Глюкоза – двуликое создание

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2 г. Хвалынск

Урок химии. 10 класс

Разработала

учитель химии ВКК

Рассыльнова Ольга николаевна

Хвалынск 2023

Цель урока: В ходе лабораторных исследований установить особенности строения углеводов как класса кислородосодержащих органических соединениях на примере глюкозы.

Задачи:

1. Научить школьников находить взаимосвязь между свойствами и строением углеводов.

2. Продолжить совершенствование опытно-экспериментальных умений и навыков учащихся.

3. Расширить кругозор учащихся об углеводах.

Тип урока: изучение нового материала

Форма проведения: урок-исследование.

Объект исследования: свежеприготовленные соки винограда, огурца, мёд.

Предмет исследования: глюкоза.

Гипотезы:

глюкоза относится к углеводам и является многоатомным альдегидоспиртом;

глюкоза входит в состав сока винограда, огурца;

глюкоза содержится в мёде.

Формы работы: групповая, индивидуальная.

Оборудование: Таблица «Классификация углеводов», штатив с пробирками, пробиркодержатель, спиртовка, раствор глюкозы, сахарозы, растворы сульфата меди (II), гидроксида натрия, презентация по данной теме

Ход урока:

Хронометраж урока:

Организационный момент – 5 минут

Работа в малых группах – 15 минут

Отчёты о работе каждой группы – 15 минут

Рефлексия (просмотр презентации по уроку) – 5 минут

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний. Постановка цели.

Вступление учителя:

Человеческий организм не может не только расти и развиваться, но и просто существовать без притока органических веществ. В отличие от растений и подобно животным, он не может сам создавать органические соединения из неорганического сырья. Кроме того, организму требуется энергия – как для обеспечения соответствующей температуры тела, так и для совершения работы, следовательно, пища – жизнь.

Вопросы классу: Из чего состоит наша пища?

Какие вещества являются главными поставщиками энергии организму человека?

Наша пища состоит из очень большого числа различных химических веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ. Среди них имеются соединения, которые определяют её энергетическую и биологическую ценность, участвуют в формировании структуры, вкуса, цвета и аромата пищевых продуктов.

Главными поставщиками энергии организму человека являются углеводы. Углеводами богаты зерновые и бобовые культуры, картофель, фрукты и овощи. Считается, что на 60% потребности человека в энергии должны обеспечиваться углеводами. В день человек должен получать не менее 500 г углеводов.

Различают три основных класса углеводов: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Все углеводы играют большую роль, но главным источником энергии в организме принадлежит глюкозе. Глюкоза особенно важна для работы мозга. Содержание глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне (0,1%). Снижение её содержания в плазме крови до 0,05% приводит к потере сознания, судорогам и даже к смерти человека.

Что же такое глюкоза с химической точки зрения?

На этот вопрос мы ответим после проведения небольшого исследования.

Задание 1: Изучите физические свойства глюкозы.

Методика проведения эксперимента:

Определите агрегатное состояние, цвет, вкус и растворимость в воде глюкозы. Для этого рассмотрите образец глюкозы через увеличительное стекло. Поместите небольшое количество глюкозы в пробирку и добавьте к ней немного воды, перемешайте раствор. Какие свойства проявляет глюкоза при растворении в воде?

Ответ:

Глюкоза – это твёрдое кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде, обладает сладким вкусом.

Задание 2: Изучите строение глюкозы.

Методика проведения эксперимента:

Как учит теория химического строения А. М. Бутлерова: «Зная строение вещества, можно говорить о его свойствах и, наоборот, зная свойства, можно предположить строение».

Для того, чтобы выяснить строение глюкозы, проверьте опытным путём, какие группы она содержит. На ваших столах находится раствор глюкозы и реактивы: бумажные индикаторы, растворы медного купороса, щёлочи, аммиачный раствор оксида серебра (I). На основании опытных данных, составьте структурную формулу глюкозы, если известно, что 1 моль глюкозы реагирует с 5 моль уксусной кислоты и экспериментально доказано, что все атомы углерода связаны между собой в прямую цепь.

Ответ:

Проверим, является ли глюкоза кислотой. Для этого раствор глюкозы исследуем индикаторами. Глюкоза не изменяет окраски индикаторов, следовательно, не содержит карбоксильную группу и не является кислотой.

Проверим, является ли глюкоза многоатомным спиртом. Для этого проведём качественную реакцию на многоатомные спирты со свежеприготовленным раствором гидроксида меди (II). Глюкоза даёт характерное синее окрашивание раствора.

Проверим, содержит ли глюкоза альдегидную группу. Для этого проведём качественную реакцию на альдегиды – реакцию «серебряного зеркала». Глюкоза даёт характерный признак, следовательно, она содержит альдегидную группу.

CH₂OH-(CHOH)₄-COH + Ag₂O = CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + 2Ag

Таким образом, мы выяснили, что глюкоза – многоатомный альдегидоспирт, её структурная формула: CH₂OH-(CHOH)₄-COH

Существуют три формы глюкозы (α-, β- и альдегидная), которые отличаются своим строением. Твёрдая глюкоза состоит из α-формы, а в её растворе присутствуют все три формы.

3. Изучение нового материала

Вывод: Глюкоза соединение с двойственной функцией- алдегидоспирт

Химические свойства глюкозы.. Учащиеся записывают уравнения ре

Глюкоза соединение с двойственной функцией- альдегидоспирт

Химические свойства глюкозы

Вывод: Глюкоза соединение с двойственной функцией- алдегидоспирт

Химические свойства глюкозы.. Учащиеся записывают уравнения реакций

1.Как альдегид глюкоза взаимодействует с аммиачным раствором оксида серебра

1. Реакция «серебряного зеркала»

СН2ОН– (СНОН)4– СОН + Ag2O → СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + 2Ag

Глюконовая кислота

2.Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II) при нагревании (окисление

глюкозы).

СН2ОН– (СНОН)4– СОН + 2Cu(OH)2 → СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + 2CuOH +Н2О

3 Восстановление глюкозы водородом

СН2ОН– (СНОН)4– СОН + H2 → СН2ОН – (СНОН)4 – СH2ОН

шестиатомный спирт - сорбит

4.Полное окисление глюкозы (горение) С6Н12О6 +6О2 → 6Н2О + 6СО2 ↑+Q

5.Специфические свойства глюкозы.(Брожение.)

а)Спиртовое брожение С6Н12О6 → 2СН3- СН2ОН + 2СО2↑ этиловый спирт

б)Молочнокислое брожение С6Н12О6 → 2СН3-СНОН –СООН молочная кислота

в)Маслянокислое брожение С6Н12О6 → С3Н7СООН + 2Н2↑ + 2СО2↑ масляная кислота

4. Первичное применение полученных знаний

Задание 1: Определите опытным путём наличие глюкозы в ягодах и фруктах.

Методика проведения эксперимента:

Выжмите из винограда (малины или яблока) в широкую пробирку сок. Разбавьте сок вдвое водой. 5 мл полученного раствора перелейте в другую пробирку и добавьте к раствору равный объём щёлочи и несколько капель сульфата меди (II). Нагрейте пробирку со смесью в пламени спиртовки. Что наблюдаете. Запишите уравнения реакций.

Ответ:

При нагревании виноградного сока со свежеприготовленным раствором гидроксида меди (II) образуется сначала жёлтый, а затем красный осадок. Эта реакция доказывает наличие глюкозы в соке.

CHOH-(CHOH)₄-COH + 2Cu(OH)₂ = CHOH-(CHOH)₄-COOH + Cu₂O + 2H₂O

Задание 2: Определите опытным путём наличие глюкозы в овощах.

Методика проведения эксперимента:

Свежий огурец натрите на тёрке, выжмите из него сок. Приготовьте в пробирке гидроксид меди (II), прибавив 3 капли раствора сульфата меди (II) к 1 мл раствора гидроксида натрия. Добавьте в эту пробирку такой же объём огуречного сока и встряхните. Что наблюдаете? Нагрейте до кипения пробирку с полученным раствором. Что происходит при этом? Содержится ли в огуречном соке глюкоза?

Ответ:

При добавлении свежеприготовленного гидроксида меди (II) к раствору огуречного сока, осадок растворяется и образуется синий раствор. Такая реакция характерна для многоатомных спиртов. При нагревании полученного раствора происходит следующее: сначала он желтеет, затем становится оранжевым, а после охлаждения выпадает красный осадок оксида меди (I). Эта реакция характерна для альдегидов. Следовательно, в огуречном соке есть вещество, которое одновременно является и многоатомным спиртом и альдегидом. Это – глюкоза.

CHOH-(CHOH)₄-COH + 2Cu(OH)₂ = CHOH-(CHOH)₄-COOH + Cu₂O + 2H₂O

Задание 3: Определите содержание глюкозы в мёде.

Методика проведения эксперимента:

в 1 пробирке – 5 капель натурального мёда в 5 мл воды, В стаканчик на 100 мл прилить 10 мл раствора сульфата меди (II) при размешивании и 20 мл раствора гидроксида натрия. Затем полученную щелочную взвесь гидроксида меди (II) добавить к раствору меда.

Ответ:

В натуральном мёде больше всего глюкозы, и реакция начнётся уже через 2-3 минуты, сахар может вступить в эту реакцию только после щелочного гидролиза дисахарида.

5. Подведение итогов урока

Учитель подводит итоги урока, комментирует оценки за урок.

Вопрос.

В «чёрном ящике» находится вещество, которое в 1802 году впервые выделил из виноградного сока французский химик Жозеф Луи Пруст. При растворении в воде оно образует три неизомерные формы. Какое вещество находится в «чёрном ящике»? Дайте обоснованный ответ.

Ответ: Глюкоза

6. Домашнее задание.

Изучить материал темы по учебнику, выполнить задания после параграфа. Подготовить презентацию: сравнение строения и свойств крахмала и целлюлозы.

К уроку прилагается презентация (приложение №1) и методическое обоснование (приложение №2).

Литература:

О. С. Аршанская, И. В. Бурая «Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии». Москва «Вентана-Граф» 2007

В. Н. Алексинский «Занимательные опыты по химии» Москва «Просвещение» 1980

Ю. Г. Орлик «Химический калейдоскоп» Минск «Народная Асвета» 1988

Е. Н. Дмитров «Познавательные задачи по органической химии и их решения» Тула «Арктоус» 1996

V Соросовская олимпиада школьников 1998-1999 года, издательство МЦНМО, 1999

8