Конспект урока: «Сахароза. Нахождение в природе. Свойства, применение» (химия, 10 класс)
план-конспект занятия по химии (10 класс) на тему

Комитет образования и науки Курской области

ОГБОУ ДПО «КУРСКИЙ ИНСТИТУТ РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАНИЯ»

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

«Тёткинская средняя общеобразовательная школа №2»

Глушковского района Курской области

Урок химии в 10 классе

по теме

«Сахароза.

Нахождение в природе. Свойства, применение»

подготовила

учитель химии

Данильченко Татьяна

Афанасьевна

2015 год

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

Цели урока: 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 связей6 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 2 пустыми  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;

таблицы для оформления доски; карточки с заданиями; компьютер, экран, проектор, указка.

Ход урока.

I. Организация обучающихся на работу.

(слайд – «Добрый день!»).

Я приветствую всех на нашем уроке. Желаю всем хорошего настроения, ребятам – уверенности в своих силах.

Начинаем наш урок.

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».

(слайд – тема урока).

Характеризуя вещество, что мы должны назвать?

(ответы обучающихся).

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

(цели – формулируют обучающиеся).

(слайд строение – свойства).

Я хочу обратить ваше внимание на слова мыслителя эпохи возрождения Леонардо да Винчи «Знания не проверенные опытом, матерью всякой достоверности, бесплодны и полны ошибок», потому что именно опыт станет основным источником знаний на нашем уроке. 

Изучение сахарозы будет осуществляться по плану:

(слайд)

План:

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.

        (слайд с условием задачи).

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).

(слайд с ответом).

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?

(слайд «Общая формула углеводов»).

2. Углеводы (беседа).

Значит, сахароза является представителем углеводов.

Что мы называем углеводами?

Соответствует ли состав сахарозы общей формуле углеводов?

(слайд)

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?

(слайд: примеры кислородсодержащих функциональных групп).

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:

2.          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»).

Молекула сахарозы состоит из остатков молекул двух веществ: глюкозы и фруктозы. Это было установлено в ходе реакции гидролиза сахарозы.

        (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?

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

Что мы называем изомерами?

(слайд «Изомеры сахарозы»)

Какова молекулярная формула мальтозы и лактозы?

(слайд «Изомеры сахарозы. Строение»).

(показать отличие)

        Следующий пункт нашего плана –

4. Физические свойства сахарозы (беседа).

Что вы можете сказать о физических свойствах сахарозы?

(слайд)

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.

5. 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

6. Получение сахарозы (сообщение обучающихся)

1. историческая справка (сообщение обучающегося);

(слайд – «Сахароза в природе»)

        Самый древний сахар – тростниковый, его родина – Индия (показать на карте). 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.

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

(слайд – схема получения сахарозы из сахарной свёклы).

        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.

Производство сахарозы таким образом осуществляется на всех сахарных заводах, использующих в качестве сырья сахарную свёклу, в том числе и в Курской области, и на Тёткинском сахарном заводе, которому в 2011 году исполнилось 150 лет. О его истории нам расскажет …

7. Сахарная промышленность Курской области. Тёткинский сахарный завод.

А) (сообщение обучающегося).

        История Тёткинского сахарного завода

Тёткинский сахарный завод был построен в 1861 году известным сахарозаводчиком, общественным деятелем, меценатом и благотворителем Николаем Артемьевичем Терещенко. В сутки  здесь получали 21,5 кг сахарного песка. Работали 22 паровые машины мощностью 360 лошадиных сил. Стоимость одного пуда сахара обходилась в 1 руб. 73 коп.

В 1875 году в центре поселка усилиями  Николая Артемьевича с помощью прихожан был построен каменный храм  в честь Покрова Пресвятой Богородицы  

В 1893 Терещенко организовал фонд помощи неимущим жителям сёл Тёткино,  Kоровяковки, Заболотовки, деревни Попово-Лежачи и хутора Волфина Рыльского уезда Kурской губернии. Пособия предназначались наиболее нуждавшимся и достойным. Помощь оказывалась вдовам, сиротам, калекам, людям, понесшим убытки от падежа коров, угона лошадей.
           После смерти Николая Артемьевича Теткинский сахарный завод перешел по наследству его сыну Ивану Николаевичу, а затем – внуку Михаилу Ивановичу Терещенко, тому самому, который во времена существования временного правительства Керенского стал министром финансов. Именно он  много сделал для развития посёлка.

На вложенные им средства был построен  ряд зданий, которые сохранились и поныне.

С 1903 по  1910 годы были построены и существуют до нашего времени зерновые склады, возведены здание конторы, двухэтажный жилой дом, мельница, склады и жилые дома спиртзавода, водопровод, канализация, подземный канал для снабжения водой заводов.

Затем стали в строй здания подъездных путей, бани, водонапорной башни. Был построен  мост и узкоколейная железная дорога, связавшая в единую транспортную сеть торфопредприятия и свеклохозяйства.

В 1905 году закончено строительство Тёткинской больницы с местным отоплением, водопроводом и канализацией. Вскоре для местных детей открыла свои двери школа–девятилетка. Для нужд рабочих были построены продуктовые и промтоварные  магазины. К 1912 году было завершено строительство всех объектов, относящихся к сахарному заводу. Тёткинский сахарный завод стал самым крупным в России. Его производительность составляла в течение суток более 13000 центнеров переработанной свеклы.

Жители поселка Тёткино помнят заслуги семьи Терещенко. В 2009 году в центре посёлка был открыт памятник Михаилу Ивановичу Терещенко.

        (слайд – Терещенко, виды завода).

         И сейчас сахарный завод остаётся важнейшим предприятием нашего посёлка (слайд, озвучить).

        Б) решение задачи.

        На Тёткинском сахарном заводе в сутки перерабатывается 2700 тонн сахарной свеклы. Массовая доля сахара в свекле равна 17%. Выход продукта составляет 77%. Найти массу сахара, производимого на заводе в сутки.

        (слайд – условие).

(слайд – применение сахарозы).

        С тех пор, как человек научился получать сахарозу достаточно легко, он стал активно использовать её в пищу. Но как она действует на наш организм?

        О физиологическом действии сахарозы на организм человека нам расскажет …

8. 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.

*В связи с массовым распространением употребления сахарозы (чего в России до того никогда не было), и уже ставшей очевидной ее вредности, в конце 1950-х годов в СССР была принята программа полного исключения сахарозы из питания населения путем ее переработки на глюкозу и фруктозу, и применения только глюкозы и фруктозы и в пищевой промышленности, и в продаже населению. Как всегда, эта программа была доблестно завалена, а результаты мы полномасштабно пожинаем сейчас – иммунитет каждого последующего поколения в России значительно хуже, чем у предыдущего. В войну немецкие врачи, обследовавшие угоняемых на работу в Германию, отмечали удивительно хорошее состояние зубов у населения, – сейчас русских во всем мире узнают по плохим зубам.

*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.

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

 (слайд)

10. Выводы.

11.  Задание на дом.

        §33, №13, 14 (с. 146), з. 2(с. 147), карточки.

12.  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.

2. 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)