Методическая разработка практического занятия. Решение задач и упражнений по теме: «Кислородсодержащие органические соединения»

Практическое занятие №5.

Решение задач и упражнений по теме: «Кислородсодержащие органические соединения»

Учебная цель: формировать умение решать задачи по теме: «Кислородсодержащие органические соединения».

Учебные задачи:

Повторить основные классы кислородсодержащих органических веществ, генетическую связь между ними;

Повторить строение, получение, физические и химические свойства углеводов;

Научиться решать задачи и упражнения по этой теме.

1. Ожидаемые результаты:

Студент должен:

иметь практический опыт: применения знаний о строении, химических свойствах и получении кислородсодержащих органических веществах при решении задач;

знать: номенклатуру, строение, химические и физические свойства, применение, получение кислородсодержащих органических веществ, качественные реакции для определения их;

уметь: составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства, выполнять расчёты по формулам;

владеть: навыками работы с калькулятором.

Обеспеченность занятия (средства обучения):

1. Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических занятий по учебной дисциплине «Химия».

2. Рабочая тетрадь.

3. Калькулятор.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме практического занятия.

Существует огромное число органических соединений, в состав которых наряду с углеродом и водородом входит кислород. Атом кислорода содержится в различных функциональных группах, определяющих принадлежность соединения к определенному классу.

Соединения каждого класса образуют различные производные. Например, к производным спиртов относятся простые эфиры ROR’, к производным карбоновых кислот – сложные эфиры RCOOR’, амиды RCONH₂, ангидриды (RCO)₂O,хлорангидриды RCOCl и т.д.

Кислодосодержащими органическими соединениями являются и углеводы. Углеводы – органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода и кислорода, причём водород и кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды (2:1).

Для обнаружения веществ используют качественные реакции:

1

3

2

CaC₂ → C₂H₂ → CH₃-COH → CH₃COOH

1) CaC₂ + 2H₂O→ C₂H₂ + Ca(OH)₂

Hg²⁺

2) Реакция Кучерова: C₂H₂ + H₂O → CH₃-COH

3) Реакция «серебряного зеркала»

CH₃-COH + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₃-COOH + 2Ag↓ + 4NH₃↑ + H₂O 

Пример 2. С помощью каких реакций можно осуществить следующие превращения: сахароза → глюкоза → глюконовая кислота?

Решение. Сахароза гидролизуется при нагревании в подкис­ленном растворе:

Глюкоза окисляется свежеосажденным гидроксидом меди (II) с образованием глюконовой кислоты (С₆Н₁₂О₇):

Пример 3. Полученное из глюкозы соединение С₃Н₆О₃ в ре­акции с натрием образует соединение состава C₃H₄Na₂O₃, с карбонатом кальция — С₆Н₁₀СаО₆, с этанолом в присутствии серной кислоты — С₅Н₁₀О₃. Назовите это соединение и напишите урав­нения реакций.

Решение. При молочнокислом брожении из глюкозы получа­ется молочная (2-гидроксипропановая) кислота:

С₆Н₁₂О₆ → 2СН₃-СН(ОН)-СООН.

В реакции молочной кислоты с натрием участвуют и гидроксильная и карбоксильная группы:

СН₃-СН(ОН)-СООН + 2Na  → CH₃-CH(ONa)-COONa + H₂↑

С карбонатом кальция и с этанолом молочная кислота реагирует как обычная карбоновая кислота:

СаСО₃ + 2СН₃СН(ОН)СООН → (СН₃СН(ОН)СОО)₂Са + CO₂↑ + Н₂О,

t, H⁺
СН₃СН(ОН)СООН+С₂Н₅ОН    →  СН₃СН(ОН)СООС₂Н₅+Н₂О.

Пример 4. Массовая доля крахмала в картофеле составляет 20%. Рассчитайте массу глюкозы, которая может быть получена из картофеля массой 405 кг. Выход продукта равен 70%.

Решение. Составляем уравнение реакции гидролиза крахмала, в результате которой образуется глюкоза:

Рассчитаем массу крахмала в картофеле:

Определяем количество вещества крахмала:

Из уравнения реакции гидролиза крахмала следует

откуда получаем

n(глюкозы) = x∙n (крахмала);

 Вычисляем массу глюкозы, которую можно получить при количественном выходе:

m(глюкозы) = n(глюкозы)М(глюкозы); 

m(глюкозы) = 0,5∙180 кг = 90 кг.

Учитывая массовую долю выхода продукта, рассчитаем массу реально полученной глюкозы:

 ;  

Выполнение работы.

1. Составьте уравнения гидролиза сахарозы и докажите соответствующими реакциями образование одного из продуктов.

2. Составьте уравнения реакций получения ацетата магния исходя из метана.

3.Составьте уравнения реакций по схеме:

СО₂ → С₆Н₁₂О₆ → С₁₂Н₂₂О₁₁ → С₆Н₁₂О₆ → С₂Н₅ОН → СО₂

4.Оксид углерода (IV), выделившийся в результате спиртового брожения 25 моль глюкозы, полностью поглощен избытком известковой воды. Какова масса образовавшегося осадка?

5. Массовая доля целлюлозы в древесине составляет 40%, какую массу технической глюкозы можно получить из 1620 кг древесных опилок?

Порядок выполнения отчёта по практическому занятию.

1.В тетради напишите номер, название и учебную цель занятия.

2.Выполните задания.