Тема 3. ПОЧАТКОВІ ПОНЯТТЯ ПРО ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ

§ 37. Вуглеводи: крохмаль та целюлоза

Лабораторні досліди № 13, 14 (с. 214)

Обладнання: штатив із пробірками, шпатель, пробіркотримач, пальник.

Реактиви: вода, крохмаль, розчин йоду (спиртовий або розчин Люголя).

Відношення крохмалю до води

Вміст пробірки з сумішшю крохмалю і холодної води є каламутним. Крохмаль не розчиняється у холодній воді. Під дією сил тяжіння частинки крохмалю поступово осідають на дно пробірки.

У гарячій воді крохмаль набухає (розчиняється). Вміст пробірки виглядає однорідним, напівпрозорим. Такий розчин називають крохмальним клейстером. Він належить до колоїдних розчинів.

Взаємодія крохмалю з йодом

При додаванні розчину йоду до крохмалю з’являється синє забарвлення. Цю реакцію можна використовувати як якісну для визначення крохмалю у чистому вигляді, у сумішах, продуктах харчування та рослинних об’єктах

Домашній експеримент № 3 (с. 215)

Тема: Виявлення крохмалю в харчових продуктах

Звіт з роботи:

Номер досліду	Назва продукту	Чи виявлено крохмаль?	Чи має міститися крохмаль у продукті?
1	Картопляний крохмаль	Так	Так
2	Борошно	Так	Так
3	Хліб	Так	Так
4	Тістечка	Так	Так
5	Чіпси	Так	Так
6	Томатний сік	Сліди	В незначній кількості (менше 1 % )
7	Макарони	Так	Так
8	Відвар рису	Так	Так
9	Сосиски	Так	Ні

Контрольні запитання (с. 216)

455. Крохмаль і целюлоза мають однакові формули: [С₆Н₁₀О₅]_n. Вони є полімерами, тому що складаються з повторюваних елементарних ланок - залишків глюкози.

456. Крохмаль складається з молекул двох типів: амілози (20% )та амілопектину (80% ). Амілоза має лінійні молекули. Одна молекула амілози містить близько тисячі залишків молекул глюкози. Молекули амілопектину розгалужені й містять близько десятка тисяч залишків молекул глюкози.

На відміну від крохмалю, молекули целюлози не бувають розгалуженими й містять десятки тисяч залишків молекули глюкози (її молекулярна маса сягає декількох мільйонів). Через це окремі макромолекули целюлози розташовуються впорядковано й щільно одна до одної, утворюючи міцні волокна, що не характерно для крохмалю.

457. Фізичні властивості крохмалю: аморфний порошок з характерним хрускотом, густина 1,5 г/см³, за звичайних умов у воді не розчиняється. У разі потрапляння в гарячу воду крупинки крохмалю поглинають воду й сильно набухають, їхні оболонки руйнуються, зерна розриваються й утворюється колоїдний розчин (клейстер). Температури плавлення й кипіння не має, оскільки під час нагрівання розкладається.

Фізичні властивості целюлози: біла волокниста речовина, нерозчинна у воді й інших розчинниках (на відміну від крохмалю). Густина залежно від сировини коливається в межах від 1,27 до 1,61 г/см³.

458. За допомогою розчину йоду: йод утворює з крохмалем комплекс темно-синього кольору.

459. Застосування крохмалю:

- є основним вуглеводом їжі;

- харчова добавка для загустіння продуктів, приготування киселів, заправок та соусів;

-у виробництві паперу (наповнювач);

- отримання глюкози, патоки, етанолу (сировина);

- для обробки тканин;

- виготовлення клею для шпалер;

- виготовлення ліків (наповнювач).

Застосування целюлози:

- виготовлення паперу (сировина);

- виготовлення оцтової кислоти (сировина);

- виробництво бездимного пороху (сировина);

- виробництво штучного шовку (сировина);

- виготовлення целофану, фото- і кіноплівки (сировина);

- виробництво каніфолі, скипидару, деревного та активованого вугілля.

Завдання для засвоєння матеріалу (с. 216)

461. Відносна молекулярна структурної ланки становить М_г(С₆Н₁₀О₅) = 162 а.о.м. Обчислюємо кількість структурних ланок у молекулі целюлози:

Відповідь: 12963 структурні ланки.

462. Обчислюємо масу 1 молю глюкози:

1 моль важитиме 1620000 г

Розраховуємо об’єм целюлози такої маси:

Відповідь: 1,066 м³

464. При розв'язанні цього завдання використовуються проведені розрахунки з завдання 462. Розраховуємо кількість речовини целюлози у 1 кг вати:

Складаємо рівняння горіння целюлози:

За рівнянням реакції кількості речовини кисню та вуглекислого газу є рівними. Розраховуємо їхній об'єм:

Відповідь: по 138,3 л вуглекислого газу та кисню.

465. Дослідник має вивчити властивості зразків замінників. Вони мають відповідати таким вимогам:

- бути безпечними для життя і здоров’я людини (не бути токсичними або пожеженебезпечними);

- відповідність гігієнічним вимогам (здатні пропускати повітря, вбирати вологу, зберігати тепло);

- бути міцними і стійкими до руйнування;

- волокна мають добре зчіплятися між собою;

- волокна мають легко фарбуватися та утримувати барвник;

- зовнішній вид тканини має бути красивим;

- штучна тканина має не втрачати швидко свої властивості з часом.

План експерименту:

1) Вивчення інформації про існуючі штучні замінники бавовни.

2) Збір зразків.

3) Вивчення властивостей зразків в лабораторії.

466. Так - молекули йоду будуть утворювати комплекси з молекулами крохмалю і видалятимуться з тканини при змиванні водою.

467. При збереженні картоплі вміст крохмалю в ній постійно знижується через гідроліз крохмалю до глюкози. Отже, більше крохмалю можна добути з щойно викопаної картоплі.

Практична робота № 5 (с. 216)

Тема: Виявлення органічних сполук у харчових продуктах

Обладнання: штатив із пробірками, шпатель.

Реактиви: зразки харчових продуктів (орієнтовно): виноград, яблука, свіже молоко, кефір, м’який сир (домашній сир), виноградний, апельсиновий і томатний соки; розчини йоду, купрум(ІІ) сульфату CuSO₄, лугу NaOH, універсального індикатору (або індикаторний папір).

Звіт з роботи:

Дослід 1. Кефір і домашній сир не містять і не мають містити крохмалю - адже це продукти тваринного походження, а крохмаль утворюється в рослинах. Зразки досліджених продуктів при обробці їх спиртовим розчином йоду не набувають синього забарвлення.

Томатний сік може містити до 1% крохмалю. Можливе забарвлення соку під дією розчину йоду у слабкий синій колір. Але за невеликого вмісту крохмалю якісна реакція може і не відбутися.

Дослід 2. Значення pH: виноград, виноградний сік — 4, яблуко - 3, апельсиновий сік - 3, томатний сік - 4, свіже молоко - 7, кефір - 4, м’який сир (домашній сир) - 5. В свіжому молоці виявлено нейтральне середовище, в усіх інших - кисле.

Дослід 3. Глюкоза виявлена у винограді.

Номер досліду	Продукт	pH зразка, можливі кислоти у складі	Наявність крохмалю	Наявність глюкози
1	Виноград	pH — 4; кисле середовище; винна та яблучна кислоти	—	є
2	Яблука	pH = 3; кисле середовище; яблучна, винна та лимонна кислоти	—	Відсутня
3	Свіже молоко	pH = 7; нейтральне середовище	—	—
4	Кефір	pH = 3; кисле середовище; молочна кислота	Відсутній	—
5	М’який сир	pH = 5; кисле середовище; молочна кислота	Відсутній	—
6	Виноградний сік	pH = 4; кисле середовище; винна та яблучна кислоти	—	Відсутня
7	Апельсиновий сік	pH = 3; кисле середовище; лимонна кислота	—	Відсутня
8	Томатний сік	pH - 4; кисле середовище; яблучна, винна, лимонна та щавлева кислоти	В незначній кількості	—

Висновок:

1. Якісні реакції - це хімічні реакції, за допомогою яких можна виявити наявність певних хімічних речовин. Ознаками якісних реакцій можуть бути: зміна забарвлення розчину, утворення осаду певного кольору або виділення газу (який може мати або не мати забарвлення чи запах).

2. Гліцерол можна виявити за реакцією з купрум(ІІ) гідроксидом. Ознакою є утворення розчину синього кольору. Глюкозу можна виявити також за реакцією з купрум(ІІ) гідроксидом. Ознакою присутності глюкози є утворення розчину синього кольору, в якому за нагрівання випадають осади спочатку жовтого, а потім моркв’яно-червоного кольору.

Крохмаль можна виявити за появою синього забарвлення у присутності розчину йоду.

3. В молекулах гліцеролу й глюкози спільною є наявність кількох гідроксильних груп -ОН: трьох в гліцеролі та п’яти в глюкозі.

4. За результатами досліджень харчові продукти, обрані для вивчення, є якісними.