Wiadomości ogólne
- Czas trwania zajęć: 45 minut
- Pojęcia kluczowe:
- skrobia,
- wielocukier,
- glukoza,
- rośliny.
- Hipoteza sformułowana przez uczniów:
- Istnieją cukry, które nie mają słodkiego smaku.
Doświadczenie
- Potrzebne materiały, przyrządy:
- Zadanie A
Szalka Petriego, woda destylowana, czajnik, bagietka, zlewka, skrobia.
- Zadanie B
4 szalki Petriego, pipety Pasteura, kawałek chleba, kleik skrobiowy (z poprzedniego doświadczenia), ziemniak, cukier puder, jodyna.
- Zadanie C
Kleik skrobiowy, kwas solny, siarczan(VI) miedzi(II), wodorotlenek sodu, 2 probówki, pipety Pasteura, palnik, trójnóg, siatka ze spiekiem ceramicznym, łaźnia wodna, zlewka.
- Uwagi dotyczące BHP:
Doświadczenia należy wykonywać z zachowaniem odpowiednich środków bezpieczeństwa. Należy stosować kitel, okulary ochronne i rękawice.
Siarczan(VI) miedzi(II):
R: 22-36/38-50/53; Działa szkodliwie po połknięciu. Działa drażniąco na oczy i skórę. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne; może powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w środowisku wodnym.
S: 22-60-61; Nie wdychać pyłu. Produkt i opakowanie usuwać jako odpad niebezpieczny. Unikać zrzutów do środowiska. Postępować zgodnie z instrukcją lub kartą charakterystyki.
Wodorotlenek sodu:
C: Żrący.
R: 35; Powoduje poważne oparzenia.
S: 26-36/37/39-45; Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast dużą ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronną, odpowiednie rękawice ochronne i okulary lub ochronę twarzy. W przypadku awarii lub jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza - jeżeli to możliwe, pokaż etykietę.
Kwas solny:
R34- Powoduje oparzenia.
R37- Działa drażniąco na drogi oddechowe.
C - Produkt żrący.
Xi - Produkt drażniący.
- Zmienne występujące w doświadczeniu:
Zadanie A
- zmienna zależna (co badamy?): właściwości organoleptyczne i fizyczne skrobi,
- zmienna niezależna (co zmieniamy?): środowisko, w którym znajduje się skrobia,
- zmienna kontrolna (czego nie zmieniamy?): rodzaj substancji.
Zadanie B
- zmienna zależna (co badamy?): zmiana zabarwienia substancji w kontakcie z jodyną,
- zmienna niezależna (co zmieniamy?): produkty spożywcze,
- zmienna kontrolna (czego nie zmieniamy?): rodzaj dodawanego odczynnika.
Zadanie C
- zmienna zależna (co badamy?): zabarwienie roztworu wskazujące na obecność glukozy,
- zmienna niezależna (co zmieniamy?): brak,
- zmienna kontrolna (czego nie zmieniamy?): rodzaj dodawanych odczynników.
Instrukcja wykonania doświadczenia:
Zadanie A:
Nanosimy jedną łyżeczkę skrobi na szalkę Petriego i badamy jej właściwości (kolor, zapach, smak), następnie przenosimy ją do zlewki i zalewamy niewielką ilością zimnej wody. Obserwujemy zmiany. Ostatecznie dolewamy gorącej wody, mieszamy i obserwujemy.
Obserwacje: Skrobia jest białą substancją stałą (proszek), bez zapachu i smaku, słabo rozpuszcza się w zimnej wodzie, w gorącej wodzie tworzy kleik skrobiowy.
Wnioski: Istnieje zatem cukier, który nie ma słodkiego smaku. Tworzenie kleiku skrobiowego ma zastosowanie w życiu codziennym (krochmal, kisiel).
Zadanie B:
Na szalkach Petriego umieszczamy: I – kawałek chleba, II – kleik skrobiowy (próba kontrolna); III – ziemniak; IV – cukier puder. Na każdą z przygotowanych substancji nanosimy kilka kropel jodyny. Obserwujemy zachodzące zmiany.
Obserwacje: Zawartości szalek Petriego w próbkach I – III zmieniły swoją barwę na ciemnogranatową, natomiast w próbce IV nie nastąpiła zmiana barwy.
Wnioski: Granatowe zabarwienie jest pozytywną próbą przy wykrywaniu skrobi (probówka II – próba kontrolna). Na tej podstawie można stwierdzić, że ten wielocukier znajduje się z zbożach, bulwiastych roślinach. W cukrze pudrze mamy do czynienia z disacharydem, jakim jest sacharoza.
Zadanie C:
Do dwóch probówek wlewamy 1cm3 kleiku skrobiowego, następnie do pierwszej z nich dodajemy kilka kropel rozcieńczonego kwasu solnego, a do drugiej ślinę. Obie probówki ogrzewamy do temperatury 37oC w łaźni wodnej. Do obu probówek dodajemy 1cm3 świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) i kontynuujemy ogrzewanie. Obserwujemy zmiany.
Obserwacje: Zawartość obu probówek zmieniła kolor na ceglastoczerwony.
Wnioski: Po dodaniu kwasu solnego lub śliny (enzymy trawienne – amylaza) i ogrzaniu, w próbce dochodzi do hydrolizy polisacharydu, najpierw do dekstryn, a później do cząsteczek glukozy.
Potwierdzeniem tej tezy jest pozytywny wynik próby Trommera. Ceglastoczerwony osad świadczy o obecności tlenku miedzi(I) i redukujących właściwościach otrzymanej glukozy.
- Wniosek ogólny:
Skrobia jest wielocukrem (polisacharydem) złożonym z kilkuset do kilku tysięcy cząsteczek glukozy połączonych ze sobą wiązaniami glikozydowymi. Skrobia stanowi materiał zapasowy w roślinach.
- Podsumowania doświadczenia:
- Wymień właściwości fizyczne skrobi? (Biała substancja stała, bez zapachu i smak, nierozpuszczalna w zimnej wodzie, w ciepłej wodzie tworzy kleik skrobiowy).
- Z jakich cząsteczek zbudowana jest skrobia i w jaki sposób są one połączone? (Cząsteczki glukozy połączone wiązaniem glikozydowym).
- W jaki sposób można wykryć skrobię? (Przez dodanie jodyny. Pojawiające się granatowe zabarwienie świadczy o obecności skrobi w badanej substancji).
- W jaki sposób przeprowadzamy hydrolizę skrobi? (Przez dodatnie kwasu i ogrzewanie lub przez dodatnie śliny i ogrzewanie).
- W jaki sposób wykrywamy produkty hydrolizy skrobi? (Poddając je próbie Trommera lub Tollensa)
- Jaką funkcję spełnia skrobia w roślinach? (Funkcję zapasową).
Podstawa programowa
- Cele, które zostaną osiągnięte w wyniku przeprowadzenia doświadczenia przez nauczyciela i uczniów pod kierunkiem nauczyciela:
a) wymagania ogólne – cele
- uczeń systematyzuje wiedzę na temat cukrów prostych i złożonych;
- samodzielnie wykrywa skrobię.
b) wymagania szczegółowe - treści nauczania
- uczeń podaje występowanie skrobi,
- zna budowę skrobi;
- samodzielnie sprawdza właściwości wielocukru.
Materiały do pobrania
Słowniczek
EKSPERYMENT, prowadzony zgodnie z metodą naukową, rozumiany jest jako proces, w trakcie którego badacz, uczeń, wprowadza zaplanowaną zmianę jednego czynnika i bada, jakie ta zmiana przynosi rezultaty, uważając przy tym, by pozostałe czynniki pozostały niezmienne.
OBSERWACJA rozumiana jako zaplanowane gromadzenie faktów, bez wprowadzania jakichkolwiek ingerencji w badane zjawisko. W trakcie obserwacji nie występuje zmienna niezależna, ponieważ nie ingerujemy w badany proces.
Eksperyment i obserwacja są realizowane zgodnie z metodą naukową, a to oznacza:
Postawienie PYTANIA BADAWCZEGO - Pytanie może być zadane przez uczniów lub zaproponowane przez nauczyciela. Pozwala to ukierunkować myśli i skoncentrować się na badanym problemie, uświadamia, że badania naukowe są wynikiem zaplanowanego działania.Dobrze skonstruowane pytanie badawcze jest pytaniem otwartym - uczeń sam chce znaleźć na nie odpowiedź.
Kolejnym krokiem jest postawienie HIPOTEZY, czyli prawdopodobnej, przewidywanej i wymyślonej przez uczniów odpowiedź na pytanie badawcze. Pamiętajmy, że przed wykonaniem eksperymentu nie ma złych lub dobrych hipotez, każda, nawet najbardziej śmiała jest dopuszczalna.
Kolejny etap to określenie ZMIENNYCH:
- ZMIENNA NIEZALEŻNA czyli to, co zmieniamy.
- ZMIENNA ZALEŻNA czyli wielkość, którą będziemy mierzyć, obserwować.
- ZMIENNE KONTROLNE czyli wszystko to, co musi zostać niezmienne.
ZMIENNA ZALEŻNA to parametr mierzony podczas doświadczenia, zmieniający się w zależności od zmian ZMIENNEJ NIEZALEŻNEJ.
W doświadczeniu naukowym pojawiają się również PRÓBY KONTROLNE. Bez kontroli nie można jednoznacznie stwierdzić, czy wyniki doświadczenia są wiarygodne. Kontrola pozytywna to dodatkowa próba, którą przeprowadzamy identycznie, jak próbę badawczą, ale z użyciem takiego czynnika (jeśli jest znany), który na pewno wywołuje pożądany efekt. Z kolei kontrola negatywna to dodatkowa próba, ale bez użycia czynnika, o którym wiemy, że wywołuje badane zjawisko. Z założenia, wynikiem tej próby będzie brak zmiany mierzonego parametru. Nie w każdym układzie doświadczalnym da się zaplanować obie próby kontrolne.
Zajęcia z pytaniem problemowym zakładają dyskusję między uczniami na podstawie dodatkowych pytań lub przykładów dostarczonych przez nauczyciela. Zajęcia te kształcą umiejętność doboru i formułowania argumentów, słuchania osób o innym stanowisku oraz wyciągania wniosków. W wyniku dyskusji cenne byłoby wypracowanie stanowiska, by uczniowie przekonali się, że każda konstruktywna rozmowa powinna zakończyć się rzetelnym podsumowaniem.
Gry dydaktyczne wykorzystują czynnik zabawy, co wspomaga przyswajanie wiedzy przez uczniów. Gry rozwijają pomysłowość, aktywność, samodzielność, umiejętność pracy w grupie oraz uczą radzenia sobie z emocjami. Grając uczymy się przez działanie i przeżywanie. Sukcesem jest osiągnięcie celu, a nie wygrana z innymi, czy zajęcie pierwszego miejsca. Najważniejsza w grze jest dydaktyka. Wygrywać mają wszyscy.
Bibliografia
- Chemia organiczna, Nowa Era, M. Litwin, Sz. Styka-Wlazło, J. Szymońska, Warszawa 2005.
- Chemia w gimnazjum, WSiP, Z. Kluz, K. Łopata, Warszawa 1999.
