Тема: Вуглеводи. Поширення в природі та застосування.

Навчальна мета: Закріпити поняття : високомолекулярні сполуки, просторова будова молекул, ступінчатий гідроліз, речовини з змішаними функціями, реакції бродіння ; перевірити знання властивостей глюкози, сахарози, крохмалю і целюлози на основі їх будови і складу ; поглибити знання практичного значення вуглеводів.

Знати: 1.Особливості будови моносахаридів, дисахаридів, полісахаридів.

2.Властивості,поширення у природі та застосування вуглеводів.

3.Виробництво та застосування штучних волокон.

Вміти: 1. Складати формули глюкози (і - формули ) сахарози, крохмалю, целюлози.

2. Писати рівняння, що відображають властивості глюкози, сахарози, крохмалю, целюлози.

3. Характеризувати природні і штучні волокна.

План:

1. Характеристика моносахаридів на прикладі глюкози. Поширення в природі та значення.

2. Дисахариди. Сахароза.

3. Полісахариди як природні полімери. Поширення в природі та значення.

Анотації

Питання 1.

Характеристика моносахаридів на прикладі глюкози. Поширення в природі та значення.

Розпочинаючи вивчення питання пропонуємо розглянути матеріали для реферативного повідомлення “Вуглеводи в природі”, використовуючи при цьому додаткову літературу [5, ст. 1-24], [6, ст. 2-8], [7, ст. 3-290].

Вивчаючи будову глюкози важливо розкрити, причину належності її до поліфункціональних сполук. Складіть рівняння реакції, які підтверджують, що глюкоза є альдегідосприт.

Важливим загальної характеристики глюкози є висвітлення питання її хімічних властивостей. Докажіть, які хімічні реакції підтвержєують наявність в ній спиртових та альдегідних груп, відмітьте при цьому здатність глюкози до бродіння (спиртове, молочнокисле, маслянокисле бродіння). Проаналізуйте бродіння як складний мікробіологічний процес перетворення вуглеводів; розкрийте роль глюкози в переробці сільськогосподарських продуктів та її біологічну роль, на основі аналізу енергетичної цінності глюкози в обміні речовин.

Ознайомтесь з просторовою будовою молекул глюкози (альдегідна, циклічна) на основі аналізу таблиці “Глюкоза. Будова молекули” [2, ст. 238].

На основі співставлення молекулярних і структурних формул глюкози і фруктози, докажіть залежність властивостей речовини від будови їх молекул.

Завдання для самоконтролю.

1. Які речовини відносять до вуглеводів і звідки ця назва походить?

2. Як класифікують вуглеводи?

3. Завдяки якій реакції у природних умовах відбувається синтез вуглеводів:

а) фотосинтезу; б) крекінг насичених вуглеводів; в) тримеризація ацетиленових вуглеводнів?

4. Як побудована молекула глюкози?

Які функціональні групи містяться в ній?

5. Як можна довести наявність у молекулі глюкози альдегідної групи?

6. Як дослідним шляхом довести, що в молекулі глюкози є п'ять гідроксильних груп?

7. Наведіть рівняння реакцій, у яких глюкоза виявляє:

а) відновні властивості; б) окисні властивості.

8. Яке значення глюкози в життєвих процесах тварин і людини?

9. Які види бродіння глюкози вам відомі? Назвіть їх практичне значення.

10. Які групи речовин дають реакцію "срібного дзеркала":

а) глюкоза, гліцерин, етиленгліколь;

б) гліцерин, глюкоза, сахароза;

в) глюкоза, формальдегід, метанова кислота?

11.Які групи речовин виявляють змішані функції?

а) глюкоза і гліцерин;

б) глюкоза і олеїнова кислота;

в) глюкоза і оцтова кислота;

г) глюкоза і метанова кислота?

12. Як розпізнати лише за допомогою одного реактиву:

а) гліцерин; б) глюкозу; в) етанол? }.

13. Є розчини глюкози і фруктози. За допомогою яких

хімічних реакцій можна розпізнати ці речовини?

14. Наведіть схему реакцій добування глюкози:

а) з крохмалю; б) з целюлози.

Питання 2.

Дисахариди. Сахарози.

Характеризуючи будову мол. сахарози, висвітліть основні досліди, які свідчать про наявність чи відсутність в молекулі сахарози спиртової, альдегідної чи карбоксильної груп (взаємодія з Сu (OH)₂, з аміачним розчином срібла, дія індикаторів). Згадайте досліди, які підтверджують наявність альдегідної групи і обґрунтуйте відповідь на питання. чому сахароза не дає характерних реакцій на альдегідну групу.

Далі слід звернути увагу на характеристиці ізомерів сахарози (малітоза, лактоза); обгрунтуйте можливість перетворення вуглеводів згідно схеми:

гідраліз бродіння

мальтоза глюкоза молочна кислота

бродіння

етанол

Рекомендуємо при аналізі питання властивостей сахарози скористатися таблицею “Властивості сахарози” [2, ст. 140].

Ознайомтесь з основними стадіями добування сахарози з цукрових буряків на основі таблиці “Добування сахарози” [2, ст. 141], аналізуючи можливості максимального одержання цукру.

Завдання для самоконтролю:

1. У двом пробірках містяться речовини:

а) глюкоза б) сахароза. За допомогою яких хімічних реакцій можна розпізнати ці речовини?

2. Масова частка цукру у склянці чаю (250 мл), куди поклали дві чайні ложки цукру (по 8 г у кожній), становить: (1) 7,8 % (2) 12,8% (3) 3,2% (4) 6,4%.

3.Цукровий завод переробляє за добу 4500 т буряків. Яку масу цукру за добу виробляє завод, якщо масова частка сахарози в буряках становить 12%?

Питання 3.

Полісахариди як природні полімер.

Поширення в природі та значення.

Торкаючись проблеми полісахаридів зверніть увагу на порольну узагальнюючу таблицю. “Полісахариди” [3, ст. 141-142]. При цьому відмітьте, які ознаки обумовлюють їх подібність і відмінність в будові. складі, утворені та властивостях.

На основі знань з курсу біології, згадайте як утворюються полісахариди; охарактеризуйте процес фотосинтезу крохмалю в рослинах, запишіть рівняння реакції.

Особливості будови макромолекул полісахаридів впливають на їх властивості; особливу увагу зверніть на розташування волокон целюлози, поясність причини її міцності і нерозчинності; вкажіть чому з целюлози добувають волокна, а з крохмалю їх добути неможливо.

Далі слід з’ясувати основні хімічні властивості крохмалю і целюлози; обґрунтуйте важливість реакцій гідролізу (повного, часткового, ферментативного) і здатність до реакцій естерифікацій.

Для повного висвітлення питання доцільно з’ясувати біологічне значення крохмалю і його перетворення в організмі людини (крохмаль глюкоза молочна кислота оцтова кислота вищі кислоти жири

вода і оксид карбону (ІV)).

Важливим для загальної характеристики полісахаридів є розгляд питання застосування целюлози: Розкрийте шляхи використання целюлози на основі сухої перегонки деревини згідно схеми:

Са (НSО₃)₂

Деревина целюлоза

(папір)

гідроліз

глюкоза

бродіння

етиловий спирт

Поміркуйте, чому ми можемо сьогодні стверджувати, що сучасна цивілізація значною мірою залежить від целюлози.

Докажіть значення застосування целюлози і виробництві природних і штучних волокон. Проаналізуйте способи добування штучного волокна (ацетатний, візків, мідно-аміачний) та якісні переваги і недоліки штучного волока в порівняні з природним.

Завдання для самоконтролю:

1. Що спільне і відмінне у будові крохмалю і целюлози?

2. Чому з целюлози можна добути волокна, а з крохмалю ні?

3. Чому фруктоза і глюкоза належать до моносахаридів, а крохмаль і целюлоза до полісахаридів?

4. Кінцевим продуктом гідролізу крохмалю є:

а) сахароза; б) фруктоза; в) глюкоза.

5. До продукту повного гідролізу крохмалю додали свіжосадженого гідрооксиду міді (двох валентного) і нагріли. Випав осад червоного кольору.

Це: а)Сu₂О; б) СuO; в)СuОН; г) СuСО₃.

6. За наявності концентрованої сульфатної кислоти целюлоза реагує з оцтовою кислотою. Які речовини можуть утворитися при цьому? Складіть рівняння реакцій.

7. Яку спільну хімічну властивість мають сахароза, крохмаль і целюлоза? Відповідь підтвердіть відповідними рівняннями реакції.

8. Для одержання штучного волокна целюлозу:

а) нітрують; б) сульфують; в) галогенують; г) ацетилюють

д) гідрують; е) окиснюють.

9. Які процеси і в якій послідовності треба провести, щоб одержати спирт з целюлози:

а) нагрівання; б) ацетилування; в) гідроліз; г) бродіння;

д) нітрування.

10. Целюлоза є продуктом:

а) полімеризації глюкози;

б) поліконденсації глюкози;

в) ізомеризації глюкози;

г) вулканізації глюкози;

д) циклізації глюкози.

11. Нітроцелюлозу використовують для виробництва:

а) капрону; б) кіноплівки; в) магнітофонної стрічки; г) пороху; д) штучного волокна.

Література:

Основна:

1. Н.М. Туринська, Л.В. Величко, Хімія (підручник) 11 кл. – Київ: Перун, 1999 р. ст. 41-49.

2. Укладач Маник І.Т. Хімія. Опорний конспект лекцій – Колмои, 2003 р., ст. 137-145.

3. Н.В. Фрадіна, В.Є. данильченко, Хімія, 10-11 кл . – Харків: 2002 р., ст. 141-142.

Додаткова

4. М.Д. Василева. Цікава хімія – Київ: Рад. Школа, 1988 р.

5. В.Д. Ковальова. Вуглеводи (міко-біологічна гра). Газета Хімія. Біологія. № 11, 2003 р. ст. 1-24.

6. Л.Дякова, Вуглеводи – Газета Хімія, біологія, № 5, 2002 р. ст. 2-8.

7. Углеводы. Энциклопедический словарь юного химика, Издательство «Педагогика», 1988 г, ст. 283-290.