10 клас. Хімія. Склад, властивості застосування окремих представників органічних речовин

Всеукраїнська школа онлайн
15 Sept 202208:51

Summary

TLDRIn this 10th-grade chemistry lesson, the instructor, Nataliia Zyma, revisits key concepts from the 9th-grade curriculum, focusing on oxygen- and nitrogen-containing organic compounds. The lesson covers the structure, properties, and uses of alcohols like methanol, ethanol, and glycerol, and carboxylic acids such as acetic acid. It explains the role of functional groups and introduces amino acids, which contain both carboxyl and amino groups, highlighting their importance in protein synthesis and nutrition. Students are encouraged to review the lesson materials and complete exercises for deeper understanding.

Takeaways

  • 🔬 Chemistry is the subject of study for the 10th-grade class, with Natalia Zima as the teacher.
  • 📚 Students are expected to have reviewed the materials from the first lesson and taken a practice test.
  • 🌟 The main task for the lesson is to systematize knowledge about oxygen-containing and nitrogen-containing compounds from the 9th-grade chemistry course.
  • 🧪 Oxygen-containing organic compounds are those with one or more oxygen atoms in addition to carbon and hydrogen.
  • 🔑 The concept of 'characteristic or functional groups' is introduced, which defines the nature and properties of organic compounds.
  • 🍶 Alcohols are a type of oxygen-containing compound, with the hydroxyl group (-OH) being their characteristic group.
  • 🌌 Methanol and ethanol are examples of monohydric alcohols, while glycerol is a polyhydric alcohol known for its higher viscosity.
  • 🔥 Alcohols and carbohydrates burn to produce carbon (IV) oxide, water, and release heat.
  • 🌐 Alcohols have wide applications, including as fuel, solvents, and raw materials for various industrial products.
  • 💊 Glycerol is used in the food industry, cosmetics, and medicine, and has various other applications in industries like textiles and leather processing.
  • 🍋 Ethanoic acid, also known as acetic acid, is an example of a carbonic acid with a carboxyl group (-COOH).
  • 🌱 Electronegativity, the ability of an atom to attract electrons, influences the properties of the carboxyl group, making ethanoic acid a weak acid.
  • 🧪 Ethanoic acid partially dissociates in water, forming hydrogen ions and acetate ions, and it reacts with metals, basic oxides, and some salts.
  • 🌿 Nitrogen-containing organic compounds, including amino acids, are essential for life, with some being vital for the synthesis of proteins in the human body.
  • 🍲 Amino acids are crucial for a balanced diet, as the body cannot synthesize all of them and must obtain some from food.
  • 📈 The lesson concludes with a classification of organic compounds into carbohydrates, oxygen-containing compounds (like alcohols and carboxylic acids), and nitrogen-containing compounds (like amino acids).

Q & A

  • What is the subject and grade level of the lesson?

    -The subject is Chemistry and the grade level is 10th grade.

  • Who is the teacher of the chemistry lesson?

    -The teacher of the chemistry lesson is Natalia Zima.

  • What is the main task for the students in this chemistry lesson?

    -The main task for the students is to systematize their knowledge about oxygen-containing and nitrogen-containing compounds from the 9th-grade chemistry course.

  • What is an oxygen-containing organic compound?

    -An oxygen-containing organic compound is an organic substance that has one or more oxygen atoms in its molecule, in addition to carbon and hydrogen atoms.

  • What is a characteristic or functional group in organic chemistry?

    -A characteristic or functional group is an atom or group of atoms that defines the nature of a substance, its belonging to a certain class of organic compounds, and determines its most characteristic properties.

  • Which alcohols were studied in the 9th grade, and what is their characteristic group?

    -In the 9th grade, students studied monohydric and polyhydric alcohols, with the hydroxyl group ('OH') being their characteristic group.

  • What are the differences between monohydric and polyhydric alcohols?

    -Monohydric alcohols contain only one hydroxyl group, like methanol and ethanol, while polyhydric alcohols contain multiple hydroxyl groups, such as glycerol.

  • Why are alcohols not gases?

    -Alcohols are not gases because, like water molecules, they form hydrogen bonds between their molecules, which increases their boiling points and makes them liquids at room temperature.

  • What are some applications of ethanol?

    -Ethanol is used as fuel, a solvent, a raw material for producing varnishes, paints, and phenol-formaldehyde resins. It is also used in the production of dyes and synthetic rubber.

  • What is the role of glycerol in the food industry?

    -Glycerol is used in the food industry as additive E422, in cosmetics for making creams, ointments, toothpaste, and pomades, and in medicine as an antiseptic and for making nitroglycerin, a vasodilator.

  • What is acetic acid and what is its role in the food industry?

    -Acetic acid, also known as ethanoic acid or vinegar, is a weak acid with a carboxyl group. In the food industry, it is used as a preservative and a food additive (E260) to regulate the acidity of products.

  • What are amino acids and their significance in living organisms?

    -Amino acids are organic compounds containing both a carboxyl group and an amino group. They are essential for the synthesis of proteins in living organisms, with about 20 amino acids used in the human body, eight of which are essential and must be obtained from diet.

Outlines

00:00

🔬 Organic Chemistry: Oxygen-Containing Compounds

This paragraph introduces a chemistry lesson focused on oxygen-containing organic compounds, led by Natalia Zima. It emphasizes the importance of understanding these compounds from the ninth-grade chemistry curriculum. The lesson covers the concept of functional groups, which are atoms or groups of atoms that determine the nature and properties of organic compounds. The paragraph discusses alcohols, including methanol and ethanol as examples of monohydric alcohols, and glycerol as a polyhydric alcohol. It explains the presence of hydrogen bonds between alcohol molecules, which contribute to their non-gaseous state and various applications, such as fuels, solvents, and raw materials for manufacturing products like paints and synthetic rubber. The paragraph also touches on the combustion of alcohols, which produces carbon dioxide, water, and releases heat.

05:01

🌿 Chemistry Applications: From Acids to Amino Acids

The second paragraph delves into the applications of acetic acid, a weak acid known for its partial dissociation in water and interactions with metals and certain salts. It is used in various industries, including food as a preservative and flavoring agent (E260), and in chemical processes like dyeing fabrics and producing synthetic fibers. The paragraph then transitions to nitrogen-containing compounds, focusing on amino acids, which are essential for protein synthesis in living organisms. It highlights the role of amino acids in human health, emphasizing the importance of a balanced diet containing all necessary amino acids, especially the eight essential ones that the body cannot produce on its own. The summary concludes by categorizing organic compounds into carbohydrates, oxygen-containing compounds (like alcohols and carboxylic acids), and nitrogen-containing compounds (amino acids), setting the stage for further study in tenth-grade chemistry.

Mindmap

Keywords

💡Oxygen-containing compounds

Oxygen-containing compounds are organic substances that have one or more oxygen atoms in their molecular structure. In the video, examples such as alcohols and carboxylic acids are discussed. These compounds play a crucial role in organic chemistry, with their functional groups determining their properties and applications.

💡Functional group

A functional group is an atom or group of atoms that defines the properties and behavior of an organic compound. For example, alcohols contain a hydroxyl group (-OH), while carboxylic acids contain a carboxyl group (-COOH). The video emphasizes that the functional group determines the class and characteristic properties of organic molecules.

💡Alcohols

Alcohols are a group of oxygen-containing organic compounds characterized by the presence of a hydroxyl (-OH) group. In the video, methanol and ethanol are mentioned as examples of single-atom alcohols, while glycerol is an example of a multi-atom alcohol. Alcohols are noted for their ability to form hydrogen bonds, influencing their physical properties like viscosity.

💡Hydrogen bonds

Hydrogen bonds are weak attractions between a hydrogen atom in one molecule and a highly electronegative atom (like oxygen) in another molecule. The video explains how hydrogen bonding affects the properties of alcohols, making them liquids rather than gases and contributing to the viscosity of substances like glycerol.

💡Glycerol

Glycerol, or glycerin, is a multi-atom alcohol with three hydroxyl groups. In the video, it is described as a colorless, viscous liquid used in various industries, including cosmetics, food, and medicine. Its high viscosity compared to ethanol is due to the presence of more hydrogen bonds between molecules.

💡Carboxyl group

The carboxyl group (-COOH) is the functional group found in carboxylic acids. The video uses ethanoic acid (acetic acid) as an example, explaining that the carboxyl group consists of a hydroxyl group and a carbonyl group, which are responsible for the acid's chemical reactivity, including its ability to dissociate in water.

💡Ethanoic acid (Acetic acid)

Ethanoic acid, commonly known as acetic acid, is a simple carboxylic acid with the formula CH3COOH. In the video, it is highlighted as a product of alcohol oxidation and carbohydrate fermentation, widely used as a food preservative (E260), in chemical production, and other applications.

💡Amines

Amines are nitrogen-containing organic compounds that include an amino group (-NH2). The video mentions amino acids, which contain both an amino group and a carboxyl group, emphasizing their role in forming proteins and their importance in nutrition and medical applications.

💡Amino acids

Amino acids are organic compounds containing both an amino group (-NH2) and a carboxyl group (-COOH). They are the building blocks of proteins, and the video discusses their significance in living organisms, explaining that humans need to obtain essential amino acids from their diet.

💡Essential amino acids

Essential amino acids are amino acids that cannot be synthesized by the human body and must be obtained through diet. The video highlights the importance of a balanced diet containing these essential nutrients to avoid deficiency-related diseases, emphasizing their role in protein synthesis and overall health.

Highlights

Introduction to the chemistry lesson by Natalia Zima.

Task to systematize knowledge about oxygen-containing and nitrogen-containing compounds from the 9th-grade chemistry course.

Definition of oxygen-containing organic compounds with one or more oxygen atoms.

Introduction to the concept of characteristic or functional groups in organic chemistry.

Explanation of the role of hydroxyl groups as characteristic groups in alcohols.

Examples of monohydric and polyhydric alcohols, such as methanol and ethanol, and glycerol.

Reasoning behind the absence of gases among alcohols due to hydrogen bonding.

Comparison of the viscosity of glycerol and ethanol, influenced by the number of hydroxyl groups.

Combustion of alcohols producing carbon (IV) oxide, water, and heat release.

Applications of methanol and ethanol as fuel, solvent, and raw materials in various industries.

Uses of glycerol in the food industry, cosmetics, medicine, textiles, and leather industry.

Introduction to acetic acid, a member of the carboxylic acid homologous series.

Explanation of the electronegativity concept and its impact on the properties of carboxylic acids.

Partial dissociation of acetic acid in water and its interaction with other substances.

Historical significance and applications of acetic acid in food, chemical, and domestic uses.

Importance of amino acids in living organisms and their role in protein synthesis.

Differentiation between essential and non-essential amino acids for human health.

Classification of organic compounds into carbohydrates, oxygen-containing compounds, and nitrogen-containing compounds.

Encouragement to study the lesson summary and complete test assignments for further learning.

Transcripts

play00:00

Хімія. 10 клас.

play00:11

play00:14

Вітання, шановне товариство!

play00:16

Сьогодні у нас новий урок хімії і з вами я – Наталія Зима.

play00:21

Сподіваюсь, ви ретельно попрацювали з матеріалами першого уроку

play00:25

та перевірили себе за допомогою тренувального тесту.

play00:28

Сьогодні у вас важливе завдання: систематизувати знання про

play00:32

оксигеновмісні та нітрогеновмісні сполуки з курсу хімії 9-ого класу.

play00:37

Отож, починаймо!

play00:40

Якщо в молекулі органічної речовини, крім атомів Карбону й Гідрогену,

play00:45

є один чи більше атомів Оксигену,

play00:48

то така речовина належить до оксигеновмісних органічних речовин.

play00:53

Вивчаючи оксигеновмісні речовини, ми вперше застосували поняття –

play00:57

характеристична або функціональна група.

play01:01

Характеристична група – це атом або група атомів,

play01:05

що визначає природу речовини, тобто її належність

play01:09

до певного класу органічних сполук, і зумовлює її найхарактерніші властивості.

play01:15

У 9 класі ви познайомились зі спиртами, одноатомними та багатоатомними.

play01:21

Характеристичною групою спиртів є гідроксильна група «о-аш».

play01:27

До одноатомних спиртів належить метанол «це-аш-три-о-аш»,

play01:32

та етанол «це-два-о-пять-о-аш».

play01:35

У молекулах цих спиртів міститься лише одна гідроксильна група

play01:40

Серед спиртів немає газів.

play01:42

Це пояснюється тим, що між їхніми молекулами,

play01:45

як і між молекулами води, виникають водневі зв’язки.

play01:51

До багатоатомних спиртів належить гліцерол ( тривіальна назва – гліцерин)

play01:56

«це-три-аш-пять-о-аш-тричі».

play02:00

Гліцерол — в’язка рідина без запаху та кольору.

play02:03

В’язкість гліцеролу більша, ніж в'язкість етанолу.

play02:08

Вона зумовлена наявністю трьох гідроксильних груп у кожній молекулі гліцеролу.

play02:14

За їхньою участю утворюється більше водневих зв’язків,

play02:18

ніж між молекулами етанолу.

play02:21

Спирти, як і вуглеводні, горять з утворенням карбон(ІV) оксиду

play02:26

й води та виділенням теплоти.

play02:28

Так при взаємодії етанолу з киснем утворюється карбон(IV) оксид і вода.

play02:36

Відомі вам Спирти мають широке застосування в різних сферах нашого життя.

play02:41

Наприклад, метанол та етанол використовують як пальне,

play02:45

як розчинник та сировину для виробництва лаків, фарб,

play02:50

фенолформальдегідних смол.

play02:52

Етанол широко застосовується при виробництві барвників

play02:56

та синтетичного каучуку.

play02:59

У медицині його застосовуть як дезінфікуючий засіб та як розчинник,

play03:05

його застосовують у харчовій промисловості та в лабораторній практиці;

play03:11

Гліцерол використовують у харчовій промисловості як добавку Е422,

play03:18

у косметології для виготовлення кремів, мазей, зубних паст, помад;

play03:23

у медицині як антисептик та для виготовлення нітрогліцеролу —

play03:28

засобу для розширення судин.

play03:30

Його можуть застосовувати як добавку до мила,

play03:33

у текстильній промисловості для надання ниткам еластичності,

play03:37

а у шкіряній — для вичинки шкіри.

play03:41

Крім того, гліцерол використовують виробництві вибухових речовин та полімерів.

play03:47

Іншим відомим вам представником оксигеновмісних органічних сполук

play03:51

є етанова кислота, тривіальна назва – оцтова кислота.

play03:56

Це представник гомологічного ряду карбонових кислот,

play04:00

характеристичною групою яких є карбоксильна «це-о-о-аш».

play04:05

Формула етанової кислоти «це-аш-три-це-о-о-аш».

play04:11

Карбоксильна група етанової кислоти містить гідроксильну групу «о-аш»,

play04:16

яка характерна для спиртів, і карбонільну групу «це-о».

play04:20

З курсу хімії 8-ого класу ви пам'ятаєте про таку властивість атомів хімічних елементів

play04:26

як електронегативність.

play04:28

Електронегативність - це кількісна характеристика здатності атома в молекулі

play04:32

відтягувати на себе електронну густину.

play04:35

Електронегативність елементів, що входять до складу карбоксильної групи

play04:40

зростає у ряду Гідроген, Карбон, Оксиген.

play04:44

Атом Оксигену, як більш електронегативний елемент у карбонільній групі,

play04:49

спричиняє зміщення електронної густини до нього.

play04:53

Внаслідок такого зміщення зв’язок між атомами Оксигену та Гідрогену

play04:58

в карбоксильній групі є відносно слабким.

play05:01

Тому атом Гідрогену карбоксильної групи рухливий,

play05:05

тобто етанова кислота дійсно є слабкою кислотою.

play05:10

Як і будь-яка слабка кислота, етанова кислота частково дисоціює

play05:14

у водному розчині з утворенням катіонів Гідрогену

play05:18

і ацетат-аніонів «це-аш-три-це-о-о-мінус».

play05:23

Цей процес оборотний.

play05:26

Як і більшість неорганічних кислот, етанова кислота взаємодіє з металами,

play05:32

основними та амфотерними оксидами, деякими солями.

play05:36

Наприклад, етанова кислота взаємодіє з натрій карбонатом,

play05:41

утворюючи натрій етаноат, воду та вуглекислий газ.

play05:46

Більше про хімічні властивості ви дізнаєтесь з конспекту.

play05:50

А от про застосування етанової кислоти ми поговоримо зараз.

play05:55

Це одна з перших кислот, які стали відомими людству.

play05:59

Вона продуктом окиснення спиртів та бродіння вуглеводів.

play06:03

У харчовій промисловості та побуті ця речовина використовується

play06:07

як консервант та харчова добавка Е260,

play06:11

яка необхідна для регулювання кислотного балансу продуктів.

play06:16

Також її застосовують у хімічній промисловості,

play06:19

при фарбуванні тканин, у виробництві штучних волокон,

play06:23

домашньому господарстві, в засобах захисту рослин та в медицині.

play06:30

Величезне значення для життя на Землі мають органічні кислоти,

play06:34

у молекулах яких окрім карбоксильної групи «це-о-о-аш»

play06:38

є аміногрупа «ен-аш-два».

play06:41

Такі сполуки відносяться до нітрогеновмісних.

play06:46

Органічні речовини, що містять як карбоксильну, так і аміногрупу

play06:50

називаються амінокислотами.

play06:54

Найпростіша амінокислота — аміноетанова,

play06:57

її також називають амінооцтовою кислотою, або гліцином.

play07:02

Назва гліцин походить від грецького: glycos — солодкий.

play07:07

Аміноетанова кислота - це безбарвні кристали із солодким смаком,

play07:11

та температурою плавлення двісті тридцять три градуси за Цельсієм.

play07:16

Амінокислот існує дуже багато.

play07:18

У різноманітних живих організмах трапляється близько п'ятиста амінокислот,

play07:23

але для синтезу білків у людському організмі

play07:26

використовується лише двадцять амінокислот,

play07:29

вісім з них належать до незамінних.

play07:32

З курсу біології 9 класу ви пам'ятаєте,

play07:35

що рослини синтезують усі необхідні їм амінокислоти з поживних речовин,

play07:40

але природа не наділила такою здатністю тварин і людину.

play07:44

Лише деякі необхідні для життєдіяльності амінокислоти організм може виробляти самостійно,

play07:50

інші ж він має отримувати з їжею.

play07:53

Саме їх ми називаємо незамінні.

play07:56

Тому важливо, щоб їжа була повноцінною

play07:59

та містила всі потрібні організму амінокислоти.

play08:02

Нестача незамінних амінокислот спричиняє захворювання.

play08:07

Саме тому амінокислоти використовують для виробництва лікувальних препаратів,

play08:12

у тваринництві — як кормові добавки.

play08:15

Отже, підсумовуючи вивчене нами у 9 класі,

play08:18

органічні речовини можна класифікувати таким чином:

play08:22

- вуглеводні (насичені та ненасичені);

play08:25

- оксигеновмісні сполуки (наприклад, спирти, карбонові кислоти);

play08:30

- нітрогеновмісні сполуки(амінокислоти).

play08:34

Більше про органічні речовини ми дізнаємось саме у курсі хімії 10-ого класу.

play08:39

Для того, щоб подальше навчання було успішним –

play08:42

попрацюйте з конспектом уроку та виконайте тестові завдання.

play08:46

Щасти!

Rate This

5.0 / 5 (0 votes)

Related Tags
Chemistry ClassOxygen CompoundsNitrogen CompoundsOrganic ChemistryEducational ContentAcademic LessonChemical PropertiesFunctional GroupsChemical ApplicationsTeaching Materials