数字化实验在化学课堂教学中的应用 —

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数字化实验在化学课堂教学中的应用 ——以苏教(4)

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摘要：

性质的思维模型，预测油脂的化学性质。先预测，再用实验验证油脂具有的化学性质，数字化实验的引入给皂化反应的发生提供了新的证据。从生活中的油脂出发，体验肥皂制取的真实过程，生活处处有化学，感受化学对生产生活的巨大推动力。三、教学设计1.新课引入［问题1］同学们，在《化学2》我们就已经学习了乙酸乙酯的制备和乙酸乙酯的水解，请同学们写出乙酸乙酯制备的化学方程式。CH3COOH+CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O［问题2］这是一个典型的酯化反应，所谓酯化反应就是酸和醇反应得到酯和水的反应，我们学过的醇，除了乙醇、甲醇以外，还有哪些常见的醇？学生：乙二醇、丙三醇等。［引导］请同学们写出乙酸分别与乙二醇和丙三醇反应的化学方程式。［问题3］那么我们除了学过乙酸、丙酸等羧酸外，还学过哪些常见的脂肪酸？学生：硬脂酸（C17H35COOH）、软脂酸（C15H31COOH）、油酸（C17H33COOH）、亚油酸（C17H33COOH）等高级脂肪酸（见《有机化学基础》83页）。［追问］那我们能否写出硬脂酸、油酸分别与丙三醇反应的方程式呢？［设计意图］从已有的知识储备——乙酸与乙醇的酯化反应引入，充分调动学生的学习积极性，再通过类比、分析和思考物质的结构特点，以及酯化反应的实质，仿照必修阶段中乙酸乙酯的学习，学习书写油脂的组成与结构，达成必修到选修的自然过渡。2.油脂的概念［教师总结］由高级脂肪酸与甘油形成的酯我们称为“油脂”。［问题1］油脂在生命活动中有什么用途呢？——请大家阅读苏教版《有机化学基础》96页，实际上，我们在生物学科中就已经有所了解。［追问］由于高级脂肪酸种类较多，因此形成的甘油酯就会比较多，若硬脂酸和软脂酸同时与甘油发生作用得到甘油酯，同学们想一想，可能会得到多少种高级脂肪酸甘油酯呢？学生1：都是硬脂酸或油酸与甘油反应，共2种——同酸甘油酯（单甘油酯）。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

文章来源：《粮食与油脂》网址: http://www.lsyyz.cn/qikandaodu/2020/0803/332.html