Вуглеводи. Поширення в природі та застосування.
Навчальна мета: Закріпити поняття : високомолекулярні сполуки, просторова будова молекул, ступінчатий гідроліз, речовини з змішаними функціями, реакції бродіння ; перевірити знання властивостей глюкози, сахарози, крохмалю і целюлози на основі їх будови і складу ; поглибити знання практичного значення вуглеводів.
Знати: 1.Особливості будови моносахаридів, дисахаридів, полісахаридів.
2.Властивості,поширення у природі та застосування вуглеводів.
3.Виробництво та застосування штучних волокон.
Вміти: 1. Складати формули глюкози ( EMBED Equation.3 і EMBED Equation.3 - формули ) сахарози, крохмалю, целюлози.
2. Писати рівняння, що відображають властивості глюкози, сахарози, крохмалю, целюлози.
3. Характеризувати природні і штучні волокна.
План:
Характеристика моносахаридів на прикладі глюкози. Поширення в природі та значення.
Дисахариди. Сахароза.
Полісахариди як природні полімери. Поширення в природі та значення.
Анотації
Питання 1.
Характеристика моносахаридів на прикладі глюкози. Поширення в природі та значення.
Розпочинаючи вивчення питання пропонуємо розглянути матеріали для реферативного повідомлення “Вуглеводи в природі”, використовуючи при цьому додаткову літературу [5, ст. 1-24], [6, ст. 2-8], [7, ст. 3-290].
Вивчаючи будову глюкози важливо розкрити, причину належності її до поліфункціональних сполук. Складіть рівняння реакції, які підтверджують, що глюкоза є альдегідосприт.
Важливим загальної характеристики глюкози є висвітлення питання її хімічних властивостей. Докажіть, які хімічні реакції підтвержєують наявність в ній спиртових та альдегідних груп, відмітьте при цьому здатність глюкози до бродіння (спиртове, молочнокисле, маслянокисле бродіння). Проаналізуйте бродіння як складний мікробіологічний процес перетворення вуглеводів; розкрийте роль глюкози в переробці сільськогосподарських продуктів та її біологічну роль, на основі аналізу енергетичної цінності глюкози в обміні речовин.
Ознайомтесь з просторовою будовою молекул глюкози (альдегідна, циклічна) на основі аналізу таблиці “Глюкоза. Будова молекули” [2, ст. 238].
На основі співставлення молекулярних і структурних формул глюкози і фруктози, докажіть залежність властивостей речовини від будови їх молекул.
Завдання для самоконтролю.
1. Які речовини відносять до вуглеводів і звідки ця назва походить?
2. Як класифікують вуглеводи?
3. Завдяки якій реакції у природних умовах відбувається синтез вуглеводів:
а) фотосинтезу; б) крекінг насичених вуглеводів; в) тримеризація ацетиленових вуглеводнів?
4. Як побудована молекула глюкози?
Які функціональні групи містяться в ній?
5. Як можна довести наявність у молекулі глюкози альдегідної групи?
6. Як дослідним шляхом довести, що в молекулі глюкози є п'ять гідроксильних груп?
7. Наведіть рівняння реакцій, у яких глюкоза виявляє:
а) відновні властивості; б) окисні властивості.
8. Яке значення глюкози в життєвих процесах тварин і людини?
9. Які види бродіння глюкози вам відомі? Назвіть їх практичне значення.
10. Які групи речовин дають реакцію "срібного дзеркала":
а) глюкоза, гліцерин, етиленгліколь;
б) гліцерин, глюкоза, сахароза;
в) глюкоза, формальдегід, метанова кислота?
11.Які групи речовин виявляють змішані функції?
а) глюкоза і гліцерин;
б) глюкоза і олеїнова кислота;
в) глюкоза і оцтова кислота;
г) глюкоза і метанова кислота?
12. Як розпізнати лише за допомогою одного реактиву:
а) гліцерин; б) глюкозу; в) етанол? }.
13. Є розчини глюкози і фруктози. За допомогою яких
хімічних реакцій можна розпізнати ці речовини?
14. Наведіть схему реакцій добування глюкози:
а) з крохмалю; б) з целюлози.
Питання 2.
Дисахариди. Сахарози.
Характеризуючи будову мол. сахарози, висвітліть основні досліди, які свідчать про наявність чи відсутність в молекулі сахарози спиртової, альдегідної чи карбоксильної груп (взаємодія з Сu (OH)2, з аміачним розчином срібла, дія індикаторів). Згадайте досліди, які підтверджують наявність альдегідної групи і обґрунтуйте відповідь на питання. чому сахароза не дає характерних реакцій на альдегідну групу.
Далі слід звернути увагу на характеристиці ізомерів сахарози (малітоза, лактоза); обгрунтуйте можливість перетворення вуглеводів згідно схеми:
бродіння
етанол
Рекомендуємо при аналізі питання властивостей сахарози скористатися таблицею “Властивості сахарози” [2, ст. 140].
Ознайомтесь з основними стадіями добування сахарози з цукрових буряків на основі таблиці “Добування сахарози” [2, ст. 141], аналізуючи можливості максимального одержання цукру.
Завдання для самоконтролю:
У двом пробірках містяться речовини:
а) глюкоза б) сахароза. За допомогою яких хімічних реакцій можна розпізнати ці речовини?
2. Масова частка цукру у склянці чаю (250 мл), куди поклали дві чайні ложки цукру (по 8 г у кожній), становить: (1) 7,8 % (2) 12,8% (3) 3,2% (4) 6,4%.
3.Цукровий завод переробляє за добу 4500 т буряків. Яку масу цукру за добу виробляє завод, якщо масова частка сахарози в буряках становить 12%?
Питання 3.
Полісахариди як природні полімер.
Поширення в природі та значення.
Торкаючись проблеми полісахаридів зверніть увагу на порольну узагальнюючу таблицю. “Полісахариди” [3, ст. 141-142]. При цьому відмітьте, які ознаки обумовлюють їх подібність і відмінність в будові. складі, утворені та властивостях.
На основі знань з курсу біології, згадайте як утворюються полісахариди; охарактеризуйте процес фотосинтезу крохмалю в рослинах, запишіть рівняння реакції.
Особливості будови макромолекул полісахаридів впливають на їх властивості; особливу увагу зверніть на розташування волокон целюлози, поясність причини її міцності і нерозчинності; вкажіть чому з целюлози добувають волокна, а з крохмалю їх добути неможливо.
Далі слід з’ясувати основні хімічні властивості крохмалю і целюлози; обґрунтуйте важливість реакцій гідролізу (повного, часткового, ферментативного) і здатність до реакцій естерифікацій.
Для повного висвітлення питання доцільно з’ясувати біологічне значення крохмалю і його перетворення в організмі людини (крохмаль глюкоза молочна кислота оцтова кислота вищі кислоти жири
вода і оксид карбону (ІV)).
Важливим для загальної характеристики полісахаридів є розгляд питання застосування целюлози: Розкрийте шляхи використання целюлози на основі сухої перегонки деревини згідно схеми:
Са (НSО3)2
Деревина целюлоза
(папір)
гідроліз
глюкоза
бродіння
етиловий спирт
Поміркуйте, чому ми можемо сьогодні стверджувати, що сучасна цивілізація значною мірою залежить від целюлози.
Докажіть значення застосування целюлози і виробництві природних і штучних волокон. Проаналізуйте способи добування штучного волокна (ацетатний, візків, мідно-аміачний) та якісні переваги і недоліки штучного волока в порівняні з природним.
Завдання для самоконтролю:
1. Що спільне і відмінне у будові крохмалю і целюлози?
2. Чому з целюлози можна добути волокна, а з крохмалю ні?
3. Чому фруктоза і глюкоза належать до моносахаридів, а крохмаль і целюлоза до полісахаридів?
4. Кінцевим продуктом гідролізу крохмалю є:
а) сахароза; б) фруктоза; в) глюкоза.
5. До продукту повного гідролізу крохмалю додали свіжосадженого гідрооксиду міді (двох валентного) і нагріли. Випав осад червоного кольору.
Це: а)Сu2О; б) СuO; в)СuОН; г) СuСО3.
6. За наявності концентрованої сульфатної кислоти целюлоза реагує з оцтовою кислотою. Які речовини можуть утворитися при цьому? Складіть рівняння реакцій.
7. Яку спільну хімічну властивість мають сахароза, крохмаль і целюлоза? Відповідь підтвердіть відповідними рівняннями реакції.
8. Для одержання штучного волокна целюлозу:
а) нітрують; б) сульфують; в) галогенують; г) ацетилюють
д) гідрують; е) окиснюють.
9. Які процеси і в якій послідовності треба провести, щоб одержати спирт з целюлози:
а) нагрівання; б) ацетилування; в) гідроліз; г) бродіння;
д) нітрування.
10. Целюлоза є продуктом:
а) полімеризації глюкози;
б) поліконденсації глюкози;
в) ізомеризації глюкози;
г) вулканізації глюкози;
д) циклізації глюкози.
11. Нітроцелюлозу використовують для виробництва:
а) капрону; б) кіноплівки; в) магнітофонної стрічки; г) пороху; д) штучного волокна.
