Физические свойства сахарозы

Углеводы в химии

Физические свойства сахарозы

Тема: УГЛЕВОДЫ

План лекции:

  1. Общее понятие об углеводах.
  2. Классификация углеводов.
  3. Изомеры глюкозы.
  4. Глюкоза. Нахождение в природе.
  5. Получение глюкозы.
  6. Применение глюкозы.
  7. Физические и химические свойства глюкозы.
  8. Сахароза. Физические и химические свойства сахарозы.
  9. Крахмал и целлюлоза. Нахождение в природе.
  10. Физические и химические свойства крахмала и целлюлозы.

Углеводы (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение и свойства, состав большинства которых отражает формула Cx(H2O)y, где x, y ≥ 3.

Общеизвестные представители: глюкоза (виноградный сахар) С6Н12О6, сахароза (тростниковый, свекловичный сахар) С12Н22О11, крахмал и целлюлоза [С6Н10О5]n.

Углеводы содержатся в клетках растительных и животных организмов и по массе составляют основную часть органического вещества на Земле. Эти соединения образуются растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды при участии хлорофилла.

Животные организмы не способны синтезировать углеводы и получают их с растительной пищей. Фотосинтез можно рассматривать как процесс восстановления СО2 с использованием солнечной энергии.

Эта энергия освобождается в животных организмах в результате метаболизма углеводов, который заключается, с химической точки зрения, в их окислении.

Углеводы объединяют разнообразные соединения – от низкомолекулярных, состоящих из нескольких атомов (x = 3), до полимеров [Cx(H2O)y]n с молекулярной массой в несколько миллионов (n > 10000).

По числу входящих в их молекулы структурных единиц (остатков простейших углеводов) и способности к гидролизу углеводы подразделяют на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды не гидролизуются с образованием более простых углеводов.

Олиго- и полисахариды расщепляются при гидролизе до моносахаридов. В молекулах олигосахаридов содержится от 2 до 10 моносахаридных остатков, в полисахаридах – от 10 до 3000-5000.

НЕКОТОРЫЕ ВАЖНЕЙШИЕ УГЛЕВОДЫ

МоносахаридыОлигосахаридыПолисахариды
Глюкоза С6Н12О6Фруктоза С6Н12О6Рибоза С5Н10О5Дезоксирибоза С5Н10О4Сахароза (дисахарид) С12Н22О11Лактоза – молочный сахар (дисахарид) С12Н22О11Целлюлоза (С6Н10О5)nКрахмал (С6Н10О5)nГликоген (С6Н10О5)n

Для большинства углеводов приняты тривиальные названия с суффиксом -оза (глюкоза, рибоза, сахароза, целлюлоза и т.п.).

Рибоза и дизоксирибоза.

Рибоза

HO – CH2 – CH(OH)3 – CHO

и дизоксирибоза

HO – CH2 – CH(OH)3 – CH2 – CHO

относятся к пентозам. Оба соединения являются альдегидоспиртами.

Глюкоза

Формула глюкозыC6H12O6.

Глюкоза — моносахарид, одна из восьми изомерных альдогексоз. Молярная масса 180 г/моль.

Нахождение в природе

В особом виде глюкоза содержится почти во всех органах зелёных растений. Особенно её много в виноградном соке, поэтому глюкозу иногда называют виноградным сахаром. Мёд в основном состоит из смеси глюкозы с фруктозой.

В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в крови (0.1 – 0.12 %) и служит основным источником энергии для клеток и тканей организма.

Повышение концентрации глюкозы в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы — инсулина, уменьшающего содержание этого углевода в крови.

Химическая энергия питательных веществ, поступающих в организм, заключена в ковалентных связях между атомами. В глюкозе количество потенциальной энергии составляет 2800 кДж на 1 моль (то есть на 180 грамм).

Получение

Первый синтез глюкозы из формальдегида в присутствии гидроксида кальция был произведён А. М. Бутлеровым в 1861 году:

O

// Ca(OH)2

6H—C ¾¾® C6H12O6

\\

H

Глюкоза может быть получена гидролизом природных веществ, в состав которых она входит. В производстве её получают гидролизом картофельного и кукурузного крахмала кислотами.

H2SO4, t

(C6H10O5)n + nH2O ¾¾® nC6H12O6

Полные синтезы глюкозы, осуществлённые, исходя из диброма кролеина, а также из глицеринового альдегида и диоксиацетона, имеют лишь теоретический интерес.

https://www.youtube.com/watch?v=M-46idXVLHk

В природе глюкоза наряду с другими углеводами образуется в результате реакции фотосинтеза:

хлорофилл

6CO2 + 6H2O ¾¾¾® C6H12O6 + 6O2 – Q

В процессе этой реакции аккумулируется энергия Солнца.

Применение

Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она подвергается сложным биохимическим превращениям в результате которых образуется диоксид углерода и вода, при это выделяется энергия согласно итоговому уравнению:

C6H12O6 + 6O2 ¾® 6H2O + 6CO2 + 2800 кДж

Этот процесс протекает ступенчато, и поэтому энергия выделяется медленно.

Глюкоза также участвует во втором этапе энергетического обмена животной клетки (расщепление глюкозы). Суммарное уравнение выглядит так:

C6H12O6 + 2H3PO4 + 2АДФ ¾® 2C3H6O3 + 2АТФ + 2H2O

Так как глюкоза легко усваивается организмом, её используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства при явлениях сердечной слабости, шоке , она входит в состав кровозаменяющих и противошоковых жидкостей.

Широко применяют глюкозу в кондитерском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников и т. д.

), в текстильной промышленности в качестве восстановителя, в качестве исходного продукта при производстве аскорбиновых и гликоновых кислот, для синтеза ряда производных сахаров и т.д.

Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, например, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочнокислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Если подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению.

На практике используется также спиртовое брожение глюкозы, например при производстве пива.

Физические свойства

Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде. Из водного раствора она выделяется в виде кристаллогидрата C6H12O6 · H2O. По сравнению со свекловичным сахаром она менее сладкая.

Химические свойства

Глюкоза обладает химическими свойствами, характерными для спиртов и альдегидов. Кроме того, она обладает и некоторыми специфическими свойствами:

Свойства, обусловленные наличием в молекулеСпецифические свойства
гидроксильных группальдегидной группы
1. Реагирует с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров (пять гидроксильных групп глюкозы вступают в реакцию с кислотами)1. Реагирует с оксидом серебра (I) в аммиачном растворе (реакция “серебряного зеркала”):CH2OH(CHOH)4-COH + Ag2O® CH2OH(CHOH)4-CO2H + 2Ag¯Глюкоза способна подвергаться брожению: а) спиртовое брожениеC6H12O6®2CH3-CH2OH+ CO2­б) молочнокислое брожениеC6H12O6®2CH3-CHOH-COOHмолочная кислота
Свойства, обусловленные наличием в молекулеСпецифические свойства
гидроксильных группальдегидной группы
2. Как многоатомный спирт реагирует с гидроксидом меди (II) c образованием алкоголята меди (II)2.Окисляется гидроксидом меди (II) (с выпадением красного осадка)3. Под действием восстановителей превращается в шестиатомный спиртв) маслянокислое брожениеC6H12O6®C3H7COOH + 2H2­ + 2CO2­масляная кислота

Сахароза

Сахароза C12H22O11, или свекловичный сахар, тростниковый сахар, в быту просто сахар — дисахарид, состоящий из двух моносахаридов — глюкозы и фруктозы.

Сахароза (обыкновенный сахар) – белое кристаллическое вещество, более сладкое, чем глюкоза, хорошо растворимое в воде.

Важное химическое свойство сахарозы – способность подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы:

Ионы водорода катализируют процесс гидролиза.

Сахароза не дает реакции «серебряного зеркала» и не обладает восстановительными свойствами. В этом ее отличие от глюкозы. Молекула сахарозы состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы в их циклической форме; они соединены между собой через атом кислорода.

Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

В нашей стране сахарозу получают из сахарной свеклы, содержащей до 20% сахарозы.

Химические свойства

При повышенной температуре способна подвергаться гидролизу:

C12H12O11 +H2O → C6H12O6 + C6H12O6

глюкоза фруктоза

Крахмал

Крахмал состоит из 2 полисахаридов – амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы. Экспериментально доказано, что химическая формула крахмала (C6H10O5)n.

Установлено, что крахмал состоит не только из линейных молекул, но и из молекул разветвленной структуры. Этим объясняется зернистое строение крахмала. Накапливается в виде зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях.

Крахмал – белый порошок, нерастворимый в холодной воде. В горячей воде он набухает и образует клейстер.

Крахмал чаще всего получают из картофеля. Для этого картофель измельчают, промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание. Полученный крахмал еще раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого воздуха.

Крахмал – основная часть важнейших продуктов питания: муки (75 – 80%), картофеля (25%), саго и др. Энергетическая ценность около 16,8 кДж/г.

Он является ценным питательным продуктом. Чтобы облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой температуры, то есть картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит частичный гидролиз крахмала и образуются декстрины, растворимые в воде.

Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в гликоген (животный крахмал). Состав гликогена такой же, как у крахмала, – (C6H10O5)n, но его молекулы более разветвленные. Особенно много гликогена содержится в печени (до 10%).

В организме гликоген является резервным веществом, которое превращается в глюкозу по мере ее расходования в клетках.

В промышленности крахмал путем гидролиза превращают в патоку и глюкозу. Для этого его нагревают с разбавленной серной кислотой, избыток которой затем нейтрализуют мелом. Образовавшийся осадок сульфата кальция отфильтровывают, раствор упаривают и выделяют глюкозу.

Если гидролиз крахмала не доводить до конца, то образуется смесь декстринов с глюкозой – патока, которую применяют в кондитерской промышленности. Получаемые с помощью крахмала декстрины используются в качестве клея, для загустения красок при нанесении рисунков на ткань.

Химические свойства

Характерной реакцией крахмала является его взаимодействие с йодом. Если к охлажденному крахмальному клейстеру добавить раствор йода, то появляется синее окрашивание.

При нагревании клейстера оно исчезает, а при охлаждении появляется вновь. Этим свойством пользуются для определения наличия крахмала в пищевых продуктах.

Так например если каплю раствора йода поместить на срез картофеля или ломтик белого хлеба, то появляется синее окрашивание.

Крахмал сравнительно легко подвергается гидролизу:

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

крахмал глюкоза

В зависимости от условий гидролиз крахмала может протекать ступенчато, с образованием различных промежуточных продуктов:

(C6H10O5)n → (C6H10O5)m → xC12H22O11 → nC6H12O6

крахмал декстрины мальтоза глюкоза

Целлюлоза

Целлюлоза состоит из остатков молекул глюкозы, которая и образуется при кислотном гидролизе целлюлозы:

(C6H10O5)n + nH2O -> nC6H12O6

Серная кислота и йод, благодаря гидролизу, окрашивают целлюлозу в синий цвет. Один же йод — только в коричневый. Кроме целлюлозы, в состав клеточных оболочек входят еще несколько других углеводов, известных под общим именем гемицеллюлоз, извлекаемых из клеточных оболочек 1%-м раствором соляной или серной кислоты при нагревании.

Один из относящихся сюда углеводов — парагалактан, дающий при гидролизе галактозу. В клеточных оболочках имеются еще и другие гемицеллюлозы, дающие маннозу, арабинозу и ксилозу.

С возрастом многие клеточные оболочки перестают давать реакцию на целлюлозу, потому что одни подвергаются одревеснению, другие — опробковению и т. д.

Почти чистой клетчаткой является хлопок, который идет на изготовление ткани. Целлюлоза древесины дает бумагу. Целлюлозу и ее эфиры используют для получения искусственного волокна (вискозный, ацетатный, медно-аммиачный шёлк, искусственная шерсть), пластмасс, кино и фотоплёнок, лаков, бездымного пороха и т. д.

Целлюлоза – стойкое вещество,не разрушается при нагревании до 200 °C. Не растворима в воде и слабых кислотах. Обладает прочностью, но эластична. Зарегистрирована в качестве пищевой добавки E460.

Получение

Промышленным методом целлюлозу получают методом варки на целлюлозных заводах входящих в промышленные комплексы.

Химические свойства

Наиболее характерное свойство целлюлозы – ее способность в присутствии кислот подвергаться гидролизу с образованием глюкозы. Аналогично крахмалу гидролиз целлюлозы протекает ступенчато. Суммарно этот процесс можно изобразить так:

(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6

Источник: http://kursak.net/uglevody-v-ximii/

Цель: Изучить получение сахарозы, её химические и физические свойства. А так же узнать к чему приводит избыточное употребление сахара. – презентация

Физические свойства сахарозы

1

2 Цель: Изучить получение сахарозы, её химические и физические свойства. А так же узнать к чему приводит избыточное употребление сахара.

3 Сахароза C12H22O11, или свекловичный сахар, тростниковый сахар, в быту просто сахар дисахарид, состоящий из двух моносахаридов α-глюкозы и β- фруктозы.

4 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА В РОССИИ: Первое упоминание в исторических документах о появлении в древней Руси кристаллического сахара, ввозимого «с заморскими товарами» появилось в 1273 году, но для населения он еще длительное время являлся недоступным продуктом.

Более широко сахар стал поступать на рынки России, начиная с XVII в., через порты Черного и Балтийского морей из разных колониальных стран. Сначала сахар был деликатесной едой и использовался как дорогое лекарство. Но со временем количество употребления сахара расширилось.

В 1718 году появляется первый правительственный документ об организации сахарного производства в России. Им был Указ Петра I о том, чтобы «московскому купцу Павлу Вестову в Москве сахарный завод заводить своим коштом», т.е.

за свой счет, при этом он получал привилегии на 10 лет и право на ввоз сахара-сырца, а также «в Москве из него варить головной сахар и продавать его беспошлинно на протяжении трех лет».

5 В 1723 году Павел Вестов закончил строительство сахарорафинадных заводов в Москве и Калуге. Спрос на сахар продолжал увеличиваться. К концу XVIII в. в России было построено и запущено в производство 20 заводов, работающих на привозном сахаре-сырце. Интерес к сахарному производству стал возрастать с каждым годом.

6 Получение: – ОЧИСТКА СВЕКЛЫ ОТ ПРИМЕСЕЙ, -ИЗРЕЗЫВАНИЕ СВЕКЛЫ В СТРУЖКУ, – ИЗВЛЕЧЕНИЕ САХАРА ИЗ СТРУЖКИ (ДИФФУЗИЯ), -ОЧИСТКА ДИФФУЗИОННОГО СОКА, – ПОЛУЧЕНИЕ ИЗВЕСТИ И САТУРАЦИОННОГО ГАЗА, -ВЫПАРИВАНИЕ, -КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ САХАРА, -СУШКА И ХРАНЕНИЕ САХАРА-ПЕСКА.

7 Физические свойства: -Молекулярная масса 342,3 а.е.м -Бесцветные моноклинные кристаллы -Запах нет -Плотность-1,587 г/см³ – Вкус сладковатый – Малорастворима в эфире и спиртах -Хорошо растворима в воде -Температура плавления 160 градусов С При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

8 Химические свойства: Важное химическое свойство сахарозы – способность подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы: С 12 Н 22 О 11 +Н 2 О=С 6 Н 12 О 6 +С 6 Н 12 О 6 сахароза глюкоза фруктоза

9 Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов. Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди.

Альдегидной группы в сахарозе нет: при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра (I) она не дает «серебряного зеркала», при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I).

Из числа изомеров сахарозы, имеющих молекулярную формулу С12Н22О11, можно выделить мальтозу и лактозу.

10 Биологическая роль: Сахару когда-то приписывали волшебные целебные свойства, но теперь, наравне с солью, он отмечен медицинским сообществом как нежелательный элемент ежедневного рациона питания.

Тем не менее, учёные Университета Манчестера в Великобритании считают, что жизненно важная роль сахара во многих биологических структурах и его большой терапевтический потенциал недооценены. По их мнению, сахар вовлечен в каждый аспект метаболизма и иммунной функции организма.

Специалисты доказали, что иммунный ответ нашего организма часто зависит от идентичности и местоположения сахара на антигенах, которые являются поверхностными молекулами в болезнетворных микроорганизмах, типа бактерий или любых других клеток с меньшими биологическими компонентами.

Сложные типы сахара, как полисахариды – основные компоненты антигенов, наравне с липидами /жиры/ и белками. Эти антигены, говорят эксперты, определяют результат инфекционной болезни и степень борьбы иммунитета с бактериями, а недостаток сахара ведёт к формированию аутоиммунных расстройств, включая рассеянный склероз, потерю памяти, ревматический артрит и некоторые раковые образования.

11

12 Заболевания…

13 Сахарный диабет: Сахарный диабет – это болезнь, вызванная полным или относительным недостатком инсулина (гормона поджелудочной железы), вследствие которого повышается уровень сахара в крови и возникают нарушения энергетического обмена, иногда весьма значительные.

14

15 Ежегодно от сахарного диабета и его осложнений умирают около 4 млн. человек……

16 Кариес: Кариес (лат. Caries dentiis) патологический процесс, проявляющийся после прорезывания зубов, при котором происходит деминерализация и размягчение твёрдых тканей с последующим образованием полости.

17 ВРЕД САХАРА: 1. Сахар – причина внезапных перепадов содержания глюкозы в крови. 2. Употребление сахара приводит к диабету, ожирению и заболеваниям сердца. 3. Сахар приводит к сбоям в работе иммунной системы. 4. Избыток сахара в рационе может привести к недостатку хрома в организме.

5. Сахар приближает старость. 6. Сахар провоцирует кариес. 7. От сахара могут возникнуть болезни десен, что грозит сердечными заболеваниями. 8. Сахар оказывает влияние на детское поведение. 9. Сахар усугубляет стресс. 10. Сахар служит альтернативой необходимым питательным веществам.

18 И еще: 1. Способствует снижению иммунитета (эффективный иммунодепрессант). 2. Способствует возникновению грибковых заболеваний. 3. Снижает функциональную активность ферментов. 4. Способствует снижению сопротивляемости бактериальным инфекциям. 5. Может вызвать повреждение почек. 6.

Способствует возникновению рака молочной железы, яичников, кишечника, предстательной железы, прямой кишки. 7. Увеличивает уровень глюкозы и инсулина. 8. Ухудшает зрение. 9. Способствует повышению кислотности перевариваемой пищи. 10. У детей может повысить уровень адреналина. 11.

Способствует развитию алкоголизма. И многое другое……

19 ПЛЮСЫ САХАРА: Сахар делает нас счастливыми. Во время приступов горя мы съедаем что-нибудь сладенькое, после чего наша поджелудочная железа вырабатывает инсулин, который в свою очередь приводит к выделению серотонина – гормона счастья. Сахар дает нам энергию. При поступлении в организм сахар преобразуется в глюкозу, снабжающую нас энергией.

20 Сахар необходим организму. Мало того, организм человека без сахара не мог бы функционировать. Но если он необходим, значит, сама Природа должна обеспечить сахаром наш организм.

И она обеспечивает! Фрукты, овощи, орехи, кроме минеральных солей и витаминов, в изобилии содержат органический естественный сахар в виде фруктозы, который легко преобразуется в организме в глюкозу и усваивается кровью, клетками и тканями.

21 Сахарозы практически нет в природе – в больших количествах она содержится только в двух растениях, путем селекции искусственно выведенных людьми, – в сахарном тростнике и сахарной свекле.

22 Применение сахара: Сахар важный ингредиент различных блюд, напитков, хлебобулочных и кондитерских изделий. Его добавляют в чай, кофе, какао; он главный компонент конфет, глазурей, кремов и мороженого. Сахар используют при консервировании мяса, выделке кож и в табачной промышленности.

Он служит консервантом в вареньях, желе и других продуктах из плодов. Важен сахар и для химической промышленности.

Из него получают тысячи производных, используемых в самых разных областях, включая производство пластмасс, фармацевтических препаратов, шипучих напитков и замороженных пищевых продуктов.

23

24

25

26 Вывод: Изучила получение и свойства сахарозы. Узнала, что избыточное употребление сахара приводит с различным заболеваниям

27 КОНЕЦ

Источник: http://www.myshared.ru/slide/287214/

65. Сахароза, ее физические и химические свойства

Физические свойства сахарозы

Физическиесвойства и нахождение в природе.

1. Онапредставляет собой бесцветные кристаллысладкого вкуса, хорошо растворима вводе.

2. Температураплавления сахарозы 160 °C.

3. Призастывании расплавленной сахарозыобразуется аморфная прозрачная масса– карамель.

4. Содержитсяво многих растениях: в соке березы,клена, в моркови, дыне, а также в сахарнойсвекле и сахарном тростнике.

Строениеи химические свойства.

1. Молекулярнаяформула сахарозы – С12Н22О11.

2. Сахарозаимеет более сложное строение, чемглюкоза.

3. Наличиегидроксильных групп в молекуле сахарозылегко подтверждается реакцией сгидроксидами металлов.

Еслираствор сахарозы прилить к гидроксидумеди (II), образуется ярко-синий растворсахарата меди.

4. Альдегиднойгруппы в сахарозе нет: при нагреваниис аммиачным раствором оксида серебра(I) она не дает «серебряного зеркала»,при нагревании с гидроксидом меди (II)не образует красного оксида меди (I).

5. Сахароза,в отличие от глюкозы, не являетсяальдегидом.

6. Сахарозаявляется важнейшим из дисахаридов.

7. Онаполучается из сахарной свеклы (в нейсодержится до 28 % сахарозы от сухоговещества) или из сахарного тростника.

Реакциясахарозы с водой.

Еслипрокипятить раствор сахарозы с несколькимикаплями соляной или серной кислоты инейтрализовать кислоту щелочью, а послеэтого нагреть раствор с гидроксидоммеди (II), выпадает красный осадок.

Прикипячении раствора сахарозы появляютсямолекулы с альдегидными группами,которые и восстанавливают гидроксидмеди (II) до оксида меди (I). Эта реакцияпоказывает, что сахароза при каталитическомдействии кислоты подвергается гидролизу,в результате чего образуются глюкозаи фруктоза:

С12Н22О11+ Н2О→ С6Н12O6+ С6Н12O6.

6. Молекуласахарозы состоит из соединенных другс другом остатков глюкозы и фруктозы.

Изчисла изомеров сахарозы, имеющихмолекулярную формулу С12Н22О11,можно выделить мальтозу и лактозу.

Особенностимальтозы:

1) мальтозаполучается из крахмала под действиемсолода;

2) онаназывается еще солодовым сахаром;

3) пригидролизе она образует глюкозу:

С12Н22О11(мальтоза) + Н2О→ 2С6Н12O6(глюкоза).

Особенностилактозы: 1) лактоза (молочный сахар)содержится в молоке; 2) она обладаетвысокой питательностью; 3) при гидролизелактоза разлагается на глюкозу игалактозу – изомер глюкозы и фруктозы,что является важной особенностью.

66. Крахмал и его строение

Физическиесвойства и нахождение в природе.

1. Крахмалпредставляет собой белый порошок, нерастворимый в воде.

2. Вгорячей воде он набухает и образуетколлоидный раствор – клейстер.

3. Являясьпродуктом усвоения оксида углерода(IV) зелеными (содержащими хлорофилл)клетками растений, крахмал распространенв растительном мире.

4. Клубникартофеля содержат около 20 % крахмала,зерна пшеницы и кукурузы – около 70 %,риса – около 80 %.

5. Крахмал– одно из важнейших питательных веществдля человека.

Строениекрахмала.

1. Крахмал(С6H10O5)n– природный полимер.

2. Образуетсяон в результате фотосинтетическойдеятельности растений при поглощенииэнергии солнечного излучения.

3. Сначалаиз углекислого газа и воды в результатеряда процессов синтезируется глюкоза,что в общем виде может быть выраженоуравнением: 6СO2+ 6Н2О= С6Н12O6+ 6O2.

4. Глюкозадалее превращается в крахмал: nС6Н12O6= (С6H10O5)n+ nН2О.

5. Макромолекулыкрахмала неодинаковы по размерам: а) вних входит разное число звеньев С6H10O5– от нескольких сотен до несколькихтысяч, при этом неодинакова и ихмолекулярная масса; б) различаются онии по строению: наряду с линейнымимолекулами с молекулярной массой внесколько сотен тысяч имеются молекулыразветвленного строения, молекулярнаямасса которых достигает несколькихмиллионов.

Химическиесвойства крахмала.

1. Одноиз свойств крахмала – это способностьдавать синюю окраску при взаимодействиис йодом. Эту окраску легко наблюдать,если поместить каплю раствора йода насрез картофеля или ломтик белого хлебаи нагреть крахмальный клейстер сгидроксидом меди (II), будет виднообразование оксида меди (I).

2. Еслипрокипятить крахмальный клейстер снебольшим количеством серной кислоты,нейтрализовать раствор и провестиреакцию с гидроксидом меди (II), образуетсяхарактерный осадок оксида меди (I). Тоесть при нагревании с водой в присутствиикислоты крахмал подвергается гидролизу,при этом образуется вещество,восстанавливающее гидроксид меди (II) воксид меди (I).

3. Процессрасщепления макромолекул крахмалаводой идет постепенно. Сначала образуютсяпромежуточные продукты с меньшеймолекулярной массой, чем у крахмала, –декстрины, затем изомер сахарозы –мальтоза, конечным продуктом гидролизаявляется глюкоза.

4. Реакциюпревращения крахмала в глюкозу прикаталитическом действии серной кислотыоткрыл в 1811 г. русский ученый К.Кирхгоф. Разработанныйим способ получения глюкозы используетсяи в настоящее время.

5. Макромолекулыкрахмала состоят из остатков молекулциклической L-глюкозы.

Источник: https://studfile.net/preview/4237890/page:33/

Вопрос 1. Сахароза. Её строение, свойства, получение и применение

Физические свойства сахарозы

Ответ.Опытным путём доказано, что молекулярная форма сахарозы

– C12H22O11. Молекула содержит гидроксильные группы и состоит из взаимно связанных остатков молекул глюкозы и фруктозы.

Физические свойства

Чистая сахарозы – бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, хорошо растворимое в воде.

Химические свойства:

1. Подвергается гидролизу:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12 O6

2.Сахароза – невосстанавливающий сахар. Она не даёт реакции «серебряного зеркала», а с гидроксидом меди ( II) взаимодействует как многоатомный спирт, не восстанавливая Cu (II) до Cu (I).

Нахождение в природе

Сахарозы входит в состав сока сахарной свеклы ( 16-20 %) и сахарного тростника ( 14-26%). В небольших количествах она содержится вместе с глюкозой в плодах и листьях многих зелёных растений.

Получение:

1. Сахарную свекл или сахарный тростник превращают в тонкую стружку и помещают в диффузоры, через которые пропускают горячую воду.

2. Полученный раствор обрабатывают известковым молоком, образуется растворимый сахарат кальция алкоголятов.

3. Для разложения сахарата кальция и нейтрализации избытка гидроксида кальция через раствор пропускают оксид углерода ( IV):

C12 H 22 O11• CaO•2H2 + CO2 = C12 H22 O11 + CaCO3 + 2H2O

4.Полученный после осаждения карбоната кальция раствор фильтруют затем упаривают в вакуумных аппаратах и кристаллики сахара отделяют центрифугированием.

5. Выделенный сахарный песок обычно имеет желтоватый цвет, так как содержит красящие вещества. Для их отделения сахарозу растворяют в воде и пропускают через активированный уголь.

Применение:

Сахароза в основном используется в качестве продукта питания и в кондитерской отрасли промышленности. Путём гидролиза из неё получают искусственный мёд.

Вопрос 2. Особенности размещения электронов в атомах элементов малых и больших периодов. Состояния электронов в атомах.

Ответ.Атом – химически неделимая, электронейтральная частица вещества. Атом состоит из ядра и движущихся по определённым орбиталям вокруг него электронов. Атомная орбиталь – область пространства вокруг ядра, в пределах которой наиболее вероятно нахождение электрона.

Орбитали называют также электронными облаками. Каждой орбитали отвечает определённая энергия а также форма и размер электронного облака. Группа орбиталей, для которых значение энергии оказываются близкими, относят к одному энергетическому уровню.

На энергетическом уровне не может находится более 2n2электронов, где n – номер уровня.

Виды электронных облаков: шаровой формы – s-электроны, одна орбиталь на каждом энергетическом уровне; гантелеобразной формы – p-электроны, три орбитали px, py,pz; в форме напоминающей две перекрещенные гантеи, – d- электроны, пять орбиталей d xy, dxz, dyz, d2z , d2x – d2y.

Распределение электронов по энергетическим уровням отражает электронная конфигурация элемента.

Правила заполнения электронами энергетических уровней и

подуровней.

1.Заполнение каждого уровня начинается с s- электронов, далее происходит заполнение электронами p-, d- и f- энергетических уровней.

2.Число электронов в атоме равно его порядковому номеру.

3. Число энергетических уровней соответствует номеру периода, в котором находится элемент.

4. максимальное число электронов на энергетическом уровне определяется по формуле

N = 2n2

Где n- номер уровня.

5. Общее число электронов на атомных орбиталях одного энергетического уровня.

Например, алюминий, заряд ядра равен +13

Распределение электронов по энергетическим уровням – 2,8,3.

Электронная конфигурация

13Al:1s22s22p63s23p1.

В атомах некоторых элементов наблюдается явление проскока электронов.

Например, у хрома электроны с 4s-подуровня перескакивают на 3d- подуровень:

24Cr 1s22s22p63s23d53d54s1.

Электрон переходит с 4s- подуровня на 3d, потому что конфигурация 3d5 и 3d10 являются более энергетически выгодными. Электрон занимает положение, в котором его энергия минимальная.

Заполнение электронами энергетического f-подуровня происходит у элемента 57La -71 Lu.

Вопрос 3. Распознать вещества KOH,HNO3,K2 CO3.

Ответ: KOH + фенолфталиен → малиновая окраска раствора;

NHO3 + лакмус → красная окраска раствора,

K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + H20 +CO2↑

Билет № 20

Вопрос 1. Генетическая связь органических соединений различных классов.

Ответ:Схема цепочки химических превращений:

C2H2 → C2H4→C2H6→C2H5Cl→C2H5OH→CH3CHO→CH3COOH

↓ ↓ ↓ ↓

C6H6 C2H5OH CH2=CH-CH=CH2 CH3COOC2H5

↓ ↓ ↓

C6H5Cl CH3O-C2H5 C4H10

C6H5Cl

C6H5OH

C6H2Br3OH

Реакции :

C2H2 + H2 = C2H4,

алкин алкен

C2H4 + H2 = C2H6,

алкен алкан

C2H6 + Cl2 = C2H5Cl + HCl,

C2H5Cl + NaOH = C2H5OH + NaCl,

хлоралкан спирт

С2H5OH + 1/2O2 CH3CHO + H2O,

спирт альдегид

CH3CHO + 2Cu(OH)2 = CH3COOH + 2CuOH + H2O,

кислота

C2H4 + H2O C2H5OH,

алкен спирт

C2H5OH + CH3OH = CH3O-C2H5 + H2O,

спирт спирт простой эфир

3С2H2 С6Н6,

алкин арен

C6H6 + Cl2 = C6H5Cl + HCl,

C6H5Cl + NaOH = C6H5OH + NaCl,

фенол

C6H5OH + 3Br2 = C6H2Br3OH + 3HBr;

2С2H5OH = CH2 = CH-CH = CH2 + 2H2O + H2,

спирт диен

CH2 = CH-CH = CH2 + 2H2 = C4H10.

диен алкан

Алканы- углеводороды с общей формулой СnH2n+2, которые не присоединяют водород и другие элементы.

Алкены- углеводороды с общей формулой СnH2n , в молекулах которых между атомами углерода имеется одна двойная связь.

К диеновым углеводородам относят органические соединения с общей формулой СnH2n-2, в молекулах которых имеются две двойные связи.

Углеводороды с общей формулой СnH2n-2, в молекулах которых имеется одна тройная связь, относят к ряду ацетилена и называют алкинами.

Соединения углерода с водородом, в молекулах которых имеется бензольное кольцо, относят к ароматическим углеводородам.

Спиртами называются производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами.

К фенолам относят производные ароматических углеводородов, в молекулах которых гидроксильные группы связаны с бензольным ядром.

Альдегиды- органические вещества, содержащие функциональную группу- СНО ( альдегидную группу).

Карбоновые кислоты- это органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп, соединенных с углеводородным радикалом или атомом водорода.

К сложным эфирам относятся органические вещества, которые образуются в реакциях кислот со спиртами и содержат группу атомов С(О)-О-С.

Вопрос 2. Типы кристаллических решеток. Характеристика веществ с различными типами кристаллических решеток.

Ответ.Кристаллическая решетка – пространственное, упорядоченное взаиморасположением частиц вещества, имеющее однозначный, распознаваемый мотив.

В зависимости от вида частиц, расположенных в узлах решетки, различают : ионные (ИКР), атомные (АКР), молекулярные (МКР), металлические (Мет. КР), кристаллические решетки.

МКР – в узлах находится молекула. Примеры : лед, сероводород, аммиак, кислород, азот в твердом состоянии. Силы, действующие между молекулами, сравнительно слабые, поэтому вещества имеют малую твердость, низкие температуры кипения и плавления, плохую растворимость в воде. В обычных условиях это газы или жидкости (азот, пероксид водорода, твердый CO2). Вещества с МКР относятся к диэлектрикам.

АКР- в узлах атомы. Примеры : бор, углерод (алмаз), кремний, германий. Атомы соединены прочными ковалентными связями, поэтому для веществ характерны высокие температуры кипения и плавления, высокая прочность и твердость. Большинство таких веществ не растворимо в воде.

ИКР – в узлах катионы и анионы. Примеры : NaCl, KF, LiBr. Такой тип решетки имеется у соединений с ионным типом связи (металл-неметалл). Вещества тугоплавкие, малолетучие, сравнительно прочные, хорошие проводники электрического тока, хорошо растворимы в воде.

Мет. КР – решетка веществ, состоящих только из атомов металла. Примеры : Na, K, Al, Zn, Pb и т.д. Агрегатное состояние твердое, нерастворимо в воде. Кроме щелочных и щелочно-земельных металлов, проводники электрического тока, температуры кипения и плавления колеблются от средних до очень высоких.

Вопрос 3. Задача. Для сжигания 70 г серы взяли 30 л кислорода. Определить объем и количество вещества, образовавшегося сернистого газа.

Дано : Найти :

m(S) = 70 г, V(SO2) = ?

V(O2) = 30 л. v(SO2) = ?

Решение :

m=70г V=30 л x л

S + O2 = SO2.

v : 1 моль 1 моль 1 моль

M : 32 г/моль — —

m : 32 г — —

V : — 22,4 л 22, 4 л

V(O2)теор. = 70 * 22,4/32 =49 л (O2 в недостатке, расчет по нему).

Поскольку V(SO2) = V(O2), то V(SO2) = 30 л.

v(SO2) = 30/22,4 = 1,34 моль.

Ответ. V(SO2) = 30 л, v = 1,34 моль.

Дата добавления: 2016-07-18; просмотров: 6091;

:

Источник: https://poznayka.org/s36826t1.html

РецептЛечения
Добавить комментарий