урок химии в 10 классе "Глюкоза, ее строение и свойства"
план-конспект урока по химии (10 класс) на тему

Разработка урока  химии в 10 классе по теме «Глюкоза, ее строение и свойства»

учителя Гильбиринской СОШ Иволгинского района республики Бурятия

Очировой Надежды Михайловны

Цель урока: закрепить знания  о  кислородсодержащих органических соединениях и их взаимосвязи. Сформировать умение предсказывать строение молекулы вещества исходя из его химических свойств.

          Задачи урока:

1. Закрепить методику решения задач на вывод молекулярной формулы вещества, умение различать и  доказывать класс органических соединений по их функциональным группам. Спрогнозировать  и опытным путем выявить химические свойства глюкозы как альдегидоспирта. Вывести ее структурные формулы. Записать химические уравнения реакций. Кисломолочное брожение: особенности приготовления бурятского национального напитка тараг.
2. Воспитать потребность в знаниях о тех веществах, с которыми мы соприкасаемся в жизни. Посредством химического эксперимента прививать навыки трудолюбия, бережного отношения к реактивам, аккуратность, эстетические качества при оформлении опорного конспекта.
3. Развивать умение формировать проблему, определять цель, выдвигать и проверять гипотезу. Умение наблюдать, сравнивать изучаемые явления, выявлять причинно-следственные связи, выделять внутрипредметные и межпредметные связи. Делать выводы, развивать доказательную речь, используя химическую терминологию.

                Методы обучения: проблемно-исследовательский, объяснительно-иллюстративный.  

Формы обучения: фронтальная беседа, практическая работа, обобщение.

Оборудование урока: глюкоза (крист.), раствор 40%, лакмус,  раствор  нашатырного спирта,  нитрата серебра, сульфата меди (II), NaOH, вода. 

Ход  урока

1. Мотивирование  к  учебной  деятельности

Мы продолжаем изучение класса кислородсодержащих органических соединений, который называется – углеводы. Расширяя знания об углеводах, начнем знакомство  с  моносахаридами, в молекулах которых может содержаться  от четырех до десяти атомов углерода. Сегодня  мы на 45 минут станем исследователями. У нас работает три экспертные исследовательские группы. Цель – в ходе экспериментальной работы исследовать строение и свойства одного из важнейших углеводов.

II. Определение  темы, постановка задач урока

Учитель: Химия - наука, изучающая вещества. На каждом уроке мы наблюдаем, описываем различные вещества, изучаем их свойства. Поэтому и сегодня главным участником нашего занятия будет химическое вещество.

Решите задачу: Определите формулу органического соединения, состоящего из углерода (массовая доля 40%), кислорода (массовая доля 53,33%) и водорода (массовая доля 6,67%), если относительная плотность паров этого вещества по воздуху составляет 6,207.

Ответ: С6Н12О6

Вопрос классу:   вспомните, чем же глюкоза  вам знакома?

Работа проходит в форме мозгового штурма (кто больше вспомнит!).

Обсуждение результатов работы учащихся.

Вопрос: А чем же она нам не знакома? (обсуждение ответов учащихся)

Какова  тема нашего урока?

Что   мы с вами должны  сегодня сделать на уроке?  Каковы задачи урока?

• Выяснить строение глюкозы;
• Предсказать свойства глюкозы, исходя  из  ее  строения;
• Узнать физические  и химические свойства глюкозы;
• Расширить и систематизировать свои знания об углеводах;
• Совершенствовать навыки химического эксперимента

IV. Постановка проблемы

Итак,  глюкоза – «знакомая незнакомка», ее эмпирическая формула С6Н12О6.           

Вопросы:  

- По классификации какое это соединение? А по строению?

- Если глюкоза -  кислородосодержащее соединение, то какие функциональные группы могут содержаться в ее молекуле?

- Сегодня в ходе нашей исследовательской работы мы и попробуем разгадать все ее тайны.

V. Учащиеся выдвигают гипотезу:

А) молекула глюкозы может содержать функциональные группы атомов – ОН, одну или несколько.

Б) альдегидную группу   - С = О

                                  ׀

                                  Н

В) карбоксильную группу  - СООН

Учащиеся с помощью учителя  согласовывают тему урока, выбирают способ, строят план достижения цели и определяют средства её достижения.

VI. Решение проблемы

1 группа. Исследуйте физические свойства глюкозы. Внимательно рассмотрите выданный вам образец глюкозы. Определите цвет, запах, вкус глюкозы. Исследуем растворимость ее в воде. Проверьте среду раствора. Для этого опустите индикаторную бумагу в раствор глюкозы.

2.  группа. Исследуйте  принадлежность глюкозы  к многоатомным спиртам.

 В пробирку прилейте 0,5 мл раствора глюкозы  и  2 мл раствора гидроксида натрия. К полученной смеси добавьте 1 мл раствора сульфата меди (II). Что наблюдаете? Почему образовавшийся вначале осадок  гидроксида  меди (II) растворяется с образованием прозрачного синего раствора? Наличием каких функциональных групп в глюкозе обусловлена эта реакция?

3. группа. Исследуйте принадлежность глюкозы  к  альдегидам с помощью реакции «серебряного зеркала». В пробирку, содержащую 1-2 мл глюкозы,  прилейте 1-2 мл аммиачного раствора  оксида серебра и осторожно нагрейте пробирку. Что наблюдаете? Наличием  какой функциональной группы обусловлена эта реакция?

Данные исследований занесите в опорный конспект и кратко доложите.

Учитель. Проведём исследование на наличие в глюкозе альдегидной группы с помощью Cu(OH). В пробирку нальём 0,5 мл раствора глюкозы  и  2 мл раствора  гидроксида натрия. К полученной смеси добавим 1 мл раствора сульфата меди (II). Что наблюдаете? К полученному раствору аккуратно добавим 1 мл воды и нагреем на пламени спиртовки пробирку, укрепив ее наклонно так, чтобы нагревалась только верхняя часть раствора. Прекратим нагревание, как только начнется изменение цвета. Почему при нагревании происходит изменение цвета реакционной смеси с синего на оранжево-желтый? Что представляет собой желто-красный осадок? Наличие какой функциональной группы в глюкозе является причиной данной реакции? Напишите уравнение реакции:

Делаем общий вывод: 

Глюкоза – это альдегид и одновременно многоатомный спирт, т.е. альдегидоспирт.

Запишите структурную формулу глюкозы:

А) соедините все шесть атомов углерода последовательно друг с другом;

Б) альдегидная группа находится на конце молекулы;

В) к остальным пяти атомам углерода присоедините по одной гидроксогруппе;

Г) добавьте к каждому атому углерода недостающие атомы водорода.

Учитель: ученые установили, что наряду с молекулами развернутого строения образуются молекулы циклического строения. Почему?

Молекулы стремятся занять минимальный объем. Углеродная цепь изгибается, т.к. возможно свободное вращение углеродной цепи. При этом карбонильная группа подходит близко к 5 атому углерода. При сближении альдегидной и гидроксильной групп между ними происходит химическое взаимодействие, молекулы приобретают устойчивый 6-членный цикл. Вследствие вращения альдегидной группы по связи С1 – С2 возникает положение при котором –ОН при С1 находится под кольцом или над кольцом. Одна циклическая форма переходит в другую, в растворе устанавливается подвижное равновесие.

В твердом состоянии – α-форма, в растворе – все три формы (альдегидная, α-форма, β-форма.

Учитель на доске разворачивает таблицу-сверток, объясняя последовательность образования циклической формы.  

Теперь, зная строение глюкозы, ее структурную формулу, мы можем спрогнозировать химические свойства глюкозы исходя из ее строения            

1. свойства многоатомных спиртов – взаимодействие  с гидроксидом   меди (II);
2. реакции этерификации;
3. свойства  альдегидов – окисление (реакции «серебряного» и «медного» зеркала), реакции присоединения (гидрирование);

Напишите уравнения реакций, проверяем правильность уравнений реакций - 3 ученика пишут уравнения на доске.

Специфические свойства глюкозы по учебнику.

а) спиртовое брожение

б) маслянокислое брожение

в) молочнокислое брожение

        Тарак — основное кисломолочное изделие монгольского направления в кулинарии, его обычно делают не из одного какого-либо вида молока, а из смеси овечьего, козьего и коровьего молока. Такая молочная смесь дает тарак лучшего качества, чем молоко одного какого-либо вида.

Молоко для тарака никогда не кипятят, а лишь согревают, не доводя до кипения. Затем его остужают до плюс 23 °C и вносят закваску. После закваски тарак закрывают как можно плотнее (герметично). Обычно в условиях национального быта (в полевых условиях) приготовливают просто: в емкость со старым тараком или его остатками вливают теплое, согретое молоко, которое через 3-4 ч полностью заквашивается, после перемешивания оно превращается в тарак, одинаковый по вкусу с закваской. Соотношение закваски и молока: 100 г на 1 л.

         Техника приготовления заквасок проста: хлеб растирают в небольшом количестве теплого молока, затем эту смесь вливают в заквашиваемое молоко и размешивают. После приготовления тарака на новой закваске надо дважды повторить заквашивание, чтобы тарак выровнялся. Первые две партии будут слегка горчить.

        Тарак не дает такого же плотного сгустка абсолютно без сыворотки, поэтому сыворотку либо частично сцеживают, чтобы получить большую плотность, либо размешивают готовый тарак, так что он становился по консистенции чуть жиже кефира. Отличия в названиях тарака разной консистенции есть и у других народов.

VII.  Закрепление, контроль  знаний

Тест «Проверь себя»

1. При взаимодействии раствора глюкозы с гидроксидом меди (II):

А) Образуется ярко-синий раствор

Б) Выделяется газ

В) Выпадает красно-бурый осадок

Г) На стенках пробирки образуется серебряный налет.

2. Продукт каталитического гидрирования глюкозы:

     А) Ксилит

     Б) Сорбит

     В) Глюкозид

     Г) Динамит.

3. Какой тип брожения углеводов существует?

     А) Маслянокислое

     Б) Молочнокислое

     В) Спиртовое

     Г) Все предыдущие ответы верны.

4. При спиртовом брожении образуется

     А) Спирт

     Б) Спирт, углекислый газ

     В) Спирт, водород

     Г) Спирт, углекислый газ, водород

5. При нагревании раствора глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра:

     А) Образуется ярко-синий раствор

     Б) Выделяется газ

     В) Выпадает красно-бурый осадок

     Г) На стенках пробирки образуется    

         серебряный налет.

6. Чем различаются α-форма и β-форма глюкозы?

     А) Наличием цикла

     Б) Размером цикла

     В) Расположением гидроксогруппы при   первом атоме углерода

     Г) Числом атомов кислорода в цикле.

7. Качественной реакцией на глюкозу является реакция с:

     А) Cu(OH)2

        Б) FeCl3

     В) Br2

     Г) CuO

VIII.  Домашнее  задание

§ 23; вопросы 1,2,3,5,6,8 Дополнительно: задачи 9 и 10

IX.  Подведение  итогов

Оцените свой вклад в работу группы, класса, свои достижения.

X.  Рефлексия

-- Какая задача стояла перед вами на уроке?

-- Что было сегодня необычного на уроке?

-- Есть ли те, кто сделал сегодня маленькое открытие?

-- Что вы взяли для себя с данного урока?

-- Каков результат нашего урока?

Учитель комментирует работу групп на уроке, выставляет оценки и заносит их в журнал.