Вуглеводи: глюкоза, сахароза

 
 

§ 37. Вуглеводи: глюкоза, сахароза

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • розрізняти за складом глюкозу та сахарозу;
  • характеризувати склад і фізичні властивості глюкози й сахарози;
  • складати молекулярні формули глюкози й сахарози;
  • визначати дослідним шляхом глюкозу;
  • розв'язувати розрахункові задачі раніше вивчених типів на прикладі глюкози та сахарози.

Вуглеводи — доволі поширені у природі речовини, що за якісним складом належать до оксигеновмісних органічних сполук. Це основний продукт харчування людини (мал. 47).

Мал. 47. Продукти харчування з високим вмістом вуглеводів

Представниками вуглеводів є глюкоза С6Н12О6, сахароза (цукор) С12Н22О11, крохмаль і целюлоза, у яких однакова загальна формула (С6Н10О5)n, але різні будова та молекулярна маса.

ГЛЮКОЗА, ЇЇ ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ Й ПОШИРЕННЯ. Глюкоза С6Н12О6 — кристалічна, солодка на смак і добре розчинна у воді речовина. Вона входить до складу клітинного соку рослин. Особливо багаті на глюкозу плоди винограду (звідси й друга назва цієї речовини — виноградний цукор). Великий вміст глюкози в меді, нектарі квітів. Глюкоза — обов'язковий компонент крові.

ЯКІСНІ РЕАКЦІЇ НА ГЛЮКОЗУ.

Виходячи з кількісного складу молекули глюкози С6Н12О6, можна припустити, що в ній наявні ці групи. Скориставшись експериментальним методом, з'ясуємо достовірність такого припущення.

Щоб перейти до розгляду якісних реакцій на глюкозу, пригадаємо властивість етанової кислоти дисоціювати у водному розчині з утворенням катіонів Гідрогену, а іншої оксигеновмісної речовини — гліцеролу — взаємодіяти з купрум(ІІ) гідроксидом.

Демонстраційний дослід 1. Перевірка розчину глюкози на наявність кислого середовища.

Як вам відомо, розчинні у воді карбонові кислоти дисоціюють з утворенням катіонів Н+, тому їхні розчини мають кисле середовище. Випробуємо розчин глюкози індикатором кислого середовища метиловим оранжевим та переконаємося в тому, що зміна кольору не відбувається. Отже, глюкоза не дисоціює в розчині з утворенням катіонів Гідрогену. Відтак у глюкози відсутня група карбонових кислот — карбоксильна група.

А чи входять до складу молекули глюкози гідроксильні групи? Щоб знайти відповідь на це запитання, виконайте лабораторний дослід 12, описаний у рубриці «Хімія — це життя: сторінка природодослідника».

Під час виконання цього завдання ви здобудете ствердну відповідь — глюкоза взаємодіє з купрум(ІІ) гідроксидом і результат буде аналогічним, що й у якісній реакції на гліцерол.

Якісною реакцією на глюкозу є взаємодія її розчину зі свіжовиготовленим осадом купрум(ІІ) гідроксиду. Унаслідок реакції блакитний осад купрум(ІІ) гідроксиду зникає, а утворюється розчин інтенсивно-синього кольору.

Зображена (для ознайомлення) структурна формула глюкози вказує на те, що в її молекулі наявні п'ять гідроксильних груп. Це пояснює зміну кольору купрум(ІІ)гідроксиду в проведеному вами експерименті. Ще один атом Оксигену, на відміну від решти п'яти, гідроксильної групи не утворює. Він сполучається з карбон-карбоновим ланцюгом таким чином, що з'являється група атомів

Завдяки цій групі при нагріванні розчину хімічна реакція продовжується.

Демонстраційний дослід 2. Скористаємось вмістом однієї з пробірок після виконаного вами лабораторного досліду 12. Закріпимо пробірку в тримачі й злегка нагріємо її вміст. Досить швидко утвориться суспензія купрум(І) оксиду Cu2O оранжевого кольору. Зміна кольору (мал. 48) засвідчує перебіг хімічної реакції. У гліцеролу подібна реакція відсутня.

Мал. 48. Взаємодія глюкози з розчином купрум(ІІ) гідроксиду: а — до нагрівання; б — після нагрівання

У клітинах організмів відбувається повне окиснення глюкози з утворенням води, вуглекислого газу та вивільненням енергії.

С6Н12О6 + 6О2 = 6СО2 + 6Н2О;

ΔН = -2870 кДж/моль

Крім розглянутих хімічних властивостей, глюкоза має й інші властивості.

САХАРОЗА (БУРЯКОВИЙ ЦУКОР, ТРОСТИННИЙ ЦУКОР) С12Н22О11 має фізичні властивості, подібні до фізичних властивостей глюкози. Високий вміст сахарози мають коренеплоди цукрового буряку (від 16 до 27 %) та стебла цукрової тростини (до 25 %).

Сахароза — це продукт харчування й сировина для кондитерської, консервної, молочної, хлібопекарської промисловості. Тож потреба в цій речовині значно більша, ніж у глюкозі, її добування здійснюють на цукрових заводах.

Сахароза С12Н22О11 взаємодіє з купрум(ІІ) гідроксидом подібно до багатоатомних спиртів. Однак при подальшому нагріванні утворений темно-синій колір розчину не змінюється.

Виявити сахарозу в розчині можна, як і гліцерол, за інтенсивно синім забарвленням розчину після її взаємодії з блакитним осадом купрум(ІІ) гідроксиду. Забарвлення одержаного розчину під час нагрівання не змінюється.

Тож за допомогою купрум(ІІ) гідроксиду можна розпізнавати глюкозу та сахарозу.

Сахароза і крохмаль в органах травлення людини перетворюються на глюкозу, яка потоком крові транспортується до кожної клітини тіла, де виконує функцію джерела енергії. Під час повного окиснення 1 г глюкози виділяється в середньому 17,5 кДж енергії.

Завдяки зеленим рослинам на нашій планеті є велика кількість глюкози, сахарози, крохмалю та целюлози. Саме в рослинних організмах з вуглекислого газу й води за участі хлорофілу на світлі утворюється глюкоза та виділяється життєво необхідний кисень. Подальші перетворення глюкози в рослин завершуються утворенням сахарози, крохмалю та целюлози.

Хімія — це життя: сторінка природодослідника

Лабораторний дослід 12

Взаємодія глюкози з купрум(ІІ) гідроксидом

Обладнання та речовини: 1 мл розчину глюкози, 1 мл розчину натрій гідроксиду, кілька крапель розчину купрум(ІІ) сульфату, пробірка, скляна паличка для перемішування.

Завдання. Дослідним шляхом установіть, чи виявляє глюкоза спільну з гліцеролом хімічну властивість — взаємодію з купрум(ІІ) гідроксидом.

Налийте в пробірку 1 мл розчину глюкози та долийте 1 мл розчину лугу. До добутої суміші додайте 5-6 крапель купрум(ІІ) сульфату і вміст пробірки струсніть. Спочатку утвориться блакитний осад, який відразу ж розчиниться, а розчин у пробірці стане прозорим і набуде інтенсивно синього кольору. Це і є однією з якісних реакцій на глюкозу.

Дайте пояснення явищам, які ви спостерігали під час виконання цього завдання.

Сторінка ерудита

Хоча цукор добували із цукрової тростини та споживали здавна, виробництво цукру із цукрового буряку розпочалося лише у XVIII ст. Кліматичні умови України доволі сприятливі для вирощування цієї рослини. Так, в урожайні роки збирають близько 500 ц коренеплодів з 1 га. Незважаючи на закриття частини цукрових заводів, Україна залишається серед держав-лідерів з виробництва цукру. На цукрових заводах сахарозу, створену природою, видобувають із цукрових буряків чи цукрової тростини за спеціальною технологією, в основу якої покладено способи розділення сумішей.

Основу виробництва цукру становлять не хімічні, а фізичні явища, тобто на цукрових заводах цю органічну сполуку добувають із природної сировини — цукрових буряків чи цукрової тростини фізичними методами.

Спочатку очищені від ґрунту й помиті коренеплоди цукрового буряку подрібнюють та багаторазово промивають гарячою водою (температура близько 80 °С) у спеціальних чанах, що мають назву дифузори. Добутий розчин містить, крім сахарози, чимало інших речовин, що також розчинилися у воді. Тому подальшим у виробництві цукру є процес обробки розчину вапняним молоком (водною суспензією кальцій гідроксиду). Розчинені речовини взаємодіють з ним, утворюючи нерозчинні сполуки, що випадають в осад. Сахароза теж взаємодіє з кальцій гідроксидом, але утворена сполука — кальцій сахарат — перебуває в розчиненому стані навіть у холодній воді. Цей розчин відокремлюють від осаду та піддають обробці вуглекислим газом. Унаслідок взаємодії кальцій сахарату з вуглекислим газом утворюється нерозчинний кальцій карбонат і сахароза. Осад кальцій карбонату відокремлюють фільтрацією. Фільтрат, до складу якого входить цукор, після додаткового очищення (зокрема, вибілювання сульфур(IV) оксидом) випарюють у вакуумі до кашкоподібної маси, з якої в центрифузі добувають кристали сахарози.

Добута сахароза має жовтуватий колір. У торгову мережу надходить рафінований (очищений) цукор білого кольору.

Інколи цукор називають «солодкою смертю». Це, звичайно, перебільшення, однак надмірне вживання цукру чи інших солодощів небезпечне для організму збільшенням вмісту глюкози у крові. Доки підшлункова залоза може виробити достатню кількість ферменту інсуліну, організм справляється з «утилізацією» надлишку глюкози. Однак якщо цукру споживати забагато, а інсуліну в організмі вироблятиметься недостатньо, то є ризик захворювання на цукровий діабет.

Стисло про основне

• Вуглеводи — найпоширеніший у природі клас оксигеновмісних органічних сполук. Глюкоза С6Н12О6 і сахароза С12Н22О11, крохмаль (С6Н10О5)n і целюлоза (С6Н10О5)n є представниками вуглеводів.

• Якісною реакцією на глюкозу є взаємодія з купрум(ІІ) гідроксидом за кімнатної температури. Розчин набуває інтенсивного синього кольору.

• У рослинних організмах глюкоза утворюється у процесі фотосинтезу.

• В організм людини глюкоза потрапляє з продуктами харчування і є для нього цінним джерелом енергії.

Знаємо, розуміємо

  • 1. Назвіть відомі вам фізичні властивості глюкози й сахарози.
  • 2. За допомогою яких якісних реакцій можна розпізнати глюкозу й сахарозу?
  • 3. Як людина використовує вуглеводи?
  • 4. Схарактеризуйте поширення й утворення глюкози в природі.

Застосовуємо

  • 144. Чи поділяєте ви думку про те, що людина живе завдяки енергії Сонця? Відповідь обґрунтуйте.
  • 145. Обчисліть масову частку Карбону та відношення мас елементів у сахарозі.
  • 145. Глюкозу з лікувальною метою вводять внутрішньовенно в організм людини у вигляді водного розчину з масовою часткою розчиненої речовини 5 %, 10 %, а в окремих випадках і 40 %. Яку масу глюкози отримує організм хворого за 10 днів лікування, якщо щодоби крапельницею в організм вводять 200 г розчину з масовою часткою глюкози 10 %?
  • 147. Обчисліть масу цукру, який можна виробити із цукрових буряків, вирощених на ділянці площею 1 га, за умови, що врожайність цукрового буряку становить 400 ц/га, а вміст сахарози в коренеплодах дорівнює 20 %.
скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Хімії за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.