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数字化实验在化学课堂教学中的应用以苏教版有(2)
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摘要:学生2:一个硬脂酸,两个油酸,共2种。 学生3:一个油酸,两个硬脂酸,共2种——异酸甘油酯(混甘油酯);若是三种高级脂肪酸与甘油反应,得到的混
学生2:一个硬脂酸,两个油酸,共2种。
学生3:一个油酸,两个硬脂酸,共2种——异酸甘油酯(混甘油酯);若是三种高级脂肪酸与甘油反应,得到的混甘油酯种类更多。
[设计意图]油脂是人类重要的食物之一,在熟悉油脂结构特点的过程中学生也清楚地了解其分类方式,引导学生从化学走向生活,提高学习的乐趣,也为后续探究油脂化学性质打下基础。
3.油脂的主要物理性质
[教师总结]
(1)密度:一般来说密度比水小,此为生活常识。
(2)颜色:因含有色素而呈现不同的颜色,一般为白色或无色。
(3)状态:液态或固体,油脂在常温常压下,既有呈固体、也有呈液体的,一般把呈固体的叫脂肪,如牛油、猪油、羊油等;呈液态的叫油,如豆油、花生油、橄榄油等,摄入油脂可以满足人体生命活动对脂肪酸的需要。请同学们参阅苏教版《有机化学基础》98页中的“资料卡”——人体必需的脂肪酸(高级脂肪酸甘油酯)。
[问题1]其中亚油酸除了官能团羧基以外,还有什么官能团?如何用化学方法初步说明这一官能团的存在?
[实验1]油脂中不饱和碳碳双键存在的证据——高锰酸钾溶液褪色或使用碘水进行有关实验。发现高锰酸钾溶液褪色,碘水褪色。
4.油脂的化学性质
(1)油脂的氢化
含有不饱和键的油脂可以通过催化加氢的方法转变为饱和高级脂肪酸甘油酯[3]。我们把此过程称为“油脂的氢化”或“油脂的硬化”,可以用于生产人造脂肪或人造奶油。
[设计意图]从生活常识中感受油脂的物理性质,印象深刻且有说服力。并从日常熟悉的油脂使用中巧妙地引出油脂氢化的性质,引导学生从生活走向化学。
[过渡]既然这些脂肪酸是人体必需的,而自身不能合成,那么人们是如何从外界获取这些脂肪酸的呢?——吃油脂,然后水解得到(酶为催化剂)。
(2)油脂的主要化学性质——皂化反应证据的获得
[问题1]实验室如何获取这些脂肪酸呢?
学生:酸性水解或者碱性水解然后酸化。
[问题2]《化学2》中就有一个肥皂获得的实验,具体怎样用油脂制肥皂实验过程如图1所示,请同学们依据该实验,思考如下问题:
①除了实验中,获得了货真价实的肥皂外,还有其他什么证据可以说明油脂已经发生碱性水解?
②在实验中,乙醇的作用是什么?如何证明?
图1 制肥皂的实验过程
[实验3]是否能用数字化实验验证油脂与氢氧化钠溶液反应过程中温度的变化?使用温度传感器来说明是否发生反应。因为一般的化学过程都伴随着能量的变化,而且主要以热能的形成呈现,要么放热要么吸热,而传感器可以很好地测定反应温度的变化,已知大多数酯的强碱性水解为放热反应。
实验内容:取体积分别为20mL饱和的NaOH溶液和豆油于100mL锥形瓶中充分振荡,并使用温度传感器测定乳浊液温度,同时记录时间—温度变化曲线,振荡过程中,发现混合物温度基本不变;一段时间后,加入12mL乙醇于上述锥形瓶中,振荡,温度传感器测定混合物温度,如图2所示。
图2 豆油皂化反应温度变化曲线
振荡乳浊液的过程中,乳浊液从浑浊转化为透明澄清溶液,最后转化为类似肥皂的固体,如图3所示。
图3 豆油皂化反应过程
[实验4]为了使得豆油充分发生皂化反应,把上述已经转化为“固体”的锥形瓶放在沸水中加热10min(温度升高,加快皂化反应速率),取出锥形瓶倒入50mL饱和的氯化钠溶液,发现乳浊液分层,上层为淡黄色固体,下层为无色透明溶液。
[问题3]如何证明皂化反应得到了甘油?
学生:氢氧化铜悬浊液中滴入乙二醇或葡萄糖,溶液能转化为绛蓝色溶液,可以用氢氧化铜悬浊液检验多羟基类物质。
[实验5]取下层溶液(用硫酸中和到中性)滴入到氢氧化铜悬浊液中,发现溶液变为绛蓝色。
[引导]乙酸乙酯与氢氧化钠溶液反应是不是也这样呢?
[实验6]实验内容:取体积分别为20mL饱和的NaOH溶液和乙酸乙酯于100mL锥形瓶中充分振荡,并使用温度传感器测定乳浊液温度,同时记录时间—温度变化曲线,发现,振荡过程中,混合物温度基本不变;一段时间后,加入12mL乙醇于上述锥形瓶中,振荡,温度传感器测定混合物温度,如图4所示。
文章来源:《传感技术学报》 网址: http://www.cgjsxb.cn/qikandaodu/2021/0507/363.html
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