Методична розробка уроку хімії 10 класу на тему: «КАРБОНАТНА КИСЛОТА. CОЛІ КАРБОНАТНОЇ КИСЛОТИ»

Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України
Головне управління освіти і науки
виконавчого органу КМДА
НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНИЙ КАБІНЕТ
ПРОФТЕХОСВІТИ м. Києва
______________________________________________________________________

ДНЗ “Київське регіональне вище професійне училище будівництва”

 

 

 

 

Методична розробка уроку хімії 10 класу на тему:

 

«КАРБОНАТНА КИСЛОТА. CОЛІ КАРБОНАТНОЇ КИСЛОТИ»

 

 

 

 

 

Виконала

Кузьменко Ольга Сергіївна

викладач хімії та біології І категорії

ДНЗ «КРВПУБ»

Печерського району м. Києва

 

 

 

 

 

КИЇВ 2012
План-конспект уроку

Тема: Карбонатна кислота. Cолі карбонатної кислоти

Мета:

Навчальна:

• продовжувати формувати в учнів наукову картину світу;
• продовжувати знайомство учнів з неорганічними речовинами;
• продовжувати формувати поняття про мінеральні кислоти;
  • формувати знання учнів про карбонатну кислоту як одну із слабких неорганічних кислот;
  • ознайомити з її фізичними й хімічними властивостями;
  • поглибити знання про середні й кислі солі, їх взаємоперетворення на прикладі карбонатів і гідрогенкарбонатів;
  • ознайомити учнів з якісною реакцією на карбонат-іон;
  • навчити розпізнавати карбонати, виявляти карбонат-іони у сполуках;
  • з’ясувати значення карбонатів у природі та житті людини.

Виховна:

• продовжувати формувати науковий світогляд на основі знань про основні властивості, біологічну роль та застосування карбонатної кислоти та її солей;
• продовжувати виховувати в учнів ціннісне ставлення до екологічного благополуччя планети та власного здоров'я;
• висвітлювати творчі функції неорганічної хімії як науки та її роль у житті суспільства;
• формувати екологічне мислення, навички спільної діяльності, життєві компетенції;

Розвивальна:

• сприяти розвитку в учнів хімічної мови на основі вивчених понять;
• розвивати інтерес до вивчення хімії;
• продовжити процес формування навичок пошукової роботи, умінь робити висновки, узагальнювати, порівнювати;
• розвивати пізнавальну активність, сприяти формуванню уявлень про наукове пізнання світу;
• розвивати мислення, пам’ять, уяву, увагу;
• сприяти розвитку творчих здібностей учнів.

Практична:

• продовжувати знайомити учнів з хімічними методами дослідження;
• розвивати вміння спостерігати, класифікувати, пояснювати, узагальнювати, описувати хімічні процеси та явища;
• удосконалити навички проведення хімічного експерименту;
• продовжувати формувати вміння працювати з підручником, довідниками, практикумом та іншою додатковою літературою.

Методи: фронтальна та індивідуальна бесіда, розповідь, пояснення, демонстрація, розв'язування вправ та задач.

Обладнання та матеріали: Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, таблиця розчинності; штатив з пробірками; газовідвідна трубка; розчини: хлоридної кислоти, метилового оранжевого, натрій карбонату, кальцій карбонату, вапняна вода; підручник, персональний комп'ютер, мультимедійна система.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Структура уроку

І. Організаційний етап ……………………………………..……………..… 1 – 2 хв

ІІ. Актуалізація опорних знань і чуттєвого досвіду учнів …….................. 3 – 5 хв

ІІІ. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності учнів, повідомлення теми та мети уроку ………………………..……………………………………..……2 – 3 хв

IV. Вивчення матеріалу нової теми …………………………………..….15 – 20 хв

V. Узагальнення й систематизація знань учнів ……………………..…..10 – 15 хв

VІ. Підбиття підсумків уроку, повідомлення домашнього завдання …….1 – 2 хв

ХІД УРОКУ

І. Організаційний етап.

ІІ. Актуалізація опорних знань і чуттєвого досвіду учнів.

Інтерактивна технологія «Мікрофон».

Учитель. Про які речовини йде мова?

1. Він неодноразово спричиняв смерть, як людей, так і тварин. При отруєнні ним наступає кисневе голодування, оскільки він утворює стійку сполуку з гемоглобіном крові, що призводить до отруєнь і смерті людей.

(Чадний газ – СО.)

2. Він має здатність відновлювати метали з оксидів, тому використовується у металургії, а ще може горіти, виділяючи багато теплоти, і тому використовується разом з іншими газами як газоподібне паливо.

(Чадний газ – СО.)

3. Цей газ не отруйний в малих кількостях, але він не підтримує дихання і горіння, що є також небезпечно для людей і тварин. І коли його багато в приміщенні, де є люди, він спричиняє запаморочення голови, може викликати задуху.

(Вуглекислий газ – СО₂.)

4. Газ, який використовують у вогнегасниках і таким чином рятують життя людей та їх майно під час пожеж.

(Вуглекислий газ – СО₂)

5. Збільшення якого газу в атмосфері призводить до «парникового ефекту»?

(Вуглекислий газ – СО₂)

ІІІ. Мотивація навчально-пізнавальної діяльності учнів, повідомлення теми та мети уроку.

Учитель: Який з оксидів карбону відносяться до солетворних, а який ні?

Що утворюється під час взаємодії оксиду карбону (IV) з водою?

(Учні в процесі обговорення вносять свої доповнення.)

Учитель: Так, утвориться карбонатна кислота. Що це за сполука, які їй притаманні властивості, що за солі вона утворює ми розглянемо сьогодні на уроці. Запишіть будь ласка в зошитах сьогоднішнє число та тему уроку: "Карбонатна кислота. Солі карбонатної кислоти."

IV. Вивчення матеріалу нової теми.

Учитель. Солетворному оксиду карбону (IV) – СО₂ відповідає карбонатна кислота Н₂СО₃.

Структурна формула карбонатної кислоти

Карбонатна кислота Н₂СО₃ – нестійка сполука. Вона існує лише у водному розчині. Під час намагання виділити її з розчину вона легко розкладається на воду і оксид карбону (IV). У водному розчині має місце рівновага.

Н₂О + СО₂ ↔ Н₂СО₃ ↔ Н₂О + СО₂

Але спробуємо добути і довести її існування пропусканням вуглекислого газу крізь дистильовану воду, забарвлену розчином метилоранжу.

Демонстраційний дослід.

Учитель пропускає вуглекислий газ крізь дистильовану воду. Вода, забарвлена метилоранжем, набуває рожевого забарвлення.

Результати досліду обговорюються і підводяться підсумки: при пропусканні вуглекислого газу крізь дистильовану воду утворюється карбонатна кислота, яка дисоціює ступінчасто:

І ступінь дисоціації:. Н₂СО₃ ↔ Н⁺ + НСО₃^-

ІІ ступінь дисоціації:. НСО₃^- ↔ Н⁺ + СО₃^2-

Сумарне рівняння: Н₂СО₃ ↔ 2Н⁺ + СО₃^2-

Рівновага значною мірою зміщена ліворуч. У водних розчинах карбонатна кислота – слабкий електроліт.

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КАРБОНАТНОЇ КИСЛОТИ.

1. Взаємодія з металами.

Н₂СО₃ + Mg → MgСО₃ + Н₂↑

2. Взаємодія з оксидами металів.

Н₂СО₃ + MgО → MgСО₃ + Н₂О

3. Взаємодія з солями слабших кислот.

Н₂СО₃ + Nа₂SіО₃ → Nа₂СО₃ + Н₂SіО₃↓

4. Взаємодія з лугами.

Н₂СО₃ + NаОН → NаНСО₃ + Н₂О

Н₂СО₃ + 2NаОН → Nа₂СО₃ + 2Н₂О

Учитель: Отже, Н₂СО₃ утворює два ряди солей: МеСО₃ – карбонати, МеНСО₃ – гідрогенкарбонати.

Розчинними у воді є карбонати Nа⁺, К⁺ NН₄⁺;. Гідрогенкарбонати всі розчиняються у воді. Карбонати Натрію й Калію плавляться без розкладу, решта розкладаються внаслідок нагрівання й навіть у процесі кипіння.

СаСО₃ → СаО + СО₂↑

2NаНСО₃ → Nа₂СО₃ + СО₂↑ + Н₂О

Які ж властивості солей карбонатної кислоти?

Пропоную вам дослідити їх у процесі виконання досліду «Виявлення карбонат-іонів у розчині».

Лабораторна робота 7. Якісна реакція на карбонат-іони

(Проводить учень, якого вибирає вчитель із бажаючих.)

У дві пробірки всипте потроху (аби тільки вкрилось дно) кальцій карбонату і натрій карбонату. В обидві пробірки додайте по 1 мл розбавленої хлоридної кислоти й одразу ж закрийте кожну пробірку пробкою з газовідвідною трубкою, кінець якої опустіть у пробірку з вапняною водою.

Що спостерігається? Напишіть рівняння реакцій в молекулярній, повній та скороченій іонних формах. Зробіть висновок, що є реактивом на карбонат-іони СО₃^-.

СаСО₃ + 2НСl = СаСl₂ + СО₂↑ + Н₂О

Nа₂СО₃ + 2НСl = 2NаСl + СО₂↑ + Н₂О

Са(ОН)₂+ СО₂↑ = СаСО₃↓ + Н₂О

Результати досліду обговорюють і висновок записують у зошити.

Учитель. Отже, якісною реакцією на солі карбонати є їх взаємодія з кислотами.

Для деяких карбонатів широко використовуються тривіальні назви: Nа₂СО₃ – кальцинована сода, Nа₂СО₃∙10Н₂О – каустична сода, NаНСО₃ – питна сода, К₂СО₃ – поташ, СаСО₃ – крейда, мармур, вапняк.

Карбонат натрію Nа₂СО₃ (кальцинована сода) і його кристалогідрат Nа₂СО₃∙10Н₂О (каустична сода) використовуються у виробництві скла, мила, мийних засобів, барвників тощо. У великій кількості їх потребують целюлозно-паперова, текстильна, нафтова та інші галузі промисловості.

Гідрогенкарбонат натрію NаНСО₃ (питна сода) широко використовується під час випікання хліба, у харчовій промисловості, медицині, побуті. Питна сода входить до складу наповнювачів для вогнегасників.

Карбонат калію К₂СО₃ (поташ) застосовують для виготовлення мила, тугоплавкого скла, у фотосправі.

Вапняк СаСО₃ використовують для добування вапна, яке також застосовується у будівництві, а крім того, вноситься у грунт для зниження кислотності і поліпшення його структури. Крейду застосовують для побілки, а також у скляній, гумовій та інших галузях промисловості.

Мармур – це кристалічна гірська порода, яка складається з мінералів кальциту СаСО₃ або доломіту СаMg(СО₃)₂. Забарвлення мармуру залежить від домішок, колір і рисунок проявляється тільки після полірування. Мармур буває білого, сірого, зеленого, червоного та інших кольорів, а частіше строкатим. Його добувають в кар'єрах монолітними блоками, застосовують в архітектурі і будівельній справі, електро- та сантехніці, для виготовлення скульптур. Родовища мармуру відомі в Італії, Греції, Франції, Норвегії, США, Україні, Російській Федерації та в інших країнах.

Доломіт – СаMg(СО₃)₂ має домішки глини, вапняку, буває білого, сірого, іноді жовто-бурого кольору. Має широке практичне застосування як флюс у металургійній промисловості і сировина для виробництва вогнетривких матеріалів, вапна, магнію, магнезіальних цементів, у скляній і керамічній промисловостях, для виготовлення буту, щебеню, облицювального матеріалу.

Учитель. Які ще властивості характерні для солей карбонатів і гідрогенкарбонатів?

Учні на дошці записують рівняння реакцій перетворення карбонатів і гідрогенкарбонатів.

Са(ОН)₂ + СО₂↑ = СаСО₃↓ + Н₂О

СаСО₃↓ + Н₂О + СО₂↑ = Са(НСО₃)₂

Са(НСО₃)₂ = СаСО₃↓ + Н₂О + СО₂↑

Учитель. У природі ґрунтові води разом з вуглекислим газом перетворюють карбонати в гідрогенкарбонати, що і призводить до вимивання покладів карбонатів в окремих місцях. Там і утворюються пустоти. При зміні температури гідрогенкарбонати знову розкладаються на карбонати, вуглекислий газ і воду. Так утворюються карстові печери.

Я хочу запросити вас у маленьку уявну мандрівку в карстові печери Криму, а саме в печеру Еміне Баір Хосар. Проходячи довгими прохолодними коридорами печери Еміне Баір Хосар, ви ніби потрапляєте в підземне казкове царство. Прикрашені кристалами коридори тягнуться на сотні метрів, і в кожному місці вони інші, мають щось своє привабливе і неповторне. При штучному освітленні виблискують голчасті кристали та немов вкриті кришталем стіни. Звідки ж взялося це диво природи? Як утворилися підземні палаци, прикрашені кам'яними квітами? З чого зроблені ці чудеса? Ні, це не кришталеві предмети. Все це створено природою з сполук кальцію, а саме з карбонату та гідрогенкарбонату кальцію. Як утворюються сталактити та сталагміти у печерах?

Учень. Гідрогенкарбонати лужноземельних металів, на відміну від їх карбонатів, добре розчиняються у воді. Розчинністю гідрогенкарбонатів у воді пояснюється постійне пересування карбонатів у природі. Ґрунтові води, що містять СО₂, проходячи крізь ґрунт і особливо крізь шари вапняку, розчиняють карбонат кальцію й виносять його з собою у вигляді гідрогенкарбонату в струмки, річки й моря. Звідти він потрапляє в організм морських тварин і йде на побудову їхніх кістяків або, виділяючи вуглекислий газ, знову перетворюється на карбонат кальцію і відкладається у вигляді вапняку і т.д.

Учитель. Серед карбонатів є і коштовні камені. Які саме?

Учень. Перли.

Учитель. Так це перли. Перли завжди вважалися символом найвищого прояву прекрасного. Що ж таке перли?

Учень. Перли спрадавна були одними з найкоштовніших каменів. Близько двох тисяч років тому на Сході вони служили навіть своєрідною валютою: ними сплачували податки, розраховувалися за товари. Із знаменитими перлами пов'язано багато історій, легенд, мабуть, тому що вони мають короткий вік – живуть не більше 100 – 150 років. Найвідоміша легенда про перли пов'язана з єгипетською царицею Клеопатрою. На бенкеті вона кинула в келех з вином дві безцінні перлини, які розчинилися, і запропонувала тост за Антонія – свого чоловіка. Вона була дуже незадоволена пропажею перлин. Спочатку думала, що їх вкрали раби, які обслуговували бенкет. Але придворний аптекар пояснив їй це явище, виправдавши рабів. З точки зору хімії ця історія цілком правдоподібна. Адже перли складаються з карбонату кальцію – найчастіше у вигляді мінералу арагоніту, іноді кальциту. Його там близько 90 %, все інше – органічна речовина і вода. Кальцій карбонат розчиняється навіть у карбонатній кислоті, утворюючи розчинну у воді сіль – кальцій гідрогенкарбонат. В даному випадку на бенкеті перли розчинилися у винній кислоті, яка є сильнішою за карбонатну кислоту, при цьому утворилася розчинна у воді сіль і виділився вуглекислий газ.

Учитель. А де ж утворюються перли?

Учень. Утворення перлів дуже цікавий процес. Серед різноманітних молюсків, які зустрічаються в морях і прісних водоймах, є такі, що виділяють перламутр. Виділяють його молюски як захист від сторонніх тіл, які потрапляють у мушлі й подразнюють молюска або заважають його життєдіяльності. Це можуть бути піщинки, мікроорганізми, уламки стулок тощо. Молюск обгортає це стороннє тіло перламутром, утворюючи таким чином перлини. Залежно від того, в якому місці знаходиться стороннє тіло, перлини можуть утворюватися найрізноманітнішої форми – від правильної сферичної до пластинчастої. Цінність перлин залежить від райдужної гри, а отже від щільності зовнішніх шарів перлини. Перлини бувають різних кольорів: від найпоширенішого й найціннішого перламутрового до чорного. Зустрічаються також перлини рожеві, сірі, жовті, фіолетові.

Учитель. Перлини завжди були улюбленими прикрасами в багатьох  народів, шанували їх за ніжну красу та оригінальну форму. На Русі, починаючи з найдавніших часів і кінчаючи царюванням Катерини II, жодна з прикрас не обходилася без перлин. На жаль, до нас не дійшла жодна старовинна перлина через їхню недовговічність. Як можна пояснити це явище?

Учень. Короткий вік цих коштовностей пояснюється тим, що з часом органічна речовина, яка знаходиться в них, висихає, розкладається. Перлини захворюють, втрачають блиск, розм'якають і, нарешті, розпадаються. Окрім того, перлини дуже примхливі: вони не зносять тривалого контакту з жирами, кислотами, водою, гарячими предметами. Про це завжди повинні пам'ятати ті, хто має такі прикраси.

Учитель. Отже, перли і мінерали, що утворюють карстові печери мають одну й ту ж саму формулу – СаСО₃.

V. Узагальнення й систематизація знань учнів.

Учитель: На закріплення матеріалу виконаємо вправи:

Завдання 1. Напишіть рівняння реакцій, з допомогою яких можна здійснити перетворення:

Са(ОН)₂ → СаСО₃ → Са(НСО₃)₂ → СаСО₃ → СО₂ → Na₂CО₃

Са(ОН)₂ + СО₂ → СаСО₃ + Н₂О

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О → Са(НСО₃)₂

Са(НСО₃)₂ + Са(ОН)₂ → 2СаСО₃ + 2Н₂О

СаСО₃ → СаО + СО₂

СО₂ + 2NаОН → Nа₂СО₃ + Н₂О

Завдання 2. У процесі нагрівання кальцій карбонату масою 18,4 г утворилося 4,48 л СО₂ (н. у.). Обчисліть масову частку домішок в даному зразку кальцій карбонату.

Розв’язок:

 

 

 

х = 2,48 * 100/22,4 = 11,1 (г)

W(д) = m(д)/m(р-ни+д) * 100%

m(д) = m(р-ни + д) - m(ч. р-ни)

m(д) = 18,4 - 11,1 = 7,3 (г)

W(д) = 7,3/18,4 * 100% = 39,7 (%)

Відповідь: 39,7 (%)

VІ. Підбиття підсумків уроку, повідомлення домашнього завдання.

Опрацювати матеріал теми за §13 підручника Попель П.П.,Крикля Л.С. Хімія 10 клас

Творче завдання: підготувати письмово повідомлення про будівельні матеріали на одну з тем:

1. Виготовлення скла: історія розвитку.
2. Види скла, його застосування.
3. Кераміка, її застосування.
4. Цемент, бетон – фундамент сучасного будівництва.

Література

1. Глінка М.Л. Загальна хімія. – К.: Вища школа, 1976
2. Дудник В.В., Сорока Л.В. Інноваційні технології на уроках хімії. – Тернопіль: Навчальна книга – Богдан, 2008
3. Попель П.П.,Крикля Л.С. Хімія 10 клас. – К.: Академія, 2010
4. Старовойтова І.Ю., Люсай О.В. Усі уроки хімії 10 клас. – Харків: Основа, 2010
5. Ярошенко О.Г. Хімія. Підручник для 10 класу загальноосвітніх навчальних закладів. – К.: Грамота, 2010