Конспект уроку "Класифікація вуглеводів, їх утворення й поширення у природі. Глюкоза: молекулярна формула та її відкрита форма. Хімічні властивості глюкози"

Департамент освіти і науки Сумської обласної державної адміністрації

Навчально-методичний центр професійно-технічної освіти в Сумській області

Державний навчальний заклад «Білопільське вище професійне училище»

 

 

 

 

 

 

 

 

Розробка уроку з предмета «Хімія» з теми

«Класифікація вуглеводів, їх утворення й поширення у природі. Глюкоза: молекулярна формула та її відкрита форма. Хімічні властивості глюкози»

викладача Дубовик Аліни Анатоліївни

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема: Оксигеновмісні органічні сполуки.

Тема уроку: Класифікація вуглеводів, їх утворення й поширення у природі. Глюкоза: молекулярна формула та її відкрита форма. Хімічні властивості глюкози.

Мета:

• освітня: вдосконалити попередньо здобуті знання про вуглеводи, опанувати їх класифікацію та поширення; навчити складати молекулярну формулу глюкози та її відкриту форму, пояснити їх особливості; ознайомити з фізичними та хімічними властивостями; на прикладі глюкози закріпити знання учнів про якісні реакції на багатоатомні спирти та альдегідну групу.
• розвивальна: розвивати пізнавальний інтерес, вміння спостерігати, аналізувати та порівнювати; на основі демонстраційних дослідів робити висновки про властивості речовин; розвивати вміння з користю  застосовувати сучасні смартфони під час навчання.
• виховна: виховувати в учнів розуміння важливості знань про вуглеводи в житті кожної людини.

Тип уроку: комбінований.

Форми і методи роботи: розповідь, «хмарина слів», проблемне питання, бесіда, використання смартфонів (сканер QR-кодів), робота з підручником, заповнення таблиці, асоціативний кущ, демонстраційні досліди, перегляд відео, тестування.

Матеріали і обладнання: штатив із пробірками, пробіркотримач, шпатель, щіпці, піпетка, спиртівка, сира картопля, хліб, макаронні вироби, варений яєчний білок, спиртовий розчин йоду, глюкоза, натрій гідроксид, купрум сульфат, вода.

Засоби навчання: смарт-телевізор, підручник (https://drive.google.com/file/d/1K1wDdYCl8s2zDKrHz89pEzKoTsKjRPLR/view?usp=sharing),  робочий зошит, смартфон.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, уміння вчитися впродовж життя, основні компетентності у природничих науках і технологіях, інформаційно-цифрова компетентність, екологічна грамотність і здорове життя.

Предметна компетентність: сформувати предметну компетенцію учнів під час вивчення теми «Вуглеводи», класифікувати вуглеводи, записати їх формули та поширення, зосередити увагу на  фізичних та хімічних властивостях.

Наскрізні змістові лінії: здоров’я і безпека, екологічна безпека і сталий розвиток (реалізуються через розуміння біологічного значення вуглеводів для харчування людини, наслідків неправильного їх споживання).

Очікувані результати: здобувачі освіти наводять приклади вуглеводів і їх назви, поширення у природі та харчових продуктах; класифікують вуглеводи; складають молекулярну та структурну формули глюкози (відкрита форма); характеризують фізичні та хімічні властивості глюкози; вміють виявляти наявність глюкози; дотримуються правил безпечного поводження з органічними речовинами; роблять висновки про властивості глюкози.

Міжпредметні зв’язки: біологія та екологія, природознавство, професійна спрямованість.

Базові поняття та терміни: вуглеводи, глюкоза.

Підручник: Хімія (рівень стандарту): підручник для 10 класу закладів загальної середньої освіти / О. Г. Ярошенко. — К. : УОВЦ «Оріон», 2018. — 208 с.

Хід уроку

І. Організаційний етап.

Привітання, перевірка присутності та готовності учнів до уроку (викладач перевіряє наявність робочих зошитів та підручників). Здобувачі освіти отримують картку самооцінювання, https://drive.google.com/file/d/1Bvyn8agFA26Pw_soXEur-8-koxGCxoFw/view?usp=sharing

де під час уроку будуть записувати отримані бали за виконані завдання.

Викладач. Звертаю вашу увагу на те, що картка самооцінювання містить в собі чотири види діяльності, за які ви зможете отримати бали. Будьте відповідальні при виставленні оцінок, уважно читайте критерії.

ІІ. Актуалізація опорних знань здобувачів освіти.

Викладач. На минулому уроці ми з вами вивчали цікаву інформацію, давайте пригадаємо, як саме звучала тема уроку? (Учні пригадують та називають тему попереднього уроку «Жири як представники естерів. Класифікація жирів, їхні хімічні властивості»).

Давайте за допомогою «хімічної колби» повторимо основні поняття минулого уроку.

Хмарина слів. На зображенні колби (зображення виводиться на екран телевізора https://drive.google.com/file/d/167FimuyD4zGJrM-i6vp9G-AED-fYvut3/view?usp=sharing) учні знаходять певні терміни та поняття. Необхідно дати визначення, опис або характеристику того слова, яке учень побачив найпершим. Вправа завершується після того, як всі терміни будуть озвучені.

Викладач. Молодці! Вправно виконали це завдання. Оцініть свої досягнення від 1до 3 балів в картці самооцінювання.

Тепер ми з вами переходимо до наступного, не менш цікавого матеріалу.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Викладач. Зараз я сформую запитання для вас. Уважно послухайте та дайте відповідь.

Проблемне питання. Що об’єднує між собою сиру картоплю, хліб та макаронні вироби?

(Учні пропонують різні варіанти відповідей, адже з курсу біології вони вже знайомі з вуглеводами. Для того, щоб наочно продемонструвати хімічну спорідненість, виконаємо демонстраційний дослід).

 Візьмемо шматочок сирої картоплі, білий хліб, декілька штук макаронних виробів (можна різних форм та виробників). А також для порівняння – варене куряче яйце (білок).

На кожен об’єкт додаємо краплинку йоду та спостерігаємо за зміною його забарвлення на темний фіолетовий колір у всіх, окрім яйця.

Сира картопля, макарони та хліб після додавання краплинки спиртового розчину йоду: https://drive.google.com/file/d/1xeXL8GD2SgLDUsvDcCLZoirW2LLBwrfA/view?usp=sharing)

Варене яйце після додавання краплинки спиртового розчину йоду: https://drive.google.com/file/d/1FJuBaFfgVU_PJbQ0itftcpbRiH4Vcowz/view?usp=sharing

Здобувачі освіти формують висновок. (Картопля, хліб та макарони мають в своєму складі крохмаль, який і спричиняє зміну забарвлення краплинки йоду. З яйцем даної зміни не спостерігаємо, бо крохмаль відсутній.)

Викладач. Отже, всіх представників об’єднує наявність крохмалю, бо ми побачили однакову зміну кольору. Крохмаль є одним з багатьох  представників, що  відноситься до вуглеводів.

І саме сьогодні на уроці, ви навчитесь наводити приклади вуглеводів і їх назви; зможете класифікувати вуглеводи, складати молекулярну та структурну формули глюкози (відкрита форма); характеризувати фізичні та хімічні властивості глюкози, її поширення у природі та харчових продуктах; дізнаєтесь про методи виявлення наявності глюкози.

IV. Вивчення нового матеріалу

Викладач. В 9 класі з предмета «Біологія» ви розглядали загальну  тему «Хімічний склад клітини». І саме на тих уроках вивчали властивості вуглеводів та їх біологічну роль. Сьогодні ми продовжимо вдосконалювати та розширювати знання з цієї теми.

Вуглеводи належать до класу оксигеновмісних органічних речовин. Запишемо визначення, що таке вуглеводи.

Вуглеводами називаються сполуки із загальною формулою C_n(H₂O)_n, з чим і пов’язана їхня назва – вуглець (С) і вода (H₂O).

У подальшому були відкриті нові вуглеводи, які не відповідали даній формулі, але загальна назва «вуглеводи» все одно збереглася.

Вуглеводи - найпоширеніші органічні сполуки в природі. Вони становлять близько 80 % від сухої маси рослин і 2-3 % від сухої маси тварин. Єдине джерело вуглеводів у природі - це рослини, саме вони синтезують вуглеводи в процесі фотосинтезу. Цей термін ви вже розглядали на уроках природознавства та біології. Пригадаємо рівняння реакції фотосинтезу.

Вода + Вуглекислий газ + Сонячна енергія > Вуглеводи + Кисень

А ось такий вигляд має формула хімічної реакції фотосинтезу:

6Н₂О  +6СО₂   ^{Сонячна енергія}     С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

У такий спосіб рослини запасають енергію сонця у вигляді енергії хімічних зв'язків у сполуках.

Викладач. Сьогодні на уроці ми з вами будемо використовувати мобільні телефони, адже це цінний ресурс для здобуття нових знань, умінь та навичок. Тому прошу вас налаштувати в телефоні програму для зчитування QR-кодів. Якщо така відсутня, то ми перейдемо за посиланням та відкриємо файл.

Класифікація вуглеводів.

https://drive.google.com/file/d/1inOAdbQR-oi982FqLBYRD9HGLE9JaepM/view?usp=sharing

Викладач. Звертаю вашу увагу, тема вуглеводів винесена на зовнішнє незалежне оцінювання як з хімії, так і з біології! Тому, щоб краще засвоїти ці знання, пропоную заповнити таблицю (роздатковий матеріал) та вклеїти її в робочий зошит. А  допоможе нам в цьому  підручник (параграф 19 ст.112-114) та відсканований файл. На виконання завдання ви маєте 5 хвилин. (Учні самостійно заповнюють таблицю.)

Таблиця

Вуглеводи	Приклади (назви та формули)	Поширення
Моносахариди – це __ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________	Глюкоза – __________	Виноградний цукор. Міститься майже в усіх органах рослин, входить до складу тваринних організмів. Її масова частка у крові людини становить близько 0,1 %.
	___________ – С6Н12О6	Натуральний замінник цукру, міститься в солодких плодах.
	____________–  С5Н10О5	Входить до складу РНК.
	Дезоксирибоза – ______	______________________ ______________________
Олігосахариди, що утворені з двох моносахаридів, називаються ________ ___________________	Сахароза – __________	Тростинний або буряковий цукор.
	Лактоза – С12Н22О11	Молочний цукор.
	Мальтоза – С12Н22О11	Солодовий цукор.
_______________ - це природні полімери, у молекулах яких міститься від 10 до 5000 залишків молекул глюкози. Утворені із залишків молекул глюкози, які відрізняються сполученням один з одним і ступенем полімеризації.	___________– (С6Н10О5)n	Резервна поживна речовина рослин, міститься в клітинах у вигляді крохмальних зерен.
	___________– (С6Н10О5)n	Утворює клітинну стінку рослин. Є основою бавовняних тканин, паперу, штучного шовку.
	___________– (С6Н10О5)n	Це головний енергетичний і вуглеводний резерв людини та тварин.

Викладач. Тепер проведемо самоперевірку. Порівняйте свої відповіді із вірно заповненою таблицею. https://drive.google.com/file/d/1MFP5irOskPjQlMnG8bnEtJt1vpi_OZTF/view?usp=sharing

Оцініть правильність виконання завдання та занесіть результат в картку самооцінювання. Якщо табличка заповнена вірно, без помилок – 3 бали, є недоліки, несуттєві неточності – 2 бали, якщо заповнено менше половини таблиці – 1 бал.

Фізичні властивості та структурна формула глюкози (відкрита форма).

Викладач. Тепер, розуміючи загальну класифікацію вуглеводів, розглянемо фізичні властивості моносахаридів на прикладі глюкози. Глюкоза, яка вона? Запишемо до робочого зошита у формі асоціативного куща.

 

Асоціативний кущ.

 

 

 

 

 

 

Цікава інформація. Викладач. Глюкоза є біологічно активною  речовиною. Потрапляючи в організм, вона всмоктується в кров, яка доставляє її до органів. У здоровому організмі за участю гормонів інсуліну та глікогену підтримується постійний рівень цієї речовини в крові.   Надлишок глюкози відкладається у вигляді глікогену в печінці та м’язах або перетворюється в жир. Негативні наслідки спостерігаються  за нестачі глюкози в організмі. Він виснажується, знижується імунітет.

Джерелами швидких вуглеводів є сахароза, фруктоза і глюкоза — у список продуктів, що містять такі вуглеводи, входить як звичайний столовий цукор, так і більшість солодких фруктів. При вживанні в їжу вони швидко підвищують рівень інсуліну в крові, що може мати негативні наслідки. Подібні продукти харчування заборонені діабетикам, а також можуть спричинити набір зайвої ваги.

Добова норма вуглеводів становить близько 50% від сумарної калорійності харчування. Проте ключову роль відіграє те, які саме вуглеводні продукти вживаються в їжу. Наприклад, порція гречки містить стільки ж вуглеводів, скільки склянка коли або іншої солодкої газованої води - при цьому очевидно, що гречка набагато корисніше для здоров’я!

Молекулярна формула глюкози - С₆Н₁₂О₆, але існує структурна формула у двох формах: відкрита та циклічна. Порівняймо їх.

 

 

 

Відкрита форма

 

 

 

 

Циклічна форма

 

 

Структурна формула глюкози (відкрита форма) свідчить, що молекула цієї речовини містить одну альдегідну й п’ять гідроксильних груп. Тому її інколи називають багатоатомним альдегідо-спиртом.

У відкритій формі існує близько 2% молекул глюкози у водному розчині. У кристалах глюкоза існує тільки в циклічній формі.

Хімічні властивості глюкози.

Інструктаж із безпеки життєдіяльності. (Звертаємося до стенду в кабінеті хімії та повторюємо правила поводження учнів під час проведення хімічних дослідів.) https://drive.google.com/file/d/1uLkl8C0b8hYHZJa8ZgC5sf2B_PCH-Vw3/view?usp=sharing

Викладач. Як ми вже з’ясували, глюкоза має дві різні характеристичні групи, а отже виявляє хімічні властивості двох класів сполук – альдегіди та спирти (багатоатомні спирти). Для доведення та перевірки хімічних властивостей нам необхідно виконати лабораторний дослід 2 «Окиснення глюкози свіжоодержаним купрум(ІІ) гідроксидом» (здобувачі освіти отримують інструктивні картки для заповнення власних спостережень)

https://drive.google.com/file/d/1UBSgeXGWnEU_8cVkdPcpmhZiE4g7RUB_/view?usp=sharing

Лабораторний дослід. Реакція за участю гідроксильних груп (на прикладі взаємодії з купрум(ІІ) гідроксидом).

(Проводимо дослід за умовою, яка наявна у інструктивній картці. Здобувачі освіти поступово записують власні спостереження та відповідають на запитання.)

1) 2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

блакитний осад

 

2) 2Cu(OH)₂+ C₆H₁₂O₆ → 2CuOH + H₂O + C₆H₁₂O₇

синій розчин

Викладач. Осад зникає, а розчин стає яскраво синім. Порівняйте отриманий результат із малюнком 29 підручника. Це доводить, що глюкоза є багатоатомним спиртом за рахунок наявності гідроксильних груп.

Часткове окиснення купрум (ІІ) гідроксидом.

Викладач. Якщо отриманий (з попереднього досліду) блакитний осад купрум(ІІ) гідроксид підігріти, отримаємо розчин оранжевого кольору. Це свідчить про наявність альдегідної групи.

1) C₆H₁₂O₆ + 2Cu(OH)₂ → C₆H₁₂O₇ + Cu₂O + 2H₂O

                                                       глюконова кислота

 Викладач. Тепер оцініть свій результат, виставте оцінку до картки самооцінювання та в кінці уроку здайте картки викладачу.

 А ми продовжуємо далі розглядати, які ж існують цікаві досліди за участю глюкози.

 Демонстраційний дослід. Часткове окиснення аргентум (І) оксидом (реакція «срібного дзеркала»). (Віртуально)

Викладач. Глюкоза, як і альдегіди, окиснюється амоніачним розчином аргентум(І) оксиду, внаслідок чого виділяється срібло й утворюється глюконова кислота.

C₆H₁₂O₆ + Ag₂O = C₆H₁₂O₇ + 2Ag

Перегляньмо відео за посиланням: https://drive.google.com/file/d/1DlX0c2u_kmY6kkrze5Rl7arsVqhkmtRb/view?usp=sharing

 Спиртове бродіння глюкози (теоретично).

Відбувається під дією ферментів дріжджових грибів. У результаті реакції утворюється етанол та вуглекислий газ.

  1) С₆Н₁₂О₆ ^{ферменти дріжджів} 2С₂Н₅ОН + 2СО₂↑                

Молочнокисле бродіння (теоретично).

 Відбувається під впливом ферментів молочнокислих бактерій, продуктом реакції є молочна кислота.

1) С₆Н₁₂О₆ ^{ферменти}      2С₃Н₆О₃

V. Закріплення та узагальнення вивченого матеріалу

Викладач. Ви дізналися на уроці багато інформації про вуглеводи, тому пропоную дати відповіді на тестові запитання за допомогою ваших універсальних кодів.

(Проводиться тестова перевірка засвоєння знань за допомогою застосунку «Plickers» (програма для швидкого тестування учнів за допомогою універсального QR-коду та сканування відповідей камерою телефону)). Тестові завдання:

https://drive.google.com/file/d/12NjeoPcCghGnytZbsunlxC7VA5lRlbrH/view?usp=sharing

1. До якого класу органічних сполук належать вуглеводи?

A) Нітрогеновмісні

B) Оксигеновмісні

C) Кислоти

D) Вуглеводні

2. Назвіть формулу глюкози

A) С₆Н₁₀О₅

B) С₁₂Н₂₂О₁₁

C) С₆Н₁₂О₆

D) С₅Н₁₀О₅

3. За класифікацією крохмаль відносять до …

A) Полісахаридів

B) Дисахаридів

C) Моносахаридів

D) Олігосахаридів

4. Лактоза – С₁₂Н₂₂О₁₁ – це …

A) Виноградний цукор

B) Солодовий цукор

C) Тростинний цукор

D) Молочний цукор

5.  Яка з фізичних властивостей не притаманна глюкозі?

A) Без запаху

B) Кристалічна речовина

C) Погано розчинна у воді

D) Солодка на смак

6. Яка з формул є відкритою формою глюкози?

7. Якщо до купрум (ІІ) гідроксиду додати глюкозу, утвориться розчин якого забарвлення?

A) Прозорий

B) Синій

C) Рожевий

D) Жовтий

8. Внаслідок якої реакції виділяється срібло й утворюється глюконова кислота?

A) Спиртове бродіння глюкози

B) Молочнокисле бродіння

C) Реакція "срібного дзеркала"

D) Часткове окиснення купрум (ІІ) гідроксидом

Викладач. Тест завершено! Запишіть набрану вами кількість балів до картки самооцінювання. За кожну правильну відповідь – 0,25 бала.

VІ. Рефлексія

Учні висловлюються одним реченням, обираючи початок фрази і продовжують її.

• Сьогодні я дізнався…
• Було цікаво…
• Було складно…
• Я зрозумів, що…
• Тепер я зможу…
• Я навчився…

VІІ. Підбиття підсумків уроку

Підбиваємо підсумки уроку, оцінюємо роботу учнів на уроці.

Викладач. Порахуйте загальну суму набраних балів, оцініть власні успіхи з кожного завдання. Ви маєте змогу підвищити оцінку, доопрацювавши відповідний матеріал вдома.

VІІІ. Домашнє завдання

Опрацювати параграф підручника 19.

Дати відповідь на запитання 1-5 (усно), повторити опорний конспект.

Завдання*. Підготуйте інформацію про використання глюкози в кондитерському виробництві та рекомендації щодо правильного споживання вуглеводів.

Завдання**. Створіть міні-презентацію на тему: «Цукор – «За» і «Проти»».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури

 

1. Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти [Електронний ресурс] // Верховна Рада України : [офіційний веб портал]. – Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/1392-2011-п, вільний. – Назва з екрана.

2. Навчальна програма. Хімія. Рівень стандарту [Електронний ресурс] // Міністерство освіти і науки України : [офіційний веб портал]. – Режим доступу: https://mon.gov.ua/ua/osvita/zagalna-serednya-osvita/navchalni-programi/navchalni-programi-dlya-10-11-klasiv, вільний. – Назва з екрана.

3. Ярошенко О.Г. Хімія (рівень стандарту): підручник для 10 класу закладів загальної середньої освіти / О. Г. Ярошенко. — К. : УОВЦ «Оріон», 2018. — 208 с.