Урок - дослідження «Хімічні властивості глюкози: повне і часткове окиснення, відновлення, взаємодія з гідроксидами металічних елементів, бродіння (спиртове і молочнокисле)"

Дата:                                         Урок-дослідження                                                                 

Конспект уроку в 11 класі на тему: «Хімічні властивості глюкози: повне і часткове окиснення, відновлення, взаємодія з гідроксидами металічних елементів, бродіння (спиртове і молочнокисле), естерифікація»

Мета: навчальна - закріпити знання учнів про класифікацію вуглеводів, будову молекули глюкози (лінійної та циклічної форми), розглянути хімічні властивості глюкози: повне і часткове окиснення, відновлення, взаємодію з гідроксидами металів, види бродіння, реакцію етерифікації; закріпити практичні вміння та навички щодо виконання хімічного експерименту, повторити правила БЖД під час роботи з хімічними реактивами;

розвиваюча - продовжити формувати вміння учнів порівнювати та узагальнювати на прикладі матеріалу про будову й властивості альдегідів та спиртів; формувати вміння складати рівняння хімічних реакцій, що характеризують властивості глюкози, уміння виконувати лабораторні досліди, робити висновки зі спостережень;

виховна - виховувати пізнавальну активність та самостійність учнів.

Поняття і терміни: моносахариди, дисахариди, полісахариди, альдегідоспирт, якісна ре­акція, функціональна група, енергія, бродіння, фотосинтез.

Матеріали та обладнання: таблиці, схеми, «Чорний ящик», друкований дидактичний матеріал, реактиви: розчин глюкози, купрум ( ІІ) сульфат, натрій гідроксид, кальцію глюконат, сорбіт, штативи з пробірками, пробіркотримачі, спиртівки, мультимедійний проектор, КЗ.

Тип уроку: урок формування навичок і вмінь; урок - дослідження.

Місце уроку в навчальній темі:  поточний.

Методи і методичні прийоми: словесні – бесіда з використанням демонстрації та лабораторного експерименту, пояснювально-ілюстративні — демонстрація, репродуктивні, проблемно-пошукові, практичні (виконання вправ, лабораторний дослід), на­очні, метод самостійної роботи, інтерактивні.

Міжпредметні зв ́язки:  біологія, основи здоров’я.  

Хід уроку

1. Організаційний етап

   Привітання, побажання здоров’я та успіху на уроці.

Доброго дня! Сідайте будь ласка. Черговий, скажіть, хто відсутній на уроці? (Слайд 1)

2. Перевірка домашнього завдання.

На попередньому уроці ми вивчали тему «Вуглеводи».

Давайте перевіримо ваші знання, написавши «Графічний диктант».

(Слайд 2,3)

Графічний диктант «Глюкоза»

1. В природі вуглеводи утворюються в процесі фотосинтезу?
2. Сахароза належить до полісахаридів?
3. Тривіальна назва глюкози – виноградний цукор?
4. Формула целюлози – C₆H₁₂O₆?
5. Моносахариди здатні до гідролізу?
6. Формула глюкози та фруктози – C₆H₁₂O₆?
7. Загальна формула вуглеводів – C_n(H₂O)_m?
8. Cахароза належить до класу полісахаридів?
9. Глюкоза містить в своєму складі 5 гідроксильних груп та 1 альдегідну групу?
10.  Формула целюлози та крохмалю – (C₆H₁₀O₅)_n?
11.  Глюкоза – альдегідоспирт?
12.  Глюкоза та фруктоза – природні полімери?

3. Актуалізація опорних знань

Слово вчителя.

Вуглеводи… Це ті самі солодощі, які ви так любите: фрукти, торти, цукерки, варення, шоколад тощо. Особливо багато вуглеводів містить виноград. Вуглеводи — життєво важливі речовини, які необхідні кожному організму. Ці речовини витрачаються у процесі функціонування організму, тому людина має постійно поповнювати їхні запаси.

Задача. (Слайд 4,5)

Масові частки Карбону, Гідрогену та Оксигену, що входять до складу сполуки, дорівнюють відповідно 0,4; 0,06; 0,54. Визначити формулу сполуки, якщо її молекулярна маса становить 180.

Дано: 

W(C) = 0,4

W(H) = 0,06

W(O) = 0,54

Mr(C_xH_yO_z) = 180

C_xH_yO_z - ?

Відповідь. C₆H₁₂O₆

Завдання. (Слайд 6)

Запишіть структурну формулу глюкози, знаючи будову її молекули.

або                                                       O        

                  CH₂OH – ( CHOH )₄ – C 

  глюкоза                                  H                       

4. Мотивація навчальної діяльності 

Учень вносить «чорний ящик». У ящику знаходяться: скляна блискуча іграшка на ялинку, дзеркало, шоколад в обгортці з фольги. (Слайд 7)

       Проблемне запитання:

• Що спільного між цими предметами?

В кінці уроку ми дамо відповідь на це запитання.

       Розглянувши хімічні властивості глюкози, ми ознайомимось з деякими лікарськими засобами: глюконатом кальцію, сорбітом. Також зрозуміємо, які відбуваються такі незамінні в природі процеси як бродіння, повне окиснення глюкози та розглянемо її значення для живих організмів.

5. Повідомлення теми та мети уроку

Тема уроку: «Хімічні властивості глюкози: повне і часткове окиснення, відновлення, взаємодія з гідроксидами металічних елементів, бродіння (спиртове і молочнокисле), естерифікація»

Мета уроку:

• розглянути хімічні властивості глюкози: повне і часткове окиснення, відновлення, взаємодію з гідроксидами металів, види бродіння, реакцію етерифікації;
• продовжити розвивати вміння учнів складати рівняння хімічних реакцій, що характеризують властивості глюкози;
• виховувати пізнавальну активність та самостійність учнів.

 (Слайд 8)

6. Вивчення нового матеріалу

Хімічні властивості глюкози обумовлені наявністю гідроксильних та альдегідної груп. Тому глюкоза вступає в реакції, характерні для спиртів і альдегідів.

Протягом вивчення нового матеріалу учні заповнюють опорний конспект.

1. Реакції окиснення (реакції, характерні для альдегідної групи).

Перегляд відеодосліду «Взаємодія глюкози з аргентум (І) оксидом»:

                                     O         tº                                                       O

CH₂OH – ( CHOH )₄ – C  + Ag₂O             CH₂OH – ( CHOH )₄ – C  + 2Ag

  глюкоза                             H                        глюконова кислота     OH

• Якого кольору стали стінки пробірки?

Це якісна реакція на альдегідну групу. Вона  називається  реакція «срібного дзеркала».

(Слайд 9)

Виконання лабораторного досліду № 14.

Інструктаж з техніки безпеки (Слайд 10)

• Уважно читайте етикетку на посудині з тією речовиною, яку берете для досліду.
• Наливайте  та насипайте реактиви над столом.
• Нюхайте всі речовини з обережністю, не нахиляйтесь над посудиною і не вдихайте повними грудьми, а спрямовуйте до себе пару чи газ рухами руки.
• Щоб уникнути  перегрівання та розстріскування пробірки, ніколи не нагрівайте її лише знизу, а рівномірно прогрівайте всю пробірку, весь її зміст.

2. Лабораторний дослід № 14.

Взаємодія глюкози з купрум (ІІ) гідроксидом:

а ) зміна кольору речовини при додаванні купрум (ІІ) гідроксиду

(утворюється розчин блакитного кольору) – реакція на гідроксильні групи;

б ) зміна кольору речовини при додаванні купрум (ІІ) гідроксиду при нагріванні (утворюється осад червоно-цегляного кольору) – реакція на альдегідну групу: (Слайд 11)

                                 O                     tº                                            O

CH₂OH–( CHOH )₄–C + 2Cu(OH)₂           CH₂OH – (CHOH)₄ – C  + 2CuOH +H₂O

 глюкоза                         H                           глюконова кислота      OH

                                                                                                       tº

2СuOH       Cu₂O + H₂O           

- Наявність яких  функціональних груп підтверджує даний дослід?

3. Реакція відновлення:

                                  O          Ni                                           

CH₂OH–( CHOH )₄–C    +  H₂           CH₂OH – (CHOH)₄ – CH₂OH 

 глюкоза                          H                сорбіт (шестиатомний спирт)

     Сорбіт міститься в ягодах, фруктах, водоростях, має солодкий смак. Вперше був виділений з плодів горобини. Сорбіт не підвищує вмісту глюкози в крові, тому його використовують замість цукру в харчуванні людей, хворих на цукровий діабет. (Слайд 12)

4. Утворення сахаратів:      (Слайд 13)         

                                           O                                                                                  О                                                                             CH₂OH – ( CHOH )₄ – C   + Ca (OH)₂       CH₂OH – CH – CH – (CHOH)₂ – C  + H₂O  

                                          H                                        O     О                                 H

5. Реакції бродіння: (Слайд 14)

а) спиртове бродіння (ферментативне, під дією дріжджів)

             дріжджі

С₆H₁₂O₆       2C₂H₅OH + 2CO₂

                        етанол

б) молочнокисле бродіння

    C₆H₁₂O₆            2CH₂ – CH – COOH

                                       OH

                              молочна кислота

6. Реакція естерифікації: (Слайд 15)

                                                                                O

C₆H₇O (OH)₅ + 5HOOC–CH₃       C₆H₇O( C                   )₅ + 5H₂O

                                                                            O – CH₃  

             Одна молекула глюкози взаємодіє з п’ятьма молекулами оцтової кислоти, що підтверджує наявність у молекулі глюкози п’яти спиртових гідроксогруп.

7. Повне окиснення глюкози: (Слайд 16)

C₆H₁₂O₆ + 6O₂      6CO₂ + 6H₂O

6. Закріплення та узагальнення знань

• Відтворення інформації: (Слайд 17)

• Які типи хімічних реакцій характерні для глюкози?
• Які функціональні групи входять до складу глюкози:

спиртові, карбонільна, карбоксильна, фенольна?

• Дати відповідь на проблемне запитання: (Слайд 18)

• Що спільного між предметами, котрі знаходяться в «чорному ящику»?

             («Срібний» ефект досягається завдяки реакції «срібного дзеркала»)

  2. Оперування поняттями (тестові завдання): (Слайд 19)                          

           1. Які з вивчених органічних сполук забезпечують реакцію «срібного дзеркала»:

            - вуглеводні;

            - спирти;

            - вуглеводи;

            - карбонові кислоти;

            - альдегіди.

       2. Які з наведених хімічних реакцій характеризують хімічні властивості глюкози?

1. С₆Н₁₂О₆+6О₂→6СО₂↑+6Н₂О
2. С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂О →С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₁₂О₆
3. С₆Н₁₂О₆ → 2 С₂Н₅ ОН + 2СО₂↑
4. nС₆Н₁₂0₆ → (С₆Н₁₀О₅)_n+nН₂0

3.Установіть відповідність між типом вуглеводу й кількістю моно­сахаридів, які утворюються під час гідролізу.

1. Більше 10 моносахаридів
2. Від 2 до 10 моносахаридів
3. 2 моносахариди
4. Не піддається гідролізу

7.Рефлексія  (Слайд 20)

Демонстрація досліду «Фараонові змії»

(Розклад кальцій глюконату при температурі)

В організмах деяких жаб глюкоза знайшла незвичайне застосування. У зимовий час інколи можна знайти жаб, які повмерзали в льодяні глиби, але після розмерзання земноводні оживають. Який же тут секрет? З настанням холодів у крові жаб у 60 разів збільшується кількість глюкози. Це й заважає утворення всередині організму кристалів льоду, що було б для них смертельним. (Слайд 21)

   8. Підсумок

     Вчитель аналізує і проводить оцінювання.    (Слайд 22)

   9. Д/З.

Вивчити відповідний параграф у підручнику.