Хімічні властивості алканів

Тема. Хімічні властивості алканів.

Мета: познайомити учнів з хімічними властивостями алканів: відношення до розчинів кислот, лугів, КМnO₄, реакції окиснення, термічний розклад, реакції заміщення; формувати  навички й уміння писати рівняння хімічних реакцій; розвивати вміння аналізувати, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, робити висновки.

Обладнання: моделі молекул алканів, парафін, НСl, NaOH, KMnO_4, CuSO₄(сух), Са(ОН)₂, 2 пробірки, газовідвідна трубка, вата, спиртівка, штатив, сірники, мультимедійна презентація до уроку.

Хід уроку.

  І. Актуалізація опорних знань

Бесіда

1. З яким гомологічним рядом ми познайомилися на попередньому уроці?

2. Дайте означення, що таке алкани?

3. Дайте означення, що таке гомологи?

4. Дайте означення, що таке ізомери?

Гра з кубиком.

1. Вчитель називає перший з алканів та його молекулярну формулу (метан, СН₄ ), кидає кубик учню. Той називає наступний алкан і перекидає кубик  іншому учню. Вуглеводні називаються в порядку зростання кількості атомів Карбону.

2. Вчитель називає формулу будь-якого алкану і кидає кубик одному з учнів, учень називає алкан і кидає кубик назад вчителю.

3. Вчитель називає  один з  алканів і кидає кубик учню, учень називає формулу алкану і кидає кубик назад вчителю.

Тест – есе

Вчитель диктує питання, а учні пишуть відповіді.

1.      Сполуки Карбону з Гідрогеном називаються…(вуглеводні).

2.      Вуглеводні, що мають у своєму складі прості одинарні зв’язки, називаються…   (насичені, алкани, парафіни).

3.      Сполуки, які різняться на групу СН₂ і мають подібну будову і подібні властивості, називаються…(гомологи).

4.      Сполуки. які мають однаковий склад, але відрізняються за будовою та властивостями, називаються…. (ізомери).

5.      Відстань між атомами Карбону в молекулах алканів становить… (0,154 нм.).

6.      Алкани мають такі фізичні властивості :…

Перевірка домашнього завдання: Впр 3,4,5 ст 140:

Впр 4. Ст..140

 М(С_nH_2n+2) = 114      n = 8      С₈H₁₈

М(С_nH_2n+2) = 72      n = 5         С₅H₁₂

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Описуючи речовину, ми характеризуємо її фізичні і хімічні властивості. Що означає «описати хімічні властивості речовини»?

-          з чим вона реагує;

-          за яких умов;

-          що при цьому утворюється.

Отже, розглянемо хімічні властивості алканів.

Мета уроку:   познайомитися з хімічними  властивостями алканів. Навчитися писати відповідні рівняння реакцій.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Хімічні властивості алканів

1. За н.у. алкани досить інертні:

Демонстрація: відношення алканів до розчинів кислот, лугів, калій перманганату.

-          не реагують з лугами і кислотами;

-          не окиснюються  перманганат калію (KMnO₄)

-          не знебарвлюють бромну воду (Вr₂)

У ХІХ ст. алкани називали «хімічними мерцями»

2. Горіння – повне окиснення

СН₄ + 2О₂ →СО₂ + 2Н₂О; ∆Н = 890 кДж/моль

2С₂Н ₆+ 7О₂ → 4СО₂ + 6Н₂О; ∆Н < 0

-          При нестачі О₂  утворюється  СО (чадний газ), С (сажа)

-          Суміш СН₄ і О₂ дуже вибухонебезпечна. Спричинює аварії в шахтах, може статися вибух в приміщенні. Саме тому, щоб  своєчасно встановити виток газу до побутового газу додають  метил меркаптан – речовина з характерним неприємним запахом.

Реакцією горіння можна скористатися, щоб довести якісний склад алканів:

Демонстрація: горіння парафіну, визначення його якісного складу за продуктами горіння

а)  газ, що утворюється пропускають через вапняну воду – вона каламутніє

СО₂ + Са(ОН)₂ → СаСО₃ ↓+ Н₂О

б) СuSO₄ + Н₂О → СuSO₄ ·Н₂О

     ^{білий                                    синій}

в)  на холодному склі, що потримати над полум’ям – конденсується  вода.

Отже,  до складу  алканів входять С і Н

3. Термічний розклад

            _{t›1000°C                                                      t›1000°C}

а) СН₄   →  С + 2Н₂                   б) 2СН₄  →   С₂Н₂ + 3Н₂     

_t

С₂Н ₆ → 2С + 3Н₂

 Н₂ – для добування НСl , NH₃

 С – для добування гуми і фарб

4. Реакції заміщення – галогенування

                 _світло

СН₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

^{хлорметан}  -  використовують в холодильних установках, в медицині для місцевої  анестезії, в органічному синтезі

                      _світло

CH₃Cl + Cl₂ → CH₂Cl₂+ HCl

                        ^{дихлорметан –} розчинник

                   _світло

CH₂Cl₂+ Cl₂ → CHCl₃+ HCl

                       ^{трихлорметан  (хлороформ) –} розчинник, анестезуюча дія, раніше

використовували в медицині для знеболювання

У 1847 році акушер Симпсон уперше використав CHCl₃ для наркозу під час пологів.

CHCl₃ + Cl₂→CCl₄+ HCl

^{терахлорметан} – розчинник, протипожежний засіб, але не в закритих приміщення. Оскільки утворюється  отруйний фосген СОСl₂

Сумарне рівняння:                      _світло

                        СН₄ + 4Cl₂ →  CCl₄+ 4HCl

                                _світло

С₂Н ₆ + Cl₂ → C₂H₅Cl + HCl

^{хлоретан}  - в медицині для швидкого охолодження шкіри і м’язів при  вивихах і  розтягненнях

Усі продукти хлорування алканів токсичні  й руйнують озоновий шар.

Цікаво про алкани

1.      До складу феромонів  тварин входять деякі  вищі алкани. Запах феромонів приваблює комах або їх відлякує. Наприклад, феромон тривоги в мурашок-древоточців містить насичений вуглеводень декан. Вуглеводи С₁₆-С₃₆, які є в поверхневому шарі кутикул рослин, запобігають їхньому висиханню. У ході еволюції насичені вуглеводні, які виробляють квітки орхідеї роду Оphrys (О. sphegodes), набули нової функції - приваблювання комах.

2.       На поверхні фруктів воскоподібна плівка містить гомологи метану.

3.      Парафін ( С₁₈ – С₃₅) – використовується в медицині (парафінотерапія)

4.      Вазелінова олія (до С₂₅)  - у медицині, парфумерії, косметології

5.       Вазелін (до С₂₅)  - у медицині для виготовлення мазей

6.      Спрей-заморозку «Doc Sprt» використовують для швидкого охолодження шкіри і м’язів при  вивихах і  розтягненнях. Містить зріджені пропан і бутан (раніше С₂Н₅Сl – токсичний)

7.       Спрей «Дин фріз» - зовнішній засіб для лікування  болю в м’язах, попереку, ревматичного болю, болю від забиття, судом, розтягнення зв’язок. Головна його складова – С₅Н₁₂ (на шкірі випаровується, поглинаючи тепло, охолоджує ділянку шкіри.)

Закріплення і узагальнення знань

Колективне виконання вправ на мультимедійній дошці

1.      Виберіть реакції, характерні для алканів:

 А. Повне окиснення;

 Б. Каталітичне приєднання водню;

 В. Приєднання брому;

 Г. Окиснення розчином калій перманганату;

 Д. Заміщення за участю хлору;

 Ж. Термічний розклад.

2. Здійснити перетворення:

   С → СН₄  → СН₃Cl  → C₂H₆  → C₂H₅Br

3.      Обчисліть,  який об’єм карбон (ІV) оксиду утвориться внаслідок згоряння пропану об’ємом 15л.

4. Установіть відповідності між хімічними реакціями та застосуванням метану:

  Домашнє завдання:  

§20, 21

Впр. 12, 13 ст. 141