Занятие по теме: «Окисление алкенов и алкинов различными

ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА ПРИ
ОБУЧЕНИИ ХИМИИ
Прокофьева Татьяна Валентиновна ([email protected]), учитель химии
высшей квалификационной категории, МОУ «Гимназия №3», г.
Зеленодольск, Республика Татарстан
Тенденции развития современного общества предъявляют новые
требования к учебному процессу, в т. ч. и к предметам естественного цикла.
С одной стороны, изменяется содержание образования - увеличиваются
нагрузки на ученика, а с другой - возникает необходимость качественно
новых методик преподавания, которые позволили бы не только увязать
разнообразные знания в единую систему, но и сформировать у детей
компетенции, необходимые для жизни в современном мире.
Компетентностный подход - это попытка привести в соответствие
систему образования и потребностей современного общества. Данный
подход обеспечивается за счет деятельностного характера познания,
активных форм обучения, организации учебного процесса через систему
учебных задач, реализацию принципов развивающего обучения. С позиций
компетентностного подхода основным непосредственным результатом
образовательной деятельности становится формирование ключевых
компетенций: предметных, информационных, коммуникативных и др.
Хочу предложить занятие элективного курса «ОВР в органической
химии» для учащихся 10 класса естественно-математического профиля ( 2
часа в неделю по программе И. И. Новошинского и Н. С. Новошинской ) по
теме «Окисление углеводородов с получением уксусной кислоты
в
определенных условиях».
Здесь компетентностный подход реализуется через формирование
обобщенных умений предметного характера, через стремление научить
учиться, т. е. научить решать проблемы в сфере учебной деятельности, в том
числе: определять цели познавательной деятельности, выбирать
необходимые источники информации, находить оптимальные способы
добиться поставленной цели, оценивать полученные результаты,
организовывать свою деятельность, сотрудничать с другими учениками,
отстаивать свою точку зрения или соглашаться с другой, чувствовать себя
комфортно в паре, группе и не создавать дискомфорта для окружающих.
Занятие по теме: «Окисление углеводородов с получением уксусной
кислоты в определенных условиях».
Цель:
1) Обеспечить формирование знаний учащихся о процессах окисления
непредельных углеводородов в различных условиях, а также
практических умений и навыков в составлении ОВР;
2) Создать условия для развития познавательной активности и творческих
способностей учащихся;
3) Способствовать формированию коммуникативных навыков поведения,
критического отношения к информации.
Ход занятия (основные его этапы):
1. Отслеживание изменения степеней окисления атомов углерода в
органических веществах.
ОВР с участием органических веществ широко используют в
промышленной и лабораторной практике с целью получения различных
кислородсодержащих продуктов. Последовательное окисление органических
реагентов упрощенно можно представить так:
углеводород
[О]
спирт
[О]
альдегид
(кетон)
[О]
карбоновая
кислота
[О]
СО2+Н2О
Все это согласуется с изменениями степени окисления атомов углерода,
что можно проследить на числовой прямой.
-3
-2
-1
0
+1
+2
+3
+4
----*--------------*---------------*--------------*--------------*--------------*-------------*-------------*--формальдегид
СО2
алкан
алкены
Н3- Н3
Н2= Н2
СН3- -СН3
алкены
Н- =О
СН3- Н= Н-СН3
альдегиды
СН3- =О
Н
кетоны
Н
СН= Н2
||
карбоновые
|
О
кислоты
СН3
СН3- =О
алкины
|
Н≡С-СН3
ОН
спирты
СН3- Н2-ОН
вторичные спирты
СН3- Н-СН3
|
ОН
Учащиеся самостоятельно находят примеры веществ с различными
значениями степеней окисления и составляют данную таблицу на доске и в
тетрадях под руководством учителя.
Вывод: осуществляется постепенное увеличение степени окисления атомов
углерода.
2. Окисление алкенов и алкинов различными окислителями в разных
условиях.
Можно ли изменить степень окисления сразу на несколько величин?
Например: от -2 до +3 или от -1 до +4 и т.д. В ходе обсуждения приходим к
выводу, что можно это сделать, подбирая различные окислители и условия.
Напоминаю учащимся, что для алкенов характерно мягкое окисление.
-1
-1
0
0
-2
-2
-1
-1
R-CH=CH-R → R-CH-CH-R
CH2=CH2 → CH2-CH2
| |
|
|
HO OH
HO OH
Возможно и так называемое жесткое окисление, которое часто
сопровождается разрывом углеродной цепи и образованием нескольких
органических продуктов одновременно. Неразветвленные насыщенные
углеводороды – наиболее трудно окисляемые органические соединения, на
них не действуют обычные окислители. Окисление протекает в очень
жестких условиях, например, при действии горячей хромовой смеси (K2Cr2O7
+ H2SO4) и приводит к образованию карбоновых кислот.
При изучении темы «Непредельные углеводороды» мы говорили о том,
как происходит окисление в зависимости от рН среды, от температурных
условий, активности окислителя и т.д.
3. Проектирование получения уксусной кислоты различными
способами.
Итак, ОВР в органической химии имеют важное значение, поэтому я
хочу вам предложить заняться проектированием некоторых способов
получения уксусной кислоты.
Ученики выдвигают различные гипотезы и в зависимости от
поступающих предложений участники делятся на две группы:
 получение уксусной кислоты из алкенов,
 получение уксусной кислоты из алкинов.
Внутри каждой группы появляются микрогруппы, которые рассматривают
действие разных окислителей на различные алкены или алкины.
Например, группа I может разделиться на следующие микрогруппы:
1) действие KMnO4 в кислой среде на неразветвленные алкены (с πсвязью по краю и в середине);
2) действие K2Cr2O7 в кислой среде на неразветвленные алкены (с πсвязью по краю и в середине);
3) действие KMnO4 в кислой среде на разветвленные алкены;
4) действие других окислителей (например, кислород воздуха, пероксид
водорода, оксид хрома(VI) и т.д.).
Действия ребят в микрогруппах подчинены поиску ответов на вопросы
из чего получить, каким окислителем действовать, в каких условиях, а, самое
главное, составить уравнения реакций, расставить коэффициенты методом
электронного баланса или методом полуреакций, постараться понять
ннить, где можно использовать этот процесс: в лабораторных условиях
или в промышленности и почему.
Учитель помогает определиться с заданиями, сформировать
микрогруппы, отладить их деятельность.
4. обсуждение проектов, проверка уравнений реакций.
Вот некоторые примеры:
5 CH3-CH=CH-CH3 + 8 KMnO4 + 12 H2SO4 → 10 CH3-C=O + 4 K2SO4 + 8
MnSO4 + 12 H2O
|
C2H5
OH
|
t
5 CH3-CH2-C=CH-CH3 + 6 KMnO4 + 9 H2SO4 →
→ 5 CH3-C=O + 5 C2H5-C-C2H5 + 6 MnSO4 + 3 K2SO4 + 9 H2O
|
||
OH
O
3 CH3-CH=CH2 + 5 K2Cr2O7 + 20 H2SO4 →
→ 3 CO2 + 3 CH3-C=O + 5 Cr2(SO4)3 + 5 K2SO4 + 23 H2O
|
OH
КАТ.
2C4H10 + 5 O2 → 4CH3-C=O + 2 H2O и т.д.
|
ОН
В основном эти реакции годны для лабораторных условий и имеют одно
важное значение – помогают по продуктам реакций определить положение
π-связи.
5. рефлексия, подведение итогов.
Какой алкен подвергли окислению горячим кислым раствором
перманганата калия, если были идентифицированы следующие продукты (в
каждом случае указаны все продукты окисления):
а) ацетон,
б) уксусная кислота и метилэтилкетон,
в) этанкарбоновая кислота,
г) диизопропилкетон и оксид углерода (IV),
д) 2-метилпропановая кислота и углекислый газ.
В ходе проведения таких занятий деятельность учащихся не
оценивается, но они работают с огромным интересом, получая удовольствие
от процесса обучения, от общения с одноклассниками, имея возможность
поспорить (часто и с учителем), убедить, отстоять свое мнение, а также
оттого, что освоена еще одна ступенька в трудном познании химии.