Открытый урок по химии и биологии
план-конспект урока по химии (10 класс) на тему

Открытый урок 

Группа № 101  

Профессия “Продавец, контролёр-кассир”

Преподаватель: Самылова Н.В.

Тема: Жиры как сложные эфиры

Тип урока: интегрированный урок химия + биология

Вид урока: урок с элементами критического мышления

Цель урока

Познавательная: обеспечить формирование знаний о жирах как биологически важных эфирах; познакомить с превращениями и ролью жиров в организме

Развивающая: создать условия для развития умений выделять существенные признаки и свойства объектов, классифицировать, делать выводы; развития познавательного интереса, коммуникативных качеств, уверенности в своих силах, настойчивости

Воспитательная: создание условий для воспитания культуры  умственного труда, формирования научного мировоззрения, целостной картины мира

Оборудование: растительное масло, сливочное масло, маргарин, ,,, штатив с пробирками, спички, фитиль, пинцет

Девиз урока: «Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени, как химия. Её основные законы, теории и выводы опираются на факты» (Майкл Фарадей)

Ход урока

I Стадия вызова. Ориентировочно -мотивационный этап.

-Вы уже знаете основные классы органических веществ, важнейшие функциональные группы. Опираясь на эти знания, можно изучить различные отрасли химической науки: химию полимеров, лекарственных средств, витаминов, гормонов, ферментов. Теперь важно сделать шаг в область биологической химии, ознакомиться с веществами, входящими в состав организмов, лежащими в основе их жизнедеятельности.

Не секрет, что для большинства жителей нашей огромной планеты существует проблема правильного питания. А что входит в составные части нашего пищевого рациона?

Пища дает нам все исходные вещества, необходимые чтобы организм жил, нормально функционировал Слайды №1-5

О- белки, жиры, углеводы

- Одним из основных продуктов питания являются жиры.

- Давайте определим тему урока и основные задачи, которые предстоит нам решить

А в каких продуктах содержатся жиры?

( мясо рыба, молочные- молоко, сметана, сливочное масло, в различных плодах)

Вспомните из курса биологии какие функции в нашем организме выполняют жиры

Слайд №6 -энергетическая: при полном окислении 1г. жира выделяется 38,9 кДж. энергии (при расщеплении 1г. белков или углеводов – 17,6 кДж. энергии )

- запасающая

- является источником воды (при окислении 100г. жира образуется 110г. H2O)

-защитная (у многих позвоночных животных хорошо выражен подкожный жировой слой)

-теплоизоляционную (моржи, тюлени, белые медведи)

-строительную (фосфолипиды образуют основу клеточных мембран животной клетки)

- регуляторная (многие производные липидов, в т.ч. витамины А, Д, Е, участвуют в обменных процессах, происходящих в организме)

Средняя суточная норма жира для человека- 60-70г.

Для актуализации опорных знаний проводим небольшой тест Слайды №7-8

1.сложный эфир образуется при взаимодействии

а) спирта и карбоновой кислоты

б) спирта и фенола

в) карбоновой кислоты и алкана

2. сложные эфиры образуются в результате реакции

а) гидратации

б) гидролиза

в) этерификации

3.реакция этерификации – это реакция

а) гидролиза

б) дегидрации

в) присоединения

4.среди карбоновых кислот выделяют

а) предельные

б) непредельные

в) запредельные

5.формулу R1-O-CO-R2 имеет

а) карбоновая кислота

б) сложный эфир

в) простой эфир

6.формула олеиновой кислоты

а) C17H35COOH

б) C15H31COOH

в) C17H33COOH

7.к многоатомным спиртам относятся

а) глицерин

б) пропанол-1

в) бутиловый спирт

8.две двойные связи содержит кислота

а) олеиновая

б) стеариновая

в) линолевая

9.формулы функциональных групп спирта и карбоновой кислоты

а) –CHO и –COOH

б) -OH и –COOH

в) -OH и C=O

10.качесвенная реакция на наличие двойной связи – это взаимодействие с

а) перманганатом калия

б) бромной водой

в) кислородом

 II Стадия осмысления

- Историческая справка Слайд №9

Однажды в лабораторию Мишеля Этена Шевреля принесли пробу мягкого мыла. Ученый занялся его анализом. Раствор мыла в воде оказался неоднородным, значит, мыло содержало несколько веществ. После многочисленных опытов стало ясно, что во всех жирах, независимо от состава, содержится  5% глицерина и 95% жирных кислот. Масса продуктов разложения жира всегда больше массы взятого жира. Следовательно, жир – это не смесь глицерина и карбоновых кислот, а соединение, полученное при их взаимодействии.

Мы говорим спокойно: жир.

А между прочим, он эфир!

Эфир кислот и глицерина.

Такая вот у нас картина.

1. – Давайте запишем определение- что же такое жиры? Слайд №10

Жиры – это природные соединения, представляющие собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высшей карбоновой кислоты

CH2-OH                                    H2C-O –   CО - R1            HO-H

        O                              

CH – OH      +3R-C              HC-  O  - CО  - R2       +  HO-H

        OH

CH2 – OH                                 H2C-O – CО  -   R3            HO-H

Что значит высшие кислоты?

(Это те карб. кисл., которые содержат>10атомов в молекуле, их называют также жирными)

Природные жиры содержат в основном остатки карб. кислот от С10-С18. т. обр., природные жиры отличаются друг от друга только остатками органических кислот

2)- А какие физические свойства проявляют жиры

Опыт: В пробирку налить H2O и капнуть несколько капель растительного масла( выполняют студенты).

Результат: плотность жира меньше плотности воды, капли растительного масла плавают на поверхности воды.

Вывод: жир не растворяется в воде.

Встряхните, что наблюдаете? – образовалась мутная эмульсия (масло не растворилось в Н2О)

В эту же пробирку добавьте  бензин                          Содержимое светлеет, т.е жиры  

                                                  этиловый спирт            растворяются в органических

                                                   бензол                           растворителях

3)А какие жиры по происхождению вы знаете?

- назовите жиры растительного и животного происхождения

подсолнечное, оливковое, кукурузное, льняное масло

твердые растительного жиры: кокосовое, кофейное масло, масло какао

твёрдые животные жиры-свиной, говяжий жир, сливочное масло Слайд №11

Жиры

Твердые                                                                                   Жидкие

Животного происхождения                                                  растительного происхождения

(исключение.- рыбий жир)                                                                (исключение. –

кокосовое масло)

Содержат R предельных кислот                                           Содержат R непредельных.

кислот

(стеариновая, пальмитиновая)                                                           (олеиновая, линолевая)    

Называют сало                                                                                                  называют масло

Температура плавления жира тем выше, чем больше в нем содержится предельных кислот. Она также зависит от длины УГВ цепи; t плавления растёт с ростом длины углеводородного радикала.

4. Химические свойства

Каждый слышал такую фразу: при физической нагрузке человек сжигает жир. Выражение образное, но не лишенное химического. смысла. Мы уже вспомнили, что при расщеплении и окислении жиров в организме выделяется значительное кол-во энергии (38,9кДж), необходимой для протекания жизненно важных эндотермических процессов поддержания постоянной температуры тела т.е, жиры, как большинство органических соединений горят

а) опыт: фарфоровая чашка + несколько мл. растительного  масла +фитиль        поджечь

результат – жир горит ярким сильно коптящим пламенем

поджечь

результат – жир горит ярким сильно коптящим пламенем

До 19в. для освещения улиц и домов использовали китовый жир и сало. Помимо того, что пищевое сырье использовалось для технических целей, это привело к массовому истреблению редких животных. Французский ученый-химик Мишель Эжен Шеврель предложил  использовать вместо сальных свечей Стеариновые. В 1825г он  взял патент на производство стеариновых свечей, что положило начало новой эре освещения. В скором времени стеарин (смесь высших предельных карб. кислот) стали получать не из жира, а каталитическим окислением парафина.

Твердые жиры являются более ценными и дорогостоящими по сравнению с маслами

- Можно ли непредельные жиры превратить в предельные, если да, то каким образом, предложите свой способ

б) По хим. составу они отличаются лишь наличием углерод-углеродных связей в УГВ радикалах жидких жиров. Превратить непредельный УГВ радикал в предельный можно присоединением по = связи молекулы водорода, т.е провести реакцию гидрирования

Н2С-О-СО-С17Н33                                                                      Н2С- О-СО-С17Н35

                                                Pt,Ni

Н-С-О-СО-С17Н33             +3Н2                                                           НС –О –СО-С17Н35

Н2С-О-СО-С17Н33                                                                     Н2С- О- СО –С17Н35

Триолеатглицерина                                                                 Тристеаратглицерина

Какое значение имеет этот процесс? (сообщение)

Гидрирование растительных масел- важнейший промышленный процесс. Он стал возможным благодаря работам французского химика Поля Сабатье, нашедшего катализатор этого процесса: мелкоизмельченные металлические никель или платина. За это открытие в 1912г. Сабатье был удостоен Нобелевской премии. В результате этого процесса получается искусственный твердый жир- саломас, идущий на изготовление маргарина и заменителей сливочного масла. В жировую основу маргарина добавляют эмульгаторы, молоко, соль, сахар, ароматические вещества, сливочное масло. В кондитерской промышленности, как и в быту, маргарин идет на изготовление тортов, кремов, пирожных. Он придает тесту особый вкус и «легкость», а по калорийности не уступает натуральному коровьему маслу.

Маргарин – это твердый жир, содержащий только остатки предельных карбоновых кислот. Поэтому маргарин не будет проявлять свойства непредельных УВ

Сливочное масло- содержит остатки непредельных кислот, поэтому будет обесцвечивать бромную воду или раствор перманганата калия. Слайд №12-14

- А можем ли мы отличить натуральное сливочное масло от маргарина?

Опыт: KMn O4 + маргарин                                           не обесцветился

            KMn O4+ слив. масло                                        обесцвечивание

(Вывод: делают студенты)

Вы знаете, что маргарин может быть разной консистенции от «мягкого до твердого», склонного к крошению, хрупкого продукта

-Как вы считаете, почему?

Если в процессе гидрогенизации в молекуле жиров сохранилось достаточное кол-во = связей, полученный продукт бывает мягким. Если провести процесс дольше, кол-во = связей уменьшается и маргарин получается твердым.

Поэтому гидрогенизацию никогда не проводят до конца, поскольку это ухудшает качество продукта, маргарин становится хрупким и слишком твердым. Известный нам столовый маргарин сод-т 25% подсолнечного масла и 16% натурального молока. Сейчас выпускается>15 сортов маргарина, которые содержат различные добавки.

в) Еще одно очень интересное химическая свойство- полимеризация.( сообщение)

Двойные связи непредельных кислот в жидких жирах сохраняют способность к полимеризации. Взаимодействуя с кислородом воздуха жидкие жиры способны образовывать твердые пленки – «сшитые полимеры». Такие масла называют «высыхающими». Это свойство используется при изготовлении олифы- натуральной (на основе льняного и конопляного масла) или синтетической (оксоль). Натуральную олифу получают полимеризацией масла при повышенной температуре с последующим введением особых добавок, называемых сиккативами. При нанесении на металл, дерево или любую поверхность олифа высыхает с образованием прочных, блестящих пленок, нерастворимых в воде и органических растворителях. Кроме того, олифу используют для изготовления и разбавления масляных красок.

г)  Одним из важных свойств жиров, как и других сложных эфиров является реакция гидролиза (гидро-вода, лизио- разрушать). В незначительной степени гидролиз протекает и при хранении жира под действием влаги, света, тепла. Что происходит? Жир прогоркает -т.е  приобретает неприятный вкус и запах, обусловленный образующимися кислотами. (Слайд №15)

Н2С – О – СО-С17Н35                                                                        СН2ОН

Н-С – О - СО-С17Н35            +3НОН                           СН-ОН +3С17Н35 СООН

Н2С-О-СО-С17Н35                                                                                СН2ОН

Данная реакция является обратимой

А если нагревать жир с раствором щелочи, то разложение будет необратимым и пройдет до конца:

Н2С-О-СО-С17Н35                                                                 СН2ОН

Н-С-О-СО-С17Н35            +3NaOH                    СН-ОН    +3С17Н35 СОONa

Н2С-О-СО-С17Н35                                                                СН2ОН

Эта реакция называется омылением, т.к образующиеся соли щелочных металлов (натриевые и калиевые) и высших к.к являются мылами   Слайд №16

NaOH –дает твердое мыло

КОН- жидкое мыло

- Где применяются жиры? Слайд №17

Превращение жиров в организме (сообщение)

III. Рефлексивно- оценочный этап  (Слайд №18)

1.Институт питания рекомендует треть суточный нормы жира для взрослого человека (75-125г) заменять растительным маслом или маргарином. Почему? (растительные жиры легко окисляются в организме) 

2.При длительной варке мясной бульон становится мутным, так как

А) Разрушается белок мяса

Б) Происходит омыление жира

В) Выкипает вода

3.Чем объясняется появление едкого запаха дыма от пригоревших жиров? (Жиры при слишком высокой t  разлагаются с образованием глицерина. При нагревании происходит дегидратация глицерина. При этом образуется неустойчивый непредельный одноатомный спирт с двумя двойными связями, который изомеризуется в непредельный альдегид – акролеин ,обладающий резким раздражающим запахом).

IV Домашнее задание:

1. Заполнение таблицы

2. Учебник О.С. Габриелян, с. 190-195

уже знал       новое для меня

           ЛИТЕРАТУРА

1.Данилова А.Г. Как организовать и провести урок – исследование. « Химия в школе». – 1999 - №7.

2.Денисова В.Г. Открытые уроки по химии. 8 – 11 классы.  Волгоград: Учитель, 2002

3.Осипова Т.А На вопросы кулинара отвечает химия: Химия в школе. – 2002 - № 5.

4. Цветков А.А. Эксперимент по органической химии:

Методика и техника: Пособие для учителей. М.., Школьная Пресса, 2000.