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."
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 2012План-конспект уроку
Тема: Карбонатна кислота. Cолі карбонатної кислоти
Мета:
Навчальна:
Виховна:
Розвивальна:
Практична:
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+ + СО32-
Сумарне рівняння: Н2СО3 ↔ 2Н+ + СО32-
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:
Література
-1-