Химические свойства сахарозы уравнения реакций

Личностно ориентированное



обучение – путь к успеху

Урок по теме «Сахароза» • 10 класс

Повышение качества образования напрямую зависит от того, какие педагогические технологии в своей работе использует учитель.

Оглавление:

Технологии личностно ориентированного обучения в полной мере соответствуют современным требованиям.

В них профессиональная позиция учителя состоит в том, чтобы знать и уважительно относиться к любому высказыванию ученика по содержанию обсуждаемой темы. Педагог продумывает не только то, какой материал сообщать, но и предугадывает, что из этого материала уже имеется в субъектном опыте учащихся. При этом обсуждать детские версии необходимо в равноправном диалоге. Выделять и поддерживать версии, соответствующие теме урока, задачам и целям обучения. B таких условиях ученики стремятся быть услышанными, активно высказываются по обсуждаемой теме, предлагают, не боясь ошибиться, свои варианты. Обсуждая точки зрения учеников на уроке, учитель формирует коллективное знание, a не просто добивается от класса воспроизведения готовых образцов.

Взаимодействие в процессе урока требует не только учета личностных особенностей, но и особенностей межгруппового взаимодействия, предвосхищения возможных изменений в организации коллективной работы класса, коррекции их по ходу урока. Результативность урока определяется обобщением полученных знаний и умений, оценкой их усвоения, анализом результатов групповой и индивидуальной работы, особым вниманием к процессу выполнения заданий, а не только к конечному результату, обсуждением в конце урока того, что «мы узнали», что понравилось (не понравилось) и почему.



Цели. Усвоение учащимися строения, свойств, способов получения сахарозы, ее биологической роли; развитие умений работать с учебником и дополнительной литературой, применять имеющиеся знания в новых, нестандартных ситуациях, делать выводы; развитие интереса к истории и новым фактам науки, бережного отношения к природе и своему здоровью.

Оборудование и реактивы. Учебник Л.А.Цветкова «Химия-10», таблицы «Промышленный способ получения сахарозы», «Строение молекулы сахарозы», «Карта независимого расследования»; сахароза, вода, серная кислота (конц.), растворы медного купороса, гидроксида натрия, аммиачный раствор оксида серебра.

И н д и в и д у а л ь н а я р а б о т а. У доски: характеристика свойств и строения глюкозы.

По карточкам. а) написать структурную формулу арабинозы. Как данный углевод относится к аммиачному раствору оксида серебра?

б) Составить уравнение реакции полного окисления глюкозы. Вычислить объем СО2 (н.у.), образующегося при окислении 2 моль глюкозы.



в) Составить уравнение реакции спиртового брожения глюкозы. Вычислить объем СО2 (н.у.), образующегося при брожении 360 г глюкозы.

Б е с е д а с к л а с с о м.

Что такое углеводы?

По каким признакам их классифицируют?

Какие моносахариды вам известны?


Какова биологическая роль рибозы и дезоксирибозы?

Чем по отношению друг к другу являются глюкоза и фруктоза?

Какова их биологическая роль?

Где в природе они встречаются?

Из чего их можно получить? (Если ребята не отвечают, отвечает учитель – из сахарозы.)

А к какой группе углеводов относится сахароза?



Изучение нового материала

Учитель (сообщает тему урока и ставит перед учащимися цель). Необходимо провести расследование по определению строения, свойств, способов получения сахарозы, ее биологической роли, начала истории «сладкой» жизни. Для получения достоверных сведений мы создадим группы. Каждая группа получает инструкцию, необходимое оборудование и литературу для своего расследования.

Подготовьте справку об истории «жизни» сахара, нахождении и образовании его в природе, пользуясь учебником и дополнительной литературой. (Вопросы в помощь: где и когда впервые стали использовать сахар в пищу? Какие растения богаты сахаром? Как сахар образуется в растении? В результате какого процесса?)

Составьте уравнения реакций образования сахара в клетках растения.

Составьте схему промышленного способа получения сахара из сахарной свеклы, пользуясь учебником и дополнительной литературой.



Подготовьте справку о строении молекулы сахарозы. (Выпишите структурную и молекулярную формулы сахарозы.)

Исходя из строения, сделайте вывод о ее физических свойствах.

Какова биологическая роль данного вещества?

Выясните химические свойства сахарозы, пользуясь учебником, дополнительной литературой и реактивами.

Задания для экспериментальной работы.

1) Даны пробирки с растворами глюкозы и сахарозы. Опытным путем определите, в какой пробирке находится сахароза.

2) Испытайте раствор сахарозы свежеприготовленным гидроксидом меди(II). Объясните признаки данной реакции.

3) Используя данные текста учебника и результатов проведенных экспериментов, напишите уравнения реакций, характеризующих химические свойства сахарозы.

Выясните химические свойства сахарозы, пользуясь учебником, дополнительной литературой и реактивами.

Задания для экспериментальной работы.

1) Проведите реакцию гидролиза сахарозы (в пробирку с раствором сахарозы прилейте немного раствора серной кислоты и подогрейте). Как доказать, что гидролиз осуществился?



2) В пробирку с сахарной пудрой аккуратно, по каплям, прилейте концентрированной серной кислоты. Объясните признаки данной реакции.

3) Используя данные из текста учебника и результаты проведенных экспериментов, напишите уравнения произошедших реакций.

Группы работают по инструкциям в течение 10 мин. На столах каждого учащегося таблица «Карта независимого расследования». По мере поступления сведений карта заполняется.

Карта независимого расследования

Большое содержание сахара в сахарном тростнике, сахарной свекле, кленовом соке. Образуется сахароза в листьях растений в процессе фотосинтеза



• сахароза – многоатомный спирт, следовательно, при взаимодействии со свежеприготовленным гидроксидом меди(II) дает синее окрашивание

• концентрированная серная кислота обугливает сахарозу

Обсуждение нового материала

Деятельность учащихся организована как групповая работа и предполагает как коллективный, так и индивидуальный способ получения знаний. Учащиеся знакомятся с учебной информацией о сахарозе, принимают решения о ее важности и соответствии цели своего исследования, выполняют эксперимент, готовятся рассказать о результатах своей работы. По окончании работы группы отчитываются. В это время остальные учащиеся дополняют свои «Карты независимого расследования» новыми сведениями. Затем оценивают работу своих товарищей, делают общий вывод.

Сахароза – многоатомный спирт, при кислотном гидролизе которого образуются моносахариды (что подтверждается последующим окислением продукта реакции до глюконовой кислоты). Данный дисахарид называют невосстанавливающим, поскольку он не содержит открытые альдегидные группы. Сахароза – важнейший продукт питания, т.к. является поставщиком энергии.



Домашнее задание на выбор

1) Предложите способ обнаружения глицерина, сахарозы, фенола с помощью одного реактива.

Источник: http://him.1september.ru/article.php?ID=

Сахароза

Характеристики и физические свойства сахарозы

Молекула этого вещества построена из остатков α-глюкозы и фруктопиранозы, которые соединяются между собой посредством гликозидного гидроксила (рис. 1).

Рис. 1. Структурная формула сахарозы.



Основные характеристики сахарозы приведены в таблице ниже:

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см 3

Температура плавления, o С

Температура разложения, o F

Растворимость в воде (25 o С), г/100 мл



Получение сахарозы

Сахароза – важнейший из дисахаридов. Её получают из сахарной свеклы (в ней содержится до 28% сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника (откуда и происходит название); содержится также в соке березы, клена и некоторых фруктов.

Химические свойства сахарозы

При взаимодействии с водой сахароза гидрозуется. Эта реакция проводится в присутствии кислот или щелочей, а её продуктами являются образующие сахарозу моносахариды, т.е. глюкоза и фруктоза.

Применение сахарозы

Сахароза нашла свое применение, главным образом, в пищевой индустрии: её используют как самостоятельный продукт питания, а также в качестве консерванта. Кроме этого данный дисахарид может служит субстратом для получения ряда органических соединений (биохимия), а также составным компонентом многих лекарств (фармакология).

Примеры решения задач

Для того, чтобы определить, где какой раствор, добавим в каждую пробирку несколько капель разбавленного раствора серной или соляной кислоты. Визуально мы не будем наблюдать никаких изменений, однако сахароза будет гидролизоваться:

Глюкоза – альдо-спирт, поскольку содержит пять гидроксильных и одну карбонильную группу. Поэтому, чтобы отличить её от глицерина проведем качественную реакцию на альдегиды – реакцию «серебряного» зеркала – взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра. В обе пробирки добавим указанный раствор.



В случае добавления его к трехатомному спирту мы не будем наблюдать никаких признаков химической реакции. Если же в пробирке есть глюкоза, то будет выделяться коллоидное серебро:

Найдем количество вещества глюкозы, учитывая условия задачи (молярная масса – 180 г/моль):

Согласно уравнению реакции ν (C6H12O6) = ν (C12H22O11) = 0,2 моль. Найдем массу сахарозы, вступившей в реакцию гидролиза (молярная масса – 342г/моль):

Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения

администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.



Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/ximiya/soedineniya/saxaroza/

Химические свойства сахарозы уравнения реакций

Примером наиболее распространенных в природе дисахаридов (олигосахаридом) является сахароза (свекловичный или тростниковый сахар).

Биологическая роль сахарозы

Наибольшее значение в питании человека имеет сахароза, которая в значительном количестве поступает в организм с пищей. Подобно глюкозе и фруктозе сахароза после расщепления ее в кишечнике быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта в кровь и легко используется как источник энергии.

Важнейший пищевой источник сахарозы — сахар.

Строение сахарозы

Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза. Молекула сахарозы состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы в их циклической форме. Они соединены друг с другом за счет взаимодействия полуацетальных гидроксилов (1→2) -гликозидной связью, то есть свободный полуацетальный (гликозидный) гидроксил отсутствует:



Физические свойства сахарозы и нахождение в природе

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

Температура плавления сахарозы 160°C. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно много ее содержится в сахарной свёкле (16-21%) и сахарном тростнике (до 20%), которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

Химические свойства

Для сахарозы характерны реакции по гидроксильным группам.

Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов.



Видеоопыт «Доказательство наличия гидроксильных групп в сахарозе»

Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди (качественная реакция многоатомных спиртов):

Дисахариды, в молекулах которых сохраняется полуацетальный (гликозидный) гидроксил (мальтоза, лактозы), в растворах частично превращаются из циклических форм в открытые альдегидные формы и вступают в реакции, характерные для альдегидов: реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Такие дисахариды называются восстанавливающими (восстанавливают Cu (OH)2 и Ag2O).

Реакция «серебряного зеркала»

Дисахариды, в молекулах которых нет полуацетального (гликозидного) гидроксила (сахароза) и которые не могут переходить в открытые карбонильные формы, называются невосстанавливающими (не восстанавливают Cu (OH)2 и Ag2O).

Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом. Сахароза, находясь в растворе, не вступает в реакцию «серебряного зеркала» и при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I), так как не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу.



Видеоопыт «Отсутствие восстанавливающей способности сахарозы»

Для дисахаридов характерна реакция гидролиза (в кислой среде или под действием ферментов), в результате которой образуются моносахариды.

Сахароза способна подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы:

Видеоопыт «Кислотный гидролиз сахарозы»

Мальтоза и лактоза при гидролизе расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва связей между ними (гликозидных связей):

Таким образом, реакция гидролиза дисахаридов является обратной процессу их образования из моносахаридов.



В живых организмах гидролиз дисахаридов происходит при участии ферментов.

Получение сахарозы

Сахарную свеклу или сахарный тростник превращают в тонкую стружку и помещают в диффузоры (огромные котлы), в которых горячая вода вымывает сахарозу (сахар).

Вместе с сахарозой в водный раствор переходят и другие компоненты (различные органические кислоты, белки, красящие вещества и др.). чтобы отделить эти продукты от сахарозы, раствор обрабатывают известковым молоком (гидроксидом кальция). В результате этого образуются малорастворимые соли, которые выпадают в осадок. Сахароза образует с гидроксидом кальция растворимый сахарат кальция С12Н22О11·CaO·2Н2О.

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

Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор упаривают в вакуумных аппаратах. По мере образования кристалликов сахара отделяют с помощью центрифуги. Оставшийся раствор – меласса – содержит до 50% сахарозы. Его используют для производства лимонной кислоты.



Выделенную сахарозу очищают и обесцвечивают. Для этого ее растворяют в воде и полученный раствор фильтруют через активированный уголь. Затем раствор снова упаривают и кристаллизуют.

Применение сахарозы

Сахароза в основном используется как самостоятельный продукт питания (сахар), а также при изготовлении кондитерских изделий, алкогольных напитков, соусов. Ее используют в высоких концентрациях в качестве консерванта. Путем гидролиза из нее получают искусственный мёд.

Сахароза находит применение в химической промышленности. С помощью ферментации из нее получают этанол, бутанол, глицерин, левулиновую и лимонную кислоты, декстран.

В медицине сахарозу используют при изготовлении порошков, микстур, сиропов, в том числе для новорожденных детей (для придания сладкого вкуса или консервации).

Источник: http://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/uglevody/saxaroza.html



Химические свойства сахарозы уравнения реакций

65. Сахароза, ее физические и химические свойства

Физические свойства и нахождение в природе.

1. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, хорошо растворима в воде.

2. Температура плавления сахарозы 160 °C.

3. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

4. Содержится во многих растениях: в соке березы, клена, в моркови, дыне, а также в сахарной свекле и сахарном тростнике.

Строение и химические свойства.

2. Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза.

3. 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.

4. 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).

5. Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом.

6. Сахароза является важнейшим из дисахаридов.

7. Она получается из сахарной свеклы (в ней содержится до 28 % сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника.

Если прокипятить раствор сахарозы с несколькими каплями соляной или серной кислоты и нейтрализовать кислоту щелочью, а после этого нагреть раствор с гидроксидом меди (II), выпадает красный осадок.

При кипячении раствора сахарозы появляются молекулы с альдегидными группами, которые и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Эта реакция показывает, что сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза:

6. Молекула сахарозы состоит из соединенных друг с другом остатков глюкозы и фруктозы.

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

1) мальтоза получается из крахмала под действием солода;

2) она называется еще солодовым сахаром;

3) при гидролизе она образует глюкозу:

Особенности лактозы: 1) лактоза (молочный сахар) содержится в молоке; 2) она обладает высокой питательностью; 3) при гидролизе лактоза разлагается на глюкозу и галактозу – изомер глюкозы и фруктозы, что является важной особенностью.

Источник: http://www.e-reading.club/chapter.php/88413/65/Titarenko_-_Shpargalka_po_organicheskoii_himii.html

65. Сахароза, ее физические и химические свойства

Физические свойства и нахождение в природе.

1. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, хорошо растворима в воде.

2. Температура плавления сахарозы 160 °C.

3. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

4. Содержится во многих растениях: в соке березы, клена, в моркови, дыне, а также в сахарной свекле и сахарном тростнике.

Строение и химические свойства.

2. Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза.

3. 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.

4. 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).

5. Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом.

6. Сахароза является важнейшим из дисахаридов.

7. Она получается из сахарной свеклы (в ней содержится до 28 % сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника.

Реакция сахарозы с водой.

Если прокипятить раствор сахарозы с несколькими каплями соляной или серной кислоты и нейтрализовать кислоту щелочью, а после этого нагреть раствор с гидроксидом меди (II), выпадает красный осадок.

При кипячении раствора сахарозы появляются молекулы с альдегидными группами, которые и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Эта реакция показывает, что сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза:

6. Молекула сахарозы состоит из соединенных друг с другом остатков глюкозы и фруктозы.

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

1) мальтоза получается из крахмала под действием солода;

2) она называется еще солодовым сахаром;

3) при гидролизе она образует глюкозу:

Особенности лактозы: 1) лактоза (молочный сахар) содержится в молоке; 2) она обладает высокой питательностью; 3) при гидролизе лактоза разлагается на глюкозу и галактозу – изомер глюкозы и фруктозы, что является важной особенностью.

66. Крахмал и его строение

Физические свойства и нахождение в природе.

1. Крахмал представляет собой белый порошок, не растворимый в воде.

2. В горячей воде он набухает и образует коллоидный раствор – клейстер.

3. Являясь продуктом усвоения оксида углерода (IV) зелеными (содержащими хлорофилл) клетками растений, крахмал распространен в растительном мире.

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

5. Крахмал – одно из важнейших питательных веществ для человека.

2. Образуется он в результате фотосинтетической деятельности растений при поглощении энергии солнечного излучения.

3. Сначала из углекислого газа и воды в результате ряда процессов синтезируется глюкоза, что в общем виде может быть выражено уравнением: 6СO2 + 6Н2О = С6Н12O6 + 6O2.

5. Макромолекулы крахмала неодинаковы по размерам: а) в них входит разное число звеньев С6H10O5 – от нескольких сотен до нескольких тысяч, при этом неодинакова и их молекулярная масса; б) различаются они и по строению: наряду с линейными молекулами с молекулярной массой в несколько сотен тысяч имеются молекулы разветвленного строения, молекулярная масса которых достигает нескольких миллионов.

Химические свойства крахмала.

1. Одно из свойств крахмала – это способность давать синюю окраску при взаимодействии с йодом. Эту окраску легко наблюдать, если поместить каплю раствора йода на срез картофеля или ломтик белого хлеба и нагреть крахмальный клейстер с гидроксидом меди (II), будет видно образование оксида меди (I).

2. Если прокипятить крахмальный клейстер с небольшим количеством серной кислоты, нейтрализовать раствор и провести реакцию с гидроксидом меди (II), образуется характерный осадок оксида меди (I). То есть при нагревании с водой в присутствии кислоты крахмал подвергается гидролизу, при этом образуется вещество, восстанавливающее гидроксид меди (II) в оксид меди (I).

3. Процесс расщепления макромолекул крахмала водой идет постепенно. Сначала образуются промежуточные продукты с меньшей молекулярной массой, чем у крахмала, – декстрины, затем изомер сахарозы – мальтоза, конечным продуктом гидролиза является глюкоза.

4. Реакцию превращения крахмала в глюкозу при каталитическом действии серной кислоты открыл в 1811 г. русский ученый К. Кирхгоф. Разработанный им способ получения глюкозы используется и в настоящее время.

5. Макромолекулы крахмала состоят из остатков молекул циклической L-глюкозы.

Для продолжения скачивания необходимо собрать картинку:

Источник: http://studfiles.net/preview//page:33/

Химические свойства сахарозы уравнения реакций

Примером наиболее распространенных в природе дисахаридов (олигосахаридом) является сахароза (свекловичный или тростниковый сахар).

Олигосахариды – это продукты конденсации двух или нескольких молекул моносахаридов.

Дисахариды – это углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.

Физические свойства и нахождение в природе

1. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, хорошо растворима в воде.

2. Температура плавления сахарозы 160 °C.

3. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

4. Содержится во многих растениях: в соке березы, клена, в моркови, дыне, а также в сахарной свекле и сахарном тростнике.

Строение и химические свойства

2. Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза. Молекула сахарозы состоит из остатков глюкозы и фруктозы, соединенных друг с другом за счет взаимодействия полуацетальных гидроксилов (1→2)-гликозидной связью:

3. 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 (качественная реакция многоатомных спиртов).

4. 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).

5. Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом. Сахароза, находясь в растворе, не вступает в реакцию «серебряного зеркала», так как не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу. Подобные дисахариды не способны окисляться (т.е. быть восстановителями) и называются невосстанавливающими сахарами.

6. Сахароза является важнейшим из дисахаридов.

7. Она получается из сахарной свеклы (в ней содержится до 28 % сахарозы от сухого вещества) или из сахарного тростника.

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:

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

При гидролизе различные дисахариды расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва связей между ними (гликозидных связей):

Таким образом, реакция гидролиза дисахаридов является обратной процессу их образования из моносахаридов.

Источник: http://sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/10-klass—tretij-god-obucenia/urok-no47-saharoza-nahozdenie-v-prirode-svojstva-primenenie

Сахароза. Ее структура, химические свойства, отношение к гидролизу

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

Химические свойства сахарозы

Важное химическое свойство сахарозы – способность подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода).

Поскольку связь между остатками моносахаридов в сахарозе образована за счёт обоих гликозидных гидроксилов, она не обладает восстановительными свойствами и не даёт реакции «серебряного зеркала». У сахарозы сохраняются свойства многоатомных спиртов: она образует растворимые в воде сахараты с гидроксидами металлов, в частности, с гидроксидом кальция. Эта реакция используется для выделения и очистки сахарозы на сахарных заводах, о чём мы будем говорить чуть позже.

При нагревании водного раствора сахарозы в присутствии сильных кислот или под действием фермента инвертазы происходит гидролиз этого дисахарида с образованием смеси равных количеств глюкозы и фруктозы. Эта реакция обратна процессу образования сахарозы из моносахаридов:

Полученная смесь называется инвертным сахаром и используется для производства карамели, подслащивания пищевых продуктов, для предотвращения кристаллизации сахарозы, получения искусственного мёда, производства многоатомных спиртов.

Гидролиз сахарозы легко проследить с помощью поляриметра, так как раствор сахарозы имеет правое вращение, а образующаяся смесь D-глюкозы и D-фруктозы имеет левое вращение, благодаря превалирующему значению левого вращения D-фруктозы. Следовательно, по мере гидролиза сахарозы величина угла правого вращения постепенно уменьшается, проходит через нулевое значение, и в конце гидролиза раствор, содержащий равные количества глюкозы и фруктозы, приобретает устойчивое левое вращение. В связи с этим гидролизованную сахарозу (смесь глюкозы и фруктозы) называют инвертным сахаром, а сам процесс гидролиза – инверсией (от лат. inversia – переворачивание, перестановка).

Структура мальтозы и целобиозы. Отношение к гидролизу

Мальтоза и крахмал. Состав, строение и свойства. Отношение к гидролизу

Мальтоза легко растворима в воде, имеет сладкий вкус. Молекулярная масса мальтозы — 342,32. Температура плавления мальтозы — 108 (безводная).

Мальтоза является восстанавливающим сахаром, так как имеет незамещённую полуацетальную гидроксильную группу.

При кипячении мальтозы с разбавленной кислотой и при действии фермента мальтоза гидролизуется (образуются две молекулы глюкозы C6H12O6).

Крахма́л (C6H10O5)n полисахариды амилозы и амилопектина, мономером которых является альфа-глюкоза. Крахмал, синтезируемый разными растениями в хлоропластах, под действием света прифотосинтезе, несколько различается по структуре зёрен, степени полимеризации молекул, строению полимерных цепей и физико-химическим свойствам.

Источник: http://megaobuchalka.ru/8/20766.html

Химические свойства сахарозы

В растворе сахарозы не происходит раскрытие циклов, поэтому она не обладает свойствами альдегидов.

1) Гидролиз (в кислотной среде):

сахароза глюкоза фруктоза

2) Являясь многоатомным спиртом, сахароза дает синее окрашивание раствора при реакции с Cu(OH)2.

3) Взаимодействие с гидроксидом кальция с образованием сахарата кальция.

4) Сахароза не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, поэтому ее называют невосстанавливающим дисахаридом.

Полисахариды– высокомолекулярные несахароподобные углеводы, содержащие от десяти до сотен тысяч остатков моносахаридов (обычно гексоз), связанных гликозидными связями.

Важнейшие из полисахаридов – это крахмал и целлюлоза (клетчатка). Они построены из остатков глюкозы. Общая формула этих полисахаридов (C6H10O5)n. В образовании молекул полисахаридов обычно принимает участие гликозидный (при С1 -атоме) и спиртовой (при С4 -атоме) гидроксилы, т.е. образуется (1–4) -гликозидная связь.

С точки зрения общих принципов строения полисахариды можно разделить на две группы, а именно: на гомополисахариды, состоящие из моносахаридных единиц только одного типа, и гетерополисахариды, для которых характерно наличие двух или более типов мономерных звеньев.

С точки зрения функционального назначения полисахариды также могут быть разделены на две группы: структурные и резервные полисахариды. Важными структурными полисахаридами являются целлюлоза и хитин(у растений и животных, а также у грибов, соответственно), а главные резервные полисахариды — гликоген и крахмал (у животных, а также у грибов, и растений соответственно). Здесь будут рассмотрены только гомополисахариды.

Целлюлоза (клетчатка) − наиболее широко распространенный структурный полисахарид растительного мира.

Главная составная часть растительной клетки, синтезируется в растениях (в древесине до 60% целлюлозы). Целлюлоза обладает большой механической прочностью и исполняет роль опорного материала растений. Древесина содержит 50-70% целлюлозы, хлопок представляет собой почти чистую целлюлозу.

Чистая целлюлоза – белое волокнистое вещество, без вкуса и запаха, нерастворимое в воде и в других растворителях.

Молекулы целлюлозы имеют линейное строение и большую молекулярную массу, состоят только из неразветвленных молекул в виде нитей, т.к. форма остатков β-глюкозы исключает спирализацию.. Целлюлоза состоит из нитевидных молекул, которые водородными связями гидроксильных групп внутри цепи, а также между соседними цепями собраны в пучки. Именно такая упаковка цепей обеспечивает высокую механическую прочность, волокнистость, нерастворимость в воде и химическую инертность, что делает целлюлозу идеальным материалом для построения клеточных стенок.

Целлюлоза состоит из остатков α,D-глюкопиранозы в их β-пиранозной форме, т. е. в молекуле целлюлозы β-глюкопиранозные мономерные единицы линейно соединены между собой β-1,4-глюкозидными связями:

При частичном гидролизе целлюлозы образуется дисахарид целлобиоза, а при полном гидролизе — D-глюкоза. Молекулярная масса целлюлозы−. Клетчатка не переваривается ферментами желудочно-кишечного тракта, так как набор этих ферментов желудочно-кишечного тракта человека не содержит β-глюкозидазу. Вместе с тем известно, что присутствие оптимальных количеств клетчатки в пище способствует формированию кала. При полном исключении клетчатки из пищи нарушается формирование каловых масс.

Крахмал − полимер такого же состава, что и целлюлоза, но с элементарным звеном, представляющим собой остаток α-глюкозы:

Молекулы крахмала свернуты в спираль, большая часть молекул разветвлена. Молекулярная масса крахмала меньше молекулярной массы целлюлозы.

Крахмал – это аморфное вещество, белый порошок, состоящий из мелких зерен, не растворимый в холодной воде, но частично растворимое в горячей.

Крахмал представляет собой смесь двух гомополисахаридов: линейного — амилозы и разветвленного — амилопектина, общая формула которых (С6Н10O5)n.

При обработке крахмала теплой водой удается выделить две фракции: фракцию, растворимую в теплой воде и состоящую из полисахарида амилозы, и фракцию, лишь набухающую в теплой воде с образованием клейстера и состоящую из полисахарида амилопектина.

Амилоза имеет линейное строение, α, D- глюкопиранозные остатки связаны (1–4) -гликозидными связями. Элементная ячейка амилозы (и крахмала вообще) представляется следующим образом:

Молекула амилопектина построена подобным образом, однако имеет в цепи разветвления, что создает пространственную структуру. В точках разветвления остатки моносахаридов связаны (1–6) -гликозидными связями. Между точками разветвления располагаются обычноглюкозных остатков.

Как правило, содержание амилозы в крахмале составляет 10-30%, амилопектина%. Полисахариды крахмала построены из остатков глюкозы, соединенных в амилозе и в линейных цепях амилопектина α-1,4-глюкозидными связями, а в точках ветвления амилопектина — межцепочечными α-1,6-глюкозидными связями.

В молекуле амилозы связано в среднем около 1000 остатков глюкозы, отдельные линейные участки молекулы амилопектина состоят изтаких единиц.

В воде амилоза не дает истинного раствора. Цепочка амилозы в воде образует гидратированные мицеллы. В растворе при добавлении йода амилоза окрашивается в синий цвет. Амилопектин также дает мицеллярные растворы, но форма мицелл несколько иная. Полисахарид амилопектин окрашивается йодом в красно-фиолетовый цвет.

Крахмал имеет молекулярную массу7 . При частичном кислотном гидролизе крахмала образуются полисахариды меньшей степени полимеризации — декстрины, при полном гидролизе — глюкоза. Крахмал является наиболее важным для человека пищевым углеводом. Крахмал образуется в растениях при фотосинтезе и откладывается в виде "резервного" углевода в корнях, клубнях и семенах. Например, зерна риса, пшеницы, ржы и других злаков содержат 60-80% крахмала, клубни картофеля – 15-20%. Родственную роль в животном мире выполняет полисахарид гликоген, "запасающийся", в основном, в печени.

Гликоген − главный резервный полисахарид высших животных и человека, построенный из остатков α-D-глюкозы. Эмпирическая формула гликогена, как и крахмала (С6Н10O5)n. Гликоген содержится практически во всех органах и тканях животных и человека; наибольшее количество его находится в печени и мышцах. Молекулярная масса гликогена9 и выше. Его молекула построена из ветвящихся полиглюкозидных цепей, в которых остатки глюкозы соединены α-1,4-глюкозидными связями. В точках ветвления имеются α-1,6-глюкозидные связи. Гликоген по своему строению близок к амилопектину.

В молекуле гликогена различают внутренние ветви — участки полиглюкозидных цепей между точками ветвления, и наружные ветви — участки от периферической точки ветвления до нередуцирующего конца цепи. При гидролизе гликоген, подобно крахмалу, расщепляется с образованием сначала декстринов, затем мальтозы и, наконец, глюкозы.

Хитин − структурный полисахарид низших растений, в особенности грибов, а также беспозвоночных животных (главным образом членистоногих). Хитин состоит из остатков 2-ацетамидо-2-дезокси-D-глюкозы, связанных между собой β-1,4-глюкозидными связями.

Источник: http://poznayka.org/s93838t1.html

Химические свойства сахарозы уравнения реакций

Углеводы – органические соединения, содержащие карбонильные и гидроксильные группировки атомов, имеющие общую формулу Cn(H2O)m, (где n и m>3).

Углеводы можно разделить на три группы:

1) Моносахариды – углеводы, способные гидролизоваться с образованием более простых углеводов. К данной группе относятся гексозы (глюкоза и фруктоза), а также пентоза (рибоза).

2) Олигосахариды – продукты конденсации нескольких моносахаридов (например, сахароза).

3) Полисахариды – полимерные соединения, содержащие большое число молекул моносахаридов.

Глюкоза может существовать в линейной и циклической формах:

1) Реакции альдегидной группы:

а) реакция «серебряного зеркала»:

б) реакция с гидроксидом меди (II):

2) Реакции гидроксильной группы:

а) взаимодействие с гидроксидом меди (II):

ярко синий раствор

б) брожение – расщепление глюкозы под действием ферментов:

Фруктоза вступает во все реакции, характерные для многоатомных спиртов, однако реакции карбонильной (альдегидной) группы, в отличие от глюкозы, для нее не характерны.

Химические свойства аналогичны глюкозе.

Сахароза образована остатками a-глюкозы и b-фруктозы:

сахароза глюкоза фруктоза

2) Взаимодействие с гидроксидом кальция с образованием сахарата кальция.

3) Сахароза не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, поэтому ее называют невосстанавливающим дисахаридом.

Химические свойства аналогичны глюкозе, поэтому ее называют восстанавливающим дисахаридом.

2) Крахмал дает интенсивно синее окрашивание с йодом за счет образования внутрикомплексного соединения.

3) Крахмал не вступает в реакцию «серебряного зеркала».

2) Образование сложных эфиров с азотной и уксусной кислотами:

Источник: http://ido.tsu.ru/schools/chem/data/res/chemfor/uchpos/text/g3_7_18.html

Что такое сахароза: определение вещества, содержание в продуктах питания

Ученые доказали, что сахароза является составной частью всех растений. Вещество в больших количествах находится в сахарном тростнике и сахарной свекле. Роль этого продукта достаточно велика в рационе каждого человека.

Сахароза относится к группе дисахаридов (входит в класс олигосахаридов). Под действием своего фермента или кислоты сахароза распадается на фруктозу (плодовый сахар) и глюкозу, из которой состоит большинство полисахаридов.

Другими словами молекулы сахарозы состоят из остатков D-глюкозы и D-фруктозы.

Главным доступным продуктом, служащим основным источником сахарозы, является обыкновенный сахар, который продается в любом продуктовом магазине. Наука химия обозначает молекулу сахарозы, являющуюся изомером, следующим образом — С12Н22О11 .

Взаимодействие сахарозы с водой (гидролиз)

Сахароза считается важнейшим из дисахаридов. Из уравнения можно видеть, что гидролиз сахарозы проводит к образованию фруктозы и глюкозы.

Молекулярные формулы этих элементов одинаковые, а вот структурные абсолютно разные.

Сахароза и ее физические свойства

Сахароза – это сладкие бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Температура плавления сахарозы составляет 160 °C. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

  1. Это самый главный дисахарид.
  2. Не относится к альдегидам.
  3. При нагреве с Ag2O (аммиачным раствором) не дает эффекта «серебряного зеркала».
  4. При нагревании с Cu(OH)2(гидроксидом меди) не появляется оксид меди красного цвета.
  5. Если вскипятить раствор сахарозы с несколькими каплями хлороводородной или серной кислоты, затем ее же нейтрализовать любой щелочью, далее нагреть полученный раствор с Cu(OH)2, можно наблюдать выпадение осадка красного цвета.

Состав

В состав сахарозы, как известно, входит фруктоза и глюкоза, точнее, их остатки. Оба эти элемента между собой тесно соединены. Из числа изомеров, имеющих молекулярную формулу С12Н22О11, нужно выделить такие:

Продукты питания, в состав которых входит сахароза

  • Ирга.
  • Мушмула.
  • Гранаты.
  • Виноград.
  • Инжир вяленый.
  • Изюм (кишмиш).
  • Хурма.
  • Чернослив.
  • Пастила яблочная.
  • Соломка сладкая.
  • Финики.
  • Пряники.
  • Мармелад.
  • Мед пчелиный.

Как сахароза влияет на человеческий организм

Важно! Вещество обеспечивает человеческий организм полноценным запасом энергии, которая необходима для функционирования всех органов и систем.

Сахароза стимулирует защитные функции печени, улучшает мозговую деятельность, защищает человека от воздействия токсических веществ.

Она поддерживает деятельность нервных клеток и поперечно-полосатой мускулатуры.

По этой причине элемент считается наиважнейшим среди тех, которые содержатся почти во всех пищевых продуктах.

Если организм человека испытывает дефицит сахарозы, можно наблюдать следующие симптомы:

Причем самочувствие может постепенно ухудшаться, поэтому нужно вовремя нормализовать количество сахарозы в организме.

Высокий уровень сахарозы тоже очень опасен:

Если мозг человека перегружен активной умственной деятельностью или организм подвергся влиянию токсических веществ, потребность в сахарозе резко возрастает. И, наоборот, эта потребность снижается, если человек имеет избыточный вес или страдает сахарным диабетом.

Как глюкоза и фруктоза влияют на организм человека

В результате гидролиза сахарозы образуется глюкоза и фруктоза. Какие основные характеристики имеют оба эти вещества, и как они влияют на жизнедеятельность человека?

Фруктоза является видом молекулы сахара и в большом количестве содержится в свежих фруктах, придавая им сладость. В связи с этим можно предположить, что фруктоза очень полезна, так как это естественный компонент. Фруктоза, имеющая низкий гликемический индекс, не повышает концентрацию сахара в крови.

Сам по себе продукт очень сладкий, но в состав известных человеку фруктов он входит лишь в малых количествах. Поэтому в организм попадает только минимальное количество сахара, и тот моментально перерабатывается.

Тем не менее, не следует вводить в рацион большое количество фруктозы. Ее неразумное употребление может спровоцировать:

  • ожирение печени;
  • рубцевание печени – цирроз;
  • ожирение;
  • болезни сердца;
  • сахарный диабет;
  • подагру;
  • преждевременное старение кожи.

Исследователи пришли к выводу, что, в отличие от глюкозы, фруктоза значительно быстрее вызывает признаки старения. Говорить о ее заменителях в этом плане, вообще не имеет смысла.

Исходя из всего вышесказанного, можно заключить, что употребление фруктов в разумных количествах для организма человека весьма полезно, так как в их состав входит минимальное количество фруктозы.

А вот фруктозы концентрированной рекомендуется избегать, поскольку этот продукт может привести к развитию различных заболеваний. И обязательно нужно знать, как принимается фруктоза при диабете.

Как и фруктоза, глюкоза является видом сахара и самой распространенной формой углеводов. Продукт получают из крахмалов. Глюкоза обеспечивает организм человека, в частности его мозг, запасом энергии на довольно долгое время, но значительно повышает концентрацию сахара в крови.

Обратите внимание! При регулярном употреблении в пищу продуктов, подвергающихся сложной обработке или простых крахмалов (белая мука, белый рис), сахар в крови будет сильно повышаться.

  • сахарный диабет;
  • незаживающие раны и язвы;
  • высокий уровень липидов в крови;
  • повреждение нервной системы;
  • почечная недостаточность;
  • избыточный вес;
  • ишемическая болезнь сердца, инсульт, инфаркт.

Источник: http://diabethelp.org/kushaem/saharoza.html