ХИМИЯ.ПИТАНИЕ. ЗДОРОВЬЕ. Методическиеи рекомендации

ХИМИЯ. ПИТАНИЕ. ЗДОРОВЬЕ.
(методические рекомендации учителю химии, ведущему профильное обучение)
( формирование валеологической культуры школьников)
Вазиля Чинаеваучитель химии высшей квалификационной категории МБОУ
“Актанышская средняя общеобразовательная школа №1”
Актанышского муниципального района Республики Татарстан,
Заслуженный учитель Республики Татарстан
«Если человек беспорядочен в своем отдыхе,
не регулярен в приеме пищи и не умерен в работеболезнь убивает его».
Конфуций.
Известно каждому: основная задача школы - воспитание всесторонне развитой личности,
развитие умственных способностей и культуры, сохранение и укрепление его здоровья, воспитание
нравственности и подготовка молодого поколения к выбору профессии.
Реализация вышеназванных задач возможна лишь при грамотной организации учебновоспитательного процесса. Широкое внедрение инновационных образовательных технологий в
школьное образование позволит глубже, шире разрешать эти задачи.
Зн а чи т ел ь н ое
м е ст о
в
п р еп од ав ан и и
х и ми и
должн о
уд ел ят ь с я
здоровьесберегающим технологиям, т. к. лишь физически здоровый ребенок может полноценно
развиваться, чувствовать себя уверенно в любой жизненной ситуации, проявить себя как личность.
Здоровьесберегающему обучению способствует систематическая актуализация внимания
учащихся на их здоровье , на необходимости заботы о своем здоровье и ведения здорового образа
жизни.
В процессе валеологического обучения учащихся формируется потребность в здоровье,
убежденность в необходимости вести здоровый образ жизни, ответственно относиться к своему
здоровью и здоровью других людей. Ведь основная задача школы- подготовка ребенка к
самостоятельной жизни, вырастить его нравственно и физически здоровым, научить его быть
здоровым.
Один из эффективных методов формирования валеологических знаний и умений учащихся при
изучении химии - решение задач с валеологическим содержанием. Решая такие задачи, ученик
невольно становится сопричастным к проблеме формирования здорового образа жизни, химические
знания становятся осознанными, ученик видит реальную необходимость приобретения знаний.
Химия- наука экспериментальная. Другим важным методом формирования валеологической
культуры школьников является эксперимент. Требованием к содержанию химического эксперимента
должна стать его валеологическая направленность, которая предполагает разъяснение того, как
знание химических законов и теорий, свойств наиболее распространенных веществ, владение
химическими методами исследования можно грамотно использовать во благо людей. Эксперимент
валеологической направленности должен содержать исследовательский компонент, обеспечивающий
не только интерес к получаемым результатам, но и нацеливающий на оценку этих результатов как
основу для выработки валеологически грамотных действий.
Важную роль в формировании осознанного отношения учащихся к своему здоровью имеет
использование при изучении химии различных творческих заданий, проблемных вопросов
валеологического характера. При решении творческих заданий школьники изучают научнопопулярную литературу, публикации периодической печати, собирают и анализируют информацию
валеологического характера. Все это способствует расширению знаний учащихся о глобальных
экологических проблемах, формированию системы знаний о своем здоровье, о методах его
сохранения и укрепления. Творческий, проблемный подход к обучению развивает исследовательские
умения, заставляет мыслить и самостоятельно делать выводы, предлагать рекомендации, свои
способы их решения.
Высокий уровень валеологической грамотности учащихся может быть обеспечен при
комплексном использовании различных форм и методов обучения, систематическим владением на
каждом уроке сведений о связи химии с вопросами валеологии.
Химия должна учить не только познанию вещества, а и влияния его на живой организм,
в том числе на организм человека. На уроках химии предоставляются широкие возможности для
претворения в жизнь этой задачи.
Статистически наиболее значимым является, однако, тот факт, что образ жизни определяет
наше здоровье примерно на 50%. Это означает, что болезни редко бывают результатом только
какого-то неблагоприятного стечения обстоятельств, превратностей судьбы или влияния
наследственности. Чаще всего они связаны с тем, какой образ жизни мы выбираем. Среди всех
факторов, определяющих повседневный образ жизни, питанию принадлежит центральная роль. В
процессе изучения химии особое внимание должно уделяться вопросам гигиены питания.
Ни на йоту нельзя забывать высказывание Гиппократа:«Человек рождается здоровым, все
болезни проникают в его организм пищей через рот». Понятно, что непомерное потребление
пищи, неправильное питание приводит к развитию болезней, нарушает обмен веществ.
Каждый себя уважающий человек должен заботиться о своём здоровье. С момента
зарождения человек старался обеспечить себя пищей для того, чтобы существовать. На уроках
химии должно быть разъяснено, что область промышленности, занимающаяся переработкой
и сохранением пищевых продуктов не всегда благотворно действует здоровью людей, чаще
всего, отрицательно воздействует организму человека.
Валеологическое сопровождение учебного процесса, рост валеологической подготовленности
учащихся в конечном итоге должно способствовать успешному выполнению ими образовательной
программы.
В 9 классе при_изучении темы «Щелочные металлы» уместно рассказать о вреде
излишнего употребления поваренной соли. Считается, что употребление соли увеличивает риск
заболевания сердца, так как вызывает повышение артериального давления. Можно привести
примеры: в научных исследованиях установлено, что если каждый человек сократит потребление
соли на 30%, то смертность от болезней сердца уменьшится на 16%, а лечение от артериального
давления потребуется вдвое меньшему числу людей. Сокращение употребления соли на 60%
приведет к снижению смертности от сердечных заболеваний на 30%, и на 80% меньше людей будут
нуждаться в лечении от гипертонии. Необходимо напомнить, что для уменьшения соли
на 30% не нужно добавлять соль за столом, для уменьшения соли на 60% не добавляйте соль при
приготовлении пищи и за столом, откажитесь от готовых продуктов, в которые добавлена соль
(беконы, ветчина, солонина, колбасные изделия, пирожки и мясные консервы, рыбные палочки,
консервные супы и сухие концентраты, бульонные кубики, маргарин, сыр, чипсы, соленые орешки и
т. п.)(материал взят из книги Д-ра Джона Бриффа «Здоровое питание»)
В 9 классе при изучении темы «Кальций и магний. Соединения кальция и магния»
необходимо уделять внимание химическому состав зубов и сохранению здоровья зубов.
Необходимо разъяснить учащимся, что наиболее распространенными заболеваниями людей в
последние годы считаются заболевания зубов и ротовой полости. Кариес - это самое
распространенное заболевание зубов. По статистике, только 3% людей генетически не склонны
к этому заболеванию, в основном, это люди негроидной расы.
Кариес развивается под действием микроорганизмов, вырабатывающих молочную кислоту из
остатков пищи, особенно углеводов. Любой дефект эмали зуба (её состав близок к минералу
гидроксидапатиту Са5ОН(РО4)з ) приводит к проникновению микроорганизмов во внутренние ткани
зубов, что вызывает их воспаление (дентит, пульпит). Образование молочной кислоты резко снижает
рН слюны от 7,0-7,5 (нейтральная) до 4,5-5 (кислотная). При такой кислотности разрушение эмали
зубов ускоряется. Необходимо довести до сознания учащихся, что всегда после еды необходимо
чистить зубы и язык, а так же полоскать ротовую полость. Основное средство ухода за зубами зубная паста. В 9 классе, при изучении темы «Кальций и его соединения» так же необходимо
выяснить, из чего же состоит зубная паста -многокомпонентная система, которая имеет следующий
состав:
-абразивные вещества (чаще всего для этих целей используют карбонат,
гидрофосфат и фосфат кальция, диоксиды кремния, титана,
оксид алюминия), осуществляют механическую очистку зубов от
налёта и полировку;
-связующие
компоненты (как правило,
вещества,
выделяемые из морских
водорослей), используются для превращения смеси
абразивных порошков в стойкую пасту;
-загустители (глицерин, сорбит, полиэтиленгликоль) используются
для получения пластической, выдавливающейся из тюбика массы,
так же они способствуют сохранению в пасте влаги, улучшают
вкусовые качества;
-пенообразователи
(ПАВ,
например,
лаурилсульфат
натрия) способствует
очищению;
-антисептики
(формальдегид,
хлорированные
фенолы, бензойная
кислота)устраняют микробы;
-соединение фтора (фторид натрия, фторид олова (II), монофосфат натрия) укрепляют
ткани зубов;
-ионы фтора переводят гидроксид - апатит Са5ОН(РО4)з в CaF2, а он, в свою очередь,
адсорбируется на эмали, предохраняя её от воздействия кислот, также фторидные соединения
подавляют жизнедеятельность бактерий;
-вкусовые добавки (сахарин и его производные) и отдушка (ментол,
мятные масла, гвоздичное масло, эвкалиптол) придают зубной пасте
приятный
вкус и запах. (Каждый урок желательно сопровождать показом слайдов.)
В ходе изучения темы можно рекомендовать вопросы для размышления, такие как:
1. Плохой уход за зубами, особенно несвоевременное удаление остатков пищи - одна из
причин кариеса. Почему для зубов особенно опасна углеводная пища (белый хлеб, печень, сахар)?
Сколько монофосфата натрия NaF *NaPO3 содержится в зубной пасте массой 100 гр., если на
упаковке написано, что содержание активного фтора 0,15%?
2. Стоматологи рекомендуют для профилактики кариеса ежегодно использовать 1,5
г. активного фтора. Сколько тюбиков зубной пасты нужно израсходовать в год, чтобы обеспечить эту
норму?
3. При неправильном уходе за ротовой полостью, зубы становятся очень чувствительными к
горячей и холодной пище, но эти ощущения проходят, если два раза в день чистить зубы
пастой, содержащей фтор. Как с химической точки зрения объяснить этот факт?
Необходимо остановиться на профилактических мерах по сохранению и укреплению эмали
зубов.
Необходимо напоминать о том, что молочные продукты как творог, ряженка, йогурт, кефир
содержат очень много соединений кальция, укрепляющие кости, в том числе и зубы.
Нужно вспомнить часто употребляемые напитки как Coca-Cola, Pepsi, Sprait, Fanta. Эти
напитки в своём составе содержат много кислот как уксусная, лимонная, фосфорная (об этом
написано на их этикетках), способны выведении ионов кальция от зубов. Можно учащимся провести
исследование по определению кислотности этих напитков с помощью индикаторов.
Практическая работа №1
Химический анализ напитков. Исследование наличия кислот в напитках и фруктах.
Цель: определить содержание кислот в продуктах питания.
Оборудование: напитки Coka-kola ,Spreit, Fanta , зеленые яблоки, лимон, пробирки,
индикаторы, вода.
Учащиеся отливают напитки и отжимают соки фруктов в пробирку и исследуют наличие в
них кислот с помощью индикаторов. Делают выводы:
-в целях защиты зубной эмали от кислот пищевых продуктов:
а)не злоупотреблять продуктами, содержащими кислоты;
б)после каждого употребление кислотосодержащих продуктов и перед сном полоскать
ротовую полость слабым раствором соды или просто водой;
в)после употребления продуктов, содержащих кислоты, нужно пожевать жевательную
резинку, нейтрализующую кислоты.
Ученики, изучающие химию, должны иметь не только определенный объём теоретических
знаний по предмету, а , прежде всего, должны знать состав пищевого сырья, уметь выбирать
пищевые продукты, должны уметь применять теоретические знания в повседневной жизни.
Котлеты, булочки, лечо, картофель фри, чипсы, йогурты, мороженое, Coca-Cola, Fanta... А что
же собой представляет пища? Её состав, казалось бы, прост: белки, жиры, углеводы, витамины. Но
читали ли вы когда-нибудь этикетки на упаковках? Сплошные буквы «Е»!
Что же это за чудо такое! Знакомим учащихся, что Е-100-Е-182 - красители. Е-200-Е-299 консерванты (соль, угольная кислота, сахара не входят). Е-ЗОО-Е-399 -вещества, замедляющие
процессы брожения. Е-400-Е-499 - стабилизаторы, обеспечивают длительную сохранность
консистенции. Е-500-Е-599 - эмульгаторы, позволяют равномерно распределять дисперсные системы,
поддерживать такие эмульсии, как масло, пиво, нектары без образования осадка. Е-600-Е-699 усиливают или придают вкус. Е-900-Е-999 - антифламинги, препятствуют слёживанию муки,
сахарного песка, а так же образованию пены в напитках. Но многие вещества, закодированные
буквами «Е», могут быть опасны для здоровья человека. Учащимся можно предложить
вышеприведенный список и этикетки от продуктов, чтобы они могли определить, где что находится.
В каждой теме школьного курса химии целесообразно выполнение упражнений и решение
задач валеологического содержания.
Задачи.
1.Магний наряду с кальцием в виде ортофосфата Мg 3 (PO 4 )2 образует костную ткань. Им
богаты все зеленые овощи: магний входит в состав хлорофилла. Кушайте свежую зелень, желательно
круглый год, и вы обеспечите потребность своего организма в магнии, составляющую ежесуточно
0,4г. Сколько (в г.) ортофосфата магния отвечает потребляемой человеком каждый день массе
элемента магния?.
Ответ: m=1,44г.
2.Яйцо в «мешочек»с очень тонким, но плотным слоем белка варится е в воде, а в столовом
уксусе с добавкой поваренной соли в течение 3-3.5 минут и получается- не удивляйтесь!- без
скорлупы. Растворение яичной скорлупы, состоящей из карбоната кальция СаСО 3 и ортофосфата
кальция Са 3 (РО4 )2, отвечает реакции:
СаСО 3 + 2СН 3СООН = Са (СН 3СОО) 2 + СО 2 + Н 2О.
Какой объем столового уксуса (3%-ного раствора уксусной кислоты) требуется для
растворения скорлупы одного яйца? Массу яичной скорлупы примите равной 6г, а содержание в ней
карбоната кальция-40%.
Ответ: V (р)= 0, 096л.
3.Зубная паста- это сложные смеси, чаще всего содержащие карбонат кальция (мел). Карбонат
кальция для зубных паст получают химическим осаждением из раствора гидроксида кальция.
Рассчитайте массу гидроксида кальция, который требуется для получения 85кг. карбоната
кальция этим способом, если выход продукта в технологическом процессе осаждения
(искусственного мела)равен 94 %.
Ответ: mСа(ОН)2=66,9кг.
4. «Горькая»или «английская»соль (кристаллогидрат серосодержащей соли магния) впервые
была выведена англичанином Неемиасом Грю из воды минерального источника в Эпоне-пригороде
Лондона. Эта соль применяется в медицине при заболеваниях нервной системы, для снижения
артериального давления, а так же как слабительное средство.
Определите состав английской соли, если массовые доли элементов в ней составляют: 9.86%
Mg, 3,01% S , 71,40% O, 5,73% H.
Ответ: Состав соединения- Mg 1S 1 O 11 H 14 , формула- Mg S O 4 * 7H 2O.
5.Суточная потребность организма в кальции в виде СаСО3 составляет 1,2г. Вычислите
количество карбоната кальция.
Ответ:n (СаСО3)= 0,012 моль.
В 9 классе в теме «Металлы побочных подгрупп» уместно решение следующих расчетных
задач:
1.Будет ли вредна для здоровья питьевая вода, если в ней содержится: а)3,6*10-6 моль/л Fе2+ ;
б)1,7*10-7 моль/л Ni2+; в) 1,9*10-7 моль/л Cr3+? Для
питьевой воды санитарными нормами
допускается содержание железа (II), равное 0,2 г/м3; никеля (II) -0,1г/м3; хрома (III)-0,05г/м3.
Ответ: не будет, поскольку содержание Fе2+ , Ni2+ , Cr3+ ниже предельно допустимого по
санитарным нормам.
2.Можно ли без вреда для здоровья пить молоко, в котором содержится :а)0,04мг катионов
свинца (II); б)0,6 мг катионов меди (II) в) 4,5 мг катионов цинка (II)? Для молока санитарные норм
содержания этих ионов равны 2,4*10-7 моль/л Pb2+; 1,6*10-5 моль/л Cu2+;
7,7*10 -5моль/л Zn2+.
Ответ: можно, поскольку содержание этих ионов ниже предельно допустимого по санитарным
нормам.
3. Целебные свойства серебра и «серебряных» препаратов известны с давних времен. Еще
персидский царь Кир II Великий (558-529г.г. до н.э.) пользовался серебряными сосудами для
хранения питьевой воды во время военных походов. Хорошо известен и самый простой способ
обеззараживания питьевой воды- выдерживание ее в контакте с металлическим серебром. При этом в
раствор постепенно переходит ничтожное количество ионов Аg+ (не более 0,001 мг на 1л воды), и
этого уже достаточно, чтобы победить болезнетворные бактерии. Рассчитайте число ионов серебра
(I)в 50 мл обеззараженной серебром воды.
Ответ: N (Ag+) =2,8*1015.
В 9 классе при изучении темы «Галогены» необходимо рассказать о том, что в желудочном
соке человека содержится примерно 0,2%-ный раствор соляной кислоты, которая активирует
фермент пепсиноген, превращая его в пепсин. Последний катализирует гидролиз белков с
превращением их в пептиды, т.е. участвует в процессе переваривания пищи. Соляная кислота так же
участвует в образовании секретина и некоторых других гормонов, стимулирующих деятельность
поджелудочной железы. Кроме того, она способствует переходу пищевых масс из желудка в
двенадцатиперстную кишку и обезвреживанию микробов., попадающих в желудок из внешней
среды.
Задача.
Желудочный сок-это бесцветная жидкость, имеющая кислую реакцию благодаря присутствию
соляной кислоты HCI, которая относится к числу сильных кислот, полностью диссоцирующих в
водном растворе. Рассчитайте рН желудочного сока, если массовая доля НСI в нем составляет 0,5%.
Плотность желудочного сока практически равна плотности воды.
Ответ: рН=0,73.
В 9 классе в теме «Углерод», а так же в теме «Азот» можно дать объяснение действия
жевательной резинки «Dirol». В самом ли деле «Dirol» обеспечивает двойную защиту с утра до
вечера, как рекламирует нам телереклама? На упаковке написано, что резинка содержит различные
заменители сахара. Преимущественно ксилит НО-СН2-(СНОН)3-ОН и сорбит НО-СН2(СНОН)4-ОНСН2-ОН. Оба эти соединения относятся к многоатомным спиртам и широко применяются в качестве
заменителей сахара для
больных диабетом. Какую функцию выполняет ксилит и сорбит в
жевательной резинке? Их задача - обеспечить приятный сладкий вкус
и
не
доставлять
дополнительное сырье в виде глюкозы бактериям, вырабатывающим молочную кислоту.
Кроме того, при жевании происходит частичная механическая очистка зубов от остатков пищи.
А карбамид предотвращает разрушение зубной эмали, превращаясь в гидроксид аммония, который
нейтрализует молочную кислоту в ротовой полости: (NH2)2CO + 2Н2О = 2NH4OH + СО2
карбамид
СНз- СНОН-СООН + NH4OH = NH3-CHOH-COONH4 + Н2О
молочная кислота
При изучении в 9 классе темы «Соли азотной кислоты.Нитраты» нельзя не говорить о
накоплении нитратов в овощах и мерах профилактики отравления нитратами. Действительно, при
выращивании овощей с использованием азотных удобрении нитраты накапливаются в них и вредят
здоровью людей. При поступлении в малых количествах с пищей в организм нитраты не
накапливаются и легко выводятся из организма. Но если нитраты поступают в организм в больших
количествах, то происходит их частичное восстановление до нитратов, токсичность которых в сто
раз больше токсичности нитратов. Всосавшись
из
кишечника
в
кровь, нитриты
взаимодействуют с гемоглобином крови и блокируют его дыхательную функцию, превращая часть
гемоглобина в метгемоглобин, неспособный переносить кислород от легких к тканям. Наступает
кислородное голодание тканей, что может вызвать поражение центральной нервной системы,
сопровождающее головокружением, слабостью, головной болью. Из нитратов и нитритов в
кишечнике в присутствии аминов могут образоваться нитрозоамины R1 R2 N2O, обладающие
канцерогенной активностью. Больше всего нитрозаминов содержится в копченых мясных изделиях,
колбасе. Нитраты и нитриты добавляют при обработке мяса и мясных продуктов для сохранения
красного цвета. В овощах нитраты в основном накапливаются в центральной части и кожуре. Много
накапливают нитраты такие овощи как капуста, свекла и зелёные культуры: укроп, петрушка, салат.
Разъясняются меры профилактики отравления нитратами, а именно: в течении нескольких часов
овощи держать в холодной воде (часто меняя воду), очистить от кожуры, слить воду после кипячения
и т. п.
Обращается особое внимание на то, что овощи нельзя варить в алюминиевой посуде, т. к.
алюминий станет катализатором реакции превращения нитратов в нитриты.
Необходимо отметить , что из продукции открытого грунта особо много нитратов
накапливается (мг/кг сырой массы) кресс-салат, салат кочанный, репа, шпинат, кинза, свекла,
капуста листовая, редис, зеленый лук (более 600).
Дается информация о том, что правильная кулинарная обработка снижает содержание
нитратов в продуктах питания: варка, выбор посуды, соление, квашение, маринование (нитраты
переходят в рассол), вымачивание овощей 1%-ом растворе поваренной соли или аскорбиновой
кислоты в течение суток, после чего раствор нужно слить. Рассказывается о том, что нитраты в
основном накапливаются в кожуре овощей.
На этом же уроке можно предложить учащимся опыт по определению содержания нитратов в
овощах.
Практическая работа №2 .
Обнаружение нитратов в продуктах питания.
Цел: определить наличие нитратов в сырых овощах и предложить меры по предотвращению
отравления нитратами.
Оборудование.
Пробирки с этикетками для стандартных растворов, мерные цилиндры, пипетки, мелкая терка,
сырые овощи, раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, дистиллированная вода,
сухой нитрат калия.
Ход работы.
1.Учащиеся готовят стандартные растворы по известным значениям ПДК нитрат- ионов в
сырых овощах (картофель-250мг/кг, капуста-500мг/кг, свекла-1400мг/кг, огурцы-400мг/кг, морковь250 мг/кг, яблоки- 60мг/кг, кабачки-400мг/кг.), используя нитрат калия. Реактивом на нитрат- ион
может служить раствор дифениламина в концентрированной серной кислоте, дающий синее
окрашивание разной интенсивности.
2.Из приготовленных растворов отбирают наиболее ярко окрашенные и проводят
исследование тех продуктов, ПДК нитрат- анионов которых соответствует отобранным растворам.
Для этого сок каждого продукта наливают в пробирки и проводят реакцию с дифениламином,
сравнивая окраску раствора со стандартным раствором для данного продукта. По разнице в окраске
судят о превышении ПДК. Можно определить приблизительное значение концентрации нитратов в
данном продукте, сравнивая окраску раствора с другими стандартными растворами.
3.Обобщают данные, оформляют результаты и обсуждают рекомендации по предотвращению
отравлений нитратами:
а)варка овощей;
б)очистка от кожицы;
в)удаление участков наибольшего скопления нитратов;
г)вымачивание.
Задача.
Если в почву внесен избыток азотных удобрений, то в плодах, листьях. Корнеплодах
накапливаются вредные для здоровья соли- нитраты. Попадая в пищеварительную систему человека.
Они восстанавливаются до нитратов, а это грозит отравлением.
В 9 классе в теме «Соли угольной кислоты» учащимся можно предложить расчетную
задачу:
1.Вместо дрожжей часто используют химические разрыхлители, это позволяет приготовить
тесто гораздо быстрее. Самый доступный из разрыхлителей - питьевая сода, или гидрокарбонат
натрия NаНСО3 , который при взаимодействии с молочной кислотой (из кислого молока) или при
добавлении лимонной кислоты тоже выделяет углекислый газ. Какое количество (моль)
гидрокарбоната натрия потребуется для выделения 25л. (при н.у.)углекислого газа?
Ответ: n= 2,23 моль.
При изучении в 10 классе темы «Карбоновые кислоты» следует рассказать о применении
органических кислот в пищевой промышленности. Химические консерванты продлевают
сохранность продуктов питания. Чаще всего для этих целей используют органические кислоты.
Рассказываем о бензойной кислоте С6Н5 - СООН, которая добавляется в джемы, фруктовые соки,
йогурты в качестве бактерицидного и противогрибкового средства. Именно присутствием бензойной
кислоты в мякоти клюквы, брусники, калины, рябины объясняет их способность к длительному
хранению.
При производстве рыбных консервов, маргарина, напитков находит применение бензоат
натрия C6H5COONa. Сорбиновую кислоту Н3С-СН=СН-СН=СН-СООН и её калиевые, натриевые
соли применяют как консерванты при производстве фруктовых, овощных, рыбных и мясных
изделий, а так же маргарина. Пропионовую кислоту применяют в кондитерской и хлебобулочной
промышленности. Её соли препятствуют росту плесени в хлебных продуктах.
Вопросы для размышления и задачи:
1.Почему полезны кисломолочные продукты?
Ответ. Ценность кисломолочных продуктов заключается в том, что они содержат в своем
составе микроорганизмы (молочнокислые бактерии) и продукты их жизнедеятельности, которые
угнетают гнилостные бактерии в желудочно-кишечном тракте человека. Молочная кислота
получается в процессе молочнокислого брожения и, снижая рН среды, препятствует деятельности
гнилостных микроорганизмов. Усвоение кисломолочных продуктов происходит примерно в три раза
быстрее, чем молока. Поэтому их широко используют в лечебном питании для улучшения
желудочной секреции и нормализации перистальтики кишечника при лечении колитов и гастритов.
2.
В простокваше, йогурте, кефире содержится 0,6-1% молочной кислоты, которая
обладает противомикробным действием. Вот почему кисломолочные продукты широко
рекомендуются для лечебного питания. Рассчитайте молярность молочной кислоты в этих продуктах
(плотность растворов примите равной 0,99 г/мл.).
Ответ: с = 0,07- 0,11 моль/л.
На уроках химии в 10-11 классах можно рассказать о таком страшном заболевании как рак, о
том, что некоторые свойства и содержимое пищи (вкус, цвет, запах) могут вызвать мутацию клеток.
Можно привести пример: алколоид капсаицин, содержащийся в красном перце, так же может
вызвать мутацию клеток и вызвать заболевание рак, что таких данных о черном перце нет.
При сжигании газового топлива в домах, а так же при курении, выделяется ядовитое вещество
формальдегид, так же способный вызвать мутацию клеток. Напоминается, что так же вредно
использование прогорклого масла, они могут так же стать причиной раковых заболевании? Диоксин вещество, вызывающее раковую опухоль, образуется при сгорании полиэтиленовых пакетов и
городского мусора. Диоксин, в основном, накапливается в жировых отложениях, например, в
подкожной жировой клетчатке курицы. При использовании в пищу куриного мяса подкожную
жировую часть, желательно, не кушать.
Ученикам разъясняется, что в кухне курить нельзя. Почему? Потому что при курении
выделяется оксид азота (II), который взаимодействует с аминами и аминокислотами, которых много
в сыре, образуется нитрозоамин, даже мизерная доля которого может вызвать злокачественную
опухоль.
Учащимся можно предложить практическую работу.
Практическая работа № 3.
Взаимодействие аминов сыра с оксидом азота (II),образованного из натронной смеси.
Цель: определение наличия аминов в сыре и их взаимодействие с оксидом азота (II) ,
образованного из натронной смеси , имитирующего табачный дым.
Оборудование: кусочек сыра, натронная смесь, фарфоровая чашка, фенолфталеиновая
индикаторная бумага, вода, стеклянная палочка, нагревательный прибор.
Ход работы: Готовится смесь натронной смеси и сыра, нагревается в фарфоровом тигле.
Влажная фенолфталеиновая бумага, поднесенная к горлышку тигля, приобретает малиновую
окраску, что свидетельствует о выделении аммиака. Взаимодействие аминов с оксидом азота (II)
табачного дыма приводит к образованию вышеупомянутого нитрозоамина.
Эксперты, изучающие причины рака, считают, что многие случаи смерти от рака можно
предотвратить посредством соответствующей коррекции диеты. Действительно, многие ученые
полагают, что 70% случаев рака обусловлены причинами, связанными с питанием. Количество
жира в рационе связано с увеличением
риска развития
рака, особенно рака молочной
железы, лёгких, толстой кишки, прямой кишки, яичников и предстательной железы. Об этом уместно
рассказать в 10 классе в теме «Сложные эфиры. Жиры». Роль жира в развитии рака еще точно не
установлена, однако имеются некоторые основания предполагать, что высокий уровень жиров в
крови необходим для роста определенных видов опухолей.
Задача.
1.Оливковое масло обладает очень ценными свойствами: в нем очень высокое содержание (5583%)ненасыщенной олеиновой кислоты (в отличие от подсолнечного масла, где ее в 2-3 раза
меньше). Какое количество (моль) олеиновой кислоты может содержаться в 1кг. оливкового масла?
Ответ: n= 1,95 - 2,94 моль.
В 10 классе в теме «Спирты» желательно рассказать об алкоголе и раке.
По наблюдениям врачей, в умеренных количествах алкоголь, скорее всего, связан с
повышенным риском развития рака молочной железы, прямой кишки и поджелудочной железы.
Чрезмерное употребление алкоголя, особенно в сочетании с куревом сигарет, может так же
повышать вероятность рака ротовой полости, пищевода и гортани. Хронические алкоголики,
страдающие циррозом печени, так же более подвержены раку печени. В известной степени связь
между раком и потреблением алкоголя не вполне отчетлива ввиду того, что неумеренно пьющие
обычно так же курят и плохо питаются.
Этанол, этиловый, или винный спирт С 2Н 5ОН является основным компонентом любого
алкогольного напитка. Его особенность связана со строением молекулы. Группа
С 2Н 5 –неполярная часть молекулы, способна внедряться (растворяться) в органические
вещества, а за счет полярной группы ОН происходит растворение спирта в воде и водных растворах.
Этанол хорошо растворяется как в органических веществах, так и в воде или водных растворах.
Человеческий организм оказывается беззащитным в отношении этанола. Принятый во внутрь,
алкоголь быстро всасывается в желудке и тонком кишечнике и поступает в кровь. Кровь- водный
раствор, а алкоголь хорошо растворяется в воде. Из крови этанол поступает в ткани. В печени
происходит ферментативное окисление этанола до уксусного альдегида и далее до уксусной кислоты.
Отравление вызывает уксусный альдегид, который является гораздо более сильным ядом, чем
этанол.
Алкоголь действует и на другие органы: происходит возбуждение системы дыхания,
изменение ритма сердечных сокращений, сильное влияние алкоголь оказывает на центральную
нервную систему. При систематическом приеме алкоголя развиваются необратимые
функциональные нарушения.
В 10 классе в теме «Карбоновые кислоты» уместно рассказать о свойствах щавеля. В
щавеле, как известно, содержится щавелевая кислота. При употреблении щавеля в больших
количествах щавелевая кислота взаимодействует с растворимыми солями кальция, содержащимися в
крови, и образуют нерастворимую соль оксалата кальция, что может привести к закупорке вен.
Людям, имеющим высокую свертываемость крови и предрасположенным к тромбофлебиту,
употреблять щавель нельзя.
Задача.
1. Ранней весной все любят употреблять в пищу щавель. А все ли знают, что нельзя
злоупотреблять блюдами из щавеля и шпината, так как содержащаяся в их листьях до 0,1-0,5%
щавелевая кислота связывает кальций в неусвояемую форму- образует малорастворимый оксолат
кальция Ca C 2O 4.
Какое количество кальция (в молях) будет связывать щавелевая кислота, присутствующая в
100г. листьев щавеля?
Ответ: n= 0,0011- 0,0056 моль.
При изучении в 10 классе темы «Витамины» обращается внимание учащихся на то, что во
многих странах мира на первый план выходит проблема депрессии человеческого организма.
Отсутствие надежды на будущее, загрязнение окружающей среды, ухудшение жизненного уровня
никак не может повысить настроение людей. Раньше всем детям понемногу давали рыбий жир, т. к. в
его состав входит витамин «D». А витамин «D» необходим детскому организму для профилактики
заболевания рахит. Подводим учащихся к мысли о том, что те, кто любит рыбу, - оптимисты и им
никакая депрессия не грозит. Приводятся данные наблюдений: степень депрессии людей,
питающихся рыбной пищей, в 6 раз меньше тех, которые используют рыбу редко или совсем не едят.
В этой же теме рассказываем о витаминах «А», «С», «Е», которые могут препятствовать образованию
раковых клеток. В капусте, во всех жёлтых и зелёных овощах и фруктах содержится каротин,
витамины «С» и «Е», они способны выведению из организма вредных веществ.
Лабораторный опыт №1.
Обнаружение витаминов и ферментов в пищевых продуктах.
а) определение витамина А в рыбьем жире и подсолнечном масле;
б) определение витамина Д в рыбьем жире;
в) определение витамина С в лимоне.
Задачи.
1.Витамин С (аскорбиновая кислота) предохраняет от цинги, повышает иммунитет.
Источники этого витамина в питании - свежие и консервированные овощи, фрукты, ягоды.
Особенно богаты аскорбинкой плоды шиповника, смородина , петрушка, укроп, а среди
дикорастущих- крапива, кислица, черемша. Аскорбиновая кислота неустойчива: при нагревании на
воздухе легко окисляется до дегидроаскорбиновой кислоты, не имеющей витаминных свойств. Это
обстоятельство надо учитывать при кулинарной обработке овощей и фруктов. Суточная потребность
организма в витамине С- 75-100мг. Сколько лимонов надо съесть ежесуточно, чтобы удовлетворить
потребности организма в витамине? Примите среднюю массу одного лимона равной 100г., а
содержание аскорбиновой кислоты в нем- 0,5 %.
Ответ: ежесуточно надо съесть около 1/ 5 части лимона.
2.Витамин D – эргокальциферол - оказывает противорахитное действие и помогает усвоению
кальция. Этот витамин совершенно необходим растущему организму в период формирования и
развития костей и зубов. Витамин D cодержится в рыбьем жире, икре, сливочном масле, яйцах,
молоке. Помимо этого, он образуется в организме под влиянием солнечных лучей. Суточная
потребность организма в витамине D -0,01мг. Определите, будет ли соблюдаться норма потребления
витамина D, если принимать один раз в день 5 капель 0,01%-го масляного раствора этого витамина.
Объем одной капли-0,04мл, плотность раствора 0,92 г/мл.
Ответ: m=1,84*10-5 г/сут., больше, чем норма потребления(1*10-5г/сут.)
В 9 классе при изучении темы «Галогены» целесообразно решение задачи:
Задача.
1.Потребность человека в хлоре обычно удовлетворяется за счет поваренной соли NaCl. Хлор,
в частности совершенно необходим для получения соляной кислоты HCl, которая постоянно
образуется в желудке-этом портативном передвижном химическом заводе, владельцем которого
является каждый из нас. Поскольку хлорид натрия выводится из организма с потом. Очевидно, что
потребность в поваренной соли у работающих в жарком климате или в горячих цехах больше. Она
возрастает до 20-25 г в сутки. Какое количество (моль)поваренной соли потребуется человеку,
работающему в горячем цехе: а)в неделю; б) в год?
Ответ: а)n= 2,4- 3 моль; б)
n= 124,01- 156,14 моль.
При изучении в 10 классе темы «Углеводы» нужно обратить внимание учащихся на тот факт,
что излишнее потребление сахара и сахаросодержащих продуктов как конфеты, печенье, торты,
бисквиты, шипучие напитки с ароматизаторами вызывают быстрое повышение уровня сахара в
крови. В ответ на внезапное повышение уровня сахара происходит высвобождение инсулина,
который превращает сахар, не востребованный в тканях организма в жиры. Вот почему употребление
продуктов, быстро высвобождающих сахар, со временем приводит к увеличению массы тела, т. е.
происходит ожирение.
Лабораторный опыт №2.
Определение качества меда.
а) органолептические показатели;
б) анализ на наличие органических красителей;
в)анализ на наличие крахмала;
г)анализ на наличие карбонатов;
д)определение зрелости меда(содержание фруктозы и глюкозы).
В 10-ом классе в теме «Жиры» уместно рассказать о холестерине.
Холестерин - один из основных жиров . Он содержится во всех клетках нашего тела и
используется в качестве строительного материала, однако при большом его содержании в крови
холестерин приносит больше вреда, чем пользы.
Существует несколько типов холестерина. «Плохой» холестерин- содержится в
липопротеидах низкой плотности. «Хороший» холестерин -содержится в липопротеидах высокой
плотности. Общий холестерин-совокупность «плохого»и «хорошего»холестерина.
Для большинства людей уровень общего холестерина должен быть менее 200мг/дл (5
ммоль/л), уровень «плохого» холестерина- не менее 115 мг/дл (3ммоль/л), а уровень «хорошего»
холестерина- более 40 мг/дл (1ммоль/л)для мужчин и 48 мг/дл (1.2ммоль/л) для женщин. Высокий
уровень холестерина
может способствовать развитию атеросклероза. Чем ниже уровень
холестерина, тем меньше риск развития сердечно- сосудистых заболеваний.
Что необходимо сделать для снижения холестерина в крови?
-уменьшите суточное потребление жира до 30% от общего количества калорий;
-ешьте фрукты и овощи. Каждый прием пищи начинайте с овощного салата. Употребляйте
продукты с низким содержанием жира. Замените сливочное масло растительным. Старайтесь мясо и
овощи тушить, а не жарить.
-при выборе продуктов пользуйтесь рекомендациями, представленными в таблице:
Полезно
Необходима умеренность
Следует избегать
Свежие фрукты
овощи, зелень,
салат,
шпинат,
обезжиренный
творог, нежирная
рыба,
злаки, отруби.
Крупы,
картофель,
бобовые, фрукты и ягоды,
протертые
с
сахаром,
молоко,
кисломолочные
продукты, твердые сыры с
низким содержанием жира,
постное
мясо,
хлеб,
макароны.
Все жареное, сало, сливочное масло, маргарин,
майонез, орехи, семечки, жирное мясо,
колбасы, рыбные консервы в масле, сметана,
сливки, мороженое, сыры жирных сортов,
сахар, конфеты, шоколад, варенье, торты,
пирожное, сладкие соки, какао, алкогольные
напитки.
-больше двигайтесь. Чем больше мы двигаемся, тем меньше холестерина откладывается у нас
в сосудах.
-не курите. Компоненты табачного дыма повышают уровень холестерина крови.
Упражнения и задачи по теме «Белки. Жиры. Углеводы.»
1.
Почему оливковое масло хранится дольше, чем подсолнечное?.
Ответ. Жиры, содержащие радикалы ненасыщенных жирных кислот, окисляются кислородом
воздуха. С увеличением степени непредельности жирных кислот, входящих в состав масел, скорость
их окисления возрастает. Известно, что олеиновая кислота
Н 3С-(СН 2) 7 -СН=СН-(СН 2) 7 -СООН содержится в оливковом масле , имеет одну двойную
связь, а линолевая Н 3С-(СН 2) 4 -СН=СН-СН 2-СН=СН-(СН 2) 7 –СООН , входящая в состав
подсолнечного масла -две. Поэтому олеиновая кислота окисляется медленнее, чем линолевая, и
оливковое масло хранится дольше подсолнечного.
2.Считается, что в дневном меню соотношение белков, жиров и углеводов по массе должно
составлять 1:1:4. Это значит, что продукты, содержащие белки, должны оптимальным образом
сочетаться с растительными и животными жирами, а так же углеводами (крахмалом, сахаром,
клетчаткой). Рассчитайте количество вещества (моль углеводов (в расчете на сахарозу С 12Н22О11) и
жиров (в расчете на триглицерид стеариновой кислоты (С17Н35СОО)3С3Н5), которые должны
присутствовать в рациональном дневном меню, если масса белков в этом меню составляет 100г.
Ответ: n (жиров) =0,11моль, n(углеводов)=1.17 моль.
3.Используя знания о белках, объясните, почему тепловая обработка пищевых продуктов
позволяет уничтожить большинство болезнетворных микроорганизмов, находящихся в них.
Ответ: белки, являющиеся основным элементом всех организмов, меняются при повышении
температуры свои естественные свойства - денатурируют. Простые организмы, например бактерии,
при этом процессе погибают.
4.
Больше всего белка в сыре (до 25%), мясных продуктах (в свинине 8-15, баранине1617, говядине 16-20%), в птице (21%),рыбе (13-21%), яйцах (13%),твороге (14%).
Молоко содержит 3% белков, а хлеб- 7-8%. Рассчитайте массу каждого из этих продуктов,
обеспечивающих дневную потребность взрослого человека в белках, равную 200г.
Ответ:m(сыр)=800г.,m(свинина)=2500г, m(баранина)=1176,51250г,m(говядина)=1000-1250г,
m(птица)=952,4г,m(рыба)=1538,5г,m(яйцо)=1538,5г,
m(творог)=1428,6г,
m(молоко)=6,7г,
m(хлеб)=2500-2857г.
Практическая работа №4.
Определение содержания белковых веществ в растениях.
Цели: - научить определить содержание белковых веществ в растениях;
- научить работать с химическими реактивами, наблюдать, анализировать, делать выводы;
- привить интерес к изучаемому курсу и содействовать выбору профессии.
Форма урока: практическая работа в группах.
Оборудование: аналитические весы, химическая посуда, нагревательные приборы.
Реактивы: 6% раствор сульфата меди, 1,25% раствор хлорида бария, серная кислота
концентрированная, 0,1 н. раствор гидроксида натрия, 0,1 н.раствор серной кислоты (титрованный).
Содержание работы: Белковые вещества осаждают основной солью сульфата меди CuSO4
*Cu(OH)2.
При нагревании осадок белка отмывают от солей и растворимых веществ,
содержащих азот, и обугливают концентрированной серной кислотой, аммиачный азот отгоняют на
аппарате Кьельдаля и титрируют.
Ход анализа.
1г. воздушно- сухого или 5г. свежего материала отвесьте на аналитических весах, поместите в
химический стакан емкостью 150-200 мл.
Добавьте туда же 50мл. дистиллированной воды и содержимые стакана нагрейте до кипения.
1.В горячий раствор добавьте сначала 25мл. 6% -ного раствора сульфата меди и после этого
при помешивании приливайте небольшими порциями 25мл. 1,25%-ного раствора гидроксида натрия.
Образующаяся при этом основная соль сульфата меди CuSO4 * Cu(OH)2 осаждает белок в виде
комплекса белковых молекул и меди.
2.Осадку дайте отстоять.
3.Затем в колбу емкостью 300мл. вставьте воронку с фильтром и содержимое стакана
профильтруйте (сначала сливайте по стеклянной палочке жидкость над осадком).
4.Осадок в стакане несколько раз промойте декантацией горячей водой, сливая промывные
воды на фильтр.
5.Закончив промывание осадка, перенесите его без потерь на фильтр и здесь снова промойте
до исчезновения реакции в фильтрате на сульфат- ион (с хлоридом бария ( Ba Cl2 ) ион меди ( с
гексациано- II феррат) калием .
6.Воронку вместе с фильтром и осадком просушите в сушильном шкафу при 50- 60С в
течение 2 часов.
7.После этого осадок вместе с фильтром перенесите в колбу Кьельдаля емкостью 500 мл.
8.Прилейте туда же10- 15 мл. концентрированной серной кислоты(для сжигания осадка с
фильтром).
9.После этого отгоните аммиак. Количество азота определите по формуле:
x=(V T – V T) * 0,1* 0,014 * 100
(%)
m
где x – содержание азота в процентах на воздушно – сухое вещество,m–навеска исследуемого
вещества в граммах, V – объем 0,1 н. раствора серной кислоты, взятой в
приемник, Т – поправка к титру этой кислоты, V – объем 0,1 н. раствора гидроксида натрия,
израсходованного на титрование.
Сделайте выводы относительно содержания белков в продуктах питания.
Заключение.
Включение валеологического компонента в содержание уроков химии вносит разнообразие в
обучение, повышает объем и качество знаний, развивает и воспитывает потребность в
валеологически грамотном поведении при обращении с веществами в повседневной жизни,
способствует формированию устойчивого интереса и творческого подхода к предмету. Для
эффективного внедрения валеологического подхода в школьное образование представляется
целесообразным комплексное использование различных форм и методов обучения, систематическая
актуализация внимания учащихся на их здоровье, здоровом образе жизни.
Литература.
1. Несмеянов А.Н., Беликов В.М. Пища будущего.-М., 1985г.
2. Д-р Джон Бриффа. Здоровое питание.-М.,Махаон, 2001г.
3. Аликберова Л.Ю., Рукк Н.С. Полезная химия: задачи и
истории. Дрофа.
М., 2005г.
4. Чупаха И.В., Путаева Е.З. Здоровьесберегающие технологии в образовательновоспитательном процессе.-М.,2001.
5. Статьи научно- методического журнала «Химия в школе»,1998-2004г.г.
6. Пичугина Г.В. Повторяем химию на примерах из повседневной жизни.-М.,Аркти,1999г.
7. Трифонова Д.Н.Энциклопедический словарь юного химика - М., Педагогика- Пресс,1999г.
8. Зайцев Г.К. Школьная валеология. С.-П., 2001г.
9. Скурихин И.М. Все о пище с точки зрения химика.-М.,1991г.
10. КуинджиН.Н. Валеология. Пути формирования здоровья школьников.М.2001г.
11. Мухаметшина Р.М. Формирование валеологических знаний в процессе изучения химии.
Казань, 2002г.
Интернет- сайты: http:// cellbio utmb.edu-сайт университета Юта(США) по клеточной биологии,
гистологии, анатомии и физиологии.
http:// www.nature.ru- сайт МГУ (России) по всем разделам биологии, медицины и другим наукам.
http:// www.issep.rssi.ru- сайт Соровского образовательного журнала.