Доведення мономерного складу цукрози

Отриманий в попередньому досліді гідролізат розділіть на дві пробірки. До першої додайте реактиву Селіванова , затисніть пробірку в тримачі і обережно нагрівайте до зміни забарвлення .Запишіть рівняння реакції, спостереження та висновок про присутність в гідролізаті фруктози. До другої частини гідролізату додайте надлишок соди для нейтралізації кислоти до припинення виділення газу, додайте реактиву Фелінга , затисніть пробірку в тримачі і обережно нагрівайте до зміни забарвлення .Запишіть рівняння реакції, спостереження та висновок про присутність в гідролізаті глюкози.

Контрольні запитання.

1. Що таке вуглеводи ? Як вони класифікуються?
2. Які функції вуглеводів в живих клітинах?
3. Яке значення вуглеводів в житті людини ?
4. Які хімічні властивості вуглеводів ви знаєте?
5. Якими реакціями можна виявити глюкозу ?
6. Який реактив є якісним на фруктозу ?
7. Чому цукровий сироп солодший за цукор?
8. Виконати перетворення: карбон →метан→ метанол→ метаналь→ глюкоза→ клюконова кислота

Лабораторна робота №8

Тема Вивчення властивостей полісахаридів( крохмалю ).

Мета :Провести кислотний та ферментативний гідроліз крохмалю, виявити продукти гідролізу.

Прилади і реактиви :сира і варена картопля,крохмаль,крохмальний клейстер(C₆H₁₀O₅)_n, спиртовий розчин йоду(I₂),соляна кислота (HCl), штатив з пробірками, тримачі, пальник.

Найважливішими представниками полісахаридів є крохмаль і целюлоза. Молекули цих природних полімерів побудовані з ланок —С₆Н₁₀O₅—, які є залишками молекул глюкози, що втратили молекулу води. Тому склад крохмалю і целюлози виражається загальною формулою (С₆Н₁₀O₅)n. Відмінність у властивостях природних полімерів глюкози зумовлена будовою цих речовин: макромолекули крохмалю побудовані із залишків α-глюкози, а макромолекули целюлози — із залишків молекул β-глюкози.

Крохмаль (С₆Н₁₀O₅)n поширений у природі. Для різних рослин — він запасний поживний матеріал і міститься в них у вигляді крохмальних зерен. Масова частка його у бульбах картоплі становить приблизно 20 %, в зернах пшениці — біля 70 %, рису — біля 80 %.

Крохмаль — білий порошок, що не розчиняється у холодній воді; у гарячій воді він набрякає, утворюючи клейстер. З розчином йоду дає синє забарвлення ( якісна реакція).

Молекули крохмалю неоднорідні за величиною — значення п у них коливається від сотень до 1000—5000 чи більше.

Найважливіша хімічна властивість крохмалю — його гідроліз, кінцевим продуктом якого α глюкоза. Сумарне рівняння можна виразити так:

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

Звідси можна зробити висновок, що макромолекула крохмалю побудована із залишків молекул глюкози.

Процес утворення макромолекул можна схематично зобразити так:

Оскільки циклічні ланки молекул не містять альдегідних груп, то відновних властивостей крохмаль практично не проявляє.

Крохмаль утворюється в результаті фотосинтезу в зелених рослинах з участю хлорофілу — зеленого пігменту рослин. Хлорофіл вбирає сонячне світло, і за рахунок цієї енергії здійснюється ряд реакцій між оксидом вуглецю (IV) і водою. Фотосинтез можна подати таким сумарним рівнянням:

6CO₂+6Н₂О→С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Далі глюкоза через ряд проміжних стадій перетворюється у крохмаль:

Продукти фотосинтезу внаслідок вбирання енергії сонячних променів володіють великим запасом енергії. За рахунок цієї енергії, яка виділяється при окисненні органічних речовин в організмі, і можлива його життєдіяльність.

У промисловості крохмаль виробляють переважно з бульб картоплі, а також із кукурудзи.

Застосування крохмалю різноманітне. Він є основним вуглеводом продуктів харчування людини — хліба, крупів, картоплі. Значні кількості його переробляють на декстрини, патоку і глюкозу, які використовують у кондитерському виробництві.

З крохмалю, який є в картоплі і зернах злаків, добувають етиловий спирт. Для цього крохмаль спочатку перетворюють на глюкозу під дією ферментів, а потім глюкозу піддають спиртовому бродінню за наявності дріжджів.

Якісною реакцією на крохмал є дія йоду з утворенням синього забарвлення

(С₆Н₁₀О₅)_n +I₂ →(С₆Н₁₀О₅)_n ∙I₂

Крохмаль використовують як засіб для клеєння, обробки тканин, крохмалення білизни. У медицині на основі крохмалю виготовляють мазі, присипки тощо.

Целюлоза, або клітковина,— ще більш поширений вуглевод, ніж крохмаль. З неї складаються в основному стінки рослинних клітин. Масова частка целюлози у деревині становить біля 60 %, у ваті і фільтрувальному папері — 90 %.

Целюлоза — тверда волокниста речовина, нерозчинна у воді і органічних розчинниках. Склад целюлози, як і крохмалю, зображують формулою (СбНіоОз)n. Величина п у деяких видах целюлози досягає 40 000, а молекулярна маса становить кілька мільйонів. Молекули її мають лінійну (нерозгалужену) будову, тому целюлоза легко утворює волокна. Молекули ж крохмалю мають як лінійну, так і розгалужену будову. У цьому основна відмінність крохмалю від целюлози.

Молекули целюлози побудовані із залишків молекул р-глю-кози. Процес їх сполучення можна схематично зобразити так:

Невеликі відмінності у будові молекул зумовлюють значні відмінності у властивостях природних полімерів: крохмаль — продукт харчування, целюлоза для цієї мети непридатна.

Подібно до крохмалю, целюлоза при нагріванні з розведеними кислотами піддається гідролізу, утворюючи глюкозу.

Гідроліз целюлози, відомий також під назвою оцукрення,— дуже важлива властивість целюлози, він дає змогу добувати з деревної тирси і стружок глюкозу, а зброджуванням останньої — етиловий спирт. Цей спирт, добутий із деревини, називається гідролізним.

На гідролізних заводах з 1 т деревини виробляють до 200 л етилового спирту, що замінює 1,5 т картоплі або 0,7 т зерна.

Сира глюкоза, добута з деревини, може бути кормом для худоби.

Оскільки целюлоза — полімер глюкози, її молекули містять спиртові гідроксильні групи. У кожному залишку глюкози таких груп три, і формулу целюлози можна подати так:

C₂H₇O₂(OH)₃

Тому з неї можна добути етери та естери. Целюлоза легко взаємодіє з азотною кислотою і утворює естери — моно-, ди- та тринітратцелюлози:

Тринітротцелюлоза , або як її ще називають піроксилін,— вибухова речовина, яка використовується при виготовленні порохів.

З оцтовою кислотою целюлоза утворює естери — моно-, ди-та триацетатцелюлози.

З триацетатцелюлози виготовляють негорючу фото- і кіноплівку, різні прозорі пластмаси.

Це лише окремі приклади застосування целюлози. У вигляді бавовнику, льону, прядива вона йде на виготовлення тканин — бавовняних і лляних. Великі кількості її витрачаються на виробництво паперу. Піддаючи целюлозу хімічній переробці, виробляють кілька видів штучного шовку.

Хід роботи

Дослід 1. Виявлення крохмального зерна

Розріжте сиру і варену картоплини. Крапніть спиртовим розчином йоду на зрізи. Як змінилося забарвлення? Запишіть рівняння реакції і висновки.

Дослід 2. Якісна реакція на крохмаль

В пробірку насипте 1-1,5г крохмалю та налийте 5мл води, збовтайте, дайте відстоятися , рідину над осадом злийте в іншу пробірку .До цієї пробірки додайте 1-2 краплі розчину йоду. Поява темно-синього забарвлення розчину свідчить про присутність крохмалю .Запишіть спостереження , рівняння реакції та висновки.

Дослід 3. Кислотний гідроліз крохмалю

В пробірку налийте розчину крохмального клейстеру, додайте 1-2мл розчину соляної кислоти. Закріпіть пробірку в тримачі і обережно нагрівайте, відливаючи окремі порції гідролізату в чисті пробірки через кожну хвилину нагрівання .Проведіть якісну реакцію на крохмаль з усіма отриманими пробами. Одержіть :

• синє забарвлення з йодом – розчиний крохмаль;
• фіолетове забарвлення з йодом –вищі декстрини;
• червоне забарвлення з йодом- нижчі декстрини;
• коричнево –жовте забарвлення з йодом – глюкоза.

В останній порції гідролізату доведіть присутність глюкози ( Лабораторна робота № 7)

Зробіть висновок про характер кислотного гідролізу крохмалю . Запишіть спостереження та рівняння реакції.

Дослід 4 Ферментативний гідроліз крохмалю

В пробірку зберіть слини , додайте крохмального клейстеру. Через 1-2 хв. проведіть якісну реакцію на крохмаль. Що спостерігаєте? Запишіть рівняння реакції і висновки.

Контрольні запитання.

1. Що таке полісахариди ?
2. Який мономерний склад крохмалю ?
3. Які фізичні та хімічні властивості крохмалю ?
4. Чим крохмаль відрізняється від уже відомих вам полімерів ?
5. Як виявити крохмаль?
6. Які ви знаєте види гідролізу? В чому їх відмінність ?