Презентація «Сахароза» з хімії для 10 класу

Привітайте клас і повідомте, що сьогодні йдеться про речовину, яку учні щодня кладуть у чай. Скажіть, що вона має дві назви за сировиною, буряковий або тростинний цукор. Попросіть учнів пригадати, що вони знають про глюкозу. Це стане опорою для всього уроку.

Тему не називайте, дайте класу час на міркування. Сахароза є правильною відповіддю, адже C₁₂H₂₂O₁₁ містить 12 + 22 + 11 = 45 атомів, а відносна молекулярна маса дорівнює 12·12 + 22 + 11·16 = 342. Якщо учні називають глюкозу, нагадайте, що в молекулі глюкози C₆H₁₂O₆ 24 атоми, а її відносна маса дорівнює 180. Після відповіді запишіть на дошці тему уроку.

Озвучте три цілі уроку й зв'яжіть кожну з частиною презентації. Підкресліть, що головною хімічною властивістю сахарози є гідроліз, і саме до неї ми прийдемо через склад молекули. Типова помилка учнів полягає в тому, що вони вважають цукор простою речовиною або сумішшю глюкози й фруктози.

Прочитайте результати вголос і запропонуйте учням наприкінці уроку повернутися до цього слайда й самим оцінити, що вдалося. Зверніть увагу, що кожен результат перевіряється конкретним завданням: рівняннями, міні-тестами, поясненням досліду з купрум(II) гідроксидом. Не вводьте нових термінів понад підручник.

Покажіть молекулярну формулу C₁₂H₂₂O₁₁ і скорочений запис C₁₂(OH)₈H₁₄O₃. З нього видно вісім груп OH. Нехай учні самі порахують групи OH на схемі й порівняють із записом. Поясніть, що глюкоза й фруктоза мають однакову формулу C₆H₁₂O₆, а в сумі в них на два атоми Гідрогену й один Оксигену більше, бо при з'єднанні відщеплюється вода. Структурна формула наведена для ознайомлення, а не для запам'ятовування.

Класифікація ведеться за складом молекул. Що складніша молекула, то більше залишків моносахаридів у ній. Сахароза складається із залишків двох моносахаридів, тому її відносять до дисахаридів, або олігосахаридів. На схемі подано глюкозу й фруктозу з однаковою формулою, але різною будовою. Типова помилка полягає в тому, що фруктозу називають іншою назвою глюкози.

Попросіть учнів описати цукор за зовнішнім виглядом, а потім зіставте з характеристиками на слайді. Зверніть увагу, що кристали безбарвні, а білими здаються лише в подрібненому стані. Температуру плавлення +185 °C варто запам'ятати як числову ознаку. Типова помилка полягає в плутанині між розчинністю у воді та реакцією з нею. Розчинення й гідроліз є різними процесами.

Порівняння спирається на числа, 12 і 6 атомів Карбону, вісім і п'ять гідроксильних груп. Розчинність у воді в обох добра, тому за нею речовини не розрізнити. Розрізняє їх реакція з купрум(II) гідроксидом за нагрівання. Глюкоза містить альдегідну групу, і з'являється червоний осад, а сахароза такої групи не має. Типова помилка полягає в думці, що солодкий смак однаково означає наявність альдегідної групи.

У підручниках розбавлені розчини кислот і нейтралізація лугом згадані в описі досліду з гідролізом. Нагадайте, що купрум(II) гідроксид для досліду добувають свіжим, а нагрівання пробірки вимагає уважності. Загальні правила роботи в кабінеті хімії мають бути відомі учням із попередніх класів. Типова помилка полягає в нагріванні суміші без попередньої нейтралізації кислоти.

Гідроліз є загальною хімічною властивістю сахарози. Зверніть увагу, що рівняння зрівняне. Ліворуч 12 атомів Карбону, 24 атоми Гідрогену й 12 атомів Оксигену, і стільки ж праворуч. Це реакція, обернена до утворення сахарози з двох моносахаридів. Типова помилка учнів полягає в тому, що воду тут вважають лише розчинником, а не реагентом.

Яскраво-синій розчин є ознакою якісної реакції на багатоатомні спирти. Нагрівання не дає червоно-коричневого осаду, отже альдегідних груп у сахарози немає. Типова помилка учнів полягає в тому, що синє забарвлення вважають доказом наявності альдегідної групи. Насправді воно доводить наявність кількох груп OH, а відсутність осаду після нагрівання доводить відсутність групи –CHO.

Покажіть, як зрівнювати. 12 атомів Карбону дають 12 CO₂, 22 атоми Гідрогену дають 11 H₂O, і тоді Оксигену треба 24 + 11 = 35, з яких 11 уже є в сахарозі, тож додається 12 молекул O₂. Нехай учні перевірять підрахунок самостійно. Типова помилка полягає в тому, що забувають про Оксиген у самій сахарозі й ставлять кисню більше.

Хід розв'язання: n(сахарози) = 15 г : 342 г/моль ≈ 0,044 моль. За рівнянням гідролізу з одного моля сахарози утворюється один моль глюкози, тому n(глюкози) ≈ 0,044 моль, а m(глюкози) = 0,044 · 180 ≈ 7,9 г. Фруктози утворюється стільки ж, тож разом майже 15,8 г: різниця з 15 г — маса води, яка вступила в реакцію. Типова помилка — подвоювати кількість глюкози, бо на схемі два моносахариди.

Підкресліть, що сахарозу не синтезують, а виділяють із природної сировини, адже в ній її вже багато. За підручником, сахарозу виділяють із сировини фізичними методами (відстоюванням, фільтруванням), а далі очищують і кристалізують. За підручником, Україна є світовим лідером за виробництвом і експортом цукру. Типова помилка полягає в тому, що цукор вважають продуктом хімічного синтезу з глюкози й фруктози. Останній пункт слайда взято з додаткового джерела.

У підручниках немає відомостей про те, хто й коли вперше добув сахарозу, тому історичний слайд присвячено українському хіміку, пов'язаному з цукровою промисловістю. Бунге вивчав виробництво цукру з цукрових буряків та умови його перебігу. Назви буряковий і тростинний цукор походять від сировини. Для домашнього завдання запропонуйте охочим підготувати коротке повідомлення про його діяльність.

Підкресліть, що головне застосування сахарози пов’язане з харчуванням. Вуглеводи є основним енергетичним матеріалом клітин. У травній системі відбувається гідроліз, а моносахариди окиснюються з виділенням енергії, вуглекислого газу й води. Добове споживання вуглеводів у 4–5 разів перевищує споживання жирів і білків. Типова помилка полягає в тому, що вуглеводи отримують лише з цукру, хоча основну частину організм бере з крохмалю.

Правильна відповідь тут «глюкози й фруктози». Типова помилка полягає у виборі двох молекул глюкози, бо сахароза утворюється з двох різних моносахаридів-ізомерів. Крохмаль і целюлоза є полісахаридами, тому в складі дисахариду бути не можуть.

Правильна відповідь тут «глюкоза й фруктоза». Типова помилка полягає у виборі етанолу й вуглекислого газу, бо учні плутають гідроліз зі спиртовим бродінням глюкози. Нагадайте формулу гідролізу, за якою сахароза плюс вода дає два моносахариди.

Правильна відповідь полягає в тому, що утворюється яскраво-синій розчин, як і з іншими багатоатомними спиртами. Типова помилка полягає у виборі червоно-коричневого осаду. Його дають альдегіди, але лише після нагрівання, а в сахарози альдегідної групи немає. Попросіть учнів пояснити, що саме доводить цей дослід.

Поверніться до слайда з очікуваними результатами й запитайте, чи вдалося досягти кожного з них. Попросіть учнів своїми словами пояснити, чому сахарозу відносять до дисахаридів і чому в неї немає альдегідної групи. Відзначте найактивніших.

Поясніть, що питання 1 і 4 повторюють класифікацію дисахаридів і способи добування. Рівняння горіння учні вже бачили, тож у зошиті мають самостійно зрівняти його, не підглядаючи. Повідомлення про Бунге за бажанням підготують ті, кого зацікавила історія цукрової промисловості. Вкажіть терміни здачі.