Глюкоза. Сахароза, крохмаль і целюлоза.

Хімія 20.06.22

31 група

Урок 33-34

 

Тема:

 

Глюкоза: молекулярна формула та її відкрита форма. Хімічні властивості глюкози. Способи одержання глюкози.

Сахароза, крохмаль і целюлоза: молекулярні формули, гідроліз. Способи одержання  сахарози, крохмалю і целюлози.

 

Завдання на урок:

1.      Ознайомитися з матеріалом відеоуроку

 

https://www.youtube.com/watch?v=Jn7mCjV3uk4

https://www.youtube.com/watch?v=4TraGMtW7Jk

 

https://www.youtube.com/watch?v=pxglly7JLSo

 https://www.youtube.com/watch?v=yRa3gdZr4_s

2.       Ознайомитися з матеріалом уроку § 20 (стор.120-124) підручника  або за посиланням https://uahistory.co/pidruchniki/yaroshenko-chemistry-10-class-2018-standard-level/21.php

3.      Ознайомитися з матеріалом уроку

Вуглеводи — природні оксигеновмісні сполуки. До їх складу входять три елементи: Карбон, Гідроген і Оксиген. Співвідношення числа атомів Гідрогену і Оксигену таке ж саме, як у воді — 2 : 1. Звідси і пішла назва «вуглеводи».

            У загальному вигляді склад більшості вуглеводів можна виразити формулою Cn(H2O)m.

            Вуглеводи входять до складу клітин всіх живих організмів.

Особливо високий вміст вуглеводів у рослинах. Клітинні стінки рослин утворені целюлозою. Вона є основною складовою частиною деревини. Майже чистою целюлозою є вата.

Найважливіша запасна речовина рослин — крохмаль. Він у великих кількостях міститься в насінні злаків, в бульбах картоплі. Солодкий смак фруктам і овочам надають глюкоза, фруктоза, сахароза.

Сумішшю вуглеводів є мед.

 

 

Запасною речовиною в клітинах грибів і тварин є глікоген (тваринний крохмаль). У крові тварин і людини міститься глюкоза, яка служить основним джерелом енергії для всіх процесів, що протікають в організмі.

Вуглеводи поділяють на три групи: моносахариди, дисахариди і полісахариди. В основі такого поділу лежить здатність молекул вуглеводів піддаватися гідролізу.

            Молекули моносахаридів у водних розчинах гідролізу непіддаються і не змінюються.

            Молекули дисахаридів розкладаються водою на дві молекули моносахаридів.

При гідролізі полісахаридів з однієї молекулутворюється багато молекул моносахаридів.

Прості вуглеводи відносяться до групи моносахаридів. Моносахариди відрізняються від інших груп вуглеводів відсутністю реакції гідролізу. Вони не реагують з водою і не розкладаються на простіші речовини.

Згадаємо властивості двох шестикарбонових моносахаридів: глюкози і фруктози. Склад молекул цих речовин однаковий і виражається формулою: C₆H₁₂O₆.

Глюкоза

Глюкоза — найпоширеніший у природі моносахарид. Вона утворюється рослинами в процесі фотосинтезу з вуглекислого газу і води:

6 CO₂ + 6 H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Глюкоза зустрічається у всіх органах рослин, в стиглих фруктах і ягодах. Багато її міститься у винограді, тому глюкозу називають ще виноградним цукром.

 

            Глюкоза знаходиться і в організмах тварин. У крові людини її міститься приблизно 0,1%.

Глюкоза є білою кристалічною речовиною, добре розчинна у воді, солодка на смак.

Встановлено, що в природі глюкоза існує в лінійній і циклічній формах, які здатні до взаємоперетворення. Тому її будову виражають не одною, а трьома структурними формулами.

Циклічні форми глюкози відрізняються розташуванням гідроксильних груп у першого атому Карбону (виділені на малюнку).

Молекула глюкози в лінійній формі містить п'ять гідроксильних груп і одну альдегідну групу. Функціональні групи визначають характерні хімічні властивості глюкози: для неї характерні як реакції багатоатомних спиртів, так і реакції альдегідів.

1. Одна з властивостей глюкози — взаємодія з купрум(II) гідроксидом. При кімнатній температурі глюкоза зі свіжоприготованим гідроксидом утворює прозорий яскраво-синій розчин (реакція багатоатомних спиртів). YouTube

2. При нагріванні глюкози з аміачним розчином аргентум оксиду на стінках пробірки з'являється блискучий наліт — «срібне дзеркало» (реакція альдегідів).

https://www.youtube.com/watch?v=pDD62Axyc1U&feature=emb_imp_woyt

3. Для глюкози характерні також особливі реакції, які протікають в клітинах живих організмів. Це реакції бродіння. В результаті бродіння, в залежності від умов протікання, можуть утворюватися різні продукти.

а) Під впливом ферментів дріжджів відбувається спиртове бродіння. Утворюються етиловий спирт і вуглекислий газ:

C₆H₁₂O₆ = 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Цей процес використовується у приготуванні дріжджового тіста, у виноробстві, пивоварінні.

            б) Під впливом ферментів молочнокислих бактерій глюкоза перетворюється у молочну кислоту:

C₆H₁₂O₆ = 2 CH₃-CH(OH)-COOH

            Молочнокисле бродіння використовується для отримання кислого молока, кефіру, сиру, сметани.

в)У клітинах живих організмів глюкоза є головним джерелом енергії для всіх життєвих процесів. В живому організмі відбувається повільне окиснення глюкози з утворенням вуглекислого газу і води. При цьому виділяється енергія:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ = 6 CO₂ + 6 H₂O

Глюкоза використовується у медицині як поживна речовина і складова частина протишокових рідин. Застосовується вона для отримання лимонної кислоти, вітамінів С і Н.

Знаходить глюкоза застосування і у кондитерській промисловості при виготовленні мармеладу, пряників, карамелі; у виробництві молочної кислоти, етанолу.

Отримують глюкозу гідролізом полісахаридів: крохмалю або целюлози.

Фруктоза

Фруктоза має такий самий склад, що і глюкоза, але відрізняється будовою. Фруктоза — ізомер глюкози.

Фруктоза міститься в багатьох фруктах (тому так називається). Вона входить до складу меду (до 50%).

            Фруктоза, як і глюкоза, являє собою дрібні кристали без запаху, добре розчинні у воді. Вона в два рази солодша за глюкозу і часто рекомендується людям з порушенням обміну речовин як замінник цукру.

Дисахариди — вуглеводи, при гідролізі яких їх молекула розпадається на дві молекули моносахаридів.

Загальна формула дисахаридів — C₁₂H₂₂O₁₁. Найвідоміший дисахарид — сахароза, чи буряковий цукор.

Сахароза широко поширена в рослинному світі. Вона міститься в соку всіх рослин. Особливо багато її в коренеплодах цукрового буряка, в стеблах цукрової тростини, в соку цукрового клена. Ці рослини спеціально вирощують, щоб отримувати з них сахарозу.

Цукрова тростина

Цукровий буряк

Сахароза — кристалічна речовина, добре розчинна у воді, солодка на смак.

Вона піддається гідролізу, тобто розкладанню водою. Якщо до розчину сахарози додати розчин сульфатної кислоти і суміш прокип'ятити, то утворюється суміш двох моносахаридів — глюкози і фруктози. Тому сахарозу відносять до дисахаридів.

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O = C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

При нагріванні сахароза легко плавиться, обвуглюється, але не горить. Проте, суміш цукрового пилу з повітрям може вибухати.

Використовується сахароза в харчуванні для надання продуктам солодкого смаку. В організмі вона розщеплюється на глюкозу і фруктозу і в такому вигляді потім засвоюється.

Вживання занадто великої кількості цукру може привести до серйозних порушень обміну речовин і викликати цукровий діабет.

Полісахариди — вуглеводи, в молекулах яких багаторазово повторюються залишки циклічної форми глюкози.

Склад усіх полісахаридів виражається формулою (C₆H₁₀O₅)_n. Все полісахариди піддаються гідролізу, продуктом якого є глюкоза:

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O + nC₆H₁₂O₆

            До полісахаридів відносяться крохмаль, глікоген (тваринний крохмаль) і целюлоза (клітковина).

Крохмаль є запасною речовиною рослин і є широко поширеним у природі. Він у великих кількостях міститься в зернах жита, пшениці, кукурудзи, у бульбах картоплі.

Утворюється крохмаль в клітинах рослин з глюкози:

nC₆H₁₂O₆ = (C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O

Число повторюваних структурних ланок в макромолекулі крохмалю може коливатися від 100 до 6000. Відносна молекулярна маса молекул теж сильно відрізняється.

Макромолекули крохмалю мають лінійну і розгалужену будову.

Крохмаль — біла аморфна речовина, нерозчинна у холодній воді. У гарячій воді він набухає і утворює клейстер. Не має смаку.

Характерна реакція крохмалю — реакція з йодом. https://www.youtube.com/watch?v=jQM52vSQSvE&feature=emb_imp_woyt

При дії розчину йоду на крохмаль утворюється сполука синього кольору. Цю реакцію використовують для якісного визначення крохмалю.

Крохмаль входить до складу продуктів харчування і є основним джерелом вуглеводів в організмі людини.

В організмі крохмаль піддається гідролізу під дією травних ферментів. Процес перетравлення крохмалю починається вже в ротовій порожнині під дією ферментів слини. Далі гідроліз крохмалю триває в шлунку і в кишечнику. Новоутворена глюкоза всмоктується в кров, а потім використовується клітинами для отримання енергії.

Виробництво крохмалю

Крохмаль застосовується для отримання глюкози. Використовується для проклейки паперу та картону, для просочення тканин. Застосовується він також при виготовленні таблеток в якості наповнювача.

https://www.youtube.com/watch?v=WLikXdwxLAk&feature=emb_imp_woyt

Целюлоза (клітковина) — природній полісахарид. Її формула така сама, як і у крохмалю — (C6H10O5)n. Ступінь полімеризації у целюлози набагато вище, ніж у крохмалю, і становить 10000-14000. Відносна молекулярна маса може досягати декількох мільйонів.

Макромолекули целюлози на відміну від крохмалю мають лише лінійну будову.

Целюлоза входить до складу кожної рослинної клітини, оскільки в основному з неї у рослин утворені клітинні стінки. З целюлози складаються волокна льону, бавовни. Волокна бавовни — майже чиста целюлоза (до 98%). У деревині целюлоза складає до 50% маси сухої речовини.

Коробочка бавовни

Целюлоза — волокниста біла або сіра речовина, без запаху і смаку, нерозчинна ні у воді, ні в органічних розчинниках. Вона гігроскопічна.

Целюлоза, як і крохмаль, піддається гідролізу при нагріванні в присутності сульфатної кислоти. Кінцевим продуктом гідролізу є глюкоза:

(C6H10O5)n + nH2O = nC6H12O6

            Целюлоза добре горить.

            Завдяки своїй міцності целюлоза в складі деревини використовується у будівництві, у виробництві меблів.

Меблі з дерева

Целюлоза бавовни і льону використовується для виробництва тканин, мотузок, канатів. Волокна бавовни використовуються як вата.

Отримана з деревини чиста целюлоза йде на виробництво паперу.

Виробництво паперу

З целюлози отримують прості і складні ефіри, які використовуються у виробництві штучних волокон, пластмас, плівок, лаків, клею, вибухових речовин.

4.      Целофан

5.      При повному гідролізі целюлози отримують глюкозу.

 

2. Дайте усну відповідь на питання:

Робота з тестовими завданнями

Тест містить 10 запитань. Необхідно обрати одну вірну відповідь

1. Відзнач назву речовини, яка відносится до вуглеводів( 1б) :

А) метилацетат

Б) целюлоза

В) каучук

2.Укажіть групу вуглеводів, до яких відносять глюкозу( 1б) :

А) Моносахариди

Б) Дисахариди

В) Трисахариди

Г) Полісахариди

3. Відзнач правильне твердження. Фруктоза (1б) :

А) безбарвна рідина

Б) солодка на смак, розчинна у воді речовина

В) тверда речовина, нерозчинна у воді

Г) не має кристалічної будови

4. Яка з вказаних речовин відноситься до вуглеводів? Виберіть правильну відповідь ( 1б):

А) Цукор.

Б) Поварена сіль.

В) Оцет.

Г) Желатин.

5. Відзнач назву дисахариду ( 1б):

А) буряковий цукор

Б) виноградний цукор

В) пропанол

Г) крохмаль

6. Визнач правильність тверджень ( 1б) :

Глюкозу використовують для виробництва крохмалю.

А) Неправильно

Б) Правильно

7. Реакція гідролізу не характерна для (1б) :

А) жирів

Б)дисахаридів

В) естерів

Г) моносахаридів

8. Подібність крохмалю і целюлози є у тому, що кожна з цих речовин ( 1б) :

А) складається з лінійних і розгалужених макромолекул

Б) утворюється з глюкози

В) добре горить

9. C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ = 6 CO₂ + 6 H₂O

Наведене рівняння відповідає реакції ( 1б):

A) окиснення глюкози

Б) утворення целюлози

В) гідролізу сахарози

Г) фотосинтезу

10. Яка маса сахарози і води потрібна для приготування розчину масою 1 кг із масовою часткою сахарози 5%? ( 2б) .

 

3.Виконайте тренувальну вправу https://learningapps.org/3275864

4.Виконайте тест за посиланням https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=1791507або

відкривши посилання join.naurok.ua код доступу 1791507

 

5.Фотозвіт чекаю за посиланням nataalex088@gmail.com