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, KMnO4, 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(СnH2n+2) = 114 n = 8 С8H18
М(СnH2n+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
- 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»
- 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
- 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
- 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:
Реакції за участю метану |
Застосування метану |
1.Повне окиснення |
А. Виробництво розчинників. |
2. Хлорування |
Б. Одержання сажі і водню. |
3. Термічний розклад. |
В. Паливо. |
Домашнє завдання:
§20, 21
Впр. 12, 13 ст. 141