Вуглеводи: глюкоза, сахароза, крохмаль, целюлоза. Молекулярні формули, фізичні властивості, поширення і утворення в природі.

Дата____/____/_____                  Клас  9             ПІБ вчителя Андрієвська Л. Г.

Урок 53

Тема. Вуглеводи: глюкоза, сахароза, крохмаль, целюлоза. Молекулярні формули, фізичні властивості, поширення і утворення  в природі.

Цілі:

-   Формування ключових компетентностей:

-   саморозвитку й самоосвіти — створення проблемних ситуацій;

-   інформаційної — вміння робити короткий раціональний запис, робити висновки та узагальнення.

-   Формування предметних компетентностей: : дати поняття про оксигеновмісні органічні сполуки—вуглеводи, їх поділ на групи, поширення в природі; забезпечити репродуктивне засвоєння учнями понять теми, встановити ступінь усвідомлення учнями нового матеріалу; удосконалювати володіння прийомами розумової діяльності; виховувати працелюбність, сприяти розвитку екологічної культури учнів.

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань та навичок.

Обладнання. Таблиці «Поширення вуглеводів у природі».

Девіз: «Навчаємось не задля школи, а для життя»  Сенека (давньогрецький філософ)

Хід уроку

І. Організаційний етап.

Привітання. Використовуємо інтерактивний прийом «Я вітаю…»

ІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Постановка проблемного питання.

     Чому без зелених рослин життя на нашій планеті  було б неможливим ?         ( Весь кисень, що міститься в повітрі і використовується живими істотами для дихання,  вироблений зеленими рослинами під час фотосинтезу )

     Які речовини утворюються  під час фотосинтезу ? ( Кисень і  глюкоза )

     Глюкоза належить до класу органічних сполук – вуглеводи.  Сьогодні ми вивчаємо саме їх.

ІІІ.   Вивчення нового матеріалу.

План.

1. Поняття про вуглеводи.

2. Глюкоза: молекулярна формула, поширення в природі.

3. Сахароза: молекулярна формула, поширення в природі.

4. Крохмаль: молекулярна формула, поширення в природі.

5. Целюлоза: молекулярна формула, поширення в природі.

1. Назва «вуглеводи» виникла тому, що перші вивчені представники цього класу сполук складалися з карбону (вуглецю) і води. Склад їх виражався загальною формулою Cn(H2O)n. Пізніше було знайдено вуглеводи, що не відповідають цій формулі, але безперечно, за іншими ознаками належать до вуглеводів.

Вуглеводи становлять незначну частину загальної сухої ваги тканин людського організму — не більш ніж 2 %,  у тваринних клітинах – близько 1 %  сухої маси, в клітинах печінки та м`язів – до 5 % . У рослинах їх значно більше – майже 70 %,  у бульбах картоплі – 90 %. Вуглеводи виконують в організмі цілу низку життєво важливих функцій.

За складом вуглеводи поділяються:

Вуглеводи
Моносахариди	Дисахариди	Полісахариди
Глюкоза, фруктоза	Сахароза	Крохмаль	Целюлоза
С6Н12О6	С12Н22О11	(С6Н10О5)n	(С6Н10О5)n

В класі сформовано чотири групи, які  розробили і оформили наукові проекти по таких темах:

      1 група. Моносахариди. Глюкоза.

      2 група. Дисахариди. Сахароза. Виробництво цукру.

      3 група. Полісахариди. Крохмаль, целюлоза.

      4 група. Біологічне значення глюкози .

Захист проектів.

Моносахариди. Глюкоза.

 У результаті фотосинтезу з вуглекислого газу і води в зелених рослинах утво­рюється глюкоза С₆Н₁₂О₆.

                                           світло

6СО₂ + 6Н₂О   →    С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

                                         хлорофіл

                                          зелених

                                          рослин

Глюкоза належить до класу органічних сполук, які називаються вуглеводами.

 

Глюкоза - моносахарид С₆Н₁₂О₆ - безбарвна кристалічна речовина, добре роз­чинна у воді, солодка на смак.

У вільному стані вона міститься в багатьох фруктах, зокрема у винограді (звідси назва глюкози - виноградний цукор), у меду, є вона в коріннях, листках і квітках рослин, у крові людини і тварин (близько 0,1%).

Дисахариди. Сахароза. Виробництво цукру.

 Сахароза - дисахарид С₁₂Н₂₂О₁₁ - безбарвна кристалічна речовина, солодка на смак, добре розчинна у воді.

У промисловості сахарозу виробляють із соку цукрової тростини (вміст 14 -16%), цукрового буряку (16 - 21%) та деяких інших рослин, наприклад, канад­ського клену, земляної груші.

Екскурсія по цукровому заводу:

 Вступна бесіда директора заводу.

Сахароза (буряковий або тростинний цукор) - цінний харчовий продукт. Близько половини необхідних кало­вій людина отримує з вуглеводами, з них 1/3 — з цукром. Цукор міститься в багатьох плодах і ягодах. Найбільше його містять цукрові буряки, стебла цукрової тростини, виноград, сок берези, багато плодів і овочів.

Цукрову сировину, як відомо, пере­робляють цукрові заводи, на яких працює понад тисячу робітників різ­них спеціальностей, які потребують ґрунтовних знань з хімії. І сьогодні ви відвідаєте один з таких заводів.

Історія виникнення цукрового виробництва (робітники заводу).

Сахароза у вигляді тростин­ного цукру була відома у стародавні часи і використо­вувалася як лікувальний засіб. Батьківщиною цукру вважають Індію. Перші відомості про цукор в Європі з'явилися після того, як воїни армії Олександра Македонського (327 р. до н. є.) повернулися з Індії. Вони роз­повідали «про рід тростини, яка дає речовину, що нагадує собою мед, до якого бджола не має ніякого відно­шення».

У VIII—IX ст. н. є. араби культивують цукрову тростину в Єгипті, Сирії та Іс­панії і торгують цукром (арабськ. — суккар). У цей час цукор в Європі — ду­же рідка і дорогоцінна речовина; ним користуються лише дуже багаті люди, та й те здебільшого під час хвороби.

    З XV ст. цукрова тростина починає культивуватися в колоніях португаль­цями і голландцями. У Європі цукор-сирець із цукрової тростини з'явився в XVI ст., а з цукрового буряку був виділений уперше в середині XVIII ст.

    У 1747 році німецький хімік Маркграф встановлює, що в коренях цукрових буряків вміст цукру досягає 6%. У 1799 р. учень Маркграфа Ашар відкриває пер­ший цукробуряковий завод, який, проте, незабаром змушений припини­ти своє існування через недоскона­лість технологічного процесу (цукор був нечистий і гіркуватий).

Властивості сахарози (хімік - технолог).

Екскурсія закінчується в лабо­раторії заводу, хімік-технолог розкаже вам про сахарозу.

  Будова. Сахароза має брутто-формулу С₁₂Н₂₂О₁₁.  Молекула сахарози складається із за­лишків глюкози (циклічна а-форма) та фруктози, сполуче­них між собою атомами Оксигену.

  Фізичні властивості. Сахаро­за - безбарвна, кристалічна, оптично активна речовина, розчинна у воді, со­лодка на смак. У подрібненому стані вона має білий колір. Температура плавлення становить 111°  С. Під час нагрівання до 190-200° С кристали плавлять­ся, розплавлена маса після застигання утворює карамель.

            

Полісахариди.  Крохмаль, целюлоза.

Крохмаль — полісахарид (С₆Н₁₀О₅)_n. Це природний полімер, що синтезується в рослинах з глюкози за реакцією:

nС₆Н₁₂О₆ → (С₆Н₁₀0₅) _n  +  nН₂O.

Крохмаль - білий аморфний порошок. У холодній воді нерозчинний, осідає на дні посудини, у гарячій набрякає, утворюючи клейстер.

Відкладається у бульбах, у коренях, зерні рослин (у картоплі - 20%, у зернах пшениці - 70%, рису - 80%).

 Целюлоза —полісахарид (С₆Н₁₀О₅)_n - біла волокниста речовина, нерозчинна у воді. Є основною складовою частиною оболонок рослинних клітин. Найбільше її у волокнах бавовни (до 98%), льону та коноплі. У деревині міститься 50% целюло­зи.

                                             Наскрізна змістова лінія   Здоров’я і безпека.

Біологічне значення глюкози для організму

Глюкоза віді­грає важливу роль у житті людини, ос­кільки є джерелом енергії в організмі. М'язова робота головним чином вико­нується за рахунок енергії, яка виділя­ється при окисненні глюкози. Сумарний процес можна виразити рівнянням: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 ↑ + 6H2O

    Нестача певних органічних сполук у нашій їжі деякою мірою компенсу­ється надлишком інших. Так, части­на вуглеводів, які знаходяться в орга­нізмі, може перетворюватися на жири (в організмі йде і зворотний про­цес — перетворення жирів на вугле­води).

    Порушення вуглеводного обміну у зв'язку з порушеннями у роботі підшлункової залози викликає тяж­ке захворювання — цукровий діа­бет

                                Наскрізна змістова лінія Громадянська відповідальність.

Застосування глюкози

      Так як глюкоза легко засвоюється організмом, її використовують в медицині для підтримання життєдіяльності ослабленого організму в якості укріплюючого лікувального засобу при явищах серцевої недостатності, вона входить до складу кровозамінників та протишокових рідин. Її розчин уводять прямо в кров, оскільки саме вона переносить глюкозу до клітин.

-         Широко застосовують глюкозу в кондитерській промисловості – виготовлення мармеладу, карамелі, печива.

-          Використовують для сріблення дзеркал та ялинкових іграшок.

-         В текстильній промисловості в якості відновника.

-         Для оброблення тканин і шкір.

-         Реакцію взаємодії глюкози з купрум (ІІ) гідроксидом використовують для виявлення цукру в сечі.

-         Велике значення мають процеси бродіння глюкози. При квашенні капусти, огірків, скисанні молока відбувається молочнокисле бродіння, таке ж як при силосуванні кормів. Якщо силосна маса недостатньо втрамбована, то під впливом повітря відбувається маслянокисле бродіння і корм стає непридатним.

-         На практиці використовують також спиртове бродіння глюкози при виробництві пива.

Цікаві факти.

1. В організмі деяких ропух глюкоза знайшла собі досить цікаве засто­сування. У зимовий період інколи можна знайти  ропух,  вмерзлих у крижані брили, але після розмерзання земноводні оживають. Як цим тваринам не вдається не замерз­нути на смерть?

Виявляється, з початком холодів у крові ропух кількість глюкози збіль­шується в 60 разів. Це заважає утво­ренню всередині організму кристаликів льоду.

2. Герої роману Жюля Берна «Діти капі­тана Гранта» тільки зібрались повече­ряти м'ясом гуанако, як раптом з'ясу­валося, що воно зовсім неїстівне. Можливо, воно надто довго збері­галося? — спантеличено спитав один з них. Ні, воно, на жаль, надто довго біг­ло! — відповів Паганель.

М'ясо смачне лише тоді, коли твари­на убита під час відпочинку, але, якщо за нею тривалий час полювати і тва­рина довго біжить, тоді її м'ясо неїстівне.

Коли клітина дихає киснем, глюкоза «згоряє» в ній, перетворюючись на воду та вуглекислий газ, з виділенням енергії. Припустімо, тварина довго біжить. Кисень не встигає потрапляти в клі­тини м'язів. А проте клітини «задиха­ються» не відразу. Починається ціка­вий процес — гліколіз (це означає «розщеплення цукру»). Під час роз­паду глюкози утворюється не вода та вуглекислий газ, а більш складна речовина. Чим більше молочної кислоти нако­пичується у м'язах, тим тварина від­чуває більшу стомленість. Нарешті, всі запаси глюкози у м'язах витрача­ються. Необхідно відпочити, «пере­вести дух», поповнюючи киснем кров. Саме молочна кислота зробила недобрим м'ясо тварини, підстреле­ної героями Жюля Верна.

 ІV.  Узагальнення й систематизація знань учнів.

1. Вставте в текст пропущені слова (індивідуальна робота з картками):

а) Молекулярну формулу С₆Н₁₂О₆  має ... .

б) Крохмаль є природним ... , молекула якого складається з окремих ланок ... .

в) Сахароза входить до складу ... (16-20 %) і ... (14-26 %).

г) ... являє собою волокнисту речовину, нерозчинну ні у воді, ні у звичайних органічних розчинниках.

2. Фронтальна бесіда.

Запитання для бесіди:

а) Як класифікуються вуглеводи?

б) Які фізичні властивості глюкози і сахарози?

в) Що спільного у: цукрового буряка, цукрового очерету, соку моркви, дині, берези?

г) Де в природі поширена целюлоза?

V. Домашнє завдання.

1. Опрацювати матеріал підручника.

2. Скласти сінквейн про вуглеводи.

Список використаних джерел :

1. Хімія.7 - 9 класи – Програма для загальноосвітніх навчальних закладів. Хімія. 7-9 класи (оновлена), затверджена наказом МОН України від 07.06.2017 № 804. (http://mon.gov.ua/activity/education/zagalna-serednya/navchalni-programi-5-9-klas-2017.html)

2. Критерії оцінювання навчальних досягнень учнів у системі загальної середньої освіти,— К.; Ірпінь, 2004,— 176 с.

3. Державний стандарт  Постанова Кабінету Міністрів України від 23 листопада 2011 року № 1392 «Про затвердження Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти».

4. Савчин М. М., Ковальчук Н. І. Хімія. Вимірник навчальних досягнень. Діагностично-тренувальні завдання. 9 клас,— Л.: ВНТЛ-Класика, 2004,— 336 с.

5. Ярошенко О. Новицкая В. И. Задания и упражнения по химии: Учебное пособие для средних школ,— К.: Станица, 1997,— 180 с.

6. http://www.chem.asu.ru

7. http://www.nanoworld.org.ru

Додатковий матеріал.

 Як виявити фальсифікований мед ?

До меду можуть бути домішані крейда, цукор, картопляне й кукурудзяне борошно. Щоб виявити їх досить взяти трохи меду в яку-небудь посудину, залити його дистильованою водою . Домішки залишаться на дні посудини або зверху розчину.

Борошно і крохмаль легко виявити за допомогою йодної проби. Для цього у розчин меду в дистильованій воді треба додати 1-3 краплі йоду. Синє забарвлення розчину свідчить про вміст у меді домішок.

Домішки крейди визначають, додавши у водний розчин меду кілька крапель кислоти або оцту. Спостерігається скипання.

Крохмальну патоку легко виявити за зовнішнім виглядом, за клейкістю і відсутністю кристалізації.

Про вміст цукрового сиропу ( звичайного цукру) в меді свідчить утворення білого осаду - аргентум хлориду при додаванні у водний розчин його 5-10% розчину ляпісу. Можна використати інший спосіб: до 5 мл 20% водного розчину меду додати 2,5 г плюмбум ацетату і 22,5 мл метилового спирту . Якщо в меді є цукор , на дно посудини випадає жовто-білий осад.