Концентрированная серная кислота — сильный водоотнимающий агент. Она способна не просто поглощать воду и ее пары, но и отнимать у веществ т.н. конституционную воду, которая «содержится» в них в виде изолированных групп -Н и -ОН. Например, при нагревании этилового спирта с серной кислотой в мягких условиях образуется диэтиловый эфир:
При более высокой температуре образуется этилен:
Углеводы серная кислота способна обугливать уже при комнатной температуре — на этом основан красивый опыт «Серная кислота обугливает сахар». Приведем описание из практикума Рипан Р. Четяну И. Руководство к практическим работам по неорганической химии (1965) [ссылка]
При смешивании стеклянной палочкой 30 г сахарного песку, слегка смоченного водой, с 30 мл концентрированной серной кислоты бурно протекает реакция обугливания сахара. Опыт проводят в химическом стакане емкостью 250-300 мл, помещенном в сосуд с песком или водой.
Дегидратация глюкозы и сахарозы в этом случае протекает по уравнению
Благодаря выделяющимся при реакции парам воды обугливающаяся масса вспучивается наподобие черной пены.
В стакан на 300 мл я поместил 30 г сахара, который предварительно растер в ступке (до состояния сахарной пудры). Предварительно увлажнять сахар не стал. В цилиндр налил 30 мл серной кислоты (согласно приведенному выше описанию) и начал добавлять кислоту в стакан с сахаром, перемешивая содержимое стеклянной палочкой. Однако когда я добавил 20 мл кислоты, масса стала достаточно жидкой на вид, и я решил, что кислоты хватит.
Содержимое стакана стало сначала желтым, затем бурым и, наконец, черным. Примерно через две минуты началась бурная реакция. Масса стала вспучиваться и подниматься вверх. Активно выделялся белый пар. Запахло аэрозолем серной кислоты, сернистым газом и, как утверждает мой коллега, муравьиной кислотой. Параллельно с дегидратацией (обезвоживанием) сахара происходит окисление угля и сахара — этим и объясняется образование сернистого газа (и, возможно, муравьиной кислоты).
Несмотря на бурную реакцию, черная масса так и не достигла краев стакана — сахара явно было мало.
Во втором эксперименте я взял 60 г растертого сахара (водой не смачивал) и 30 мл серной кислоты. В этот раз до начала бурной реакции прошло примерно две с половиной минуты. Черная масса вышла за пределы стакана, хотя под конец она росла довольно медленно. После прекращения реакции обугленную массу удалось в целости вынуть из стакана.
Третий эксперимент провел не в стакане, а в мерном цилиндре на 100 мл. Взял 50 г растертого сахара и 25 мл концентрированной серной кислоты. Опыт прошел аналогично, но менее эффектно. Разница заключалась в том, что когда черная масса достигла верха цилиндра, она оставалась еще жидкой и частично стекла вниз.
Обугливание сахара концентрированной серной кислотой |
Обугливание сахара концентрированной серной кислотой |
Обугливание сахара концентрированной серной кислотой |
Возможно, для ускорения начала реакции сахарный песок все-таки целесообразно увлажнить водой (при контакте воды с серной кислотой произойдет разогрев, что ускорит обугливание сахара), но добавить в смесь воду у меня рука не поднялась. Уже после опытов в другой книге — О.І. Астахов Цікаві роботи з хімії (Занимательные работы по химии) [ссылка] я увидел описание, в котором рекомендуют брать количества веществ, близкие к тем, что я использовал (и опять же сахар рекомендуют увлажнять): Капризное обугливание сахара Его образование объясняется дегидратацией сахара серной кислотой Кроме того, происходит восстановление концентрированной серной кислоты углем: Если у вас нет концентрированной серной кислоты, для этого опыта вполне подойдет упаренный электролит для свинцовых аккумуляторов. Он представляет собой разбавленный раствор серной кислоты. Электролит упаривают до прекращения активного кипения и начала образования густых белых паров. Делать эту процедуру можно под хорошей тягой или на улице, но, ни в коем случае не в жилой квартире. Аэрозоль серной кислоты вдыхать недопустимо. Кстати, в свое время я пробовал добавлять к сахару еще горячую серную кислоту (которая не успела остыть после упаривания) — реакция начиналась быстро, без зазора в несколько минут, но работая с горячей кислотой нужно быть крайне осторожным. Попутно отмечу, что если вам на одежду или обувь попадет разбавленная серная кислота (например, тот же электролит), в большинстве случаев дырки сразу не будет, но со временем часть воды испарится и на вашей одежде (обуви) начнут расти дырки — все больших размеров. Я в таких случаях смачивал место попадания кислоты ваткой с аммиаком — это останавливало рост дырок (или даже предотвращало их образование), но аммиак может оказаться далеко не безразличным к некоторым красителям, которыми окрашивают ткани. |
Обугливание сахара концентрированной серной кислотой При перемешивании стеклянной палочкой 30 г сахарного песка, слегка смоченного водой, с 30 мл концентрированной серной кислоты бурно протекает реакция обугливания сахара. Опыт проводят в химическом стакане емкостью 250—300 мл, помещенном в сосуд с песком или водой. Дегидратация глюкозы и сахарозы в этом случае протекает по уравнению: Благодаря выделяющимся при реакции парам воды обугливающаяся масса вспучивается наподобие черной пены. Если у вас нет концентрированной серной кислоты, ее можно получить осторожным упариванием разбавленой кислоты при хорошей тяге (не делайте это в квартире!). Для этой цели разведенную серную кислоту (электролит для свинцовых аккумуляторов) нагревают на песочной бане до появления белых паров. При этом кислота преобретает темную окраску в результате обугливания примесей органических веществ. Нашему опыту это практически не мешает. В процессе нагревания кипение жидкости не желательно, поскольку в этом случае возможно разбрызгивание. Помните, что вдыхание паров и аэрозоля H2SO4 опасно для здоровья. Содержание
Видео:Реакция САХАРА и КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ. Обугливание САХАРА. Домашние опыты по химииСкачать  Please wait.Видео:Взаимодействие сахара с концентрированной серной кислотойСкачать  We are checking your browser. gomolog.ruВидео:Опыты по химии. Обугливание сахара концентрированной серной кислотойСкачать  Why do I have to complete a CAPTCHA?Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property. Видео:Серная кислота и ее соли. 9 класс.Скачать  What can I do to prevent this in the future?If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware. If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices. Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store. Cloudflare Ray ID: 6de38c78fd569743 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare Видео:Изучаем химические свойства концентрированной серной кислоты!Скачать  УглеводыТеория 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.
Исключение составляет дезоксирибоза, которая имеют формулу С5Н10O4 (на один атом кислорода меньше, чем рибоза). Видео:СЕРНАЯ КИСЛОТА разбавленная и концентрированная - в чем отличия? | Химия ОГЭСкачать  Классификация углеводовВидео:Получение угольной пены - Реакция сахара и серной кислоты!Скачать  По числу структурных звеньев
Некоторые важнейшие углеводы:
Видео:Серная кислота. Химические свойства. Реакции с металлами.Скачать  По числу атомов углерода в молекуле
Видео:Взаимодействие сахара с концентрированной серной кислотой - 9 - 11 классСкачать  По размеру кольца в циклической форме молекулы
Видео:Галилео. Эксперимент. Обугливание сахараСкачать  Химические свойства, общие для всех углеводовВидео:Обугливание сахара концентрированной серной кислотойСкачать  1. ГорениеВсе углеводы горят до углекислого газа и воды.
Видео:Взаимодействие серной кислоты с металламиСкачать  2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотойКонцентрированная серная кислота отнимает воду от углеводов, при этом образуется углерод С («обугливание») и вода.
Видео:Концентрированная серная кислота. Получаем. Измеряем. Храним.Скачать  Моносахариды
Моносахариды являются структурными звеньями олигосахаридов и полисахаридов. Важнейшие моносахариды
Видео:Реакция Концентрированной Серной Кислоты и Хлората Натрия. Реакция H2SO4 и NaClO3. Выделение ClO2.Скачать  ГлюкозаГлюкоза – 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):
Видео:Не повторять! ⚠️ Если серная кислота попадет на кожу #shortsСкачать  Химические свойства глюкозыВодный раствор глюкозыВ 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=OГлюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.
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):
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):
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.
Видео:Обугливание сахара концентрированной серной кислотойСкачать  Получение глюкозыГидролиз крахмалаВ присутствии кислот крахмал гидролизуется: Синтез из формальдегидаРеакция была впервые изучена А.М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция: ФотосинтезВ растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO2 и Н2О: Видео:Реакция ОКСИДА ВАНАДИЯ и КОНЦЕНТРИРОВАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ. Получение СУЛЬФАТА ВАНАДИЛА.Скачать  Фруктоза
Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.
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. Видео:Взаимодействие цинка с серной кислотойСкачать  Дисахариды
Видео:СЕРНАЯ КИСЛОТА | H2SO4 | Химические свойства разбавленной и концентрированной СЕРНОЙ КИСЛОТЫ | ХимияСкачать  Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11Молекула 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.
Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза: Видео:Обугливание древесины концентрированной серной кислотой #shortsСкачать  Мальтоза С12Н22О11Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.
При гидролизе мальтозы образуется глюкоза. Полисахариды
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:
КрахмалКрахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.
В его состав входят:
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
ЦеллюлозаЦеллюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.
Свойства целлюлозы
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.
Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее. |
