Вуглеводи: глюкоза, сахароза, крохмаль, целюлоза.
Урок 50
Тема. Вуглеводи: глюкоза, сахароза, крохмаль, целюлоза.
Мета: сформувати уявлення про вуглеводи на прикладах
глюкози, сахарози, крохмалю, целюлози; ознайомити
учнів з їх складом, особливостями будови молекул,
фізичними властивостями та поширеністю в природі;
розглянути основні принципи класифікації вуглеводів;
розвивати вміння аналізувати, робити висновки.
обладнання: таблиця «Класифікація вуглеводів», зразки вуглеводів.
Базові поняття
та терміни:
вуглеводи, глюкоза, сахароза, крохмаль, целюлоза,
моносахариди, дисахариди, полісахариди.
Тип уроку: вивчення нового матеріалу.
Методи
навчання:
словесні, пояснювально ілюстративні, репродуктивні,
частково пошукові, метод самостійної роботи, прак тичні
(розв’язування задач і вправ), евристичні, інтерактивні.
структура уроку
I. Організаційний етап ................................. 2 хв
II. Актуалізація опорних знань ........................... 5 хв
III. Вивчення нового матеріалу ........................... 20 хв
IV. Узагальнення та закріплення знань .................... 13 хв
V. Домашнє завдання ...................................2 хв
VI. Підбиття підсумків уроку ............................. 3 хв
хід уроку
I. о рганізаційний етап
II. Актуалізація опорних знань
Бесіда f f
1. Які класи органічних сполук вам уже відомі?
2. Назвіть класи оксигеновмісних органічних сполук.
3. Назвіть відомі вам функціональні групи.
4. Назвіть відомі вам природні органічні сполуки, які мають важливе
біологічне значення.
Повідомленняf темиf уроку f f
Для встановлення рівня знань з теми уроку проводиться груповий «моз-ковий штурм» за темою «Вуглеводи» з використанням стратегії технології
розвитку критичного мислення «Асоціативний кущ» (див. урок 3).
III. Вивчення нового матеріалу
1. Поняття про вуглеводи та їх класифікація
Розповідь f учителя f f
Вуглеводи (цукри) — одна з найбільш важливих і розповсюджених
груп природних органічних сполук. Вони становлять 80 % маси сухої ре-човини рослин і близько 2 % сухої речовини тварин організмів. Тварини
і людина не здатні синтезувати вуглеводи, вони отримують їх з різними
харчовими продуктами рослинного походження. За добу дорослій людині
необхідно споживати 400–500 г вуглеводів, які надходять в організм із
рослинними і тваринними продуктами. У рослинах вуглеводи утворюють-ся з карбон(IV) оксиду та води в процесі складної реакції фотосинтезу,
що здійснюється за рахунок сонячної енергії за участю зеленого пігменту
рослин — хлорофілу.
Вуглеводи — сполуки із загальною формулою C
n
(H
2
O)
m
(m, n > 3). Назва
цього класу сполук походить від їхньої загальної формули: вони ніби скла-даються з вуглецю і води, наприклад, формулу C
6
H
12
O
6
можна записати так:
C
6
(H
2
O)
6
, а C
12
H
22
O
11
— C
12
(H
2
O)
11
. Назва «вуглеводи» з’явилася у ХІХ ст.,
але в наш час вона вже втратила початкове значення, бо були знайдені
вуглеводи, які не відповідали такій загальній формулі, і є речовини, які
мають таку загальну формулу, але не належать до цього класу, наприклад,
C
2
H
4
O
2
— оцтова кислота. Назва використовується за традицією.
Деякі представники вуглеводів — глюкоза, сахароза, крохмаль і целю-лоза (клітковина) — добре знайомі майже всім.
Демонстраціяf якісногоf складуf вуглеводнів f f
Якісний склад вуглеводів можна визначити за допомогою простого до-сліду. Покладемо в пробірку шматочок цукру й нагріємо його. Спочатку
цукор розплавиться, при більш сильному нагріванні стане коричневим
та обвуглиться, а у верхній частині пробірки сконденсується вода. Таким
чином, при розкладанні цукру й інших вуглеводів утворюються вугілля
і вода, що підтверджує загальну формулу цього класу сполук.
Вуглеводи можна розділити на прості (моносахариди) і складні (ди -сахариди і полісахариди). Складні вуглеводи під дією води розкладаються на
прості. Цей процес називають гідролізом. Молекули дисахаридів побудовані
з двох, а полісахаридів — із великої кількості залишків моносахаридів.
Класифікацію вуглеводів наведено на схемі.
Прості
моносахариди
Глюкоза, фруктоза,
галактоза, рибоза,
дезоксирибоза
складні
Полісахариди
Крохмаль, гліко -ген, целюлоза
Дисахариди
Сахароза, лакто -за, мальтоза
вуглеводи
2. Глюкоза, сахароза, крохмаль, целюлоза —
представники вуглеводів
Самостійнаf робота f f
Пропонуємо організувати самостійну навчальну діяльність. Учитель
просить учнів прочитати тексти та виконати завдання. Під час роботи слід
пам’ятати про визначену на початку уроку мету та звертати увагу на склад,
особливості будови, фізичні властивості та існування в природі представ-ників вуглеводів. Учні роблять записи в зошитах.
Глюкоза
Глюкоза C
6
H
12
O
6
— моносахарид, гексоза.
Багато глюкози міститься у фруктах, ягодах, нектарі квітів, інших
органах рослин, особливо багато її у винограді, тому глюкозу іноді назива-ють виноградним цукром. Мед в основному складається із суміші глюкози
та фруктози. Міститься вона також у тваринних тканинах (у крові, мозку
та ін.). У природі глюкоза утворюється в рослинах у результаті фотосинтезу
в присутності хлорофілу, що містить атом Магнію:
6CO
2
+ 6H
2
O → C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
.
В організмі людини глюкоза міститься в м’язах, у крові (0,1–0,12 wacko
і в невеликих кількостях у всіх клітинах. Вона є основним джерелом енер-гії для клітин і тканин організму. Хімічна енергія поживних речовин, що
надходять в організм, міститься в ковалентних зв’язках між атомами.
У глюкози кількість потенційної енергії становить 2800 кДж на 1 моль.
Глюкоза C
6
H
12
O
6
— безбарвна кристалічна речовина без запаху з густи -ною 1,54 г/см
3
, температура плавлення — 146 °С. При нагріванні вище цієї
температури вона починає розкладатися, не доходячи до кипіння. Глюкоза
солодка на смак і добре розчиняється у воді: у 100 г води при 0 °С розчиня -ється 32 г глюкози, а при 25 °С — 82 г, погано розчиняється в органічних
розчинниках. Її розчини мають нейтральне середовище.
Завдання. Обчисліть молярну масу глюкози.
У водних розчинах глюкоза можна існувати у двох формах: лінійній
і циклічній:
C C H C H C H C H C H
2
H
O
O H O H O H O H O H
C
C
C
C C
C H
2
O H
H
H
O H
H
O H
O H
H
O H
O H
лінійна ф о р м а ц ик лічна ф о р м а
У кристалах глюкози існують тільки молекули глюкози в циклічній
формі.
Завдання . Уважно розгляньте обидві форми молекул. Які функціональ-ні групи присутні в молекулі глюкози? До якого класу органічних сполук
можна віднести глюкозу? Як це експериментально можна довести?
Сахароза
Сахароза має формулу C
12
H
22
O
11
і є дисахаридом. З-поміж дисахаридів
вона має найбільше значення.
Завдання . Обчисліть молярну масу сахарози.
Сахароза — це хімічна назва звичайного цукру, що виділяють у про -мисловості із цукрового буряку або цукрової тростини. Крім цих рослин,
сахароза міститься в інших плодах та овочах.
Сахароза — безбарвна кристалічна речовина без запаху з густиною
1,59 г/см
3
, температура плавлення — 186 °С. Так само, як і глюкоза, вона
при нагріванні розкладається. Сахароза солодка на смак і в півтора разу
солодша за глюкозу. Дуже добре розчиняється у воді: у 100 г води при 0 °С
розчиняється 179 г сахарози, а при 100 °С — 487 г.
Сахарозу називають дисахаридом, оскільки молекула сахарози скла-дається з двох залишків інших моносахаридів — глюкози та її ізомеру —
фруктози, з’єднаних між собою:
C C
C
O
C
C H
2
O H
H
H
O H
C H
2
O H
H
C
C
C
C C
C H
2
O H
H
H
O H
H
O H
O H
H
O H
O
HO
Са ха р о за
Завдання. Уважно розгляньте структурну формулу сахарози. Які функ-ціональні групи присутні в молекулі сахарози? До якого класу органічних
сполук можна віднести сахарозу? Як це експериментально можна довести?
Крохмаль і целюлоза
Найважливіші природні полісахариди — крохмаль і целюлоза. Обидві
речовини є полімерами з однаковою хімічною формулою: [C
6
H
10
O
5
]
n
. Від-різняються вони тільки будовою молекул.
C
C
C
C C
C H
2
O H
H
H
H
O H
O H
H
O H
O
C
C
C
C C
C H
2
O H
H
H
H
O H
O H
H
O
H
O
К р о х м ал ь
Цел ю л о з а
Крохмаль — аморфний порошок з характерним хрускотом (картопля -ного крохмалю), його густина 1,5 г/см
3
, за звичайних умов у воді не розчи -няється. При потраплянні в гарячу воду зерна крохмалю поглинають воду
й сильно набухають, оболонки їх розриваються, що спричиняє розривання
зерен і утворення колоїдного розчину, який називають клейстером і іноді
використовують як клей. Температур плавлення і кипіння крохмаль не
має, оскільки при нагріванні розкладається.
Крохмаль складається з молекул двох типів. Із цієї причини навіть гово-рять, що він складається з двох речовин: амілози та амілопектину. Амілоза
(її вміст приблизно 20 wacko має лінійні молекули, вона краще розчиняється
у воді. Одна молекула амілози містить близько тисячі залишків глюкози.
Молекули амілопектину розгалужені й містять близько десятка тисяч за -лишків глюкози. Амілопектин у воді не розчиняється, а тільки набухає.
Амілоза Амілопектин
Целюлоза (клітковина) — біла волокниста речовина, нерозчинна у воді
та інших розчинниках. На відміну від крохмалю, у воді та в інших розчинни -ках не розчиняється. Густина целюлози залежно від сировини коливається
від 1,27 до 1,61 г/см
3
.
Хімічна формула целюлози така сама, як і у крохмалю [C
6
H
10
O
5
]
n
. Але,
на відміну від крохмалю, молекули целюлози не бувають розгалуженими
і містять десятки тисяч залишків глюкози (її молекулярна маса досягає
декількох мільйонів). З цієї причини окремі макромолекули целюлози
розташовуються впорядковано й щільно одна до одної, утворюючи міцні
волокна, що не характерно для крохмалю.
Завдання . Уважно розгляньте формули фрагментів молекул крохмалю
та целюлози. Із залишків якої речовини складаються їхні молекули? Які
функціональні групи присутні в молекулах? До якого класу органічних
сполук можна віднести крохмаль і целюлозу?
Колективне обговорення
Організовується обговорення опрацьованої інформації. Увага учнів
звертається на завдання. Учитель надає додаткові пояснення.
IV. Узагальнення та закріплення знань
Завдання f для f узагальнення f знань f f
1. Що є спільним у складі та будові розглянутих вуглеводів?
2. До яких класів органічних речовин можна їх віднести?
3. У чому полягає особливість будови крохмалю та целюлози?
4. Порівняйте фізичні властивості розглянутих вуглеводів.
5. Перегляньте класифікацію вуглеводів. Поясніть терміни «моноса -хариди», «дисахариди», «полісахариди».
6. Поясніть іншу назву глюкози — гексоза. Як можна назвати вугле -вод, у молекулі якого міститься 5 атомів Карбону?
Завдання f для f закріпленняf знань f f
1. Із наведених формул виберіть формули вуглеводів: C
3
H
8
O, C
5
H
10
O
5
,
C
12
H
26
, C
12
H
22
O
11
, C
6
H
12
O.
2. Одне дерево за добу здатне перетворювати на вуглеводи 55 г вугле -кислого газу. Скільки літрів кисню (н. у.) при цьому виділяється?
3. Яку масу глюкози треба взяти для приготування 200 г розчину глю -кози з масовою часткою 0,1 %?
4. Обчисліть масові частки Карбону і води: а) у глюкозі; б) сахарозі;
в) целюлозі. Яка з цих речовин найбільше багата на Карбон, а яка —
на воду?
5. Скільки структурних ланок C
6
H
10
O
5
міститься в молекулі целюлози,
якщо її молекулярна маса дорівнює 2,1 млн?
V. Домашнє завдання
Виконати завдання за підручником.
VI. Підбиття підсумків уроку
Повертаючись до запитань, які записувалися на початку уроку, учитель
просить учнів визначити, які нові знання вони отримали. Які запитання
залишилися без відповідей? Що слід розглянути на наступному уроці?
Вітаємо вас на сайті ForFun.pp.ua! Зараз ви переглядаєте матеріал під назвою "Вуглеводи: глюкоза, сахароза, крохмаль, целюлоза.", із категорії "Хімія", який є складовою архіву нашої безкоштовної бібліотеки. На сторінках нашого сайту ви знайдете багато матеріалів: ГДЗ, творів переказів, конспектів, презентацій, ДПА, ЗНО, методички, посібники до уроків та багато іншого. На сайті доступний швидкий пошук та безкоштовний доступ до будь-якого матеріалу. Легкого навчання та викладання!
- Хімія
- 03.03.2014
- 3463