Навчально-методична карта заняття керованого практикуму з хімії на тему “Розв’язування експериментальних задач”

Автор: Викладач хімії коледжу Бартко Жанна Володимирівна

Методична розробка містить матеріали заняття виду керований практикум з формування ужиткових навиків та розвитку креативного мислення студентів.

---

 

Дисципліна: Хімія                                                                

Тема заняття: Розв’язування експериментальних задач

Тип заняття: лабораторна робота

Вид заняття:

керований практикум (за методикою проведення);

ужитковий практикум (за структурою дослідження).

Методична мета: Продемонструвати методичні засоби та прийоми інтегрування природничих дисциплін з метою формування професійних та соціальних навичок

Мета заняття:

Навчальна: сформувати навички за допомогою якісних реакцій найбільш раціональним способом розпізнавати органічні речовини в складі харчових продуктів та лікарських засобів.

Виховна: виховувати  соціально-поведінкові навички та здоров’язбережувальну компетенцію майбутнього спеціаліста.

Розвиваюча:  розвивати пізнавальну активність, формувати креативне мислення студентів, навички раціональної організації праці та побуту.

Предметні компетентності: уміння вчитися, мотиваційно-функціональна,

соціальна, здоров’язбережувальна.

Навчальні функції:

Практична:

• Вміти експериментально визначати наявність вуглеводів (глюкози, фруктози, крохмалю), багатоатомних спиртів (сахароспиртів), білків в складі харчових продуктів; фенолів в складі ацетилсаліцилової кислоти.
• Продовжити формувати стійкі ужиткові навички хімічного аналізу харчових продуктів.

Міжпредметні зв’язки

Забезпечуючи:

Біологія: Т.1.1. Єдність хімічного складу організмів.

Т.1.2. Структурна складність і впорядкованість організмів

Забезпечувані:

Органічна хімія:

Т 1.1. Насичені вуглеводні.
Т 1.2. Ненасичені вуглеводні.
Т.1.4. Ароматичні вуглеводні
Т.2.3. Спирти, феноли, естери.
Т.2.5. Карбонові кислоти та їх похідні
Т.2.4. Альдегіди і кетони
Т.2.7. Нітрогеновмісні органічні сполуки
Т.4.2. Білки.

Аналітична хімія:

Т.2. Якісний аналіз.

Біохімія:

Т.1.2. Вуглеводи.
Т.1.4. Білки

Технологія приготування їжі:

Т.3.1. Вуглеводи зерна

Товарознавство харчових продуктів:

Т.9.1. Крохмаль, мед, цукор.

Забезпечення заняття

1. Наочні посібники:

• реактиви: дистильована вода (Н₂О), їдкий натрій (NaOH), купрум сульфат (СuSО₄),  ферум (ІІІ) хлорид (FeCl₃), калій перманганат (КмnO₄), йодна вода (І₂), реактив Селіванова (резорцин (С₆Н₄(ОН)₂), хлоридна кислота (НСl),  етиловий спирт (С₂Н₅ОН).

• обладнання: набір харчових продуктів, зразки джерельної та технічної води, ацетилсаліцилова кислота, лабораторне обладнання (штативи з пробірками, тримачі, спиртівки).

2. Роздатковий матеріал:

• інструкції до лабораторної роботи;
• варіанти індивідуальних завдань.

3. ТЗН: мультимедійна система

4. Навчальні місця: лабораторія хімії

Література:

основна:

• О.В. Березан. Органічна хімія. –К.: Абрис, 2004.
• П.П. Попель. Хімія: Підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (академічний рівень). — К. : ВЦ “Академія”, 2012. – с. 245, 247, 249-250, 251-255, 257.

додаткова:

• О.І. Кононський. “Органічна хімія”. Підручник – К.:  Дакор., 2003.

Критерії оцінювання рівня сформованості практичних вмінь і навиків та предметних компетенцій  при вивченні теми:

Високий (10-12 балів). Студент  самостійно,  мотивовано,  у повному

обсязі, виконує експериментально-дослідницьку роботу з визначення наявності вуглеводів (глюкози, фруктози, крохмалю), багатоатомних спиртів (сахароспиртів), білків  в складі харчових продуктів; фенолів в складі ацетилсаліцилової кислоти; обґрунтовує власні дії певними теоретичними положеннями та рівняннями реакцій;  самостійно робить висновки за результатами досліджень. Забезпечує високий рівень організації та дотримання правил безпеки праці.

Достатній (7-9 балів). Студент  проводить дослідження  згідно з інструкцією, записує рівняння реакцій, дає пояснення ходу експерименту,  самостійно робить  висновки, щодо одержаних результатів. Дотримується правил безпеки праці. При виконанні роботи припускається несуттєвих помилок,  які може виправити за допомогою та під контролем викладача.

Середній (4-6 балів). Студент з консультативною допомогою  викладача виконує  завдання  лабораторної  роботи згідно з  інструкцією робочого зошита; описує окремі спостереження за перебігом хімічних реакцій; частково характеризує та обґрунтовує одержані результати. При виконанні роботи припускається помилок, які самостійно виправити не може.

Низький (1-3 бали). Студент знає призначення лабораторного обладнання, правила  техніки  безпеки  під час  проведення  лабораторних робіт, вміє теоретично пояснювати хід окремих експериментів,  працює  під керівництвом викладача, не може  самостійно  оформити результати дослідження та сформувати висновок.

Зміст заняття

1. Організація заняття

Методи: навіювання

Форми роботи: стратегія “Індикатор настрою”.

Слайд  № 1

Викладач

Доброго дня, шановні студенти, колеги, присутні на занятті! Зрозуміло, що успіх будь-якої діяльності залежить від особистої мотиваційної стратегії.

Щоб найефективніше організувати нашу роботу,  проведемо невеличке дослідження вашого ставлення до виконання завдань заняття.

Визначимо настрій з допомогою індикатора, здатного змінювати свій колір залежно від особистого настрою:

• червоний колір – у вас “кислий” настрій;
• жовтий – “нейтральний” настрій, вам байдуже;
• зелений – ви впевнені у своїх силах.

Опустіть “індикатори” у пробірки та продемонструйте їх.

2. Повідомлення теми, мети та завдань заняття

Форма роботи: самостійна робота студентів з інструктивними матеріалами.

Слайди №№ 2,3

Очікувана відповідь:

Тема заняття:  Розв’язування експериментальних задач

Мета заняття:

Знання цієї теми збагатять Вас такими вміннями:

• організовувати і проводити дослідження та біохімічні експерименти;
• навчитися за допомогою якісних реакцій найбільш раціональним способом розпізнавати функціональні групи в органічних речовинах;
• безпечного поводження з побутовими хімікатами та попередження забруднення довкілля.

3. Мотивація навчальної діяльності студентів.

Метод: “активна мотивація”

Форма роботи: кубування інформації, виконання ситуаційних вправ.

Викладач

Виконання даної лабораторної роботи  дає можливість дослідницьким  шляхом повторити, узагальнити та систематизувати  Ваші знання про класи органічних сполук, навчитися їх розпізнавати; продовжити формувати експериментальні навички.

Як Ви вважаєте, навіщо Вам потрібно знати властивості органічних речовин різних класів й вміти їх розпізнавати?

Очікувана відповідь

 Органічні речовини входять до складу:

• живих організмів;
• продуктів харчування;
• предметів побутової хімії;
• лікарських препаратів тощо.

Слайди  №№ 4,5

Ситуаційна задача

Щоб з’ясувати важливість знань, вмінь, навичок з даної теми у Вашому повсякденному житті, пропоную розв’язати наступну ситуацію.

На основі хімічних знань та соціального досвіду спробуйте  відрізнити технічну  воду (з калюжі) від питної (з джерела). Дії обґрунтуйте.

Очікуваний результат

Викладач формує алгоритм дій студентів в нестандартній ситуації через навідні питання:

• Як Ви вважаєте, які домішки містить технічна вода?

Очікувана відповідь

В технічній воді нагромаджуються органічні речовини, серед яких є й ненасичені. А чиста питна вода не має містити органічних речовин.

• За допомогою яких якісних реакцій можна виявити ненасичені органічні сполуки?

Очікувана відповідь

Якісними реакціями на ненасичені органічні сполуки є знебарвлення

бромної води (Вr₂) або розчину калій перманганату (КМnO₄).

• Демонстрація досліду.

Примітка. Додати в склянки з технічною та джерельною водою невелику кількість  рожевого розчину калій перманганату. У джерельній воді розчин залишається рожевим, а у технічній – спочатку набуде жовтуватого відтінку, а з часом знебарвиться.

4. Вступний інструктаж:

Метод: інструктування, контролю та корекції знань, вмінь, навичок, ігровий

Форма роботи: самостійна робота студентів з інструктивними матеріалами, обладнанням.

4.1. Актуалізація життєвого досвіду і опорних знань студентів  

Методи: контролю і корекції знань, вмінь; навичок, навчальна гра.

Форма роботи: інтерактивне спілкування на робочому місці.

Інтерактивна вправа “Хімічне лото”

Студенти кожної  дослідницької групи делегують лаборантів, кожен з яких отримав завдання вибрати із запропонованого набору хімічних речовин, промаркованих формулами, сполуки наступних класів:

1 група – спирти;
2 група – альдегіди;
3 група – карбонові кислоти;
4 група – феноли;
5 група – вуглеводи.

Відповідь обґрунтувати, аргументувати формули і якісні реакції на визначення  відповідних речовин.

Очікуваний результат

Слайди  №№ 6,7

Таблиця 1. Основні функціональні групи органічних сполук   

Таблиця 2. Якісні реакції на органічні сполуки

Орієнтовні питання інтерактивної бесіди:

• Що таке функціональна група?
• Органічні сполуки яких класів Вам відомі?
• Яка функціональна група характерна для спиртів, фенолів,альдегідів, карбонових кислот, амінів, амінокислот?
• Поясніть якісні реакції на одно- та багатоатомні спирти, фенол, альдегіди.
• Поясніть, чому мурашину кислоту визначають за якісними реакціями на альдегіди?
• Як можна виявити присутність оцтової кислоти?
• Яка реакція є якісною на кратний зв’язок? Навести приклади ненасичених одноосновних карбонових кислот.
• Як визначити наявність двох функціональних груп в молекулах моносахаридів?
• Як перевірити наявність крохмалю в харчових продуктах?
• Як перевірити наявність білку в харчових продуктах?

4.2. Розробка алгоритму проведення лабораторної роботи, осмислення змісту роботи

Метод: керованого практикуму

Форма роботи: співбесіда на робочому місці

• Поділ студентів на дослідницькі групи, розподіл індивідуальних завдань  та  функціональних обов’язків в середині групи.

• Призначення експертів по дослідах.
• Осмислення та обговорення ходу дослідів, визначення необхідних для досліду реактивів та обладнання.

• Розподіл експериментів дослідницького характеру.
• Проведення експериментів під контролем і за допомогою викладача.

Слайди  №№ 8,9,10

4.3. Інструктаж з охорони праці і безпеки життєдіяльності при виконанні лабораторної роботи.

Метод: інструктування

Форма роботи: тест-тренажер

5. Поточний інструктаж.

Метод: керованого практикуму.

Форми роботи: виконання експериментів під контролем і за допомогою викладача, робота в дослідницьких групах.

Слайд  № 11

Експериментальна задача №1 на виявлення вуглеводів (глюкози  та фруктози) в складі  фруктових соків.

Фруктові, ягідні та овочеві соки – джерело вітамінів, глюкози, фруктози, мінеральних солей, органічних речовин і ефірних масел. Соки швидко включаються в обмін речовин і майже не вимагають від організму енергетичних витрат на їх засвоєння.

З допомогою якісних реакцій  виявити в  складі  виноградного   соку  глюкозу,  в складі  яблучного – фруктозу.

Результат дослідження обґрунтувати за допомогою рівнянь реакцій.

Очікувана відповідь

Для виявлення глюкози у пробірку з 1-2 мл розчину виноградного соку додати такий самий об’єм їдкого натру (NaOH) і 1-2 краплі розчину купрум (ІІ) сульфату (СuSO₄). Суміш у пробірці збовтати і обережно нагріти до початку кипіння.

Спостерігаємо утворення осаду цегляно-червоного кольору, що

свідчить про наявність глюкози, яка містить альдегідну групу і виявляє альдегідні властивості:

СН₂ОН–(СНОН)₄-СНО+2Сu(ОН)₂ ^tC→СН₂ОН–(СНОН)₄-СООН+Сu₂О↓+2Н₂О

глюкоза                                                глюконова кислота

Для виявлення фруктози в складі яблучного соку провести  реакцію з реактивом Селіванова: до кількох кристалів  резорцину (С₆Н₄(ОН)₂)  додати

2 краплі  концентрованої хлоридної  кислоти (НСl), 1-2 мл яблучного соку  і обережно нагріти до початку кипіння.

Спостерігаємо появу червоного забарвлення,  що вказує на наявність фруктози  (плодового  цукру), яка містить  карбонільну групу.

Отже, ми переконалися, що в складі виноградного соку міститься глюкоза, а в складі яблучного – фруктоза.

Слайд № 12

Експериментальна задача 2  на виявлення  білків в складі  харчових продуктів

Білки належать до життєво необхідних речовин, без яких неможливе життя, ріст і розвиток організму. Це пластичний матеріал для формування клітин і міжклітинної речовини. Усі складові частини людського організму складаються з білків (м’язи, серце, шкіра, волосся, нігті, мозок і навіть кістки містять значну кількість білків).

Білки входять до складу гормонів, ферментів, антитіл, які забезпечують імунітет. Вони беруть участь в обміні вітамінів, мінеральних речовин, у доставці кров’ю кисню, жирів, вуглеводів, вітамінів, гормонів, забезпечують розмноження живих організмів. Значення білків визначається не тільки різноманітністю їх функцій, але й незамінністю їх іншими речовинами.

Реклама нас переконує, що в складі багатьох харчових замінників містяться білки.

За допомогою якісної реакції довести, що кістковий бульйон містить білок, а бульйон, виготовлений з харчового замінника (кубиків “Gallina Вlanca”),  – ні.

Очікуваний результат

Налити у дві пробірки по 1-2 мл розчинів  кісткового бульйону  та бульйону харчового замінника (кубиків “Gallina Вlanca”).  Додати у кожну пробірку  таку саму  кількість їдкого натру (NaOH), після чого по 1-2 краплі розчину сульфату міді (СuSO₄). Вміст пробірок струсити.

Спостерігаємо, що у пробірці з розчином кісткового бульйону з’являється фіолетове забарвлення, що вказує на наявність білку. У пробірці з харчовим замінником змін не відбувається, що вказує на відсутність білка в штучному харчовому продукті.

Слайд № 13

Експериментальна задача 3 на виявлення  крохмалю в складі зразків харчових  продуктів (майонези, соуси, кабачкова ікра, кондитерські креми, штучні бульйони тощо)

У харчовому виробництві  для одержання харчових концентратів, варених ковбас, кондитерських та кулінарних виробів широко
використовується  модифікований крохмаль,  який сповільнює обмін речовин та є небезпечним для здоров’я людини.  За допомогою крохмалю регулюють консистенцію соусів,  дитячого  харчування; 
підвищують вологопоглинальну здатність м’ясних виробів тощо…

За допомогою якісної реакції виявити крохмаль в складі майонезу, кетчупу, кабачкової ікри,  штучного бульйону, кондитерського крему.

Очікуваний результат

На відібрані проби  харчових продуктів згідно переліку капнути йодну воду.

За наявності крохмалю в харчових продуктах спостерігаємо утворення плями темно-синього кольору. За інтенсивністю  забарвлення плями  визначаємо, який з цих  продуктів  містить більше  крохмалю.

Слайд № 14

Експериментальна задача 4 на виявлення багатоатомних спиртів (сахароспиртів) в жувальних гумках

Сахароспирти (фруктоза, ксиліт, сорбіт, маніт тощо) використовуються в кулінарії  та в харчовій промисловості  як цукрозамінники.

У великих дозах можуть викликати розлад функцій шлунково-кишкового тракту, метеоризм, діарею,  розвиток холециститу.

За допомогою якісної реакції виявити сахароспирти (багатоатомні спирти) в складі жувальних гумок.

Очікуваний результат 

У пробірку помістити порізану жувальну гумку і додати  5 мл  96 % етилового спирту. Пробірку закрити пробкою та  інтенсивно струсити протягом 1 хв.  Суміш профільтрувати. До фільтрату долити 1-2 мл розчину їдкого натрію (NaOH)  і 1-2 краплі розчину купрум (ІІ) сульфату (CuSO₄). Суміш збовтати:

СН₂-ОН                                    СН₂– О     _Cu

СН – ОН   +  Сu(ОН)₂   ^н.у.→   СН  – О             +    2Н₂О

СН₂-ОН                                    СН₂– ОН

гліцерин                                              купрум (ІІ) гліцерат

Спостерігаємо утворення  характерного яскраво-синього забарвлення, що вказує на наявність  багатоатомних спиртів в складі жуйок.

Слайд № 15

Експериментальна задача 5  на виявлення фенолів в складі ацетилсаліцилової кислоти.

При порушенні умов зберігання  або терміну придатності  ацетилсаліцилова кислота розкладається  на оцтову  і саліцилову кислоти. Саліцилова кислота  – речовина, що відноситься до класу фенолів.

За допомогою якісної реакції виявити феноли в складі лікарського засобу аспірину (ацетилсаліцилової кислоти), який зберігався з порушенням інструкції.

Очікуваний результат

Для виявлення фенолів до розчину ацетилсаліцилової кислоти додаємо розчин ферум (ІІІ) хлориду (FeCl₃):

3С₆Н₅ОН + FeCl₃ → (С₆Н₅О)₃Fe  + 3НCl

ферум (ІІІ) фенолят

       Спостерігаємо  появу  фіолетового забарвлення розчину, що свідчить про наявність фенолів в складі лікарського засобу, який зберігався з порушенням інструкції.

6. Заключний інструктаж

Методи: контролю та корекції знань, вмінь, навичок.

Форми роботи: письмове оформлення звіту, виконання індивідуальних завдань

6.1. Оформлення звіту про виконану роботу і теоретичне обґрунтування одержаних результатів.

Форми роботи: самостійна робота студентів з інструктивними матеріалами

6.2. Підсумки роботи

Форми роботи: аналіз результатів дослідження

Слайд  № 16

Висновок студентів в робочому зошиті.

6.3.Оціночно-корегуючий. Формування соціальних компетенцій.

Форми роботи: логічний аналіз результатів роботи, індивідуальна співбесіда на робочому місці.

Слайд  № 17

Соціальна бесіда

Щодня ми зустрічаємося та користуємося величезною кількістю хімічних речовин. Практично все наше життя, здоров’я, настрій тісно пов’язані з численни­ми речовинами, що нас оточують та хімічними процесами, які відбуваються навколо і всередині нас. Частіше за все ми не замислюємося над їх впливом на організм, так як звикли до того, що вони суттєво полегшують та роблять комфортнішим життя. А між іншим часто за власний комфорт нам доводиться платити високу ціну – наше здоров’я, а часто і життя.

Академік М. М. Семенов, лауреат Нобелівської премії, говорив: “Всі ми поєднуємо з хімічною наукою подальший прогрес у пізнанні світу, що нас оточує… І не може бути в наші дні спеціаліста, який міг би обійтися без знання хімії”.

Отже, юні друзі, ким би Ви не стали в майбутньому, вам будуть потрібні хімічні знання. Без них неможлива еколо­гічно грамотна поведінка у побуті, у природі й на вироб­ництві.

З метою активізації власних навиків пропонуємо Вам долучитися до роботи студентів інтегрованого природничого гуртка з організації та проведення ужиткових експериментів на тему “Побутові агресори”.

6.4. Виконання індивідуальних завдань    

Форми роботи: самостійна індивідуальна робота

 

ІІ рівень (4 бали)

До складу деяких енергетичних напоїв входить етиловий спирт.

Запропонуйте хімічну реакцію, за допомогою якої можна виявити наявність етанолу в енергетичних напоях. Обґрунтуйте відповідь, записавши відповідне рівняння реакції.

7. Повідомлення домашнього завдання

Методи: настановча бесіда

Форми роботи: самостійна робота

Слайди  № 18,19

Викладач

1. Повторити тему ”Нітрогеновмісні органічні речовини”.

Попель П. П., Крикля Л.С. Хімія: Підручник для 11 кл. загальноосвіт.   навч. закл. (академічний рівень). — К. : ВЦ “Академія”, 2012. – с. 245, 247, 249-250, 251-255, 257.

2. Розв’язати експериментально-ужиткові задачі:

2.1.Молоко можуть розбавляти водою, а щоб воно не ставало  занадто

прозорим — додають крохмаль. Як це перевірити?

2.2. Щоб не було помітно, що молоко стало кислим, в нього можуть додавати соду. Як це перевірити? Запишіть відповідне рівняння реакції.

2.3. Фенол – діюча речовина спрею  “Орасепт”, який застосовують для

лікування запальних процесів у горлі й ротовій порожнині.

Як довести наявність фенолу в складі спрею? Запишіть відповідне рівняння реакції.

2.4. Засоби для чистки скла, миючі засоби, антифризі містять

етиленгліколь, а  освіжувачі  повітря – формальдегід, який використовується  в якості консерванту.

Запропонуйте хімічні процеси,  за  допомогою яких можна виявити етиленгліколь і формальдегід  в складі побутових  засобів.

Презентація

Завантажити презентацію на диск