Примеры творческих заданий
исследовательского характера и методические рекомендации к ним.
I. ученический химический
эксперимент.
Пример 1.Учащимся дано задание.
Определить пищевые углеводы в моркови, меде, молоке, пищевом сахаре, овсяных
хлопьях, в зернах риса. Как осуществляется процесс исследования?
Методические
рекомендации.
Для работы
учащиеся делятся на 6 групп для исследования одного из пищевых продуктов. Оно
не оценивается, проводится как на уроке химии в 10 классе естественнонаучного
профиля после изучения темы «Углеводы», так и на факультативе. Учащиеся
первоначально должны:
1. проанализировать условия
экспериментальной задачи, поставить цель совместно с учителем.
2. Изучить информацию о составе продуктов.
3. Выдвинуть предположение о возможном содержании определенных
углеводов в данном продукте.
4. Составить план исследования.
5. Осуществить план.
6. По результатам эксперимента сделать выводы о составе пищевых
продуктов.
Учащиеся должны
ответить на вопросы возникающие в ходе работы:
- Какие вещества могут содержаться в данном пищевом
продукте?
- Какие углеводы известны?
- В чем отличие их состава?
- Какие известны качественные реакции на три группы углеводов?
Учащиеся вместе с
учителем составляют план исследования:
1. Растворить продукты в воде.
2. Отфильтровать.
3. Исследовать фильтр. Если находятся моносахариды, то открыть их с помощью
реакции Феллинга и реакции Селиванова.
4. Если в составе продукта находятся ди- и полисахариды, то первоначально
следует осуществить гидролиз углеводов, а затем определить с помощью реактива
Феллинга и реактива Селиванова продукта гидролиза.
В ходе реализации
плана учащиеся по результатам эксперимента делают следующие выводы:
- морковь содержит в своем составе глюкозу и фруктозу;
- мед содержит в своем составе также моносахариды;
- молоко содержит лактозу;
- пищевой сахар содержит сахарозу, которая при гидролизе образует фруктозу и
глюкозу;
- картофель содержит крахмал;
- овсяные хлопья и зерна риса содержат крахмал.[1].
Пример 2.
Химические опыты
с шоколадом.
Опыт 1.
Обнаружение в шоколаде непредельных жиров.
Кусочек шоколада
оборачивают фильтровальной бумагой и надавливают на него, чтобы на бумаге
появились жировые пятна. Помещают на пятно каплю 0,5 н. раствора перманганата
калия КМnО4. Образуется
бурый оксид марганца(II) МnO2 вследствие протекания
окислительно-восстановительной реакции:
H2C-O-C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
HC-O-C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
H2C-O-C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
H2C-O-C-(CH2)7-CH-CH-(CH2)7-CH3
HC-O-C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
H2C-O-C-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH3
Опыт 2. Обнаружение в шоколаде
углеводов.
Насыпают в
пробирку тертый шоколад (примерно 1 см. по высоте) и приливают 2 мл
дистиллированной воды. Встряхивают содержимое пробирки несколько раз и
фильтруют. Добавляет к фильтрату 1 мл 2 М раствора едкого натра NaOH и 2-3
капли 10%-ного раствора сульфата меди(II) CuSО4. Встряхивают пробирку. Появляется ярко-синее
окрашивание. Такую реакцию дает сахароза, представляющая собой многоатомный
спирт.
Опыт 3. Фосфорсодержащие компоненты
шоколада.
Измельчают 1
кубик шоколада и помещают в небольшую колбу, затем приливают 15 мл 96%-ного
раствора этилового спирта. Взбалтывают смесь и нагревают ее в течение 15-20
мин, не доводя до кипения. Охлаждают смесь и фильтруют. Переносят полученный
фильтрат в другую колбу, добавляют 5 мл 1 М раствора серной кислоты H2SO4 и кипятят в течение 15 мин.
Охлаждают смесь и затем фильтруют. Получают розово-коричневый раствор. После
охлаждения наливают 1 мл полученного раствора в пробирку и приливают 1 мл
молибденового реактива (7,5 г молибдата аммония (NH4)Мо7О24
растворяют в 100 мл 32%-ного раствора азотной кислоты). Нагревают смесь на
водяной бане. Образуется желтый мелкокристаллический осадок.
При кислотном
гидролизе фосфопротеидов молока (если шоколад молочный) и фосфатида лецитина
(эмульгатора шоколада) образуются фосфат-ионы, которые реагируют с молибдатом
аммония:
H2C-O-C-R1
R2-C-O-CH
H2C-O-P-O-C2H-CH2-
CH2-N-CH3 R1 -C-OH + CH2-CH-CH2
+
+ R2-C-OH + H3PO4 + HO-CH2-CH2-N-CH3
+ HSO4-.
Опыт 4. Моделирование сахарного
поседения шоколада.
Опрыскивают
несколько кубиков шоколада водой, заворачивают в фольгу и помещают на 1-2
недели в холодильник (не в морозильное отделение). В результате на поверхности
шоколада появится налет. Это выступили кристаллики сахарозы. Смывают налет 3-5
мл дистиллированной воды, добавляют к смыву 1 мл раствора щелочи и 1-2 капли
раствора сульфата меди(II) CuS04.
Появляется характерное ярко-синее окрашивание.
Опыт 5. Ксантопротеиновая реакция.
Насыпают в
пробирку тертый шоколад (примерно 1 см по высоте) и приливают 2-3 мл
дистиллированной воды. Встряхивают содержимое пробирки несколько раз и
фильтруют. Приливают к 1 мл фильтрата, соблюдая осторожность, 0,5 мл
концентрированной азотной кислоты HNО3. Нагревают полученную смесь.
Наблюдают желтое окрашивание, переходящее в оранжево-желтое при добавлении
25%-ного раствора аммиака. Такую реакцию дают остатки ароматических
аминокислот, входящие в состав белков шоколада.
Опыт 6. Обнаружение кофеина и
выделение масла какао.
Помещают на
часовое стекло (или в фарфоровую чашку) смесь черного шоколада и оксида магния
в соотношении 2,5:1 (по массе). Накрывают его стеклянной пластиной и ставят на
электроплите (используют огнезащитную прокладку). Нагревают содержимое, не
допуская обугливания. Происходит возгонка кофеина (tвозг < tпл; tпл=235-237 °С). Он кристаллизуется по
краям стеклянной пластинки, а в центре ее конденсируется желто-коричневое
масло. Кристаллы кофеина можно наблюдают под микроскопом.
Снимают масло со
стекла ватой, помещают ее в другую пробирку, и приливают 2 мл хлороформа.
Получают желтый раствор. Аккуратно, чтобы не попала вата, переливают его в
другую пробирку и добавляют 2-3 капли 0,5 н. раствора перманганата калия.
Происходит восстановление КМnО4
содержащимися в масле непредельными жирами до бурого МnО2, выпадающего в осадок
(см. опыт 1) [13].
Методические
рекомендации. Перед проведением данной работы следует совместить два урока химии.
Задание рекомендуется проводить после изучения курса органической химии.
Выполняется парами. Оценивается на «хорошо» или «отлично».
Пример 3. Химические опыты с
сигаретами.
Опыт 1. Получение
растворов веществ, содержащихся в дыме и фильтре сигарет.
• Получение сигаретного
дыма и его растворение. Опыт проводят под тягой или в хорошо проветриваемом
помещении! «Закуривают» сигарету. Для этого укрепляют ее в лапке штатива и
надевают на нее резиновую грушу со стороны фильтра (см. рисунок). Груша будет
имитировать легкие человека. Сжимают грушу, поджигают сигарету и создают грушей
тягу — осторожно ее разжимают. При этом табачный дым заполняет грушу. Берут
небольшой стакан с 20-25 мл дистиллированной воды и выпускают из груши дым в
воду. Если груша не будет доставать до дна стакана, можно надеть на грушу
стеклянную трубочку. Некоторые компоненты дыма растворятся в воде. Забор
сигаретного дыма повторяют несколько раз. Сигаретный дым можно также выпускать
в колбу с водой, после чего закрывают пробкой и встряхивают для растворения
веществ.
• Извлечение
веществ из сигаретного фильтра. Отрывают фильтр от сигареты после «курения»,
разворачивают его и помещают в небольшую колбу с 10-20 мл дистиллированной
воды. Колбу закрывают пробкой и встряхивают несколько раз.
Полученные растворы оставляют для
последующих опытов.
• Определение
реакции среды полученных растворов. Далее исследуют реакцию среды полученных
растворов, для чего вносят в них универсальную индикаторную бумагу. Она должна
показать кислую реакцию среды. Кислоты образуются при взаимодействии воды с СО2,
SО2 и NО2, выделяющимися при тлении табака.
Опыт 2. Обнаружение фенолов и
восстановителей в табачном дыме и фильтре сигарет.
• Реакция
с FeCl3. В две пробирки наливают по 1 мл растворов, приготовленных
в опыте 1, и добавляют 2-3 капли 5%-ного раствора FeCl3. Жидкость
окрашивается в коричнево-зеленый цвет из-за образования смеси комплексных
соединений фенолов разного строения, например:
Каждый фенол дает
с FeCl3 свою окраску, например фенол — фиолетовую, пирокатехин —
зеленую, а гидрохинон — зеленую, переходящую в желтую:
• Реакция с КМnО4. В табачном дыме
содержатся восстановители, обладающие высокой токсичностью и раздражающим
действием, например бензальдегид, формальдегид, акролеин. Их обнаруживают
следующим образом. В две пробирки наливают по 1 мл раствора табачного дыма и
раствора, полученного при вымачивании сигаретного фильтра. Добавляют в пробирки
несколько капель 5%-ного раствора КМnO4. Наблюдают обесцвечивание раствора и выпадение бурого осадка
MnO2 из-за восстановления КМnO4 веществами, содержащимися в табачном
дыме:
МnO2 + 2Н2O + 3e = Mn02 + 40Н-.
Делают вывод о
содержании вредных веществ, оставшихся на фильтре после курения, в табачном
дыме, прошедшем через фильтр, по интенсивности окраски комплексов железа (III) и по массе осадка Мn02. Отмечают роль
сигаретного фильтра в улавливании вредных веществ.
Опыт 3. Обнаружение непредельных
соединений.
В две пробирки
наливают по 1 мл растворов веществ, содержащихся в дыме и фильтре сигарет, и
добавляют по 1-2 капли бромной или йодной воды (несколько капель аптечной
настойки йода растворяют в 10 мл воды). Наблюдают обесцвечивание растворов.
Опыт 4. Обнаружение алкалоидов в
табачном дыме.
В пробирку
наливают 1 мл раствора табачного дыма и добавляют несколько капель раствора К[ВiI4]. Выпадает ярко-оранжевый осадок.
Сравнивают массы осадков, выпавших из раствора табачного дыма и раствора,
полученного при вымачивании сигаретных фильтров. Составляют таблицу условного
содержания алкалоидов в сигаретном дыме, фильтре и табаке.
Предлагают
учащимся провести опыты с дымом сигарет, у которых удален фильтр, или с
готовыми сигаретами без фильтра.
Делают вывод о
содержании вредных веществ в табачном дыме сигарет с фильтром и без него.
Методические
рекомендации. Опыты могут быть проведены в 9, 10 или 11 классах на уроке
посвященном данной теме. В первом опыте учащимся предлагают составить уравнения
реакций взаимодействия указанных кислотных оксидов с водой. Выполняются парами.
Не оцениваются. Проводятся для того чтобы доказать учащимся о вреде
табакокурения [12].
Пример 4. Экспериментальное
исследование «Анализ чипсов».
Опыт 1.Обнаружение маслосодержащих
веществ
Выберите самый
большой чипс, заверните его в фильтровальную бумагу и осторожно раздавите.
Удалите кусочки чипса с фильтровальной бумаги (в отдельный стакан для
следующего опыта).
Посмотрите
загрязнённую бумагу на просвет. Сделайте вывод о количестве масла по размеру
пропускающего свет пятна.
Опыт 2. Обнаружение крахмала.
Капните раствором
йода на большой чипс. Отметьте, какая часть чипса стала чёрно-синей.
Добавьте воду в
стакан (до половины) с кусочками чипса, нагрейте стакан на спиртовке (будьте
внимательны, используйте огнезащитную прокладку).
Охладите раствор
и отделите воду от чипсов. Добавьте к фильтрату несколько капель йода. Сравните
результаты своих действий.
Опыт 3. Анализ
чипсов на содержание хлорида натрия.
Раскрошите
большой чипс, взвесьте его и положите крошки в пробирку.
Налейте туда же
воду на 1/3 объема пробирки. Нагревайте пробирку в течение 1 мин (вспомните
правила пользования спиртовкой и нагревания).
Охладите раствор
и отделите воду от чипсов. Используйте фильтрат далее. В фарфоровую чашку
налейте 1 мл (одну часть) фильтрата и выпарьте его. Погрузите проволочку в
остаток, затем внесите её в несветящееся пламя горелки. К 1 мл фильтрата
добавьте 3-5 капель раствора нитрата серебра и разбавленной азотной кислоты.
Отметьте, образуется ли осадок. Рассмотрите внешний вид осадка, используя
чёрный экран. Сравните содержание соли в солёных и несолёных чипсах.
Опыт 4.
Исследование механической прочности чипса.
Выберите самый
большой чипс. Иголкой проколите две дырочки в противоположных краях чипса.
Пропустите в дырочки хлопчатобумажные нити. За одну нить подвесьте чипс, а на
другую вешайте по очереди все большие грузики, пока чипс не разорвётся.
Опыт 5. Калорийность.
Отмерьте мерным цилиндром 5 мл воды и
вылейте её в широкую пробирку. Измерьте температуру воды.
Зажмите пробирку
с водой в штативе под углом. Взвесьте большой чипс. Держа чипс щипцами,
подожгите его и держите под пробиркой с водой. Если чипс потухнет, зажгите его
снова. Измерьте температуру воды. Вычислите калорийность 25-граммового пакета
чипсов по вашим результатам.
При расчёте
калорийности чипсов необходимо учесть, что, для того чтобы температура 10 г
воды изменилась на 1 °С, необходимо 42 Дж теплоты.
Методические рекомендации. Урок рекомендуется
проводить при изучении курса органической химии. Выполняется группами.
Оценивается на «хорошо» или «отлично». Отчёт по проделанной работе
оформляется в виде таблицы. В ней указывается последовательность действий,
отмечаются наблюдения [8].
Отчет об экспериментальном
исследовании.
№
|
Последовательность
действий
|
Наблюдения
|
Расчёты, выводы
|
1
|
Обнаружение маслосодержащих веществ
|
|
|
|
2
|
Обнаружение крахмала
|
|
|
|
3
|
Анализ чипсов на содержание хлорида натрия
|
|
|
|
4
|
Исследование механической прочности чипса
|
|
|
|
5
|
Калорийность
|
1....
Вычислите теплоту, образующуюся
при горении чипса.
Рассчитайте теплоту, образующуюся
при сжигании 25-граммового пакета чипсов
|
|
Масса чипса —
Масса воды —
Температуре воды:
до сжигания чипса —
после сжигания —
изменение температуры воды —
|
Пример 5. Качественные реакции на ионы железа.
Цель работы - изучить качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+.
Реактивы и оборудование: сульфат
железа(II) FeS04
(свежеприготовленный), хлорид железа(III) FeCl3,
гидроксид натрия NaOH, гексацианоферрат(II)
калия K4[Fe(CN)6]
(желтая кровяная соль), гексацианоферрат (III)
калия K3[Fe(CN)6]
(красная кровяная соль), роданид калия KCNS;
восемь пробирок, штатив для пробирок, цветные карандаши (фломастеры).
Методические
рекомендации.
Практическая работа проводится в 9 классе после изучения темы «Железо».
Опыты можно провести как на уроке, так и на факультативе. Работа оценивается:
зачет или незачет. Для закрепления знаний у учащихся о качественных реакциях
железа учитель проводит практическую работу в нетрадиционной форме, рассказывая
историю, итог которой заключается в практическом подтверждении слов учителя.
Ход работы.
Жил-был художник один. Домик имел и огромное количество лучших в мире
красок. Но вот однажды закончились у него самые ходовые краски. Остались только
пустые ведерки.
Очень расстроился художник. Как же теперь без красок? Но не беда! Вы,
ребята, можете помочь художнику и сами получить краски. Для этого вам
необходимо проделать некоторые опыты.
Исследуйте, как изменится цвет некоторых растворов при смешивании их друг
с другом. Для этого добавьте к растворам солей Fe2+ и Fe3+
растворы щелочей, желтой кровяной соли, роданида калия (табл. 1).
С помощью цветных карандашей раскрасьте в таблице ведерки в
соответствующий цвет. Да, обратите внимание, как изменяется на воздухе цвет
осадка, образовавшегося при сливании растворов, содержащих ионы Fe2+ и ОН-.
Таблица
1.
Анионы/катионы
|
OH-
|
[Fe(CN)6]4-
|
[Fe(CN)6]3-
|
CNS-
|
Fe2+
|
|
|
|
|
Fe3+
|
|
|
|
|
Итак, вы наполнили ведерки красками? Молодцы!
А теперь составьте для художника «рецепты» красок. Для этого заполните
табл. 2.
Таблица
2.
Сокращенное
ионное уравнение
|
Полное
ионное уравнение
|
Молекулярное
уравнение
|
Fe2+ +
20Н- = Fe(OH)2
|
|
|
3Fe2+ + 2K3[Fe(CN)6]2
= Fe3[Fe(CN)6]2
|
|
|
|
|
4FeCl3+3K4[Fe(CN)6]=Fe4[Fe(CN)6]3+12KCl
|
В заключение
подскажите, ребята, художнику, как правильно раскрасить рисунок, который он
начал рисовать.
Для этого вам не понадобятся краски. Напишите на фрагментах рисунка
формулы катионов Fe2+ или Fe3+ и
соответствующих анионов, при соединении которых получается необходимые цвета.
[7].
II. Задания мыслительного
эксперимента.
Пример 1. а) Во время ремонта вы очень спешили и были вынуждены приступить к
малярным работам, не дождавшись полного «схватывания» штукатурки. Какую краску
– масляную, нитроэмаль или водоэмульсионную – вы выберете в этом случае? Какие
химические процессы могут протекать при взаимодействии этих отделочных б) Как
лучше с точки зрения гигиены отделать потолок и стены кухни: побелить мелом,
известью, окрасить масляной краской, водоэмульсионной краской, эмалью, оклеить
клеенкой или моющимися обоями?
в) Для приготовления штукатурного раствора рекомендуют использовать
только свежегашеную известь. Почему это важно? [2].
Методические рекомендации.
Для выполнения данного задания школьникам необходимо раздать листы с
дополнительной информацией. Урок можно проводить в 11 и частично в 9 классе.
Задания выполняются группами. Оцениваются умения рассуждать, анализировать,
делать выводы.
Дополнительная информация для выполнения заданий.
Все масляные краски – смеси пигментов, например оксида титана (IV) с олифами. Олифы – пленкообразующие
вещества, которые хорошо смачивают металл, дерево, ткани и в тонком слое
высыхают при комнатной температуре не более чем через 24часа, образуя
эластичные пленки нерастворимые в воде и органических растворителях. Олифы
получают частичной полимеризацией растительных масел, чаще всего льняного или
конопляного. Эти масла представляют собой триглицериды непредельных карбоновых
кислот типа линоленовой.
После частичной полимеризации определенный процент двойных связей в их
молекулах сохраняется, за счет дальнейшей полимеризации с участием этих связей
и происходит высыхание олиф. Чтобы ускорить этот процесс, который должен
протекать при комнатной температуре, в олифы добавляют сиккативы – соли свинца,
марганца, кобальта. Следует также помнить, что все растительные масла являются
сложными смесями веществ и могут содержать на ряду с триглицеридами и некоторое
количество свободных жирных кислот, например линолевой.
Эмали, или лаковые краски, - растворы пленкообразующих веществ в
органических растворителях (одно из знакомых вам пленкообразующих веществ -
динитроцеллюлоза): HO-(C6H7O2)-(O-NO2)2
Водоэмульсионные краски – смесь пигментов ( оксидов титана и цинка) с
водной эмульсией полимера, например поливинилового спирта (- CH2-CH(OH)- )n или поливинилацетата [10].
Пример 2. Немецкий химик Христиан
Шенбейн нечаянно пролил на пол смесь серной и азотной кислот. Он машинально
вытер пол хлопчатобумажным фартуком своей жены. “Кислота может поджечь фартук”,
- подумал Шенбейн, прополоскал фартук в воде и повесил сушить над печкой.
Фартук подсох, но затем раздался негромкий взрыв и … фартук исчез. Почему
произошел взрыв? [8].
Пример 3. а) Профессиональные
спортсмены обычно имеют при себе препараты для неотложной помощи при небольших
травмах (например, растяжении связок голеностопного сустава). В качестве таких
препаратов часто используют хлорэтил С2Н5Сl в ампулах или
комплект из двух герметичных пакетов: в одном находится сухой NH4N03,
в другом — вода. С точки зрения физиологии оба препарата действуют одинаково:
вызывают быстрое охлаждение поврежденного сустава, это снимает боль и
отечность. Однако с точки зрения химии их действие принципиально различается.
Попробуйте объяснить, в чем заключается различие.
Подсказка.
Температура кипения хлорэтила 12—16 °С.
Б) Многим известен
способ лечения насморка или радикулита с помощью поваренной соли. Ее нагревают
на сковороде или в духовке, насыпают в мешочек из плотной ткани, а мешочек
прикладывают к больному месту на несколько часов. Какие свойства поваренной
соли использованы в этом рецепте? Кстати, вместо соли можно использовать и
чистый песок, который, как известно, состоит преимущественно из Si02.
В) В рекламе
лечебно-косметического крема «Ксения» рассказывается о свойстве крема
восстанавливать солевой баланс в мышечных и костных тканях. В числе прочих в
тексте есть и такая фраза: «Тем временем «Ксения» перемывает вам косточки,
выясняя свои отношения с кальцием, то есть известкой, и делает из вас ягодку в
полном смысле слова. Если вы пользуетесь «Ксенией», вам не грозит отложение солей
кальция в аорте, сердце и почках. Вы избежите остеохондроза, кальциноза мягких
тканей, остеопороза...» Что в этом тексте может вызвать возражение с точки
зрения химии? [10].
Методические
рекомендации. Урок можно провести как в 9, так и в 11 классах. при изучении
темы «Соли».Учащиеся должны разделиться на 3 группы. Оценивается на «хорошо»
или «отлично».
Пример 4. а) Препараты для борьбы с
грибными болезнями растений называют фунгицидами (от лат. fungus — гриб и caedo
— убиваю). Один из самых распространенных фунгицидных препаратов — бордоская
жидкость, которую готовят смешиванием водного раствора медного купороса и
суспензии свежегашеной извести. В результате образуется водная суспензия,
содержащая Cu(OH)2, CuS04, CaS04 в молярном
соотношении 3:1:1, а также основный сульфат меди (II). Для образования стойкой
суспензии весовое соотношение CuS04*5H2О:Ca(OH)2
должно составлять 1:0,75. Но если известь не свежегашеная, ее следует брать в
избытке. Почему?
Б) При обработке
деревьев бордоской жидкостью норма расхода 10—20 кг/га медного купороса, а при
обработке суспензией хлорокиси меди (II), формула которой ЗСu(ОН)2•СuСl2•Н2O, — 3,6— 7,2 кг/га всего препарата. Какой из двух препаратов
предпочтительнее с точки зрения экологии?
В) Бордоская
жидкость — водная суспензия, примерный состав которой: 3Cu(OH)2:CuS04:CaS04.
Хорошая бордоская
жидкость должна иметь нейтральную или слабощелочную реакцию, так как кислотные
растворы повреждают листья, а сильнощелочные плохо удерживаются на
поверхности. На практике, чтобы проверить кислотность приготовленного состава,
в него опускают гвоздь. Если реакция раствора кислотная, на поверхности гвоздя
появляется налет меди, тогда в препарат добавляют известкового молока. В
результате, какой химической реакции образуется налет меди на гвозде и почему
этого не происходит в щелочной среде? И можно ли обойтись без гвоздя? [10].
Методические рекомендации. Задания
рекомендуется выполнять в 11, частично в 9 классе. Выполняются группами.
Оценивается на «хорошо» или «отлично».
III. Задания, основанные на
реализации межпредметных связей.
Пример 1. Определение йодного
числа.
В коническую колбу помещают 5 капель растительного масла, растворяют их в
10 мл. CH3Cl и добавляют 0,1 н. спиртового
раствора йода (точно!). закрывают колбу пробкой, тщательно перемешивают ее
содержимое и оставляют в темном месте на 1,5 часа. Не вступивший в реакцию йод
титруют 0,1 н. раствором тиосульфата натрия сначала до слабо-желтой окраски, а
затем в присутствии 1%-ого раствора крахмала до обесцвечивания исходного
раствора.
Расчеты.
1 мл. 0,1 н. раствора тиосульфата натрия эквивалентен 1мл. 0,1н.
спиртового раствора йода (0,0127 г. I2).
Зная объем раствора йода (а), помещенного в колбу, и объем 0,1 н.
раствора тиосульфата натрия (b),
пошедшего на титрование йода (обратное титрование), определяют объем 0,1 н.
раствора йода (а-b), пошедшего на связывание
жира. Умножая полученную разность на 0,0127 г/мл, получают массу йода,
связанного навеской жира (с). Следовательно, йодное число вычисляют по формуле:
X= (a-b)*0.0127*100/c.
Методические
рекомендации.
Эту работу можно использовать при изучении темы: «Жиры», «Углеводы»,
«Белки» в 9 классе. Так же можно провести на уроке биологии, так как в этом
задании реализуется межпредметная связь. Работа выполняется парами. Не
оценивается. Проводится на факультативе или в классах углубленного изучения
химии. На основе расчетов делают вывод о числе остатков ненасыщенных кислот.
[6].
Пример 2.
опыты со слюной.
В 10 пробирок
наливают по 1 мл воды и в первую из них добавляют 1 мл разведенной в 10 раз
слюны. Перемешивают содержимое этой пробирки и переносят 1 мл смеси во вторую
пробирку. Содержимое второй пробирки также перемешивают, переносят 1 мл смеси в
третью пробирку и продолжают так делать до десятой пробирки. Из десятой
пробирки выливают 1 мл смеси.
Во все пробирки
добавляют по 1 мл воды и по 2 мл 0,1%-ного раствора крахмала, перемешивают
содержимое, встряхивают пробирки и помещают их в термостат при 38 °С на 30 мин.
После инкубации пробирки охлаждают холодной водой, добавляют в них по 1 капле
0,1%-ного раствора иода и перемешивают. Амилаза слюны катализирует реакцию:
(С6H12O5)n + nН2O— декстрины — С12H22O11/
При реакции с иодом
жидкость в пробирках окрашивается в желтый (мальтоза), оранжевый
(ахродекстрины), красный (эритро-декстрины), фиолетовый (амилодекстрины) и
синий (крахмал) цвета. Полученные данные заносят в таблицу.
Отмечают
последнюю пробирку с желтой окраской, в которой гидролиз крахмала прошел
полностью, и делают расчет. Например, это будет пятая пробирка (в шестой
пробирке уже появляется красно-бурый оттенок). В пятой пробирке содержится
1/320 мл неразведенной слюны. Можно составить пропорцию:
1/320 мл слюны расщепляет 2 мл
0,1%-ного раствора крахмала,
1 мл слюны расщепляет х мл 0,1%-ного
раствора крахмала,
х = 2 • 1/1/320 = 640.
Следовательно, 1
мл неразведенной слюны расщепляет за 30 мин при 38 °С 640 мл 0,1%-ного раствора
крахмала. В данном случае активность амилазы слюны записывается следующим
образом:
А (38 0С/30 мин) = 640
единиц.
Методические
рекомендации. Работа проводится после изучения углеводов и белков. В данной
работе учащиеся интегрируют знания по химии и биологии. Выполняются парами. Не
оцениваются. Отчет оформляется в виде таблицы.
№ пробирки
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
Разведение слюны
|
1:20
|
1:40
|
1:80
|
1:160
|
1:320
|
1:640
|
1:1280
|
1:2650
|
1:5120
|
1:10240
|
Окраска раствора йода
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[1].
Пример 3. Эксперимент при
изучении белков.
1. Приготовление
неразбавленного белка куриного яйца.
Отделяют белок
трех куриных яиц от желтков. Считая, что средняя масса белка в одном яйце равна
33 г (желтка - 19 г), получают примерно 100 мл неразбавленного белка куриного
яйца. Он содержит 88 % воды, 1 % углеводородов и 0,5 % минеральных веществ,
остальное приходится на белок. Таким образом, получен неразбавленный белок
куриного яйца, который представляет собой 10 %-ный раствор белка.
2. Приготовление
разбавленного раствора яичного альбумина.
Отделяют белок
одного куриного яйца от желтка, хорошо его взбивают и затем смешивают в колбе
при встряхивании с 10-кратным объемом дистиллированной воды. Раствор фильтруют
через двойной слой марли, смоченной водой. Фильтрат содержит раствор яичного
альбумина, а яичный глобулин остается в осадке. Получают 0,5 %-ный раствор
яичного альбумина.
3. Биуретовая
реакция на пептидную связь.
Ход работы.
Помещают в
пробирку 5 капель разбавленного раствора белка, добавляют 3 капли 10 %-ного
раствора NaOH и 1 каплю 1 %-ного раствора CuS04. Все перемешивают.
Наблюдения:
Появляется сине-фиолетовое окрашивание.
Уравнения: CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2
+ Na2SO4.
Вывод: биуретовая
реакция- качественная реакция на пептидную связь в белке. В ее основе лежит
способность пептидной связи образовывать с CuSO4 в щелочной среде окрашенные комплексные соединения.
4.
Нингидриновая реакция.
Ход работы.
Добавляют к 5
каплям разбавленного раствора яичного белка 5 капель 0,5 %-ного водного
раствора нингидрина, нагревают до кипения.
Наблюдения: При
нагревании до кипения появляется сине-фиолетовое окрашивание.
Вывод: при
гидролизе белков образуется альфа-аминокислота, которая взаимодействует с
нингидрином.
5.
Ксантопротеиновая реакция.
Ход работы.
Добавляют к 5
каплям разбавленного раствора яичного белка 3 капли концентрированной HN03
и осторожно нагревают. После охлаждения (не взбалтывать!) добавляют 5-10 капель
10 %-ного раствора NaOH до появления окрашивания.
Наблюдения: После
нагревания окраска раствора становится бледно-желтой, а после охлаждения и
добавления раствора NaOH - желто-оранжевой.
Вывод:
ксантопротеиновая реакция позволяет обнаруживать в белке аминокислоты, имеющие
в своем составе бензольное кольцо (триптофан, фенилаланин, тирозин).
6. Реакция
Адамкевича.
Ход работы.
Помещают в
пробирку 5 капель неразбавленного белка и 2 мл ледяной СН3СООН.
Слегка нагревают до растворения образовавшегося осадка. Охлаждают пробирку со
смесью. Осторожно по стенке пробирки приливают 1 мл концентрированной H2S04
так, чтобы жидкости не смешались.
Наблюдения: При
добавлении в пробирку уксусной кислоты образуется осадок, который при
нагревании растворяется. При добавлении в пробирку концентрированной серной
кислоты на границе двух жидкостей появляется красно-фиолетовое кольцо.
Вывод: реакция
Адамкевича — качественная на триптофан, так как последний в кислой среде
взаимодействуем с глиоксиловой кислотой, присутствующей в СН3СООН в
виде примеси.
7. Реакция с
пикриновой кислотой.
Ход работы.
Добавляют к 10
каплям разбавленного раствора белка несколько кристаллов Na2C03
и 5 капель насыщенного водного раствора пикриновой кислоты, перемешивают и
нагревают в пламени спиртовки до изменения желтой окраски раствора на красную.
Наблюдения: После
добавления пикриновой кислоты раствор окрашивается в желтый цвет, а после
нагревания окраска изменяется на красную.
Вывод: реакция с
пикриновой кислотой позволяет обнаружить соединения, обладающие
восстановительной способностью (основана на восстановлении пикриновой кислоты в
пикраминовую за счет декитопиперазиновых группировок).
8.Реакция Фоля.
Ход работы.
Добавляют к 10 каплям неразбавленного белка 20 капель 30 %-ного раствора
гидроксида натрия, несколько капель (CH3COO)2Pb и кипятят смесь (осторожно: жидкость
выбрасывается!). выделяющийся аммиак обнаруживается влажной лакмусовой
бумажкой.
Наблюдения: неразбавленный белок дает с гидроксидом натрия оранжевое
окрашивание, при добавлении (CH3COO)2Pb и нагревании оно переходит в черное. Лакмус
синеет. [5].
Вывод: реакцией Фоля обнаруживают в белке азот и серу, так как под
действием щелочи белок гидролизуется с отщеплением аминогруппы (в виде аммиака)
и при наличии цистеина и цистина-серы (в виде S2-).
Методические
рекомендации. Работа проводится при изучении белков в 9 классе тема? .
Выполняется группами. Не оценивается
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.