Углеводы. Глюкоза- представитель моносахаридов «Химик не такой должен быть, который дальше дыму и пеплу ничего не видит, а такой, который на основании. - презентация

1 Углеводы. Глюкоза- представитель моносахаридов «Химик не такой должен быть, который дальше дыму и пеплу ничего не видит, а такой, который на основании опытных данных может делать теоретические выводы» М.В.Ломоносов

2 Учебная задача урока: Изучение строения глюкозы, т.е. последовательности соединения атомов, наличие характерных функциональных групп глюкозы, взаимозависимости строения и свойств данного вещества. Тип урока: изучение нового материала. Ведущие методы обучения: проблемно-поисковая беседа, химический эксперимент. Цель урока: Расширение, углубление и систематизация на межпредметном уровне знаний об углеводах как о важнейших биоорганических соединениях

3 1. Актуализация опорных знаний Какой природный процесс приводит к образованию углеводов из неорганических соединений? В каких живых организмах он происходит? В каких условиях протекает процесс фотосинтеза и каково его значение для живой природы? 6СО 2 + 6Н 2 О С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 - Q

4 Какие природные углеводы вам известны? В каких живых организмах они содержатся? Какие функции выполняют углеводы в живых организмах? Как название класса веществ – «Углеводы» - связано с их химическим составом?

5 ЭПИГРАФ К УРОКУ: Госпожа глюкоза, важная персона ! По структуре альдегид, одновременно и спирт ! Изомер ее фруктоза, хоть сама кетоноспирт!

6 Историческая справка Углеводы используются с глубокой древности - самым первым углеводом (точнее смесью углеводов), с которой познакомился человек, был мёд. Родиной сахарного тростника является северо-западная Индия- Бенгалия. Европейцы познакомились с тростниковым сахаром благодаря походам Александра Македонского в 327 г. до н.э. Крахмал был известен ещё древним грекам. Целлюлоза, как составная часть древесины, используется с глубокой древности. 6.Термин слова сладкий и окончание оза- для сахаристых веществ было предложено французским химиком Ж. Дюла в 1838 г. Исторически сладость была главным признаком, по которому то или иное вещество относили к углеводам

7 Свекловичный сахар в чистом виде был открыт лишь в 1747 г. немецким химиком А. Маргграфом В 1811 г. русский химик Кирхгоф впервые получил глюкозу гидролизом крахмала Впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я. Берцеллиус в 1837 г. С 6 Н 12 О 6 Синтез углеводов из формальдегида в присутствии Са(ОН) 2 был произведён А.М. Бутлеровым в 1861 г.

8 Крахмал Целлюлоза Гликоген (С 6 Н 10 О 5 ) n (гидролизуются на большое количество молекул моносахаридов) Углеводы – (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение и свойства Общая формула Сn(H2O)m Классификация углеводов Моносахариды ДисахаридыПолисахариды Глюкоза ( виноградный сахар) Фруктоза Рибоза С 6 Н 12 О 6 (не гидролизуются) Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) Лактоза (молочный сахар) С 12 Н 22 О 11 (гидролизуются на 2 молекулы моносахаридов)

9 Природа вещества Состав Строение Свойства Моносахариды являются наиболее простыми представителями класса углеводов. Знакомьтесь - глюкоза

10 Физические свойства глюкозы Твердое, кристаллическое вещество Без цвета Имеет сладковатый вкус Хорошо растворимо в воде Исследуйте характер среды раствора глюкозы индикатором Вывод : характер среды - нейтральный

11 Химический эксперимент Какая реакция является качественной на многоатомные спирты? Каким внешним эффектом она сопровождается? Эксперимент 1 : Взаимодействие раствора глюкозы с гидроксидом меди (II) Вывод: глюкоза является многоатомным спиртом (Одна молекула глюкозы содержит 5 гидроксильных групп (-ОН))

12 Эксперимент 2: Нагревание раствора из эксперимента 1 Эксперимент 3: Взаимодействие раствора глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (I) О наличии какой функциональной группы свидетельствуют данные реакции? Исходя из данных свойств, к какому классу органических соединений можно отнести глюкозу? Вывод: Глюкоза содержит альдегидную группу, и поэтому является альдегидом.

13 Как называются соединения, содержащие в молекуле несколько функциональных групп? Глюкоза является бифункциональным соединением, т.к. содержит 2 ФГ – одну альдегидную и 5 гидроксильных. На основании молекулярной формулы глюкозы С 6 Н 12 О 6 и рассмотренных химических свойств, предложите возможную структурную формулу глюкозы.

14 О // С С С С С С \ Н Задание : Предложите варианты расположения 5 групп ОН в молекуле глюкозы

15 Н Н Н Н Н О // Н С С С С С С \ ОН ОН ОН ОН ОН Н Сокращённая формула: О // СН 2 ОН-(СНОН) 4 -С \ Н

16 Вывод*: глюкоза является бифункциональным соединением - альдегидоспиртом Глюкоза также существует в виде циклических форм

17 Химические свойства 1.Для глюкозы характерны реакции многоатомных спиртов, в том числе и качественная реакция: при взаимодействии гидроксида меди (II) с раствором глюкозы образуется комплексное соединение ярко-синего цвета, осадок Cu(OH) 2 при этом растворяется. Н Н Н Н Н О // Н С С С С С С + Cu(OH)2=CH2CHCHCHHCCOH+H2 \ ОН ОН ОН ОН ОН Н OH OH OH O O Глюкоза \ Cu ярко-синий раствор соли глюконата меди( ) 2. Для глюкозы характерны следующие реакции альдегидов. а) качественной реакцией на альдегидную группу является реакция глюкозы (или другого альдегидоспирта) с аммиачным раствором оксида серебра (гидроксидом диамминсеребра) реакция «серебряного зеркала»: СH2OH-(CHOH)4-COH+Ag2O t=СH2OH-(CHOH)4-COOH+2Ag Глюконовая кислота Глюконовая кислота не единственный продукт окисления глюкозы. Восстановленное серебро оседает на стенках пробирки в виде блестящего налета. б) другой качественной реакцией на альдегидную группу является окисление гидроксидом меди (II): СH2OH-(CHOH)4-COH+2Cu(OH)2 t=СH2OH-(CHOH)4-COOH+Cu2O+H2O в) При восстановлении (гидрировании) глюкозы образуется шестиатомный спирт сорбит: СH2OH-(CHOH)4-COH+H2 t=СH2OH-(CHOH)4-CH2OH

18 В зависимости от природы действующего фермента различают: 1) спиртовое брожение С 6 Н 12 О 6 2СН 3 -СН 2 ОН + 2СО 2 Этиловый спирт 2) молочнокислое брожение С 6 Н 12 О 6 2СН 3 -СНОН –СООН Молочная кислота 3) маслянокислое брожение С 6 Н 12 О 6 С 3 Н 7 СООН + 2Н 2 + 2СО 2

19 Проверь свои знания: 1. Природными полимерами являются: А) целлюлоза Б) гликоген В) крахмал Г) все перечисленные вещества 2) В реакцию «серебряного зеркала» вступают все вещества из группы: А) муравьиная кислота, глюкоза, этаналь Б) метаналь, фенол, метановая кислота В) сахароза, этаналь, глюкоза Г) пропаналь, глюкоза, глицерин 3) Глюкоза реагирует с: А) уксусной кислотой Б) аммиачным раствором оксида серебра при нагревании В) гидроксидом меди (II) Г) всеми перечисленными веществами 4) Сложные эфиры образуются в результате взаимодействия глюкозы с: А) водородом Б) карбоновыми кислотами В) гидроксидом меди (II) Г) этанолом 5) Глюкоза образуется в результате реакций: А) гидролиза крахмала Б) гидролиза клетчатки В) фотосинтеза в присутствии воды и углекислого газа Г) всех перечисленных реакций

20 Ответы : Вопрос 1: Г Вопрос 2: А Вопрос 3: Г Вопрос 4: Б Вопрос 5: Г

21 Итоги урока: В сбалансированном питании углеводы составляют 60% от суточного рациона Углеводы Недостаток углеводов в пище вреден и приводит к тому, что в организме начинается усиленное использование энергетических возможностей белков и жиров. В этом случае резко увеличивает количество продуктов их расщепления, вредных для человека. По составу их можно классифицировать на сложные, например, крахмал (С 6 Н 10 О 5 ) n простые, например, глюкоза С 6 Н 12 О 6 простые, например, глюкоза С 6 Н 12 О 6 Они содержат две функциональные группы: 1) гидроксогруппу, структурная формула которой -ОН 2) карбонильную, структурная формула которой -НС=О Они содержат две функциональные группы: 1) гидроксогруппу, структурная формула которой -ОН 2) карбонильную, структурная формула которой -НС=О Избыток углеводов в пище вреден и приводит к ожирению. Обильное потребление сахара отрицательно сказывается на функции кишечной микрофлоры, приводит к нарушению обмена холестерина и повышению его уровня в сыворотке крови. Углеводы в организме человека могут запасаться! Углеводы в организме человека могут запасаться! глюкоза С 6 H 12 O 6 глюкоза С 6 H 12 O 6 окисление до углекислого газа СО 2 и воды Н 2 О с выделением энергии (1 г. углеводов – 4,1 ккал.) окисление до углекислого газа СО 2 и воды Н 2 О с выделением энергии (1 г. углеводов – 4,1 ккал.)

22 Домашнее задание: 1)§ 22,23 2) Дополнительные задания для подготовки: www. chemistry-43school.narod.ru 3) Задача: 27 г глюкозы подвергли полному брожению, после чего весь выделившийся углекислый газ поглотили прозрачной известковой водой, содержащей 11,1 г гидроксида кальция. Останется ли поглощающий раствор прозрачным или в нем появится осадок? Ответ подтвердите расчетами.