Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 9 клас>> Хімія: Вуглеводи: крохмаль. Молекулярні формули, поширення в природі. Полiмерна будова крохмалю. Реакція гідролізу крохмалю. Біологічна роль крохмалю

ВУГЛЕВОДИ: КРОХМАЛЬ. МОЛЕКУЛЯРНІ ФОРМУЛИ, ПОШИРЕННЯ В ПРИРОДІ. ПОЛІМЕРНА БУДОВА КРОХМАЛЮ. РЕАКЦІЯ ГІДРОЛІЗУ КРОХМАЛЮ. ЯКІСНА РЕАКЦІЯ НА КРОХМАЛЬ. БІОЛОГІЧНА РОЛЬ КРОХМАЛЮ

Після опрацювання § 33 ви зможете:

наводити приклади застосування крохмалю й целюлози, складати їхні молекулярні формули; характеризувати склад, структуру, фізичні та хімічні властивості крохмалю й целюлози; ілюструвати властивості крохмалю й целюлози рівняннями хімічних реакцій; визначати дослідним шляхом крохмаль: встановлювати причинно-наслідкові зв'язки між складом, будовою, властивостями та біологічними функціями і застосуванням крохмалю й целюлози; обґрунтовувати застосування крохмалю й целюлози їхніми властивостями та роль у живому організмі; висловлювати судження щодо значення крохмалю й целюлози в суспільному господарстві, побуті, охороні здоров'я тощо.

На шляху до успіху пригадаємо з вивчених курсів природознавства, хімії, біології та основ здоров'я:

які існують типи поживних речовин; яке функціональне значення для організму вуглеводів; що таке полімер та його елементарна структурна ланка; у чому полягає суть процесу фотосинтезу; як діють ферменти слини на крохмаль; яка роль печінки і підшлункової залози в травленні; від чого залежать енергетичні потреби організму; які вимоги до харчування, питного режиму під час інтенсивного фізичного тренування підлітків; як пов'язані харчування і здоров'я; які особливості догляду за зубами і порожниною рота в підлітків.

• Крохмаль ви споживаєте чи не щодня: хліб і картопля, каші й макаронні вироби, пиріжки, тістечка, киселі, майонез, кетчупи... Усі ці страви містять унікальний біополі мер, структурною ланкою якого є залишок глюкози. Молекулярна формула крохмалю (-С₆Н₁₀О₅-)n. Його макромолекули неоднакові за розміром. Кількість структурних ланок п у полімерному ланцюзі крохмалю становить від кількох сотень до кількох тисяч. До того ж молекули крохмалю мають як лінійну, так і розгалужену структуру. Цим пояснюють зернистість цієї сполуки мал. 33.1).

Крохмаль - продукт фотосинтезу з зелених рослинах з участю хлорофілу - зеленого пігменту рослин. Утворена під час фотосинтезу глюкоза є «сировиною», з якої рослини в кілька стадій продукують крохмаль -високомолекулярну сполуку:

nС₆Н₁₂0₆ → (С₆Н₁₀О₅)_n+nН₂0

Крохмаль накопичується переважно в насінні, цибулинах, бульбах. кореневищах, листках і стеблі. Наприклад, у бульбах картоплі масова частка крохмалю сягає 24 % , в насінні пшениці - 64 %, рису -, кукурудзи - 70 %.

• Фізичні властивості крохмалю якісна реакція на цю сполуку (мал. 33.2) добре відомі вам з повсякденного життя та курсів природознавства й біології.

Аби пригадати ці відомості, виконайте лабораторні досліди.

ЛАБОРАТОРНІ ДОСЛІДИ

Пригадайте й неухильно виконуйте ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ПІД ЧАС РОБОТИ З ОБЛАДНАННЯМ І РЕАКТИВАМИ

№ 12, 13. Відношення крохмалю до води (розчинність, створення клейстеру). Взаємодія крохмалю з йодом

Завдання

Дослідіть найважливіші фізичні властивості крохмалю та якісну реакцію на цей полісахарид.

Обладнання: штатив з пробірками, пробіркотримач, нагрівний прилад, скляна лопатка, паперова серветка. Реактиви: крохмаль, спиртовий розчин йоду.

Інструкція

Ознайомтеся з кольором крохмалю, його характерним хрускотом під час розтирання між пальцями. У пробірку з водою об'ємом 1 мл помістіть скляну лопаточку крохмалю. Вміст пробірки збовтайте. Чи розчинився крохмаль у воді?

Підігрійте в іншій пробірці воду об'ємом 5 мл і, перемішуючи, вилийте в гарячу воду вміст першої пробірки. Спостерігайте утворення крохмального клейстеру.

Увага! Для розчинення в гарячій воді не слід нагрівати отриману в попередньому досліді суміш крохмалю з водою, оскільки щільний шар крохмального осаду на дні пробірки спричиняє перегрівання скла. Тож пробірка може тріснути.

У пробірку з крохмальним клейстером добавте краплю спиртового розчину йоду. Що спостерігаєте?

За допомогою якісної реакції можна виявити крохмаль у багатьох харчових продуктах і не лише в них. Тому варто докладніше з ясувати, на яких властивостях крохмалю ґрунтується його широке використання.

• Гідроліз крохмалю - реакція, перебіг якої в живих організмах має непересічне значення. У насінні, що проростає, та розпуклих бруньках відбуваються процеси мобілізації запасних речовин. Приміром, крохмаль під дією ферментів перетворюється на глюкозу:

Картопля, наприклад, за температури 1-2 °С набуває солодкого смаку. Причиною є те, що за низької температури в бульбах пришвидшується гідроліз крохмалю й пригнічується процес дихання. Тому в картоплинах накопичується глюкоза й інші моносахариди - про це свідчить поява незвичного солодкого смаку.

У тваринних організмах крохмаль, який надходить з їжею, також зазнає гідролізу. Однак перетравлювання крохмалю сирих продуктів ускладнене тим, що його зерна перебувають усередині рослинних клітин із міцними стінками. У гарячій воді, як ви пересвідчилися на досліді, крохмаль набрякає, клітинні стінки розриваються. Далі відбувається процес гідролізу під впливом травних ферментів.

Гідроліз крохмалю використовують у виробництві багатьох харчових продуктів - меляси, глюкози, хлібобулочних виробів, етилового спирту тощо.

Часткового гідролізу з утворенням менш складних полісахаридів декстринів - крохмаль зазнає під час прасування накрохмаленої білизни й у процесі випікання борошняних виробів.

Цікаво?

Причина блиску та «хрусткості» накрохмаленої й випрасуваної білизни та рум'яних булочок одна й та сама. Декстрини - клейкі речовини - за висок; температури утворюють тонку щільну плівку.

Пізнавально!

Декстрини, добуті частковим гідролізом крохмалю, використовують ; складі клеїв для паперу, шпалер тощо.

Останнім часом широкого застосування набули так звані модифіковані крохмалі. їх одержують шляхом хімічної обробки природного крохмалю біосинтезом тощо. Унаслідок зміни складу й структури полімерні молекули набувають нових властивостей, які й зумовлюють застосування модифікованих крохмалів у харчовій, паперовій промисловості, під час бурильних робіт та очищення побутових і промислових стоків.

На основі модифікованого крохмалю вготовляють харчові продукти для  дітей, хворих на фенілкетонурію. З пресованого крохмалю навіть виготовляють одноразовий посуд. Введення модифікованих крохмалів у склад пластмас створює умови для їхнього біоруйнування у довкіллі.

Існують природні полісахариді які, на відміну від крохмалю, не перетравлюються в організмі людини й багатьох тварин, а отже, не засвоюються.

• Целюлоза (клітковина) - найвідоміший, найрозповсюдженіший і чи  не найважливіший поміж полісахаридів. Це основний компонент і будівельний матеріал клітинах стінок рослин (мал. 33.3) і деяких мікроорганізмів.

Завдання

Поясніть, до яких наслідків може призвести неконтрольоване вирубування лісів задля забезпечення сировиною целюлозно-паперової та деревообробної промисловості.

Гортаючи сторінки підручника, ви торкаєтеся матеріалу, виготовленого на основі целюлози. У вашому гардеробі обов'язково є бавовняний або лляний одяг (назвіть його переваги над виробами із синтетичних волокон). Скатертини, серветки, рушники, білизна, меблі, медичні перев'язувальні засоби, висівковий хліб... Не злічити об'єктів домашнього вжитку, які містять волокна целюлози.

Хімічний склад целюлози описує молекулярна формула (-С₆Н₁₀О₅-)_n (порівняйте з молекулярною формулою крохмалю). Молекули целюлози будовані з тих самих мономерних ланок, що й крохмаль, однак сполучні ці ланки в інший спосіб. Докладно про це ви зможете дізнатися у старшій школі, обравши відповідний профіль навчання. Наразі ж констатуємо - зміна будови істотно впливає на властивості целюлози порівняно з крохмалем. Целюлоза - біла волокниста речовина. Кількість структурних ланок n  у полімерному ланцюзі цієї високомолекулярної сполуки може сягати від кількох сотень до 10-14 тисяч. Молекули целюлози мають лінійну структуру. Текстильні волокна целюлози 20 мм завдовжки, а ті, з яких виготовляють папір і картон не довші за 3 мм.

Хоча в організмі людини целюлоза (клітковина) не перетравлюється, її споживання у складі круп, овочів, висівкового хлібу - необхідна умова здорового харчування (поясніть, чому).

Целюлоза не розчиняється у воді й не набрякає у ній. Горіння целюлози-екзотермічна реакція зі значним тепловим ефектом, тому деревину, солому тощо здавна використовували як паливо.

Гідроліз целюлози під дією катіонів Гідрогену використовують для добування глюкози, яку переробляють на етанол (його називають гідролізним спиртом).

Завдання

Запишіть рівняння реакції гідролізу целюлози.

Термічним розкладанням целюлози без доступу повітря добувають багато оксигеновмісних речовин.   

Згодом ви дізнаєтеся, на яких хімічних реакціях ґрунтується переробка целюлози на папір, ацетатний шовк, віскозу, лаки, емалі, целофан, бездимний порох, фотоплівку, мийні засоби тощо. Принаймні на етикетках багатьох споживчих товарів ви знайдете назви речовин – похідних целюлози.

Цікаво?

Фахівці з Університету штату Техас у  США вивели штам ціанобактерій, які продукують целюлозу, використовуючи як джерело енергії сонячне світло. Добуту целюлозу переробляють на етанол й інші види біопалива. За словами дослідників, ці бактерії можуть бути вирощені без використання сільськогосподарських земель, за допомогою солоної води, яка непридатна для споживання людьми або поливу зернових культур.

Корисно! Пізнавально!

Добування целюлози біосинтезом належить до новітніх технологій. Біосинтез інших речовин відомий досить давно. Зокрема, біосинтез поза організмами широко застосовують як спосіб (іноді єдино можливий) промислового виробництва біологічно важливих речовин – вітамінів, деяких гормонів, білки нуклеїнові кислоти та особливості їхнього біосинтезу ви дізнаєтеся з наступних параграфів.

Стисло про головне

Крохмаль - біополімер,  структурною ланкою якого є залишок глюкози. Молекулярна формула крохмалю (-C₆H₁₀O₅-)_n. Макромолекули не однакові за розміром, мають як лінійну, так і розгалужену структуру. Ступінь полімеризації - від кількох сотень до кількох тисяч.

Крохмаль - кінцевий продукт фотосинтезу:

nС₆Н₁₂0₆ → (-С₆Н₁₀О₅-)_n + nH₂O

Найбагатші на крохмаль - бульби картоплі, насіння кукурудзи, рису, пшениці.

Крохмаль - білий хрусткий порошок без запаху й смаку, не розчиняється в холодній воді, у гарячій набрякає, утворюючи клейстер. У наслідок дії спиртового розчину йоду на крохмаль з’являється синє забарвлення. Тобто спиртовий розчин йоду – реактив на крохмаль, і навпаки.

Крохмаль під дією ферментів або внаслідок кип'ятіння з кислото зазнає гідролізу й перетворюється на глюкозу:

Гідроліз крохмалю використовують у виробництві багатьох харчових продуктів. Можливий і частковий гідроліз крохмалю з утворенням менш складних полісахаридів - декстринів, які використовують у складі клеїв для паперу, шпалер тощо.

Модифіковані крохмалі одержують за допомогою хімічної обробки природного крохмалю та біосинтезу. Унаслідок зміни складу й структури полімерні молекули набувають нових властивостей, які й зумовлюють широке застосування модифікованих крохмалів.

Целюлоза (клітковина) - основний компонент і будівельний матеріал клітинних стінок рослин і деяких мікроорганізмів. Сировина для добування целюлози - бавовник, льон, деревина.

Молекулярна формула целюлози така сама, як і в крохмалю, однак структурні ланки в полімерному ланцюзі сполучені в інший спосіб. Ступінь полімеризації - від кількох сотень до 10-14 тисяч, молекули мають лінійну структуру. Целюлоза - біла волокниста речовина, не розчиняється у воді й не набрякає в ній.
Горіння целюлози - екзотермічна реакція зі значним тепловим ефектом.

Гідроліз целюлози під дією катіонів Гідрогену використовують для добування глюкози: . Термічним розкладанням целюлози без доступу повітря добувають багато оксигеновмісних речовин. Целюлозу переробляють на папір, ацетатний шовк, віскозу, лаки, емалі, целофан, бездимний порох, фотоплівку, мийні засоби тощо.

Застосуйте свої знання й уміння

1. Порівняйте хімічний склад, будову й властивості крохмалю й целюлози.

2. Наведіть приклади рослин, багатих на крохмаль.

3. Поясніть, з якої сировини виготовляють: а) вату; б) папір.

4. Поясніть, чому: а) якщо довго жувати шматочок хліба, ви відчуваєте солодкий смак; б) борошнистий смак насіння під час проростання змінюється на солодкуватий.

5. Запропонуйте кілька варіантів того, як розрізнити порошки крейди та крохмалю, використовуючи речовини повсякденного вжитку.

6. Наведіть приклади застосування крохмалю й целюлози.

7. Дев'ятикласниці Олена та Оксана посперечалися. Олена стверджувала, що треба обов'язково крохмалити постільну білизну - адже після прасування вона набуває привабливого вигляду. Оксана заперечувала - гігієнічні властивості такої білизни незадовільні. А яка ваша думка? Долучіться до дискусії й обґрунтуйте свою позицію.

8. У промисловості гідроліз крохмалю здійснюють нагріванням з розбавленою сульфатною кислотою. Висловіть припущення, для чого після закінчення гідролізу до розчину добавляють надлишок крейди, підтвердьте свої міркування рівнянням реакції.

9. Топінамбур (земляна груша) не містить крохмалю, хоча страви з нього зовні й на смак нагадують картопляні. Запропонуйте, як хімічним шляхом розрізнити варені бульбу й топінамбур.

10. Поясніть, чому слід ретельно очищати зуби від залишків їжі, яка містить цукор і крохмаль.

Г. А. Лашевська, Геометрія, 9 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів 

_{Планування з хімії, підручники та книги онлайн, курси та завдання з хімії для 9 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.