Гурткове заняття "Казеїн як основний білок молока. Казеїновий клей"

Про матеріал

Сформувати в учнів знання про казеїн як основний білок молока та основні напрямки використання казеїну, сформувати практичні навички учнів виявлення білків у харчових продуктах; сформувати практичні навички виготовлення казеїнового клею; розкрити значення хімічних процесів у житті людини

Перегляд файлу

Конспект гурткового заняття

Тема: «Казеїн як основний білок молока. Казеїновий клей»

Мета:

навчальна: сформувати в учнів знання про казеїн як основний білок молока та основні напрямки використання казеїну, сформувати практичні навички учнів виявлення білків у харчових продуктах; сформувати практичні навички виготовлення казеїнового клею; розкрити значення хімічних процесів у житті людини;
розвивальна: розвивати логічне та критичне мислення, дослідницькі навички;
виховна: виховувати загальну культуру, світоглядні орієнтири, повагу до науки, розуміння необхідності проведення наукових досліджень та їх значення для існування людства, формувати пізнавальний інтерес до предмета, творче ставлення до практичного використання знань із хімії.

Завдання:

забезпечити сприйняття, осмислення та первинне запам’ятовування учнями матеріалу, що вивчається;
формувати в учнів вміння самостійно застосовувати набуті знання;
ознайомити учнів з методами виявлення казеїну в молоці;
сформувати практичне вміння виготовлення казеїнового клею.

Поняття: білки, амфотерні властивості, казеїн, казеїновий клей.

Тип: формування умінь та навичок.

Методи та методичні прийоми:

– словесні: бесіда, пояснення, розповідь

– практичні: дослід «Виявлення казеїну в молоці», «Виготовлення казеїнового клею».

Обладнання: молоко, дистильована вода, молочна кислота, алюмінієвий галун, нашатирний спирт, бавовняна тканина для фільтрування, сушильна шафа, терези, 4 дерев’яні бруски, хімічні стакани, водяна баня.

Міжпредметні зв’язки: біологія

Література для вчителя:

1. Журнал «Хімія. Позакласна робота» [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://journal.osnova.com.ua/journal/23

2. Клей з молока своїми руками [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.youtube.com/watch?v=epXcVih1Pn0.

3. Степин В. Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии / В.Д. Степин. – М.: Дрофа, 2002. – 432 с.

Література для учнів:

1. Журнал «для учнів – хімія для допитливих» [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://journal.osnova.com.ua/journal/54

2. Журнал «Хімія. Позакласна робота» [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://journal.osnova.com.ua/journal/23

3. Клей з молока своїми руками [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://www.youtube.com/watch?v=epXcVih1Pn0.

Хід уроку

І. Налаштування учнів на роботу (2 хв)

Фронтальна бесіда

Повідомлення теми, мети, завдань заняття.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів (2 хв)

Фронтальна бесіда

1. Які високомолекулярні сполуки можуть утворювати амінокислоти?

2. Який загальний вміст білків у молоці?

3. Вміст якого білка є найбільшим у молоці?

ІІІ. Мотивація (3 хв)

Розповідь

«Молоко – дивовижна їжа, приготована самою природою» (І. Павлов). Найбільш цінним компонентом молока є білки. Основним білком молока є казеїн, який є харчовим білком і виконує в організмі структурну функцію.

Казеїн використовують для виготовлення казеїнового клею. Завдяки походженню, його активно застосовують при виробництві меблів, яка відзначена сертифікатом «екологічно чиста». Крім цього, даний продукт перебуває у складі мастик, шпаклівки та стійких до лугів фарб, активно застосовуються в побуті.

ІV. Вивчення нового матеріалу (45 хв)

На сьогоднішньому занятті ми з вами дізнаємось багато цікавого про казеїн – основний білок молока та спробуємо виготовити з нього клей. Але для цього нам потрібно спочатку виділити казеїн з молока. Оскільки цей процес не відбувається миттєво, ми зараз підготуємо молоко для цього.

Підготовчий етап (проведення дослідження)

А. Кислотне осадження казеїну

Методикання виконання роботи

1. Для досліду відміряти 0,5 л знежиреного молока.

2. Нагріти його на водяній бані до 40 ^оС.

3. Додати 10 мл 10-відсоткового розчину молочної (щавлевої) кислоти і залишити на 30 хв.

Фронтальна бесіда

Поки відбувається процес виділення казеїну, давайте пригадаємо, що таке амфотерні властивості? (здатність взаємодіяти як з основами, так і з кислотами). Казеїн, як і всі білки, містить одночасно і амінні, і карбоксильні групи, отже проявляє властивості амфотерного електроліту.

Пояснення

Використовується казеїн в деяких добавках до раціону, призначених для збагачення останнього білком. Такі добавки часто пропонуються при різних патологічних станах, наприклад при важких опіках, лихоманці або затяжних захворюваннях. Казеїн знаходить різноманітне застосування в промисловості. Його використовують як водостійку речовину, що забезпечує адгезію клею на склеюваних поверхнях, як зв'язуючу речовину в виробництві клейових фарб і при проклеювання паперу, а також як стабілізатор в різних емульсіях. Обробляючи казеїн формальдегідом, можна отримати пластик, з якого раніше виготовляли гудзики та щітки.

Клей, виготовлений з казеїну, користується популярністю в меблевій промисловості, а також в будівельних галузях, на виробництвах деревообробної промисловості. Настільки популярний в багатьох галузях виробництва, клей, як і будь-який інший продукт, має свої плюси і мінуси. Безперечною перевагою є те, що з допомогою казеїнового клею вдається надійно склеювати майже всі види поверхонь. Крім цього, він характеризується високою надійністю особливо при склеюванні дерев'яних поверхонь. До позитивних характеристик також можна віднести відсутність шкідливих виділень, що і зробило його незамінним компонентом при виробництві екологічно чистих продуктів. Перевагою казеїнового клею є його походження. У сухому вигляді він прекрасно зберігає свої властивості протягом 1 року.

До недоліків казеїнового клею відносять:

- необхідність додаткової операції у приготуванні клею: щоб казеїн прийняв консистенцію клею, порошок потрібно розбавити водою до стану сметани; процес перемішування займає досить тривалий час, використовувати клей потрібно протягом 1 години – за цей час потрібно встигнути нанести його на обидві поверхні, з'єднати їх, дати клею трохи підсохнути, після чого міцно притиснути і поставити під прес;

- необхідність додавання алюмінієвих галунів, щоб надати казеїновому клею підвищеної стійкості і стійкості до впливу води і високої температури. Мінус такого клею полягає в його тривалому процесі висихання, в процесі якого може утворюватись цвіль внаслідок уповільненого випаровування рідини. Тому в клей, як правило, додають антисептик, в якості якого виступає нашатирний спирт.

- сліди залишків клею на деревині, які стають з часом помітними навіть неозброєним оком. Саме тому його не застосовують для склеювання світлих матеріалів, а також тонких фанерних і тканинних елементів.

Ну що ж, ви вже дізнались з чого виготовляють казеїновий клей, де його застосовують, а зараз спробуємо його виготовити власноруч. Давайте поглянемо чи осадився казеїн.

Проведення дослідження

Б. Очищення казеїну

Методика виконання досліду

1. Казеїн, що виділився, віджимаєм через полотняну тканину.

2. Щоб видалити повністю сліди кислоти, білок неодноразово промиваєм водою.

3. Для видалення слідів жиру в казеїні, до нього доливаєм 25 мл води і нагріваєм на водяній бані протягом 10 хвилин.

4. Потім воду зливаєм, віджимаєм казеїн через полотно і при температурі 60 °С сушим у сушильній шафі.

5. Висушений казеїн охолоджуєм протягом 5-10 хв.

Який колір має сухий порошок казеїну? ( сірий)

Фронтальна бесіда

Зараз ми з вами поділимось на 2 групи і кожна буде виготовляти клей по своїй методиці (табл. 1). Потім ми спробуємо склеїти 2 дерев’яні поверхні між собою.

Проблемне запитання

Як ви думаєте який клей, виготовлений першим чи другим способом, буде міцніше та надійніше склеювати поверхні? (припущення учнів)

Ну що ж, давайте перевіримо хто з вас правильно міркував. Кожна група зараз виготовить клей, але перед цим потрібно пригадати, протягом якого часу можна використовувати свіжоприготовлений казеїновий клей? (використовувати клей потрібно протягом 1 години)

В. Виготовлення казеїнового клею

Таблиця 1

Методика виготовлення казеїнового клею

Перша група	Друга група
1. До отриманого сухого казеїну додати 10 мл води.	1. До отриманого сухого казеїну додати 10 мл води, 2 г алюмінієвого галуна і 1 мл NH₄OH.
2. Перемішати до консистенції сметани	2. Перемішати до консистенції сметани

Ось ми і отримали клей. Зараз кожна група візьме по 2 дерев’яні брусочки і спробує склеїти їх за допомогою казеїнового клею.

Г. Склеювання дерев’яних поверхонь

Методика виконання роботи

1. Нанести клей на поверхню обох брусків.

2. З'єднати їх, почекати 2-3 хв, щоб клей встиг трохи підсохнути.

3. Міцно притиснути поверхні та поставити під прес на 15-20 хв.

А зараз давайте подивимось, чи вдалось склеїти поверхні та в якому випадку склеювання більш надійне: 1 (казеїн + вода) чи 2 (казеїн + вода + алюмінієвий галун + нашатирний спирт)? (відповіді учнів)

V. Узагальнення та систематизація знань (4 хв)

Фронтальна бесіда

1. Які функціональні групи входять до складу казеїну?

2. Де використовується казеїновий клей?

3. Для чого 2 група при виготовленні казеїнового клею додавала нашатирний спирт?

VI. Підсумки (3 хв)

Фронтальна бесіда

Давайте поділимось враженнями, закінчивши речення:

1. Для мене сьогодні новим було…

2. Ще б я хотів дізнатися про…

3. Мені не сподобалось…

4. Найбільше мене вразило…