Tải bản chuẩn giáo án chuyên đề Hóa học 11 Cánh diều CĐ 11.2 Bài 6: Điều chế glucosamine hydrochloride từ vỏ tôm (P1)

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành các nhóm.

- GV yêu cầu các nhóm đọc thông tin ở trang 43 – 45 sách CĐHT, thực hiện các yêu cầu sau:

+ Trả lời CH thảo luận trang 43 sách CĐHT: Hãy tìm hiểu và cho biết các nguồn tự nhiên chứa chitin.

- HS tiếp nhận nhiệm vụ và phản hồi cho GV về việc hiểu rõ/ chưa rõ nhiệm vụ.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS đọc SGK, thảo luận để trả lời câu hỏi.

- GV quan sát, có thể làm rõ yêu cầu của các câu hỏi cho một số HS (nếu cần).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trình bày kết quả thảo luận, câu trả lời CH thảo luận.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV công bố đáp án của câu hỏi.

- GV nhận xét thái độ và hiệu quả hoạt động của HS.

- GV định hướng các nhiệm vụ học tập cụ thể liên quan đến hoạt động học tiếp theo gồm: Tìm hiểu hoạt động thực hành điều chế glucosamine hydrochloride từ vỏ tôm.

I. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐIỀU CHẾ GLUCOSAMINE HYDROCHLORIDE

1. Giới thiệu về chitin, chitosan, glucosamine và glucosamine hydrochloride

a) Chitin

- Chitin là một loại polymer thiên nhiên với trữ lượng rất lớn.

Trả lời CH thảo luận

Trong tự nhiên, chitin tồn tại trong cả động vật và thực vật:

+ Trong động vật: chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng trong vỏ của một số loại động vật không xương sống (giáp xác: tôm, cua,…; côn trùng; nhuyễn thể; giun tròn,…).

+ Trong thực vật: có ở thành tế bào nấm họ Zygomycetes, trong nấm mốc, một số loại tảo,…

b) Chitosan

- Đun nóng chitin trong dung dịch NaOH có nồng độ cao sẽ thu được chitosan.

- Chitosan không độc, an toàn cho con người, có tính tương hợp sinh học cao, có khả năng tự phân hủy sinh học.

- Có nhiều hoạt tính sinh học: tính kháng nấm, tính kháng khuẩn, kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào, có tác dụng cầm máu,…

c) Glucosamine và glucosamine hydrochloride

- Glucosamine được coi là monomer của chitosan, giúp hỗ trợ khớp khỏe mạnh, kích thích sản sinh mô liên kết của xương, tăng khả năng hấp thu calcium, tăng sinh chất nhầy của dịch khớp, tăng bôi trơn ở khớp.

- Glucosamine hydrochloride: chất bột, màu trắng, tan được trong nước, sử dụng phổ biến trong hỗ trợ điều trị bệnh viêm xương khớp.

2. Vỏ tôm – Một loại nguyên liệu để điều chế glucosamine hydrochloride

- Trong vỏ tôm có hàm lượng chitin khá cao (khoảng 14 – 35%), vì vậy, đây là nguồn nguyên liệu chính để điều chế glucosamine hydrochloride.

3. Quy trình điều chế glucosamine hydrochloride

Bước 1: Lấy 10 gam vỏ tôm khô cho vào bình cầu 250 mL. Cho nước ngập vỏ tôm và đun cách thủy trong 2 giờ. Rửa sạch để loại bỏ thịt tôm còn bám trên vỏ.

Bước 2: Cho vỏ tôm vừa rửa sạch ở trên vào bình cầu 250 mL, rồi cho thêm 60 mL dung dịch HCl 5%. Đun cách thủy trong 2 giờ để loại khoáng (nếu không đun có thể để qua đêm), sau đó rửa sạch bằng nước đến khi pH = 7.

Bước 3: Cho vỏ tôm thu được ở Bước 2 vào bình cầu 250 mL, đổ ngập vỏ tôm bằng dung dịch NaOH 5%, rồi đun cách thủy (duy trì ở nhiệt độ 90 – 95^oC) trong 4 giờ. Rửa bằng nước đến pH = 7 và đem sấy khô. Chitin thu được có màu trắng phớt hồng, mềm, không còn vị tanh.

Bước 4: Lấy chitin thu được ở Bước 3 vào bình cầu, thêm khoảng 80 mL dung dịch HCl 35 – 36%. Đun cách thủy trong 4 giờ (duy trì ở nhiệt độ 90 – 100^oC). Để hạn chế sự bay ra của hydrochloride, cần lắp bình cầu vào sinh hàn hồi lưu. Sau khi đun, nếu thấy sản phẩm có màu thì tẩy màu bằng than hoạt tính. Sau đó, lọc loại bỏ than hoạt tính, để nguội, tinh thể glucosamine hydrochloride sẽ tách ra. Sấy khô ở nhiệt độ khoảng 60^oC, thu được glucosamine hydrochloride màu trắng.

Lưu ý: Bước 4 nên được thực hiện trong tủ hút.

4. Đánh giá sản phẩm

- Màu của sản phẩm: trắng và đồng nhất.

- Mùi của sản phẩm: không còn mùi tanh của vỏ tôm.

- Sản phẩm phải khô.

- Khối lượng glucosamine hydrochloride điều chế từ 10 gam vỏ tôm.

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV chia lớp thành các nhóm.

- GV yêu cầu các nhóm thực hiện các nội dung yêu cầu trong mục II.1 – II.3 trang 46 sách CĐHT.

- HS tiếp nhận nhiệm vụ và phản hồi cho GV về việc hiểu rõ/ chưa rõ nhiệm vụ.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS tiếp nhận nhiệm vụ, thảo luận theo nhóm để thực hiện nhiệm vụ.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- Đại diện HS trình bày kết quả thảo luận.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Kết luận, nhận định

GV đánh giá, nhận xét, lưu ý HS khi thực hiện kế hoạch thí nghiệm đã đề ra, hướng dẫn HS viết báo cáo và công bố tiêu chí đánh giá.

II. HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM: THỰC HÀNH ĐIỀU CHẾ GLUCOSAMINE HYDROCHLORIDE TỪ VỎ TÔM

1. Đề xuất vấn đề

- Ứng dụng của glucosamine hydrochloride: được sử dụng phổ biến trong hỗ trợ điều trị viêm xương khớp.

- Nguồn nguyên liệu có sẵn: vỏ tôm (có thể tìm trên các trang web).

- Thuỷ phân chitin/ chitosan (có trong vỏ tôm) trong môi trường hydrochloric acid thu được glucosamine hydrochloride.

2. Xây dựng giả thuyết

- Quy trình sản xuất glucosamine hydrochloride từ vỏ tôm (giống HĐ 1.3):

- Tiêu chí đánh giá sản phẩm:

+Màu của sản phẩm.

+ Mùi của sản phẩm.

+ Độ khô của sản phẩm.

+ Khối lượng glucosamine hydrochloride 

Có thể quan sát, ngửi để đánh giá các tiêu chí đó.

3. Lập kế hoạch thực hiện

- Xây dựng sơ đồ các bước thực hiện quy trình điều chế glucosamine hydrochloride từ vỏ tôm: nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ thí nghiệm, cách thức bố trí, phương pháp thí nghiệm,…

- Lập kế hoạch triển khai quy trình thí nghiệm điều chế glucosamine hydrochloride từ vỏ tôm.

Sơ đồ được đính kèm ở dưới HĐ2.