Урок хімії на тему "Глюкоза, її фізичні та хімічні властивості, добування та застосування"

Розділ хімії:Органічна хімія

Розділ органічної хімії: Оксигеновмісні органічні сполуки: вуглеводи

Клас: 10 клас

Вчитель вищої категорії, старший вчитель - Лушпай Світлана Петрівна

Урок  розроблено за лекційно-практичною системою навчання О.О.Хмури:

Тип уроку №1:

1-урок - вивчення нового матеріалу, урок-лекція з елементами дослідження.

Тема уроку: Класифікація вуглеводів. Глюкоза: молекулярна формула та її відкрита форма, фізичні властивості. Хімічні властивості глюкози. Способи одержання глюкози та її застосування.

Мета: повторити класифікацію вуглеводів, вивчити представника моносахаридів глюкозу, її  поширення в природі, молекулярну формулу та відкриту форму, будову молекули глюкози, її фізичні та хімічні властивості: пов’язані з наявністю функціональних груп та специфічні . Повторити функціональні групи органічних сполук – гідроксильні в багатоатомних спиртах та альдегідну в альдегідах, довести  практично наявність даних груп в молекулі глюкози за допомогою  якісних реакцій  на гідроксильну та альдегідну функціональні групи;способи отримання глюкози та її застосування; розв’язати тестові завдання, вправи та задачі, практичні експериментальні завдання, розвивати компетентності:соціальні, інформаційні, комунікативні, саморозвитку та самоосвіти, продуктивної творчої діяльності, логічне мислення,  вміння аналізувати новий матеріал, порівнювати та співставляти, виділяти головне, систематизувати, оцінювати;

виховувати цікавість до предмету, вміння через отримані знання відчувати себе всебічно розвиненою особистістю, бережливе ставлення до свого здоров’я та формування здорового способу життя  та раціонального харчування.

Міжпредметні зв’язки та галузі застосування:біологія (фотосинтез, фізіологія тварин та людини), математика (математичні розрахунки), медицина (цукровий діабет І та ІІ типів, інсулін, покращення стану людини  та її існування під час складних хвороб та в міжопераційний період), рослинництво (цукристість речовин), харчова промисловість (виробництво продуктів харчування, що містять вуглеводи)

Обладнання: віртуальна хімічна лабораторія, тестова програма, мультимедійна дошка, комп’ютер, підручник, зошит, практичні завдання.

Девіз уроку: Вивчай усе не заради марнославства, а заради практичної користі Г.Ліхтенберг

Хід уроку:

І.  Організаційно - мотиваційний момент, активізація пізнавальної діяльності  учнів.

1) Організаційний момент.

    Шановні учні! Ідучи сьогодні на ваш урок, я не змогла втриматися і придбала продуктовий набір. Ось він перед вами  ( в кошику знаходиться картопля, капуста, яблука, ківі, апельсини, мандарини, банани, йогурт, гречка, макаронні вироби,  хліб, цукерки та печиво,аскорбінова кислота). Речовини, що містяться в цих продуктах, вважаються найбільш енергетичним матеріалом. Вони забезпечують 50-60 % добового споживання організму в енергії. Відкладаються в  про запас  в печінці у вигляді глікогену, скелетних м’язах, тканинах  як резервний матеріал, що витрачається організмом в стресових та критичних ситуаціях. Вони є основним субстратом мозку. Використовуються організмом для побудови АТФ, АДФ, нуклеотидів та нуклеїнових кислот, є структурними компонентами клітинних мембран, беруть участь в забезпеченні  специфічності груп крові, виконують роль антикоагулянтів, чинять протипухлинну дію,  є частиною компонентів імунної системи,покращують травлення,  характеризуються біологічною активністю та участю в захисних реакціях. Проте надмірне або недостатнє споживання даних речовин  може привести до порушення роботи організму та виникнення захворювань  різного характеру. На вашу думку, що спільного в  цих продуктах, які спільні речовини вони містять в своєму складі?

  Так, ваша відповідь вірна, цей клас сполук називається «Вуглеводи». Правильним є і те, що абсолютно всі продукти містять вуглеводи в різній кількості. Люди дізналися  про вуглеводи  завдяки Миколі Костянтиновичу Кочеткову. Вуглеводи  найбільш потрібні  мозку і м’язам,  а  рослини за допомогою сонячного світла можуть  продукувати дані речовини. Дані речовини та їх похідні входять до складу медикаментів та лікарських препаратів. А оскільки більшість вуглеводів смачні та солодкі на смак, хоч вам побажати  насолоди від роботи на уроці  та приємного настрою!

2)Активізація пізнавальної діяльності учнів :

   «З давніх-давен люди вживали в харчування натуральний оцет, добутий з цукристих речовин та «кваснину»: квашені огірки, помідори, капусту, яблука, гриби. І не хворіли! На вашу думку, чому? Відповідь отримаємо в кінці уроку. Тож будьте уважні та зосереджені»

 

3) Актуалізація  опорних знань учнів:

   Для  кращого засвоєння матеріалу уроку я пропоную вам повторити  матеріал попередніх уроків, що безпосередньо стосується вуглеводів.

4 учні отримують завдання на картках та виконують його.

 

1 учень. Дана речовина міститься в медові, спілих фруктах та ягодах,  її розчин використовують  для внутрівенного харчування  хворих під час критичних ситуацій та в післяопераційний період. Вона дає якісні реакції на багатоатомні спирти та на альдегіди. Встановлено, що дана сполука містить  w%(С) = 40%; w%(Н) = 6,67%; w%(О) = 53,33%; має молярну масу 180г/моль. Встановіть формулу речовини.

2 учень. Скласти протягом уроку «портрет» глюкози в вигляді ессе.

3 учень. Отримує наклейки  з написами ( вуглеводів, моносахариди, полісахариди, глюкоза, класифікація, дисахариди, крохмаль, сахароза,фруктоза, лактоза, целюлоза). Біля дошки скласти схему «Класифікація вуглеводів»

4 учень. Досліджує фізичні властивості глюкози: колір, запах, агрегатний стан за певної температури, розчинність у воді, легкоплавкість та робить висновок про кристалічну гратку речовини, описує відомий йому з життя смак глюкози.

Всі інші учні працюють фронтально у  конкурсі «Встанови відповідність»:

Конкурс  «Встанови відповідність».

На мультимедійній дошці – завдання:

1.Встанови відповідність між формулою та назвою, функціональною групою  та класом сполуки:

№	Формули	Назва, функціональна  група  та клас сполуки
1	СН2ОНСНОНСН2ОН	А)Етанол, функціональна група гідроксильна  –ОН, насичені одноатомні спирти
2	С2Н5ОН	Б)Гліцерол, функціональні групи  гідроксильні –ОН, багатоатомний спирт
3	СН3СООН	В)Оцтовий альдегід, функціональна група альдегідна  -СОН, альдегіди
4	СН3СОН	Г)Оцтова кислота, функціональна група  карбоксильна  –СООН, насичені одноосновні карбонові кислоти

 

2.Встанови відповідність між  класом сполук,  функціональною групою та   якісною реакцією на неї:

№	Формули	Назва, функціональна  група  та клас сполуки
1	СН2ОНСНОНСН2ОН Гліцерол, функціональні групи  гідроксильні –ОН, багатоатомний спирт	а) За допомогою свіжоосадженого купрум(ІІ) гідроксиду Cu(OH)2 при нагріванні або за допомогою реакції «срібного дзеркала».  У разі окиснення  купрум(ІІ) гідроксидом при нагріванні утворюється червоний осад Cu2O.
2	СН3СОН Оцтовий альдегід, функціональна група альдегідна  -СОН, альдегіди	б)За допомогою свіжоосадженого купрум(ІІ) гідроксиду Cu(OH)2 без нагрівання. У результаті реакції до розчину даної речовини утворюється прозорий темно-синій розчин

Вчитель демонструє відео «Якісна реакція на багатоатомні спирти та альдегіди»

Проблемне питання: А чи може одна й та сама речовина давати  якісну реакцію на багатоатомні спирти та альдегіди? Якщо так, то які функціональні групи будуть визначати її властивості? Яку будову вона матиме? Крім цього, дана речовина приєднує 5 моль карбонової кислоти. Тоді скільки  гідроксильних груп вона матиме? Спробуймо і ми вирішити на уроці дане питання!

ІІ. Проектувально – дослідницький  етап

1. Оголошенння теми та мети уроку.

  1 учень зачитує умову задачі та відповідь.

   Під час розв’язування задачі  1 учнем була виведена формула речовини, якою виявилася глюкоза. Саме про неї ми говоритимемо сьогодні на уроці.  Отже, тема сьогоднішнього уроку – « Глюкоза: молекулярна формула та її відкрита форма,  фізичні властивості. Хімічні властивості глюкози. Способи одержання глюкози та її застосування». Ми вивчимо будову молекули глюкози, її фізичні та хімічні властивості,  способи одержання, значення та застосування.

2 учень описує фізичні властивості глюкози, які він досліджував та демонструє глюкозу в твердому стані..

2. . Сприйняття та первинне осмислення нового матеріалу.

1. Визначення функціональних груп у молекулі глюкози

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД № 2.Окиснення глюкози купрум(ІІ) гідроксидом.

Інструктаж за інструкцією.

   У пробірку налийте 2—3 мл розчину натрій гідроксиду і додайте 3—4 краплі розчину купрум(ІІ) сульфату. До осаду купрум(ІІ) гідроксиду, що утворився, долийте 2—3 мл розчину глюкози і добре перемішайте суміш. Що спостерігаєте? Вміст пробірки обережно нагрійте. Про що свідчить поява осаду і зміна його забарвлення? Зробіть відповідні висновки.

Висновок:

1. Глюкоза  дає якісну реакцію на багатоатомні спирти, отже є багатоатомним спиртом. Вона приєднує 5 залишків кислоти, отже містить 5 гідроксильних груп.
2. Глюкоза дає реакцію «мідного дзеркала», характерну для альдегідів,

а, отже, є  альдегідом.

3. Глюкоза – багатоатомний альдегідоспирт (одна альдегідна група та п’ять гідроксильних)

2. Запис формули глюкози (відкрита форма)

1 учень біля дошки з допомогою вчителя  записує структурну формулу глюкози:

СН₂ОНСНОНСНОНСНОНСНОНСНО

3. Прогнозуємо хімічні властивості глюкози, спираючись на наявність функціональних груп :

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГЛЮКОЗИ
Як багатоатомний спирт	Як альдегід	Специфічні властивості глюкози
+ Сu(ОН)2 = синій розчин;	+ Сu(ОН)2 + нагрівання = СН2ОН(СНОН)4СООН + Сu2О + Н2О             червоний осад.	Спиртове бродіння під дією ферментів С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2    етанол
+ карбонова кислота = естер.	+ Ag2О = СН2ОН(СНОН)4СООН + Ag (Демонстрація віртуально)	Молочнокисле бродіння  під дією молочнокислих бактерій С6Н12О6 = СН3-СН-СООН | ОН молочна кислота (утворюється в результаті квашення та скисання молока, вживають для профілактики онкологічних захворювань)
	Відновлення: внаслідок  взаємодії з воднем за наявності каталізатора утворюється шестиатомний спирт сорбіт СН2ОН(СНОН)4СОН+Н2= СН2ОН(СНОН) СН2ОН Сорбіт міститься у водоростях, багатьох ягодах і фруктах, має солодкий смак. Сполука не засвоюється організмом і тому слугує замінником цукру для хворих на цукровий діабет.

Учні записують в зошит зі слайда

4.Добування глюкози: гідроліз природних речовин — крохмалю, цукру, целюлози.

5. Застосування: вчитель називає першу галузь використання, учні продовжують  називати застосування глюкози, працюючи ланцюжком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІІ. Рефлексія

1. Результати (оцінка діяльності)

Первинне комп’ютерне тестування

      2) Узагальнення та систематизація:

1.3-й учень зачитує «портрет» глюкози

2.4-й учень зачитує ессе

3. «За» та «проти» глюкози

3) Підведення підсумків уроку, повідомлення домашнього завдання:

Фронтально:

1.Так чому ж люди раніше рідше  хворіли?

Заслуховуються версії учнів на основі отриманих знань.

2.Чи знаєте ви, що…(додатковий матеріал до уроку)

3. І закінчую урок на веселій ноті, адже через кілька тижнів :

Візьмем  лопати – й на городи,
Смачні саджати ВУГЛЕВОДИ .
В мішку, як пані, їду з поля,
Завжди в пошані ( БАРАБОЛЯ ). 

Учні відгадують слова загадки

Домашнє завдання: вивчити параграф 23 , задачі 168-175

Додаткові завдання:

1. В двох пробірках містяться речовини: а) глюкоза б) сахароза. За допомогою яких хімічних реакцій можна розпізнати ці речовини?

2. Дослідіть вдома  стигле яблуко: яку речовину воно містить – глюкозу чи крохмаль?

3.Чому після фізичних навантажень болять м»язи?

4.Чому перед змаганнями спортсменам радять вживати вуглеводи?

1 учень готує на наступний урок «Чорну скриньку»: зашифровує продукт ,що містить вуглеводи та готує питання-підказки.

Чи знаєте ви, що…

Додатковий матеріал до уроку(взято з інтернет-джерел).

Вуглеводи: 5 фактів, про які ви не здогадувались

Вуглеводи: 5 фактів, про які ви не здогадувались

Хлібобулочні вироби, солодощі, паста. Якщо ви намагаєтеся скинути зайву вагу, швидше за все, вважаєте, що потрібно максимально обмежити подібного роду продукти у своєму щоденному раціоні. Але наше тіло отримує енергетичний ресурс саме тоді, коли ми вживаємо вуглеводну їжу. Її нестача робить нас дратівливими, слабкими і нездатними сконцентруватися.

Не всі вуглеводні продукти рівнозначні за калорійністю. Так звані рафіновані вуглеводи — речовини, які можна зустріти в батоні, пасті, цукрі, тістечках і кексах, часто швидко використовуються організмом, швидко розчиняються, і незабаром знову з‘являється відчуття голоду. Після обіду, що складається з виключно перероблених вуглеводів, ми відчуваємо приплив енергії, але через короткий проміжок часу нам знову потрібно повторити трапезу.

Комплексні вуглеводи (наприклад, містяться в цільних зернових) не викликають сплеск рівня цукру в крові. Наше тіло повільно переробляє їх, а значить — ми ситі довше. Високоякісні вуглеводи насичені іншими корисними компонентами: рослинними волокнами, вітамінами і мінеральними речовинами. Пропонуємо вам ознайомитися із 5 цікавими фактами, що стосуються вуглеводної їжі, які стануть в нагоді в складанні здорового раціону харчування.

1. Вживання вуглеводів не завжди провокує відкладення зайвої ваги. Якщо ви забезпечуєте активний процес спалювання калорій (наприклад, вирішуючи складні математичні завдання, відвідуючи гурток аеробіки, займаючись прибиранням вдома, бігаючи в парку або вигулюючи собачку), можна включати в дієту вуглеводну їжу й не турбуватися про появу зайвих жирових відкладень.

2. Хлібобулочні вироби, паста та рис — не єдині продукти, що включають в себе вуглеводи. Вуглеводна складова характерна для фруктів, овочів та інших елементів нашого раціону.

3. Наше тіло спалює вуглеводну їжу однаково швидко незалежно від того, коли саме ми її спожили, але дієтологи все ж рекомендують формувати вуглеводні трапези в першій половині дня, коли наш організм максимально продуктивний з точки зору метаболічних реакцій.

4. Не всі крекери і хлібобулочні вироби коричневого кольору складаються з цільних зернових: знову ж таки, важливий зміст, а не форма і зовнішній вигляд. Звертайте увагу на склад продукту, піклуючись про здорові страви.

5. Можна дозволити собі з’їсти більше, віддаючи перевагу цільним зерновим. Така їжа найкращим чином сприймається нашим травним трактом, а додаткова доза рослинних волокон — тільки плюс, що рятує тіло від токсинів, що ніяк не відіб'ється на вашій вазі.

Інформація допоможе скласти максимально здоровий раціон харчування, включаючи в нього базовий вуглеводний компонент, піклуючись про нормальну вагу та гарну фігуру.

Одна картоплина в мундирі містить еквівалент 19 кубиків цукру. Одна з тих шокуючих істин, які ми не очікуємо почути. Для деяких з нас картопля в мундирі здається різновидом здорового харчування поряд зі знежиреним молоком, бананом і фруктовим фрешем. Однак, такий сніданок суттєво перевищує добові потреби нашого організму в цукрі.

Картопля в мундирі / Salatshop

 

Протягом життя ми з'їдаємо тонни білих і бежевих вуглеводів. Білі вуглеводи містяться в інтенсивно перероблених продуктах: газованій воді, солодощах, бісквітах. Бежеві знаходяться в крохмалистій їжі: пасті, картоплі, рису і білому хлібі. Але нам для здоров'я потрібно споживати більше коричневих вуглеводів, яких багато в коричневому рисі, хлібі з висівками та вівсі.

Солодощі / Serious Eats

У шоколадних мафінах міститься 10 кубиків цукру, а в рогаликах з білого хліба – 11. Дуже легко піддатися на зовнішній вигляд продукту і зробити помилкове припущення. Звичайний рогалик містить значно більше цукру, ніж начебто солодкий і шкідливий мафін.

Шоколадний мафін / bliss-moment.blogspot

Заморожений хліб з холодильника корисніший. При заморожуванні ми "вимикаємо" в хлібі деякі види крохмалю, легко перетравлюються, роблячи їх більш стійкими, тобто вони будуть погано розщеплюватися травною системою. А отже, вони потрапляють в кишківник і забезпечують безліч корисних властивостей. Як підсумок, організм отримує менше калорій від хліба.

Заморожений хліб / FoodandHealth

Вживання енергетичних напоїв покращує спортивні показники. Смакові рецептори в ротовій порожнині вступають у взаємодію зі специфічними областями мозку, через що організм вважає, що він отримує вуглеводи. Мозок змушує тіло працювати важче. Іншими словами, можна обдурити мозок просто за допомогою напоїв, які не містять калорій.

Енергетики покращують спортивні показники / Business Insider UK

В одному яблуці стільки ж калорій, скільки в двох крекерах. Але не поспішайте робити вибір на користь бісквітів, оскільки яблуко насичене харчовими волокнами. А вони організмом перетравлюються набагато повільніше, тому в підсумку ми отримуємо менше цукру від корисного фрукта.

https://maximum.fm/novini_t2

 

 

 

Корисні поради учням (взяті з інтернет-джерел):

• Вуглеводи не заважають схудненню. Це вигаданий міф. Ну, посудіть самі. Якщо вуглеводи – це необхідна енергія, то, як же людина може існувати без сил? Просто напросто, треба використовувати свою енергію, а не лежати на дивані. Тільки тоді, вуглеводи не перетворюватимуться на жири і откладіватся у вигляді зайвих складок.
• Якщо виключити вуглеводи з раціону, то не тільки порушиться жировий обмін. Це спричинить за собою масу негативних наслідків. І тоді без допомоги лікарів не обійтися.
• Ізраїльські гастроентерологи з’ясували і довели, що солодощі (це прості вуглеводи) можна їсти вранці. Таким чином, людина обмежує себе від таких виробів на цілий день. Ідеально буде, якщо така страва розбавити чимось білковим.
• Низкоуглеводная дієта не руйнує роботу нирок. Навпаки. Скорочення кількості вуглеводів в раціоні позитивно впливає на роботу цієї системи організму.

1. М’язи і мозок першими потребують цих елементах. Якщо людина веде активний спосіб життя, то сили і енергія йому просто необхідна. Сівши на будь-яку дієту і повністю обмеживши себе від вуглеводів, людина стане помічати масу негативних наслідків. Наприклад: в’ялість тіла, погіршення нервових імпульсів і інші. Вчені довели, що це недолік вуглеводів. Варто відзначити, що завдяки вуглеводам розумові процеси тільки поліпшуються. Такі дані були опубліковані у виданні «The Quarterly Review of Biology».
2. Речовина одне, а групи дві. Прості і складні вуглеводи. Перша підгрупа і є джерело зайвої ваги. Такі елементи не несуть користі, а лише підвищують рівень цукру в крові. Але, їх недолік викликає відчуття втоми, сонливості. Другий різновид – це харчові волокна. Вони покращують травні процеси і забезпечують відчуття ситості. Так чи потрібно говорити про їх поганий вплив?
3. Корисні складні вуглеводи містяться в рослинній їжі. Вони забезпечують організм клітковиною, а це хороше травлення і чудова робота кишечника;
4. Скільки вуглеводів потрібно людині? На кілограм ваги необхідно з’їдати 5 грам. Тобто, якщо вага 60 кіло, то елементів потрібно 240 гр.
5. Елементи можна знайти саме в тих продуктах, які ігнорують. Наприклад: в картоплі, макаронних виробах, хлібі.
6. Такі речовини необхідно вживати в першій половині дня. У цьому є і своя істина. Вживання вуглеводів на ніч зменшує вироблення гормонів потрібних для схуднення. До того ж, обмін речовин в другій половині доби знижується, а значить, що потрапили в організм вуглеводи можуть з легкістю відкластися у вигляді жирових клітин;
7. Допитливо для тих, хто тренується! За пару годин до тренування варто з’їсти вуглеводну їжу. Таким чином, можна обмежити себе від запаморочень, слабкості, сонливості. А натомість отримати хорошу дозу енергії і сил.
8. Університет Лафборо і американське видання опублікувало унікальні результати. Виявляється, що спортсмени, які вжили перед марафоном вуглеводну їжу, показали кращі результати в забігу на 10 кілометрів.
9. Цікаво й те, що рослини синтезують вуглеводи з допомогою сонячного світла.
10. Такі складові, як лактоза входять до складу лікарських препаратів і медикаментів.
11. Ще один важливий елемент вуглеводів – крохмаль. Цікаво, як перевірити наявність компонента в фрукті або овоче? Просто капнути крапельку йоду на його невеликий зріз. Якщо крапля придбає синій колір, то присутність речовини гарантовано.