Урок "Глюкоза: молекулярна формула та її відкрита форма. Хімічні властивості глюкози."

Міністерство освіти і науки України

Полтавська обласна держадміністрація

Департамент освіти і науки

Державний навчальний заклад

«Полтавський центр професійно-технічної освіти»

Методрозробка відкритого уроку

з хімії на тему:

Викладач хімії та біології

Аверкеєва О.В.

Тема уроку.  Глюкоза: молекулярна формула та її відкрита форма.                                                                                                                 

                                      Хімічні властивості глюкози.

Девіз уроку:

 «Робота чи заняття, яке не має труднощів

не гідне розуму людини».

У. Ченинг.

Мета уроку

• Освітня: вивчити будову глюкози, її властивості, як представника речовин з подвійними властивостями з позицій причинно-наслідкової залежності між складом, будовою та властивостями; розглянути її поширеність в природі та її значення для життєдіяльності організму;
• 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: продовжити виховання пізнавальної активності та самостійності учнів під час виконання лабораторних дослідів.

Тип уроку: вивчення та засвоєння нового матеріалу.

Методи навчання: проблемний виклад матеріалу (бесіда) із застосуванням особистісно орієнтованого підходу у вивченні хімії, лабораторні досліди, експериментальна робота, експериментальне дослідження.

Обладнання. ноутбук, проектор, екран, дві чорних коробки (в одній- люстерко, в іншій—баночка з пивом), пробірки з розчинами СиSO₄, NaOH,  глюкози; пробірки із соками (яблучний, огірковий, морквяний), розчин меду, родзинки; пробірконагрівач.

План уроку.

 (Урок супроводжується презентацією «Глюкоза»).

1. Будова молекули глюкози. Глюкоза-альдегідоспирт.
2. Хімічні властивості глюкози (виконання лабораторних дослідів).
3. Поширення глюкози в природі (експериментальна робота з виявлення глюкози в продуктах харчування).
4. Значення глюкози для життєдіяльності організму.
5. Підсумок.

Хід уроку.

І.Організаційний момент.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

Запитання для бесіди.

1. Які сполуки називаються спиртами? Яка їх загальна формула?
2. Які сполуки називаються альдегідами? Яка їх загальна формула?
3. Яка якісна реакція на альдегіди?

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів. (Створюю проблемну ситуацію, використовуючи запитання.)

       Перед вами на столі стоять дві чорних коробки, в одному з них знаходиться річ без якої не уявляє життя прекрасна половина людства і якби ця річ зникла, то всі жінки світу напевне б зійшли з розуму, в іншому ж ящику знаходиться речовина, яку полюбляють чоловіки, особливо, під час перегляду футбольних матчів по телевізору. Але ці речі об’єднує одна хімічна речовина. Що це за речі ми з вами взнаємо через деякий час на уроці…Ви здогадаєтесь і самі назвете ці речі.

ІV. Повідомлення теми, мети уроку. (учні записують в конспекти)

Сьогодні ми на уроці:

• Що будемо робити: вивчимо будову та властивості глюкози.
• Як будемо це робити: за допомогою експерименту.
• Для чого: застосовувати закони і теорії для встановлення залежності між властивостями і будовою речовини, знати практичне використання глюкози. Ми дізнаємося—як виявити глюкозу в харчових продуктах.

Проблемні питання, на які ви дасте відповідь в кінці уроку.

1. Чому під час фізичної праці людині стає жарко?
2. Чому нестача глюкози в організмі викликає непритомність?
3. Чому для угамування спраги під час фізичної праці краще пити виноградний сік?
4. Яка річ та яка речовина знаходяться в коробках?

V. Вивчення нового матеріалу.

Будова молекули глюкози. (відображається на екрані презентація)

   Глюкоза складається з атомів вуглецю, кисню, водню. Молекулярна формула С₆Н₁₂О₆. Має глюкоза і структурну формулу, погляньте на екран 8 слайд. Це лінійна форма (альдегідна).

Історичні відомості.

В 1870 р.  Рудольф Фіттіг і Адольф Байєр (герм.) вивели хімічну формулу глюкози, виходячи з її властивостей. Глюкоза має ще й циклічну форму. (слайд 9).

1890 р. Еміль Фішер (герм.) синтезував глюкозу, тим самим довів її будову (слайд 10)

1802 р. Луи Жозеф Пруст (франц.) отримав глюкозу з винограду (слайд 11).

Глюкоза має циклічну форму і від місця знаходження атому кисню, може бути альфа і бета форми глюкози.

Фізичні властивості глюкози.

Глюкоза- біла кристалічна речовина, солодка на смак і добре розчинна у воді.

Хімічні властивості глюкози.

Учитель. Чи залежать властивості речовин від їх будови?

Учні. Так, будова речовини зумовлює її властивості.

Учитель. Які хімічні властивості , на ваш погляд, характерні для глюкози?

Учні. Реакції на альдегідну групу: реакція «срібного дзеркала» (взаємодія з амонійним розчином арґентум оксиду на гідроксогрупи (взаємодія з купрум ІІ гідроксидом).

Отже, яке припущення можна зробити на підставі цих даних?

Учні. Глюкоза—альдегідоспирт.

Для підтвердження реакції на функціональні групи звернемося до віртуальної хімічної лабораторії та переглянемо відеоролик з виконання лабораторного досліду реакції «срібного дзеркала». Перегляд відеоролику « Окиснення глюкози аміачним розчином оксиду срібла (І).

На початку уроку ви отримали щоденник експериментальних досліджень, де ви повинні зафіксувати дослідження, які будемо проводити на уроці.

А зараз мої помічники, юні хіміки  Віктор  та  Дмитро, дотримуючись правил техніки безпеки, продемонструють нам хімічний дослід реакцію глюкози з гідроксидом міді свіже виготовленим.

(учні заповнюють щоденники спостережень, помічники проводять дослід)

Отже, ми можемо зробити впевнено висновок, що глюкоза альдегідоспирт.

Хімічні властивості.

1. Як альдегід дає такі реакції:

А) окислюється аміачним розчином Аg₂О (реакція «срібного дзеркала»);

СН₂ОН-(СНОН)₄-СОН + Аg₂О→СН₂ОН-(СНОН)₄-СООН+2Аg↓

Б)окислюється купрум (ІІ) гідроксидом (свіжо добутим: NaOH+CuSO₄);

СН₂ОН-(СНОН)₄-СОН + 2СиОН₂→ СН₂ОН-(СНОН)₄-СООН +Си₂О+2Н₂О

Це якісна реакція на глюкозу

В) відновлюється до шестиатомного спирту

СН₂ОН-(СНОН)₄-СОН+ Н₂→ СН₂ОН-(СНОН)₄-СН₂ОН (сорбіт)

2.Специфічні властивості.

• Поступове окиснення в організмах з повільним виділенням енергії:

С₆Н₁₂О₆+6О₂→6СО₂↑+6Н₂О

• Молочнокисле та спиртове бродіння.
• Гліколіз.

     Герої роману Жуль Верна «Діти капітана Гранта» тільки збиралися повечеряти м’ясом підстреленої ними дикої лами (гуанако), але виявилося, що воно зовсім непридатне для харчування. «Можливо воно довго лежало?»-запитав один з них. «Ні, воно на жаль, дуже довго бігло!»-відповів вчений-географ Паганель. --М’ясо гуанако смачне лише тоді, коли тварина вбита під час відпочинку, але якщо за ним довго полювати і тварина довго бігла, тоді м’ясо неїстівне».

         Навряд чи Паганель зумів би пояснити причину описаного ним явища. Але, користуючись даними сучасної науки, зробити це зовсім не важко. Але розпочати прийдеться здалеку. Коли клітина дихає киснем, глюкоза «згоряє» в ній, перетворюючись у воду і вуглекислий газ, і виділяє при цьому енергію. Але допустимо, що тварина довго біжить, або людина швидко виконує яку-небудь важку фізичну працю, наприклад, рубає дрова. Кисень не встигає потрапити в клітини м’язів. Тим паче клітини «задихаються» не відразу. Розпочинається цікавий процес—ГЛІКОЛІЗ ( що в перекладі означає «розклад цукру»). При розкладі глюкози утворюється не вода і вуглекислота, а більш складна речовина—молочна кислота. Кожен, хто пробував кисле молоко або кефір, знайомий з її смаком. Енергії при гліколізі виділяється в 13 разів менше, чим при диханні. Чим більше молочної кислоти утворилося в м’язах, тим сильніше людина чи тварина відчуває втому. Та й вкінці кінців , всі запаси глюкози в м’язах меншає. Необхідний відпочинок. Тому перестаючи рубати дрова або піднявшись по східцях, людина звичайно «переводить дух», поповнюючи недостачу кисню в крові. Саме тому молочна кислота зробила несмачним м’ясо тварини, підстреленого героями Жуля Верна.

Гліко́ліз -- ферментативний процес послідовного розщеплення глюкози в клітинах, що супроводжується синтезом АТФ.

Поширення в природі.

        Де є глюкоза?  Вона міститься у всіх органах зелених рослин. Особливо багато глюкози у винограді (виноградний цукор). В організмі людини міститься у м’язах і крові (0,1%). У природі постійно відбувається процес перетворення вуглекислого газу і води в органічні речовини, з яких побудовані рослинні організми. Під впливом сонячної енергії в зелених листках рослин відбувається реакція фотосинтезу, внаслідок якої утворюється глюкоза. Процесу сприяє, тобто є каталізатором, зелений пігмент хлорофіл, що вбирає сонячну енергію. Отже, глюкоза утворюється у процесі фотосинтезу:  6СО₂+6Н₂О→С₆Н₁₂О₂.

Експериментальна робота.

Тема. Виявлення глюкози в продуктах харчування.

Мета: виявити глюкозу в продуктах харчування.

Обладнання: пробірки з соками (яблучний, виноградний), розчин меду, пробірки з розчинами, сульфату (ІІ) міді, гідроксидом натрію.

Хід роботи.

1. Приготуйте розчин купруму (ІІ) гідроксиду.
2. Розділіть добутий розчин на кілька пробірок. Додайте в кожну один із соків. Чи зміниться забарвлення? Чому?

Висновок. Глюкоза—цінна поживна речовина, входить до складу рослин (≈80%), є продуктом фотосинтезу; надає продуктам харчування солодкого смаку; використовується в кондитерському виробництві. Спиртове бродіння здавна використовують у виноробстві та пивоварінні. Молочнокисле бродіння відбувається, наприклад, під час квашення овочів.

        Сьогодні на урок ви попередньо отримали завдання підготувати інформацію про глюкозу у побуті, та у медицині та у вашій професії. Прошу.  Все в природі, як і в людському організмі в ідеалі знаходиться в балансі та гармонії. А що ж відбувається коли щось порушується, наприклад, коли в організмі відбувається збій вуглеводневого обміну. Адже норма для людського організму є знаходження глюкози в крові від 3,5ммоль до 5,5 ммолів. Якщо ця норма перевищена настає захворювання цукровий діабет. (учні записують у словник) Відредактуйте схему, яку ви бачите на екрані.

Застосування.

• У медицині для лікування дистрофії.
• Кондитерська справа.
• Виробництво пива (спиртове бродіння).
• Квашення капусти, огірків, молока, силосування кормів (молочнокисле бродіння)
•         Відновник у текстильній промисловості.

Давайте дамо відповіді на питання, що нас турбували на початку уроку.

Проблемні питання

1. Чому під час фізичної праці людині стає жарко?

В організмі людини постійно відбувається процес окиснення глюкози. Частина енергії, яка утворюється в результаті цього окиснення, виділяється у вигляді тепла. Під час фізичної праці цей процес відбувається набагато швидше, тому й теплової енергії виділяється значно більше. Людині стає жарко.

2. Чому нестача глюкози в організмі викликає непритомність?

Глюкоза—джерело енергії клітин. Нервові клітини особливо чутливі до її нестачі. Тому можлива непритомність.

3. Чому для вгамування спраги під час фізичної праці краще пити виноградний сік?

Під час фізичної праці відбувається:

• Окиснення глюкози;
• Втрата води організмом разом з потом;
• Витрата води на гідроліз глікогену (запасні вуглеводи).

Виноградний сік—це вода і джерело глюкози. Тому він вгамовує спрагу та поновлює витрати глюкози.

4. Яка річ та яка речовина знаходяться в коробках?

В першій коробці—лежить люстерко, яке виготовлено під час реакції «срібного дзеркала», в іншій—пиво, яке виготовлюють за допомогою спиртового бродіння глюкози.

VI. Закріплення нового матеріалу.

Що ж за хімія без задач?

     Вважаю за потрібне кожного учня навчити розв’язувати задачі, бо цей процес—найважливіша умова для засвоєння хімічних понять. З іншого боку, життя кожної людини—це розв’язання великої кількості задач. І рівень розвитку людини визначається здатністю приймати правильні рішення.

Задача

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

Задача

До складу речовини входить 40% карбону, 6,6% гідрогену, 53,3% оксисену. Густина парів речовини за воднем дорівнює 90, за повітрям 62. Знайти формулу речовини.

Властивості:

1. Окиснення Аg₂O, Си(ОН)₂ (як альдегід);
2. З Си(ОН)₂ (як багатоатомний спирт);

Рефлексія.

Які у вас виникли труднощі? Що здалося самим цікавим? Що вас здивувало? Назвіть які знання і вміння допомогли вам сьогодні на уроці. Які знання допомогли вам дослідити глюкозу.

VII. Підсумок.

Домашнє завдання:  опрацювати в підручнику (П.П. Попель, Л.С. Крикля «Хімія 10 клас» Рівень стандарту. М. Київ ВЦ «Академія» 2018 р.)                                                                             §24 стор 141;

створити презентацію по питанням:

1. Чому фруктові соки солодкі на смак?
2. Справжній мед чи підробка??
3. Квашена капуста чи маринована?
4. Чому організм непритомніє без глюкози?

Аналіз роботи учнів на уроці. Оцінки.