Урок. Полисахариды Урок. ПОЛИСАХАРИДЫ. Цели: Ход урока:
Учебные материалы


Урок. Полисахариды



Урок. ПОЛИСАХАРИДЫ.


Цели:

1.Создать условия для закрепления и обобщения знаний о строении, свойствах углеводов; изучить состав, строение, физические и химические свойства крахмала и целлюлозы.
2. Создать условия для закрепления умений, пользуясь материалом учебника, проводить сравнение, анализ информации; и на основе анализа составлять сравнительную таблицу.
3. Способствовать развитию таких качеств как терпение, внимательность, аккуратность, умение работать в паре в ходе работы по составлению таблицы.

Оборудование:

учебник (§ 24. стр. 206), дополнительный материал, крахмальный клейстер, раствор йода, вата, бумага, порошок крахмала, изделия из целлюлозы.

Ход урока:

1. Орг. момент
2. Опрос домашнего задания: а) беседа по вопросам:
- Расскажите о строении сахарозы, мальтозы, лактозы. Что общего и в чем различие?
- Какие химические реакции характерны для сахарозы, а какие для мальтозы и лактозы? Почему?
- Расскажите о физических свойствах этих веществ.
- Расскажите о значении этих веществ для человека.
б) решение задач у доски: упр. 5 стр. 211
в) 2 человека работают с карточками:
1. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
крахмал  мальтоза  глюкоза  этанол  уксусноэтиловый эфир
2. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
СО2  С6Н12О6  (-С6Н10О5-)n  С6Н12О6  С3Н6О3
3. Обьяснение новой темы:

А:

- Какие вещества называются полисахаридами? Назовите примеры этих веществ.
- Какое значение для человека и в природе имеют эти вещества?
- Назовите общую формулу крахмала и гликогена.

Ц:

1. Рассмотреть особенности строения крахмала и целлюлозы
2. Научиться характеризовать их в сравнении.
Организация работы по самостоятельному изучению новой темы §24 и заполнению таблицы:

Признаки сравнения
Крахмал
Целлюлоза

Общая формула
(C6H10O5)n.
(C6H10O5)n.

Мономер
состоит из остатков -D-глюкозы

состоит из остатков -D-глюкозы.

Форма молекул
Крахмал представляет собой неоднородный продукт, состоящий из двух типов полимерных веществ. На долю растворимой в воде фракции, называемой амилозой, приходится около 20%. Это линейный полимер, в котором каждое звено глюкозы связано с соседним за счет гликозидного гидроксила и группы ОН при четвертом углеродном атоме. В каждой макромолекуле амилозы содержится около 200 элементарных звеньев, что соответствует относительной молекулярной массе 30000–40000. Оставшиеся 80% – это нерастворимый в воде амилопектин. Он набухает в воде, образуя клейкий густой студень. Структура амилопектина сложнее, чем амилозы. В состав макромолекулы входит более тысячи остатков глюкозы. Амилопектин представляет собой сильно разветвленную макромолекулу, состоящую из нескольких сотен коротких цепей, по 20 – 25 звеньев в каждой.

Молекулярная формула целлюлозы соответствует формуле крахмала Относительная молекулярная масса макромолекул колеблется от 250000 до 1000000 и более остатков глюкозы. Степень разветвления молекулы очень мала, линейные участки могут содержать тысячи звеньев. Эти длинные цепи вытянуты и уложены пучками, причем они удерживаются друг возле друга межмолекулярными водородными связями между многочисленными соседними ОН-группами. Такие пучки сплетены, подобно веревкам, и образуют волокна, различимые глазом.

Физические свойства
Крахмал встречается в природе в виде зерен белого цвета, форма и размер которых характерны для каждого вида растений. Зерна крахмала нерастворимы в холодной воде. Если нарушить наружную оболочку зерна, то крахмал в воде набухает и образует студнеобразный коллоидный раствор – гель. В горячей воде этот процесс ускоряется. При нагревании крахмала происходит разрушение макромолекул с образованием соединений с меньшей молекулярной массой – декстринов. За счет частичной дегидратации декстрины приобретают желтую или золотисто-коричневую окраску. Этот процесс происходит при выпечке мучных изделий, так как крахмал составляет основную часть пшеничной муки. В отличие от моно- и олигосахаридов полисахариды не имеют сладкого вкуса.

Чистая целлюлоза – твердое белое вещество, имеющее волокнистую структуру. Она нерастворима в воде и органических растворителях, но хорошо растворяется в аммиачном растворе гидроксида меди (II). Целлюлоза горит, а при нагревании без доступа воздуха дегидратируется с образование водяных паров и углерода (древесный уголь). Сладкого вкуса целлюлоза не имеет.

Химические свойства
Крахмал относится к невосстанавливающим углеводам.
При непродолжительном нагревании в присутствии ферментов крахмал легко гидролизуется с образованием сначала цепей с меньшей молекулярной массой (декстрины), затем дисахарида мальтозы и, наконец глюкозы.
(C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6
Поэтому крахмал служит легкоусвояемой пищей для человека и животных.
Качественной реакцией на крахмал является взаимодействие с иодом. Иод с крахмалом дает синее окрашивание.

В отличие от крахмала клетчатка гидролизуется с трудом. Гидролиз протекает при длительном нагревании в присутствии сильных кислот. При этом образуется глюкоза.
(C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6
Каждое элементарное звено молекулы целлюлозы имеет три гидроксильных группы, которые могут участвовать в образовании сложных эфиров как с органическими, так и с неорганическими кислотами.
При обработке целлюлозы смесью концентрированных азотной и серной кислот при нагревании образуются нитраты целлюлозы.
[C6H7O2(OH)3]n + 3n HNO3 3n H2O + [C6H7O2(ONO2)3]n
Впервые ди- и тринитрат целлюлозы (пироксилин) получили в 1838 г. и после обнаружения их взрывчатых свойств стали использовать для изготовления бездымного пороха и взрывчатки. Исторически пироксилин – первый полимер, из которого получили промышленную пластмассу – целлулоид. Пироксилин использовали для изготовления кино- и фотопленки и лаков. Его главный недостаток – легкая горючесть с образованием токсичных оксидов азота.
При действии уксусного ангидрида или уксусной кислоты в присутствии небольшого количества серной кислоты целлюлоза превращается в триацетат целлюлозы.
[C6H7O2(OH)3]n + 3n (CH3CO)2O 3n CH3COOH + [C6H7O2(OCOCH3)3]n
Полученное вещество является представителем широкого спектра текстильных материалов – искусственных волокон.
Целлюлоза в отличие от крахмала не вступает в качественную реакцию с иодом.

Нахождение в природе
Крахмал образуется в процессе фотосинтеза.
Больше всего крахмала содержится в хлебе, макаронных и других мучных изделиях, крупах, картофеле. Помимо крахмала растительного происхождения в печени человека и животных обнаружен животный крахмал – гликоген. Он имеет структуру, похожую на структуру амилопектина, но его макромолекула еще более разветвлена и содержит короткие цепи по 12 – 18 звеньев глюкозы в каждой.

Целлюлоза – это основная часть клеточных стенок растений. Относительно чистой целлюлозой являются волокна хлопчатника, джута и конопли.

Биологическая роль
Для различных растений он служит запасным питательным материалом и содержится главным образом в плодах, семенах и клубнях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86%), пшеницы (до 75%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до24%). В клубнях крахмальные зерна плавают в клеточном соке, поэтому легко отделяются. В злаках частицы крахмала плотно склеены с белковым веществом –клейковиной.

Древесина содержит от 40 до 50% целлюлозы, солома – 30%. Целлюлоза растений служит питательным веществом для травоядных животных.

Применение
Для организма человека крахмал наряду с сахарозой служит основным поставщиком углеводов – одного из важнейших компонентов пищи. Под действием ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы, которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма.
В значительных количествах крахмал перерабатывают на декстрины, патоку и глюкозу, которые используют в пищевой промышленности. Из продуктов гидролиза получают пищевой спирт, молочную кислоту и другие ценные вещества. Крахмал применяется как клеящее средство, а также для отделки тканей. В медицине на основе крахмала готовят некоторые мази и присыпки.
Из целлюлозы получают многочисленные искусственные волокна (ацетатное, вискозное), полимерные пленки, пластмассы, бездымный порох и лаки. Большое количество целлюлозы требуется для производства бумаги. Осахариванием целлюлозы получают глюкозу, идущую на изготовление этанола.

ПЗ:

демонстрация качественной реакции на крахмал с йодом.
4. Закрепление: - Чем строение крахмала отличается от строения целлюлозы?
- Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
крахмал  глюкоза  этанол  ацетальдегид  Аg
- Рассчитайте массу триацетата целлюлозы, которую можно получить из древесных опилок массой 162 кг. Массовая доля целлюлозы в древесине составляет 50 %.
5. Выводы: 1. Имея одинаковую общую формулу, крахмал и целлюлоза отличаются строением молекулы.
2. Различия крахмала и целлюлозы проявляются в их применении, основанном на особенностях физических свойств.
3. К химическим свойствам преимущественно относятся реакции гидролиза и образования сложных эфиров.
6. Рефлексия.
7. Д/З: §24, упр. 1,5

Последнее изменение этой страницы: 2018-09-09;


dommodels.ru 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная