Jak zmieniają się właściwości fizyczne alkinów?, Schematy z Chemia

Pobierz Jak zmieniają się właściwości fizyczne alkinów? i więcej Schematy w PDF z Chemia tylko na Docsity! Jak zmieniają się właściwości fizyczne alkinów? Wprowadzenie Przeczytaj Film samouczek Sprawdź się Dla nauczyciela Czy wiesz, że alkiny, tak jak pozostałe węglowodory, występują w trzech stanach skupienia? Stan skupienia danego związku zależy od liczby atomów węgla budujących łańcuch węglowodorowy. Wiele pozostałych właściwości alkinów wynika również z ich budowy strukturalnej. Jak więc zmieniają się właściwości fizyczne alkinów i od czego zależą? Twoje cele Przewidzisz niektóre właściwości fizyczne alkinów na podstawie budowy strukturalnej. Wymienisz właściwości fizyczne charakteryzujące alkiny. Wyjaśnisz, jak zmieniają się właściwości fizyczne alkinów wraz ze wzrostem długości ich łańcucha węglowodorowego. Alkiny są związkami praktycznie nierozpuszczalnymi w wodzie. Źródło: qimono, dostępny w internecie: www.pixabay.com, domena publiczna. Jak zmieniają się właściwości fizyczne alkinów? Schemat przedstawiający zmianę temperatury topnienia alkinów wraz z wzrastającą liczbą atomów węgla w cząsteczce Źródło: GroMar sp.z.o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego na ogół zwiększa się również gęstość alkinów, jednak pozostaje mniejsza od gęstości wody wynoszącej . Gęstość zależy od masy substancji. Zatem im więcej atomów węgla w cząsteczce, tym większa gęstość. Schemat przedstawiający zmianę gęstości alkinów wraz z wzrastającą liczbą atomów węgla w cząsteczce Źródło: GroMar sp.z.o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego zmniejsza się lotność alkinów. Jednym z czynników jest wzrastająca masa cząsteczkowa. Coraz większe cząsteczki tworzą coraz więcej oddziaływań międzycząsteczkowych, co utrudnia przechodzenie substancji w stan gazowy. Schemat przedstawiający zmianę lotności alkinów wraz z wzrastającą liczbą atomów węgla w cząsteczce Źródło: GroMar sp.z.o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Wszystkie alkiny są bezbarwne i bezwonne (właściwość fizyczna), z wyjątkiem acetylenu o lekko specyficznym zapachu. Alkiny są rozpuszczalne w większości rozpuszczalników organicznych, takich jak np.: benzen, aceton, chloroform. Potrójne wiązanie o charakterze kowalencyjnym niespolaryzowanym przyczynia się do niepolarnej siły tych wiązań. Alkiny są więc związkami niepolarnymi, które zgodnie z zasadą „podobne rozpuszcza się w podobnym” lepiej rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych. 1  g cm 3 Wielkości fizyczne wybranych alkinów Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne, temperatury topnienia i wrzenia, a także gęstości w warunkach standardowych wybranych alkinów. Tabela Wybrane właściwości fizyczne niektórych alkinów. Nazwa Wzór półstrukturalny Temperatura wrzenia Temperatura topnienia Gęstość Etyn Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY- SA 3.0. Propyn Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY- SA 3.0. But‐ ‐yn Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY- SA 3.0. Heks‐ ‐yn Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY- SA 3.0. Dec‐ ‐yn Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY- SA 3.0. But‐ ‐yn Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY- SA 3.0. Pent‐ ‐yn Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY- SA 3.0. 1. [°C] [°C] g cm 3 −75 −82 0,011 −23 −101,5 0,530 1 8 −126 0,678 1 72 −124 0,719 1 181 −32 0,770 2 27 −24 0,694 2 55 −101 0,714 Nazwa Wzór półstrukturalny Temperatura wrzenia Temperatura topnienia Gęstość , ‐dimetylobut‐ ‐yn Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY- SA 3.0. Słownik właściwości fizyczne substancji charakterystyczne cechy danej substancji, takie jak: stan skupienia, barwa, rozpuszczalność (rozpuszczanie to zjawisko fizyczne), przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo cieplne, temperatury wrzenia i topnienia, twardość, kruchość, kowalność, połysk, gęstość, właściwości magnetyczne temperatura wrzenia temperatura, w której substancja zmienia stan skupienia z ciekłego na gazowy (wrze); im niższe jest ciśnienie atmosferyczne, tym niższa jest temperatura wrzenia cieczy temperatura topnienia temperatura, w której substancja zmienia stan skupienia ze stałego na ciekły (topi się); temperatura topnienia zależy od ciśnienia w otoczeniu rozpuszczalność zdolność substancji do tworzenia z innymi substancjami układów jednorodnych — roztworów; miarą rozpuszczalności jest maksymalna ilość substancji rozpuszczająca się w określonej ilości ciekłego rozpuszczalnika, w danych warunkach temperatury i ciśnienia gęstość stosunek masy pewnej ilości substancji do zajmowanej przez nią objętości lotność cecha substancji mająca postać gazu lub łatwo przechodząca w stan gazowy [°C] [°C] g cm 3 3 3 1 38 −81 0,669 /Na podstawie: Morrison R. T., Boyd R. N., Chemia organiczna, Warszawa, 1985./ Ćwiczenie 1 Dopasuj nazwę alkinu do odpowiedniego stanu skupienia w warunkach normalnych ( , ). Ćwiczenie 2 Uporządkuj podane alkiny według wzrastających ich temperatur topnienia i wrzenia. 0°C 1013,25 hPa Gaz Ciecz Ciało stałe okt- -yn1 etyn hept- -yn1 -metylobut- -yn3 1 dodec- -yn2 propyn heptadec- -yn4 dec- -yn2 pentadec- -yn1 pent- -yn2 , -dimetylobut- -yn3 3 1 but- -yn2 okt- -yn2 pent- -yn1 dec- -yn4 -metylobut- -yn3 1 but- -yn1 etyn       Ćwiczenie 3 Na strzałkach, których grot wskazuje rosnącą liczbę atomów węgla, wpisz sformułowania: rosnąca lotność, malejąca lotność, rosnąca gęstość, malejąca gęstość. Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Sprawdź się Pokaż ćwiczenia: 輸醙難 Ćwiczenie 1 Spośród podanych poniżej wzorów różnych alkinów zaznacz te, które w temperaturze pokojowej występują w ciekłym stanie skupienia. Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Ćwiczenie 2 Uszereguj następujące węglowodory w kolejności malejącej ich temperatury wrzenia. -metyloheks- -yn3 1 hept- -yn1 heks- -yn1 Ćwiczenie 3 Dopasuj nazwy następujących alkinów do odpowiednich miejsc na strzałce, tak aby przedstawiała rosnącą lotność tych węglowodorów. Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.    輸 輸 輸 Ćwiczenie 8 Procesowi destylacji frakcyjnej poddano trzy mieszaniny alkinów: heks- -ynu i heks- -ynu; heks- -ynu i , -dimetylobut- -ynu; heks- -ynu i hept- -ynu. Określ, który z alkinów z każdej mieszaniny zostanie odparowany jako pierwszy i wyjaśnij dlaczego. 1 3 1 3 3 1 1 1 Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu. Zaloguj się, aby dodać ilustrację. 難 Ćwiczenie 9 Zaprojektuj doświadczenie, w którym zbadasz rozpuszczalność wybranego, ciekłego (w temperaturze pokojowej) alkinu w rozpuszczalniku polarnym i niepolarnym. Opis powinien zawierać schematyczny rysunek wraz z nazwami użytych związków chemicznych, obserwacje oraz wniosek. Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu. Zaloguj się, aby dodać ilustrację. Obserwacje: Wnioski: 難 Dla nauczyciela Scenariusz zajęć Autor: Daria Szeliga, Krzysztof Błaszczak Przedmiot: chemia Temat: Jak zmieniają się właściwości fizyczne alkinów? Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony; uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym Podstawa programowa: Poziom podstawowy Wymagania ogólne I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Uczeń: 1) pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł z wykorzystaniem technologii informacyjno‐komunikacyjnych. II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń: 1) opisuje właściwości substancji i wyjaśnia przebieg procesów chemicznych; 4) wskazuje na związek między właściwościami substancji a ich budową chemiczną; 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych z zastosowaniem metody naukowej. III. Opanowanie czynności praktycznych. Uczeń: 1) bezpiecznie posługuje się sprzętem laboratoryjnym i odczynnikami chemicznymi; 2) projektuje i przeprowadza doświadczenia chemiczne, rejestruje ich wyniki w różnej formie, formułuje obserwacje, wnioski oraz wyjaśnienia; 3) stawia hipotezy oraz proponuje sposoby ich weryfikacji; 4) przestrzega zasad bezpieczeństwa i higieny pracy. Poziom rozszerzony 1. Uczniowie podają nazwę wybranego przez siebie alkinu, a następnie rysują na tablicy jego wzór półstrukturalny lub strukturalny i zapisują pod nim wzór sumaryczny. Alkiny mogą być proste, rozgałęzione, ale nie mogą się powtarzać. 2. Nauczyciel przedstawia na tablicy oś, która pokazuje zależność stanu skupienia alkinów od ilości atomów węgla w łańcuchu w temperaturze pokojowej (uczniowie mogą skorzystać z podanych osi): Plik o rozmiarze 58.69 KB w języku polskim 3. Uczniowie mają za zadanie dopasować każdy z narysowanych na tablicy przez siebie alkinów do odpowiedniego stanu skupienia. 4. Nauczyciel przedstawia zależność temperatur wrzenia, topnienia, gęstości oraz lotności od długości łańcucha węglowego – uczniowie starają się wyjaśnić te zależności na forum klasy. Plik o rozmiarze 23.88 KB w języku polskim 5. Uczniowie mają za zadanie ułożyć zapisane na tablicy alkiny, stosując wzory sumaryczne lub nazwy zgodnie ze zwrotem strzałki, która opisuje wzrost temperatury wrzenia i topnienia, oraz gęstości alkinów wraz ze wzrostem długości łańcucha. 6. Doświadczenie chemiczne (pokaz uczniowski) – „Badanie rozpuszczalności heks‐1- ynu w rozpuszczalniku polarnym i niepolarnym”. Nauczyciel wybiera ucznia do roli asystenta, który w jego obecności będzie przeprowadzać eksperyment. Prowadzący przygotowuje odpowiednie szkło i sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne, rozdaje uczniom karty pracy. Uczeń wykonuje kolejno czynności podane w instrukcji (patrz materiały pomocnicze). Pozostała reszta klasy samodzielnie formułuje pytanie badawcze i hipotezę, obserwuje zmiany podczas eksperymentu, wyciąga wnioski (uczniowie wszystko zapisują w kartach pracy). Na forum całej klasy, następuje weryfikacja pod względem merytorycznym zaprezentowanych przez chętnych uczniów efektów pracy. 7. Film samouczek. Nauczyciel wyświetla film na tablicy multimedialnej, po czym uczniowie zapoznają się z poleceniem do medium i wykonują zawarte tam ćwiczenia. 8. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Wykonują zadania. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętna osoba z danej pary udziela odpowiedzi/prezentuje rozwiązanie na tablicy. Pozostali ustosunkowują się do niej, proponując ewentualnie swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej. Faza podsumowująca: 1. Uczniowie podsumowują właściwości fizyczne alkinów, rysując mapę myśli na tablicy. Plik o rozmiarze 176.09 KB w języku polskim 2. Jako podsumowanie lekcji, nauczyciel może wykorzystać zdania do uzupełnienia, które uczniowie zamieszczają w swoim portfolio: Przypomniałem/łam sobie, że... Co było dla mnie łatwe... Dziś nauczyłam/łem się... Co sprawiało mi trudności... Praca domowa: Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‐materiale – „Sprawdź się”. Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium: Film samouczek może zostać wykorzystany podczas przygotowywania się ucznia do sprawdzianu lub do zdobycia wiedzy w razie nieobecności na lekcji. Może być też wykorzystany przez nauczyciela w ramach metody odwróconej klasy. Materiały pomocnicze: 1. Polecenia podsumowujące (nauczyciel przed lekcją zapisuje je na niewielkich kartkach): Jakie właściwości zaliczamy do właściwości fizycznych? Jaka jest zależność gęstości, temperatury wrzenia i topnienia oraz rozpuszczalności alkinów od długości łańcucha węglowego? Jakimi właściwościami fizycznymi charakteryzują się alkiny? 2. Doświadczenie chemiczne: „Badanie rozpuszczalności heks‐1-ynu w rozpuszczalniku polarnym i niepolarnym”. Szkło i sprzęt laboratoryjny: probówki z korkami, statyw do probówek, pipety. Odczynniki chemiczne: rozpuszczalniki: typowo polarny – woda destylowana oraz niepolarny – toluen; heks‐1-yn. Instrukcja wykonania: Do dwóch probówek wlać po 1 cm heks‐1-ynu. Do jednej probówki dodać 1 cm wody, a do drugiej 1 cm  toluenu. Probówki zatkać korkami, intensywnie wstrząsnąć i odstawić do statywu w celu ustabilizowania mieszanin. Obserwować zmiany. 3. Karty charakterystyk substancji chemicznych. 4. Karta pracy ucznia: 3 3 3 Plik o rozmiarze 56.24 KB w języku polskim