Дополнение к школьному химическому эксперименту по органической химии

Тема «Многоатомные спирты» – одна из ключевых в школьном курсе органической химии. Изучение этой темы дает возможность учителю успешно осуществить опережающее обучение и предварительно ознакомить школьников с такими важными органическими веществами, как жиры (сложные эфиры), углеводы. Кроме того, эта тема позволяет закрепить и углубить знания учащихся о спиртах как большой группе гидроксилсодержащих органических соединений, имеющих большое значение, как в природе, так и в жизни человека.

Конечно же, решающая роль в реализации указанных дидактических задач при изучении данной темы принадлежит химическому эксперименту. Предлагаем свой опыт проведения лабораторных занятий по теме «Многоатомные спирты» в классах с углубленным изучением химии.

Опыт 1. Качественная реакция на многоатомные спирты.

Для проведения опыта используют глицерин, 5-6 капель которого с помощью пипетки добавляют в пробирку со свежеосажденным гидроксидом меди (II). При встряхивании полученной смеси наблюдают растворение голубого осадка Сu(ОН)2 и образование ярко-синего раствора глицерата меди (II).

Необходимо заметить, что опыт всегда проходит удачно только при одном условии: среда должна быть щелочной. А это значит, что при получении осадка гидроксида меди (II) к 2-3 каплям 5%-ного раствора медного купороса (пятиводного сульфата меди) необходимо добавить избыток щелочи (1-2 мл 10%-ного раствора едкого натра или едкого кали). Если все же опыт не удается, надо в пробирку с реакционной смесью добавить раствор щелочи и тогда непременно будет положительный результат.

Опыт 2. Доказательство того, что многоатомными спиртами являются углеводы.

Углеводы – гетерофункциональные природные вещества (содержат различные функциональные группы в молекуле), строение которых довольно сложно для понимания школьников. Поэтому учащихся постепенно надо готовить к изучению этого класса соединений, поэтапно знакомить с особенностями их строения.

При изучении темы «Многоатомные спирты» они узнают о том, что углеводы в своем составе содержат две и более гидроксильные группы, а в дальнейшем при изучении темы «Альдегиды и кетоны» – о том, что молекулы углеводов имеют и карбонильные функциональные группы. Так постепенно учащиеся получают знания об этих довольно сложно устроенных веществах. Причем эти знания подкрепляются химическим экспериментом.

Такой прием опережающего обучения, основанный на внутрипредметной интеграции, как показывает опыт преподавания химии в школе, способствует более глубокому пониманию основ конкретных сложных тем и органической химии в целом.

Берут две пробирки, в одну из них помещают несколько кристаллов сахара, в другую – немного мёда. Содержимое пробирок растворяют в 3-5 мл воды, и полученные растворы добавляют к свежеосажденному гидроксиду меди (II). В обоих случаях голубой осадок Си(ОН)2 растворяется и образуются комплексы Си2+ и углеводов, имеющие ярко-синюю окраску.

Приводятся формулы использованных в эксперименте углеводов в сокращенном виде. Сахар – С12Н22О11 или С12Н20О9(ОН)2. Мёд – сложная смесь природных веществ, основными компонентами которой служат два изомерных углевода – глюкоза и фруктоза, их формула – С6Н12О6 или С6Н10О4(ОН)2.

Ниже приведено уравнение реакции (в упрощенной форме) на примере взаимодействия глюкозы или фруктозы с гидроксидом меди (II).