Сульфат меди реагирует с лактозой. Раствор становится ярко-желтым.
- Реагенты
- Безопасность
- Часто задаваемые вопросы
- Можно ли использовать в опыте сахарозаменители?
- Другие эксперименты
- Пошаговая инструкция
- Утилизация
- Что произошло
- Чем сахароза отличается от лактозы?
- Почему растворы сахарозы и лактозы синеют?
- Почему раствор лактозы желтеет, а раствор сахарозы — нет?
- Дисахариды. Свойства дисахаридов.
- Химические свойства дисахаридов.
- Применение дисахаридов .
- Углеводы
- Классификация углеводов
- По числу структурных звеньев
- По числу атомов углерода в молекуле
- По размеру кольца в циклической форме молекулы
- Химические свойства, общие для всех углеводов
- 1. Горение
- 2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой
- Моносахариды
- Глюкоза
- Химические свойства глюкозы
- Водный раствор глюкозы
- Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)
- Реакции на карбонильную группу — CH=O
- Получение глюкозы
- Гидролиз крахмала
- Синтез из формальдегида
- Фотосинтез
- Фруктоза
- Дисахариды
- Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11
- Мальтоза С12Н22О11
- Полисахариды
- Крахмал
- Свойства крахмала
- Целлюлоза
- Свойства целлюлозы
Видео:Аммиачный комплекс гидроксида меди IIСкачать
Реагенты
Видео:Опыты по химии. Реакция глицерина с гидроксидом меди (II)Скачать
Безопасность
- Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
- Проводите эксперимент на подносе.
- Соблюдайте меры предосторожности при работе с кипятком.
- Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
- Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
- Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
- Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
- Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
- Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
- Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
- Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.
- В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
- В случае проглатывания реагентов промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
- В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
- В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
- В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
- В случае травм всегда обращайтесь к врачу.
- Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
- Данный набор опытов предназначен только для детей 10 лет и старше.
- Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
- Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
- Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
- Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.
Видео:Опыты по химии. Получение гидроксида меди (II) и изучение его свойствСкачать
Часто задаваемые вопросы
Можно ли использовать в опыте сахарозаменители?
В качестве подсластителей (сахарозаменителей) используются разные классы веществ — это могут быть и спирты, и кислоты, и даже белки.
В нашем эксперименте мы показываем разницу между дисахаридами, поэтому сахарозаменители нам не подходят. У вас в коробке уже есть один дисахарид — лактоза. Он является восстанавливающим дисахаридом. Теперь вам надо найти второй реагент — сахарозу (или просто сахар). Это невосстанавливающий дисахарид. Узнайте, чем они отличаются проведя опыт! И не забудьте прочитать описание опыта, чтобы разобраться в этих сложных органических соединениях.
Видео:Получение гидроксида меди (II) и растворение его в кислотахСкачать
Другие эксперименты
Видео:Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди(II). | Лабораторный опыт № 6.Скачать
Пошаговая инструкция
- Возьмите две пронумерованные пробирки. В пробирку «1» налейте воды до середины и всыпьте одну маленькую ложку сахара.
- Плотно закройте пробирку и потрясите ее, чтобы весь сахар растворился.
- Возьмите пробирку «2» и до середины налейте в нее раствор лактозы.
- Отмерьте в каждую пробирку по одной большой ложке 2М раствора Na2CO3.
- Добавьте в каждую пробирку по 4 капли 0.4М раствора CuSO4.
- Плотно закройте и потрясите обе пробирки.
- Вставьте пробирки в пробиркодержатели.
- Опустите пробирки в стеклянный стакан и залейте их кипятком. Подождите 3–5 минут.
- Сравните цвет полученных растворов.
- Чтобы повторить опыт, тщательно вымойте пробирки.
Видео:Реакция глюкозы с гидроксидом меди (II)Скачать
Утилизация
Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором. Слейте растворы в раковину, промойте избытком воды.
Видео:Взаимодействие многоатомных спиртов с гидроксидом меди(II)Скачать
Что произошло
Чем сахароза отличается от лактозы?
И сахароза, и лактоза относятся к одному классу химических веществ — углеводам. Более того, они имеют одинаковую химическую формулу — C12H22O11. Но в структурах этих веществ кроются ощутимые различия. Во-первых, они состоят из разных фрагментов: сахароза — из глюкозы и фруктозы, а лактоза — из глюкозы и галактозы. И эти фрагменты по-разному соединяются для каждого из углеводов.
Почему растворы сахарозы и лактозы синеют?
Молекулы этих углеводов содержат гидроксильные, или ОН-группы. Когда мы добавляем сульфат меди CuSO4 в растворы сахарозы и лактозы, ионы меди Cu 2+ связываются с ОН-группами в этих сахарах и образуют с ними комплексные соединения. Эти соединения имеют насыщенную синюю окраску, что и наблюдается в опыте.
Почему раствор лактозы желтеет, а раствор сахарозы — нет?
Сахароза и лактоза состоят из двух структурных фрагментов, которые в каждом из углеводов связаны по-разному. В случае лактозы такое соединение фрагментов делает ее уязвимой перед окислителями, даже такими слабыми, как ион меди(II). Ион меди медленно окисляет лактозу, и образуется оксид меди(I). В чистом виде это красный порошок, а в растворе — рыжеватая взвесь.
Подпишитесь на наборы MEL Chemistry и проведите эти опыты у себя дома!
Видео:Опыты по химии. Взаимодействие сахарозы с гидроксидом меди (II)Скачать
Дисахариды. Свойства дисахаридов.
Важнейшие дисахариды – сахароза, мальтоза и лактоза. Все они имеют общую формулу С12Н22О11, но их строение различное.
Сахароза состоит из 2х циклов, связанных между собой за счет гликозидного гидроксида:
Мальтоза состоит из 2х остатков глюкозы:
Лактоза:
Все дисахариды представляют собой бесцветные кристаллы, сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде.
Видео:Качественная реакция на альдегиды с гидроксидом медиСкачать
Химические свойства дисахаридов.
1)Гидролиз. В результате связь между 2мя циклами рвется и образуются моносахариды:
Восстанавливающие дихариды – мальтоза и лактоза. Они реагируют с аммиачным раствором оксида серебра:
Могут восстанавливать гидроксид меди (II) до оксида меди (I):
Восстановительная способность объясняется цикличностью формы и содержанием гликозидного гидроксила.
В сахарозе нет гликозидного гидроксила, поэтому циклическая форма не может раскрываться и переходить в альдегидную.
Видео:Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди (II)Скачать
Применение дисахаридов .
Самый распространенный дисахарид – сахароза. Это источник углеводов в пище человека.
Лактоза содержится в молоке и получается из него же.
Мальтоза содержится в проросших семенах хлебных злаков и образуется при ферментативном гидролизе крахмала.
Видео:Химия. 11 класс. Сахароза. Лактоза. Мальтоза /05.03.2021/Скачать
Углеводы
Теория по теме Углеводы. Краткие конспект по углеводам. Классификация углеводов, химические свойства углеводов, способы получения углеводов. Свойства и получение моносахаридов (глюкоза, фруктоза), олигосахаридов (сахароза и др.), полисахаридов.
Углеводы (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение, состав большинства которых отражает формула Cx(H2O)y, где x, y ≥ 3. |
Исключение составляет дезоксирибоза, которая имеют формулу С5Н10O4 (на один атом кислорода меньше, чем рибоза).
Видео:гидроксид меди 2Скачать
Классификация углеводов
Видео:Получение гидроксида медиСкачать
По числу структурных звеньев
- Моносахариды — содержат одно структурное звено.
- Олигосахариды — содержат от 2 до 10 структурных звеньев (дисахариды, трисахариды и др.).
- Полисахариды — содержат n структурных звеньев.
Некоторые важнейшие углеводы:
Моносахариды | Дисахариды | Полисахариды |
Глюкоза С6Н12О6 Дезоксирибоза С5Н10О4 | Сахароза С12Н22О11 Целлобиоза С12Н22О11 | Целлюлоза (С6Н10О5)n Крахмал(С6Н10О5)n |
Видео:гидроксид меди 2 + аммиакСкачать
По числу атомов углерода в молекуле
- Пентозы — содержат 5 атомов углерода.
- Гексозы — содержат 6 атомов углерода.
- И т.д.
Видео:Образование гидроксида меди (II)Скачать
По размеру кольца в циклической форме молекулы
- Пиранозы — образуют шестичленное кольцо.
- Фуранозы — содержат пятичленное кольцо.
Видео:Разложение гидроксида меди (II) при нагревании I ЕГЭ по химииСкачать
Химические свойства, общие для всех углеводов
Видео:синтез гидроксида меди II (synthesis of copper hydroxide)Скачать
1. Горение
Все углеводы горят до углекислого газа и воды.
Например, при горении глюкозы образуются вода и углекислый газ |
Видео:Гидроксид меди (II) и серная кислотаСкачать
2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой
Концентрированная серная кислота отнимает воду от углеводов, при этом образуется углерод С («обугливание») и вода.
Например, при действии концентрированной серной кислоты на глюкозу образуются углерод и вода |
Видео:Разложение гидроксида меди II (Cu(OH)2 = CuO + H2O)Скачать
Моносахариды
Моносахариды – гетерофункциональные соединения, в состав их молекул входит одна карбонильная группа (группа альдегида или кетона) и несколько гидроксильных. |
Моносахариды являются структурными звеньями олигосахаридов и полисахаридов.
Важнейшие моносахариды
Название и формула | Глюкоза C6H12O6 | Фруктоза C6H12O6 | Рибоза C5H10O5 |
Структурная формула | |||
Классификация |
|
|
|
Видео:получение оксида и гидроксида медиСкачать
Глюкоза
Глюкоза – это альдегидоспирт (альдоза).
Она содержит шесть атомов углерода, одну альдегидную и пять гидроксогрупп.
Глюкоза существует в растворах не только в виде линейной, но и циклических формах (альфа и бета), которые являются пиранозными (содержат шесть звеньев):
α-глюкоза | β-глюкоза |
Химические свойства глюкозы
Водный раствор глюкозы
В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя циклическими формами — α и β и линейной формой:
Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)
При взаимодействии свежеосажденного гидроксида меди (II) с глюкозой (и другими моносахаридами происходит растворение гидроксида с образованием комплекса синего цвета.
Реакции на карбонильную группу — CH=O
Глюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.
- Реакция «серебряного зеркала»
- Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) выпадает красно-кирпичный осадок оксида меди (I):
- Окисление бромной водой. При окислении глюкозы бромной водой образуется глюконовая кислота:
- Также глюкозу можно окислить хлором, бертолетовой солью, азотной кислотой.
Концентрированная азотная кислота окисляет не только альдегидную группу, но и гидроксогруппу на другом конце углеродной цепи. |
- Каталитическое гидрирование. При взаимодействии глюкозы с водородом происходит восстановление карбонильной группы до спиртового гидроксила, образуется шестиатомный спирт – сорбит:
- Брожение глюкозы. Брожение — это биохимический процесс, основанный на окислительно-восстановительных превращениях органических соединений в анаэробных условиях.
Спиртовое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:
Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении глюкозы образуется молочная кислота:
Маслянокислое брожение. При маслянокислом брожении глюкозы образуется масляная кислота (внезапно):
- Образование эфиров глюкозы (характерно для циклической формы глюкозы).
Глюкоза способна образовывать простые и сложные эфиры.
Наиболее легко происходит замещение полуацетального (гликозидного) гидроксила.
Например, α-D-глюкоза взаимодействует с метанолом.
При этом образуется монометиловый эфир глюкозы (α-O-метил-D-глюкозид):
Простые эфиры глюкозы получили название гликозидов. |
В более жестких условиях (например, с CH3-I) возможно алкилирование и по другим оставшимся гидроксильным группам.
Моносахариды способны образовывать сложные эфиры как с минеральными, так и с карбоновыми кислотами.
Например, β-D-глюкоза реагирует с уксусным ангидридом в соотношении 1:5 с образованием пентаацетата глюкозы (β-пентаацетил-D-глюкозы): |
Получение глюкозы
Гидролиз крахмала
В присутствии кислот крахмал гидролизуется:
Синтез из формальдегида
Реакция была впервые изучена А.М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция:
Фотосинтез
В растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO2 и Н2О:
Фруктоза
Фруктоза — структурный изомер глюкозы. Это кетоноспирт (кетоза): она тоже может существовать в циклических формах (фуранозы). |
Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.
Фруктоза | α-D-фруктоза | β-D-фруктоза |
Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, более сладкое, чем глюкоза.
В свободном виде содержится в мёде и фруктах.
Химические свойства фруктозы связаны с наличием кетонной и пяти гидроксильных групп.
При гидрировании фруктозы также получается сорбит.
Дисахариды
Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счет взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой). |
Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11
Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных друг с другом:
В молекуле сахарозы гликозидный атом углерода глюкозы связан из-за образования кислородного мостика с фруктозой, поэтому сахароза не образует открытую (альдегидную) форму.
Поэтому сахароза не вступает в реакции альдегидной группы – с аммиачным раствором оксида серебра с гидроксидом меди при нагревании. Такие дисахариды называют невосстанавливающими, т.е. не способными окисляться. |
Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза:
Мальтоза С12Н22О11
Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.
Мальтоза является восстанавливающим дисахаридом (одно из циклических звеньев может раскрываться в альдегидную группу) и вступает в реакции, характерные для альдегидов. |
При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.
Полисахариды
Полисахариды — это природные высокомолекулярные углеводы, макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов. |
Основные представители — крахмал и целлюлоза — построены из остатков одного моносахарида — глюкозы.
Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу: (C6H10O5)n, но совершенно различные свойства.
Это объясняется особенностями их пространственного строения.
Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы:
Крахмал
Крахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.
В его состав входят:
- амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) – 10-20%
- амилопектин (оболочка крахмального зерна) – 80-90%
Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков α-глюкозы (средняя молекулярная масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.
Амилопектин имеет разветвленное строение и гораздо большую молекулярную массу, чем амилоза.
Свойства крахмала
- Гидролиз крахмала: при кипячении в кислой среде крахмал последовательно гидролизуется:
- Крахмал не дает реакцию “серебряного зеркала” и не восстанавливает гидроксид меди (II).
- Качественная реакция на крахмал: синее окрашивание с раствором йода.
Целлюлоза
Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.
Свойства целлюлозы
- Образование сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами.
Нитрование целлюлозы.
Так как в звене целлюлозы содержится 3 гидроксильные группы, то при нитровании целлюлозы избытком азотной кислоты возможно образование тринитрата целлюлозы, взрывчатого вещества пироксилина:
Ацилирование целлюлозы.
При действии на целлюлозу уксусного ангидрида (упрощённо-уксусной кислоты) происходит реакция этерификации, при этом возможно участие в реакции 1, 2 и 3 групп ОН.
Получается ацетат целлюлозы – ацетатное волокно.
- Гидролиз целлюлозы.
Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее.