Урок химии в 10 классе по теме: "Жиры".

Урок химии в 10 классе по теме «Жиры с использованием технологии развития критического мышления.

Учитель: Грецева Надежда Петровна.

Цели: Образовательные: сформировать представление о жирах как биоорганических веществах, их классификации, свойствах, способах их переработки и применении; актуализировать знания о жирах из курса биологии.

Развивающие: развивать умение наблюдать, находить причинно-следственные связи, делать выводы; совершенствовать умения составлять уравнения реакций, получать информацию из различных источников, конспектировать, выбирать главное, развивать умение учащихся работать с дополнительной литературой.

Воспитательные: формировать социальные компетенции учащихся, воспитывать бережное отношение к своему здоровью, уважительное отношение друг к другу.

Ход урока.

1. Стадия вызова: Для постановки цели занятия предлагаю оформить маркировочную

таблицу З-Х-У:

На момент изучения темы «Жиры» участники могут быть знакомы с физическими свойствами жиров. Поэтому в первом столбце таблицы уже могут описать физические свойства жиров и нахождение в природе:

Нахождение в природе (беседа)

Жиры широко распространены в природе. Наряду с углеводами и белками они входят в состав всех растительных и животных организмов и составляют одну из основных частей нашей пищи. Среди животных источниками жиров являются коровы, свиньи, овцы, куры, тюлени, киты, гуси, рыбы. Из печени трески и акулы получают рыбий жир – лекарственное средство, из сельди – жиры, используемые для подкормки сельскохозяйственных животных. Растительные жиры чаще всего бывают жидкими, их называют маслами. Применяют жиры таких растений, как хлопок, лён, соя, арахис, кунжут, рапс, подсолнечник, горчица, кукуруза, мак, конопля, кокос, облепиха, шиповник, масляничная пальма и т.д.

Далее учащиеся формулируют цель занятия (записи во втором столбце таблицы).

Учитель: Люди давно научились выделять жир из натуральных объектов и использовать его в повседневной жизни. Жир сгорал в примитивных светильниках, освещая пещеры первобытных людей, жиром смазывали полозья, по которым спускали на воду суда. Жиры - основной источник нашего питания. Животные пустынь запасают жир как источник энергии и воды. Толстый жировой слой тюленей и китов помогает им плавать в холодных водах Северного Ледовитого океана.

Так что же такое жиры? Нужно ли изучать жиры? Зачем нам нужно решать эту проблему?

2. Стадия осмысления – изучение нового материала

Работа по группам с кейсами

1 группа Строение жиров.

Строение жиров было установлено благодаря трудам французских химиков М.Э. Шёвреля и П.Э.М. Бертло.

Шёврель посвятил изучению жиров 14 лет. Он ходил в свою лабораторию каждое утро и что-то проделывал с жирами. Как вы думаете, какие вопросы интересовали М.Э. Шёвреля? (Состав и химические свойства жиров)

Однажды М. Шёврель нагрел жир с кислотой и прокипятил его. Что он обнаружил?

Лабораторный опыт: гидролиз жира, доказательство наличия глицерина.

В пробирку с реакционной смесью прилить раствор сульфата меди (II) и избыток раствора щёлочи. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет. Так доказываем, что в результате реакции образовался глицерин и карбоновая кислота, которая выпадает в осадок.

Итак, М. Шёврель доказал, что при гидролизе жиров образуется трёхатомный спирт глицерин и высшие карбоновые кислоты. Составляем схему:

Н₂О

Высшие карбоновые кислоты

глицерин

жир

+ + + +

В составе жиров могут быть различные кислотные остатки. В составе животных жиров преобладают остатки предельных карбоновых кислот:

стеариновой С₁₇Н₃₅СООН пальмитиновой С₁₅Н₃₁СООН

а в составе растительных - остатки непредельных кислот:

олеиновой С₈Н₁₇СН=СН (СН₂)₇СООН

линолевой СН₃(СН₂)₃(СН₂СН=СН)₂(СН₂)₇СООН

и линоленовой С₂Н₅(СН=СНСН₂)₃СН₂)₆СООН.

Остатки карбоновых кислот могут быть одинаковыми (простые жиры) или различными (смешанные жиры).

Класификация жиров: 1. По происхождению животные и растительные

2. По агрегатному состоянию твердые (животного происхождения, исключение –рыбий жир) и жидкие ( растительного происхождения ( искл - кокосовое масло )

3. По составу простые (говяжий жир) и смешанные ( сливочное масло)

2 группа Свойства жиров

Жиры – это природные соединения, представляющие собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и трех высших карбоновых кислот.

Одним из важнейших свойств жиров, как и других сложных эфиров, является реакция гидролиза–(гидро – вода, лиз – разрушение). В незначительной степени гидролиз протекает и при хранении жира под действием влаги, света и тепла. Жир прогоркает- т.е. приобретает неприятный вкус и запах, обусловленный образующимися кислотами:

Н2С – О – СО – С17Н35 СН2 - ОН

Н С – О – СО – С17Н35 + 3 Н2О ↔ СН – ОН + 3С17Н35СООН

Н2С – О – СО – С17Н35 СН2 – ОН

Данная реакция является обратимой.

- Как можно сместить равновесие вправо?

Один из способов - удалить один из конечных продуктов, например, превратив его в другое вещество. Если на выделившуюся КК подействовать щелочью, она превратится в соль.

С17Н35СООН + NaOH → C17H35COONa + H2O

Если объединить эти две реакции в одну, т.е. нагревать жир с раствором щелочи, то разложение будет необратимым и пройдет до конца.

Н2С – О – СО – С17Н35 СН2 - ОН

Н С – О – СО – С17Н35 + 3 NaОH → СН – ОН + 3С17Н35СООNa

Н2С – О – СО – С17Н35 СН2 – ОН

Эта реакция называется омылением, т.к. образующиеся соли щелочных металлов (натриевые и калиевые) и высших КК являются мылами.

Благодаря исследованиям М. Шёвреля были получены стеариновые свечи (свечи из жиров сильно чадили) и качественное мыло. Мыловарение – один из самых древних химических процессов, стоящих на службе человека. Уже в 1в.использовали процесс омыления для получения твердых и жидких мылоподобных продуктов путем кипячения жиров с золой наземных растений (содержащих соли калия) или морских водорослей (содержащих соли натрия). Натриевые соли ВКК имеют твердое агрегатное состояние, а калиевые – жидкое.

«Мыло душистое» в быту незаменимо. Но и оно не без недостатков. Хозяйственное мыло имеет настолько сильнощелочную реакцию, что им не рекомендуется стирать шерстяные и шелковые вещи, оно сушит и раздражает чувствительную кожу рук и лица. Дорогие сорта туалетного мыла кроме отдушек содержат глицерин, увлажняющие и смягчающие добавки, они безвредны для кожи

Какими ещё химическими свойствами могут обладать жиры?

Каждый слышал такую фразу: при физической нагрузке человек сжигает жир. Выражение образное, но не лишено химического смысла. Мы уже вспомнили, что при расщеплении и окислении жиров в организме выделяется значительное количество энергии, необходимой для протекания жизненно важных эндотермических процессов поддержания постоянной температуры тела. Т.е жиры, как большинство органических соединений горят.

Жиры выполняют различные функции: строительную, энергетическую, защитную, запасающую. Главная (то есть наиболее заметная) функция жиров – энергетическая. Окисляясь, 1 г жира выделяет 9,3 ккал энергии.

В результате окисления жиров наряду с освобождением энергии образуется довольно много воды. При недостатке питьевой воды это позволяет легче переносить жажду. при окислении 100 г жира выделяются 107 мл воды.

Твердые жиры являются более ценными и дорогостоящими по сравнению с маслами

-можно ли непредельные жиры превратить в предельные, если да, предложите свой способ?

По химическому составу они отличаются лишь наличием двойных углерод-углеродных связей в углеводородных радикалах жидких жиров. Превратить непредельный углеводородный радикал в предельный можно присоединением по двойной связи молекулы водорода, т.е. провести реакцию гидрирования

Н2С – О – СО – С17Н33 Ni, Pt Н2С – О – СО – С17Н35

Н С - О – СО – С17Н33 + 3 Н2 → Н С – О – СО – С17Н35

Н2С – О – СО – С17Н33 Н2С – О – СО – С17Н35

триолеат глицерина тристеарат глицерина

- какое значение имеет этот процесс?

Гидрирование растительных масел – важнейший промышленный процесс. Он стал возможным благодаря работам французского химика Поля Сабатье, нашедшего катализатор этого процесса: мелкоизмельченные металлические никель или платина. За это открытие в 1912г. Сабатье был удостоен Нобелевской премии. В результате этого процесса получается искусственный твердый жир – саломас, идущий на изготовление маргарина и заменителей сливочного масла. В жировую основу маргарина добавляют эмульгаторы, молоко, соль, сахар, ароматические вещества, сливочное масло. В кондитерской промышленности, как и в быту, маргарин идет на изготовление тортов, кремов, пирожных. Он придает тесту особый вкус и «легкость», а по калорийности не уступает натуральному коровьему маслу.

- можем ли мы отличить натуральное сливочное масло от маргарина?

Маргарин – это твердый жир, содержащий только остатки предельных карбоновых кислот. Поэтому маргарин не будет проявлять свойства непредельных УВ

Сливочное масло – содержит остатки непредельных кислот, поэтому будет обесцвечивать бромную воду или раствор перманганата калия.

эксперимент: опустить в раствор KMnO4 кусочек исследуемого жира. результат: если р-р обесцветился, значит – это сливочное масло, если не обесцветился, значит это маргарин.

Вы знаете, что маргарин может быть разной консистенции от «мягкого» до «твердого», склонного к крошению, хрупкого продукта.как вы считаете, почему?(зависит от количества двойных связей)

Если в процессе гидрогенизации в молекуле жиров сохранилось достаточное количество двойных связей, полученный продукт бывает мягким. Если провести процесс дольше, количество двойных связей уменьшается и маргарин получается твердым. Поэтому гидрогенизацию никогда не проводят до конца, поскольку это ухудшает качество продукта, маргарин становится хрупким и слишком твердым.

Таким образом, жиры взаимодействуют с водой и разлагаются с образованием глицерина и высших карбоновых кислот, подвергаются щелочному гидролизу с образованием солей высших карбоновых кислот (мыла), окисляются кислородом с выделением большого количества энергии и воды; кроме того растительные жиры вступают в реакции по двойной связи: окисление, полимеризация, гидрирование, галогенирование.

3 группа: Применение жиров

Жиры используют в пищу. Некоторые масла исполь­зуют для изготовления косметических средств (кре­мов, масок, мазей). Ряд жиров имеют лекарственное значение: касторовое, облепиховое масло, рыбий жир, гусиный жир. Жиры сельдевых рыб, тюлений жир используются для подкормки сельскохозяйственных животных. Высыхающие растительные масла используют для производства олиф. Двойные связи непредельных кислот в жидких жирах сохраняют способность к полимеризации. Взаимодействуя с кислородом воздуха жидкие жиры способны образовывать твердые пленки – «сшитые полимеры». Такие масла называют «высыхающими». Это свойство используется при изготовлении олифы – натуральной (на основе льняного и конопляного масла) или синтетической (оксоль). Натуральную олифу получают полимеризацией масла при повышенной температуре с последующим введением особых добавок, называемых сиккативами. При нанесении на металл, дерево или любую поверхность олифа высыхает с образованием прочных, блестящих пленок, нерастворимых в воде и органических растворителях. Кроме того, олифу используют для изготовления и разбавления масляных красок. Сырьем для производства маргарина являются многие растительные масла и китовый жир. Животные жиры идут на производство мыла, стеари­новых свечей. Жиры используют для получения глицерина, смазоч­ных материалов– составление кластера.

Производство мыла

Пищевая промышленность

ЖИРЫ

Пищевая промышленность

Фармацевтическая промышленность

Парфюмерная промышленность

Производство смазочных материалов

3. Рефлексия.

Беседа: Итак, для чего вам пригодятся знания о жирах? Обсуждение полученных результатов и знаний.

1. Жиры – это:

а) сложные эфиры глицерина и карбоновых кислот,

б) сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот,

в) сложные эфиры одноатомных спиртов и высших карбоновых кислот.

2. Растительные и животные жиры отличаются:

а) по растворимости в воде, б) составом спирта,

в) составом высших карбоновых кислот.

3. Жиры хорошо растворяются: а) в органических растворителях, б) в воде, в) в растворе кислот.

4. При гидролизе жиров в кислой среде образуются:

а) глицерин и соли высших карбоновых кислот,

б) глицерин и высшие карбоновые кислоты,

в) маргарин и глицерин.

5. Превращение жидких жиров в твердые происходит в результате реакции:

а) гидратации, б) дегидрирования, в) гидрирования.

6. Мыла – это:

а) натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот,

б) натриевые или калиевые соли уксусной кислоты,

в) продукты гидролиза жиров в кислой среде.

7. Укажите состав жидкого мыла: а) (С17Н35СОО)2Са б) С17Н35СООК в) С17Н35СООNа

8. Рыбий жир является источником витамина: а) С б) В в) Д

9. Строительная функция жиров осуществляется:

а) в образовании воды, б) в сохранении тепла,

в) принимают участие в построении мембран клеток всех органов и тканей.

10. Окончательное расщепление жиров идет:

а) в тонком кишечнике, б) в толстом кишечнике, в) в желудке.

После выполнения задания, учащиеся меняются тестами и проверяют друг друга.

Ответы записаны на доске: 1 – б; 2 – в; 3 – а; 4 – б; 5 – в; 6 – а; 7 – б; 8 – в; 9 – в; 10 – а.

Далее можно применить приём «Верите ли вы, что…»

Верите ли вы, что:

1. Жиры – это простые эфиры.

2. Все жиры имеют одинаковое происхождение.

3. Жиры подвергаются гидролизу только в присутствии кислоты.

4. Жиры называют триглицеридами.

5. Соевое, подсолнечное, оливковое масла – это твёрдые жиры.

6. Некоторые растительные масла при хранении теряют свои свойства.

7. Все без исключения животные жиры имеют твёрдое агрегатное состояние, и все растительные жиры – жидкие.

8. Жиры являются источником энергии для животных и человека.

9. Олифы получают из животных жиров.

10. Мыло является продуктом гидролиза жиров.

11. Пятна от горячего растительного масла так же легко вывести с одежды, как и пятна от растопленного сала с помощью одного и того же растворителя.

12. Помогая подруге на кухне готовиться к приёму гостей, Вы «посадили» масляное пятно на шерстяную юбку. Известно, что такое пятно можно удалить, если сразу же засыпать его мелкой солью или зубным порошком. Зубного порошка в доме не оказалось, соль была только крупная, и подруга предложила Вам засыпать пятно питьевой содой. Верите ли Вы, что стоит воспользоваться этим предложением?

13. Маргарин получают из растительного масла реакцией гидрирования (гидрогенизации).

14. В таблице приведено содержание остатков некоторых жирных кислот в различных видах рыб. Верите ли Вы, что сельдь и мойва быстро портятся даже при хранении в холодильнике и приобретают специфический запах.

1. Продукты питания, жареные во фритюре, полезны для организма человека.

2. В суточном рационе питания нужно использовать как можно больше жиров