Углеводы. Моносахариды

ПЛАН УРОКА № ___

Тема: Углеводы. Моносахариды.

Дата: _________________ Группа: ______________________

ЦЕЛЬ УРОКА

Образовательная: Познакомить учащихся с важнейшими представителями углеводов. Знать классификацию углеводов, состав и строение глюкозы, области ее применения. Изучить физические и химические свойства глюкозы.

Развивающая: развить навыки на основании строения предсказывать свойства глюкозы, составлять уравнения реакций окисления, восстановления и брожения.

Воспитательная: продолжать прививать интерес учащихся к изучаемому предмету, активировать внимание, усидчивость во время занятия.

Тип урока: Изучение нового учебного материала

Вид урока: Лекция с элементами беседы

Оснащение урока: учебник, плакат углеводов

Межпредметные связи: физика, биология

СТРУКТУРА УРОКА

1. Организационный момент:

1. Приветствие

2. Перекличка

3. Название темы и цели занятия

4. Постановка плана занятия

(3 минуты)

1. Контроль и учет знаний учащихся, проверка домашнего задания

1. Дать определение жирам.

2. Как классифицируют жиры.

3. Охарактеризовать жиры по физическим свойствам.

4. В какие реакции вступают жиры.

5. Какие виды мыла существуют. Чем они отличаются друг от друга.

1. минут)

1. Изложение нового материала:

Ежедневно сталкиваясь со множеством бытовых предметов, продуктов питания, природных объектов, продуктов промышленного производства, мы не задумываемся о том, что все вокруг есть индивидуальные химические вещества или совокупность этих веществ. Любое вещество обладает собственной структурой или свойствами.

С момента появления на земле, человек употреблял растительную пищу, содержащую крахмал, фрукты и овощи, содержащие глюкозу, сахарозу и другие углеводы, использовал для своих нужд древесины и другие растительные объекты, состоящие главным образом из целлюлозы.

Из всех органических веществ на земле наиболее распространены углеводы.

В начале 19 века было установлено, что такие вещества как:

Глюкоза – С₆Н₁₂О₆

Сахароза – С₁₂Н₂₂О₁₁ С_n(Н₂O)_m

Крахмал – (с₆н₁₀о₅)_n

Имеют формулы отвечающие сочетанию углерода и воды – они так и называются Углеводы.

Впервые термин «углеводы» предложил химик из Дерпта Карл Шмидт в 1844 году.

Углеводами называют вещества с общей формулой C_n(H₂O)_m, где n и m – натуральные числа. Название «углеводы» говорит о том, что в их молекулах водород и кислород находятся в том же отношении, что и в воде.

В животных клетках содержится небольшое количество углеводов, а в растительных – почти 70% от общего количества органических веществ. Углеводы – важный источник энергии для организма, участвуют в обмене веществ.

Природные углеводы широко представлены в живых организмах в виде мономерных и полимерных соединений.

Основными источниками углеводов являются растительные продукты.

В природе углеводы образуются из углекислоты и воздуха при фотосинтезе.

В 1861 году великий русский ученый Бутлеров впервые синтезировал сахаристое вещество подобное углеводам.

Классификация углеводов:

Моносахариды

Моносахариды (от греческого monos: единственный, sacchar: сахар). Простыми углеводами (моносахаридами и мономинозами) называют углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых углеводов.

К моносахаридам относятся Гексозы С₆Н₁₂О₆ (глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза).

Моносахариды – твердые вещества, способные кристаллизоваться. Они гидроскопичны, очень легко растворимы в воде, легко образуют сиропы, из которых выделить их в кристаллическом виде бывает очень трудно.

Самые распространённые моносахариды – глюкоза и фруктоза, имеющие формулу C₆H₁₂O₆.

Строение молекулы глюкозы:

Глюкоза (греч. γλυκόζη, от γλυκύς сладкий). Глюкоза открыта в 1802 году лондонским врачом Уильямом Праутом. В 1819 году Анри Бракконо получил глюкозу из древесных опилок. Впервые правильную эмпирическую формулу глюкозы предложил шведский химик Я. Берцелиус в 1837 г

Опытным путем так же доказали, что глюкоза имеет неразветвленную углеродную цепь. На основании этих данных строение молекулы глюкозы можно выразить следующей формулой:

Как видно из формулы, глюкоза является одновременно многоатомным спиртом а альдегидом, т.е альдегидоспиртом.

Дальнейшие исследование показали, что кроме молекул с открытой цепью, для глюкозы характерны молекулы циклического строения. Это объясняется тем, что молекулы глюкозы, вследствие вращения атомов углерода вокруг связей могут принимать изогнутую форму и гидроксильная группа 5 углерода может приблизиться к гидроксильной группе. В последней под действием гидроксильной группы разрывается π-связь. К свободной связи присоединяется атом водорода, и образуется шести членное кольцо, в котором альдегидная группа отсутствует. Доказано, что в водном растворе существуют обе формы молекул глюкозы - альдегидная и циклическая, между которыми устанавливается химическое равновесие:

Молекула глюкозы имеет линейное и циклическое строение:

α - глюкоза D- глюкоза β - глюкоза

Получение:

1. Реакция фотосинтеза:

6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

1. Гидролиз крахмала (в промышленности)

(С₆Н₁₀О₅)_n + Н₂О → nС₆Н₁₂О₆

1. Из формальдегида

6НСОН + Са(ОН)₂ → С₆Н₁₂О₆

Физические свойства:

Белое кристаллическое вещество сладкого вкуса, хорошо растворимое в воде, не растворима в эфире.

Плотность - 1,54 г/см³.

Температура плавления: α D-глюкоза: 146 °C; β D-глюкоза: 150 °C.

Химические свойства:

1. Характерные для многотомных спиртов:

1. реагируют с карбоновыми кислотами образуя сложные эфиры

2. Реагирует с Cu(OH)₂ с образованием алкоголята меди

1. Характерные для альдегидов:

2.1 Реакция серебряного зеркала

2.2 Гидрирование (образование шестиатомного спирта)

2.3 Окисляется Cu(OH)₂ при нагревании (выпадает красный осадок)

1. Специфические свойства:

Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению.

1. Спиртовое брожение

1. Молочнокислое брожение (образуется молочная кислота)

1. Маслянокислое брожение (образуется масляная кислота)

Нахождение в природе и организме человека

В особом виде глюкоза содержится почти во всех органах зелёных растений. Особенно её много в виноградном соке, поэтому глюкозу иногда называют виноградным сахаром. Мёд в основном состоит из смеси глюкозы с фруктозой.

В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в крови (0.1 - 0.12 %) и служит основным источником энергии для клеток и тканей организма. Повышение концентрации глюкозы в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы – инсулина, уменьшающего содержание этого углевода в крови.

Применение глюкозы:

• Пищевая, фармацевтическая, кондитерская, молочная промышленности

• В хлебопечении, производстве мороженого, при производстве фруктовых консервов, соков, вин

• Получение сорбита

• В ветеринарии

• В птицеводстве

Так как глюкоза легко усваивается организмом, её используют в медицине, в качестве укрепляющего лечебного средства при явлениях сердечной слабости, она входит в состав кровозаменяющих и противошоковых жидкостей. Глюкозу используют при интоксикации (например при пищевом отравлении или деятельности инфекции), вводят внутривенно - струйно и капельно, так как она является универсальным антитоксическим средством.

Интересные факты:

Некоторые лягушки нашли применение глюкозе в своём организме. В зимнее время иногда можно найти лягушек, вмёрзших в ледяные глыбы, но после оттаивания земноводные оживают. Как же они ухитряются не замерзнуть насмерть? Оказывается, с наступлением холодов в крови лягушки в 60 раз увеличивается количество глюкозы. Это мешает образованию внутри организма кристаллов льда.

(55 минут)

1. Закрепление изученного материала:

1. Какие вещества называют углеводами

2. Классификация углеводов.

3. Дать определение моносахаридам.

4. Привести физические свойства глюкозы

5. Способы получения глюкозы.

6. Привести специфические свойства глюкозы.

(10 минут)

1. Подведение итогов и домашнее задание:

Глава 9 § 35-37 (2)

(2 минуты)

1. Примечание: