Temat: Alkohole – właściwości

Adresat

Uczeń szkoły podstawowej (klasy 7. i 8.)

Podstawa programowa:

Szkoła podstawowa. Chemia.

IX. Pochodne węglowodorów. Uczeń:

2) bada wybrane właściwości fizyczne i chemiczne etanolu; opisuje właściwości i zastosowania metanolu i etanolu; zapisuje równania reakcji spalania metanolu i etanolu; opisuje negatywne skutki działania metanolu i etanolu na organizm ludzki.

Ogólny cel kształcenia

Uczeń bada i opisuje wybrane właściwości fizyczne i chemiczne metanolu i etanolu

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• wymienić i omówić właściwości metanolu i etanolu;

• odróżniać metanol od etanolu na podstawie właściwości fizycznych;

• zapisywać równania reakcji spalania metanolu i etanolu;

• zapisywać i tłumaczyć, na czym polega fermentacja alkoholowa.

Metody/techniki kształcenia

• aktywizujące

  • dyskusja.

• podające

  • pogadanka.

• eksponujące

  • film.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery.

Przebieg lekcji

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozdaje uczniom metodniki lub kartki w trzech kolorach: zielonym, żółtym i czerwonym do zastosowania w pracy techniką świateł drogowych. Przedstawia cele lekcji sformułowane w języku ucznia na prezentacji multimedialnej oraz omawia kryteria sukcesu (może przesłać uczniom cele lekcji i kryteria sukcesu pocztą elektroniczną lub zamieścić je np. na Facebooku, dzięki czemu uczniowie będą mogli prowadzić ich portfolio).

2. Prowadzący wspólnie z uczniami ustala – na podstawie wcześniej zaprezentowanych celów lekcji – co będzie jej tematem, po czym zapisuje go na tablicy interaktywnej/tablicy kredowej. Uczniowie przepisują temat do zeszytu.

3. BHP – przed przystąpieniem do eksperymentów uczniowie zapoznają się z kartami charakterystyk substancji, które będą używane na lekcji. Nauczyciel wskazuje na konieczność zachowania ostrożności w pracy z nimi.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel wprowadza uczniów w zagadnienie właściwości alkoholi – podkreśla, że za pomocą zmysłów wzroku, smaku i węchu, nie można odróżnić metanolu od etanolu. Fakt ten jest – w przypadku spożycia alkoholu – przyczyną ciężkich zatruć, a nawet śmierci. Wyświetla na tablicy multimedialnej równania reakcji fermentacji alkoholowej w zapisie słownym i za pomocą wzorów sumarycznych.

2. Nauczyciel prowadzi pokaz – określanie stanu skupienia, barwy oraz zapachu metanolu i etanolu (chętni uczniowie mogą sprawdzić zapach). Uczniowie określają cechy alkoholi i dyskutują na temat odróżniania metanolu od etanolu po tych właśnie właściwościach.

3. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej film „Mieszanie etanolu z wodą”. Uczniowie formułują pytanie badawcze i hipotezy, zapisują je w formularzu w abstrakcie, a po projekcji notują również obserwacje i wnioski. Prowadzący zajęcia wyjaśnia zjawisko kontrakcji objętościowej..

4. Nauczyciel odwołuje uczniów do tabeli „Właściwości fizyczne metanolu i etanolu” w abstrakcie – mają przeprowadzić jej analizę ze szczególnym uwzględnieniem temperatury wrzenia i gęstości alkoholi.

5. Prowadzący zajęcia wyświetla na tablicy multimedialnej i wraz z uczniami omawia ilustrację z abstraktu „Piktogramy określające rodzaj zagrożenia”.

6. Nauczyciel wyświetla na tablicy multimedialnej film z abstraktu „Badanie odczynu wodnego roztworu alkoholu etylowego”. Uczniowie, jak poprzednio przed projekcją, formułują pytanie badawcze i hipotezy. Nauczyciel prosi uczniów, aby porównując strukturę alkoholi i wodorotlenków, określili, czy różnice w budowie tych substancji mają wpływ na odczyn roztworu. Uczniowie podają odpowiedzi, po czym obserwują zmiany podczas wyświetlanego eksperymentu. Wysnuwają wnioski, zapisują je w abstrakcie.

7. Prowadzący zajęcia prezentuje pokaz „Badanie palności etanolu” – uczniowie określają kolor płomienia.

8. Nauczyciel zapisuje i omawia równania niecałkowitego spalania metanolu, zwracając uwagę na produkty reakcji. Następnie prosi chętnych do tablicy, by zapisywali równania reakcji spalania całkowitego i niecałkowitego wskazanych alkoholi.

9. Nauczyciel prosi uczniów o wykonanie ćwiczeń interaktywnych w abstrakcie.

Faza podsumowująca

1. Wskazany przez nauczyciela uczeń podsumowuje lekcję, opowiadając, czego się nauczył i jakie umiejętności ćwiczył.

Praca domowa

1. Odsłuchaj w domu nagrania abstraktu. Zwróć uwagę na wymowę, akcent i intonację. Naucz się prawidłowo wymawiać poznane na lekcji słówka.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Alcohols - properties

Methanol and ethanol are colourless liquids that dissolve well in water. Therefore, these cannot be distinguished without laboratory tests, e.g. determination of boiling point or density. In trade, concentrated ethyl alcohol is called grain alcohol.

As we know, the process of alcohol fermentation occurs under the influence of a special species of yeast found in the peels of ripe grapes (or other fruits). Glucose – sugar contained in fruit juice – under favourable conditions, undergoes a chemical reaction where product is ethyl alcohol.

Reaction equation – in words:

$\text{glucose}\stackrel{\text{yeasts}}{\to }\text{ethyl alcohol + carbon dioxide}$

Reaction equation – molecular form:

${\text{C}}_{\text{6}}{\text{H}}_{\text{12}}{\text{O}}_{\text{6}}\stackrel{\text{yeasts}}{\to }{\text{2CH}}_{\text{3}}{\text{CH}}_{\text{2}}\text{OH +}{\text{2CO}}_{\text{2}}$

The reaction equation shows that alcohol fermentation is a process that takes place under the influence of yeast. Its products are ethyl alcohol and carbon dioxide.

The contraction phenomenon is taken into account in the spirits industry in the technological processes and in the calculation of production efficiency. When adding 50 litres of water to 50 litres of ethyl alcohol (grain alcohol), not 100 but 96.3 litres of solution are produced.

A mixture of ethanol and water with a 95.6% ethanol content is called grain alcohol.

By examining methanol and ethanol, we will answer the following questions:

• What are chemical properties of alcohols?

• Is there any similarity in their behaviour during chemical reactions?

• Does the presence of the $\text{–OH}$ functional group in alcohol molecules affect the pH of their aqueous solutions?

Both methanol and ethanol are characterized by a sharp, irritating odour. Testing these alcohols only with smell can lead to confusion.

Do aqueous solutions of alcohols undergo electrolytic dissociation? Is the pH of aqueous solutions of alcohols the same as the pH of bases, since they have a hydroxyl group similar to hydroxides? For testing the pH of aqueous solutions of alcohols, known indicators can be used: red cabbage brew, phenolphthalein solution, universal indication strip

Ethanol is a flammable substance. With unrestricted oxygen access, a complete ethanol combustion occurs.

When the fire torch is moved closer, the alcohol vapour ignites. The alcohol burns with a bluish flame. The products of the total combustion of ethanol are carbon dioxide and water: ${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{5}}\text{OH + 3}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ 2C}{\text{O}}_{\text{2}}\text{+ 3}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

The products of the total combustion of methanol are carbon dioxide and water:

$\text{2C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{OH + 3}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ 2C}{\text{O}}_{\text{2}}\text{+}\text{4}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

Incomplete combustion takes place under conditions of limited oxygen supply.

${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{5}}\text{OH}\text{+}\text{2}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→}\text{2CO}\text{+}\text{3}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

$\text{C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{OH +}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ CO + 2}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

${\text{C}}_{\text{2}}{\text{H}}_{\text{5}}\text{OH +}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ 2C + 3}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

$\text{2C}{\text{H}}_{\text{3}}\text{OH +}{\text{O}}_{\text{2}}\text{→ 2C + 4}{\text{H}}_{\text{2}}\text{O}$

• Methanol and ethanol have many common physical properties and are therefore difficult to distinguish.

• Methanol is a poison.

• Only methanol, ethanol and propanol are well soluble in water, each subsequent alcohol in the homologous series already less.

• The pH of aqueous solutions of alcohols is neutral.

• Methanol and ethanol are flammable substances. These are subject to complete and incomplete combustion reactions.

alcohol, hydrocarbons, monohydric alcohols, methanol, ethanol, methyl alcohol, ethyl alcohol, volume contraction