Розробка уроку з хімії 10 клас на тему "Вуглеводи. Класифікація вуглеводів, їх утворення й поширення у природі."

ХІМІЯ         10 КЛАС

Тема уроку. Вуглеводи. Класифікація вуглеводів, їх утворення й поширення у природі.

Мета уроку: ознайомити учнів із класифікацією вуглеводів, їх фізичними властивостями; дати уявлення про будову молекул глюкози, сахарози, загальну будову молекул крохмалю та целюлози; показати поширення вуглеводів у природі, значення для життєдіяльності живих організмів і людини, застосування

Тип уроку: урок засвоєння знань, умінь і навичок і творчого застосування їх на практиці.

Форми роботи: розповідь учителя, міні-конференція, лабораторний експеримент, робота в групах.

ХІД УРОКУ

1.                Організація класу

Перевірка готовності класу та учнів до уроку

II. Мотивація навчальної діяльності

1. Який хімічний склад харчових продуктів?

2. Які з перерахованих вами речовин є органічними?

3. Які функції в живих організмах виконують органічні речовини?

На попередніх уроках  ми розглядали оксигеновмісні органічні сполуки спирти та карбонові кислоти. А сьогодні ми продовжимо їх вивчення. Ознайомимося з ще одним класом таких сполук, які мають у своєму складі набагато більше атомів оксисену порівняно з вивченими, які є енергетичним джерелом всіх клітин, всіх живих організмів на нашій планеті, їх будовою, властивостями, галузями застосування, тобто постараємося дати відповідь на запитання для чого нам потрібно вивчати і склад і будову і властивості цих речовин. Ці речовини – вуглеводи.

ІІІ. Повідомлення теми і цілей уроку.

Запишіть тему уроку «Загальна характеристика вуглеводів. Моно-, ди- і полісахариди. Будова, властивості, застосування».

Завдання уроку

- ознайомитися із класифікацією вуглеводів,

- вивчити будову молекул глюкози, сахарози,

- ознайомитися із загальною будовою молекул крохмалю та целюлози,

- визначити значення вуглеводів для життєдіяльності живих організмів і людини,

- вивчити поширення вуглеводів у природі, їх застосування,

- навчитися виявляти вуглеводи за допомогою якісних реакцій.

IV. Вивчення нового матеріалу

1. Розповідь учителя.

Вуглеводи — це органічні речовини, склад яких можна виразити загальною формулою С_n(Н₂О)_m .

На уроках природознавства ви вивчали процесс, який відбувається у зелених листках рослин, нагадаймо як він називається і які речовини там утворюються?

Учні: Вуглеводи утворю­ються в процесі фотосинтезу з неор­ганічних речовин під дією сонячної енергії в зелених рослинах, що мож­на описати рівнянням:  6СО₂ +6Н₂О → С₆Н₁₂O₆ +6О₂.

 З біології ви вже знаєте як називається ця речовина? (крохмаль).

Ні це глюкоза – моносахарид.

З утворених моносахаридів утворю­ються надалі ди- та полісахариди.

Вуглеводи входять до складу організ­мів усіх царств. Найбільший їх уміст у рослинах – до 80%, в тваринних організмах – 20%. Їжа, яку ми споживаємо на 70% складається з вуглеводів.

Визначення. Вуглеводи – це органічні речовини, що належать до класу полігідроксикарбонільних сполук. Багато вуглеводів має склад, що відповідає загальній формулі С_n(H₂О)_m, але відомі також вуглеводи іншого складу. Разом з тим, цією формулою можна описати склад деяких органічних сполук, які не належать до вуглеводів (оцтова кислота С₂Н₄О₂, формальдегід СН₂O).

Класифікація. Вуглеводи поділяють на три групи: моносахариди (не гідролізуються), дисахариди (утворюють під час гідролізу дві молекули моносахаридів) та полісахариди – високомолекулярні речовини (утворюють під час гідролізу п молекул моносахаридів). Серед моносахаридів є альдози, що мають альдегідну групу, та кетози, які містять кетонну групу. Залежно від числа атомів кисню в молекулі розрізняють тріози, тетрози, пентози, гексози тощо.

Класифікацію вуглеводів можна зобразити такою схемою:

 

2. Класифікація вуглеводів.

Давайте попробуємо з вами спільно заповнити таблицю по їх класифікації.

 

моносахариди		дисахариди	полісахариди
гексози	пентози
Глюкоза	Рибоза	Сахароза	Крохмаль
Фруктоза	Дезоксирибоза	Мальтоза	Целлюлоза
Галактоза		Лактоза	глікоген
С6Н12O6	С5Н10O5(4)	С12Н22O11	(С6Н10O5)n

Глюкоза

Глюкоза має брутто-формулу С6Н12О6.

Класифікація. Глюкоза є моносахаридом, альдогексозою.

Номенклатура. Вживається ще така назва глюкози – виноградний цукор.

Ізомерія. Правообертаюча природна глюкоза має ізомер у класі кетогексоз – фруктозу та п’ятнадцять стереоізомерів у класі альдогексоз, з яких один –лівообертаюча глюкоза, одержана синтетичним шляхом.

Існують ізомери природної глюкози з молекулами відкритої (альдегідної) та циклічної форм. Залежно від просторового положення напівацетальноїгідроксигрупи розрізняють альфа- і бета- циклічні форми правообертаючоїглюкози.

Будова молекули. У кристалічному стані молекули глюкози мають циклічну будову. У водних розчинах у стані динамічної рівноваги існують альдегідна та циклічна форми (переважає бета-форма).

Глюкоза міститься майже в усіх органах рослин – плодах, корінні, листі, квітках. Багато її є у винограді, цукровій тростині, цукрових буряках, солодких фруктах, ягодах. Глюкоза входить до складу тваринних організмів. Її масова частка у крові людини становить близько 0,1 %.

Фізичні властивості. Глюкоза – безбарвна, кристалічна, оптично активна речовина, добре розчиняється у воді, солодка на смак. У подрібненому стані вона мас білий колір. Температура її плавлення становить 146 °С.

Хімічні властивості. Глюкоза вступає в реакції, характерні для альдегідів, спиртів і напівацеталей.

Реакції за участю альдегідної групи. Відновні властивості. Глюкоза вступає в реакцію «срібного дзеркала»:

Під час кипіння вона окислюється гідроксидом міді (II) також до глюконовоїкислоти:

Окисні властивості. Глюкоза відновлюється воднем до шестиатомного спирту сорбіту:

Реакції глюкози з аміачним розчином оксиду срібла (І), гідроксидом міді (ІІ) та воднем підтверджують наявність альдегідної групи в її молекулі.

Реакції за участю спиртових груп.

Взаємодія з гідроксидами металів з утворенням сахаратів:

Сахарат міді – комплексна сполука синього кольору. Останню реакцію використовують для виявлення цукру в сечі.

З карбоновими кислотами глюкоза утворює естери за реакцією етерифікації. Так, одна молекула глюкози взаємодіє з п’ятьма молекулами оцтової кислоти:

Ця реакція підтверджує наявність у молекулі глюкози п’яти спиртовихгідроксигруп.

Реакції за участю напівацетальної гідроксигрупи. Глюкоза взаємодіє із спиртами з утворенням речовин, подібних до естерів, – глікозидів:

Ця реакція характерна для напівацеталей. Вона підтверджує наявність у молекулі глюкози напівацетальної гідроксигрупи.

Глікозиди містяться в рослинах. Вони застосовуються в медицині як серцеві засоби.

Бродіння. Відомо кілька видів бродіння – спиртове, молочнокисле тощо. Під дією ферментів дріжджів відбувається спиртове бродіння глюкози, внаслідок якого утворюються етанол та оксид вуглецю (IV):

С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2.

Під дією інших ферментів можуть утворюватися оцтова, молочна та масляна кислоти, ізопропіловий спирт, ацетон.

Окислення. В організмах людини та тварин глюкоза окислюється з виділенням енергії, необхідної для життєдіяльності.

Одержання. В промисловості глюкозу добувають гідролізом крохмалю та клітковини.

Спеціалісти давно вже визначили, за що відповідають окремі частини мозку, але цілісну картину його діяльності до сьогодні не складено. Та вчені не відступають, намагаючись знайти розв'язан­ня грандіозної задачі, яку Олексій Толстой образно сформулював так:

«З незбагненного хаосу туманностей, що виникають постійно, склада­ється врешті-решт найвища форма природи — людський мозок. Задача науки — зрозуміти закономірність цього розвитку — від матеріальної частинки, що виникає у вихорах світових просторів, до людського моз­ку, який випромінює дивовижну енергію думки».

Своїми дослідженнями ми спробували довести, що вживання вугле­водів — головного джерела енергії мозку — впливає на індивідуально-психологічні особливості індивідуума, на розвиток його здібностей.

Перша група дослідників разом із психологом провела в класі тесту­вання щодо харчових уподобань учнів і на його основі склала таку таб­лицю і діаграму.

Рейтинг	М'ясні страви	Картопля	Овочі	Солодощі
1-е місце	29%	10%	29%	33%
2-е місце	29%	14%	33%	29%
3-є місце	38%	29%	14%	14%
4-е місце	5'%	48%	24%	24%

Потім дослідники першої та другої груп об'єднали свої результати та дійшли такого висновку:

Тип темпераменту	Страви
	м'ясні	картопля	овочі		солодощі
Холерики	5%	10%	-		24%
Змішані (холерики/ сангвініки)	19%	—	10%		—
Сангвініки	5%	-	- 14%		5% -
Флегматики	-	-	-		-
Змішані (флегматики/ меланхоліки)	—	—		5%	5%
Меланхоліки	-	-		-	-

Член групи дослідників. Ми дійшли висновку, що підлітки холеричного типу темпераменту, для яких характерна реактивність, під­вищене емоційне збудження, віддають перевагу солодощам. Це можна пояснити тим, що, чим більше енергії витрачається, тим більше її по­требує організм.

Сангвініки, для яких характерна висока активність, урівноваженість, пластичність, віддають перевагу овочам, тому що до їх складу входять «захищені» вуглеводи, які сприяють швидкому їх розщепленню, а енер­гія виробляється поступово протягом доби.

Підлітки змішаного типу (сангвініки/ холерики), для яких характер­на висока активність, контактність, оптимістичність, віддають перевагу м'ясним стравам.

Третя група учнів провела дослідження щодо впливу вуглеводів на пам'ять і мислення. Разом із психологом було складено тести. Тесту­вання проводилося у два етапи — натщесерце та після вживання солод­кого чаю.

Член третьої групи. Ми отримали цікаві результати, які свід­чать про те, що через 10 хвилин після вживання чаю головний мозок отримав додаткову енергію і це сприяло підвищенню показників у чо­тирнадцяти учнів, або 76,6 % опитаних. Спираючись на літературні дані та використавши відповідні результати, ми дійшли висновку, що вжи­вання вуглеводів значною мірою впливає на психологічні та фізіологічні особливості людини, формування характеру, інтелектуальний розвиток, а також усе подальше життя людини.

7. Осмислення, узагальнення та систематизація знань учнів.

І-ІІ рівень — Який об'єм вуглекислого газу утво­риться в результаті повного окислення 1 моля глюко­зи?

III рівень — Газ, одержаний під час бродіння 50 г глюкози, пропустили через розчин Са(ОН)₂ і одержали 50 г осаду. Який відсоток глюкози перетворився на спирт?

8. Висновки

1. Вуглеводи — це природні речови­ни, які входять до складу рослин­них і тваринних організмів, вони утворюються переважно в авто­трофних організмах унаслідок про­цесу фотосинтезу з неорганічних речовин, що доводить нам єдність неорганічного та органічного світу і їх взаємозв'язок із космосом.

2. Залежно від будови вони поділя­ються на моно-, ди- та полісаха­риди. Моно- не гідролізуються, ди- та полісахариди підлягають гідролізу до моносахаридів.

3. Властивості вуглеводів зумовлені їхнім складом і будовою.

4. В організмі людини виконують надзвичайно важливі функції, які необхідні для процесів життєді­яльності, входять до складу нуклеїнових кислот, що є носіями гене­тичної, спадкової інформації.

5. Вуглеводи широко використову­ються в різних галузях промисло­вості.

Хімічну формулу С₁₂Н₂₂О₁₁ має не лише сахароза, але і її ізомери — мальтоза й лактоза. Мальтозу називають солодовим цукром, а лактоза є складовою молока і називається молочним цукром. У резуль­таті гідролізу мальтози утворюється альфа-форма глюкози, а лактози — бета-форма. На відміну від сахарози, мальтоза й лактоза мають відновні властивості, для них характерна реакція «срібного дзеркала».

V. Підсумки уроку.

Виставлення (коментування відповідей) оцінок учнів. Оцінки будуть виставлені на наступному уроці після перевірки опису лабораторних дослідів. Виставляю оцінки лише за експериментальну роботу та за повідомлення. Найбільш активними на уроці були _________________, які давали правильні і досить вичерпні відповіді на поставлені мною запитання в ході уроку.

VI.Домашнє завдання