Управління освіти і науки України Житомирської обласної державної адміністрації
Баранівський професійнй ліцей

Відкритий урок на тему:

«Хімічні забарвлення (Дубильні речовини)»

Підготували і провели викладач спецпредметів
з професії столяр – будівельний;тесляр
Людмила Олександрівна Кічкірук
викладач хімії і біології
Валентина Анатоліївна Бойко

2017р.
Мета:
 ознайомитися з характерними властивостями дубильних речовин, особливостями хімічного забарвлення деревини дубильними речовинами;
 з'ясувати, яку роль в житті людини і усього людства відіграють дубильні речовини;
 розвивати вміння застосовувати раніше отримані знання;тпродовжувати розвивати пам’ять, креативне мислення, застосовувати набуті знання для вирішення життєвих ситуацій.
Тип уроку: урок засвоєння нових знань
Вид заняття: корзина грецьких горіхів
ЗМІСТ УРОКУ
І. Організація класу
ІІ. Мотивація навчальної діяльності
Викладач: Доброго дня! Рада вітати вас на бінарному уроці матеріалознавства і біології темою якого є хімічні забарвлення, дубильні речовини. Мета нашого уроку ознайомитися з характерними властивостями дубильних речовин, особливостями хімічного забарвлення деревини дубильними речовинами, з'ясувати, яку роль в житті людини і усього людства відіграють дубильні речовини; розвивати вміння застосовувати раніше отримані знання;тпродовжувати розвивати пам’ять, креативне мислення, застосовувати набуті знання для вирішення життєвих ситуацій.
Викладач: На уроках біології ми з вами розглядали будову клітин. Попередньо вам були дані завдання. Я вам пропоную так як у нас урок корзина грецьких горіхів, заповнити корзину своїми знаннями. І перше запитання, що ви можета сказати про будову і функції клітин?
ІІІ. Актуалізація опорних знань учнів
Учень. Клітина – найменша структурна та функціональна одиниця всього живого. Яка лежить в основі будови і розвитку рослинних і тваринних організмів. У ній відбуваються всі життєві процеси організму.
Для неї властиві всі ознаки живого: обмін речовин і енергії, ріст, розмноження, передача своїх ознак у спадок, подразливість, рух. На відміну від тваринної клітини, рослинна клітина вкрита целюлозною оболонко, має добре розвинені вакуолі, властиві пластиди, немає клітинного центру. Вакуоля заповнена клітинним соком.
Учень. Клітинний сік з'являється в результаті життєдіяльності протоплазми. Спочатку краплі клітинного соку дрібні, потім вони зливаються разом, і в клітці протоплазма розташовується тільки біля оболонки. Ядро також відсувається до оболонки, а клітинний сік (вакуоля) займає майже всю порожнину клітини.
До складу клітинного соку входить вода, в якій розчинені органічні кислоти (щавлева, яблучна, лимонна та ін), від чого клітинний сік має кислу реакцію.
Клітинний сік містить в собі ще цукор (глюкозу, плодовий цукор і тростинний), а також солі неорганічних кислот: азотнокислий кальцій, магній сірчанокислий, кислий фосфорнокислий калій, солі заліза та багато інших.
У розчині клітинного соку коренів цикорію, бульб жоржин, земляної груші знаходиться поживна речовина інулін.
У клітинному соку кори дуба, верби, евкаліпта, листя чаю знаходяться дубильні речовини, які легко виділяються з них у воду при кип'ятінні.
ІV Вивчення нового матеріалу
Викладач. Коли ж людство підійшло до розуміння важливості дубильних речовин?
Учень. Сміливо можна стверджувати, ще на зорі зародження цього самого людства. Холод у всі часи був «не тіткою» і життєвою необхідністю було одягнути замерзаючі племена в шкури вбитих тварин. Це і рятувало від холоду, і було першим одягом людини. Але одноплемінники зіткнулися з однією важливою проблемою - шкури, тих самих убієнних тварин, виділяли жахливий запах і, до того ж, ставали непридатними до носіння із-за своєї жорсткості.
Час йшов, люди отримували невеликий досвід в обробленні шкір, почали зіскоблювати все непотрібне з поверхні і сушити їх. Але, все одно, ламкість після висихання була присутня, і тоді люди почали натирати шкури жиром, а для надання їм еластичності - м'яти. Але і ці спроби успіхом не увінчалися.
Шляхом креативних експериментів, тобто методом проб і помилок, вдалося з'ясувати, що деякі частини рослин наділені надзвичайними властивостями, вони роблять оброблювану шкіру м'якою, міцною і довговічною. Ось ці самі речовини, здатні перетворити шкіру матеріал для подальшого використання, і стали називати власне дубильними. Але, цілком можливо, що дуб таки послужив підставою для їх назви, так як кора дуба, найчастіше, використовувалась для цих цілей, як джерело таніну.
Викладач. Що собою являють дубильні речовини?
Учень. Дубильні речовини (таніни, таніди) лат. форма кельтської назви дуба, з кори якого отримали дубильні екстракти) — складна група низько- та високомолекулярних природних поліфенолів, генетично зв’язаних між собою, в’язких на смак, з молекулярною масою вище 1000 — здатних дубити шкіру.
Назву «дубильні речовини» у 1796 р. французький дослідник Сеген дав речовинам рослинних екстрактів, які здатні дубити шкіру.
Учень. Наявність дубильних речовин у тканинах є характерною для цілого ряду деревних порід. Дубильні речовини покращують якість деревини, підвищують її стійкість проти дії несприятливих зовнішніх впливів. Екстракти дубильних речовин використовуються у хімічній промисловості, фармацевтиці, парфюмеріїї тощо. Відмічено, що в бідніших типах умов місцезростання в деревині накопичує порівняно більша кількість дубильних речовин.
Учень. Дубильні речовини - група досить різноманітних і складних за складом розчинних у воді органічних речовин ароматичного ряду, що містять гідроксильні радикали фенольного характеру.
Дубильні речовини беруть участь в утворенні смаку, аромату і кольору деяких продуктів. Значний вміст їх відмічено в чаї, черемха, горобині, хурмі, надають їм терпкий, в'яжучий смак. Дубильні речовини беруть участь в утворенні аромату шоколаду і чаю.
Учень. Дубильні речовини поділяються на дві групи:
1) конденсовані, або таніни, що не гідролізуються (так звані катехінові таніни). Агліконами є найчастіше складні похідні пірогалолу і пірокатехіну.
2) таніни, що гідролізуються (галотаніни), які при гідролізі кислотами або ензимом таназою утворюють цукри і агліконифенольного ряду.
Дубильні речовини у значній кількості містяться в корі дуба(6...11 %) та каштана (6...13%), а також в корі верби, модрини, ялини, ялиці (від 5 до 16 %), траві звіробою, кореневищах змійовика, шишках вільхи, листках шавлії, квітках бузини, ягодах чорниці, плодах черемхи тощо.
В'яжучий смак плодам і овочам надають дубильні речовини (смак ревеню, хурми). Дубильні речовини легко окислюються, внаслідок чого виникає потемніння в місцях натискань або ударів овочів і плодів.
Вміст барвних і дубильних речовин визначають методом Нейбаура-Левенталя, який заснований на здатності KMnO окислювати речовини у кислому середовищі.
Дубильні речовини містяться в більшості плодів і ягід. Багато дубильних речовин в айві, хурмі, горобині, а також в чаї, каві. Дубильні речовини мають бактерицидну дію, сприяють зміцненню стінок кровоносних судин, загоєнню ран.
Учень. Із танінів, що використовуються в медицині, найбільше значення має пентадигалоїл-глюкоза.
Дубильні речовини, або танніди, використовують у шкіряній промисловості для дублення сирої шкіри, що додає їй стійкість проти гниття, еластичність, здатність не розбухати.
Учень.Танінам притаманні характерні властивості:
Легко розчиняються в гарячій воді з утворенням колоїдних розчинів. Здатні осаджувати білки з розчинів, утворювати нерозчинні сполуки з тканинами, що містять желатину (дубити шкіру).
Легко окиснюються, особливо в лужному середовищі; з аміачним розчином калію фериціаніду вони дають насичене червоне забарвлення.
Наявність фенольних гідроксилів зумовлює реакцію дубильних речовин із солями феруму (III) — з'являється чорно-зелене або синьо-чорне забарвлення.
Таніни утворюють осади з розчинами багатьох алкалоїдів та інших органічних речовин основного характеру.
Учень. Танін (Taninum) C14H10O9;
Властивості. Аморфний порошок світло-жовтого або бурувато-жовтого кольору зі слабким своєрідним запахом, терпкий на смак. Легко розчинний у воді і спирті, дуже мало розчинний в ефірі, хлороформі і бензолі. Водні розчини мають кислу реакцію.
Ідентифікація:
1. Водний розчин таніну з рівним об'ємом кислоти сульфатної розведеної утворює об'ємний жовтуватий осад.
2. Розчин таніну з розчином FeCl3 дає чорне з синім відтінком забарвлення, що зникає від додавання H2SO4 розведеної.
Випробування на чистоту. Домішки камеді, декстрину, цукру й солей визначають, додаючи до розчину таніну спирт, а потім ефір. Розчин має залишатися прозорим.
Зберігання. У добре закупореній тарі, в сухому місці.
Застосування. В'яжучий і протизапальний засіб; для полоскання або для змащування ран при опіках. Оскільки танін із солями алкалоїдів і важкими металами утворює нерозчинні сполуки, його використовують як протиотруту при отруєннях цими речовинами (промивання шлунка 0,5 %-ним водним розчином).
Танін використовується для виробництві чорнила, фарбувальній справі, для отримання галової кислоти і пірогалолу, але для дублення шкір не застосовується).
Учень. Маклурін.
Маклурін, або морінодубільная кислота, знаходяться в жовтому дереві, звідки їх витягують кип'ятіння з водою і розділяють. Маклурін, світло-жовтий кристалічний порошок, з властивостей, які характеризують дубильні речовини, володіє лише здатністю давати з залізом (сумішшю закису і окису) чорно-зелений осад і осідати клеєм, алкалоїдами і альбумінати, але для дублення непридатний. Подібно багатьом дубильних речовин, він розпадається на флороглюцин і протокатеховую кислоту по рівнянню:
C13H10O6 + H2O = C6H3 (OH) 3 + C7H3 (OH) 2COHO.
Морін, що становить барвне початок жовтого дерева і кристалізується з водного розчину у формі довгих блискучих голок, за винятком зеленого фарбування з хлорним залізом, типових властивостей дубильних речовин не представляє.
Викладач. Яка користь дубильних речовин
Учень. У вигляді полоскання дубильні речовини застосовують у лікуванні стоматиту, ангіни, фарингіту, у вигляді компресів - при порізах, саднах і опіках.
Містяться в овочах і плодах багато дубильні речовини наділені Р-вітамінними властивостями, що позначається на протизапальній дії слизової оболонки кишечника і зниженні секреторної функції шлунково-кишкового тракту.
Продукти харчування з даними речовинами сприятливо діють у профілактиці відкладення солей важких металів, при проносі, радіоактивному ураженні.
Чудово себе показують, як протиотруту.
Багато дубильних речовин знаходиться в чорному і зеленому чаї, айві, кизилу, хурмі, чорній смородині, про користь яких знають всі.
Тонізуючий чай застосовується при захворюваннях носа, горла, при очних захворюваннях, як крапель.
Дубильні речовини містить і коньяк, який покращує сприйняття вітаміну C.
Таніни (дубильні речовини) входять до складу натуральної кави і визначають його гіркий смак. До речі, танін, що знаходить своє застосування у виробництві чорнила, у медицині, фарбувальній справі, для отримання пірогалолу і галової кислоти. Таніни надають еластичності кровоносних судинах.
Містяться вони і в червоному вині, надаючи йому особливу терпкість, а організму людини корисні амінокислоти і вітаміни.
Учень. Хочеться відзначити лавровий лист, якого більшість домогосподарок знаходять застосування при готуванні страв. В ньому також присутні дубильні речовини. Настій лаврового листа сприятливий при проблемах шлунково-кишкового тракту, при кровотечах.
Рекомендують настій і медики, як метод усунення каменів у нирках.
Любителі айви навіть не здогадуються, що в її складі знаходяться такі речовини, як епікатехін і катехін, які очищають кишечник від гнильних відкладень і токсинів, пов'язують канцерогенні сполуки в організмі, протидіють розвитку метастаз і дивертикулиту.
Окремо хочеться сказати про лікарські трави, в яких, дуже багато дубильних речовин.
Викладач. Що ви знаєте про шкоду дубильних речовин
Учень. Надмірне вживання дубильних речовин, провокує запори, не варто про це забувати.
Найкраще вживати продукти, які багаті дубильними речовинами - натщесерце або у відрізках між їжею. В іншому випадку вони взаємодіють з білками їжі, зовсім не досягаючи слизової оболонки шлунка і кишечника.
Викладач. Що ви можете сказати про хімічні забарвленням деревини?
Учень. Хімічні забарвлення — зміна кольору зрубаної деревини в результаті розвитку хімічних і біохімічних процесів, здебільшого пов'язаних з окисленням дубильних речовин; хімічні забарвлення рівномірні за кольором і розташовані звичайно у поверхневих шарах деревини (І...5 мм). При висиханні деревини вони часто більшою чи меншою мірою вицвітають.
Розрізняють такі хімічні забарвлення: продубина — червонувато-коричневе або буре забарвлення підкіркових шарів сплавної деревини порід, кора яких багата на дубильні речовини (ялина, дуб та ін.); дубильні патьоки — бурі плями у вигляді патьок на поверхні сортиментів порід, деревина яких багата на дубильні речовини; жовтизна — світло-жовте забарвлення заболоні сплавної деревини хвойних порід, що виникає при інтенсивному сушінні її; світлі хімічні забарвлення — забарвлюють деревину в бліді тони, які не маскують її текстуру; темні хімічні забарвлення — забарвлюють деревину в густі тони, що маскують її текстуру.
Хімічні забарвлення не впливають на фізико-механічні властивості деревини. Інтенсивне забарвлення псує зовнішній вигляд облицювальних матеріалів.
Учень.
Хімічні забарвлення виникають на свіжозрубаній або сплавній деревині як наслідок зміни складу клітин без участі грибів. Розташовуються вони в поверхневих шарах деревини на глибині 1 – 5 мм. За кольором та причиною виникнення розрізняють світлі та темні забарвлення, продубину та жовтизну. Учень. Хімічні забарвлення деревини пов’язане звичайно з окисленням дубильних речовин в результаті хімічних та біохімічних реакцій.
1. Продубина – червоно-коричневе або синьовато-буре забарвлення, що виникає в результаті окислення дубильних речовин кори (кора ялини, модрини, сосни, дуба, верби містить від 7% до 17% дубильних речовин).
2. Жовтизна – світло-жовте забарвлення заболоні деревини сплавних порід, що виникає при їх інтенсивному сушінні.
Вимірювання: відмічається наявність вади.
Вплив на якість: хімічні забарвлення не впливають на фізико-механічні властивості деревини, але змінюють їх колір та блиск. При інтенсивному забарвленні значно погіршують зовнішній вигляд.
Учень.Колір деревині надають дубильні, фарбувальні і смолисті речовини, що знаходяться в порожнинах клітин. З віком деревина може міняти колір, в основному вона темніє. Але не тільки вік дерева впливає на забарвлення, існує кілька видів хімічної забарвлення деревини, які нерідко є вадами, якщо пиломатеріал заготовлюється для подальшого лущення або розпилу на оздоблювальні матеріали. Взагалі під терміном «хімічне забарвлення» мається на увазі рівномірне або нерівномірне забарвлення, що з’являється в зростаючому або заготовленому лісі в результаті хімічної реакції.
Учень. Види хімічних забарвлень:
— водяний патьок;
— жовтизна (хвойні породи);
— коричнева забарвлення (тополя);
— червоне ядро (помилкове ядро);
— продубина.
Водяній патьок утворюється на поверхні матеріалу у вигляді смуг або плям внаслідок зіткнення дерева з водою. Жовтизною деревини називають світло-жовте забарвлення заболоні сплавної хвойної деревини, яка проявляється при інтенсивному сушінні. Коричневе забарвлення характерна тільки для тополі, воно з’являється у зростаючих дерев на гладких ділянках кори у вигляді чорно-коричневих плям. Такі сліди майже не витравляються і залишаються на пиломатеріалі.
Червоне ядро нерідко називають несправжнім ядром, оскільки це червоне забарвлення спостерігається в центральній частині торця колоди, і воно проходить практично через весь стовбур. Межі несправжнього ядра часто не збігаються з річними кільцями. Червоне ядро може мати круглу, лопатеву або зіркоподібну форму. Причин появи помилкового ядра кілька: вплив грибів, вплив морозів, ранова реакція або вікова диференціація тканин.
Продубина — поверхневе забарвлення (червоно-коричневе або синювато-буре), що має глибину не більше 5 мм. Виникає продубина в результаті окислення дубильних речовин, у тих порід дерев, кора яких багата цими дубильними речовинами.
Хімічне забарвлення деревини не впливає на фізико-механічні властивості матеріалу, а в результаті сушіння більшою мірою вицвітає, тому воно є вадою тільки тоді, коли дерево йде на декоративні вироби, а забарвлені плями або смуги не зникають після обробки.
V. Узагальнення вивченого матеріалу
Викладач. Вашій увазі пропонується відеофільм «Значення дубильних речовин». (Перегляд відеофільму).
Викладач. Вам пропонується виконати вправу «дерево пізнання».
(Учні виконують вправу)
1. На які групи поділяються дубильні речовини?
2. Яким клітинам притаманна наявність дубильних речовин?
3. Які характерні властивості притаманні танінам?
4. Назвіть хімічні забарвлення деревини?
5. Види хімічних забарвлень
6. В якій органелі клітини містяться дубильні речовини?
VІ. Рефлексія. Метод ПРЕС
Викладач. Ось і заповнили ми нашу корзинку і як підсумок я попрошу вас дописати «незакінчене речення». Думайте, зважуйте і продовжуйте:
1. На сьогоднішньому уроці для мене найбільшим відкриттям було…
2.Ця інформація дозволили нам зробити висновок, що …
3. Я успішно засвоїла новий матеріал і вмію…
4. Сьогодні я дізнався…
5. Було цікаво…
6.Було важко …
7. Я зрозумів, що…
8. Тепер я можу…
9. Я навчився …
10. Я отримав…
11. Я зміг…
12. Мене здивувало
VІІ. Підсумок уроку. Оцінка робіт учнів.
VІІІ. Домашнє завдання. Опрацювати матеріал підручника

Класи: 11 клас

Предмети: Біологія