Урок
Цель работы:
- исследовать химические свойства аминокислот на примере глицина
Ожидаемые результаты:
После проведения работы ученики могут:
- формировать навыки работы в команде
- уметь анализировать и обобщать полученную информацию
- самостоятельно делать логические выводы
Руководство для учителя:
- Задание выполняется в группах по 3-4 человека
- Прежде чем приступить к лабораторным работам, ознакомьтесь с правилами безопасности, пройдя по ссылке:
- Чтобы загрузить рабочий лист, перейдите по ссылке:
Теоретическая часть
Аминокислоты — это органические вещества, которые содержат одновременно аминогруппу (-NH₂) и карбоксильную группу (-COOH). Благодаря этому они проявляют двойственные свойства: могут вести себя как кислоты и как основания.
- В кислой среде аминогруппа принимает протон → образуется катион.
- В щелочной среде карбоксильная группа теряет протон → образуется анион.
Поэтому растворы аминокислот могут быть амфотерными.
Кроме того, аминокислоты при нагревании могут разлагаться или гореть, так как содержат углерод, водород и азот.
Практическая часть
Шаг 1. Приготовьте раствор глицина. Для этого раздавите 10 таблеток глицина с помощью ступки и пестика.
Шаг 2. Растворите полученный порошок в 100 мл тёплой воды.
Шаг 3. Отфильтруйте раствор в чистый стакан. Ваш раствор готов.
Взаимодействие с индикатором
Шаг 4. Проверьте pH раствора с помощью универсального индикатора или лакмусовой бумажки.
Глицин в водном растворе близок к нейтральному, так как его карбоксильная и аминогруппа взаимно компенсируют кислотные и основные свойства (образует цвиттер-ион).
Исследование амфотерных свойств глицина
Шаг 5. Налейте небольшое количество раствора в две пробирки.
Шаг 6. В первую пробирку добавьте несколько капель уксусной кислоты и проверьте pH раствора.
Шаг 7. Во вторую пробирку добавьте немного щёлочи и также проверьте pH индикатором.
Глицин проявляет амфотерные свойства: в кислой среде ведёт себя как основание (протонируется аминогруппа), а в щелочной — как кислота (диссоциирует карбоксильная группа).
Взаимодействие с комплексами металлов
Шаг 8. Налейте в две чистые пробирки по порции раствора глицина.
Шаг 9. В одну пробирку добавьте раствор сульфата меди, а в другую — раствор хлорида железа (или другие соли металлов).
Шаг 10. В каждую пробирку добавьте по 2–3 мл раствора гидроксида натрия и наблюдайте за изменениями.
При добавлении щёлочи в смесь глицина с хлоридом железа(III) выпадает бурый осадок Fe(OH)₃. В растворе глицина с CuSO₄ при добавлении NaOH наблюдается более интенсивная синяя окраска из-за образования медь-глицинатных комплексов.
Горение глицина
Шаг 11. Поместите немного порошка глицина в чистую пробирку. Аккуратно нагрейте пробирку и наблюдайте за изменениями.
При нагревании глицин разлагается: выделяются газы с характерным запахом (NH₃, CO₂ и др.), образуется чёрный углеродистый налёт. При достаточном доступе кислорода глицин может сгорать с образованием CO₂, H₂O и N₂.
Заключение
Аминокислоты обладают амфотерными свойствами: реагируют как с кислотами, так и со щёлочами. При нагревании или горении они разлагаются с образованием газообразных продуктов и углеродистого остатка. Эти реакции подтверждают особое строение аминокислот и их значение как важного класса органических соединений.