"Хімічні властивості метанолу та етанолу. Добування та застосування спиртів"

                                         
Мета:

-    освітня: розглянути хімічні властивості спиртів, визначити вплив функціональної групи спиртів на їхні хімічні властивості, поглибити знання про хімічні властивості органічних речовин, встановити зв'язок між властивостями спиртів і їх застосуванням;

-    виховна: сформувати науковий світогляд учнів при вивченні хімічних властивостей спиртів, сприяти естетичному, екологічному вихованню;

-    розвиваюча:
1) розвивати спостережливість учнів на уроці хімії;
2) розвивати пізнавальний інтерес учнів до предмету;
3) розвивати самостійність учнів під час виконання завдань;
4) розвивати такі мисленнєві операції : вміння порівнювати, узагальнювати, робити висновки.

Тип уроку: Урок засвоєння  знань та вмінь.

Обладнання: мультимедійні  презентації, спиртівка, спирт.

                                                                              Хід уроку:

І. Актуалізація опорних знань:

Всім доброго дня. Рада вас усіх бачити. На попередньому уроці ми познайомилися з новим класом спирти, їх номенклатурою, ізомерією та фізичними властивостями. Давайте пригадаємо основні поняття. \ шляхом фронтального опитування\.

1. Що таке спирти? 
2. Які спирти належать до одноатомних,?.
4. Яка функціональна група характерна для спиртів?
5. Назвіть фізичні властивості метанолу.

6. Назвіть фізичні властивості етанолу.
На сьогоднішньому уроці ми продовжимо вивчати спирти, а зокрема одноатомні спирти метанол та етанол, їхніми хімічними властивостями, добуванням та застосуванням. Також дізнаємось чи можна протирати  екрани сучасних моніторів та гаджетів позчином спирту. Які деталі можна і чому.   Я впевнена, що знання, які ви отримаєте на сьогоднішньому уроці, знадобляться вам як  у повсякденному житті, так і у вашій професійній діяльності.

Отже тема уроку: « Хімічні властивості етанолу та метанолу. Добування та застосування спиртів.»

План уроку:

1. Хімічні властивості спиртів;
2. Добування спиртів;
3. Застосування спиртів та вплив на організм людини.
4.  

1.       Хімічні властивості

Хімічні властивості спиртів відрізняються від тих у які вступили вуглеводні:

1. Спирти взаємодіють з активними металами: Na; K; Mg; Al і інші. Відбувається реакція заміщення з виділенням водню та утворенням солеподібних сполук

2C₂H₅-OH+2Na→ 2C₂H₅ONa+H₂↑

                                                                Етанол                  натрій етанолят( натрій еталат)

При цьому полярні зв’язки О-Н в молекулі спирту розриваються і атом гідрогену заміщується атомом металічного елементу. В даних реакціях спирти поводяться як кислоти, але не дисоціюють на іони Н⁺, і не реагують із лугами -  спирти не електролітичні. Як проходить дана реакція  з різними спиртами  ми зможемо переглянути на відео \додаток  1\.

2. Реакція дегідратації- це реакція відщеплення води від будь-якої сполуки.

Якщо ми беремо одну молекулу одноатомного спирту

СН₃ – СН₂ – ОН  ^{-170оС (H2SO4)} _{концентрат}        СН₂ – СН₂ +Н₂О (атен)

 крім води утворюється алкен СН₂+СН₂ →СН_{2 -} СН₂ +Н₂О

                                                     Н    ОН

Якщо беремо спирт у надлишку то відбувається міжмолекулярна дегідратація з утворення етерів, або тривіальна назва прості ефіри:

СН₃СН₂ – ОН +Н – О – СН₂ – СН₃ →СН₃  –СН₂     – О –СН₂ – СН₃ +Н₂О

етанол + етанол  →діетиловий етер ( медичний ефір)

Історично доведено, що із середини 19 ст., діетиловий ефір відомий як засіб для знеболення. Першу операцію під ефірним наркозом провів Бостонський хірург Дж. Уорен. У  1846 р. у воєнно-польовій хірургії його вперше застосував українській хірург Пирогов.

3.  Спирти взаємодіють з гідроген галогенідами, або галогановоднями.

Давайте складемо реакцію разом враховуючи, що утвориться два продукти, один з яких вода

СН₃ОН + НСl →СН₃СІ+ Н₂О

                                                                   метил              хлорометил

С₂Н₅ОН +  НBr → С₂Н₅Br + Н₂О

                                                               етил                       врометил

4.  Реакція окислення:      

повне  С₂Н₅ОН +3О₂→2СО₂ + 3Н₂О – це реакція горіння

             2СН₃ОН + О₂ →2СО₂ + 4Н₂О

Давайте спробуємо самостійно записати реакцію горіння. і урівняти її. Памятаючи що утвориться дві молекули

2СО₂ + Н₂О

Часткове окислення спирту відбувається при взаємодії спирту з калій перманганатом,  або купрум \2\ –оксидом.

Дану реакцію ми зможемо побачити завдяки відео: отже для перебігу реакції ми мідний дротик прожарюємо на вогні, а потім опускаємо в пробірку з підігрітим етиловим спиртом, пари якого збираються  у пробірку з індикатором, у якій утворюється оцтовий альдегід з характерним запахом

СН₃ – СН₂ – ОН + СuО → СН₃С       + Сu +Н₂О

                                                                                     Етиналь       металічна мідь

Дану реакцію ми також зможемо переглянути у відеозаписі.\додаток 2\.

2.       Добування

Сучасний метод добування спирту базується на реакції етену з водяною парою

СН₂ – СН₂ + Н₂О → СН₃ – СН₂ – ОН

CH₂ = CH₂ + HOH → CH₃CH₂OH

Для добування етанолу використовують також біохімічний метод. Він ґрунтується на хімічному перетворенні глюкози, цукру або крохмалю за участю ферментів дріжджів. Відповідний процес називають бродінням.      або спиртовим бродіння глюкози у водному розчині під дією ферментів

С₆Н₁₂О₆ → 2С₂Н₅ОН + 2СО₂

Цей процес використовувався з давних давен, для одержання вина з винограду і інших ягід та фруктів.

Вихідною сировиною для потреб харчової промисловості є пшеничний, або картопляний крохмаль, а технічного спирту  – целюлоза, добута з відходів переробки деревини.

Ще можна метанол добути з синтез  газу

СН₄ + Н₂О → СО + 3Н₂

СО + 2Н₂ → СН₃ОН

цей процес називається синтезом метанолу

Більша частина етилового спирту, що випускає промисловість, містить невелику кількість води ( 4 % ). Назва такого продукту – спирт-ректифікат.                                                                          

   Застосування метанолу:

Метанол утворюється при сухій перегонці деревини без доступу повітря, у зв’язку з чим його іноді називають деревним спиртом. У сучасній промисловості метанол добувають із природного газу. Метанол – досить активна хімічна речовина, тому з нього синтезують більш складні органічні речовини. Його також використовують як розчинник.

Метиловий спирт використовують для добування формальдегіду, потрібного для виробництва пластмас та фенол формальдегідних смол і деяких етерів.

                                                                           Застосування етанолу:

Найбільш широке застосування в побуті знаходить етиловий спирт, або етанол, який зазвичай називають просто спиртом. Він утворюється при спиртовому бродінні глюкози в присутності дріжджів. Сировиною для його промислового добування є продукти, що містять цукор або крохмаль: ягоди, виноград, пшениця, кукурудза, картопля. У промисловості для добування технічного спирту використовують деревні відходи, зокрема тирсу.

Так званий медичний спирт містить 96 % етанолу і 4 % води. Для того, щоб одержати абсолютний спирт ( у якому зовсім немає води ), до суміші етанолу й води додають бензен і переганяють її.

Але такий спирт не придатний для харчових цілей. Спирт, призначений для використання в техніці, містить невелику кількість метанолу або бензену. Цю суміш називають «денатурат», вона набагато отруйніша, ніж звичайний етанол. Етанол використовують як дезінфікуючий засіб, як розчинник, він служить сировиною для виробництва лікарських препаратів, що являють собою спиртові розчини різних речовин: йодна настоянка, розчин брильянтового зеленого, борний спирт, мурашиний спирт, для виробництва косметичних засобів, для добування оцтової кислоти та «фруктових есенцій» (естерів) та для виробництва бутадієну.

Впли спиртів на організм людини.

Учні отримали випереджуюче завдання і самостійно розповідають про застосування та вплив на організм людини. \ Як супровід мальтимедійна презинтація\

 Як бачимо  спирти це цінна сировина для хімічної промисловості медицини, та для народного господарства. Ви у своїй професійній діяльності також можете використовувати хімічні властивості спиртів а зокрема для дезенсекції клавіатури та для відновлення контактів на материнській платі якщо вони окислились . протирати сучасні монітори компютерів  телефонів та інших гаджетів не можна   бо вони покриті антибліковим покритям яке руйнується від спирту. Отже давайте пригадаємо основні поняття з якими ми стикалися при вивченні теми :Хімічні властивості спиртів. Добування та застосування спиртів.  На екрані ви побачите питання і хто перший підніме руку той і буде мати можливість відповісти та отримати додатковий бал для оцінки.

 ІV. Узагальнення та систематизація знань.

  Гра у мікрофон

1. Назвіть функціональну групу спиртів:

А. – СО –                            Б. – ОН                                   В. –NH2 (Б.)

2. Назвіть  спирт, який навіть у малих кількостях – страшна отрута:

А. метанол;                       Б. етанол;                          В. етилен.

3.Позначте формули спиртів:

А. NaОН;                          Б. С2Н5ОН                                  В. СН3 - ОН

4. Укажіть спирт, що має наркотичну дію на людський організм:

А. метанол;                              Б. пентаном                               В. етанол.(В.)

5. Позначте спирт, який можна добути гідратацією етену:

А. бутанол;                                 Б. пропаном;                           В. етанол.(В.)

6. Позначте, для чого використовується реакція бродіння глюкози:

А. для розкладу спиртів;       Б. для добування спиртів;   В. для гідрування спиртів.(Б.)

Підведення підсумків уроку

Домашнє завдання:

Чит. §14 ст83 .

Конспект розробила викладач хімії  Пелипек М. М.

Додаток :

                                                                           Застосування метанолу:

Метанол утворюється при сухій перегонці деревини без доступу повітря, у зв’язку з чим його іноді називають деревним спиртом. У сучасній промисловості метанол добувають із природного газу. Метанол – досить активна хімічна речовина, тому з нього синтезують більш складні органічні речовини. Його також використовують як розчинник.

Метиловий спирт використовують для добування формальдегіду, потрібного для виробництва пластмас та фенолоформальдегідних смол і деяких етерів.

                                                                           Застосування етанолу:

Найбільш широке застосування в побуті знаходить етиловий спирт, або етанол, який зазвичай називають просто спиртом. Він утворюється при спиртовому бродінні глюкози в присутності дріжджів. Сировиною для його промислового добування є продукти, що містять цукор або крохмаль: ягоди, виноград, пшениця, кукурудза, картопля. У промисловості для добування технічного спирту використовують деревні відходи, зокрема тирсу.

Так званий медичний спирт містить 96 % етанолу і 4 % води. Для того, щоб одержати абсолютний спирт ( у якому зовсім немає води ), до суміші етанолу й води додають бензен і переганяють її.

Але такий спирт не придатний для харчових цілей. Спирт, призначений для використання в техніці, містить невелику кількість метанолу або бензену. Цю суміш називають «денатурат», вона набагато отруйніша, ніж звичайний етанол. Етанол використовують як дезінфікуючий засіб, як розчинник, він служить сировиною для виробництва лікарських препаратів, що являють собою спиртові розчини різних речовин: йодна настоянка, розчин брильянтового зеленого, борний спирт, мурашиний спирт, для виробництва косметичних засобів, для добування оцтової кислоти та «фруктових есенцій» (естерів) та для виробництва бутадієну.