конспект урока. Конспект урока химии для 10 класса ( базовый уровень) Тема_ «Угл. Углеводы. Глюкоза
 Скачать 46.56 Kb.
|
|
Конспект урока химии для 10 класса ( базовый уровень) Тема: «Углеводы. Глюкоза» Оборудование: штатив с пробирками, спиртовка, держатель для пробирок, спички, растворы: глюкозы, гидроксида натрия, сульфата меди, аммиачный раствор оксида серебра Цель урока: дать представление об углеводах на примере глюкозы Задачи урока: Обучающие: Формировать понятия «углеводы», «альдегидоспирт»; Закрепить навыки составления структурных формул, уравнений химических реакций, характеризующих способы получения веществ и их химические свойства; Учить прогнозировать химические свойства органических соединений, исходя из их строения и наличия соответствующих функциональных групп на примере глюкозы как альдегидоспирта. Развивающие: 1. Использовать компетентностный подход при изучении строения и свойств углеводов на примере глюкозы; 2. Познакомить обучающихся с качественными реакциями на глюкозу и сахарозу; 3. Развивать логическое мышление, умения наблюдать, анализировать и сравнивать, находить причинно-следственные связи, делать выводы, формировать заинтересованность предметом. Воспитательные: 1. Формировать экологическую сознательность обучающихся при рассмотрении пищевой ценности глюкозы; 2. Познакомить обучающихся с распространением углеводов в природе, их биологической ролью, применением; 3. Формировать научное мировоззрение обучающихся; совершенствовать трудовые навыки. Структура урока: Организационный этап ( 1мин) Актуализация опорных знаний. Мотивация учебной деятельности ( 5 мин) Изучение нового материала ( 26 мин) Применение полученных знаний ( 8 мин) Подведение итогов урока. Домашнее задание ( 5 мин) Ход урока: Организационный этап Приветствие обучающихся. Введение в тему урока: - Какие из органических соединений являются основными компонентами живых организмов? Сообщение темы урока Актуализация опорных знаний Углеводы - обширная группа органических соединений, входящих в состав всех живых организмов. Особенно широко они распространены в растительном мире: 80% сухой массы растений составляют углеводы; к углеводам относят также многие производные, получаемые при химической модификации этих соединений путем окисления, восстановления или введения различных заместителей. Термин "углеводы" возник потому, что первые известные представители углеводы по составу отвечали формуле CmH2On (углерод + вода); впоследствии были обнаружены природные углеводы с другим элементным составом. Классификация углеводов ( схема оформляется на доске и в тетрадях учеников)  Задача для обучающихся: Определите формулу органического соединения, состоящего из углерода (массовая доля 40%), кислорода (массовая доля 53,33%) и водорода (массовая доля 6,67%), если относительная плотность паров этого вещества по воздуху составляет 6,207. Может ли это соединение относиться к классу углеводов? (Формула вещества С6Н12О6, оно относится к классу углеводы, моносахариды и это глюкоза) Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество без запаха. Обладает сладким вкусом. Вероятно, глюкоза известна человеку с древних времён, поскольку она кристаллизуется из мёда. Однако в чистом виде её выделили гораздо позже: немецкий химик Андреас Маргграф получил её в 1747 году из виноградного сока. Жозеф Луи Пруст в 1801 году осадил кристаллы α-D-глюкозы из того же виноградного сока. Благодаря этим экспериментам за глюкозой закрепилось название виноградного сахара. Итак, глюкоза – «знакомая незнакомка», ее эмпирическая формула С6Н12О6. Вопрос: По классификации какое это соединение? А по строению? Если глюкоза - кислородосодержащее соединение, то какие функциональные группы могут содержаться в ее молекуле? Сегодня в ходе нашей исследовательской работы мы и попробуем разгадать все ее тайны. Изучение нового материала Для того, чтобы установить строение глюкозы и составить ее структурную формулу предлагаю вам провести два лабораторных опыта. Посмотрите, какие химические реактивы находятся у вас на столе (раствор глюкозы, раствор гидроксида натрия, сульфата меди и аммиачный раствор гидроксида серебра). Вопрос: наличие каких функциональных групп можно установить, используя данные реактивы? (карбонильной группы альдегидов и гидроксильных групп многоатомных спиртов). Инструкция для выполнения лабораторных опытов. 1.Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди(II). Налейте в пробирку 23 мл раствора глюкозы и столько же разбавленного раствора гидроксида натрия. Затем добавьте несколько капель раствора сульфата меди(II). Что наблюдаете? Ответьте на вопросы: качественную реакцию на какую функциональну. Группу вы продемонстрировали? Сделайте вывод. 2. Нагрейте полученную смесь. Что наблюдаете? Ответьте на вопросы: качественную реакцию на какую функциональну. Группу вы продемонстрировали? Сделайте вывод. 3.В пробирку налейте 1 мл аммиачного раствора нитрата серебра. Затем прилейте 1-1,5 мл глюкозы. Осторожно нагрейте. Что наблюдаете? Качественную реакцию на какую функциональную группу вы продемонстрировали? Сделайте вывод. Оформление результатов проведенных опытов в таблицу:
Выводы по результатам лабораторной работы: При взаимодействии с гидроксидом меди раствор глюкозы окрашивается в синий цвет, значит, глюкоза содержит несколько гидроксильных групп и является многоатомным спиртом. При нагревании полученного раствора, он меняет окраску с синего до ярко-оранжевого. Следовательно, глюкоза содержит карбонильную группу и является альдегидом В реакции глюкозы с аммиачным раствором серебра наблюдается образование серебра на стенках пробирки ( реакция «серебряного зеркала»), что доказывает принадлежность глюкозы к альдегидам. Общий вывод: глюкоза – альдегидоспирт Задание: составьте структурную формулу глюкозы Обучающиеся моделируют формулу глюкозы, определяя место функциональных групп в ней. Сравнивают полученный результат с формулой глюкозы в тексте учебника.  Задание: запишите уравнения химических реакций, характеризующих химические свойства глюкозы ( работа с текстом учебника) Химические свойства глюкозы I. Специфические свойства. Важнейшим свойством моносахаридов является их ферментативное брожение, т.е. распад молекул на осколки под действием различных ферментов. Брожение происходит в присутствии ферментов, выделяемых дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В зависимости от природы действующего фермента различают реакции следующих видов: 1.Спиртовое брожение: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2↑ 2. Молочнокислое брожение: 2C3H6O3 → C6H12O6 3. Маслянокислое брожение: C6H12O6 → C3H7COOH + 2H2↑+ 2CO2↑ II. Свойства альдегидов. 1. Реакция серебряного зеркала: СH2OH(CHOH)4-COH + Ag2O t.NH3→ СH2OH(CHOH)4-COOH + 2Ag↓ глюконовая кислота 2. Окисление гидроксидом меди (II): СH2OH(CHOH)4-COH + 2Cu(OH)2 t → СH2OH(CHOH)4-COOH + Cu2O + 2H2O голубой красный 3. Восстановление: СH2OH(CHOH)4-COH + H2 t,Ni → СH2OH(CHOH)4CH2OH сорбит – шестиатомный спирт III. Свойства многоатомных спиртов. Глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт, образуя комплексное соединение – ярко синего цвета. В ходе беседы, подводятся итоги самостоятельной работы с текстом учебника. Уравнения химических реакций, характеризующих свойства глюкозы, записываются учащимися на доске. Если глюкоза является обязательным компонентом растительных клеток, то как она образуется в природе? В природе. Фотосинтез: 6CO2 + 6H2O hν, хлорофилл → C6H12O6 + 6O2 Можно ли получить глюкозу химическим путем? Получение глюкозы. Использование глюкозы в качестве подсластителя связано с тем, что во время Наполеоновских войн были заблокированы поставки тростникового сахара из Вест-Индии. Ещё в 1000 году до н. э. в Китае из крахмала (ферментацией риса) получали искусственный подсластитель — дисахарид мальтозу. К концу XVIII в. в Европе было известно, что крахмал можно обработать кислотой и получить сладкое вещество. Именно это позволило К. С. Кирхгофу нагреванием картофельного крахмала с серной кислотой получить сладкое сиропообразное вещество. В результате оптимизации процесса он получил сироп, который кристаллизовался при стоянии. Кроме того, была предпринята попытка прессовать получаемую массу в твёрдый продукт и в таком виде продавать. Однако организовать производство не удалось, поскольку Наполеон потерпел поражение и поставки сахара были восстановлены. Процесс получения глюкозы исследовал французский химик Соссюр. Он выяснил, что крахмал подвергается гидролизу, при котором разрушаются связи между углеводными фрагментами, причём на каждый разрыв расходуется по одной молекуле воды. Также было обнаружено, что конфеты, производимые из сиропов глюкозы, не такие сладкие, как те, что получают из сахарозы. Поэтому в Германии и других странах Европы было организовано производство глюкозы. В то время промышленная глюкоза была недостаточно чистой и получалась в виде сиропов. Её приходилось многократно кристаллизовать из воды или использовать органические растворители. Единственной твёрдой формой, которую выпускали в большом количестве, была литая глюкоза: сироп заливали в формы, где он затвердевал. В 1923 году в США Уильям Б. Ньюкирк (англ. William B. Newkirk) запатентовал промышленный способ получения глюкозы. Этот способ отличался тщательным контролем условий кристаллизации, благодаря чему глюкоза выпадала из раствора в виде чистых, крупных кристаллов. Итак, глюкозу можно получить в промышленности. Гидролизом крахмала: (C6H10O5)n + nH2O t,H+→ nC6H12O6 крахмал глюкоза В лаборатории. Из формальдегида (1861 г А.М. Бутлеров): 6 HCOH Ca(OH)2→ C6H12O6 формальдегид Другие способы. Гидролиз дисахаридов: C12H22O11 + H2O t,H+→ 2C6H12O6 мальтоза глюкоза C12H22O11 + H2O t,H+→ C6H12O6 + C6H12O6 сахароза глюкоза фруктоза Рассмотрим применение глюкозы. Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она подвергается сложным биохимическим превращениям в результате которых образуется углекислый газ и вода, при это выделяется энергия согласно итоговому уравнению: C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + 2800 кДж Так как глюкоза легко усваивается организмом, её используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства при явлениях сердечной слабости, шоке, она входит в состав кровозаменяющих и противошоковых жидкостей. Широко применяют глюкозу в кондитерском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников и т. д.), в текстильной промышленности в качестве восстановителя, в качестве исходного продукта при производстве аскорбиновых и глюконовых кислот, для синтеза ряда производных сахаров и т.д. Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению. На практике используется также спиртовое брожение глюкозы, например при производстве пива. Глюкозу используют при интоксикации (например, при пищевом отравлении и инфекциях), вводят внутривенно струйно и капельно, так как она является универсальным антитоксическим средством. Также препараты на основе глюкозы и сама глюкоза используются эндокринологами при определении наличия и типа сахарного диабета у человека (в виде стресс-теста на ввод повышенного количества глюкозы в организм) Применение полученных знаний Беседа по вопросам: - Какие вещества называют углеводами? - Предложите признак, на основаниии которого этот тип веществ можно разделить на классы. Назовите эти классы. - Почему глюкозу относят к соединениям с двойственной функцией? - При помощи каких реакций можно доказать, что глюкоза альдегидоспирт? - В каких отраслях промышленности применяется глюкоза? Выполните задание номер 1 под буквой а ( стр 93, учебник) 5. Подведение итогов урока. Домашнее задание Глюкоза принадлежит к классу углеводы и является альдегидоспиртом В природе образуется в клетках растений в процессе фотосинтеза. В промышленности глюкозу получают путем гидролиза крахмала. Имеет широкое применение в различных отраслях промышленного производства. Домашнее задание: - выполните письменно в тетрадях задание №1 ( б, в), стр. 93 - подготовьте сообщение по одной из тем: «Производство сахара в России», «Применение целлюлозы» |