Уравнение за хидролиза на захарта. Хидролиза на захари (киселинна и ензимна)

Захарозата е дизахарид C 12 H 22 O 11 . Това е нередуциращо вещество, което не реагира с течността на Fehling. Захарозата се хидролизира под действието на ензима захараза (инвертаза). Реакцията протича с добавяне на вода и образуване на молекули глюкоза и фруктоза, които са редуциращи захари и могат да бъдат открити чрез реакция с течността на Fehling.

C 12 H 22 O 11 + H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

захароза глюкоза фруктоза

Най-активната захароза се съдържа в клетките на дрождите, от които е лесно да се получи. Активността на захарозата може лесно да се следи от количеството продукти на хидролизата, образувани за определено време, които се откриват с течността на Fehling. Определянето се извършва чрез количеството хидролизиран разтвор, което трябва да се добави към Fehling течност, за да се утаи меден оксид.

Скоростта на хидролиза на захарозата зависи от външните условия (температура, катализатор, реакция на средата).

Оборудване:

епруветки

молив върху стъкло

мерителна пипета 1-2 мл

10 ml градуиран цилиндър

водна баня

лабораторен термометър за температурен диапазон 50 - 100 °C

пясъчен часовник за 10 минути или всеки друг часовник.

Напредък:

Подгответе таблица 5, за да запишете схемата на експеримента и резултатите от експеримента. Подгответе и подпишете три епруветки, изсипете в тях 10 ml 20% разтвор на захароза.

Изсипете необходимото количество вода, 0,1 N разтвор на HCl или 0,1 N разтвор на NaOH в епруветки със захароза.

Добавете необходимото количество ензим или неорганичен катализатор (солна киселина) към епруветките, разбъркайте добре и поставете епруветките за 40-50 минути.

Пригответе три епруветки с разтвор на Фелингова течност (VF): налейте 2 ml VF и дестилирана вода във всяка от трите епруветки. След изтичане на времето се определя активността на сукраза или неорганичен катализатор по следния начин: в три епруветки с разтвор на VF, загрят до кипене, последователно се добавя течност от опитните разтвори капка по капка, докато разтворът на VF стане червен. Въведете броя на капките от тестовия разтвор в таблица 5.

Сравнете резултатите за отделните варианти на експеримента и направете изводи за влиянието на изследваните условия върху скоростта на хидролизата на захарозата.

Таблица 5.- Влияние на различни условия върху скоростта на реакцията

№ п / стр	опция	№ за етикети *	Към 10 ml захароза се добавят, ml	катализатор	Експериментални условия (t°С, pH)	Броят на капките от тестовия разтвор, които са реагирали с VF
вода	0,1 N НС1	0,1 N NaOH
	Температурен ефект					ензим 1 мл	18-20°C
				ензим 1 мл	40-45°C
				ензим 1 мл	100°C
	Влияние на температурата върху неорганичния катализатор					HCl 2 капки	18-20°C
				HCl 2 капки	40-45°C
				HCl 2 капки	100°C
	Влияние на pH на средата					ензим 1 мл	40-45°C (pH 4,5)
				ензим 1 мл	40-45°C (pH 6,5)
				ензим 1 мл	40-45°C (pH 7,5)
	Влиянието на количеството ензим					ензим 1 мл	40-45°C
				ензим 2мл	40-45°C
				ензим 4 мл	40-45°C

Тестови въпроси:

1. Как може да се установи наличието на редуциращи захари?

2. Какво представлява ензимната хидролиза?

3. Какви условия ще повлияят на скоростта на хидролизата?

4. Количествено определяне на редуциращите захари.Ускорен метод за определяне на масовата част на общата захар

Методът се основава на окисляването на всички захари със сулфатен разтвор на калиев дихромат до въглероден диоксид и вода и колориметрията на получения йон Cr +3, който е еквивалентен на количеството захар, което е влязло в реакцията.

Оборудване:

водна баня

лабораторна филтърна хартия

лабораторни везни с общо предназначение

мерителни колби

фотоелектрически колориметър

ексикатор

Напредък:

Приготвяне на сулфатен разтвор на калиев дихромат

49 g калиев дихромат се разтварят в 300 cm 3 дестилирана вода (първи разтвор). Отделно, към 300 cm 3 дестилирана вода внимателно се добавят 300 cm 3 концентрирана сярна киселина на малки порции при разбъркване и се охлажда (втори разтвор). Първо, първият и след това вторият разтвор внимателно се излива в мерителна колба с вместимост 1000 cm 3, охлажда се до стайна температура, обемът се регулира до марката с дестилирана вода и се смесва.

Изграждането на калибрационната графика се извършва не по-рано от един ден след приготвянето на реактива.

Приготвяне на стандартен разтвор на захароза

1,0 g захароза или рафинирана захар, предварително изсушена в ексикатор в продължение на 3 дни, се претегля с грешка не повече от 0,001 g, разтваря се в дестилирана вода и се прехвърля количествено в мерителна колба с вместимост 250 cm 3. Обемът на разтвора се довежда до марката с дестилирана вода и се разбърква старателно. Полученият разтвор трябва да съдържа 4 mg захароза в 1 cm 3. Разтворът на захарозата се приготвя непосредствено преди употреба.

Построяване на калибровъчна графика

В пет мерителни колби с вместимост 100 cm 3 всяка, добавете 25 cm 3 разтвор на сулфат на калиев бихромат, след това пипетирайте 2, 4, 6, 8, 10 cm 3 стандартен разтвор на захароза и 23, 21, 19, 17, 15 cm дестилирана вода, така че обемът във всяка колба да достигне 50 cm 3. Колбите със съдържанието се поставят във вряща водна баня за 10 минути, охлаждат се до стайна температура, обемът се довежда до марката с дестилирана вода, разбърква се старателно и оптичната плътност се измерва на фотоелектричен колориметър със светлинен филтър с максимално пропускане на светлина при λ = 630-670 μm (при FEK-56 и KFK-2 това съответства на филтър за червена светлина и 30 mm кювета).

Във всеки разтвор се измерва оптичната плътност най-малко 3 пъти и от получените данни се взема средноаритметичната стойност.

Според получените данни се изгражда калибрираща графика, като върху оста y се нанасят стойностите на оптичната плътност, а по абсцисната ос - масите на захарозата, съответстващи на тези стойности в милиграми. Диаграмата за калибриране се използва за определяне на общата захар.

Анализ на резултатите:

Част от натрошения тестов продукт се претегля с грешка не повече от 0,001 g по такъв начин, че 0,004 g обща захар да е в 1 cm 3 от разтвора.

Тегло на пробата (T) в грамове се определя по формулата:

m=0.004V/P *100,

където 0,004 е оптималната концентрация на редуциращи вещества в разтвора на пробата, g/cm3;

V- обемна колба, cm 3;

R -оценена масова част от общата захар в изследвания продукт, %.

В мерителна колба с вместимост 100 cm 3 с градуиран цилиндър се добавят 25 cm 3 сулфатен разтвор на калиев дихромат, 10 cm 3 от филтрата на тестовия разтвор и 15 cm 3 дестилирана вода. Колбата се поставя в кипяща водна баня за 10 минути, охлажда се до стайна температура, обемът се довежда до марката с дестилирана вода, разбърква се старателно и се измерва оптичната плътност. По стойността на оптичната плътност и калибровъчната графика се намира съответното количество обща захар, условно изразена в захароза.

Масовата част на общата захар (X 1) като процент, изразена в захароза, се определя по формулата

X 1 \u003d m 1 VK100 / mV 1 1000,

където m - тегло на пробата от продукта, g;

m 1 - масата на захарозата, получена от кривата на калибриране, mg;

V - обемна колба, cm;

V 1 - обемът на тестовия разтвор, взет за анализ, cm;

1000 - коефициент на преобразуване от милиграми захароза в грамове;

ДА СЕ -корекционният коефициент, отчитащ окисляването на декстрини (за продукти, съдържащи меласа), се определя съгласно таблица 6.

Таблица 6. Корекционен фактор за окисляване на декстрин

Съотношението на съдържанието на меласа към съдържанието на общата захар.%	Коефициент на корекция Да се
2-5 6-10 11-15 16-20 21-30	0.96 0.94 0.92 0.90 0.88

Масовата част на общата захар (X 2) като процент по отношение на сухото вещество се определя по формулата

X 2 = X 1 100/100-W,

където W-масова част на влагата в изпитвания продукт, %.

За краен резултат от анализа се приема средноаритметичното от резултатите от две паралелни определяния, допустимите несъответствия между които в една лаборатория не трябва да надвишават 0,5% по абсолютна стойност, а тези, извършени в различни лаборатории -1,0%.

Граници на допустимите стойности на грешка при измерване ±1,0% при ниво на достоверност Р=0.95.

Резултатът от изчислението се закръгля до първия знак след десетичната запетая.

Захарозата в хранителните продукти по време на производството на ястия и продукти се нагрява по време на готвене до t 0 С=102 0 С, а по време на пържене до 135 0 С и по-висока. В присъствието на киселини, под въздействието на топлина, захарите се разлагат, те инверсия , т.е. разделяне на глюкоза и фруктоза.

Смес от глюкоза и фруктоза се нарича инвертна захар. Има по-сладък вкус, променя специфичното въртене на разтвора от дясно на ляво, предпазва разтворите от захаросване.

Това явление се забелязва по време на топлинна обработка на плодове и плодове в присъствието на захар (готвене на компоти, конфитюри, консерви), готвене на крем, печене на ябълки, приготвяне на плодови и ягодоплодни напитки и др.

Фруктозата на инвертната захар не само увеличава нейната сладост, но и я прави най-хигроскопичната захар.

Повишената хигроскопичност на инвертната захар и поглъщането на вода от околната среда ограничава използването й (фруктоза) в сладкарската промишленост. А за продукти като мармалад, някои видове marshmallow, използването на фруктоза и инвертна захар, напротив, е желателно, тъй като тези сладкарски продукти не трябва да изсъхват бързо.

Инверсията на захарозата се ускорява в присъствието на киселини. Плодовете и плодовете съдържат главно лимонена и ябълчена киселина, в много по-малка степен киселини като винена, оксалова, янтарна, салицилова.

Лимонената киселина се намира главно в цитрусовите плодове и плодовете, както в свободно състояние, така и под формата на соли, а ябълчената киселина се намира в семената и семената на плодовете. Активната киселинност (pH) на плодовете и плодовете е от 2,6 до 6.

Степента на инверсия на захарозата зависи от времето и температурата на термичната й обработка, както и от вида и концентрацията на киселината, съдържаща се в продуктите. С повишаване на температурата и увеличаване на продължителността на термичната обработка степента на хидролиза се увеличава. В по-малко концентрираните захарни системи при същите условия хидролизата протича по-добре, отколкото в по-концентрираните.

Тъй като водородният йон действа като катализатор за процеса на хидролиза, важно е да се знае неговият източник. Минералните киселини, особено солната киселина, имат най-добри способности за инверсия. Оксаловата киселина има най-висок инверсионен капацитет сред органичните киселини.

10 пъти по-малък - лимон,

15 пъти - ябълка,

17 пъти - млечни продукти,

35 пъти - кехлибар,

45 пъти - оцетна.

Количеството инвертна захароза в продукта зависи от продължителността на термичната обработка. Така че, ако варите обелени и нарязани ябълки в захарен сироп (18%), количеството инвертирана захароза варира от 14 - 19% от общото количество. Ако се добави лимонена киселина при готвене на ябълки, конфитюри, компоти, тогава степента на инверсия на захарозата се повишава до 50%.

Въпреки това, готвенето на моркови, цвекло (с високо съдържание на захар) не е придружено от инверсия на съдържащите се в тях захари, тъй като активната киселинност на тези зеленчуци е много ниска (pH 6,3 - 6,7), а ябълчената киселина, съдържаща се в тях има малка способност за обръщане.

Дълбоко разграждане на захарите се наблюдава при редица кулинарни процеси.

При приготвяне и в началния етап на печене на тесто с мая - ферментация.

В процеса на нагряване на захар или захарен сироп - карамелизиране.

При термична обработка на хранителни продукти, съдържащи редуциращи захари и свободни аминокиселини - образуване на меланоидин.

Ферментация

При производството на тесто с мая основна роля играе процесът на ферментация, при който монозахаридите (глюкоза и фруктоза), съдържащи се в брашното и образувани в тестото в резултат на хидролизата на захароза и малтоза, се подлагат на дълбоко разцепване.

Сред многобройните процеси, протичащи по време на ферментацията на тестото, основна роля играе алкохолната ферментация, в резултат на която хексозите се разлагат на въглероден диоксид и етилов алкохол.

C6H12O62CO2 + 2C2H5OH

Въглеродният диоксид и етиловият алкохол са крайните продукти на химичните реакции, всяка от които протича под въздействието на специфичен ензим.

По време на алкохолната ферментация се образуват странични продукти в малки количества: янтарна киселина, фузелни масла (смес от амилов, изоамилов, бутилов алкохол и др.), Оцетен алдехид, глицерин и др. Глюкозата и фруктозата са най-лесно ферментиращи, галактозата реагира по-лесно бавно. Пентозите не подлежат на ферментация от дрожди.

Дизахаридите и малтозата се ферментират само след предварителна хидролиза до съставните им монозахариди.

Дълбокото разпадане на хексозите също се случва в процеса на ферментация на млечна киселина, придружаваща алкохола:

C 6 H 12 O 6 2CH 3 CHOHCOOH (млечна киселина)

Млечнокисела ферментация се причинява от хомо- и хетероферментативни млечнокисели бактерии, които влизат в тестото с брашното.

Хомоферментативните бактерии образуват млечна киселина от хексози, докато хетероферментативните бактерии допълнително образуват оцетна киселина, етилов алкохол и други продукти. Такива процеси се случват и при приготвянето на ферментирали млечни продукти (поради лактоза), квас, ферментация на зеленчуци и плодове.

Неензематично покафеняване на захарни вещества

Сред основните промени в захарите, настъпващи под въздействието на високи температури, са промените във външния вид, цвета, вкуса, мириса и физико-химичните показатели. Общата характеристика на тези промени е промяната на цвета, поради което се наричат ​​още неензимно покафеняване (или неензимно покафеняване).

Продуктите от неензимно покафеняване се разделят на продукти, които се образуват поради преобладаването на процеса на карамелизиране, и продукти, които се образуват в процеса на образуване на меланоидин.

Нагряването на захарите до високи температури ги кара да претърпят дълбоки промени с появата на нови продукти с тъмен цвят, процесът се нарича карамелизиране.Процесите, протичащи в този случай, все още не са достатъчно проучени; протичащите процеси зависят както от състава на захарите, така и от условията на неговото нагряване.

Киселините католично ускоряват този процес. При нагряване на захарозата при температура 160-185 0 С се образуват монозахариди глюкоза и фруктоза. Най-чувствителна към последващо нагряване е фруктозата, скоростта на нейната промяна е 7 пъти по-голяма от глюкозата. Следователно, при по-нататъшно нагряване, водата се отделя от фруктоза и се образува фруктозан, след което водата се отделя от глюкоза и се образува глюкозен анхидрид, глюкозан:

C 12 H 22 O 11 C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

захароза глюкоза фруктоза

фруктоза фруктоза

C 6 H 12 O 6 C 6 H 10 O 5 (анхидрид)

глюкоза глюкозан

При по-нататъшно повишаване на температурата и двата анхидрида се комбинират, за да образуват изозахарозан (реверсия)

C 6 H 10 O 5 + C 6 H 10 O 5 \u003d C 12 H 20 O 10

Учените са доказали, че захарозата е част от всички растения, намира се в големи количества в потребителски продукти като захарно цвекло и тръстика. В храненето на всеки човек ролята на захарозата е достатъчно голяма.

Захарозата е дизахарид (принадлежи към класа на олигозахаридите), който под действието на ензима захароза или под действието на киселина се хидролизира до глюкоза (всички основни полизахариди са съставени от нея) и фруктоза (плодова захар), по-точно, молекулата на захарозата се състои от остатъци от D-фруктоза и D-глюкоза. Основният и достъпен за всички продукт, който служи като източник на захароза, е обикновената захар.

В химията молекулата на захарозата се записва със следната формула - C 12 H 22 O 11 и е изомер.

Хидролиза на захароза

C 12 H 22 O 11 + H 2 O → C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

Захарозата е най-важният от дизахаридите. Както се вижда от захарозата води до образуването на елементи като глюкоза и фруктоза. Техните молекулни формули са еднакви, но структурните им формули са напълно различни:

CH 2 (OH) -(CHOH) 4 -SON - глюкоза.

CH 2 - CH - CH - CH -C - CH 2 - фруктоза

Физични свойства на захарозата

1. Захарозата е безцветна на вкус и лесно разтворима във вода.
2. 160 °C е температурната характеристика за топене на захарозата.
3. Карамелът е аморфна прозрачна маса, която се образува при втвърдяване на разтопената захароза.

Химични свойства на захарозата

1. Захарозата не е алдехид.
2. Захарозата е най-важният дизахарид.
3. При нагряване с разтвор на амоняк Ag 2 O не дава така нареченото "сребърно огледало", точно както при нагряване с Cu (OH) 2 не образува червен меден оксид.
4. Ако сварите разтвор на захароза с 2-3 капки сярна киселина или след това го неутрализирате с алкали, след което загреете получения разтвор с Cu (OH) 2, тогава ще се образува червена утайка.

Състав на захароза

Молекулата на захарозата, както знаете, се състои от остатъци от фруктоза и глюкоза, които са тясно свързани. Сред изомерите, които имат молекулна формула C 12 H 22 O 11, се разграничават следните: и, разбира се,

Храни, богати на захароза

Ефектът на захарозата върху човешкото тяло

Захарозата осигурява на човешкото тяло енергията, необходима за пълното му функциониране. Той също така подобрява мозъчната дейност на човек и стимулира защитните функции на черния дроб от въздействието на токсични вещества. Подпомага поддържането на живота на напречно набраздените мускули и нервните клетки. Ето защо захарозата е едно от най-важните вещества, съдържащи се в почти всички продукти за човешка консумация.

При липса на захароза в човек се наблюдават следните състояния: депресия, раздразнителност, апатия, липса на енергия, липса на сила. Това състояние може постоянно да се влошава, ако съдържанието на захароза в тялото не се нормализира навреме. Излишъкът на захароза води до следното: могат да се развият кариес, прекомерна пълнота, пародонтоза, възпалителни заболявания на устната кухина, кандидоза и сърбеж на половите органи, съществува риск от развитие на диабет.

Нуждата от захароза се увеличава в случаите, когато човешкият мозък е претоварен в резултат на интензивна дейност и (или) когато човешкото тяло е изложено на тежки токсични ефекти. Необходимостта от консумация на захароза е рязко намалена, ако човек има диабет или наднормено тегло.

Ефектът на фруктозата и глюкозата върху човешкото тяло

Както се оказа по-рано, в резултат на взаимодействието "захароза - вода" се образуват елементи като фруктоза и глюкоза. Помислете за основните характеристики на тези вещества и как тези елементи влияят върху човешкия живот.

Фруктозата, вид захарна молекула, открита в пресните плодове, им придава тяхната сладост. В резултат на това мнозина вярват, че фруктозата е най-здравословната. е естествен компонент. Също така, фруктозата има минимален ефект върху нивата на глюкозата (защото има нисък гликемичен индекс).

Сама по себе си фруктозата е много сладка, но плодовете, познати на хората, съдържат относително малки количества от нея. В резултат на това в тялото ни влиза малко количество захар, което се преработва много бързо. Въпреки това, не трябва да въвеждате голямо количество фруктоза в тялото, т.к. прекомерната му употреба може да доведе до такива последствия като затлъстяване, цироза (белези на черния дроб), подагра и сърдечни заболявания (повишени нива на пикочна киселина), затлъстяване на черния дроб и, разбира се, преждевременно стареене на кожата, което води до бръчки.

В резултат на изследване учените стигнаха до извода, че фруктозата, за разлика от глюкозата, натрупва признаци на стареене много по-бързо. Какво можем да кажем за заместителите на фруктозата.

Въз основа на предложения по-рано материал може да се заключи, че яденето на разумно количество плодове е полезно за човешкото здраве, тъй като те съдържат минимално количество фруктоза. Концентрираната фруктоза, от друга страна, трябва да се избягва, тъй като може да доведе до истинско заболяване.

Глюкозата - също като фруктозата, е една от и е форма на въглехидрати - най-често срещаната форма. от нишестета, той бързо повишава нивото на захарта в кръвта и доставя енергия на тялото ни за доста дълъг период от време.

Постоянното ядене на храни, които са силно преработени, или прости нишестета като бял ориз или бяло брашно, ще доведе до значително повишаване на нивата на кръвната захар. И резултатът от това ще бъдат определени проблеми, като намаляване на нивото на защитните сили на организма, което в резултат води до лошо заздравяване на рани, бъбречна недостатъчност, увреждане на нервите, повишени липиди в кръвта, риск от нервни заболявания ( периферна), затлъстяване, както и появата на инфаркт и (или) инсулт.

Изкуствени подсладители - вреда или полза

Много хора, които се страхуват да консумират глюкоза или фруктоза, се обръщат към изкуствени подсладители като аспарт или сукрапоза. Те обаче имат и своите недостатъци. Поради факта, че тези вещества са изкуствени химични невротоксични вещества, заместителите могат да причинят главоболие, а също така има висок риск от развитие на рак. Следователно тази опция, както и предишните, не е 100%.

Целият свят около нас влияе на човешкото тяло и никой от нас не може да се предпази от всички болести. Въпреки това, въз основа на известни знания, можем да контролираме процесите на възникване на определени заболявания. Същото е и с употребата на захароза: не я пренебрегвайте, точно както постоянно я използвате. Трябва да намерите "златната" среда и да се придържате към най-добрите опции. Варианти, в които тялото ви ще се чувства страхотно и ще ви каже огромно "благодаря"! Така че изберете кой вид захар да използвате и светете с енергия през целия ден.

С помощта на този видео урок можете самостоятелно да изучавате темата „Олиго- и полизахариди. захароза. хидролиза на захароза. нишесте". Молекулите на въглехидратните монозахариди могат да взаимодействат помежду си, образувайки вериги с различна дължина. В този урок ще разгледаме как се случва това и как се образуват олиго- и полизахаридите. Нека обсъдим по-подробно най-известния и най-често срещания дизахарид - захарозата. Помислете за хидролизата на захарозата. Ще изучаваме и свойствата на нишестето, друг полизахарид.

Този текст е нередактирана версия на стенограмата, която ще бъде редактирана по-късно.

Химия. 10 клас

Урок 60 захароза.

хидролиза на захароза. нишесте

Загорски В.В., д-р, проф. Специализиран образователен и научен център на Московския държавен университет

(Училище на името на А. Н. Колмогоров в Московския държавен университет),

многократен носител на стипендии "Учител на Москва"

17 март 2011 г

В ролите:

Морозова Н. И., д-р, чл. учител SOSC MSU

Менделеева N.A., д-р, доц. SOSC MSU

Олиго- и полизахариди, захароза, хидролиза на захароза, нишесте

Здравейте.

Темата на днешния урок е "Олиго- и полизахариди".

Молекулите на въглехидратните монозахариди могат да взаимодействат помежду си, образувайки вериги с различна дължина. Да видим как ще стане.

Взаимодействието се осъществява по механизма на образуване на етери. Известно е, че две молекули алкохол, идентични или различни, могат да взаимодействат една с друга с освобождаване на водна молекула и образуване на връзка въглерод-кислород, която се нарича етерна връзка. Точно същите връзки възникват между монозахаридните молекули.

Например, дизахарид, захароза, лесно се образува от глюкоза и фруктоза. Две молекули глюкозен монозахарид взаимодействат помежду си в кисела среда, образувайки дизахарид - малтоза. Най-известният от дизахаридите и най-често срещаният е захарозата. Състои се от два монозахарида: глюкоза под формата на 6-членен цикъл и фруктоза под формата на 5-членен цикъл.

За разлика от съставните монозахариди, захарозата не дава характерни реакции, например за алдехиди. Всички други свойства са нормални. Сладък вкус, разтворимост във вода, способност да придава карамел.

Защо няма алдехидна реакция?

Защото, първо, глюкозата в захарозата е в циклична форма.

Второ, тази циклична форма е стабилизирана от естерна връзка между две монозахаридни молекули, така че не протичат реакции на окисление.

Само една реакция на захарозата не е характерна за съставните й монозахариди. Разбира се, тази реакция е обратната, т.е. хидролиза на дизахарид в кисела среда или под действието на ензими с образуването на първоначалните монозахариди - глюкоза и фруктоза.

В допълнение към дизахаридите, полизахаридите са широко разпространени, които са ни добре познати. Това са нишесте и целулоза. Формалният им състав е еднакъв; Това са полимери на глюкозата. Техните свойства обаче се различават значително.

Нишестето е неразделна част от много храни. Съдържа се в хляба, картофите, всички видове зърнени продукти и редица растения.

Молекулата на нишестето е изградена от остатъци от глюкоза. Структурната единица на една връзка може да се представи по следния начин: нишестето, като полизахарид, може да се хидролизира, за да образува оригиналния монозахарид. Хидролизата се извършва или в кисела среда при нагряване, или под действието на ензими. Продуктът на хидролизата е глюкоза.

Във вода нишестето се държи специфично. В студена вода нишестето практически не се разтваря, а при нагряване и варене може да образува вискозен разтвор, така наречената нишестена паста.

Нека разгледаме тази реакция на примера на добре познат природен обект - картоф. Взимаме картоф, нарязваме го и нанасяме шарка с йод върху пресен картофен разрез. Вижда се, че кафеникавият цвят на йода постепенно преминава в малко по-различен цвят. В разредени водни разтвори има синкав оттенък, в естествен обект може да бъде почти черен или сиво-черен. Тази реакция е характерна за всички природни продукти, съдържащи нишесте.

Въз основа на тази реакция в химическия анализ се използва така наречената нишестена йодна хартия, която съдържа калиев йодид и разтвор на нишесте.

Днес анализирахме олиго- и полизахаридите. Това приключва нашия урок.

Реакцията на хидролиза на захароза протича с образуването на глюкоза и фруктоза:

C 12 H 22 O 11 + H 2 O  C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 (124)

захароза глюкоза фруктоза

глюкоза фруктоза

Реакцията е бимолекулярна. Тъй като моларната концентрация на вода във воден разтвор е многократно по-голяма от тази на захарозата, нейната промяна по време на реакцията ще бъде незначителна в сравнение с промяната в концентрацията на захароза. Следователно скоростта на реакцията на хидролиза на захароза ще бъде пропорционална практически само на моларната концентрация на захароза и кинетичното уравнение на реакцията ще бъде уравнението на реакцията от първи ред.

Означават:

ае моларната концентрация на захароза в реакционната смес в момента T \u003d 0, mol / dm 3;

хе моларната концентрация на глюкоза или фруктоза в следващите времеви точки T, mol/dm 3 .

Тогава кинетичното уравнение на реакцията:

, (125)

където к – константа на скоростта на реакцията, s -1 ;

T – време за реакция, s.

Реакцията на хидролиза на захароза във воден разтвор практически не протича. Катализира се от водородни йони чрез добавяне на разтвор на силна минерална киселина към разтвора на захароза. Реакцията е много удобна за изследване, тъй като самата захароза и продуктите на хидролизата имат асиметричен въглероден атом и са оптически активни. Следователно е лесно да се наблюдава хода на тази реакция с помощта на инструмента - поляриметър(или захариметър), чийто принцип се основава на използването на поляризирана светлина.

1 Поляризация на радиацията

Лъчение с дължина на вълната от 350 до 900 nm (видима област на спектъра) се нарича светлина.

Когато се разпространява светлинна вълна, векторът на напрегнатост на електромагнитното поле обикновено осцилира във всички възможни посоки, перпендикулярни на линията на разпространение на светлинния лъч. Но при определени условия посоките на тези трептения стават успоредни една на друга – в този случай казваме, че светлината е плоско поляризирана. Според електромагнитната теория за разпространение на светлината, магнитното смущение възниква в равнината на поляризация, а електрическото смущение възниква под прав ъгъл спрямо магнитното. За да опростим схемата за разглеждане на трептения в поляризиран лъч, ние комбинираме всички паралелни равнини в една. Ако лъч от естествена (неполяризирана) светлина премине през кристал от исландски шпат по посока на неговата кристалографска ос, тогава той се разделя на два лъча, като и двата стават равнинно поляризирани и равнините им на поляризация са взаимно перпендикулярни. Всеки от тези лъчи може да бъде раздвоен отново, докато преминава през кристал от исландски шпат и т.н.

При определяне на индекса на пречупване на този кристал ние изследвахме преминаването на радиация от възбуден натриев атом през него (натриева линия д). За всеки от двата лъча се установи, че за един от тях (нар обикновена греда) индексът на пречупване има постоянна стойност от 1,658 , и за друг (нар извънреден лъч) индексът на пречупване варира в диапазона от 1,486 до 1,658 в зависимост от посоката, в която лъчът се разпространява в кристала.

И двата лъча (обикновен и извънреден) могат да бъдат отделени един от друг с помощта на Никола призми. Тази призма, наричана накратко просто никол, се прави по следния начин: ромбичен кристал от исландски шпат се нарязва по протежение на равнина, минаваща през върховете на тъпите му ъгли и разделяща кристала на две симетрични части; след това самолетите се полират и отново се залепват с канадски балсам.

Фигура 10.1 показва равнината на напречното сечение на кристала ABCD. Права AOпоказва посоката на оптичната ос на кристала; Рей PQпри навлизане в кристала близо до повърхността ADпречупен; пречупеният лъч се оказва наклонен към оптичната ос под ъгъл от около 75 , а извънредният лъч изпитва по-малко отклонение поради по-ниския индекс на пречупване и преминава в посоката PQRS. Тъй като обикновеният лъч има по-висок индекс на пречупване, той се отклонява в посоката QXи посреща самолета ACпод по-голям ъгъл от извънредния лъч.

Фигура 10.1 - Схема на преминаване на светлина през призма на Никол.

Канадският балсам има коефициент на пречупване, който е между индексите на пречупване на исландския шпат за обикновените и необичайните лъчи. И тъй като обикновен лъч среща равнина AC под ъгъл, който е по-голям от граничния ъгъл на пречупване, тогава той изпитва пълно вътрешно отражение и напуска кристала в посоката XTи след това погълната от почернелата скоба на кристала.

Така николът разделя светлината, която пада върху него, на две части и светлината, която излиза през лицето пр.н.елъчът е плоско поляризиран. Ако този лъч попадне върху втория никол, поставен по същия начин като първия, то поляризираният лъч ще премине през него. Ако вторият никол се завърти на 90 , тогава поляризираната светлина претърпява пълно вътрешно отражение и излиза през страничната повърхност; в резултат посоченият лъч няма да премине през втория никол. Когато вторият никол се завърти на ъгъл, по-малък от 90 , плоският поляризиран лъч се разделя от втория никол на два лъча и само единият от тях ще премине през призмата. По този начин, когато вторият никол се завърти във всяка посока на 180 , интензитетът на светлината, преминаваща през тази призма, намалява от максималната стойност до нула и след това отново се увеличава от нула до предишната стойност.

Ако николите са кръстосани, тоест те са взаимно ориентирани, така че светлината да не преминава през втория никол, тогава когато между двата никола се вкарат определени вещества, част от радиацията преминава през втория никол. Веществата, които имат това свойство, се наричат оптически активени се казва, че въртят равнината на поляризация. В такива случаи се нарича първият никол, от който излиза поляризираният лъч поляризатор, а вторият никол, който ви позволява да определите дали падащата върху него светлина е поляризирана - анализатор.

Когато между кръстосаните николи се въведе оптично активно вещество, светлината може да бъде изгасена отново чрез завъртане на анализатора под малък ъгъл. В някои случаи това завиване трябва да се направи надясно, а в други - наляво. Съответно тези завъртания се наричат ​​дясно или ляво завъртане на поляризационната равнина. Ако светлината изгасне, когато анализаторът се завърти надясно на 15°, тогава същият ефект може да се наблюдава чрез завъртане на анализатора наляво на 165°; обаче, когато се определя посоката на въртене, винаги се взема предвид по-малкият от двата ъгъла на въртене.

Стойността на ъгъла на въртене на поляризационната равнина зависи от естеството на веществото, от дебелината на взетия слой, от дължината на вълната на приложената светлина, от температурата, а в случай на разтвори, допълнително от концентрацията на разтвореното вещество и от природата на разтворителя.