Конспект уроку 3

Тема: ГЛЮКОЗА. БУДОВА ГЛЮКОЗИ ЯК АЛЬДЕГІДОСПИРТУ. ЦИКЛІЧНА ФОРМА ГЛЮКОЗИ. ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГЛЮКОЗИ. КОРОТКІ ВІДОМОСТІ ПРО ФРУКТОЗУ, РИБОЗУ ТА ДЕЗОКСИРИБОЗУ

Мета: ознайомити учнів із класифікацією вуглеводів, їхніми фізичними властивостями; дати уявлення про альдегідну та циклічну форми молекул глюкози; продовжити розвивати вміння визначати хімічні властивості органічних сполук, виходячи з їхньої будови і наявності відповідних функціональних груп на прикладі глюкози як альдегідоспирту. Показати поширення деяких вуглеводів у природі, їхню біологічну роль, застосування. Розвивати пізнавальний інтерес, комунікативні якості, вміння самостійно користуватися різними джерелами інформації, порівнювати, робити висновки, висловлювати свої думки чітко й стисло, вдосконалювати творчі здібності учнів, уміння працювати в групі.

Обладнання й матеріали: Періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, Органічна хімія 10-11 (програмно-методичний комплекс), глюкоза, СuSО₄, NаОН,  амоніачний розчин Ag₂O, пробірки, спиртівки.

Базові поняття й терміни: Вуглеводи, глюкоза, альдегідоспирт, альдегідна й циклічна форми глюкози.

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

Ласощів багато, а здоров’я одне. Індійське прислів’я 

ХІД УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ УЧНІВ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ

Перевірка розв’язування задач з карток (2 варіанта), одержаних учнями як домашнє завдання на попередньому уроці.

Бесіда.

1)   Що ви знаєте про склад вуглеводів?

2)   Які речовини називаються вуглеводами?

3)   Що ви знаєте про біологічне значення вуглеводів?

III.   ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1.     ПОНЯТТЯ ПРО ВУГЛЕВОДИ.

Сьогоднішній урок ми проведемо у формі уроку-досліду, на якому ви зробите для себе маленькі відкриття, а знайомі вам речовини постануть перед вами в новому світлі та з незвичайного боку.

Вуглеводи дуже поширені в природі та відіграють велику роль у біологічних процесах живих організмів та людини. До них належать, наприклад, виноградний цукор, або глюкоза, буряковий (тростинний) цукор, або сахароза, крохмаль і клітковина. Назва «вуглеводи» виникла у зв'язку з тим, що хімічний склад більшості сполук цього класу виражався загальною формулою Сn(Н₂О)_m, але це не означає, що вуглеводи складаються з Карбону й окремих молекул води.

Ця формула відбиває тільки співвідношення атомів Карбону, Гідрогену й Оксигену в молекулах вуглеводів. Подальші дослідження вуглеводів показали, що така назва є неточною. По-перше, знайдено вуглеводи, склад яких не відповідає цій формулі. По-друге, відомі сполуки (формальдегід СН₂О, оцтова кислота С₂Н₄О₂), склад яких хоча й відповідає формулі Сn(Н₂О)_m , але за своїми властивостями вони відрізняються від вуглеводів. Тому назва даного класу анітрохи не відбиває його специфіки, ще більшою мірою, ніж яка-небудь інша, залишившись у хімії за традицією.

2.     КЛАСИФІКАЦІЯ ВУГЛЕВОДІВ.

Заповнюємо схему,  разом з учнями наводимо приклади, робимо висновки про застосування вуглеводів, коротко обговорюємо їхнє поширення у природі.

3.     БУДОВА МОЛЕКУЛИ ГЛЮКОЗИ, ЇЇ ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Яка молекулярна формула глюкози? (С₆Н₁₂О₆).

Як показує формула С₆Н₁₂О₆ молекула глюкози містить декілька атомів Оксигену. Тому для з'ясування будови глюкози варто установити, чи не містить вона вже знайомі нам функціональні групи. Перевірити це можна відомими  способами.

Демонстрація 1- індикатори не змінюють свого забарвлення в розчині глюкози, отже карбоксильних груп немає.

Демонстрація 2 – взаємодія глюкози з аргентум (І) оксидом.

Лабораторна робота 14 «Взаємодія глюкози зі свіжоосадженим купрум(ІІ) гідроксидом»

Мета:вивчити реакцію глюкози з купрум(ІІ) гідроксидом, довести наявність певних функціональних груп.

1) У пробірку з 3-4 краплями розчину купрум сульфату долити 2-3 мл розчину натрій гідроксиду (щоб був у надлишку).Потім додати декілька крапель розчину глюкози.

2) Нагріти вміст пробірки

Спостереження

- з Сu(OH)₂ утворює синій розчин, отже молекула містить кілька груп –ОН (як багатоатомні спирти);

- після нагрівання одержуємо оранжевий осад, є альдегідна група.

Учні  записують структурну формулу молекули глюкози в зошити. Роблять висновок, що глюкоза – це альдегідоспирт.

З одного боку, у складі молекули глюкози є альдегідна група, що здатна окиснюватися, але, з іншого боку, глюкоза виявляє не всі властивості альдегідів. Як показали дослідження, у розчині глюкози є молекули не тільки з відкритим ланцюгом атомів Карбону, але  й циклічні. Однак установити структуру циклічної форми глюкози за допомогою звичайних реакцій неможливо.

Внаслідок обертання атомів навколо зв'язків молекула глюкози може набувати різних форм, у тому числі й кільцеподібної. При цьому положенні в молекулі відбувається перегрупування атомів — ізомеризація, в результаті чого відкрита форма перетворюється на циклічну.

Демонстрування з використанням ППЗ

Циклічні молекули, у свою чергу, можуть знову перетворюватися на відкриті, такі, що містять альдегідну групу. Такий двосторонній процес у розчині йде безперервно. Це є прикладом структурної ізомерії .Між ізомерами встановлюється рухлива рівновага. Вона сильно зміщена в бік утворення циклічних молекул.

Окрім структурної, для глюкози властива ще й оптична ізомерія:

2) Ознайомтеся з фізичними властивостями глюкози — її зовнішнім виглядом, розчинністю у воді (на столах у пробірках насипана кристалічна глюкоза, доливають воду і роблять висновок про розчинність) . Доповніть за текстом підручника свої знання про фізичні властивості глюкози  .

4. ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГЛЮКОЗИ.

Зясувавши особливості будови молекули глюкози, припустіть , які хімічні реакції будуть властиві цій речовині. (реакції, які властиві багатоатомним спиртам та альдегідам).

1) реакція повного окиснення ( як цінна поживна речовина, глюкоза окиснюється в організмі з вивільненням енергії)

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ → 6СО₂ + 6Н₂О

2) реакції часткового окиснення глюкози ми розглянули під час проведення лабораторної роботи та демонстраційного досліду, записуємо рівняння реакцій.

а)Реакція «срібного дзеркала»:

СН₂ОН— (СНОН)₄-- СНО + Аg₂O →  СН₂ОН— (СНОН)₄—СООН + 2 Ag

При цьому глюкоза (альдегідоспирт) окиснюється до глюконової кислоти (спиртокислота).

б) Окиснення глюкози Сu(OH)₂

CH₂OH-(CHOH)₄-CHO + Сu(OH)₂ → CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + Сu₂O + 2H₂O

Цю реакцію використовують як якісну реакцію на глюкозу.

3)Реакція відновлення альдегідної групи. Учні складають рівняння реакції. Як відновник запропоновуємо Гідроген:

СН₂ОН— (СНОН)₄ — СНО + Н₂ → СН₂ОН— (СНОН)₄— СН₂ОН

При відновленні глюкози утворюється шестиатомний спирт — сорбіт.

4) Реакції бродіння глюкози.

Важливою хімічною властивістю глюкози є бродіння її під дією органічних каталізаторів — ферментів, які виробляються мікроорганізмами.

Спиртове бродіння :

С₆Н₁₂О₆  ^{бродіння}→ 2С₂Н₅ОН + 2СО₂

Молочнокисле бродіння:

С₆Н₁₂О₆ →  2СН₃—СНОН—СООН

Молочна кислота — сполука з подвійною функцією — спиртокислота. Молочнокисле бродіння має велике значення при переробці сільськогосподарських продуктів. З ним пов'язане одержання цілого ряду молочних продуктів — кисляку, сиру, сметани. Молочна кислота утворюється в процесі квашення капусти, силосування кормів і виконує при цьому консервуючу роль. Накопичуючись у щільно складеній масі, що силосується, вона сприяє створенню кислотного середовища, в якому не можуть розвиватися процеси гниття білків та і шкідливі біохімічні перетворення; це приводить до одержання доброякісного, високопоживного, соковитого корму для худоби. У випадку поганого ущільнення силосу, з доступом повітря, відбувається

маслянокисле бродіння:

С₆Н₁₂О₆ → С₃Н₇СООН + 2Н₂  + 2СО₂

5. МІНІ –КОНФЕРЕНЦІЯ. «Деякі відомості про фруктозу, рибозу та дезоксирибозу».

Учні роблять короткі повідомлення, одночасно демонструються відповідні сторінки з ППЗ  «Органічна хімія 10-11»

IV.           ПЕРВИННЕ ЗАСТОСУВАННЯ ОДЕРЖАНИХ ЗНАНЬ

Подумайте, де саме, в організмі людини відбувається повне окиснення глюкози? Яке має значення ця реакція для нас?

V.               ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

VI. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ