III. Операционно-познавательный этап
Ожидаемые результаты: овладение содержанием темы урока и способами познавательной деятельности, формирование умения проводить исследование по определению химических свойств веществ, наблюдать, делать выводы, записывать уравнения реакций.
На прошлом уроке мы выяснили строение глюкозы. Выяснив строение глюкозы, вернёмся к проделанным лабораторным опытам и определим некоторые химические свойства.
Моносахариды вступают в химические реакции, свойственные карбонильной и гидроксильной группам.
I. Свойства глюкозы обусловленные наличием альдегидной группы:
1. Докажите наличие альдегидной группы ещё одним опытом (реакция “Серебряного зеркала” – Качественная реакция глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (I)).
Доказать наличие альдегидной группы в глюкозе можно с помощью аммиачного раствора оксида серебра. К аммиачному раствору оксида серебра добавим раствор глюкозы и подогреем смесь в пламени спиртовки. Вскоре на стенках колбы начинает осаждаться металлическое серебро. Эта реакция называется реакцией серебряного зеркала. Ее используют как качественную для открытия альдегидов. Альдегидная группа глюкозы окисляется до карбоксильной группы. Глюкоза превращается в глюконовую кислоту.
Запишите уравнение реакции:
СН2ОН – (СНОН)4 – СНО + Ag2O → СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + 2Ag↓
(Реакцию серебряного зеркала используют в промышленности для серебрения зеркал, изготовления колб для термосов, елочных украшений).
2) Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II) при нагревании с образованием глюконовой кислоты:
СН2ОН – (СНОН)4 – СНО + 2Cu(OH)2 → СН2ОН – (СНОН)4 – СООН + +2CuOH +H2O
2CuOH→ Cu2O + H2O
желтый красный
3) Гидрирование глюкозы (восстановление)
СН2ОН – (СНОН)4 – СНО + 2[H] → СН2ОН – (СНОН)4 – СН2ОН
сорбит (глюцит)
Альдегидная группа может быть восстановлена в гидроксильную группу действием водорода в присутствии катализатора.
II. Реакции обусловленные наличием гидроксильных групп:
1.Взаимодействие с Cu(OH)2 при обычных условиях.
2.Взаимодействие с ангидридами или галогеноангидридами карбоновых кислот с образованием сложных эфиров.
3. Взаимодействие с галогеноалканами сообразованием простых эфиров.
пентаметиловый эфир α-глюкозы
4. Взаимодействие со спиртами с образованием гликозидов.
III. Специфические свойства.
Большое значение имеют процессы брожения глюкозы, происходящие под действием органических катализаторов-ферментов (они вырабатываются микроорганизмами). Вспомните из жизненных ситуаций, когда вы сталкивались с различными видами брожения?
Предположения учащихся.
Брожение варенья.
Спирт образуется при брожении винограда.
Молоко, если долго стоит, тоже приобретает резкий запах кислого и спиртного.
Запишем уравнения соответствующих химических реакций.
а) спиртовое брожение (под действием дрожжей)
б) молочнокислое брожение (под действием молочнокислых бактерий)
в) маслянокислое брожение
IV. Полное окисление в организме:
C6H12O6 +6О2®6СО2+6Н2О+Q
(первичное топливо для клеток)
Применение глюкозы
Глюкоза находит применение в различных отраслях промышленности:
в пищевой промышленности, как заменитель сахарозы;
в кондитерской промышленности при изготовлении мягких конфет, десертных сортов шоколада, тортов и различных диетических изделий;
в хлебопечении глюкоза улучшает условия брожения, придает пористость и хороший вкус изделиям, замедляет очерствение;
в производстве мороженого она занижает точку замерзания, увеличивает его твердость;
при производстве фруктовых консервов, соков, ликеров, вин, безалкогольных напитков, так как глюкоза не маскирует аромата и вкуса;
в молочной промышленности при изготовлении молочных продуктов и продуктов детского питания рекомендуется использовать глюкозу в определенной пропорции с сахарозой для придания этим продуктам более высокой питательной ценности;
в ветеринарии;
в птицеводстве;
в фармацевтической промышленности.
Кристаллическую глюкозу целесообразно использовать для питания больных, травмированных, выздоравливающих, а также людей, работающих с большими перегрузками.
Медицинскую глюкозу применяют в антибиотиках и других лекарственных препаратах, в том числе для внутривенных инъекций. Для получения витамина С. Техническая глюкоза находит применение в качестве восстановителя в кожевенном производстве. В текстильном – при производстве вискозы, в качестве питательной среды при выращивании различных видов микроорганизмов в медицинской и микробиологической промышленности.
Способы получения глюкозы.
Можно ли получить глюкозу из известного вам вещества формалина?
Когда собираются сохранить (законсервировать) ткань, убив в ней все живое - гнилостные микроорганизмы, грибки, бактерии, - дают такой совет: «Поместите препарат в формалин».
Но великий русский химик А.М.Бутлеров увидел в этом веществе один из источников жизни: в растворах слабых оснований молекулы формалина, соединяясь друг с другом, образуют цепочку углеводов. Впервые сахаристое вещество синтезировал А. М. Бутлеров в 1861 г. при полимеризации формальдегида в известковом растворе; это можно выразить итоговым уравнением:
6 Н-СНО → C6H12O6
Глюкозу можно получить гидролизом крахмала, который протекает ступенчато, однако конечным продуктом является глюкоза.
(С6Н10О5)n + n Н2О→ n C6H12O6
В зеленых растениях при участии хлорофилла и солнечного света в результате процесса фотосинтеза также образуется глюкоза.
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2