1
Интернет-урок с использованием подготовленных веб-страниц
2 Урок с использованием интернет-ресурсов по теме: "Анилин" для учащихся 10–11-х классов Демидова Ольга Эдуардовна, учитель химии Цели: Образовательные: − продолжить формирование знаний о классах органических соединений; − ознакомить с ароматическими аминами на примере анилина: химическим строением, свойствами, применением, получением; Воспитательные: − научить участвовать в общем диалоге, работать в группе; Развивающие: − формировать основные учебные компетенции: учебную, коммуникативную, личностную. Оборудование: − набор шаростержневых моделей (6 атомов углерода, 7 атомов водорода и 1 атом азота); − CD “1С: Репетитор. Химия”; − шаблоны для ответов (по количеству учащихся). Стандартный размер шаблона – половина тетрадного листа, другие форматы указаны в тексте; − необходимое компьютерное обеспечение (компьютеры с выходом в Интернет или интернет-странички, сохраненные в памяти компьютера, индивидуальные задания). Подготовка к уроку: Класс разбивается на группы (по количеству компьютеров); каждой группе раздаются шаблоны для ответов (для экономии времени, затрачиваемого на ответ). Если нет возможности пользоваться Интернетом на уроке в режиме “реального времени”, то учитель предварительно копирует следующие интернет-странички: 1. http://www.zos-v.ru/production/ 2. http://www.alhimik.ru/read/grosse14.html 3. http://www.dopomoha.kiev.ua/tersprav/doc5/g16_5.htm 4. http://beshectba.h1.ru/index.php?tem=orgn&stt=anilin 5. http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem5/n25.htm 6. http://lbno.h1.ru/d_ch_zinin.htm 7. http://hronos.km.ru/proekty/nauka/koshic.html 8. http://infolio.asf.ru/Sprav/Brokgaus/0/243.htm 9. http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/Rus/Data/Text/Ch3_5.html 10. http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem5/n232.htm В памяти компьютера также находятся индивидуальные задания с необходимыми ссылками или по усмотрению учителя они выдаются в печатном виде. План урока: I. Актуализация – 4 мин. II. Слово учителя – 2 мин. III. Работа в группах – 10 мин. IV. Презентации (выступления учащихся) – 18 мин. V. Обобщение материала – 5 мин. VI. Домашнее задание – 1 мин. I. Актуализация (3, 5, 6 вопросы у доски – 3 человека, 1, 2, 4 вопросы – фронтально) 1. Какие вещества называют аминами? 2. Чем обусловлена основность аминов? (Основность аминов обусловлена способностью атома азота присоединять протон к неподеленной паре электронов с образованием катиона аммониевого типа.) 3. Составьте уравнение реакции, подтверждающее основной характер аминов (на примере первичных аминов) ...
3 +
–
( NH2 + HCl ––> [RNH3] Cl ) 4. Как изменяется основность аминов с увеличением электронной плотности на атоме азота? (Основность амина тем выше, чем больше электронная плотность на атоме азота.) 5. (Для профильных классов): Расположите в порядке возрастания основности следующие вещества: диметиламин, аммиак, метиламин (аммиак < метиламин < диметиламин). 6. Цепочка превращений: C6H6 + Br2 ––> X ––> C6H5OH (+ Br2) ––> Y; Назвать вещества X и Y, определить типы химических реакций. (X = C6H5 Br – бромбензол; Y = C6H2OHBr3 – 2, 4, 6 – трибромфенол) Для классов базового уровня – закончить уравнения реакций. II. Слово учителя (мотивация) В начале XIX века, во время войны Франция находилась в блокаде и была лишена необходимых товаров, поступавших из-за границы. Не ввозилась больше в страну и синяя краска индиго, необходимая для окраски солдатских мундиров. Наполеон пообещал миллион франков тому, кто откроет способ получения этого красителя из отечественного сырья. Но получить премию так никому и не удалось. Лишь спустя сорок лет, в 1842 г., профессор Казанского университета Н.Н. Зинин сделал открытие, благодаря которому химики смогли найти промышленный способ получения не только индиго, но и многих других красителей. И уже в 1862 г. на международной выставке, проходившей в Лондоне, появились первые образцы синтетических красителей и окрашенные ими ткани, перья и меха. Посетители поражались многообразию красок, их яркостью, глубиной и блеском, невиданным до той поры. Но самое удивительное, что все эти красители были сделаны из одного вещества – анилина, получаемого из каменноугольной смолы. Таким образом, создание анилинокрасочной промышленности стало возможным лишь после открытия, сделанного русским ученым Н.Н. Зининым. Но несмотря на это в Россию краски еще долгое время завозились из-за границы. А тонны каменноугольной смолы – сырья для получения анилина, использовались по-старинке – для пропитки шпал и смазывания деревянных мостовых. А какое именно открытие сделал Н.Н. Зинин и чем еще интересен анилин, вы узнаете сегодня, воспользовавшись Всемирной информационной сетью Интернет. Далее учащиеся записывают тему урока, и учитель знакомит их с планом изучения материала (записан на доске): План изучения материала 1. Строение молекулы. Номенклатура. 2. Физические свойства. Меры предосторожности при работе с анилином. Симптомы отравления. Первая помощь при отравлении. 3. Открытие анилина. Способ получения. 4. Химические свойства. Влияние аминогруппы на бензольное кольцо. 5. Химические свойства. Влияние бензольного кольца на аминогруппу. 6. Применение анилина. III. Работа в группах Учитель дает указания по работе в группах (выполнение индивидуальных заданий, заполнение ответов-шаблонов и пр.), регламентирует время и сообщает, что по истечении указанного срока каждая группа должна будет устроить презентацию (выступление по своей теме), воспользовавшись для ответа заполненными шаблонами. − Задания и шаблоны ответов для 1-й группы – Приложение 1 − Задания и шаблоны ответов для 2-й группы – Приложение 2 − Задания и шаблоны ответов для 3-й группы – Приложение 3 − Задания и шаблоны ответов для 4-й группы – Приложение 4 − Задания и шаблоны ответов для 5-й группы – Приложение 5 − Задания и шаблоны ответов для 6-й группы – Приложение 6 IV. Презентации (выступления учащихся) Учитель регламентирует время. План выступлений групп совпадает с планом изучения материала. Во время ответов можно пользоваться шаблонами, шаблоны формата А3 и А4, как
4 демонстрационный материал используются шаростержневая модель и CD “1С: Репетитор. Химия” (опыт: бромирование анилина). V. Обобщение В процессе обобщения составляем сводную таблицу: – C6H5
<––
взаимно влияют
результат? уменьшается способность протоны (Н+) от кислот
––> Строение молекулы
отщеплять
результат? облегчает замещение и направляет в 2, 4, 6-положения
следствие? ослабляются основные свойства
– NH2
следствие? Анилин, аминобензол, фениламин
H замещается в положениях 2, 4, 6
VI. Домашнее задание: § 40 (со стр.190) учебника “Органическая химия 10-11” Л.А. Цветкова. Цепочка превращений: метан ––> ацетилен ––> бензол ––> нитробензол ––> анилин Задача: Известный краситель индиго, по данным анализа, содержит, в %: C – 73,3; H – 3,8; N – 10,7; О – 12,2. Какая молекулярная формула индиго, если его относительная молекулярная масса 262? (Ответ: С16Н10N2O2)
5 Приложение 1
Индивидуальные задания 1 группа 1. Воспользовавшись материалом сайта [1] «ОАО Волжский Оргсинтез - Продукция – Анилин»/, укажите техническое, химическое, торговое наименование анилина; названия – синонимы. Нажмите на кнопку «Показать формулу» и зарисуйте структурную формулу анилина. 2. Откройте страницу [2] «2_4_ Анилин», прочитайте первый абзац и выпишите молекулярную формулу анилина, укажите, производным каких веществ он является, ответ поясните. Пользуясь рисунками, составьте шаростержневую модель молекулы анилина. Ответ постройте по плану: − Молекулярная и структурная формулы анилина − Наименования анилина: техническое, химическое, торговое; названия – синонимы − Принадлежность к классу соединений с пояснениями + демонстрация шаростержневой модели молекулы анилина Шаблоны ответов: − (формат А4) Молекулярная формула анилина: __________________ − Структурная формула анилина: ___________________ − (формат А4) Наименование: техническое (по НД): ________________ − химическое (по IUPAC): _____________ торговое: _____________________ синонимы: ____________________ − В молекуле анилина две составные части – _________________________ и ________ _________________. Это дает им возможность считать анилин производным _______ __________ и __________________ и установить, что он представитель нового класса соединений – ____________________________________.
Ответы: − Молекулярная формула анилина: С6H5NH2 − Структурная формула анилина: − Наименование: техническое (по НД): анилин технический − химическое (по IUPAC): анилин торговое: анилин технический синонимы: фениламин, бензоламин, аминобензол. − В молекуле анилина две составные части – бензольное кольцо и аминогруппу. Это дает им возможность считать анилин производным бензола и аммиака и установить, что он представитель нового класса соединений – ароматических аминов. Модели молекулы анилина:
6 Приложение 2
2 группа 1. По материалу сайта [5] http://beshectba.h1.ru/index.php?tem=orgn&stt=anilin заполните таблицу «Физические свойства анилина». 2. Откройте страницу [4] http://www.dopomoha.kiev.ua/tersprav/doc5/g16_5.htm и выпишите симптомы отравления, первую помощь при отравлении анилином, лечение при попадании на кожу, противопоказания. Прочитав первый абзац, укажите способы попадания анилина в организм человека. 3. Откройте страницу [3] http://www.alhimik.ru/read/grosse14.html, найдите в тексте подзаголовок «Анилин - родоначальник красителей» и прочитайте абзац выделенный красным шрифтом. Составьте инструкцию по хранению и работе с анилином. Ответ постройте по плану: − Физические свойства анилина (заполните аналогичную таблицу на доске) − Симптомы отравления. Первая помощь при отравлении − Меры предосторожности при работе с анилином (инструкция) Шаблоны ответов: − (дубликат шаблона на доске)
Физические свойства Агрегатное состояние Цвет, запах Температура кипения Растворимость в воде Растворимость в органических растворителях − − В организм человека анилин может попасть через ______________________________ _________________________________________________________________________ − Симптомы отравления: ______________________________________________________ __________________________________________ (симптомы тяжелого отравления можно не указывать); − Первая помощь при отравлении анилином: _____________________________________ __________________________________________________________________________Лече ние. При попадании на кожу _____________________________________________ Противопоказаны: __________________________________________________________ − Анилин - очень сильный _______, который положено хранить ____________________ _______________________________. При работе с анилином нужно остерегаться ____ ___________________________________. Лучше всего хранить анилин только в виде _____________________________________.
7
Ответы: −
Физические свойства Агрегатное состояние Цвет, запах Температура кипения Растворимость в воде Растворимость в органических растворителях
Жидкость Бесцветная, при хранении окрашивается в красноватобурый цвет, со своеобразным запахом Кипит при 184 Сo В воде не растворим. Растворим в спирте и эфире
− В организм человека анилин может попасть через дыхательные пути, пищеварительный тракт, кожные покровы. − Симптомы отравления: Синюшная окраска слизистых оболочек губ, ушей, ногтей. Резкая слабость, головокружение, шум в ушах, головная боль, эйфория с двигательным возбуждением, рвота, одышка. − Первая помощь при отравлении анилином: промывание желудка с активированным углем, вазелиновым маслом, солевые слабительные, яичные белки, горячее питье. Согревание тела. Лечение. При попадании на кожу - обмывание пораженных мест раствором перманганата калия, водой и мылом. Противопоказаны алкоголь и другие спирты, горячий душ и ванна. − Анилин - очень сильный яд, который положено хранить только закрытым и с надписью «яд». При работе с анилином нужно остерегаться вдыхания его паров. Лучше всего хранить анилин только в виде разбавленного спиртового раствора.
8 Приложение 3
3 группа 1. На странице [6] http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem5/n25.htm прочитайте текст под пунктом 2. Какая реакция носит имя русского химика Н.Н. Зинина? Запишите уравнение получения анилина. 2. На странице [7] http://lbno.h1.ru/d_ch_zinin.htm прочитайте текст под заголовком «Синтез анилина». Какое открытие сделал Н. Н. Зинин? Какие промышленные перспективы появились после открытия? 3. Воспользуйтесь материалом сайта [9] http://infolio.asf.ru/Sprav/Brokgaus/0/243.htm и составьте краткую историю открытия анилина. Ответ постройте по плану: − Открытие анилина − Реакция Зинина (определение, уравнение) − Открытие Зинина Шаблоны ответов: − Саксонский химик ____________, нашел в ______ г. между продуктами сухой перегонки индиго маслянистое вещество, названное им _______________. Несколько лет спустя _____________ в Берлине открыл в каменноугольной смоле соединение, дающее с хлорной известью фиолетовое окрашивание. Основываясь на этом свойстве, он дал ему название ______________. Поздние академик ____________ в Петербурге изучал продукты, получающиеся при действии едкого калия на индиго, и нашел при этом маслянистое е вещество с основными свойствами которое назвал ____________, от португальского названия __________-"Anil". Наконец, в _______ г., знаменитому русскому химику _______________ удалось из бензола, заключающегося в каменноугольной смоле, получить вещество, названное им _____________. В _________ г. ____________ доказал, что четыре вещества: ________________________ ______________________ тождественны между собою, но право гражданства утвердилось только за названием "____________". − Анилин образуется при ______________________________________ (формат А4) Уравнение реакции получения анилина: ____________________________________________________________ Эта реакция носит имя русского химика _________________ . − Николай Николаевич Зинин в 1842 г _____________________________________. Таким образом, был открыт общий метод ______________________________________ из органических ___________________________. После открытия Зинина стало возможным получать ______________________в промышленном масштабе. Эти работы заложили научную основу для развития _____________________ промышленности.
Ответы: −
−
−
Саксонский химик Унфердорбен, нашел в 1826 г. между продуктами сухой перегонки индиго маслянистое вещество, названное им кристалином. Несколько лет спустя Рунге в Берлине открыл в каменноугольной смоле соединение, дающее с хлорной известью фиолетовое окрашивание. Основываясь на этом свойстве, он дал ему название цианода (голубого масла). Поздние академик Фрицше в Петербурге изучал продукты, получающиеся при действии едкого калия на индиго, и нашел при этом маслянистое е вещество с основными свойствами которое назвал анилином, от португальского названия индиго -"Anil". Наконец, в 1842 г., знаменитому русскому химику Н. Н. Зинину удалось из бензола, заключающегося в каменноугольной смоле, получить вещество, названное им бензидамом. В следующем году Гофман доказал, что четыре вещества: кристаллин, цианол, анилин и бензидам тождественны между собою, но право гражданства утвердилось только за названием " анилин". Николай Николаевич Зинин в 1842 г синтезировал анилин. Таким образом, был открыт общий метод получения аминопроизводных из органических нитросоединений. После открытия Зинина стало возможным получать анилин в промышленном масштабе. Эти работы заложили научную основу для развития анилинокрасочной промышленности. Анилин образуется при восстановлении нитробензола С6Н5NO2 + 6[H] → C6H5NH2 + 2H2O Эта реакция носит имя русского химика Н.Н. Зинина
(Комментарии учителя): Атомарный водород образуется в момент выделения в результате реакции цинка (или алюминия) с кислотой или щелочью.
9 Приложение 4
4 группа 1. Откройте страницу [2] http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem5/n24.htm и прочитайте текст начиная с 4 абзаца до слов «практическое значение имеет реакция…». Каким образом аминогруппа влияет на бензольное кольцо в молекуле анилина? риведите в качестве примера уравнение реакции бромирования анилина. 2. На странице [10] http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/Rus/Data/Text/Ch3_5.html найдите заголовок «Химические свойства» и из первого пункта зарисуйте схему распределения электронной плотности в молекуле анилина. Далее прочитайте первый абзац пункта 5 и дайте объяснение, почему бромирование анилина происходит в орто- и пара– положения? Ответ постройте по плану: − Влияние аминогруппы на бензольное кольцо в молекуле анилина − Уравнение бромирования анилина − Схема распределения электронной плотности в молекуле. Шаблоны ответов: − Бензольное кольцо под влиянием аминогруппы становится _______________активным в реакциях _____________________, чем бензол. − (формат А4)Уравнение бромирования анилина: ____________________________________________ − (формат А4)Схема распределения электронной плотности в молекуле: ________________________ − Вследствие сопряжения ______________________________________________ атома азота с ___________________________________________, увеличивается электронная плотность в ________________ положениях, поэтому водородные атомы становятся __________________ подвижными по сравнению с _________________.
Ответы: Аминогруппа оказывает существенное влияние на бензольное кольцо, вызывая увеличение подвижности водородных атомов по сравнению с бензолом, причем, вследствие сопряжения неподеленной электронной пары с π- электронной ароматической системой, увеличивается электронная плотность в орто- и пара- положениях.
(Комментарии учителя): Опыт предлагается посмотреть учащимся на CD «1С: Репетитор. Химия»!
10 Приложение 5
5 группа 1. Прочитайте на странице [2] http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem5/n24.htm текст начиная с 4 абзаца и заканчивая словами «Практическое значение имеет реакция…». Каким образом бензольное кольцо влияет на аминогруппу в молекуле анилина? Чем это можно объяснить? 2. На странице [11] http://www.chemistry.ssu.samara.ru/chem5/n232.htm под заголовком «Свойства аминов как оснований» и прочитайте материал под пунктом 2. Зарисуйте схему смещения электронной плотности с атома азота. К чему приводит уменьшение электронной плотности на атоме азота? Как будут изменяться основные свойства в ряду: C6H5NH2 ; NH3 ; RNH2 ; R2NH ; R3N ? (для профильных классов). Ответ поясните. Составьте уравнение реакции между анилином и соляной кислотой по схеме взаимодействия первичного амина (в случае анилина R = -С6Н5). Ответ постройте по плану: − Влияние бензольного кольца на аминогруппу − Уравнение реакции взаимодействия анилина с соляной кислотой − Схема смещения электронной плотности с атома азота с пояснениями − (для профильных классов) Изменение основных свойств в ряду C6H5NH2 ; NH3 ; RNH2 ; R2NH ; R3N Шаблоны ответов: − Бензольное кольцо _______________основные свойства ______________________ по сравнению с ___________________________________________________________ . Это объясняется _________________________ бензольного кольца с ____________ ________________________________ атома ___________. − (формат А4) Схема смещения электронной плотности с атома азота: ____________ ________ Уменьшение электронной плотности на атоме азота приводит к ___________________ способности ____________________ протоны от кислот. − (формат А4) Уравнение реакции взаимодействия анилина с соляной кислотой: __________________ ____________________________________________. − Основные свойства в ряду C6H5NH2 ; NH3 ; RNH2 ; R2NH ; R3N будут ______________, т.к. от C6H5NH2 к R3N ___________________ электронная плотность на атоме азота, а чем она ______________, тем ________________способность отщеплять протоны от кислот.
Ответы: − Бензольное кольцо ослабляет основные свойства аминогруппы по сравнению с алифатическими аминами и даже с аммиаком. Это объясняется сопряжением pэлектронов бензольного кольца с неподеленной электронной парой атома азота. − Уравнение реакции взаимодействия анилина с соляной кислотой: .. С6H5NH2 + HCl [С6H5NH3]+Cl− Схема смещения электронной плотности с атома азота: Рисунок 6 − Уменьшение электронной плотности на атоме азота приводит к снижению способности отщеплять протоны от кислот. − Основные свойства в ряду C6H5NH2 ; NH3 ; RNH2 ; R2NH ; R3N будут возрастать, т.к. от C6H5NH2 к R3N увеличивается электронная плотность на атоме азота, а чем она больше, тем выше способность отщеплять протоны от кислот.
11 Приложение 6
6 группа 1. Откройте страницу [8] http://hronos.km.ru/proekty/nauka/koshic.html и прочитайте текст с 21 по 25 абзац включительно. Составьте схему применения анилина – «Родословное дерево», приведите в пример по одному веществу. Шаблон ответа: (формат А3)
АНИЛИН
Ответы: Проявитель в фотографии (гидрохинон)
Лекарственные соединения (стрептоцид)
Индикаторы (метиловый оранжевый)
АНИЛИН
Красители (родамин)
Взрывчатые вещества (тетрил)