Хімія - Великий довідник школяра - 2019

Органічна хімія
Оксигеновмісні органічні сполуки
Вуглеводи

Вуглеводи — це органічні сполуки, що мають загальну формулу , де .

Вуглеводи поділяються на моносахариди, олігосахариди, полісахариди. Оліго- і полісахариди гідролізуються з утворенням моносахаридів. Моносахариди не можуть гідролізуватися з утворенням найпростіших вуглеводів.

За числом атомів Карбону моносахариди поділяють на тетрози , пентози і гексози .

Глюкоза

Глюкоза має молекулярну формулу — . Молекули глюкози можуть мати або лінійну, або циклічну форму. У кристалах молекули глюкоза знаходиться в одній із двох циклічних форм: або . У водному розчині між цими формами існує динамічна рівновага:

Фізичні властивості глюкози. Біла кристалічна речовина, солодка на смак, добре розчинна у воді.

Біологічне значення глюкози. У природі глюкоза утворюється в хлоропластах зелених рослин у процесі фотосинтезу, сумарне рівняння якого:

.

У мітохондріях живих організмів відбувається окиснення глюкози киснем повітря: . При цьому виділяється енергія, яка використовується для процесів життєдіяльності.

Глюкоза міститься в рослинних і тваринних організмах, особливо багато її у винограді, меді, а також стиглих фруктах і ягодах, у корінні, листі та квітах рослин, у крові людини і тварин (близько 0,1 %).

Глюкоза — цінна поживна речовина. Їжа людини складається приблизно на 70 % з вуглеводів.

Добування глюкози. Глюкозу добувають в основному гідролізом крохмалю або целюлози.

Хімічні властивості глюкози. Хімічні властивості глюкози зумовлені наявністю в її молекулі альдегідної групи (у лінійній формі) і п’яти гідроксильних груп. Відповідно вона виявляє властивості альдегідів і багатоатомних спиртів.

Реакції за участю альдегідної групи.

1)  Реакція з амоніачним розчином аргентум оксиду (реакція «срібного дзеркала»):

2)  Відновлення альдегідної групи:

Реакції за участю гідроксильних груп.

3)  Із купрум(II) гідроксидом без нагрівання глюкоза реагує як багатоатомний спирт і дає характерне синє забарвлення.

    Реакції бродіння (проходять за участю мікроорганізмів).

4)  Спиртове бродіння:

5)  Молочнокисле бродіння:

Ця реакція проходить при скисанні молока, квашенні капусти, силосу, у процесі роботи м’язів у результаті енергетичного обміну.

6)  Маслянокисле бродіння:

Масляна кислота, що утворюється, надає неприємного смаку і запаху згірклому вершковому маслу.

Застосування глюкози. Глюкоза застосовується в медицині для приготування лікувальних препаратів, у кондитерському виробництві, у виробництві дзеркал та іграшок (сріблення), у хімічній промисловості.

Крохмаль і целюлоза

Крохмаль і целюлоза належать до полісахаридів. Полісахариди — це речовини, в результаті повного гідролізу яких утворюються моносахариди. Загальна формула полісахаридів — . Мономером крохмалю є -глюкоза, целюлози — -глюкоза.

Крохмаль існує у двох формах — амілози й амілопектину. Амілоза розчинна у воді та є лінійним полімером крохмалю. Лінійний полімерний ланцюг молекули амілози згорнутий у спіраль. Фрагмент амілози побудований таким чином:

На відміну від амілози амілопектин не розчиняється у воді та має розгалужену будову.

Целюлоза складається з більшої кількості залишків глюкози, ніж крохмаль, і має велику молярну масу. Молекули целюлози мають лінійну будову, внаслідок чого вона легко утворює волокна. Фрагмент целюлози:

Фізичні властивості крохмалю й целюлози.

Крохмаль — позбавлений смаку білий порошок, нерозчинний у холодній воді; у гарячій воді набрякає, утворюючи клейстер.

Целюлоза — біла тверда речовина, нерозчинна у воді і більшості органічних розчинників, набухає у воді дуже повільно.

Поширення крохмалю й целюлози в природі.

Крохмаль — запасна поживна речовина рослин, є одним з продуктів фотосинтезу. Найбагатіші крохмалем зерна злаків: рису до 86 %, пшениці — до 75 %, кукурудзи — до 72 %, а також бульби картоплі — до 24 %.

Із целюлози складаються стінки рослинних клітин. У деревині міститься до 60 % целюлози, у ваті й фільтрувальному папері — до 90 %.

Добування крохмалю й целюлози. Це природні полімери, які синтезуються в рослинах з глюкози за реакцією:


Їх виділяють із рослинної сировини.

Хімічні властивості крохмалю.

1)  У результаті дії ферментів або під час нагрівання з кислотами (каталізатор — іони Гідрогену) крохмаль піддається гідролізу. При цьому утворюються менш складні речовини — декстрини, кінцевий продукт — глюкоза. Сумарне рівняння:

2)  Сполука крохмалю з йодом має характерне синє забарвлення. Це якісна реакція на крохмаль.

Хімічні властивості целюлози.

1)  Горить:

2)  Також, як і крохмаль, піддається гідролізу:

3)  Вступає в реакцію естерифікації з кислотами:


Застосування крохмалю й целюлози.

У великих кількостях крохмаль переробляється на декстрини, патоку і глюкозу, які використовуються в кондитерському виробництві. Із крохмалю добувають етанол, у медицині на його основі готують мазі, присипки тощо.

Целюлоза у вигляді бавовни, льону, пеньки йде на виготовлення тканин, велика її кількість витрачається на виробництво паперу. Гідролізуючи целюлозу, а потім зброджуючи одержану глюкозу, добувають гідролізний етанол. Глюкоза, добута з целюлози, служить кормом для худоби. Унаслідок термічного розкладу целюлози утворюється метанол, деревне вугілля та інші сполуки. Із целюлози одержують штучний шовк, пластмаси, кіноплівку, бездимний порох, лаки.






Help with assignments by Writix

Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити