Sahharoosi reaktsioonivõrrandite keemilised omadused

Kõige tavalisemate looduslike disahhariidide näide (oligosahhariid) on sahharoos (suhkrupeet või suhkruroog).

Sahharoosi bioloogiline roll

Inimeste toitumise suurim väärtus on sahharoos, mis suures koguses siseneb kehasse toiduga. Sarnaselt glükoosile ja fruktoosile imendub sahharoos seedetraktist kiiresti seedetraktist veres ja seda saab kergesti kasutada energiaallikana.

Sahharoosi kõige olulisem toiduallikas on suhkur.

Sahharoosi struktuur

Sahharoosi C molekulaarne valem12H22Oh11.

Sahharoosil on keerulisem struktuur kui glükoos. Sahharoosimolekul koosneb glükoosi ja fruktoosi jääkidest nende tsüklilises vormis. Nad on omavahel seotud hematsetaalhüdroksüülrühmade (1 → 2) -glükoosi sideme, st vaba hematsetaal (glükosiidse) hüdroksüüli vahel:

Sahharoosi füüsilised omadused ja olemus

Sahharoos (tavaline suhkur) on valge kristalne aine, mis on magusam kui glükoos, hästi lahustuv vees.

Sahharoosi sulamistemperatuur on 160 ° C. Sulanud sahharoosi tahkestumisel moodustub amorfne läbipaistev mass - karamell.

Sahharoos on looduses väga levinud disahhariid, seda leidub paljudes puuviljades, puuviljades ja marjades. Eriti palju on see suhkrupeedis (16-21%) ja suhkruroo (kuni 20%), mida kasutatakse söödava suhkru tööstuslikuks tootmiseks.

Suhkru sisaldus suhkrus on 99,5%. Suhkrut nimetatakse sageli "tühjaks kalorikandjaks", kuna suhkur on puhas süsivesik ja ei sisalda muid toitaineid, näiteks vitamiine, mineraalsooli.

Keemilised omadused

Hüdroksüülrühmade sahharoosile iseloomulike reaktsioonide puhul.

1. Kvalitatiivne reaktsioon vask (II) hüdroksiidiga

Hüdroksüülrühmade olemasolu sahharoosimolekulis on kergesti kinnitatav reaktsiooniga metallhüdroksiididega.

Videotest "Hüdroksüülrühmade olemasolu tõendamine sahharoosis"

Kui vask (II) -hüdroksiidile lisatakse sahharoosilahust, moodustub vaske saharathi helesinine lahus (polüatomiliste alkoholide kvalitatiivne reaktsioon):

2. Oksüdatsioonireaktsioon

Disahhariidide vähendamine

Disahhariidid, mille molekulides on säilinud hematsetaal (glükosiidne) hüdroksüülrühm (maltoos, laktoos) lahustes, muudetakse osaliselt tsüklilistest vormidest, et avada aldehüüdivormid ja reageerida, mis on iseloomulik aldehüüdidele: reageerib ammooniumhõbeoksiidiga ja taastab vaskhüdroksiidi (II) vask (I) oksiidile. Selliseid disahhariide nimetatakse redutseerimiseks (nad vähendavad Cu (OH)2 ja Ag2O).

Hõbe peegli reaktsioon

Mitte-redutseeriv disahhariid

Disahhariide, mille molekulides ei ole hematsetaalseid (glükosiidseid) hüdroksüülrühmi (sahharoosi) ja mis ei saa muutuda avatud karbonüülvormideks, nimetatakse mitte-redutseerivateks (ei vähenda Cu (OH))2 ja Ag2O).

Erinevalt glükoosist ei ole sahharoos aldehüüd. Lahuses olev sahharoos ei reageeri "hõbedale peegelpildile" ja vase (II) hüdroksiidiga kuumutamisel ei moodusta vaske (I) punast oksiidi, kuna see ei saa muutuda avatud vormiks, mis sisaldab aldehüüdi rühma.

Video test "Sahharoosi vähendava võime puudumine"

3. Hüdrolüüsi reaktsioon

Disahhariide iseloomustab hüdrolüüsireaktsioon (happelises keskkonnas või ensüümide toimel), mille tulemusena moodustuvad monosahhariidid.

Sahharoos on võimeline hüdrolüüsima (kui seda kuumutatakse vesinikioonide juuresolekul). Samal ajal moodustub glükoosimolekul ja fruktoosimolekul ühest sahharoosimolekulist:

Video eksperiment "Sahharoosi happeline hüdrolüüs"

Hüdrolüüsi ajal jagatakse maltoos ja laktoos nende koostisosade monosahhariidideks nende vaheliste sidemete (glükosiidsidemed) purunemise tõttu:

Seega on disahhariidide hüdrolüüsi reaktsioon nende monosahhariididest moodustumise vastupidine protsess.

Elusorganismides toimub disahhariidi hüdrolüüs ensüümide osalusel.

Sahharoosi tootmine

Suhkrupeedid või suhkruroogid muutuvad peeneks kiibideks ja paigutatakse hajutitesse (suured katlad), kus kuum vesi peskub sahharoosist (suhkur).

Koos sahharoosiga kantakse vesilahusesse ka teised komponendid (erinevad orgaanilised happed, valgud, värvained jne). Nende toodete eraldamiseks sahharoosist töödeldakse lahust lubjapiimaga (kaltsiumhüdroksiid). Selle tulemusena moodustuvad halvasti lahustuvad soolad, mis sadestuvad. Sahharoos moodustab kaltsiumhüdroksiidiga lahustuva kaltsiumsahharoosi C12H22Oh11· CaO · 2H2O.

Süsinikmonooksiidi (IV) oksiid juhitakse läbi lahuse, et lagundada kaltsiumi saharat ja neutraliseerida liigne kaltsiumhüdroksiid.

Sadestunud kaltsiumkarbonaat filtreeritakse välja ja lahus aurustatakse vaakumaparaadis. Kuna suhkrukristallide moodustumine eraldatakse tsentrifuugiga. Ülejäänud lahus - melass - sisaldab kuni 50% sahharoosi. Seda kasutatakse sidrunhappe valmistamiseks.

Valitud sahharoos puhastatakse ja värvitakse. Selleks lahustatakse see vees ja saadud lahus filtritakse läbi aktiivsöe. Seejärel aurustatakse lahus uuesti ja kristalliseeritakse.

Sahharoosi kasutamine

Sahharoosi kasutatakse peamiselt iseseisva toiduainena (suhkruna), samuti kondiitritoodete, alkohoolsete jookide, kastmete valmistamisel. Seda kasutatakse säilitusainena kõrgetes kontsentratsioonides. Hüdrolüüsil saadakse sellest kunstlik mesi.

Sahharoosi kasutatakse keemiatööstuses. Kasutades fermentatsiooni, saadakse sellest etanool, butanool, glütseriin, levulinaat ja sidrunhapped ning dekstraan.

Meditsiinis kasutatakse sahharoosi pulbrite, segude, siirupite, sealhulgas vastsündinute valmistamiseks (magusa maitse või säilimise tagamiseks).

Sahharoosi keemilised omadused

Sahharoosi lahuses tsükleid ei avata, seega ei ole tal aldehüüdide omadusi.

1) Hüdrolüüs (happelises keskkonnas):

sahharoosi glükoosi fruktoos

2) Kuna polühüdroksüülalkohol on Cu (OH) -ga reageerides, annab sahharoos lahusele sinise värvuse.2.

3) Koostoime kaltsiumhüdroksiidiga saharahhi kaltsiumi moodustamiseks.

4) Sahharoos ei reageeri hõbeoksiidi ammoniaagilahusega, seega nimetatakse seda mitte-redutseerivaks disahhariidiks.

Polüsahhariidid

Polüsahhariidid on kõrgmolekulaarsed suhkrutaolised süsivesikud, mis sisaldavad 10 kuni sadu tuhandeid monosahhariidi jääke (tavaliselt heksoose), mis on seotud glükosiidsidemetega.

Kõige olulisemad polüsahhariidid on tärklis ja tselluloos (tselluloos). Need on ehitatud glükoosijääkidest. Nende polüsahhariidide üldvalem (C6H10O5)n. Polüsahhariidmolekulide moodustamisel osaleb glükosiid tavaliselt (C = C)1 -aatomi) ja alkoholi (C juures)4 -aatomi) hüdroksüülrühm, s.t. moodustub (1–4) -glükosiidne side.

Struktuuri üldpõhimõtete seisukohast võib polüsahhariide jagada kahte rühma: homopolüsahhariidid, mis koosnevad ainult ühe tüübi monosahhariidühikutest ja heteropolüsahhariididest, mida iseloomustab kahe või enama tüüpi monomeersete ühikute olemasolu.

Funktsionaalsuse seisukohalt võib polüsahhariide samuti jagada kahte rühma: struktuuri- ja reservpolüsahhariidid. Tselluloos ja kitiin on olulised struktuursed polüsahhariidid (vastavalt taimedes ja loomades ning ka seenedes) ning peamised reservpolüsahhariidid on glükogeen ja tärklis (loomadel, samuti seentes ja taimedes). Siin käsitletakse ainult homopolüsahhariide.

Tselluloos (tselluloos) on taimse maailma kõige levinum struktuurne polüsahhariid.

Taimrakkude peamine komponent sünteesitakse taimedes (kuni 60% puidust tselluloosist). Tselluloosil on suur mehaaniline tugevus ja ta on taimede toetava materjali roll. Puit sisaldab 50-70% tselluloosi, puuvill on peaaegu puhas tselluloos.

Puhas tselluloos on valge kiuline aine, lõhnatu ja maitsetu, vees ja muudes lahustites lahustumatu.

Tselluloosimolekulidel on lineaarne struktuur ja suur molekulmass, mis koosneb ainult hargnemata ahelatest molekulidest filamentide kujul. P-glükoosi jääkide vorm välistab spiraliseerumise, tselluloos koosneb filamentsetest molekulidest, mis on ahelas olevate hüdroksüülrühmade vesiniksidemed, samuti külgnevate ahelate vahel. Just see ketid pakendavad suurt mehaanilist tugevust, kiudaineid, vees lahustumatust ja keemilist inertsust, mis muudab tselluloosiks ideaalse materjali rakuseinte ehitamiseks.

Tselluloos koosneb a-D-glükopüranoosi jääkidest oma β-püranoosi vormis, st tselluloosi molekulis on β-glükopüranoosi monomeersed ühikud lineaarselt seotud β-1,4-glükosiidsidemetega:

Tselluloosi osalisel hüdrolüüsil moodustub tsellobioosi disahhariid ja täielik hüdrolüüs - D-glükoos. Tselluloosi molekulmass on 1,000 000-2 000 000. Kiu ei seedu seedetrakti ensüümidega, kuna inimese seedetrakti ensüümide komplekt ei sisalda β-glükosidaasi. Siiski on teada, et optimaalsete kiudainete sisaldus toidus aitab kaasa fekaalide moodustumisele. Kiu täieliku väljajätmisega toidust on häiritud fekaalsete masside moodustumine.

Tärklis - sama koostisega polümeer, mis on tselluloosiga, kuid sisaldab elementaarset ühikut, mis esindab a-glükoosi jääki: t

Tärklisemolekulid volditakse spiraaliks, enamik molekule on hargnenud. Tärklise molekulmass on väiksem kui tselluloosi molekulmass.

Tärklis on amorfne aine, valge pulber, mis koosneb peenetest teradest, külmas vees lahustumatu, kuid kuumas vees osaliselt lahustuv.

Tärklis on kahe homopolüsahhariidi segu: lineaarne - amüloos ja hargnenud amülopektiin, mille üldvalem (C6H10O5)n.

Kui tärklist töödeldakse sooja veega, on võimalik eraldada kaks fraktsiooni: soojas vees lahustuv fraktsioon, mis koosneb amüloospolüsahhariidist, ja fraktsioonist, mis paisub ainult soojas vees, moodustades pasta ja amülopektiini, mis koosneb polüsahhariidist.

Amüloosil on lineaarne struktuur, α, D-glükopüranoosi jäägid on seotud (1–4) -glükosiidsidemetega. Amüloosi (ja tärklise) elementaarset rakku kujutatakse järgmiselt:

Amülopektiini molekul on konstrueeritud sarnasel viisil, kuid sellel on hargnenud ahelad, mis loovad ruumilise struktuuri. Filiaalide punktides on monosahhariidide jäägid seotud (1–6) -glükosiidsidemetega. Filiaalide vahel on tavaliselt 20-25 glükoosijääki.

Reeglina on amüloosi sisaldus tärklis 10-30%, amülopektiin - 70-90%. Tärklise polüsahhariidid on ehitatud glükoosijääkidest, mis on ühendatud amüloosi ja amülopektiini lineaarsetes ahelates a-1,4-glükosiidsidemetega, ja amülopektiini haru punktides - ahelatevaheliste a-1,6-glükosiidsidemetega.

Keskmiselt on amüloosimolekulis seotud ligikaudu 1000 glükoosijääki, amülopektiini molekuli üksikud lineaarsed piirkonnad koosnevad 20-30 sellisest ühikust.

Vees ei anna amüloos tõelist lahust. Amüloosi ahel vees moodustab hüdreeritud mitselle. Joodi lisamisel lahus muutub amüloosiks siniseks. Amülopektiin annab ka mitselllahuseid, kuid mitsellide vorm on mõnevõrra erinev. Polüsahhariidi amülopektiini värvitakse joodiga punase-lilla värviga.

Tärklise molekulmass on 10 6-10. Tärklise osaliselt happelise hüdrolüüsi korral moodustuvad väiksema polümerisatsiooniastmega polüsahhariidid - dekstriinid, täieliku hüdrolüüsiga, glükoosiga. Tärklis on inimeste jaoks kõige olulisem toidu süsivesik. Tärklis moodustub taimedes fotosünteesi ajal ja deponeeritakse juurte, mugulate ja seemnete „varukoopia“ süsivesikute kujul. Näiteks sisaldavad riisi-, nisu-, rukki- ja muud teraviljad 60–80% tärklist, kartulimugulaid - 15-20%. Seonduv roll loomaelus on polüsahhariidi glükogeen, mida „säilitatakse” peamiselt maksas.

Glükogeen on kõrgemate loomade ja inimeste peamine reservpolüsahhariid, mis on ehitatud α-D-glükoosi jääkidest. Glükogeeni ja tärklise empiiriline valem (C)6H10O5)n. Glükogeen leidub peaaegu kõigis loomade ja inimeste organites ja kudedes; selle suurim kogus on maksas ja lihastes. Glükogeeni molekulmass on 10 7-10 ja suurem. Selle molekul on ehitatud hargnevatest polüglükoosi ahelatest, milles glükoosijäägid on ühendatud a-1,4-glükosiidsidemetega. Haru punktides on α-1,6-glükosiidsidemed. Glükogeen on struktuuris sarnane amülopektiiniga.

Glükogeeni molekulis eristatakse sisemisi harusid - haru punktide vaheliste polüglükosiidahelate ja välissektsiooni väliste harude osade osad osutuvad ahela mitte-redutseeruvale otsale. Hüdrolüüsi ajal laguneb glükogeen, nagu tärklis, dekstriinide, seejärel maltoosi ja lõpuks glükoosi moodustamiseks.

Kitiin on madalamate taimede, eriti seente, ja selgrootute (peamiselt lülijalgsete) struktuurne polüsahhariid. Kitiin koosneb 2-atseetamido-2-deoksü-D-glükoosi jääkidest, mis on seotud β-1,4-glükosiidsidemetega.

Lisamise kuupäev: 2017-06-13; Vaatamisi: 3799; KIRJUTAMISE TÖÖ

Sahharoosi reaktsioonivõrrandite keemilised omadused

Kõige tavalisemate looduslike disahhariidide näide (oligosahhariid) on sahharoos (suhkrupeet või suhkruroog).

Oligosahhariidid on kahe või enama monosahhariidmolekuli kondensatsiooniproduktid.

Disahhariidid on süsivesikud, mis veega kuumutamisel mineraalhapete juuresolekul või ensüümide mõjul läbivad hüdrolüüsi, mis jaguneb kaheks monosahhariidimolekuliks.

Füüsikalised omadused ja olemus

1. See on magusa maitsega värvitu kristall, mis lahustub vees.

2. Sahharoosi sulamistemperatuur on 160 ° C.

3. Kui sulanud sahharoos tahkestub, moodustub amorfne läbipaistev mass - karamell.

4. Sisaldab paljudes taimedes: kase, vaheri, porgandi, melonite, suhkrupeedi ja suhkruroo mahlas.

Struktuur ja keemilised omadused

1. Sahharoosi - C molekulaarne valem12H22Oh11

2. Sahharoosil on keerulisem struktuur kui glükoos. Sahharoosimolekul koosneb glükoosi ja fruktoosi jääkidest, mis on omavahel ühendatud hematsetaalhüdroksüülrühmade (1 → 2) -glükosiidse sideme interaktsiooni tõttu:

3. Hüdroksüülrühmade olemasolu sahharoosimolekulis on kergesti kinnitatav reaktsiooniga metallhüdroksiididega.

Kui vask (II) -hüdroksiidile lisatakse sahharoosilahus, moodustub helepruun vasksahharoosilahus (polühüdroksüülalkoholide kvalitatiivne reaktsioon).

4. Ei sisalda sahharoosis aldehüüdi rühma: hõbeoksiidi (I) ammoniaagilahusega kuumutamisel ei anna see vasksulamiidiga (II) kuumutamisel hõbedast peeglit (II), see ei moodusta vase punast oksiidi (I).

5. Erinevalt glükoosist ei ole sahharoos aldehüüd. Sahharoos, lahuses, ei reageeri "hõbedale", kuna see ei saa muutuda avatud vormiks, mis sisaldab aldehüüdi rühma. Sellised disahhariidid ei ole võimelised oksüdeeruma (st olema redutseerivad) ja neid nimetatakse mitte-redutseerivateks suhkruks.

6. Sahharoos on kõige olulisem disahhariid.

7. See on saadud suhkrupeedist (sisaldab kuivainest kuni 28% sahharoosi) või suhkruroo.

Sahharoosi reaktsioon veega.

Sahharoosi oluline keemiline omadus on võime hüdrolüüsida (kui seda kuumutatakse vesinikioonide juuresolekul). Samal ajal moodustub glükoosimolekul ja fruktoosimolekul ühest sahharoosimolekulist:

Sahharoosi isomeeride arvust, millel on molekulaarne valem12H22Oh11, maltoosi ja laktoosi.

Hüdrolüüsi käigus jagatakse erinevate disahhariidide koostisosadeks olevad monosahhariidid nende vaheliste sidemete (glükosiidsidemed) lagunemise tõttu:

Seega on disahhariidide hüdrolüüsi reaktsioon nende monosahhariididest moodustumise vastupidine protsess.

Sahharoos

Sahharoosi omadused ja füüsikalised omadused

Selle aine molekul on ehitatud α-glükoosi ja frukto-püranoosi jääkidest, mis on omavahel ühendatud glükosiidhüdroksüüli abil (joonis fig 1).

Joonis fig. 1. Sahharoosi struktuurivalem.

Sahharoosi peamised omadused on esitatud alljärgnevas tabelis:

Molaarmass, g / mol

Tihedus, g / cm3

Sulamistemperatuur, o С

Lagunemistemperatuur, o F

Lahustuvus vees (25 o С), g / 100 ml

Sahharoosi tootmine

Sahharoos on kõige olulisem disahhariid. Seda toodetakse suhkrupeedist (see sisaldab kuni 28% sahharoosi kuivainest) või suhkruroo (millest nimetus on); sisaldub ka kase, vaheri ja mõnede puuviljade mahlas.

Sahharoosi keemilised omadused

Veega suhtlemisel on sahharoos hüdreeritud. See reaktsioon viiakse läbi hapete või leeliste juuresolekul ja selle saadused on monosahhariidid, mis moodustavad sahharoosi, s.t. glükoos ja fruktoos.

Sahharoosi kasutamine

Sahharoos on kasutanud peamiselt toiduainetööstuses: seda kasutatakse iseseisva toiduainena ja ka säilitusainena. Lisaks võib see disahhariid toimida substraadina mitmete orgaaniliste ühendite (biokeemia), aga ka paljude ravimite (farmakoloogia) lahutamatu osana.

Probleemide lahendamise näited

Lahuse määramiseks lisage igasse katseklaasi mõned tilgad väävelhappe või vesinikkloriidhappe lahjendatud lahust. Visuaalselt me ​​ei järgi mingeid muudatusi, kuid sahharoos hüdrolüüsub:

Glükoos on aldoalkohol, kuna see sisaldab viit hüdroksüül- ja ühte karbonüülrühma. Seetõttu, et eristada seda glütseroolist, teostame kvalitatiivse reaktsiooni aldehüüdidele - "hõbe" peegli reaktsioonile hõbeoksiidi ammoniaagilahusega. Mõlemas tuubis lisatakse määratud lahus.

Triatoomse alkoholi lisamise korral ei tähenda me keemilise reaktsiooni märke. Kui katseklaasis on glükoosi, vabastatakse kolloidne hõbe:

65. Sahharoos, selle füüsikalised ja keemilised omadused

Füüsikalised omadused ja olemus.

1. See on magusa maitsega värvitu kristall, mis lahustub vees.

2. Sahharoosi sulamistemperatuur on 160 ° C.

3. Kui sulanud sahharoos tahkestub, moodustub amorfne läbipaistev mass - karamell.

4. Sisaldab paljudes taimedes: kase, vaheri, porgandi, melonite, suhkrupeedi ja suhkruroo mahlas.

Struktuur ja keemilised omadused.

1. Sahharoosi - C molekulaarne valem12H22Oh11.

2. Sahharoosil on keerulisem struktuur kui glükoos.

3. Hüdroksüülrühmade olemasolu sahharoosimolekulis on kergesti kinnitatav reaktsiooniga metallhüdroksiididega.

Kui vask (II) -hüdroksiidile lisatakse sahharoosilahus, moodustub helge sinine vasksahharoosilahus.

4. Ei sisalda sahharoosis aldehüüdi rühma: hõbeoksiidi (I) ammoniaagilahusega kuumutamisel ei anna see vasksulamiidiga (II) kuumutamisel hõbedast peeglit (II), see ei moodusta vase punast oksiidi (I).

5. Erinevalt glükoosist ei ole sahharoos aldehüüd.

6. Sahharoos on kõige olulisem disahhariid.

7. See on saadud suhkrupeedist (sisaldab kuivainest kuni 28% sahharoosi) või suhkruroo.

Sahharoosi reaktsioon veega.

Kui sa keedad sahharoosilahust mõne tilga vesinikkloriid- või väävelhappega ja neutraliseerivad happe leelisega ning seejärel kuumutatakse lahust vask (II) -hüdroksiidiga, langeb punane sade.

Sahharoosilahuse keetmisel ilmuvad aldehüüdrühmadega molekulid, mis vähendavad vask (II) hüdroksiidi vask (I) oksiidiks. See reaktsioon näitab, et happe katalüütilise toime all olev sahharoos läbib hüdrolüüsi, mille tulemusena moodustub glükoos ja fruktoos:

6. Sahharoosimolekul koosneb glükoosi- ja fruktoosijääkidest, mis on omavahel ühendatud.

Sahharoosi isomeeride arvust, millel on molekulaarne valem12H22Oh11, maltoosi ja laktoosi.

1) maltoos saadakse tärklisest linnaste toimel;

2) seda nimetatakse ka linnaste suhkruks;

3) hüdrolüüsi käigus moodustab glükoosi: t

Laktoosi omadused: 1) piimas sisalduv laktoos (piimasuhkur); 2) sellel on kõrge toiteväärtus; 3) hüdrolüüsi käigus laguneb laktoos glükoosi ja galaktoosi, glükoosi ja fruktoosi isomeeri, mis on oluline omadus.

66. Tärklis ja selle struktuur

Füüsikalised omadused ja olemus.

1. Tärklis on vees lahustumatu valge pulber.

2. Kuumas vees pundub ja moodustub kolloidne lahus - pasta.

3. Olles süsinikmonooksiidi (IV) rohelise (sisaldava klorofülli) taimerakkude assimileerimise saadus, jaotatakse tärklis taimmaailmas.

4. Kartulimugulad sisaldavad umbes 20% tärklist, nisu ja maisi terasid - umbes 70%, riisi - umbes 80%.

5. Tärklis - üks tähtsamaid toitaineid inimestele.

2. See on moodustatud taimede fotosünteesi aktiivsuse tõttu päikesekiirguse energia neelamisega.

3. Esiteks sünteesitakse glükoos süsinikdioksiidist ja veest mitmete protsesside tulemusena, mida üldiselt võib väljendada võrrandiga: 6СO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2.

5. Tärklise makromolekulid ei ole ühesuurused: a) need sisaldavad erinevat arvu sidemeid C6H10O5 - mitmetest tuhandetest kuni tuhandeni, erineva molekulmassiga; b) need erinevad ka struktuuri poolest: koos lineaarsete molekulidega, mille molekulmass on mitu sada tuhat, on hargnenud molekulid, mille molekulmass ulatub mitmeni.

Tärklise keemilised omadused.

1. Üks tärklise omadustest on võime anda joodiga suheldes sinine värv. Seda värvi on lihtne jälgida, kui paned tilk joodi lahuse kartulilõigu või valge leiva viilu ja kuumutate tärklisepasta vask (II) hüdroksiidiga, siis näete vask (I) oksiidi moodustumist.

2. Kui keedetakse tärklise pasta väikese koguse väävelhappega, neutraliseerige lahus ja viige reaktsioon vask (II) hüdroksiidiga, moodustub iseloomulik vask (I) oksiidi sade. See tähendab, et kui seda kuumutatakse veega happe juuresolekul, läbib tärklis hüdrolüüsi, moodustades seega aine, mis vähendab vask (II) hüdroksiidi vask (I) oksiidiks.

3. Tärklise makromolekulide jagamine veega on järkjärguline. Esiteks moodustatakse madalama molekulmassiga vaheproduktid kui tärklis, dekstriinid, seejärel sahharoosi isomeer on maltoos, lõpp-hüdrolüüsisaadus on glükoos.

4. Tärklise muundamise reaktsioon glükoosiks väävelhappe katalüütilise toimega avastas 1811. aastal Vene teadlane K. Kirchhoff. Tema poolt väljatöötatud glükoosi saamise meetodit kasutatakse ikka veel.

5. Tärklise makromolekulid koosnevad tsükliliste L-glükoosi molekulide jääkidest.

Sahharoos

Sisu

  1. Struktuur
  2. Kuidas saada
  3. Füüsikalised omadused
  4. Keemilised omadused
  5. Rakendus
  6. Mida me oleme õppinud?
  7. Score'i aruanne

Boonus

  • Testige teemat

Struktuur

Molekul sisaldab kahe tsüklilise monosahhariidi - a-glükoosi ja β-fruktoosi jääke. Aine struktuurivalem koosneb fruktoosi ja glükoosi tsüklilistest valemitest, mis on ühendatud hapnikuaatomiga. Struktuuriüksused on omavahel ühendatud kahe hüdroksüüli vahel moodustunud glükosiidsidemega.

Joonis fig. 1. Struktuurivalem.

Sahharoosi molekulid moodustavad molekulaarse kristallvõre.

Kuidas saada

Sahharoos on looduses kõige levinum süsivesik. Ühend on osa viljade, marjade, taimede lehtedest. Suure koguse valmis aine sisaldub peet ja suhkruroogu. Seetõttu ei sünteesita sahharoosi, vaid isoleeritakse füüsilise mõju, seedimise ja puhastamisega.

Joonis fig. 2. Suhkruroog.

Peet või suhkruroog hõõrutakse peeneks ja asetatakse kuuma veega suurtesse kateldesse. Sahharoos pestakse välja, moodustades suhkrulahuse. See sisaldab erinevaid lisandeid - värvipigmente, valke, happeid. Sahharoosi eraldamiseks lisatakse lahusele kaltsiumhüdroksiidi Ca (OH).2. Selle tulemusena moodustub sade ja kaltsiumsahharoos C12H22Oh11· CaO · 2H2Oh, mille kaudu läbib süsinikdioksiid (süsinikdioksiid).

Füüsikalised omadused

Aine peamised füüsikalised omadused:

  • molekulmass - 342 g / mol;
  • tihedus - 1,6 g / cm3;
  • sulamistemperatuur - 186 ° C.

Joonis fig. 3. Suhkrukristallid.

Kui sula aine kuumeneb jätkuvalt, hakkab sahharoos värvi muutumisel lagunema. Sulanud sahharoosi tahkestumisel moodustub karamell - amorfne läbipaistev aine. Normaalsetes tingimustes võib 100 ml vett lahustada 211,5 g suhkrut, 176 g temperatuuril 0 ° C ja 487 g 100 ° C juures. Normaalsetes tingimustes võib 100 ml etanoolis lahustada ainult 0,9 g suhkrut.

Kui loomade ja inimeste soolestikus on ensüümide toimel sahharoos kiiresti lagunenud monosahhariidideks.

Keemilised omadused

Erinevalt glükoosist ei ole sahharoosil aldehüüdi omadusi, kuna puudub aldehüüdi rühm -CHO. Seetõttu on "hõbe peegli" kvalitatiivne reaktsioon (koostoime ammoniaagilahusega Ag2O) ei lähe. Vase (II) hüdroksiidiga oksüdeerimisel ei moodustu punast vaskoksiidi (I), vaid helesinist lahust.

Peamised keemilised omadused on kirjeldatud tabelis.

Õppetund 37. Süsivesikute keemilised omadused

Monosahhariidi glükoosil on alkoholide ja aldehüüdide keemilised omadused.

Glükoosi reaktsioon alkoholirühmade kaupa

Glükoos interakteerub karboksüülhapete või nende anhüdriididega estrite moodustamiseks. Näiteks äädikhappe anhüdriidiga:

Mitmehüdroksüülse alkoholina reageerib glükoos vask (II) hüdroksiidiga, saades vaske (II) glükosiidi heleda sinise lahuse:

Reaktsioonid glükoosi aldehüüdi rühm

"Hõbe peegli" reaktsioon:

Glükoosi oksüdeerimine vask (II) hüdroksiidiga leeliselises keskkonnas kuumutamisel: t

Broomi vee toimel oksüdeerub glükoos ka glükoonhappeks.

Glükoosi oksüdeerimine lämmastikhappega põhjustab kahealuselist suhkru hapet:

Glükoosi regenereerimine heksahüdool-sorbitoolis:

Sorbitooli leidub paljudes marjades ja puuviljades.

Sorbitool taime maailmas

Kolm tüüpi glükoosi käärimine
erinevate ensüümide toimel

Disahhariidreaktsioonid

Sahharoosi hüdrolüüs mineraalhapete juuresolekul (H. T2SO4, HCl, H2KÕIKI3):

Maltoosi oksüdeerimine (redutseeriv disahhariid), näiteks "hõbedase peegli" reaktsioon:

Polüsahhariidi reaktsioonid

Tärklise hüdrolüüs hapete või ensüümide juuresolekul võib toimuda etappides. Erinevates tingimustes saate valida erinevaid tooteid - dekstriine, maltoosi või glükoosi:

Tärklis annab joodi vesilahusega sinise värvimise. Kuumutamisel kaob värv ja see jahutatakse uuesti. Jodkrakmaalne reaktsioon on tärklise kvalitatiivne reaktsioon. Joodi tärklist peetakse joodi inkorporeerivaks ühendiks tärklise molekulide sisekanalites.

Tselluloosi hüdrolüüs hapete juuresolekul: t

Tselluloosi nitreerimine kontsentreeritud lämmastikhappega kontsentreeritud väävelhappe juuresolekul. Kolmes võimalikust tselluloosi nitroestrist (mono-, di- ja trinitroestritest), sõltuvalt lämmastikhappe kogusest ja reaktsiooni temperatuurist, moodustub enamik neist. Näiteks trinitrotselluloosi moodustumine:

Trinitrotselluloosi, mida nimetatakse püroksüliiniks, kasutatakse suitsuvaba pulbri valmistamiseks.

Tselluloosi atsetüülimine äädikhappe anhüdriidiga reageerimisel äädikhappe ja väävelhapete juuresolekul:

Triatsetüültselluloosist saadakse tehiskiu-atsetaat.

Tselluloos lahustatakse vask ammoniaagi reaktiivis - lahuses [Cu (NH3)4] (OH)2 kontsentreeritud ammoniaagis. Sellise lahuse hapestamisel eritingimustes saadakse tselluloos filamentide kujul.
See on vask-ammooniumkiud.

Leeliste toimel tselluloosil ja seejärel süsinikdisulfiidil moodustub tselluloosi ksantaat:

Sellise ksantaadi leeliselisest lahusest saadakse tsellulooskiud - viskoos.

Tselluloosi kasutamine

VÄLJAKUTSED.

1. Andke glükoosi eksponeerivate reaktsioonide võrrandid: a) omadused; b) oksüdatiivsed omadused.

2. Tooge glükoosi fermentatsiooni reaktsioonide kaks võrrandit, mille käigus moodustuvad happed.

3. Glükoosist saad: a) klooräädikhappe kaltsiumisoola (kaltsiumkloroatsetaat);
b) bromobutüürhappe kaaliumisool (kaaliumbrombutüraat).

4. Glükoos oksüdeeriti ettevaatlikult broomiveega. Saadud ühendit kuumutati metüülalkoholiga väävelhappe juuresolekul. Kirjutage keemiliste reaktsioonide võrrandid ja nimetage saadud tooted.

5. Mitu grammi glükoosi allutati alkohoolsele käärimisele, saades 80% saagise, kui selle protsessi käigus moodustunud süsinikdioksiidi (IV) neutraliseerimiseks oli vaja 65,57 ml naatriumhüdroksiidi 20% vesilahust (tihedus 1,22 g / ml)? Mitu grammi naatriumvesinikkarbonaati moodustati?

6. Milliseid reaktsioone saab kasutada selleks, et eristada: a) glükoosi fruktoosist; b) maltoosi sahharoos?

7. Määrake hapnikku sisaldava orgaanilise ühendi struktuur, millest 18 g võib reageerida 23,2 g hõbeoksiidi Ag ammoniaagilahusega.2O ja sama koguse selle aine põletamiseks vajaliku hapniku maht on võrdne selle põlemise ajal moodustunud CO mahuga2.

8. Milline on joodi lahuse tärklisele avaldumise korral sinise värvi ilmumine?

9. Milliseid reaktsioone saab kasutada glükoosi, sahharoosi, tärklise ja tselluloosi eristamiseks?

10. Andke tselluloosi estri ja äädikhappe valem (kolmes rühmas OH tselluloosi struktuuriüksus). Nimetage see saade. Kus kasutatakse tselluloosi atsetaati?

11. Millist reaktiivi kasutatakse tselluloosi lahustamiseks?

Vastused 2. teema harjutustele

Õppetund 37

1. a) Glükoosi redutseerivad omadused bromi veega reageerimisel:

b) Glükoosi oksüdatiivsed omadused aldehüüdi rühma katalüütilise hüdrogeenimise reaktsioonis:

2. Glükoosi fermentatsioon orgaaniliste hapetega:

3

4

5. Arvutage NaOH mass 20% -lises 65,57 ml lahuses:

m (NaOH) = (NaOH) • m (20% NaOH) = w • V = 0,2 • 1,22 • 65,57 = 16,0 g

Neutraliseerimise võrrand NaHCO moodustamiseks3:

Reaktsioonis (1) tarbitakse m (CO2) = x = 16 • 44/40 = 17,6 g ja m moodustub (NaHCO3) = y = 16 • 84/40 = 33,6 g.

Glükoosi alkoholkääritamise reaktsioon:

Võttes arvesse 80% saagist reaktsioonis (2), tuleks teoreetiliselt moodustada:

Glükoosi mass: z = 180 • 22 / (2 • 44) = 45 g.

6. Eristada: a) glükoosi fruktoosist ja b) maltoosi sahharoosi, kasutades "hõbe peegli" reaktsiooni. Glükoos ja maltoos annavad selles reaktsioonis hõbedase sademe ning fruktoos ja sahharoos ei reageeri.

7. Ülesande andmetest nähtub, et soovitud aine sisaldab aldehüüdi rühma ja sama arvu aatomeid C ja O. See võib olla süsivesinik CnH2nOn. Selle oksüdatsiooni ja põlemise reaktsioonide võrrandid:

Reaktsioonivõrrandist (1) on süsivesikute molaarmass:

x = 18 232 / 23,2 = 180 g / mol,

8. Joodi lahuse toimel tärklis moodustub uus värviline ühend. See selgitab sinise värvi välimust.

9. Ainete hulgast: glükoos, sahharoos, tärklis ja tselluloos - me määrame glükoosi "hõbedase peegli" reaktsiooniga.
Tärklis erineb sinise värvimise teel joodi vesilahusega.
Sahharoos on vees väga hästi lahustuv, samas kui tselluloos on lahustumatu. Veelgi enam, sahharoos hüdrolüüsitakse kergesti isegi süsinikhappe toimel 40–50 ° C juures, moodustades glükoosi ja fruktoosi. See hüdrolüsaat annab hõbedase peegli reaktsiooni.
Tselluloosi hüdrolüüs nõuab väävelhappe juuresolekul pikemat keemist.

10, 11. Vastused sisalduvad õppetunni tekstis.

Teema 7. "Süsivesikud".

Süsivesikud - hapnikku sisaldavad orgaanilised ained, milles vesinik ja hapnik on reeglina suhtega 2: 1 (nagu veemolekulis).

Enamiku süsivesikute üldvalem on Cn(H2O)m. Kuid mõned teised mitte-süsivesikute ühendid vastavad sellele üldvalemile, näiteks: C (H2O), st HCHO või C2(H2O)2 s.o CH3COOH.

Süsivesikute molekulide lineaarsetes vormides on karbonüülrühm alati olemas (sellisena või aldehüüdi rühma osana). Süsivesikute molekulide lineaarsetes ja tsüklilistes vormides on mitmeid hüdroksüülrühmi. Seetõttu liigitatakse süsivesikud bifunktsionaalseteks ühenditeks.

Süsivesikud hüdrolüüsimisvõime järgi jagunevad kolme põhirühma: monosahhariidid, disahhariidid ja polüsahhariidid. Monosahhariide (näiteks glükoosi) ei hüdrolüüsita, disahhariidide molekulid (näiteks sahharoos) hüdrolüüsuvad, moodustades kaks monosahhariidimolekuli ja polüsahhariidide molekulid (näiteks tärklis) hüdrolüüsitakse, et moodustada palju monosahhariidide molekule.

Kui monosahhariidi molekuli lineaarses vormis on aldehüüdrühm, kuulub see süsivesik aldoosidesse, see tähendab, et see on aldehüüdi alkohol (aldoos), kui molekuli lineaarses vormis olev karbonüülrühm ei ole seotud vesinikuaatomiga, siis on ketoalkohol (ketoos)

Vastavalt süsiniku aatomite arvule molekulis jagatakse monosahhariidid kolmeks (n = 3), tetrosiooniks (n = 4), pentoosideks (n = 5), heksoosideks (n = 6) jne. Looduses on pentoosid ja heksoosid kõige sagedasemad.

Kui heksoosi molekuli lineaarne vorm on aldehüüdi rühm, kuulub selline süsivesinik aldohexose (näiteks glükoos) ja kui see on ainult karbonüül, siis viitab see ketoheksoosidele (näiteks fruktoosile).

Sahharoosi reaktsioonivõrrandite keemilised omadused

Süsivesikud - aatomite karbonüül- ja hüdroksüülrühmi sisaldavad orgaanilised ühendid üldvalemiga Cn(H2O)m, (kus n ja m> 3).

Süsivesikuid võib jagada kolme rühma:

1) Monosahhariidid on süsivesikud, mis võivad hüdrolüüsuda, et moodustada lihtsamaid süsivesikuid. See rühm hõlmab heksoosi (glükoosi ja fruktoosi), samuti pentoosi (riboosi).

2) Oligosahhariidid - mitme monosahhariidi (näiteks sahharoosi) kondensatsiooniproduktid.

3) polüsahhariidid on polümeersed ühendid, mis sisaldavad suurt hulka monosahhariidmolekule.

Glükoos võib esineda lineaarsetes ja tsüklilistes vormides:

1) Aldehüüdi rühma reaktsioonid:

a) "hõbe peegli" reaktsioon:

b) reaktsioon vask (II) hüdroksiidiga:

2) Hüdroksüülrühma reaktsioonid:

a) koostoime vask (II) hüdroksiidiga: t

helesinine lahus

b) käärimine - glükoosi jagamine ensüümide toimel:

Fruktoos siseneb kõikidesse polüatoomilistele alkoholidele iseloomulikku reaktsiooni, kuid karbonüül (aldehüüdi) rühma reaktsioonid, erinevalt glükoosist, ei ole sellele iseloomulikud.

Keemilised omadused on sarnased glükoosiga.

Sahharoos moodustub a-glükoosi ja b-fruktoosi jääkidest:

sahharoosi glükoosi fruktoos

2) Koostoime kaltsiumhüdroksiidiga saharahhi kaltsiumi moodustamiseks.

3) Sahharoos ei reageeri hõbeoksiidi ammoniaagilahusega, seega nimetatakse seda mitte-redutseerivaks disahhariidiks.

Keemilised omadused on sarnased glükoosiga, seega nimetatakse seda redutseerivaks disahhariidiks.

2) Tärklis annab joodiga intensiivse sinise värvumise kompleksühendite moodustumise tõttu.

3) Tärklis ei reageeri "hõbedale".

2) estrite moodustamine lämmastik- ja äädikhappega:

Disahhariidid. Disahhariidide omadused.

Kõige olulisemad disahhariidid on sahharoos, maltoos ja laktoos. Neil kõigil on üldvalem C12H22Oh11, kuid nende struktuur on erinev.

Sahharoos koosneb kahest tsüklist, mis on omavahel seotud glükosiidhüdroksiidiga:

Maltoos koosneb kahest glükoosijäägist:

Laktoos:

Kõik disahhariidid on värvitu kristallid, maitsvad magusad, vees hästi lahustuvad.

Disahhariidide keemilised omadused.

1) Hüdrolüüs. Selle tulemusena katkeb kahe tsükli vaheline ühendus ja moodustuvad monosahhariidid:

Dihariidide - maltoosi ja laktoosi vähendamine. Nad reageerivad hõbeoksiidi ammoniaagilahusega:

Võib vähendada vask (II) hüdroksiidi vask (I) oksiidiks: t

Redutseerivus on seletatav glükosiidhüdroksüüli tsüklilise kuju ja sisaldusega.

Sahharoosis puudub glükosiidhüdroksüül, mistõttu ei saa tsükliline vorm avada ja aldehüüdi sattuda.

Disahhariidide kasutamine.

Kõige tavalisem disahhariid on sahharoos. See on inimtoidu süsivesikute allikas.

Laktoosi leidub piimas ja saadakse sellest.

Maltoosi leidub teravilja idandatud seemnetes ja see moodustub tärklise ensümaatilisest hüdrolüüsist.

Kasu või kahju

Laienenud kõhunääre lapsel - põhjused, ravi, toitumisomadused