Chương 2 CACBOHIĐRAT Bài GLUCOZƠ A. MỤC TIÊU Theo chuẩn kiến thức và kỹ năng B. ĐỒ DÙNG DẠY HỌC - Dụng cụ: ống nghiệm, đũa thuỷ tinh, đèn cồn, . - Hoá chất: glucozơ, các dung dịch AgNO 3 , NH 3 , CuSO 4 , NaOH - Mô hình, tranh ảnh liên quan bài học C. PHƯƠNG PHÁP DẠY - Phương pháp; đàm thoại, dạy học nêu vấn đề. - Tăng cường câu hỏi trên lớp. Liên hệ thực tế để tạo hứng thú cho HS. - Học sinh thảo luận tổ nhóm. - Học sinh thuyết trình theo tổ nhóm hoặc cá nhân - Khai thác các mô hình, các thí nghiệm chứng minh cấu trúc phân tử. D. THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG Nội dung Các hoạt động 64 Cacbohiđrat là những hợp chất hữu cơ tạp chức và đa số chúng có công thức chung là Cn(H 2 O) m . Có nhiều nhóm cacbohiđrat, quan trọng nhất là ba nhóm sau đây: - Monosaccarit là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, không thể thuỷ phân được. Thí dụ: glucozơ, fructozơ (C 6 H 12 O 6 ) - Đisaccarit là nhóm cacbohiđrat mà khi thuỷ phân mỗi phân tử sinh ra hai phân tử monosaccarit. Thí dụ: saccarozơ, mantozơ (C 12 H 22 O 11 ). - Polisaccarit là nhóm cacbohiđrat phức tạp nhất, khi thuỷ phân đến cùng mỗi phân tử sinh ra nhiều phân tử monosaccarit. Thí dụ: tinh bột, xenlulozơ. I. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên Chất rắn tinh thể không màu, dễ tan trong nước, vị ngọt. Có trong hầu hết các bộ phận của cây như lá, hoa, rễ, . nhất là trong quả chín. Máu người có một lượng nhỏ glucozơ không đổi là 0,1%. II. Cấu tạo phân tử - CTPT: C 6 H 12 O 6 - CTCT dạng mạch hở CH 2 OH–CHOH–CHOH–CHOH–CHOH– CH=O hoặc viết gọn là CH 2O H[CHOH] 4 CHO - Dạng mạch vòng: α-glucozơ và β- glucozơ * Hoạt động 1: Vào bài HS nghiên cứu SGK, trình bày khái niệm cacbohiđrat, ba nhóm cacbohidrat quan trọng * Hoạt động 2: HS tự nghiên cứu SGK, nêu tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên GV kết luận * Hoạt động 3 II. Cấu tạo phân tử GV: glucozơ có công thức phân tử là C 6 H 12 O 6 . Để xác định cấu tạo của glucozơ, người ta căn cứ vào các thí nghiệm nào? HS: nghiên cứu SGK trả lời, kết luận công thức cấu tạo của glucozơ GV: giới thiệu dạng mạch vòng, yêu cầu HS đọc tư liệu. 65 Phần nâng cao: Công thức cấu tạo dạng mạch vòng III. Tính chất hoá học Glucozơ có tính chất của anđehit và ancol đa chức (poliancol) ; ngoài ra có phản ứng lên men 1. Tính chất của ancol đa chức a) Tác dụng với Cu(OH) 2 * Hoạt động 4 III. Tính chất hoá học GV: yêu cầu HS trình bày tính chất hóa học chung của glucozơ từ cấu tạo phân tử đã xác định Hoạt động 5 1. Tính chất của ancol đa chức 2C 6 H 12 O 6 + Cu(OH) 2  → thuongt 0 Cu(C 6 H 11 O 6 ) 2 + 2H 2 O b) Phản ứng tạo este Glucozơ có thể tạo este chứa 5 gốc axit axetic trong phân tử khi tham gia phản ứng với anhiđrit axetic. 2. Tính chất của anđehit đơn chức a) Oxi hoá glucozơ bằng dung dịch AgNO 3 trong amoniac (phản ứng tráng bạc) GV: Nếu có điều kiện, tiến hành thí nghiệm như SGK. HS: nêu hiện tượng, giải thích, viết PTHH dưới dạng phân tử HS: nghiên cứu SGK, cho biết đặc điểm cấu tạo este tạo ra từ glucozơ Hoạt động 6 2. Tính chất của anđehit đơn chức GV: nếu có điều kiện, tiến hành thí nghiệm như SGK. HS: nêu hiện tượng, giải thích, viết PTHH → o t 2 4 3 3 2 HOCH [CHOH] CHO + 2AgNO + 3NH + H O ↓ 2 4 4 4 3 HOCH [CHOH] COONH + 2Ag + 2NH NO Amoni gluconat b) Oxi hoá bằng Cu(OH) 2 → o t s«i 2 4 2 HOCH [CHOH] CHO + 2Cu(OH) + NaOH ↓ 2 4 2 (®á g¹ch) 2 HOCH [CHOH] COONa + Cu O + 3H O Natri gluconat 66 c) Khử glucozơ bằng hiđro [ ] 2 2 4 CH OH CHOH CHO + H [ ]  → o Ni, t 2 2 4 CH OH CHOH CH OH Sobitol Phần nâng cao: Tính chất riêng của dạng mạch vòng: Nhóm OH hemiaxetal (ở vị trí C 1 ) tác dụng với metanol có HCl xúc tác tạo ete (metyl glucozit) Khi nhóm OH ở C 1 đã chuyển thành OCH 3 thì dạng vòng không thể chuyển sang dạng mạch hở được nữa. 3. Phản ứng lên men rượu − → ↑ o enzim 6 12 6 2 5 2 30 35 C C H O 2C H OH + 2CO IV. Điều chế và ứng dụng Glucozơ được dùng làm thuốc tăng lực cho người già, trẻ em và người ốm. Trong công nghiệp, glucozơ được chuyển hoá từ saccarozơ dùng để tráng gương, tráng ruột phích và là sản phẩm trung gian trong sản xuất ancol etylic từ các nguyên liệu có tinh bột và xenlulozơ. V. Đồng phân của glucozơ: fructozơ - CTPT: C 6 H 12 O 6 - CTCT dạng mạch hở CH 2 OH–CHOH–CHOH–CHOH–CO– CH 2 OH hoặc viết gọn là CH 2 OH[CHOH] 3 COCH 2 OH - Dạng mạch vòng: α-fructozơ và β- fructozơ * Hoạt động 7 3. Phản ứng lên men rượu HS: nghiên cứu SGK, cho biết điều kiện, sản phẩm của phản ứng lên men rượu, viết PTHH * Hoạt động 8 IV. Điều chế và ứng dụng HS: thuyết trình theo tổ nhóm hoặc cá nhân. GV: trình bày thêm thông tin có liên quan thực tế cuộc sống * Hoạt động 9 V. Đồng phân của glucozơ: fructozơ HS: từ SGK, trình bày đặc điểm cấu tạo đồng phân quan trọng nhất của glucozơ là fructozơ; tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên; các tính chất hoá học đặc trưng - giải thích nguyên nhân GV: lưu ý sự chuyển hoá giữa glucozơ và 67 - Tương tự như glucozơ, fructozơ có phản ứng với * Cu(OH) 2 cho dung dịch phức Cu(C 6 H 11 O 6 ) 2 màu xanh lam. * Cộng hiđro cho poliancol C 6 H 14 O 6 (sobitol). * Đặc biệt: fructozơ bị oxi hoá bởi dung dịch AgNO 3 trong amoniac, đây là phản ứng của nhóm anđehit xuất hiện do fructozơ chuyển thành glucozơ trong môi trường bazơ: OH Fructoz¬ Glucoz¬ − → ¬  fructozơ trong môi trường kiềm Hoạt động 10: Củng cố kiến thức 1. Tìm từ thích hợp điền vào các chỗ trống trong câu sau: ở dạng mạch hở glucozơ và fructozơ đều có nhóm >C=O, nhưng trong phân tử glucozơ nhóm ở nguyên tử C số ., còn trong phân tử fructozơ nhóm . ở nguyên tử C số . Trong môi trường bazơ, fructozơ có thể chuyển hoá thành . 2. Trình bày cách nhận biết các hợp chất trong dung dịch của mỗi dãy sau đây bằng phương pháp hoá học: a) Glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic. b) Glucozơ, fomanđehit, etanol, axit axetic. Bài 1 GLUCOZƠ I. Mục tiêu Theo chuẩn kiến thức và kỹ năng II. Chuẩn bị của giáo viên - Mô phỏng chuyển hoá giữa các dạng cấu tạo của glucozơ bằng phần mềm Macromedia Flash MX. - Đoạn phim thí nghiệm phản ứng tráng gương của glucozơ. III. Phương pháp và phương tiện dạy học - Dạy học nêu và giải quyết vấn đề - Hướng dẫn tự học của học sinh. - Dạy học đàm thoại gợi mở 68 - Máy vi tính, máy chiếu(projector), . - Giá ống nghiệm, ống nghiệm, cặp ống nghiệm, giá sắt, đèn cồn . - Dung dịch đường gluczơ 10%, NH 3 , AgNO 3 , CuSO 4 , NaOH, nước cất. IV. Bài mới Hoạt động của GV và HS Nội dung Đặt vấn đề: Các dẫn xuất của hiđrocacbon như ankol, ankanal, axit cacboxylic, este đều là những chất hữu cơ chỉ có một loại chức trong phân tử. Chúng là các hợp chất thuần chức. Nếu phân tử có từ hai loại chức trở lên ta có các hợp chất tạp chức. Các chất cacbohiđrat là những hợp chất tạp chức. Chúng có vai trò cực kỳ quan trọng đối với cuộc sống của chúng ta. Chúng có cấu tạo như thế nào? Tính chất ra sao? Chúng có thể giúp gì cho cuộc sống của chúng ta? - Cacbohiđrat là những hợp chất có cấu tạo như thế nào? - Trong tự nhiên, glucozơ tồn tại ở đâu? - Glucozơ là hợp chất có nhiều trong các loại thực vật đặc biệt là quả chín, như nho . - Trong máu người glucozơ chiếm khoảng 0,1%. - Quan sát mẫu tinh thể glucozơ (đường glucozơ thường được bán ngoài hiệu thuốc) - Là hợp chất tan nhiều trong nước, có vị ngọt mát. - Glucozơ có công thức phân tử và công Cacbohidrat K/N: Là những hợp chất hữu cơ tạp chức, đa số chúng có công thức chung là C n (H 2 O) m - Monosaccarit: glucozơ, fructozơ. - Đisaccarit: saccarozơ, mantozơ. - Polisaccarit: tinh bột, xenlulozơ. glucozơ. I. Tính chất vật lí và Trạng thái thiên nhiên 1. Trạng thái thiên nhiên - Có trong thực vật, mật ong . - Trong máu người. 2. Tính chất vật lí 69 thức cấu tạo như thế nào?. - Đặc điểm cấu tạo của glucozơ? - Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được cấu tạo của glucozơ. + Có 5 nhóm -OH. + Có 1 nhóm -CHO. - Glucozơ là hợp chất tạp chức. - Glucozơ rắn chỉ tồn tại ở 2 dạng mạch vòng: a-Glucozơ và b-Glucozơ - Trong dung dịch glucozơ tồn tại một cân bằng của dạng mạch hở và 2 dạng mạch vòng. - Quan sát hình vẽ. Mô phỏng. - Glucozơ có tính chất của rượu đa chức và anđehit đơn chức. - Glucozơ tác dụng với axit có khả năng tạo thành este bao nhiêu chức? - Là chất rắn không màu, nóng chảy ở 146 0 C - Tan nhiều trong nước, có vị ngọt mát. II. Cấu tạo phân tử - CTPT: C 6 H 12 O 6 - CTCT: CH 2 (OH)- [CH(OH)] 4 - CH=O IV. Tính chất hoá học 1. Tính chất ancol đa chức a. Tác dụng với Cu(OH) 2 : Tạo dung dịch xanh lam trong suốt b. Tác dụng với axit tạo este 2. Tính chất anđehit đơn chức a. Phản ứng tráng gương: tác dụng với AgNO 3 trong dung dịch NH 3 C 5 H 11 O 5 CHO + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O → C 5 H 11 O 5 COONH 4 + 2Ag + 2NH 4 NO 3 - Phản ứng với Cu(OH) 2 và Ag 2 O/NH 3 được dùng để nhận biết glucozơ. b. Tác dụng với Cu(OH) 2 khi đun nóng tạo Cu 2 O màu đỏ gạch. C 5 H 11 O 5 CHO + 2Cu(OH) 2 + NaOH→ C 5 H 11 O 5 COONa + Cu 2 O↓ + 3H 2 O đỏ gạch c. Khử glucozo bằng hidro tạo thành rượu đa chức. CH 2 (OH)- [CH(OH)] 4 - CH=O+ H 2 → CH 2 (OH)- [CH(OH)] 4 - CH 2 OH Sobitol - Glucozơ là sản phẩm của quá trình thuỷ phân tinh bột, xenlulo. Từ glucozơ lên men tạo thành ankol etylic. - Là thức ăn có giá trị, cung cấp nhiều năng lượng cho con người. - Được dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh. - Đặc điểm cấu tạo của fructozơ có gì khác so với glucozơ? - Fructozơ có tính chất của rượu đa chức. - Trong dung dịch tồn tại đồng thời dạng 3. Phản ứng lên men rượu PTPƯ: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 IV. Điều chế và ứng dụng - Làm thức ăn, thuốc chữa bệnh. - Là nguyên liệu để tráng gương, tráng ruột phích. - Được điều chế bằng cách thuỷ phân tinh bột. IV. Đồng phân của glucozơ - fructozơ 70 ỏ-fructozơ, õ-fructozơ và dạng mạch hở. - CTPT: C 6 H 12 O 6 - CTCT: CH 2 OH-[CHOH] 3 -COCH 2 OH - Đặc điểm cấu tạo: + Có 5 nhóm chức rượu + Có một nhóm chức xeton. - Có trong quả chín, mật ong - Có thể chuyển hoá từ Fructozơ thành Glucozơ trong môi trường kiềm. V. Củng cố 1. Gluxit là gì? Chúng có vai trò như thế nào đối với con người? 2. Các mono saccarit như glucozơ, fructozơ có đặc điểm cấu tạo và tính chất hoá học khác nhau như thế nào? 3. Học sinh hoạt động theo nhóm 5 người sử dụng các tài liệu tham khảo, từ điển Encarta, mạng internet để xây dựng bài trình diễn về glucozơ, xây dựng bản tin và trang web của nhóm. 4. Học sinh có thể đóng các vai trò nhà nông học, nhà sản xuất thuốc, nhà kinh doanh… VI. Bài tập về nhà: Sách giáo khoa và sách bài tập Bài SACCAROZƠ, TINH BỘT VÀ XENLULOZƠ (Giáo án 1) A. MỤC TIÊU BÀI HỌC Theo chuẩn kiến thức và kỹ năng B. ĐỒ DÙNG DẠY HỌC - Dụng cụ: cốc thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh - Hoá chất: saccarozơ, tinh bột, xenlulozơ, dung dịch iot - Hình vẽ phóng ta cấu tạo dạng vòng của saccarozơ, tinh bột, xenlulzơ - Sơ đồ sản xuất đường saccarozơ trong công nghiệp C. PHƯƠNG PHÁP DẠY - Phương pháp; đàm thoại, dạy học nêu vấn đề. - Tăng cường câu hỏi trên lớp. Liên hệ thực tế để tạo hứng thú cho HS. - Học sinh thảo luận tổ nhóm. - Học sinh thuyết trình theo tổ nhóm hoặc cá nhân - Khai thác các mô hình, các thí nghiệm chứng minh cấu trúc phân tử. 71 D. THIẾT KẾ CÁC HOẠT ĐỘNG Nội dung Các hoạt động I. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên - Saccarozơ (còn gọi là đường ăn, nó có thể là đường kính, đường phèn, đường mía, đường củ cải, .) là loại đường phổ biến nhất, có trong nhiều loài thực vật, có nhiều nhất trong cây mía, củ cải đường và hoa thốt nốt. - Saccarozơ là chất rắn kết tinh, không màu, không mùi, vị ngọt, nóng chảy ở 185oC. Tan tốt trong nước, độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ. II. Cấu tạo phân tử - CTPT: C 12 H 22 O 11 - CTCT: saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi * Hoạt động 1 I. Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên HS tự nghiên cứu SGK, nêu tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên GV kết luận * Hoạt động 2 II. Cấu tạo phân tử GV: saccarozơ có công thức phân tử là C 12 H 22 O 11 . Để xác định cấu tạo của saccarozơ, người ta căn cứ vào các thí nghiệm nào? HS: nghiên cứu SGK trả lời, kết luận công thức cấu tạo của saccarozơ GV: giới thiệu dạng mạch vòng Trong phân tử saccarozơ không có nhóm anđehit (-CH=O), chỉ có các nhóm -OH (ancol đa chức). III. Tính chất hoá học - Không có nhóm chức anđehit nên saccarozơ không có tính khử như glucozơ. - Có tính chất của ancol đa chức. - Là đisaccarit nên có phản ứng thuỷ phân. a) Phản ứng của ancol đa chức * Hoạt động 3 III. Tính chất hoá học GV: yêu cầu HS trình bày tính chất hóa học chung của saccarozơ từ cấu tạo phân tử đã xác định 72 • Với Cu(OH) 2 cho dung dịch đồng saccarat màu xanh lam • Với vôi sữa (Ca(OH) 2 ) cho canxi saccarat tan trong nước b) Phản ứng thuỷ phân (H + hoặc xúc tác enzim) + o H , t 12 22 11 2 6 12 6 6 12 6 C H O + H O C H O + C H O → glucozơ fructozơ IV. Sản xuất và ứng dụng a) Sản xuất saccarozơ Saccarozơ được sản xuất từ cây mía, củ cải đường hoặc hoa thốt nốt. ở Việt Nam, quy trình sản xuất saccarozơ từ cây mía gồm các công đoạn chính sau: * Hoạt động 4 IV. Sản xuất và ứng dụng HS: thuyết trình theo tổ nhóm hoặc cá nhân. GV: trình bày thêm thông tin có liên quan thực tế cuộc sống b) ứng dụng Saccarozơ là thực phẩm quan trọng của con người. Trong công nghiệp thực phẩm, saccarozơ là nguyên liệu để làm bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp. Trong công nghiệp dược phẩm, saccarozơ được dùng để pha chế thuốc. Saccarozơ còn là nguyên liệu để thuỷ phân thành glucozơ và fructozơ dùng trong kĩ thuật tráng gương, tráng ruột phích. TINH BỘT 73 [...]... bt, nghiờn cu SGK - Tinh bt cú nhiu trong cỏc loi ng cc v cho bit trng thỏi t nhiờn, tớnh cht vt - Tinh bt l cht rn vụ nh hỡnh, mu lớ trng, khụng tan trong nc lnh Trong nc núng, tinh bt to thnh dung dch keo, * Hot ng 6 gi l h tinh bt II Cu trỳc phõn t II Cu trỳc phõn t HS nghiờn cu SGK v cho bit cu trỳc - CTPT: (C6H10O5)n phõn t tinh bt, c im liờn kt gia cỏc - Thuc loi polisaccarit, phõn t gm mc xớch... trong cụng nghip thc phm v dc phm - l nguyờn liu trỏng gng, trỏng rut phớch II Tinh bt 1 Tớnh cht vt lớ - l cht rn dng bt vụ nh hỡnh, mu trng - khụng tan trong nc lnh Trong nc núng to thnh dung dch keo gi l h tinh bt 2 Cu to phõn t - Tinh bt thuc loi polisacarit, gm nhiu mt xớch C6H10O5 liờn kt vi nhau, CTPT: (C6H10O5)n - Cỏc mt xớch liờn kt vi nhau to thnh 2 dng: + dng lũ xo v khụng phõn nhỏnh:... Cho HS quan sỏt mu HS quan sỏt mu tinh - Tinh bt l cht rn vụ nh tinh bt Yờu cu HS bt v nghiờn cu SGK 84 hỡnh, mu trng, khụng tan trong nc ngui - Trong nc núng t 650C tr lờn, tinh bt chuyn thnh dung dch keo (h tinh bt) - Tinh bt cú nhiu trong cỏc loi ng cc, c (khoai, sn), qu (tỏo, chui) II Cu trỳc phõn t CTPT: (C6H10O5)n Tinh bt l hh ca 2 loi polisaccarit (amiloz v amilopectin): + Amiloz cú mch xon lũ . thuốc, nhà kinh doanh… VI. Bài tập về nhà: Sách giáo khoa và sách bài tập Bài SACCAROZƠ, TINH BỘT VÀ XENLULOZƠ (Giáo án 1) A. MỤC TIÊU BÀI HỌC Theo chuẩn kiến. đường saccaroz trong công nghiệp. III. HOẠT ĐỘNG TRÊN LỚP 1. Kiểm tra bài cũ: 2. Nội dung bài giảng: TG Nội dung Hoạt động GV Hoạt động HS I. Tính chất vật