Урок по теме"Дисахариды.Сахароза"

Урок химии в 10 классе

по теме

«Дисахариды.Сахароза »

подготовила

учитель химии ГОУ ЛНР «Краснолучская школа№4»

Поляница Надежда Павловна

Тема урока: «Дисахариды. Сахароза.»

Цели урока: закрепить знания учащихся о моносахаридах и познакомить с олигосахаридами на примере сахарозы

Задачи 1) обучающие - создать условия для восприятия и первичного закрепления нового материала о строении и свойствах сахарозы как представителя дисахаридов; показать практическую значимость изучаемого материала; развивать логическое мышление через нахождение связей строение – свойства – применение вещества;

2) развивающие - развивать навыки исследовательской работы, умение работать в группах;

3) воспитывающие - воспитывать любовь к родному краю и умение выступать перед аудиторией; поддерживать интерес к изучаемому предмету.

Тип урока: изучение новых знаний.

Оборудование: для лабораторного опыта: штатив с пробирками, сахароза в пробирке, пробирка с магнием, стакан с водой, лакмус, растворы CuSO₄ , КОН, спиртовка, спички, зажим для пробирок;

для демонстрации: тигельные щипцы, сахар-рафинад, сигаретный пепел, шпатель, спички, асбестовая сетка, кристаллизатор, сахарная пудра в стакане, серная кислота (конц.), стеклянная палочка;

Ход урока.

I. Организационный этап. Психологический настрой.

II. Мотивационно-ориентировочный этап

Выполнить задание:

(слайд)

Давайте проверим (сначала говорят вслух, потом – слайд с ответами).

Прочитайте первые буквы ваших ответов. Получилось слово – сахароза.

Сахарозу в повседневной жизни мы называем сахаром, и оно играет в ней важную роль. Сегодня мы будем характеризовать сахарозу как химическое вещество.

Запишите тему урока: «Сахароза. Нахождение в природе. Свойства, применение».

Характеризуя вещество, что мы должны назвать?

(ответы обучающихся).

Т.е., изучая сахарозу как химическое вещество, мы будем рассматривать…

(цели – формулируют обучающиеся).

Изучение сахарозы будет осуществляться по плану:

1. Качественный и количественный состав вещества (молекулярная формула)

2. Строение молекулы. Изомеры.

3. Физические свойства.

4. Химические свойства.

5. Нахождение в природе.

6. Получение.

7. Применение.

8. Биологическое значение.

III. Изучение нового материала.

1. Молекулярная формула сахарозы (решение задачи, самостоятельно).

Начнем с установления молекулярной формулы сахарозы. Её элементный состав известен.

Задача. Известно, что в составе молекулы сахарозы содержится: углерода – 42,11%, водорода – 6,43%, кислорода – 51,46%. Относительная молекулярная масса сахарозы равна 342. Установите молекулярную формулу сахарозы.

(1 обучающийся решает на доске).

А если молекулярную формулу сахарозы записать иначе: С12(Н2О)11, общей формуле какого класса соединений будет соответствовать вещество с такой молекулярной формулой?

(ответ – углеводы).

Какова общая формула углеводов?

Углеводы (беседа).

Значит, сахароза является представителем углеводов.

Что мы называем углеводами?

Соответствует ли состав сахарозы общей формуле углеводов?

3. Строение молекулы сахарозы (лабораторный опыт).

Но для понимания свойств вещества мало знать его состав, т.е. молекулярную формулу. Важно знать строение вещества.

В состав молекулы сахарозы входит 11 атомов кислорода. А нам известно, что кислород в состав органических веществ входит чаще всего в виде функциональных групп.

1. Функциональные группы

Что мы называем функциональной группой?

Какие известные нам функциональные группы содержат атомы кислорода?

Мы можем предположить наличие этих групп в молекуле сахарозы и доказать их наличие или отсутствие с помощью химического эксперимента.

(слайд – слова М.В. Ломоносова)

М.В. Ломоносов сказал: “Химик не такой должен быть, который дальше дыму и пеплу ничего не видит, а такой, который на основании опытных данных может делать теоретические выводы”

Руководствуясь этими словами, мы проведем химический эксперимент.

Эксперимент предполагает выдвижение гипотезы, затем ее проверку с помощью опыта и, наконец, вывод, подтверждающий или опровергающий данную гипотезу (гипотеза – предположение, требующее подтверждения).

Задача нашего эксперимента будет состоять в следующем:

сделать вывод о природе вещества на основании проведенного эксперимента,

ответить на вопрос: каково строение молекулы сахарозы и какие химические свойства вещества можно прогнозировать, исходя из её строения.

Лабораторный опыт.

1. качественная реакция на гидроксильные группы (реакция на многоатомные спирты) – с гидроксидом меди (без нагревания);

2. качественная реакция на альдегидную группу – с гидроксидом меди (при нагревании);

3. качественная реакция на карбоксильные группы – индикатор, с цинком (магнием).

Вывод: молекула сахарозы содержит несколько гидроксильных групп, альдегидные и карбоксильные группы не содержит.

Инструктивная карта для проведения химического эксперимента

«Определение функциональных групп в молекулах сахарозы»

Цель: определить функциональные группы в молекулах сахарозы.

Ход опыта.

Сделайте общий вывод о наличии функциональных групп в молекулах сахарозы.

Вывод:

1. Сахароза – дисахарид (рассказ по слайду).

(слайд «Строение молекулы сахарозы»).

На модели видно, что молекула сахарозы состоит из двух частей – двух циклов. Такие углеводы относят к дисахаридам.

Как классифицируются углеводы?

(слайд «Классификация углеводов»).

Молекулы олигосахаридов состоят из нескольких (от 2 до 10) остатков моносахаридов. Из олигосахаридов наиболее часто встречаются в живых организмах дисахариды сахароза и лактоза. Сахароза — хорошо знакомый нам тростниковый или свекловичный сахар; формула сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ Молекула сахарозы состоит из остатков глюкозы и фруктозы. Она чрезвычайно широко распространена в растениях (семена, ягоды, корни, клубни, плоды). Сахароза очень легко растворима в воде. Главные источники получения сахарозы (пищевого сахара) в пищевой промышленности — сахарная свёкла и сахарный тростник.

Лактоза — молочный сахар, имеет в составе молекулы остатки глюкозы и галактозы. Этот дисахарид входит в состав молока и является основным источником энергии для детёнышей млекопитающих.

Молекула мальтозы состоит из двух остатков глюкозы. Под действием фермента амилазы, содержащегося в слюне и вырабатываемого также поджелудочной железой, крахмал и гликоген расщепляются до мальтозы. В эпителиальных клетках тонкого кишечника под действием фермента мальтазы мальтоза гидролизуется до глюкозы, которая с кровью разносится по всему организму.

Большинство олигосахаридов, содержащих три и более моносахаридных остатка, встречаются не в свободной форме, а в виде небольших боковых цепей, присоединённых к полипептидам. Белки, содержащие ковалентно присоединённые углеводы, называют гликопротеидами, они входят в состав плазматической мембраны и часто выполняют рецепторные функции.

Массовая доля углеводного компонента в гликопротеидах составляет не более 40 % .

(слайд – «Гидролиз сахарозы»).

Более подробно рассмотреть строение молекулы сахарозы можно на её структурной формуле.

(слайд – «Строение молекулы сахарозы»)

(показать, акцентировать внимание на функциональных группах).

Сколько гидроксильных групп содержит молекула сахарозы?

1. Изомеры сахарозы – мальтоза и лактоза (рассказ учителя).

Что мы называем изомерами?

(слайд «Изомеры сахарозы»)

Следующий пункт нашего плана –

1. Физические свойства сахарозы (беседа).

Что вы можете сказать о физических свойствах сахарозы?

Белый, без запаха, кристаллический порошок со сладким вкусом. Плотность 1,587г/см³. Температура плавления 186°C. Растворимость в воде 2000г/л (25°С). При температуре 190-2000 превращается в бурую массу - карамель.

1. Химические свойства сахарозы (демонстрация)

   • Горение;

(слайд – уравнение реакции горения сахарозы);

C12H22O10 +12O2 –12CO2 + 11H2O

• Обугливание под воздействием водоотнимающего средства – концентрированной серной кислоты

(слайд – уравнение реакции).

C12H22O11 ––– 12C + 11H2O

1. Получение сахарозы (сообщение обучающихся)

   1. историческая справка (сообщение обучающегося);

Самый древний сахар – тростниковый, его родина – Индия .Сахарный тростник принадлежит к семейству злаковых, рост которых достигает в высоту 2 – 4 метров. Стебли тростника являются сырьем для производства сахара.

Тростник - растение многолетнее. После срезания стебля черенок с корнями продолжает расти, что позволяет получать 5 - 6 урожаев с одной плантации. В сахарном тростнике сахара содержится I3 – 17%.

В Канаде получают сахар из кленового сока. Раньше делали это так: кленовый сок наливали в большие глиняные кувшины, ставили на огонь и выпаривали. Когда жидкость начинала густеть, её размешивали деревянной лопаткой. Сок превращался в густой сироп. Этот сироп выливали в глиняные сосуды разнообразной формы. На другой день сироп застывал. Это был настоящий сахар, слегка желтоватый, почти прозрачный и очень вкусный.

В кленовом соке 5% сахара, но каждое большое кленовое дерево за сезон может дать 5 – 100 литров сока, а это – 3 – 5 кг сахара.

В Европе сахар с 1747 года получают из сахарной свёклы. Тогда немецкий химик Маркграф впервые получил так сахар. В корнеплодах современных сортов сахарной свёклы содержится 16 - 20% сахара. Первое упоминание о сахаре в России относится к 1273 году как о заморском лакомстве. Спрос на сахар сильно возрос с середины XVII века, когда в России начали употреблять чай, быстро ставший национальным напитком. Тогда же в России появились первые сахарные заводы.

1. получение сахарозы из сахарной свёклы (сообщение обучающегося).

Очищенную сахарную свёклу измельчают в стружку и обрабатывают горячей водой. В результате из свёклы вымывается почти вся сахароза, но вместе с ней в раствор переходят различные кислоты, белки и красящие вещества, которые нужно отделить от сахарозы.

Образовавшийся раствор обрабатывают известковым молоком – гидроксидом кальция. Он реагирует с кислотами, образуются малорастворимые соли, которые выпадают в осадок. Сахароза с гидроксидом кальция образует растворимый сахарат кальция.

Чтобы разложить образовавшийся сахарат кальция и нейтрализовать избыток гидроксида кальция, через раствор пропускают углекислый газ. При этом образуется раствор сахарозы и нерастворимый карбонат кальция.

Раствор фильтруют, упаривают, кристаллики сахара отделяют центрифугированием.

Полученный сахар обычно имеет желтоватый цвет, так как содержит красящие вещества. Чтобы их отделить, сахарозу вновь растворяют в воде, снова упаривают и подвергают центрифугированию.

1. Применение. Физиологическое действие на организм (сообщение обучающегося).

(слайд «Нарушения углеводного обмена»). После доклада прокомментировать.

Сахар - практически чистая сахароза, которая быстро расщепляется в организме на глюкозу и фруктозу, усваиваемые организмом буквально через несколько минут и превращающиеся в источник энергии.
Никакой биологической ценности, кроме калорий, сахар не представляет. Каждые 100 г сахара содержат 409,2 ккал.
В сахаре есть как свои плюсы, так и минусы.
Минусы сахара:
1) Сахар не представляет никакой питательной ценности, кроме энергетической.
2) Т.к. сахар обладает высокой энергетической ценностью, он дает много пустых калорий, которые стоило бы получить из других продуктов, которые кроме калорий принесли бы еще витамины, минеральные вещества и т.д.
3) Сахар вреден для зубов, поскольку бактерии, содержащиеся в полости рта человека, превращает его в кислоты, которые разрушают зубную эмаль и способствуют появлению кариеса.
4) Излишнее употребление сахара способствует появлению жировых отложений. Поэтому, сахар в больших количествах вреден для фигуры и здоровья.
5) Сахар имеет высокий гликемический индекс. Стоит вам проглотить кусочек пирожного, содержащийся в них сахар мгновенно попадает в кровь. Далее, уровень сахара в крови вырастает - поджелудочная железа немедленно реагирует дополнительной выработкой инсулина - инсулин резко снижает концентрацию сахара - в мозг поступает сигнал, что неплохо бы съесть еще чего-нибудь вкусненького. И так до бесконечности. В итоге вы получаете постоянно высокий уровень инсулина в крови и высокую степень вероятности приобрести в качестве хронического заболевания диабет или заработать инфаркт.
6) Переизбыток сахарозы в пищевом рационе является веской причиной появления атеросклероза, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца.
7) Доказана прямая связь возникновения аллергии детей и взрослых с избыточным потреблением сахара.
8) Сахар вызывает нарушения работы иммунной системы.
9) Любители сахара, нуждаются в большем количестве витамина В1, т.к. он требуется для его усвоения.
Плюсы сахара:
1) Сахар делает нас счастливыми. Во время приступов горя мы съедаем что-нибудь сладенькое, после чего наша поджелудочная железа вырабатывает инсулин, который в свою очередь приводит к выделению серотонина – гормона счастья.
2) Сахар дает нам энергию. При поступлении в организм сахар преобразуется в глюкозу, снабжающую нас энергией.

(вывод: минусов больше, лучше заменить сахар другими углеводами).

Выяснилась любопытная деталь: в странах с невысокой смертностью от диабета и заболеваний сердца и сосудов едят в основном неочищенный сахар, а в странах, где смертность от этих заболеваний высокая употребляют очищенный сахар – сахар-рафинад. Исследователи установили, что в неочищенном сахаре содержание примесей соединений хрома на 30 % больше, чем в очищенном сахаре. Как оказалось, хром регулирует механизм действия инсулина. Он поддерживает нормальную терпимость организма к глюкозе.

С наступлением сумерек количество потребляемого человеком сладкого увеличивается в 2 – 3 раза. В освещенном помещении потребность в сладком исчезает. Эти данные используют в дизайне кафе и ресторанов: мягкий приглушенный свет способствует увеличению потребления десерта и, следовательно, выручки заведения.

1. Заболевания, возникающие при нарушениях углеводного обмена (рассказ учителя).

1. Выводы.

1. Задание на дом.Параграф 32

   1. Для того, чтобы розы дольше сохранились в срезанном состоянии, в вазу наливают 7,5%-ный раствор сахарозы. Рассчитайте массу сахарозы и воды, необходимых для приготовления 500 г такого раствора.

(слайд)

1. Закрепление материала.

   1. Тестирование (взаимоконтроль)

Вариант 1.

1. Сахароза относится к:

А) моносахаридам;

Б) дисахаридам;

В) полисахаридам;

Г) альдегидоспиртам.

2. Сахароза содержит:

А) 6 атомов углерода;

Б) 11 атомов углерода;

В) 12 атомов углерода;

Г) 22 атома углерода.

3. Изомерами сахарозы являются:

А) глюкоза;

Б) фруктоза;

В) рибоза;

Г) мальтоза.

4. В состав молекул сахарозы входят функциональные группы:

А) гидроксильные;

Б) альдегидные;

В) карбонильные;

Г) карбоксильные.

5. Промышленным способом сахарозу получают из:

А) картофеля;

Б) кукурузы;

В) сахарной свёклы;

Г) пшеницы.

6. При гидролизе сахарозы получается:

А) 2 молекулы глюкозы;

Б) 2 молекулы фруктозы;

В) 1 молекула глюкозы и 1 молекула фруктозы;

Г) 1 молекула глюкозы и 1 молекула рибозы.

7. Физические свойства сахарозы:

А) белое кристаллическое вещество;

Б) плохо растворяется в воде;

В) без запаха и вкуса;

Г) хорошо проводит электрический ток.

Вариант 2.

1. Сахароза относится к:

А) белкам;

Б) жирам;

В) углеводам;

Г) нуклеиновым кислотам.

2. Сахароза содержит:

А) 6 атомов кислорода;

Б) 11 атомов кислорода;

В) 12 атомов кислорода;

Г) 22 атома кислорода.

3. Изомерами сахарозы являются:

А) глюкоза;

Б) фруктоза;

В) рибоза;

Г) лактоза.

4. В состав молекул сахарозы входят функциональные группы:

А) альдегидные;

Б) гидроксильные;

В) карбонильные;

Г) карбоксильные.

5. Промышленным способом сахарозу получают из:

А) сахарного тростника;

Б) кукурузы;

В) картофеля;

Г) пшеницы.

6. При гидролизе сахарозы получается:

А) 2 молекулы глюкозы;

Б) 2 молекулы фруктозы;

В) 1 молекула глюкозы и 1 молекула фруктозы;

Г) 1 молекула глюкозы и 1 молекула рибозы.

7. Функция сахарозы в организме человека:

А) каталитическая;

Б) строительная;

В) сигнальная;

Г) энергетическая.

Ответы.

14