Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

Содержание
  1. Углеводы
  2. Классификация углеводов
  3. По числу структурных звеньев
  4. По числу атомов углерода в молекуле
  5. По размеру кольца в циклической форме молекулы
  6. Химические свойства, общие для всех углеводов
  7. 1. Горение
  8. 2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой
  9. Моносахариды
  10. Глюкоза
  11. Химические свойства глюкозы
  12. Водный раствор глюкозы
  13. Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)
  14. Реакции на карбонильную группу — CH=O
  15. Получение глюкозы
  16. Гидролиз крахмала
  17. Синтез из формальдегида
  18. Фотосинтез
  19. Фруктоза
  20. Дисахариды
  21. Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11
  22. Мальтоза С12Н22О11
  23. Полисахариды
  24. Крахмал
  25. Свойства крахмала
  26. Целлюлоза
  27. Свойства целлюлозы
  28. Гидролиз сахарозы — уравнение реакции, формула и свойства
  29. Общие свойства
  30. Получение сахарозы
  31. Сферы применения
  32. Химические свойства
  33. 3.8.3. Углеводы (моносахариды, дисахариды, полисахариды).
  34. Классификация углеводов
  35. Химические свойства моносахаридов на примере глюкозы и фруктозы
  36. Химические свойства глюкозы и фруктозы как карбонильных соединений
  37. Химические свойства глюкозы и фруктозы как многоатомных спиртов
  38. Реакции брожения глюкозы
  39. Спиртовое брожение
  40. Молочнокислое брожение
  41. Особенности существования моносахаридов в водных растворах
  42. Дисахариды. Химические свойства.
  43. Общее описание дисахаридов
  44. Гидролиз дисахаридов
  45. Дисахариды как многоатомные спирты
  46. Полисахариды. Крахмал и целлюлоза
  47. Химические свойства крахмала и целлюлозы
  48. Горение
  49. Образование глюкозы
  50. Качественная реакция на крахмал

Видео:Опыты по химии. Гидролиз сахарозыСкачать

Опыты по химии. Гидролиз сахарозы

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:Кислотный гидролиз сахарозыСкачать

Кислотный гидролиз сахарозы

Классификация углеводов

Видео:Гидролиз солей. 9 класс.Скачать

Гидролиз солей. 9 класс.

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:

МоносахаридыДисахаридыПолисахариды
Глюкоза С6Н12О6

Дезоксирибоза С5Н10О4

Сахароза С12Н22О11

Целлобиоза С12Н22О11

Целлюлоза (С6Н10О5)n

Крахмал(С6Н10О5)n

Видео:Урок № 3. ГидролизСкачать

Урок № 3. Гидролиз

По числу атомов углерода в молекуле

  • Пентозы — содержат 5 атомов углерода.
  • Гексозы — содержат 6 атомов углерода.
  • И т.д.

Видео:52. Сахароза. Крахмал. Целлюлоза (часть 3)Скачать

52. Сахароза. Крахмал. Целлюлоза (часть 3)

По размеру кольца в циклической форме молекулы

  • Пиранозы — образуют шестичленное кольцо.
  • Фуранозы — содержат пятичленное кольцо.

Видео:Химия 10 класс (Урок№10 - Углеводы. Глюкоза. Олигосахариды. Сахароза.)Скачать

Химия 10 класс (Урок№10 - Углеводы. Глюкоза. Олигосахариды. Сахароза.)

Химические свойства, общие для всех углеводов

Видео:Дисахариды. Сахароза. 11 класс.Скачать

Дисахариды. Сахароза. 11 класс.

1. Горение

Все углеводы горят до углекислого газа и воды.

Например, при горении глюкозы образуются вода и углекислый газ

Видео:Химия 10 класс (Урок№11 - Полисахариды. Крахмал. Целлюлоза.)Скачать

Химия 10 класс (Урок№11 - Полисахариды. Крахмал. Целлюлоза.)

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:Кислотный гидролиз целлюлозыСкачать

Кислотный гидролиз целлюлозы

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 формулаГлюкоза

C6H12O6

Фруктоза

C6H12O6

Рибоза

C5H10O5

Структурная формулаУравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозыУравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозыУравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы
Классификация
  • гексоза
  • альдоза
  • в циклической форме – пираноза
  • гексоза
  • кетоза
  • в циклической форме — фураноза
  • пентоза
  • альдоза
  • в циклической форме – фураноза

Видео:Углеводороды - полифункциональные соединения. Химия 9 классСкачать

Углеводороды - полифункциональные соединения. Химия 9 класс

Глюкоза

Глюкоза – это альдегидоспирт (альдоза).

Она содержит шесть атомов углерода, одну альдегидную и пять гидроксогрупп.

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

Глюкоза существует в растворах не только в виде линейной, но и циклических формах (альфа и бета), которые являются пиранозными (содержат шесть звеньев):

α-глюкозаβ-глюкоза
Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозыУравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

Видео:Гидролиз солей. Классификация солей. Решение примеров.Скачать

Гидролиз солей. Классификация солей. Решение примеров.

Химические свойства глюкозы

Водный раствор глюкозы

В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя циклическими формами — α и β и линейной формой:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

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»

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

  • Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании. При взаимодействии глюкозы с гидроксидом меди (II) выпадает красно-кирпичный осадок оксида меди (I):

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

  • Окисление бромной водой. При окислении глюкозы бромной водой образуется глюконовая кислота:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

  • 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:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

  • 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:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

Маслянокислое брожение. При маслянокислом брожении глюкозы образуется масляная кислота (внезапно):

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

  • 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):

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

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):

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

Видео:ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ | 9 класс | Кратко и понятноСкачать

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ | 9 класс | Кратко и понятно

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:

Видео:Классификация углеводов: моносахариды, дисахариды, полисахариды,. 10 класс.Скачать

Классификация углеводов: моносахариды, дисахариды, полисахариды,. 10 класс.

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.

Фруктозаα-D-фруктозаβ-D-фруктоза
Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозыУравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозыУравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

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:Гидролиз солей. Теория для задания 23 ЕГЭ по химии.Скачать

Гидролиз солей. Теория для задания 23 ЕГЭ по химии.

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).

Видео:11 класс. Гидролиз солей.Скачать

11 класс. Гидролиз солей.

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11

Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных друг с другом:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

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:

Видео:Лабораторная работа №3 Гидролиз. Кислотно-основные взаимодействия в растворахСкачать

Лабораторная работа №3 Гидролиз. Кислотно-основные взаимодействия в растворах

Мальтоза С12Н22О11

Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

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.

Видео:Химия 11 класс (Урок№7 - Гидролиз органических и неорганических соединений.)Скачать

Химия 11 класс (Урок№7 - Гидролиз органических и неорганических соединений.)

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:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

Видео:В3. ЦТ 2020. Химия. Пошаговое решение. Гидролиз сахарозы.Скачать

В3. ЦТ 2020. Химия. Пошаговое решение. Гидролиз сахарозы.

Крахмал

Крахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

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:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

  • Крахмал не дает реакцию “серебряного зеркала” и не восстанавливает гидроксид меди (II).
  • Качественная реакция на крахмал: синее окрашивание с раствором йода.

Видео:266. Что такое дисахаридыСкачать

266.  Что такое дисахариды

Целлюлоза

Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

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:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

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.

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

  • Гидролиз целлюлозы.

Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее.

Видео:Тема урока: Сахароза. Дисахариды. преподаватель химии Аспандьярова З.М.Скачать

Тема урока: Сахароза. Дисахариды. преподаватель химии Аспандьярова З.М.

Гидролиз сахарозы — уравнение реакции, формула и свойства

Сахароза — природный углевод, являющийся химическим органическим соединением. Его относят к дисахаридам, так как в его структуре содержится два моносахаридных звена: остатки молекул глюкозы и фруктозы, соединенных через гидроксильную группу. В быту сахарозу называют тростниковым (иногда свекловичным) сахаром.

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

Общие свойства

Внешне сахароза выглядит как бесцветные мелкие кристаллы. Ее физические свойства:

  • в воде, этаноле растворима, однако практически не растворяется в метаноле и диэтиловом эфире;
  • температура плавления равна 186 градусов по Цельсию. При застывании расплавленной массы получается аморфное прозрачное вещество, называемое карамелью;
  • в природе находится в овощах, фруктах и ягодах.

Получение сахарозы

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

Получение — довольно сложный и тонкий процесс. Для этого сахарный тростник или свеклу измельчают до мелких опилок и переносят в громадные диффузоры.

В них происходит процесс вымывания сахарозы под действием горячей воды.

Так как совместно с С12Н22О11 в раствор попадают примеси, для отделения данных продуктов через раствор пропускают гидроксид кальция Ca (OH2). После такой процедуры происходит образование почти нерастворимых солей, выпадающих в осадок (CaCO3), и растворимого сахарата кальция С12Н22О11*СаО*2Н2О.

Следующим шагом углекислый газ (СО2) добавляют к получившемуся раствору с целью разделения сахарата кальция.

В результате в осадок выпадает карбонат кальция, который отфильтровывается, а оставшийся раствор выпаривают в специальных вакуумных аппаратах. Далее образующиеся кристаллики разделяются при помощи центрифуги. Оставшийся раствор называется меласса. Он широко применяется для получения лимонной кислоты.

Полученная сахароза подвергается дополнительным очисткам, кристаллизации и упариванию.

Сферы применения

Сахароза применяется во многих областях:

Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

  • В основном — как самостоятельный продукт в кулинарии, при изготовлении кондитерских изделий, соусов, алкоголя и других различных блюд. В высоких концентрациях применяется как ферментативный элемент-консервант.
  • Широко применяется в химической промышленности. С ее помощью получают многие вещества: глицерин, этанол, лимонную кислоту и другое.
  • В фармакологии используется для лекарств и таблеток.
  • Для человека сахароза является важным энергетическим компонентом, обеспечивающим энергией и стимулирующим работу мозга. Однако как недостаток, так и ее избыток очень вреден. При недостатке возникает слабость, головокружение, падает работоспособность и внимание. А избыток, как и избыток полисахаридов и крахмала, может вызвать ожирение, высокий риск развития диабета и кариеса. Следует приводить потребление сахаров в равновесие.

    Химические свойства

    Формула — C12H22O11. Она не проявляет восстановительных свойств, а реакции идут обычно по гидроксильным группам:

  • Взаимодействие с двухвалентным гидроксидом меди Cu (OH)2. Данная реакция доказывает наличие гидроксильной группы в молекуле сахарозы. Если гидроксид меди (||) налить к раствору сахарозы, то получается раствор сахарата меди, имеющий яркий голубоватый цвет. Такая реакция является качественной для многоатомных спиртов.
  • Окисления. Все дисахариды делятся на восстанавливающиеся и невосстанавливающиеся. Можно легко определить, какой это дисахарид. К восстанавливающимся относятся мальтоза плюс лактоза, а к невосстанавливающимся — сахароза. Это зависит от наличия полуацетального (гликозидного) гидроксила. В молекуле сахарозы он отсутствует.
  • Взаимодействие с серной кислотой. Схема реакции с серной кислотой выглядит следующим образом: 2С 12 Н 22 О 11 +2H 2 SO 4 = 23С↓+CO 2 ↑+2SO 2 ↑ +24Н 2 О

    Гидролиз дисахаридов — химическая реакция, при которой вода вступает в реакцию с другими веществами.

    Для дисахаридов характерна данная реакция (среда должна быть кислой либо необходимо присутствие фермента) с образованием моносахаридов, то есть происходит диссоциация. Чтобы гидролизоваться, нужна кислота.

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Гидролизация происходит при высокой температуре и в присутствии ионов водорода. В результате она расщепляется до молекулы глюкозы и молекулы фруктозы.

    Уравнение реакции гидролиза сахарозы можно написать следующим образом: C12H22O11+H2O=C6H12O6 (глюкоза)+C6H12O6 (фруктоза).

    Из моносахаридов можно получить дисахариды обратной реакцией. А также в живых существах данная реакция происходит при участии различных ферментов. Скорость протекания реакции зависит от количества С12Н22О11 в растворе.

    3.8.3. Углеводы (моносахариды, дисахариды, полисахариды).

    Углеводы — органические соединения, чаще всего природного происхождения, состоящие только из углерода, водорода и кислорода.

    Углеводы играют огромную роль в жизнедеятельности всех живых организмов.

    Свое название данный класс органических соединений получил за то, что первые изученные человеком углеводы имели общую формулу вида Cx(H2O)y . Т.е. их условно посчитали соединениями углерода и воды. Однако позднее оказалось, что состав некоторых углеводов отклоняется от этой формулы. Например, такой углевод как дезоксирибоза имеет формулу С5Н10О4. В то же время существуют некоторые соединения, формально соответствующие формуле Cx(H2O)y, однако к углеводам не относящиеся, как, например, формальдегид (СН2О) и уксусная кислота (С2Н4О2).

    Тем не менее, термин «углеводы» исторически закрепился за данным классом соединений, в связи с чем повсеместно используется и в наше время.

    Классификация углеводов

    В зависимости от способности углеводов расщепляться при гидролизе на другие углеводы с меньшей молекулярной массой их делят на простые (моносахариды) и сложные (дисахариды, олигосахариды, полисахариды).

    Как легко догадаться, из простых углеводов, т.е. моносахаридов, нельзя гидролизом получить углеводы с еще меньшей молекулярной массой.

    При гидролизе одной молекулы дисахарида образуются две молекулы моносахарида, а при полном гидролизе одной молекулы любого полисахарида получается множество молекул моносахаридов.

    Химические свойства моносахаридов на примере глюкозы и фруктозы

    Самыми распространенными моносахаридами являются глюкоза и фруктоза, имеющие следующие структурные формулы:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Как можно заметить, и в молекуле глюкозы, и в молекуле фруктозы присутствует по 5 гидроксильных групп, в связи с чем их можно считать многоатомными спиртами.

    В составе молекулы глюкозы имеется альдегидная группа, т.е. фактически глюкоза является многоатомным альдегидоспиртом.

    В случае фруктозы можно обнаружить в ее молекуле кетонную группу, т.е. фруктоза является многоатомным кетоспиртом.

    Химические свойства глюкозы и фруктозы как карбонильных соединений

    Все моносахариды могут реагировать в присутствии катализаторов с водородом. При этом карбонильная группа восстанавливается до спиртовой гидроксильной. Так, в частности, гидрированием глюкозы в промышленности получают искусственный подсластитель – гексаатомный спирт сорбит:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Молекула глюкозы содержит в своем составе альдегидную группу, в связи с чем логично предположить, что ее водные растворы дают качественные реакции на альдегиды. И действительно, при нагревании водного раствора глюкозы со свежеосажденным гидроксидом меди (II) так же, как и в случае любого другого альдегида, наблюдается выпадение из раствора кирпично-красного осадка оксида меди (I). При этом альдегидная группа глюкозы окисляется до карбоксильной – образуется глюконовая кислота:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Также глюкоза вступает и в реакцию «серебряного зеркала» при действии на нее аммиачного раствора оксида серебра. Однако, в отличие от предыдущей реакции вместо глюконовой кислоты образуется ее соль – глюконат аммония, т.к. в растворе присутствует растворенный аммиак:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Фруктоза и другие моносахариды, являющиеся многоатомными кетоспиртами, в качественные реакции на альдегиды не вступают.

    Химические свойства глюкозы и фруктозы как многоатомных спиртов

    Поскольку моносахариды, в том числе глюкоза и фруктоза, имеют в составе молекул несколько гидроксильных групп. Все они дают качественную реакцию на многоатомные спирты. В частности, в водных растворах моносахаридов растворяется свежеосажденный гидроксид меди (II). При этом вместо голубого осадка Cu(OH)2 образуется темно-синий раствор комплексных соединений меди.

    Реакции брожения глюкозы

    Спиртовое брожение

    При действии на глюкозу некоторых ферментов глюкоза способна превращаться в этиловый спирт и углекислый газ:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Молочнокислое брожение

    Помимо спиртового типа брожения существует также и немало других. Например, молочнокислое брожение, которое протекает при скисании молока, квашении капусты и огурцов:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Особенности существования моносахаридов в водных растворах

    Моносахариды существуют в водном растворе в трех формах – двух циклических (альфа- и бета-) и одной нециклической (обычной). Так, например, в растворе глюкозы существует следующее равновесие:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Как можно видеть, в циклических формах отсутствует альдегидная группа, в связи с тем что она участвует в образовании цикла. На ее основе образуется новая гидроксильная группа, которую называют ацетальным гидроксилом. Аналогичные переходы между циклическими и нециклической формами наблюдаются и для всех других моносахаридов.

    Дисахариды. Химические свойства.

    Общее описание дисахаридов

    Дисахаридами называют углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, связанных между собой за счет конденсации двух полуацетальных гидроксилов либо же одного спиртового гидроксила и одного полуацетального. Связи, образующиеся таким образом между остатками моносахаридов, называют гликозидными. Формулу большинства дисахаридов можно записать как C12H22O11.

    Наиболее часто встречающимся дисахаридом является всем знакомый сахар, химиками называемый сахарозой. Молекула данного углевода образована циклическими остатками одной молекулы глюкозы и одной молекулы фруктозы. Связь между остатками дисахаридов в данном случае реализуется за счет отщепления воды от двух полуацетальных гидроксилов:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Поскольку связь между остатками моносахаридов образована при конденсации двух ацетальных гидроксилов, для молекулы сахара невозможно раскрытие ни одного из циклов, т.е. невозможен переход в карбонильную форму. В связи с этим сахароза не способна давать качественные реакции на альдегиды.

    Подобного рода дисахариды, которые не дают качественные реакции на альдегиды, называют невосстанавливающими сахарами.

    Тем не менее, существуют дисахариды, которые дают качественные реакции на альдегидную группу. Такая ситуация возможна, когда в молекуле дисахарида остался полуацетальный гидроксил из альдегидной группы одной из исходных молекул моносахаридов.

    В частности, в реакцию с аммиачным раствором оксида серебра, а также гидроксидом меди (II) подобно альдегидам вступает мальтоза. Связано это с тем, что в её водных растворах существует следующее равновесие:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Как можно видеть, в водных растворах мальтоза существует в виде двух форм – с двумя циклами в молекуле и одним циклом в молекуле и альдегидной группой. По этой причине мальтоза, в отличие от сахарозы, дает качественную реакцию на альдегиды.

    Гидролиз дисахаридов

    Все дисахариды способны вступать в реакцию гидролиза, катализируемую кислотами, а также различными ферментами. В ходе такой реакции из одной молекулы исходного дисахарида образуется две молекулы моносахарида, которые могут быть как одинаковыми, так и различными в зависимости от состава исходного моносахарида.

    Так, например, гидролиз сахарозы приводит к образованию глюкозы и фруктозы в равных количествах:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    А при гидролизе мальтозы образуется только глюкоза:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Дисахариды как многоатомные спирты

    Дисахариды, являясь многоатомными спиртами, дают соответствующую качественную реакцию с гидроксидом меди (II), т.е. при добавлении их водного раствора ко свежеосажденному гидроксиду меди (II) нерастворимый в воде голубой осадок Cu(OH)2 растворяется с образованием темно-синего раствора.

    Полисахариды. Крахмал и целлюлоза

    Полисахариды — сложные углеводы, молекулы которых состоят из большого числа остатков моносахаридов, связанных между собой гликозидными связями.

    Есть и другое определение полисахаридов:

    Полисахаридами называют сложные углеводы, молекулы которых образуют при полном гидролизе большое число молекул моносахаридов.

    В общем случае формула полисахаридов может быть записана как (C6H10O5)n.

    Крахмал – вещество, представляющее собой белый аморфный порошок, не растворимый в холодной воде и частично растворимый в горячей с образованием коллоидного раствора, называемого в быту крахмальным клейстером.

    Крахмал образуется из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза в зеленых частях растений под действием энергии солнечного света. В наибольших количествах крахмал содержится в картофельных клубнях, пшеничных, рисовых и кукурузных зернах. По этой причине указанные источники крахмала и являются сырьем для его получения в промышленности.

    Целлюлоза – вещество, в чистом состоянии представляющее собой белый порошок, не растворимый ни в холодной, ни в горячей воде. В отличие от крахмала целлюлоза не образует клейстер. Практически из чистой целлюлозы состоит фильтровальная бумага, хлопковая вата, тополиный пух. И крахмал, и целлюлоза являются продуктами растительного происхождения. Однако, роли, которые они играют в жизни растений, различны. Целлюлоза является в основном строительным материалом, в частности, главным образом ей образованы оболочки растительных клеток. Крахмал же несет в основном запасающую, энергетическую функцию.

    Химические свойства крахмала и целлюлозы

    Горение

    Все полисахариды, в том числе крахмал и целлюлоза, при полном сгорании в кислороде образуют углекислый газ и воду:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Образование глюкозы

    При полном гидролизе как крахмала, так и целлюлозы образуется один и тот же моносахарид – глюкоза:

    Уравнения реакций гидролиза целлюлозы и сахарозы

    Качественная реакция на крахмал

    При действии йода на что-либо, в чем содержится крахмал, появляется синее окрашивание. При нагревании синяя окраска исчезает, при охлаждении появляется вновь.

    При сухой перегонке целлюлозы, в частности древесины, происходит ее частичное разложение с образованием таких низкомолекулярных продуктов как метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон и т.д.

    Поскольку и в молекулах крахмала, и в молекулах целлюлозы имеются спиртовые гидроксильные группы, данные соединения способны вступать в реакции этерификации как с органическими, так и с неорганическими кислотами:

  • Поделиться или сохранить к себе: