратиться в труху, из которой потом образуется почва? Оказывается, под действием кислот, выделяемых лишайниками. Их так и называют — лишайниковые кислоты.

Важна роль кислот в человеческом организме: например, аскорбиновая — поставщик витамина С. Аминокислоты обра­зуют множество белков, а из них, в свою очередь, строятся все ткани нашего организма. «Много дел» и у соляной кислоты — сильнейшего бактерицида, под действием которого большинство бактерий, попавших в желудок, погибают. Как видим, наше самочувствие в значительной степени связано с деятельно­стью кислот в организме. Попадая на кожу, некоторые кислоты вызывают сильные ожоги.

.4. Представители кислот.

Уксусная кислота. «Древесная кислота» (около 3 тыс. лет)

Самой первой кислотой, которую научился получать и использовать человек, была, видимо, уксусная. Знаете ли вы, что слово «уксус» происходит от греческого слова «уксус», означающего «кислый»? Почему уксусная кислота оказалась первой, понять нетрудно. С древнейших времен люди разводили виноград и запасали впрок виноградный сок. При хранении в сосудах сок бродил, получалось вино. Иногда вино скисало и превращалось в уксус. Вначале его, видимо, выливали, потом научились использовать как лекарство, приправу к пище, как растворитель красок. В России уксус, т. е. водный раствор уксусной кислоты, называли «кислая влажность» или «древес­ная кислота».

Серная кислота (X в.)

С серной кислотой люди познакомились значительно по­зднее, примерно в X в. Честь ее открытия приписывается пер­сидскому химику Абубекеру аль Рези. Но это установлено не совсем точно. По крайней мере серную кислоту человечество знает около 1000 лет. Серную кислоту выделили из купоросов, например из железного купороса, и соответственно назвали купоросным маслом. Именно под таким названием серная кис­лота была известна в России.

Серная кислота – один из важнейших продуктов, используемых в различных отраслях промышленности. Основными её потребителями являются производство минеральных удобрений. Металлургия, очистка нефтепродуктов. Серная кислота применяется также в производстве других кислот, моющих средств, взрывчатых веществ, лекарств, красок, в качестве электролита для свинцовых аккумуляторов.

Правило разбавления серной кислоты: в свя­зи с выделением большого количества теплоты при растворе­нии концентрированной серной кислоты в воде нельзя вливать воду в кислоту. В этом случае вода, имеющая меньшую плот­ность, окажется на поверхности, закипит и ее брызги вместе с кислотой могут обжечь руки и лицо. Следует запомнить:

кислоту надо приливать к воде, а не наоборот. В случае попадания кислоты на кожу следует промыть ее водой и 5%-ным раствором соды.

Большое пристрастие серной кислоты к воде выражается и в том, что она «жадно» отнимает воду у органических веществ, вещество при этом обугливается.

Соляная и азотная кислоты были выделены и определе­ны химиками примерно в XV в. Соляную кислоту называли соляным спиртом, а азотную кислоту — селитряной водкой. Получали эти кислоты с помощью серной кислоты, которую потом поэтично стали называть «матерью всех кислот».

Соляная кислота содержится в желудке и выполняет две функции: уничтожает большую часть микробов, которые попадают в желудок вместе с пищей. И помогает перевариванию пищи. Желудок готовится к приёму пищи заранее: лишь только мы начнём пережёвывать пищу, он выделяет желудочный сок, в состав которого входит и HCI. Вот почему так вредно жевать жевательную резинку на голодный желудок, особенно если ученик в школе не завтракает: желудочный сок начнёт переваривать стенки самого желудка. Жуйте только на полный желудок и помните об эстетичности – не очень-то приятно смотреть на чей-то постоянно жующий рот.

Угольная кислота (XVIII в.)

Угольную кислоту получил впервые в конце XVIII в. Джозеф Пристли, английский химик, он же священник. Для этого он растворял в воде углекислый газ. Раствор углекислого газа в воде назвали содовой водой, а так как она получила широкое применение как напиток. За это открытие Д. Пристли награ­дили золотой медалью.

После работы с текстом учащиеся выписывают информацию из текста в таблицу, которая состоит из пяти столбцов (в соответствии с пятью видами пометок). Это позволяет им проанализировать текст повторно.

Это я знаю	Новая информация	Информация, противоречащая моим знаниям	Информация требует пояснения	Это интересно

Далее учащиеся в группах обсуждают заполненные таблицы и под руководством учителя сравнивают содержание таблицы со своими предположениями, сделанными на стадии вызова.

Учитель проводит демонстрационные опыты:

1. Растворение в воде концентрированной серной кислоты. Внимание учащихся фиксируется на правиле растворения серной кислоты. Сильное разогрева­ние содержимого сосуда они наблюдают с помощью гра­дусника.

2. Обугливание древесины. Известный занимательный опыт, в котором пипеткой с концентрированной серной кислотой делается надпись на свежеструганной деревянной доске. Бесцветная вначале надпись становится через несколько секунд черной, как сажа.

На данной стадии особо важно обратить внимание учащихся на информацию, требующую пояснения, так как она может инициировать стадию вызова или домашнего задания.

Задание на дом: § 20, упр. 1, 3, 5.

III. Стадия размышления и рефлексии.

С целью осмысления и обобщения полученной из текста информации предлагаю учащимся, работая в группах, составить кластер по данной теме.

Например:

Индивидуальные задания:

1). Дан текст, в котором «спрятаны» формулы кислот. Подчеркните и назовите их.

Варианты: 1. H₂OSOHBrNa₂CO₃MqBaH₂CO₃SO₄KOH

2. H₃PO₄P₂O₅CaH₂SHPH₃NO₂CS₂NH₃CO₂

3. HCIBaSHKSHH₂Na₂OH₂SiO₃NaCIH₂SO₄

2). Определите для кислоты: а) заряды ионов; б) с. о. элементов; в) соответствующий ей оксид:

Варианты: 1. HNO₂

2_. H₂CO₃

3. H₃PO₄

3). Решите одну из задач:

1-й уровень. Определите количество вещества азотной кислоты для 189 мг её (серной кислоты для 19,6 кг её; соляной кислоты для 146 г её).

2-й уровень. То же, что и для 1-го уровня, плюс «Найдите число ионов каждого вида, содержащихся в этом количестве»

3-й уровень. То же, что и для 2-го уровня, плюс «Найдите число атомов каждого элемента, содержащегося в этом количестве».