ОСНОВАНИЯ

Цели. Более подробно изучить класс неорганических веществ – оснований: их состав, классификацию, методы получения, применение.

Оборудование и реактивы. Таблицы, схемы, карточки, пробирки, пробиркодержатель, спиртовка; растворы щелочей (NaOH, KOH и Ca(OH)₂) и кислот (HCl и H₂SO₄), твердые вещества (гранулы и порошки) – KOH, NaOH, Cu(OH)₂, Fe(OH)₃, CuSO₄, Li, CuO, Ca(OH)₂.

Девиз урока. «Путь к истине лежит через познание».

ХОД УРОКА

Учитель. Мы продолжаем путешествие по огромной и удивительной стране – Химии. И вот на горизонте город с очень интересными жителями. Прежде чем познакомиться с ними, вспомним жителей других, уже известных нам городов. Для этого ответьте на вопросы.

• Какие классы неорганических веществ мы изучили? (Ответ. Оксиды, кислоты, соли.)

• Дайте определения оксидов, кислот, солей.

• Проведите классификацию оксидов.

Игра «Угадай-ка»

Напишите правые части в уравнениях возможных реакций. (Задание проецируется через кодоскоп.)

K₂O + H₂O = … ; SO₂ + H₂O = … ;

SiO₂ + H₂O = … ; CaO + H₂O = … ;

CuO + H₂O = … .

Учитель раздает карточки слабым ученикам. В карточках – таблица с сюрпризом «Крестики-нолики» на знание формул основных оксидов. Также проверяются умения составлять уравнения реакций основных оксидов с водой, в которых получаются основания.

Учитель. Основания – сложные вещества, состоящие из атомов металла и одной или нескольких гидроксигрупп.

Общая формула оснований: M(OH)_n, где ОН – гидроксигруппа, n = 1, 2, 3.

Формулы и названия оснований:

                      Термин «основания» ввел французский химик Г.Руэль в 1744 г.

Классификация оснований

Учитель (объяснение по схемам). По содержанию ОН-групп в химической формуле различают:

По растворимости в воде выделяют:

Учитель демонстрирует твердые щелочи, гидроксиды меди(II) и железа(III), показывает на практике, что одни растворяются в воде, а другие нет. Учащиеся делают выводы о растворимости оснований. Учитель знакомит учащихся с таблицей растворимости.

Учитель. Первым основанием, с которым человек встретился в древности, был гидроксид кальция. История его связана с огнем, который люди научились использовать примерно 100 тыс. лет назад. Природная соль – карбонат кальция – в виде мела, известняка или мрамора встречается практически повсеместно. При прокаливании CaCO₃ разлагается, образуя оксид кальция, который весьма энергично соединяется с водой:

Сопоставив все эти факты, нетрудно представить, каким образом первобытный человек познакомился с первым основанием. Вероятно, вначале его привлекло бурное взаимодействие холодного, обожженного в костре куска мела с дождевой водой. Видимо, уже потом он обратил внимание на то, что смесь полученной белой кашицы с песком и водой превращается в очень твердый камень:

Ca(OH)₂ + SiO₂ = CaSiO₃ + H₂O.

Как бы там ни было, достоверно установлено, что гидроксид кальция был одним из самых древних связующих строительных материалов. Смесь дробленого камня, песка и извести применялась еще 2000 лет назад в качестве бетона. А название «негашеная известь» для оксида кальция встречается еще в сочинениях П.Диоскорида, римского врача, жившего в I в. н. э. Название это используется и сейчас. Правда, строители чаще называют негашеную известь «кипелкой» – за то, что при гашении ее небольшим количеством воды выделяется много теплоты и вода вскипает. Образующийся пар разрыхляет известь и превращает ее в белый пушистый порошок – «пушонку». Это уже гашеная известь, т. е. гидроксид кальция. В смеси с песком он в настоящее время широко используется в качестве строительного материала.

Вопрос. Какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с известью?

Как первобытный человек познакомился с первым основанием?

Ученик. Необходимо работать в перчатках, избегать попадания вещества и его раствора на кожу и в глаза. Щелочи – едкие вещества.

Учитель. Знаете ли вы, что женщины Древней Руси мыли волосы раствором еловой золы или золы подсолнечника? Раствор золы мылкий на ощупь и называется «щелок». Такой раствор имеет щелочную среду, как и вещества, которые мы изучаем. По-арабски зола – «аль-кали».

Исторические названия важнейших щелочей: гидроксида натрия – едкий натр, гидроксида калия – едкий кали. Соединение NaOH еще называют каустической содой. Щелочи используют для производства мыла и стекла.

Действие щелочей на индикаторы

Учитель. Многие природные краски цветов являются индикаторами (показывает рисунок медуницы). Молодые цветки – розовые – среда слабокислая, старые – синие – среда щелочная.

Демонстрационный опыт. Щелочи-невидимки

На столах учащихся – по три пары пробирок под номерами 1 и 2 (в пробирках № 1 – кислота, № 2 – щелочь). При добавлении индикаторов к растворам щелочи и кислоты возникает различное окрашивание. Вещества, позволяющие определить принадлежность неорганических соединений к классу щелочей или кислот, называют индикаторами.

Щелочь + метилоранж желтое окрашивание,

щелочь + фенолфталеин малиновое окрашивание,

щелочь + лакмус синее окрашивание.

От щелочи я желт, как
               в лихорадке,
Краснею от кислот, как
                от стыда.
И я ищу спасительную влагу,
Чтоб не смогла заесть меня
                            среда.

(Метилоранж.)

Попасть в кислоту для него
                           неудача,
Но он перетерпит без вздоха
                           и плача.
Зато в щелочах у такого
                           блондина
Начнется не жизнь, а сплошная малина.

(Фенолфталеин.)

Получение оснований

Учитель. Щелочи получают по схеме:

основный оксид + вода щелочь.

Например:

Na₂O + H₂O = 2NaOH.

Взаимодействие щелочных и щелочно-земельных металлов с водой протекает по схеме:

металл + вода щелочь + водород.

Демонстрируется реакция лития с водой:

2Li + 2H₂O = 2LiOH + H₂.

Учитель. Нерастворимые основания не удается получить напрямую по схеме: CuO Cu(OH)₂, поскольку оксиды, соответствующие нерастворимым основаниям, с водой не реагируют:

CuO + H₂O нет реакции.

Чтобы преодолеть препятствие, следует воспользоваться цепочкой превращений:

CuO CuСl₂ Cu(OH)₂.

Ученик пишет на доске уравнение 1-й реакции:

CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O.

Проводится демонстрационный опыт – растворение оксида меди(II) в соляной кислоте. (Перед опытом повторяется техника безопасности.)

Учитель. Как из соли получить нерастворимое основание:

CuCl₂ + ? Cu(OH)₂?

Для реакции обмена необходимо вещество, содержащее группу ОН.

соль + щелочь = нерастворимое основание + соль';

CuCl₂ + 2KOH = Cu(OH)₂ + 2KCl.

Закрепление материала

Два ученика работают у доски, остальные на листах выполняют задание самостоятельно.

Задание. Напишите уравнения реакций для цепочки химических превращений.

I вариант: Li Li₂O LiOH.

II вариант: Mg MgO Mg(OH)₂.

Учитель. Проверим правильность выполнения работы. (Учащиеся сравнивают свои уравнения реакций с записями на доске.) У кого ошибки, исправьте.

Итак, сегодня вы узнали, кто такие жители города Основания. Научились их классифицировать, посмотрели, как щелочи действуют на индикаторы, разобрали, как получать основания, т.е. цели нашего урока достигнуты. Мы еще задержимся в этом городе и на следующих уроках изучим химические свойства оснований.

Л.М.Валиева,
учитель Большеустьикинской средней школы № 2
(с. Большеустьикинское,
Республика Башкортостан)