Важнейшие представители
предельных монокарбоновых кислот
Урок-конференция 10
класс
При изучении курса органической химии в
классах инженерно-химического профиля я
использую разнообразные формы проведения
уроков, в том числе уроки-конференции. Предлагаю
вашему вниманию разработку урока-конференции по
теме «Карбоновые кислоты», рассчитанного на два
учебных часа.
Цели.
Образовательная: рассмотреть способы
получения, физические и важнейшие химические
свойства, практическое значение муравьиной и
уксусной кислот.
Воспитательная: сообщить сведения об
истории открытия и применения данных веществ, о
роли различных ученых в изучении свойств
муравьиной и уксусной кислот и разработке
способов их получения в чистом виде, о
токсикологических свойствах кислот и способах
безопасного для здоровья человека их применения.
Развивающая: продолжить развитие навыков
учащихся по подготовке устных сообщений и
решению расчетных задач различных типов и
уровней трудности.
Оборудование и реактивы.
На доске – плакат «Применение уксусной
кислоты».
На демонстрационном столе — пластмассовый
штатив с пробирками, спиртовка, зажим для
пробирок; безводная муравьиная кислота, ледяная
уксусная кислота, 5%-е водные растворы муравьиной
кислоты, уксусной кислоты, гидроксида натрия,
водные растворы гидроксида диамминсеребра и
фенолфталеина.
На столах учащихся (составленных для
размещения шести групп) – карточки с текстами
задач.
Примерно за неделю до проведения урока класс
разбивается на шесть групп, различающихся
уровнем подготовки учащихся. В 1-й и 2-й группах –
ребята с хорошим уровнем знаний, умеющие решать
расчетные задачи среднего уровня сложности. В 3-й
и 4-й группах – ученики с высоким уровнем знаний,
проявляющие повышенный интерес к изучению химии
и успешно справляющиеся с решением не только
типовых, но и комбинированных задач. В 5-й и 6-й
группах школьники со средним уровнем знаний,
умеющие решать типовые задачи. Каждой группе
предлагается подготовить к уроку сообщение по
определенной теме и выступить с ним на
конференции.
Задание группе 1. Муравьиная
кислота – история открытия, происхождение
названия, нахождение в природе и физические
свойства.
Задание группе 2. Уксусная кислота
– история открытия, происхождение названия,
нахождение в природе и физические свойства.
Задание группе 3. Муравьиная
кислота – способы получения и важнейшие
химические свойства.
Задание группе 4. Способы получения
и важнейшие химические свойства уксусной
кислоты.
Задание группе 5. Практическое
значение муравьиной кислоты.
Задание группе 6. Практическое
значение уксусной кислоты.
ХОД УРОКА
Учитель. На прошлом занятии вы
познакомились с новым классом органических
соединений. Вспомните название и определение
данного класса.
Учащиеся. Это карбоновые кислоты –
органические вещества, молекулы которых
содержат одну, две или более карбоксильных
функциональных групп –СООН.
Учитель. Какие из карбоновых кислот
наиболее распространены и что характерно для
строения их молекул?
Учащиеся. Наиболее распространены
предельные одноосновные карбоновые кислоты
(монокарбоновые) – это производные предельных
углеводородов, молекулы которых содержат одну
карбоксильную функциональную группу.
Учитель. Какова общая формула
гомологического ряда предельных монокарбоновых
кислот?
Учащиеся. СхН2хО2,
где х = 1, 2, 3... Эту формулу можно также представить
в другом виде – с выделением функциональной
группы –СООН: Сх–1Н2х–1СООН,
где х = 1, 2, 3...
Учитель. Сегодня мы познакомимся с
историей открытия, способами получения,
физическими и важнейшими химическими
свойствами, практическим значением двух первых
представителей гомологического ряда предельных
монокарбоновых кислот. Прежде чем начать
обсуждение данных вопросов, решим задачи на
нахождение молекулярных формул веществ, о
которых сегодня пойдет речь. На столах у каждой
группы имеются карточки с текстами задач.
Приступаем к работе.
Задачи различаются по уровню сложности.
Учащимся 1-й и 2-й групп предлагаются задачи на
нахождение молекулярных формул веществ по
известным массам (объемам) продуктов их сгорания,
имеющие средний уровень трудности. Учащиеся 3-й и
4-й групп решают наиболее сложные задачи
комбинированного характера на нахождение
молекулярных формул веществ по данным о
результатах поглощения продуктов их сгорания.
Учащиеся 5-й и 6-й групп получают наиболее легкие
задачи на нахождение молекулярных формул
веществ по известным массовым долям химических
элементов.
Задача для группы 1. При сгорании
неизвестного органического вещества массой 4,6 г
образовалось (н.у.) 2,24 л оксида углерода (IV) и 1,8 г
воды. Определить, какое вещество было сожжено.
(СН2О2 – муравьиная
кислота.)
Задача для группы 2.
Относительная плотность паров некоторого
органического вещества по этану равна 2,0. При
сгорании 6,0 г этого вещества образовалось 3,6 г
воды и 8,8 г оксида углерода(IV). Определить
молекулярную формулу и название вещества.
(С2Н4О2 – уксусная
кислота.)
Задача для группы 3. Сожгли 2,3 г
неизвестного органического вещества в избытке
кислорода. Полученную газообразную смесь
продуктов сгорания очистили от
непрореагировавшего кислорода, а затем
последовательно пропустили через трубку с
фосфорным ангидридом и сосуд с известковой
водой. В результате смесь оказалась поглощенной
полностью, масса трубки увеличилась на 0,9 г, а в
сосуде выпал белый осадок массой 5,0 г. Определить
молекулярную формулу и название сгоревшего
вещества.
(СН2О2 – муравьиная
кислота.)
Задача для группы 4. Сожгли 3,0 г
неизвестного органического вещества в избытке
кислорода. Полученную газообразную смесь
продуктов сгорания очистили от
непрореагировавшего кислорода, а затем
последовательно пропустили через промывалку с
концентрированной серной кислотой и сосуд с
баритовой водой. В результате смесь оказалась
поглощенной полностью, масса промывалки
увеличилась на 1,8 г, а в сосуде выпал белый осадок
массой 19,7 г. Относительная плотность паров
исходного вещества по водороду равна 30,0.
Определить, какое вещество было сожжено.
(С2Н4О2 – уксусная
кислота.)
Задача для группы 5. Массовые доли
химических элементов в некотором органическом
веществе составляют: углерод – 26,09%, водород – 4,35%
и кислород – 69,56%. Определить молекулярную
формулу и название вещества.
(СН2О2 – муравьиная
кислота.)
Задача для группы 6.
Относительная плотность паров некоторого
органического вещества по метану равна 3,75.
Массовые доли химических элементов в этом
веществе составляют: углерод – 40%, водород – 6,67% и
кислород – 53,33%. Определить молекулярную формулу
и название исходного вещества.
(С2Н4О2 – уксусная
кислота.)
Учитель (по окончании решения задач). Итак,
вы успешно справились с решением предложенных
задач и нашли молекулярные формулы тех веществ, о
которых вами подготовлены сообщения. Начнем
работу нашей учебной конференции с рассмотрения
истории открытия, происхождения названий,
нахождения в природе и физических свойств
интересующих нас соединений. Слово для
выступления имеют ребята из первой группы.
Ученик (из 1-й группы). Химическая
формула СН2О2, или НСООН,
соответствует простейшей монокарбоновой
кислоте – муравьиной. Ее название указывает на
источник, из которого эта кислота впервые была
выделена. Муравьиная кислота открыта в кислых
выделениях рыжих муравьев. Она является одним из
компонентов яда, который выделяют жалящие
муравьи, а также компонентом жгучей жидкости
жалящих гусениц шелкопряда. В 1670 г. английский
ботаник и зоолог Джон Рей провел необычный
эксперимент. Он поместил в сосуд рыжих лесных
муравьев, налил воды, нагрел ее до кипения и
пропустил через сосуд струю горячего пара. После
конденсации пара получился водный раствор,
обладавший сильнокислой реакцией. Это и был
раствор муравьиной кислоты. В чистом виде
муравьиную кислоту впервые получил в 1749 г.
Андреас Сигизмунд Маргграф. Муравьиная кислота
служит насекомым своеобразным «химическим
оружием» для защиты и нападения. Практически
каждый человек хотя бы раз в своей жизни получил
ожог от укусов муравьев. Ощущение очень
напоминает ожог крапивой – ведь муравьиная
кислота содержится и в тончайших волосках этого
весьма распространенного растения. Вонзаясь при
соприкосновении в кожу, они сразу же
обламываются, а их содержимое болезненно
обжигает. Муравьиная кислота также присутствует
в пчелином яде, сосновой хвое, в небольших
количествах найдена в различных фруктах, тканях,
органах, выделениях животных и человека.
Современное название муравьиной кислоты по
систематической номенклатуре – метановая
кислота. Это резко пахнущая бесцветная жидкость,
очень хорошо растворимая в воде,
tпл = 8 °С, tкип = 101 °С. Муравьиная
кислота – самая простая и при этом самая сильная
карбоновая кислота, она в десять раз сильнее
уксусной. Когда немецкий химик Юстус Либих
получил безводную муравьиную кислоту, оказалось,
что это очень опасное соединение.
При попадании на кожу кислота не только жжет, но и
буквально растворяет ее, оставляя долго не
заживающие раны.
Вот как вспоминал Карл Фогт – химик, работавший
вместе с Либихом, – один случай. Входит Либих, у
него в руках склянка с притертой пробкой. «Ну-ка,
обнажите руку», – говорит он Фогту и влажной
пробкой прикасается к руке. «Не правда ли, жжет? –
невозмутимо спрашивает Либих. – Я только что
добыл безводную муравьиную кислоту». После этого
«эксперимента» у Фогта остался на всю жизнь
белый шрам на руке. И неудивительно –
впоследствии ученые открыли способность
безводной муравьиной кислоты растворять даже
капрон, найлон и другие полимеры, устойчивые к
разбавленным растворам неорганических кислот и
щелочей.
Учитель. После того как мы
познакомились с муравьиной кислотой, попробуем
ответить на такие вопросы. Почему нельзя
смачивать водой место муравьиного укуса или
ожога крапивой? Это приводит только к усилению
болевых ощущений. Почему боль утихает, если
пораненное место смочить нашатырным спиртом? Что
еще можно использовать в данном случае?
Учащиеся. Поскольку муравьиная
кислота – электролит, то при ее растворении в
воде происходит процесс электролитической
диссоциации:
НСООН НСОО–
+ Н+.
В результате кислотность среды повышается, и
процесс разъедания кожи усиливается. Чтобы боль
утихла, нужно нейтрализовать кислоту, для чего
необходимо использовать растворы, обладающие
щелочной реакцией. А к ним как раз и относится
нашатырный спирт – водный раствор аммиака,
содержащий гидроксид аммония NH4ОН. При
его взаимодействии с муравьиной кислотой
происходит реакция нейтрализации:
НСООН + NН4ОН = НCOONH4 + H2O.
Для тех же целей вполне подойдет и водный
раствор имеющейся в каждом доме питьевой соды –
гидрокарбоната натрия NаНСО3:
НСООН + NaHСO3 = НСООNа + Н2О + СO2.
Учитель. Молодцы, ответ правильный.
А теперь познакомимся с еще одной карбоновой
кислотой, известной человеку с древности, –
уксусной. Слово для выступления имеют ребята из
2-й группы.
Ученик (из 2-й группы). Химическая
формула уксусной кислоты – С2Н4О2,
или СН3СООН. Как вам известно, водный
разбавленный раствор этого вещества называется
уксусом. Слово «уксус» происходит от греческого
слова «oxys», означающего «кислый». В древности
уксус был единственной пищевой кислотой,
получаемой при скисании виноградного вина, и это
объясняет, что его название древними греками
отождествлялось с самим представлением о кислом,
кислоте.
В России уксус называли «кислой влажностью» или
«древесной кислотой». Последнее название
связано с получением уксусной кислоты при сухой
перегонке древесины лиственных пород, прежде
всего березы. В 1793 г. президент Российской
академии наук Андрей Андреевич Нартов (сын
механика – учителя Петра I) сообщил, что «кислая
влажность из дровяных куч в уголь пережигаемых»
может быть использована для травления меди и
железа.
Получение уксуса при сухой перегонке древесины
описано в сочинениях Иоганна Глаубера и Роберта
Бойля. Однако природа этого вещества вплоть до
ХIХ в. оставалась неизвестной. Алхимики считали,
что при брожении вина винный (по современной
номенклатуре – этиловый) спирт превращается в
уксус, принимая на себя частицы соли – винного
камня.
Еще в XVIII в. брожение объясняли соединением
кислых и горючих начал вина. Лишь в 1814 г. Йенс Якоб
Берцелиус определил состав уксусной кислоты, а в
1845 г. немецкий химик Адольф Вильгельм Герман
Кольбе осуществил полный ее синтез из угля.
Уксусная кислота (по систематической
номенклатуре – этановая) – бесцветная жидкость
с характерным острым запахом, очень хорошо
растворимая в воде, tпл = 17 °С, tкип =
118 °С;
3–7%-й водный раствор уксусной кислоты называется
столовым уксусом, а 70–80%-й раствор – уксусной
эссенцией. Безводная уксусная кислота при
охлаждении до 16,8 °C превращается в прозрачные
кристаллы, похожие на лед. Вот почему ее называют
ледяной. Сходство не только внешнее: в кристаллах
молекулы уксусной кислоты, подобно молекулам
воды, образуют систему водородных связей.
Межмолекулярное взаимодействие оказывается
настолько прочным, что даже в парах уксусной
кислоты содержатся не отдельные молекулы, а их
объединения – агломераты.
Впервые в мире кристаллы уксусной кислоты
получил в 1793 г. академик Петербургской академии
наук Товий Егорович Ловиц. Он назвал их «ледяным
уксусом», или «ледяной кислотой», и описал запах
и вкус этих кристаллов так: «Запах
расплавленного ледяного уксуса резкий,
невыносимый для носа. Вкус очень кислый. Одна
капля этого уксуса на языке вызывает боль,
ощутимую в течение двадцати часов…»
Во времена Ловица химики кроме состава и
описания внешнего вида вещества устанавливали
его запах и вкус. Неудивительно, что ожоги
слизистой оболочки носа и ротовой полости,
отравления и другие травмы постоянно
сопровождали работу химиков и делали ее очень
опасной. В 1800 г. Ловиц нечаянно пролил
концентрированную уксусную кислоту на стол.
Собирая кислоту фильтровальной бумагой, ученый
выжимал ее пальцами над стаканом. Вскоре он
заметил, что пальцы потеряли чувствительность,
побелели и распухли. Через несколько дней кожа на
пальцах стала лопаться и отваливаться большими и
толстыми кусками. Полученная травма навела
Ловица на мысль использовать концентрированную
уксусную кислоту для выведения мозолей. Еще одна
опасность уксусной кислоты заключается в том,
что вдыхание человеком ее паров может привести к
отеку горла.
Образование уксуса из вина связано с аэробным
окислением этанола, протекающим при участии
бактерий Асеtobacter. Уксусной кислотой вызывается
кисловатый привкус некоторых низкокачественных
вин. Она образуется также в тесте, заквашенном с
помощью дрожжей Saccharomyces ехiguus, которые не
способны переваривать сахар мальтозу.
Учитель. Итак, вы узнали, что
представляют собой ледяная уксусная кислота,
уксусная эссенция и столовый уксус. А теперь
решим задачу.
Необходимо найти массу ледяной уксусной кислоты
и объем воды, которые потребуются для
приготовления 0,5 л столового уксуса (массовая
доля кислоты в уксусе – 6%, плотность –
1,007 г/мл).
Учащиеся решают задачу.
(Ответ. 30,21 г уксусной кислоты, 469,79
мл воды.)
Учитель (после окончания решения
задачи). Перейдем к изучению способов
получения и важнейших химических свойств,
муравьиной и уксусной кислот. Слово для
выступления имеют учащиеся 3-й группы.
Ученик (из 3-й группы). Муравьиную
кислоту получают действием разбавленной серной
кислоты на соли – формиаты, например:
Искусственно формиат натрия впервые был
получен еще в XIX в. действием угарного газа на
влажную щелочь при повышенных температуре и
давлении:
Известен также способ получения муравьиной
кислоты каталитическим окислением метана:
Важнейшим специфическим свойством
муравьиной кислоты является ее способность
вступать в реакцию «серебряного зеркала» с
гидроксидом диамминсеребра(I) [Аg(NН3)2]ОН,
в отличие от всех остальных карбоновых кислот.
Это объясняется тем, что муравьиная кислота по
своему химическому строению является
одновременно и карбоновой кислотой, и альдегидом
(в ее молекуле мы видим как карбоксильную
функциональную группу –СООН, так и
альдегидную группу –СНО). Поэтому
муравьиная кислота восстанавливает серебро из
аммиачного раствора его гидроксида (так
называемого реактива Толленса), причем среди
продуктов реакции присутствует углекислый газ,
что тоже необычно. Это связано с окислением
муравьиной кислоты до угольной кислоты, которая
сразу же распадается на воду и углекислый газ:
Параллельно проводится демонстрационный опыт:
в пробирку с раствором гидроксида
диамминсеребра(I) добавляют муравьиную кислоту и
слегка нагревают – на стенках пробирки
образуется зеркальный налет восстановленного
металлического серебра.
Ученик (из 3-й группы). Еще одно
отличительное химическое свойство муравьиной
кислоты – способность разлагаться под действием
концентрированной серной кислоты на воду и
угарный газ:
Учитель. Составьте уравнение
реакции нейтрализации, в результате которой
можно получить формиат натрия, и попробуйте
объяснить происхождение названия солей
муравьиной кислоты.
Учащиеся. В реакцию нейтрализации
вступают гидроксид натрия и муравьиная кислота,
в результате образуется формиат натрия и вода:
НСООН + NaОН = НСООNа + Н2O.
Название солей муравьиной кислоты
происходит от латинского слова formica, что означает
«муравей».
Учитель. Верно. Теперь рассмотрим
способы получения и важнейшие химические
свойства уксусной кислоты. Слово для выступления
имеют учащиеся 4-й группы.
Ученик (из 4-й группы). Древнейший
способ получения уксусной кислоты заключается в
окислении этилового спирта кислородом воздуха
при участии бактерий:
В настоящее время уксусную кислоту получают
окислением ацетальдегида кислородом в
присутствии катализатора ацетата марганца(II):
Большое значение имеет также способ,
основанный на окислении н-бутана кислородом в
присутствии катализатора ацетата кобальта(II):
Очень перспективен метод карбонилирования
метилового cпирта, т. е. присоединения к нему
молекулы угарного газа в присутствии
катализатора йодида кобальта:
Важнейшими реакциями уксусной кислоты
являются реакции нейтрализации и этерификации.
При взаимодействии уксусной кислоты с
основаниями образуются ее соли – ацетаты:
СН3СООН + NаОН = СН3СООNа + Н2О.
Параллельно проводится демонстрационный опыт.
В пробирку с раствором гидроксида натрия
добавляют фенолфталеин, который в щелочной среде
приобретает малиновую окраску. Затем приливают
раствор уксусной кислоты до полного
обесцвечивания. Исчезновение окраски
свидетельствует о протекании реакции
нейтрализации.
Ученик (из 4-й группы). Реакции
этерификации – это реакции, протекающие
между карбоновыми кислотами и спиртами с
образованием сложных эфиров. Этерификация имеет
большое практическое значение, т. к. получаемые
сложные эфиры широко используются в качестве
душистых веществ в пищевой и
парфюмерно-косметической отраслях
промышленности, некоторые – в качестве
растворителей и исходных веществ для синтеза
полимеров. Так, широко известным растворителем
является этилацетат, образующийся при
нагревании уксусной кислоты с этиловым спиртом в
присутствии концентрированной серной кислоты:
Учитель. Запахом жасмина обладает
еще один сложный эфир уксусной кислоты –
бензилацетат, для получения которого
используется ароматический спирт С6Н5–СН2ОН
– бензиловый. Попробуйте составить уравнение
реакции образования этого сложного эфира.
Учащиеся записывают уравнение реакции:
Учитель. Нам остается рассмотреть
вопрос о практическом значении муравьиной и
уксусной кислот. Слово имеют учащиеся 5-й и 6-й
групп.
Ученик (из 5-й группы). Муравьиная
кислота обладает ярко выраженными
бактерицидными свойствами. Поэтому ее водные
растворы используют как пищевой консервант, а
парами дезинфицируют тару для продовольственных
товаров (в том числе винные бочки). В пчеловодстве
муравьиная кислота используется как эффективное
средство от варроатоза – болезни пчел,
вызываемой клещами-паразитами. За рубежом она
применяется еще как консервант при заготовке
силоса. Народная медицина издавна использовала
муравьиную кислоту для лечения ревматических
болей и радикулитов, при этом источником
лекарства служили живые муравьи. Слабый
водно-спиртовой раствор муравьиной кислоты
(муравьиный спирт) применяют в медицине для
растираний.
Неожиданное применение муравьиная кислота нашла
при изготовлении так называемых тяжелых
жидкостей – водных растворов, обладающих
большой плотностью, в которых не тонут даже
камни. Такие жидкости нужны геологам для
разделения минералов по плотности. Насыщенный
раствор формиата таллия НСООТl в зависимости от
температуры может иметь плотность от 3,40 г/см3
(при 20 °С) до 4,76 г/см3 (при 90 °С).
Ученик (из 6-й группы, с использованием
плаката, размещенного на доске). Уксусная
кислота в виде эссенции и столового уксуса
широко применяется в пищевой отрасли
промышленности как вкусовая добавка и как
консервант. Незаменима она и в органическом
синтезе при производстве сложных эфиров, прежде
всего этилацетата, лекарств, например аспирина,
искусственных волокон – ацетатного шелка,
красителей – индиго, негорючей кинопленки,
органического стекла, химических средств защиты
растений – 2,4-дихлорфеноксиацетата натрия,
применяемого в качестве гербицида для борьбы с
сорняками, стимуляторов роста растений.
Большое значение имеют и соли уксусной кислоты –
ацетаты. Ацетат натрия СН3СООNа
применяется в медицине в качестве консерванта
крови, предназначенной для переливания, ацетат
калия СН3СООК – как мочегонное
средство, ацетат свинца (СН3СОО)2Рb
– для определения сахара в моче, разбавленный
раствор гидроксиацетата свинца Рb(ОН)СН3COO
– в качестве примочки (свинцовая вода). Ацетаты
железа(III) (СH3СОО)3Fе, алюминия (СН3СОО)3Аl
и хрома(III) (СН3СОО)3Сr
используются в текстильной отрасли
промышленности для так называемого протравного
крашения. Ацетат меди(II) (СH3СОО)2Cu
входит в состав препарата для борьбы с
вредителями растений, так называемой парижской
зелени.
Учитель. Итак, вы изучили физические и
химические свойства, способы получения и
практическое значение важнейших представителей
предельных монокарбоновых кислот, познакомились
с историей их открытия и использования
человечеством. Для закрепления изученного
материала вам предлагается разгадать небольшой
кроссворд.
Кроссворд «Карбоновые кислоты»
Необходимо найти на буквенном поле ответы на
приведенные задания. В скобках указано число
букв в слове, являющемся правильным ответом.
Учтите, что слово на поле кроссворда может
многократно «изгибаться» в горизонтальном и
вертикальном направлениях, произвольно меняя
порядок своего расположения. Единственным
ограничением является то, что буквы в словах не
могут следовать друг за другом по диагонали.
1. Название соли муравьиной кислоты (7).
2. Общее название химической реакции между
карбоновой кислотой и щелочью (13).
3. Ученый, открывший муравьиную кислоту (получил в
чистом виде) (8).
4. Вещество, имеющее запах жасмина (12).
5. Растение, содержащее муравьиную кислоту (7).
6. Название соли уксусной кислоты (6).
7. Общее название химической реакции между
карбоновой кислотой и спиртом (12).
8. Ученый, первым получивший кристаллы ледяной
уксусной кислоты (5).
9. Самый распространенный сложный эфир уксусной
кислоты, широко использующийся в качестве
растворителя (10).
10. Вредное насекомое, для борьбы с которым
используется муравьиная кислота (4).
11. Общее название химической реакции между
спиртом и угарным газом (16).
Ответы на кроссворд: 1. Формиат. 2.
Нейтрализация. 3. Маргграф. 4. Бензилацетат. 5.
Крапива.
6. Ацетат. 7. Этерификация. 8. Ловиц. 9. Этилацетат. 10.
Клещ. 11. Карбонилирование.
Учитель (по окончании разгадывания
кроссворда). Дома вам необходимо повторить
вопросы о нахождении в природе, физических и
химических свойствах, практическом значении
муравьиной и уксусной кислот, а также решить
задачу в соответствии с индивидуальным заданием
для той группы, в которой вы сегодня работали.
Карточки с текстами задач находятся на ваших
столах.
Задачи различаются по уровню сложности.
Учащимся 1-й и 2-й групп предлагаются
комбинированные задачи средней трудности на
нахождение массы продукта реакции при избытке
одного из исходных веществ и известном
практическом выходе продукта. Учащимся 3-й и 4-й
групп – наиболее сложные комбинированные задачи
на нахождение молекулярных формул органических
веществ известных гомологических рядов по
данным о протекании химических реакций с их
участием. Учащимся 5-й и 6-й групп достаются
наименее трудные типовые задачи на нахождение
массы продукта реакции при известном его
практическом выходе либо массовой доли выхода
продукта реакции при известной его массе,
полученной в результате реакции.
Задача для группы 1. Рассчитать
массу продукта, полученного при нагревании 120 г
уксусной кислоты, 230 г этанола и нескольких
капель концентрированной серной кислоты, если
массовая доля выхода продукта составила 70% по
сравнению с теоретически возможным.
(123,2 г этилацетата.)
Задача для группы 2. Рассчитать
массу металлического осадка, образовавшегося
при нагревании 9,2 г муравьиной кислоты и 15,9 г
гидроксида диамминсеребра(I), если массовая доля
выхода продукта составила 96% по сравнению с
теоретически возможным.
(10,37 г серебра.)
Задача для группы 3. Для полной
нейтрализации 100 г водного раствора неизвестной
предельной монокарбоновой кислоты с массовой
долей 12% потребовалось 50 г водного раствора
гидроксида калия с массовой долей 22,4%.
Определить, какая кислота была нейтрализована.
(СН3СООН – уксусная кислота.)
Задача для группы 4. При полной
нейтрализации 50 г раствора неизвестной
предельной монокарбоновой кислоты с массовой
долей 23% избытком водного раствора
гидрокарбоната калия выделилось 5,6 л некоторого
газа (объем измерен при нормальных условиях).
Определить, какая кислота была нейтрализована.
(НСООН – муравьиная кислота.)
Задача для группы 5. При
карбонилировании 64 кг метанола было получено 114
кг уксусной кислоты. Рассчитать массовую долю
выхода уксусной кислоты (в %) по сравнению с
теоретически возможным.
(95%.)
Задача для группы 6. Рассчитать
массу муравьиной кислоты, которую можно получить
из 136 кг формиата натрия, если массовая доля
выхода муравьиной кислоты составляет 80% по
сравнению с теоретически возможным.
(73,6 кг.)
ЛИТЕРАТУРА
Дмитров Е.Н. Познавательные задачи по
органической химии и их решения. Тула: Арктоус,
1996, с. 45;
Казеннова Н.Б. Справочник школьника по
органической химии. М.: Аквариум, 1997, с. 16–17,
155–156, 243–245;
Малышкина В. Занимательная химия. СПб.:
Тригон, 1998, с. 323–325;
Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химии
для домашнего чтения. М.: Химия, 1995, с. 50–51, 82, 87,
149–150;
Энциклопедия для детей. Т. 17. Химия. М.: Аванта+, 2001,
с. 353–358.
А.С.ГОРДЕЕВ,
учитель химии и экологии
гимназии № 20
(г. Донской, Тульская обл.)
|