МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКОГО ОБЛАСТНОГО АКИМАТА

КГКП «БИЗНЕС КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

По предмету: «Химия»

По разделу: «Кислородсодержащие органические соединения»

По теме: «Жиры»

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры технолого-химических дисциплин

протокол № _____

от «____»___________ 2011 г.

Зав. кафедрой: ___________

Адильханова С.П.

Выполнила преподаватель химии: Гайсина Б.С.

г. Семей 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Методические рекомендации для преподавателей

3. Методические рекомендации для учащихся

4. План проведения урока

ВВЕДЕНИЕ

Формирование грамотного профессионально компетентного специалиста нового поколения требует от педагога не только глубоких знаний, умений и навыков. Необходимо на уроках создать осубую развивающую и воспитывающую интелектуально духовную и познавательную атмосферу, которая сделает обучение насыщенным и притягательным, увлекая учащегося в неведомый мир знаний.

Современные технологии направлены именно на личностное развитие ребенка. Они помогают педагогу создать развивающую среду, способствуя самосовершенствованию учащегося.

На предоставленном для Вас методической рекомендации использованы элементы технологии проблемно-поисковый, работы в парах.

Все данные технологии выбраны с учетом их высокой эффективности применения именно по изучению темы «Жиры».

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

Уважаемые коллеги!

Методическая разработка по предмету «Химия» составлена с учетом-современных концепций образования, а именно индивидуализации, гуманизации и модернизации обучения.

Изучения данной темы создаст основу для обучения их предметам «Химия», «Биология».

Применение данной технологии или их элементов возможны на уроках по другим предметам.

Каждый педагог, может использовать данные технологии по-своему, творчески проектируя урок, в разной форме, на разных этапах, при иучении новой темы, при опросе.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ

Уважаемые учащиеся!

Перед Вами материал урока, необходимо усвоить и вполне доступна для самостоятельного усвоения.

Предварительно внимательно прочитайте цель, она определит конечный результат Вашей работы над темой.

Данная тема углублит Ваши профессиональные знания и поможет в изучени спецпредметов, а также пригодятся в будущей профессиональной деятельности.

ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ УРОКА

На урок выносится проблема: «Жиры - это зло или благо?» Учащиеся сами разрешают поставленную проблему и в конце урока делают выводы.

Цель урока:

• Расширить и систематизировать знания учащихся о жирах, как о химических веществах,

• Актуализировать из курса биологии знания о значении жиров в природе и в жизни человека,

• Решить проблему: «Жиры - это зло или благо?»

Задачи:

1.Образовательные: сформировать понятие о жирах как группе сложных эфиров, показать их строение, свойства, роль в природе и жизни человека; научить составлять формулы жиров

2.Развивающие: способствовать расширению кругозора учащихся, развитию их логического мышления, умению анализировать, сравнивать, делать выводы, проводить, наблюдать и описывать химический эксперимент; работать с электронным материалом.

3.Воспитательные: воспитывать бережное отношение к своему здоровью, развивать коммуникативные способности детей, умение работать в группе.

Тип урока: интегрированный урок - химия + биология

Методы: словесный (рассказ, беседа), наглядный, проблемно-поисковый, практический (лабораторная работа), сообщения учащихся, работа в парах, контроль знаний.

Учащиеся должны знать: состав и химическое строение жиров;

физические и химические свойства, биологическую роль жиров.

Учащиеся должны уметь: составлять уравнения реакций, которые

иллюстрируют химические свойства и получение жиров, давать названия

жирам.

Оборудование и реактивы: мультимедийный проектор, компьютер, презентация; дистил.вода, ацетон, спирт, подсолнечное масло, раствор перманганата калия.

Демонстрация: «Растворимость жиров в воде и органических растворителях», «Определение непредельности жиров (масел)», «Горение жира»

План урока:

I. Организационный момент.

I I. Актуализация опорных знаний

(фронтальный опрос: мини-тренажер)

ІІІ. Мотивация.

ІV. Цели и задачи урока.

V. Изучение нового материала.

1. Состав и строение жиров.
2.Получение жиров

3. Классификация жиров.
4. Физические свойства жиров.
5. Химические свойства жиров

6.Функции жиров

7.Применение жиров.

8.Обмен жиров в организме человека

9. Транс-жиры

10. «Исследование качества сливочного масла»

VI. Контроль знаний (тестирование)

VII. Подведение итогов урока (выводы)

VIII. Выставление оценок

IX. Рефлексия

X. Домашнее задание

ХОД УРОКА

I. Организационный момент.

I I. Актуализация опорных знаний

(фронтальный опрос: мини-тренажер)

Учитель: мы продолжаем изучать кислородсодержащие органические соединения и прежде, чем мы перейдем к новой теме давайте вспомним классы, которые уже изучили на предыдущих уроках (мини-тренажер)

ІІІ. Мотивация.

Учитель. А начнем мы нашу новую тему такими словами:

«Химия везде, химия во всем:
Во всем, чем мы дышим,
Во всем, что мы пьем,
Во всем, что мы носим,
Во всем, что едим».

Сегодня мы будем говорить о веществах, которые вам очень хорошо знакомы. Мы будем говорить о жирах. Жиры вы изучали в курсе химии в 9 классе и в курсе биологии в 10 классе.

Девиз урока:

Наиболее рациональный прием изучения нового есть

перенос знаний ранее изученного на неизвестное.

Ларошфуко

Учитель. Какие ассоциации у вас вызывает слово «жиры»?

На доске записываются ассоциации, вызванные этим словом.

ІV. Цели и задачи урока.

Учитель. С жирами вы сталкиваетесь каждый день. Так что же такое жиры? Зло это или благо для окружающей нас природы? Посмотрим на жиры с разных точек зрения, придем к общему выводу.

V. Изучение нового материала.

Учитель. В 1811 г. французский ученый М.Шеврель установил, что жиры состоят из глицерина и жирных кислот.

Жиры - это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот; входят в класс .

Общая формула жиров:

где R, R' и R - углеводородные остатки (радикалы) жирных кислот, содержащие от 4 до 26 атомов углерода.

В состав триглицеридов жиров входит около 50 различных, преимущественно высокомолекулярных кислот.

Учитель. Первый синтез жира осуществил 1854 французский химик Марселен Бертло при нагревании глицерина и стеариновой кислоты:

В общем виде схема образования жира выглядит следующим образом:

Учитель. Написать уравнение реакции синтеза жира на основе пальмитиновой кислоты:

Общее название таких соединений - триглицериды или триацилглицерины, где ацил - остаток карбоновой кислоты -C(O)R

Получение жиров

Сегодня ещё невыгодно получать жиры синтетическим путём. Для получения жиров используют следующие промышленные способы:

1). Вытапливание - нагревание животных тканей.

2). Отжим - прессование нагретых семян.

3).Экстрагирование - растворение жиров в химических растворителях с последующим извлечением.

Классификация жиров

Учитель. Посмотрите на этот пейзаж.

Учитель. На какие группы мы можем классифицировать жиры по их происхождению. Составляем обобщающую схему:

По происхождению

Олеиновая Линолевая Линоленовая

С₁₇Н₃₃СООН С₁₇Н₃₁СООН С₁₇Н₂₉СООН

Пальмитиновая Стеариновая

С₁₅Н₃₁СООН С₁₇Н₃₅СООН

По происхождению жиры подразделяют на животные и растительные.

К животным жирам относят свиной и говяжий жиры, барсучье сало, жиры млекопитающих, рыбий жир.

Животные жиры преимущественно твердые. В их составе преобладают остатки предельных кислот. Исключение - жиры рыб и морских животных.

Растительные жиры жидкие, их называют маслами. Известны соевое, подсолнечное, оливковое, облепиховое, кокосовое и другие масла. В составе растительных жиров преобладают остатки непредельных кислот. Но известны и твердые жиры - кокосовое, пальмовое, пальмоядровое, масло какао.

Жидкие жиры содержат 70-85% непредельных кислот, а твердые жиры содержат около 50 и более % предельных кислот.

Жиры можно классифицировать по составу на про­стые - если все ацильные остатки одинаковые, и сме­шанные - если ацильные остатки разные.

Жиры

По составу

∕ \

простые смешанные

(говяжий жир ) ( сливочное масло)

Остатки карбоновых кислот могут быть одинаковыми (простые жиры) или различными (смешанные жиры).

Природные жиры представляют собой смеси простых и смешанных эфиров.

Учитель.С классификацией мы разобрались, а теперь давайте попытаемся разобраться со свойствами жиров. Ведь зная свойства жиров, мы сможем объяснить и биологическое значение, и применение жиров.

ХИМИКИ.

Учащиеся работают в микрогруппах

Физические свойства жиров.

Учитель. Давайте рассмотрим растворимость жиров в воде и в органических растворителях.

Лабораторная работа

(I группа)

1. Плотность жиров меньше плотности воды, т.е. меньше 1 г/мл

эксперимент: В пробирку налить воды и капнуть несколько капель растительного масла.

результат: капли растительного масла плавают на поверхности воды.

вывод: жиры нерастворимы в воде, легче воды.

2. Жиры хорошо растворяются в спирте, бензоле, хлороформе и других неполярных и малополярных органических растворителях. Именно такими растворителями выводят жировые пятна в химчистке.

эксперимент: Поместите во 2-ю пробирку ацетон, в 3-ю - спирт и добавьте 2 капли подсолнечного масла в каждую из пробирок.

Хорошо перемешайте содержимое каждой пробирки, взболтайте.

результат: жиры хорошо растворяются в спирте и ацетоне.

3. У природных жиров нет определенной температуры плавления. Это объясняется тем, что они содержат смесь различных глицеридов, а также свободные жирные кислоты, липиды, витамины, каротин и другие соединения.

4.Кипят масла при атмосферном давлении лишь при высокой температуре (порядка 300° С) и при этом разлагаются; их можно перегонять только в вакууме. Поэтому с научной точки зрения выражение «жарить в кипящем масле» неверное: масло на сковороде не кипит, а «шипение» и разбрызгивание возникают при попадании воды из мясного или рыбного фарша в масло, нагретое выше 100° С. В случае перегрева на кухне появляется «чад», содержащий продукты термического разложения масла, в том числе акролеин.

5.Жиры - плохие проводники тепла.

6.Жиры обладают большой теплотворной способностью, так как являются наименее окисленными продуктами по сравнению с углеводами и белками.

7.Жиры способны растворять некоторые красящие вещества, например каротин (красящее вещество моркови), который, растворяясь в жире, придает ему желтую окраску.

Химические свойства жиров

Вопросы к классу:

1. Зная, что жиры - это сложные эфиры, скажите, каким основным свойством они должны обладать? (гидролиз)

2. Что такое гидролиз? (обмен веществ с водой)

1. Гидролиз проходит в кислой или в щелочной среде. При гидролизе образуются:

Задание: Написать уравнение реакции кислотного гидролиза на примере тристеарина

• Кислотный гидролиз

Н₂С-О-С (О) - С₁₇Н₃₅ Н₂С-ОН

| |

Н С-О-С (О) - С₁₇Н₃₅ + 3Н₂О НС-ОН + 3 С₁₇Н₃₅СООН

| | стеариновая

Н₂С-О-С (О) - С₁₇Н₃₅ Н₂С-ОН кислота

Тристеарин глицерин

• Практическое применение в жизни человека имеет щелочной гидролиз (омыление)

Задание: Написать уравнение реакции щелочного гидролиза на примере тристеарина

Щелочной гидролиз - необратим.

Н₂С-О-С (О) - С₁₇Н₃₅ Н₂С-ОН

| |

Н С-О-С (О) - С₁₇Н₃₅ + 3NaOH → НС-ОН + 3 С₁₇Н₃₅СООNa

| водный р-р | стеарат натрия

Н₂С-О-С (О) - С₁₇Н₃₅ Н₂С-ОН

Тристеарин

глицерин

В щелочной среде образуются мыла - соли высших жирных кислот (натриевые - твёрдые, калиевые - жидкие).

Учитель. Для жиров растительного происхождения, помимо гидролиза, характерны также реакции непредельных карбоновых кислот.

Задание. Перечислите эти реакции.

• Реакции присоединения (галогенов, водорода - гидрирование)

• Окисления

• Обесцвечивание бромной воды, обесцвечивание раствора KMnO₄.

Задание: Написать уравнение реакции гидрирования на примере триолеина:

2. Гидрирование (гидрогенизация) .

Ni, t

Учитель: Реакция гидрирования лежит в основе получения маргарина.

Ученик (сообщение)

Гидрирование проводится в специальных автоклавах. А впервые маргарин был получен французским химиком Мерс-Мурье в 1870 г.

Император Франции Наполеон III пообещал крупный приз тому, кто сумеет найти дешевый заменитель сливочного масла в рационе солдат. Мерс-Мурье предложил схему производства, сохранившуюся в своей основе вплоть до наших дней. Он представил на конкурс продукт, который был назван маргарином потому, что в его составе предполагалось преобладание маргариновой кислоты С₁₆Н₃₃СООН. В выборе названия немалое значение имел и внешний вид полупрозрачной голубоватой массы продукта (от греч. «маргон» - жемчуг). Первый маргарин был получен из говяжьего жира. После разработки промышленного способа гидрирования непредельных соединений маргарин стали получать из растительных масел.

Учитель. Какие качественные реакции на двойную связь вы знаете?

Ученик. Доказать наличие кратных С=С-связей в молекулах растительных жиров можно с помощью качественных реакций - обесцвечивание бромной воды или раствора перманганата калия.

Учитель. Давайте мы в подтверждении сказанного проведем опыт, доказывающий непредельность растительных масел.

Лабораторная работа

(II группа)

Определение непредельности жиров (масел)

эксперимент: 1 мл растительного масла + 1 мл раствора KMnO₄ встряхивают.

результат: Малиновая окраска исчезает.

вывод: Значит произошло обесцвечивание раствора KMnO₄. Мы доказали, что жидкие жиры содержат остатки непредельных карбоновых кислот.

3. Горение.

Учитель. Каждый слышал расхожую фразу: при физической нагрузке человек сжигает жир. Выражение образное, но не лишено химического смысла. Т.е жиры, как большинство органических соединений горят.

Лабораторная работа

(III группа)

эксперимент: в форфоровой чашке налито несколько мл. растительного масла и помещен фитиль. Фитиль поджечь.

результат: жир горит ярким сильно коптящим пламенем.

Ученик. До 19в. для освещения улиц и домов использовали китовый жир и сало. Помимо того, что пищевое сырье использовалось для технических целей, это привело к массовому истреблению редких животных.

4. При контакте с воздухом происходит прогоркание жиров, в основе которого лежит окисление по двойным связям.

• При гидролитическом прогоркании, которое происходит под действием ферментов и микроорганизмов, образуются свободные жирные кислоты. Если они обладают короткой цепью (например масляная кислота), то жиры приобретают прогорклый запах и вкус. Этот тип прогоркания характерен для коровьего масла.

• При окислительном прогоркании образуются альдегиды и кетоны с короткой цепью, которые также имеют неприятный запах и вкус. происходит под действием ферментов и микроорганизмов Для этого необходимо присутствие кислорода воздуха, а также повышенная температура, свет, влажность. Такой процесс стимулируется железом, поэтому нельзя оставлять масло в сковороде до следующего дня

5. Разложение жиров.

При высокой температуре жиры раз­лагаются с образованием смеси продуктов. В частно­сти, из глицерина образуется акролеин - непредель­ный альдегид, обладающий слезоточивым действием:

Акролеин в концентрации 70 мг/ м³ смертельно опасен, а в меньших дозах вызывает удушье и слезотечение.

СН₂ =СН - СОН

Но при жарении на масле при 120-130⁰С образуются токсически действующие альдегиды. Поэтому рекомендуется жарить на растительном или топленом масле, у которых этот процесс начинается при 180⁰С.

6. Полимеризация масел.

Очень важным свойством является полимеризация масел. По этому признаку растительные масла делятся на три категории: высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие.

Высыхающие масла в тонком слое обладают способностью образовывать на воздухе эластичные, блестящие, гибкие и прочные пленки, нерастворимые в органических растворителях, устойчивые к внешним воздействиям. На этом основано использование этих масел для приготовления олиф, из которых в свою очередь получают масляные краски и лаки (льняное, конопляное масла).

Полувысыхающие масла (подсолнечное, хлопковое) отличаются от высыхающих меньшим содержанием непредельных кислот

Невысыхающие масла (оливковое, миндальное, пальмовое, кокосовое.), содержат относительно мало непредельных жирных кислот.

Биологи.

Жиры входят в состав организма человека, животных, растений, микробов и некоторых вирусов. В организме животных различают жиры запасные (откладываются в подкожной клетчатке и в сальниках) и протоплазматические (входят в состав протоплазмы в комплексе с белками). В растениях жиры накапливаются преимущественно в семенах, плодовой мякоти.

В организме жиры выполняют различные функции.

• Они являются источником энергии - при полном окислении 1 г жира выделяется 9 ккал (39,3 кДж). Кало­рийность жиров гораздо больше калорийности других питательных веществ (при расщеплении 1г. белков или углеводов - 17,6 кДж. энергии). Это объясняется тем, что в молекуле жира по сравнению с другими соединениями больше водорода и совсем мало кислорода. Поэтому в организме животных, впадающих в спячку, к осени накапливается избыточный жир.

• Строительную - часть жира используется для построения клеток. Такой жир называется структурным.

• Жиры участвуют в процессах теплорегуляции организма. Находясь в подкожной жировой клетчатке, жиры, как плохие проводники тепла, предохраняют внутренние органы от охлаждения) - (у животных - обитателей Севера и Антарктиды очень развита жировая подкожная прослойка, например, у некоторых морских животных толщина жирового слоя достигает метра). У водных млекопитающих, например, у китов, у которых он играет еще и другую роль - способствует плавучести.

• Запасающую - часть жира откладывается в виде запасного резервного вещества (резервный жир)

• Защитную - защищает некоторые органы (жировые капсулы сердца, печени, почек), от толчков, так как обладает определенной упругостью; Важное значение имеют жиры как смазочные вещества, они придают коже эластичность и предохраняют ее от высыхания.

• Жиры являются незаменимым источником жирных кислот.

• Некоторые животные (чаще водоплавающие птицы) используют жиры для смазки своих собственных перьев.

• Жиры повышают эффект насыщения пищевыми продуктами, т. к. они перевариваются очень медленно и задерживают наступление чувства голода.

• Жиры являются растворителями витаминов A, D, Е, К и способствуют их усвоению.

• Оказывают желчегонное действие,

• Жиры являются источником эндогенной воды. При окислении 100г.жира образуется 110г воды. Эта метаболическая вода очень важна для некоторых животных пустыни, например, кенгуровой крысы, верблюда. Известно, что верблюд в состоянии прожить без питья до полутора месяцев. Воду он «добывает» за счет постепенного окисления содержащихся в горбах запасов жира, которые могут достигать до 120 кг.

• Способствуют регенерации крови после кровопотерь.

Применение жиров.

• Жиры как ценный пищевой продукт

• Жиры лекарственного значения (рыбий жир, облепиховое масло)

• Получение мыла, стеариновых свечей

• Получение маргарина

• Получение глицерина, вещества со смягчающими свойствами

• Получение олифы, смазочных материалов

• Получение стеарина

Учитель. Как часто следует употреблять продукты, содержащие жиры?

Медицинские работники

Общее количество жира в организме человека колеблется в широких пределах и в среднем составляет 10-20% от массы тела, а в случае патологического ожирения может достигать даже 50%.

Жиры необходимая составная часть пищи. Норма потребления взрослым человеком 80- 100 г/сут

Следует отметить, что половина из этих 100 г содержится в продуктах питания в виде так называемого скрытого жира. Жиры содержатся почти во всех пищевых продуктах. При неумеренном потреблении жиров человек быстро набирает вес, однако не следует забывать, что жиры в организме могут синтезироваться и из углеводов. «Отрабатывать» лишние калории путем физической нагрузки не так-то просто. Например, пробежав трусцой 7 км, человек тратит примерно столько же энергии, сколько он получает, съев всего лишь одну стограммовую плитку шоколада.

Избыток в пище жиров, особенно животных, увеличивает и риск развития таких заболеваний как атеросклероз, сердечная недостаточность и др. В животных жирах много холестерина (но не следует забывать, что две трети холестерина синтезируется в организме из нежировых продуктов - углеводов и белков).

Неправильное питание - причина многих болезней. Недостаточная мышечная нагрузка, малоподвижный образ жизни при высококалорийном питании - основные факторы, способствующие появлению людей с избыточной массой.

Жировая ткань весьма активна и даже агрессивна. Агрессивность жировой ткани в организме проявляется в ее способности образовывать новое количество жира. Люди, страдающие ожирением, в два раза чаще, чем люди с нормальной массой тела, умирают в возрасте 40-50 лет.

Не следует перегружать себя избыточной пищей. Ограничивать питание нужно за счет животной пищи, богатой белками и жирами, - мяса животных, колбасных изделий, мясных консервов. Жиры лучше получать за счет кисломолочных продуктов, сои, орехов, семечек, растительных масел. Известно, что значительную долю потребляемого жира должны составлять растительные масла, которые содержат очень важные для организма соединения - полиненасыщенные жирные кислоты с несколькими двойными связями. Эти кислоты получили название «незаменимых». Как и витамины, они должны поступать в организм в готовом виде.

Чтобы избежать переедания и ожирения, нужно есть низкокалорийные продукты с высоким содержанием клетчатки (прежде всего овощи и фрукты). Не следует употреблять «тяжелую» пищу на ночь (происходит нарушение сна и усиленное отложение жировых запасов), а также нельзя есть в агрессивном состоянии (у эмоционально неустойчивых людей нередко формируется привычка к обжорству).

Ожирение - болезнь нашего времени

В развитых странах более половины взрослого населения имеют лишний вес, причем около трети страдают от ожирения. С каждым годом ситуация все более ухудшается, ожирение "молодеет", становится проблемой не только взрослых, но также детей и подростков. По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения, распространение ожирения на планете уже достигло масштабов эпидемии.

Ожирение - это избыточное накопление триглицеридов (жиров) в тканях и клетках организма.

По месту расположения жировых скоплений выделяют два типа простого ожирения: андроидный (мужской) и гиноидный (женский). Гиноидный тип ожирения называют еще грушевидным. По аналогии андроидный тип, называют яблочным. Ожирение "яблочного" типа вызывает больше осложнений для здоровья.

Как определить, какой должна быть нормальная масса тела? Обычно пользуются формулой, предложенной еще в XIX веке известным французским антропологом Полем Брока: идеальный вес в килограммах равен росту в сантиметрах минус 100. .