คำถาม 1. ซูโครส โครงสร้าง คุณสมบัติ การผลิต และการนำไปใช้

ตอบ.ได้รับการพิสูจน์จากการทดลองแล้วว่ารูปแบบโมเลกุลของซูโครส

- ค 12 ส 22 ต 11. โมเลกุลประกอบด้วยกลุ่มไฮดรอกซิลและประกอบด้วยสารตกค้างของโมเลกุลกลูโคสและฟรุกโตสที่เชื่อมต่อถึงกัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

ซูโครสบริสุทธิ์ - ไม่มีสี สารที่เป็นผลึกรสหวานละลายน้ำได้

คุณสมบัติทางเคมี:

1. ขึ้นอยู่กับการไฮโดรไลซิส:

C 12 H 22 O 11 + H2O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6

2. ซูโครสเป็นน้ำตาลที่ไม่รีดิวซ์ ไม่ทำปฏิกิริยา "กระจกเงิน" และทำปฏิกิริยากับคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์เป็นโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ โดยไม่ลด Cu (II) เป็น Cu (I)

อยู่ในธรรมชาติ

ซูโครสเป็นส่วนหนึ่งของน้ำบีทรูท (16-20%) และอ้อย (14-26%) ในปริมาณเล็กน้อย พบร่วมกับกลูโคสในผลไม้และใบของพืชสีเขียวหลายชนิด

ใบเสร็จ:

1. น้ำตาลบีทหรืออ้อยกลายเป็นเศษเล็กเศษน้อยและวางในเครื่องกระจายความร้อนที่ผ่านน้ำร้อน

2. วิธีการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นจะได้รับการบำบัดด้วยนมมะนาวซึ่งเป็นแคลเซียมแซกคาเรตที่ละลายน้ำได้ของแอลกอฮอล์

3. ในการย่อยสลายแคลเซียมซูโครสและทำให้แคลเซียมไฮดรอกไซด์ส่วนเกินเป็นกลาง คาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) จะถูกส่งผ่านสารละลาย:

C 12 H 22 O 11 CaO 2H 2 + CO 2 = C 12 H 22 O 11 + CaCO 3 + 2H 2 O

4. สารละลายที่ได้รับหลังจากการตกตะกอนของแคลเซียมคาร์บอเนตจะถูกกรองและระเหยในเครื่องสุญญากาศ และผลึกน้ำตาลจะถูกแยกออกโดยการหมุนเหวี่ยง

5. น้ำตาลทรายที่แยกได้มักจะมีสีเหลืองเนื่องจากมีสารแต่งสี ในการแยกน้ำตาลซูโครสจะละลายในน้ำและผ่านถ่านกัมมันต์

แอปพลิเคชัน:

น้ำตาลซูโครสส่วนใหญ่ใช้เป็นผลิตภัณฑ์อาหารและในอุตสาหกรรมขนม โดยการไฮโดรไลซิสจะได้น้ำผึ้งเทียม

คำถามที่ 2 คุณสมบัติของการจัดวางอิเล็กตรอนในอะตอมของธาตุในช่วงเวลาเล็กและใหญ่ สถานะของอิเล็กตรอนในอะตอม

ตอบ.อะตอมเป็นอนุภาคของสสารที่เป็นกลางทางไฟฟ้าซึ่งแบ่งแยกไม่ได้ทางเคมี อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่เป็นวงโคจรรอบๆ ออร์บิทัลของอะตอมเป็นพื้นที่ของพื้นที่รอบนิวเคลียสซึ่งมีโอกาสจะพบอิเล็กตรอนได้มากที่สุด วงโคจรเรียกอีกอย่างว่าเมฆอิเล็กตรอน แต่ละออร์บิทัลสอดคล้องกับพลังงานบางอย่าง เช่นเดียวกับรูปร่างและขนาดของเมฆอิเล็กตรอน กลุ่มของวงโคจรที่มีค่าพลังงานใกล้เคียงถูกกำหนดให้อยู่ในระดับพลังงานเดียวกัน ระดับพลังงานมีอิเล็กตรอนไม่เกิน 2n 2 ตัว โดยที่ n คือจำนวนของระดับ

ประเภทของเมฆอิเล็กตรอน: ทรงกลม - s-อิเล็กตรอน, หนึ่งวงโคจรในแต่ละระดับพลังงาน รูปดัมเบล - p-อิเล็กตรอน, สามวงโคจร p x, p y, p z; ในรูปแบบที่คล้ายกับดัมเบลไขว้สองตัว - d-อิเล็กตรอน, ห้าวงโคจร d xy, d xz, d yz, d 2 z, d 2 x - d 2 y

การกระจายของอิเล็กตรอนทั่ว ระดับพลังงานสะท้อนถึงการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบ

กฎการเติมระดับพลังงานด้วยอิเล็กตรอนและ

ระดับย่อย

1. การเติมพลังงานแต่ละระดับเริ่มต้นด้วย s-อิเล็กตรอน จากนั้นระดับพลังงาน p-, d- และ f จะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน

2. จำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมเท่ากับเลขลำดับของมัน

3. จำนวนระดับพลังงานสอดคล้องกับจำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่

4. จำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดในระดับพลังงานถูกกำหนดโดยสูตร

โดยที่ n คือหมายเลขระดับ

5. จำนวนทั้งหมดอิเล็กตรอนบน วงโคจรของอะตอมระดับพลังงานหนึ่ง

ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียม ประจุนิวเคลียร์คือ +13

การกระจายของอิเล็กตรอนตามระดับพลังงาน - 2,8,3

การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์

13 อัล:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 .

ในอะตอมของธาตุบางชนิดจะสังเกตเห็นปรากฏการณ์การเลื่อนหลุดของอิเล็กตรอน

ตัวอย่างเช่น ในโครเมียม อิเล็กตรอนจะกระโดดจากระดับย่อย 4 วินาทีไปยังระดับย่อย 3 มิติ:

24 Cr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3d 5 3d 5 4s 1 .

อิเล็กตรอนจะย้ายจากชั้นย่อย 4 วินาทีไปยังชั้น 3 มิติ เนื่องจากโครงแบบ 3 มิติ 5 และ 3 มิติ 10 มีความเอื้ออำนวยมากกว่า อิเล็กตรอนอยู่ในตำแหน่งที่พลังงานน้อยที่สุด

ระดับย่อยของพลังงาน f เต็มไปด้วยอิเล็กตรอนในธาตุ 57La -71 Lu

คำถามที่ 3 รู้จักสาร KOH, HNO 3, K 2 CO 3

ตอบ: KOH + ฟีนอล์ฟทาลีน → สีแดงเข้มของสารละลาย

NHO 3 + กระดาษลิตมัส → สีแดงของสารละลาย

K 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + H 2 0 + CO 2

ตั๋วหมายเลข 20

คำถามที่ 1 . การเชื่อมต่อทางพันธุกรรมสารประกอบอินทรีย์ประเภทต่างๆ

ตอบ:แผนภาพลูกโซ่ การเปลี่ยนแปลงทางเคมี:

C 2 H 2 → C 2 H 4 → C 2 H 6 → C 2 H 5 Cl → C 2 H 5 OH → CH 3 CHO → CH 3 COOH

C 6 H 6 C 2 H 5 OH CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 CH 3 COOC 2 H 5

C 6 H 5 Cl CH 3 O-C 2 H 5 C 4 H 10

C 2 H 2 + H 2 \u003d C 2 H 4,

แอลไคน์ แอลคีน

C 2 H 4 + H 2 \u003d C 2 H 6,

แอลคีน แอลเคน

C 2 H 6 + Cl 2 \u003d C 2 H 5 Cl + HCl,

C 2 H 5 Cl + NaOH \u003d C 2 H 5 OH + NaCl

คลอราลเคนแอลกอฮอล์

C 2 H 5 OH + 1/2O 2 CH 3 CHO + H 2 O,

อัลดีไฮด์แอลกอฮอล์

CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2 = CH 3 COOH + 2CuOH + H 2 O,

C 2 H 4 + H 2 O C 2 H 5 OH,

อัลคีนแอลกอฮอล์

C 2 H 5 OH + CH 3 OH \u003d CH 3 O-C 2 H 5 + H 2 O,

แอลกอฮอล์ แอลกอฮอล์อีเทอร์

3C 2 H 2 C 6 H 6,

อัลไคน์อารีน่า

C 6 H 6 + Cl 2 \u003d C 6 H 5 Cl + HCl,

C 6 H 5 Cl + NaOH \u003d C 6 H 5 OH + NaCl,

C 6 H 5 OH + 3Br 2 \u003d C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr;

2С 2 H 5 OH \u003d CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 2H 2 O + H 2,

แอลกอฮอล์ไดอีน

CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 2H 2 \u003d C 4 H 10.

ไดอีนแอลเคน

อัลเคนเป็นไฮโดรคาร์บอนด้วยสูตรทั่วไป C n H 2 n +2 ซึ่งไม่เติมไฮโดรเจนและธาตุอื่นๆ

อัลคีนเป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีสูตรทั่วไป C n H 2 n ในโมเลกุลมีพันธะคู่ระหว่างอะตอมของคาร์บอน

ไดอีนไฮโดรคาร์บอนคือ สารประกอบอินทรีย์ด้วยสูตรทั่วไป C n H 2 n -2 ในโมเลกุลซึ่งมีพันธะคู่สองตัว

ไฮโดรคาร์บอนที่มีสูตรทั่วไป C n H 2 n -2 ในโมเลกุลซึ่งมีพันธะสามพันธะอยู่ในชุดอะเซทิลีนและเรียกว่าอัลคีน

สารประกอบของคาร์บอนกับไฮโดรเจนในโมเลกุลที่มีอยู่ แหวนเบนซินจัดเป็นอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

แอลกอฮอล์เป็นอนุพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนที่อะตอมของไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมหรือมากกว่าถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮดรอกซิล

ฟีนอลเป็นอนุพันธ์ อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนในโมเลกุลที่หมู่ไฮดรอกซิลจับกับวงแหวนเบนซีน

อัลดีไฮด์- อินทรียฺวัตถุมีกลุ่มการทำงาน - CHO (กลุ่มอัลดีไฮด์)

กรดคาร์บอกซิลิกเป็นสารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลประกอบด้วยหมู่คาร์บอกซิลตั้งแต่หนึ่งหมู่ขึ้นไปที่เชื่อมต่อกับอนุมูลไฮโดรคาร์บอนหรืออะตอมของไฮโดรเจน

ถึง เอสเทอร์รวมถึงสารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของกรดกับแอลกอฮอล์และมีกลุ่มของอะตอม C (O) -O -C

คำถามที่ 2 ประเภท โปรยคริสตัล. ลักษณะของสารด้วย หลากหลายชนิดโปรยคริสตัล.

ตอบ.โครงตาข่ายคริสตัลเป็นเชิงพื้นที่ซึ่งได้รับคำสั่งจากการจัดเรียงอนุภาคของสสารร่วมกันซึ่งมีบรรทัดฐานที่ชัดเจนและเป็นที่จดจำได้

ขึ้นอยู่กับชนิดของอนุภาคที่อยู่ในไซต์ขัดแตะ ได้แก่ ไอออนิก (IR) อะตอม (AKR) โมเลกุล (MKR) โลหะ (Met. CR) โครงผลึก

MKR - ที่โหนดมีโมเลกุล ตัวอย่าง: น้ำแข็ง ไฮโดรเจนซัลไฟด์ แอมโมเนีย ออกซิเจน ไนโตรเจนในสถานะของแข็ง แรงที่กระทำระหว่างโมเลกุลค่อนข้างอ่อน สารจึงมีความแข็งต่ำ อุณหภูมิต่ำเดือดและละลาย ละลายน้ำได้ไม่ดี ที่ สภาวะปกติเป็นก๊าซหรือของเหลว (ไนโตรเจน ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ของแข็ง CO 2) สารที่มี MCR เป็นไดอิเล็กตริก

ACR - อะตอมเป็นนอต ตัวอย่าง: โบรอน คาร์บอน (เพชร) ซิลิกอน เจอร์เมเนียม อะตอมเชื่อมต่อกันด้วยความแข็งแกร่ง พันธะโควาเลนต์ดังนั้นสารจึงมีลักษณะเฉพาะ อุณหภูมิสูงการเดือดและการละลาย ความแข็งแรงและความแข็งสูง สารเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ละลายในน้ำ

IFR - ที่ไซต์ของไอออนบวกและแอนไอออน ตัวอย่าง: NaCl, KF, LiBr ตาข่ายประเภทนี้มีอยู่ในสารประกอบด้วย ประเภทไอออนพันธะ (โลหะ-อโลหะ). สารทนไฟ, ความผันผวนต่ำ, ค่อนข้างแข็งแรง, ตัวนำไฟฟ้าที่ดี กระแสไฟฟ้า, ละลายน้ำได้สูง

พบ. CR เป็นโครงตาข่ายของสารที่ประกอบด้วยอะตอมของโลหะเท่านั้น ตัวอย่าง: Na, K, Al, Zn, Pb เป็นต้น สถานะของการรวมตัวของแข็งไม่ละลายน้ำ นอกจากโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทแล้ว ตัวนำของกระแสไฟฟ้า อุณหภูมิเดือดและการหลอมเหลวมีตั้งแต่ปานกลางถึงสูงมาก

คำถามที่ 3 งาน. ในการเผากำมะถัน 70 กรัม ต้องใช้ออกซิเจน 30 ลิตร หาปริมาตรและปริมาณของสารที่เกิดซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ให้: ค้นหา:

ม.(ส) = 70ง, V(SO2) = ?

V (O 2) \u003d 30 ล. v(SO2) = ?

วิธีการแก้:

ม.=70ช วี= 30 ล. x ล

S + O 2 \u003d SO 2.

v: 1 โมล 1 โมล 1 โมล

M: 32 ก./โมล -- --

V: -- 22.4L 22.4L

V(O 2) ทฤษฎี \u003d 70 * 22.4 / 32 \u003d 49 l (O 2 ขาดตลาด การคำนวณสำหรับมัน)

ตั้งแต่ V (SO 2) \u003d V (O 2) จากนั้น V (SO 2) \u003d 30 ลิตร

v (SO 2) \u003d 30 / 22.4 \u003d 1.34 โมล

ตอบ. V (SO 2) \u003d 30 l, v \u003d 1.34 โมล

โครงสร้างและลักษณะของซูโครส

ไดแซ็กคาไรด์ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์ตกค้าง 2 ชนิดที่เชื่อมกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก สามารถพิจารณาได้ว่าเป็น O-glycosides ซึ่ง aglycone เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ตกค้าง สูตรทั่วไปสำหรับไดแซ็กคาไรด์มักจะเป็น C12H22O11

มีสองทางเลือกสำหรับการสร้างพันธะไกลโคซิดิก:

• 1) เนื่องจากไกลโคซิดิกไฮดรอกซิลของโมโนแซ็กคาไรด์หนึ่งตัวและแอลกอฮอล์ไฮดรอกซิลของโมโนแซ็กคาไรด์อีกตัวหนึ่ง
• 2) เนื่องจากไกลโคซิดิกไฮดรอกซิลของโมโนแซ็กคาไรด์ทั้งสอง

ไดแซ็กคาไรด์ที่เกิดขึ้นโดยวิธีแรกประกอบด้วยไกลโคซิดิกไฮดรอกซิลอิสระ รักษาความสามารถในการไซโคลออกโซเทาโทเมอริซึมและมีคุณสมบัติในการรีดิวซ์ (แลคโตส มอลโตส เซลลูไบโอส)

ในไดแซ็กคาไรด์ที่เกิดจากวิธีที่สองนั้นไม่มีไกลโคซิดิกไฮดรอกซิลอิสระ ไดแซ็กคาไรด์นี้ไม่สามารถเกิดไซโคลออกโซเทาโทเมอริซึมได้ และไม่รีดิวซ์ (ซูโครส, ทรีฮาโลส) /1/

น้ำตาลซูโครส C12H22O11 หรือน้ำตาลหัวบีท น้ำตาลอ้อย ในชีวิตประจำวันเป็นเพียงน้ำตาล - ไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์สองชนิด - β-กลูโคสและβ-ฟรุกโตส แพร่หลายอย่างมากในพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรากบีทรูท (จาก 14 ถึง 20) %) เช่นเดียวกับในต้นอ้อย (จาก 14 เป็น 25%) ซูโครสเป็นน้ำตาลขนส่งในรูปของคาร์บอนและพลังงานที่ขนส่งไปทั่วโรงงาน คาร์โบไฮเดรตอยู่ในรูปของซูโครสซึ่งย้ายจากสถานที่สังเคราะห์ (ใบไม้) ไปยังสถานที่ซึ่งเก็บไว้ในสต็อก (ผลไม้, ราก, เมล็ดพืช)

ซูโครสเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ พบได้ในผลไม้ ผลไม้และผลเบอร์รี่หลายชนิด เนื้อหาของซูโครสนั้นสูงเป็นพิเศษในหัวผักกาดและอ้อยซึ่งใช้สำหรับ การผลิตภาคอุตสาหกรรมน้ำตาลในอาหาร. ซูโครสเล่น มีบทบาทอย่างมากในโภชนาการของมนุษย์ ลักษณะเฉพาะซูโครส - ความง่ายในการไฮโดรไลซิส สารละลายกรด- อัตราการไฮโดรไลซิสนั้นมากกว่าอัตราการไฮโดรไลซิสของมอลโตสหรือแลคโตสประมาณ 1,000 เท่า ซูโครสมีความสามารถในการละลายสูง ในเชิงเคมี ฟรุกโตสค่อนข้างเฉื่อย เมื่อย้ายจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่งก็แทบไม่ได้มีส่วนร่วมในการเผาผลาญ บางครั้งซูโครสจะถูกสะสมไว้เป็นสารอาหารสำรอง

น้ำตาลซูโครสที่เข้าสู่ลำไส้จะถูกไฮโดรไลซ์อย่างรวดเร็วโดยอัลฟ่า-กลูโคซิเดสของลำไส้เล็กให้เป็นกลูโคสและฟรุกโตสซึ่งจะถูกดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือด สารยับยั้งอัลฟ่า-กลูโคซิเดส เช่น อะคาร์โบส ยับยั้งการสลายและการดูดซึมของซูโครส เช่นเดียวกับคาร์โบไฮเดรตอื่นๆ ที่ไฮโดรไลซ์โดยอัลฟา-กลูโคซิเดส โดยเฉพาะอย่างยิ่งแป้ง ใช้ในการรักษาโรคเบาหวานประเภท 2

คำพ้องความหมาย: alpha-D-glucopyranosyl-beta-D-fructofuranoside, น้ำตาลบีท, น้ำตาลอ้อย

ผลึกซูโครสเป็นผลึกโมโนคลินิกที่ไม่มีสี เมื่อซูโครสหลอมเหลวแข็งตัวจะเกิดมวลโปร่งใสอสัณฐาน - คาราเมล /7/

ซูโครสประกอบด้วย a-D-glucopyranose และ b-D-fructofuranose ที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะ a-1>b-2 ผ่าน glycosidic hydroxyls (รูปที่ 1):

ข้าว. หนึ่ง

ซูโครสไม่มี hemiacetal hydroxyl อิสระ ดังนั้นจึงไม่สามารถเกิด oxy-oxo-tautomerism และเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ไม่รีดิวซ์ /2/

เมื่อให้ความร้อนกับกรดหรือภายใต้การทำงานของเอนไซม์ a-glucosidase และ b-fructofuranosidase (invertase) ซูโครสจะถูกไฮโดรไลซ์เพื่อสร้างส่วนผสมของกลูโคสและฟรุกโตสในปริมาณที่เท่ากัน ซึ่งเรียกว่าน้ำตาลกลับหัว (รูปที่ 2)

ข้าว. 2 ไฮโดรไลซิสของซูโครสโดยให้ความร้อนกับกรดหรือโดยการทำงานของเอนไซม์

คุณสมบัติทางเคมีของซูโครส

ในสารละลายของน้ำตาลซูโครสไม่มีการเปิดวงจร ดังนั้นจึงไม่มีคุณสมบัติของอัลดีไฮด์

1) การไฮโดรไลซิส (ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด):

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

ซูโครส กลูโคส ฟรุกโตส

2) ในฐานะที่เป็นโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ ซูโครสจะให้สีน้ำเงินแก่สารละลายเมื่อทำปฏิกิริยากับ Cu(OH) 2 .

3) การทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไฮดรอกไซด์เพื่อสร้างแคลเซียมซูโครส

4) ซูโครสไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายแอมโมเนียของซิลเวอร์ออกไซด์ ดังนั้นจึงเรียกว่าไดแซ็กคาไรด์ที่ไม่รีดิวซ์

โพลีแซคคาไรด์.

โพลีแซคคาไรด์- คาร์โบไฮเดรตโมเลกุลสูงที่ไม่เหมือนน้ำตาลที่มีโมโนแซ็กคาไรด์ตกค้างตั้งแต่สิบถึงแสน (โดยปกติจะเป็นเฮกโซส) ที่เชื่อมกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก

โพลีแซ็กคาไรด์ที่สำคัญที่สุด ได้แก่ แป้งและเซลลูโลส (ไฟเบอร์) พวกมันถูกสร้างขึ้นจากกลูโคสที่ตกค้าง สูตรทั่วไปของพอลิแซ็กคาไรด์เหล่านี้คือ (C 6 H 10 O 5) n Glycosidic (ที่ C 1 -atom) และแอลกอฮอล์ (ที่ C 4 -atom) ไฮดรอกซิลมักจะมีส่วนร่วมในการก่อตัวของโมเลกุลโพลีแซคคาไรด์ เช่น เกิดพันธะ (1–4)-ไกลโคซิดิก

จากมุมมอง หลักการทั่วไปโครงสร้าง พอลิแซ็กคาไรด์สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม ได้แก่: โฮโมโพลีแซ็กคาไรด์ซึ่งประกอบด้วยหน่วยโมโนแซ็กคาไรด์เพียงชนิดเดียวและเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์ซึ่งมีลักษณะเฉพาะโดยมีหน่วยโมโนเมอร์ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป

ในแง่ของวัตถุประสงค์การทำงาน โพลีแซคคาไรด์ยังสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: โพลีแซ็กคาไรด์โครงสร้างและสำรอง พอลิแซ็กคาไรด์ที่มีโครงสร้างที่สำคัญคือเซลลูโลสและไคติน (ในพืชและสัตว์ เช่นเดียวกับในเชื้อรา ตามลำดับ) และพอลิแซ็กคาไรด์สำรองหลักคือไกลโคเจนและแป้ง (ในสัตว์ เช่นเดียวกับในเห็ดรา และพืช ตามลำดับ) ที่นี่จะพิจารณาเฉพาะโฮโมโพลีแซคคาไรด์เท่านั้น

เซลลูโลส (ไฟเบอร์)- พอลิแซ็กคาไรด์เชิงโครงสร้างที่แพร่หลายที่สุดในโลกของพืช

บ้าน ส่วนประกอบ เซลล์พืช, ถูกสังเคราะห์ขึ้นในพืช (เซลลูโลสมากถึง 60% ในเนื้อไม้) เซลลูโลสมีความแข็งแรงเชิงกลสูงและทำหน้าที่เป็นวัสดุรองรับสำหรับพืช ไม้ประกอบด้วยเซลลูโลส 50-70% ฝ้ายเกือบจะเป็นเซลลูโลสบริสุทธิ์

เซลลูโลสบริสุทธิ์เป็นสารเส้นใยสีขาว ไม่มีรสและไม่มีกลิ่น ไม่ละลายในน้ำและตัวทำละลายอื่นๆ

โมเลกุลของเซลลูโลสมีโครงสร้างเชิงเส้นและมีน้ำหนักโมเลกุลมาก ประกอบด้วยโมเลกุลที่ไม่แตกแขนงในรูปของเส้นใยเท่านั้น เนื่องจาก รูปร่างของกากเบต้า-กลูโคสไม่รวมเกลียว เซลลูโลส ประกอบด้วยโมเลกุลเส้นใยที่ พันธะไฮโดรเจน หมู่ไฮดรอกซิลภายในโซ่รวมถึงระหว่างโซ่ที่อยู่ติดกันจะถูกรวบรวมเป็นมัด การบรรจุแบบโซ่นี้ให้ความแข็งแรงเชิงกลสูง ปริมาณเส้นใย ไม่ละลายน้ำ และความเฉื่อยทางเคมี ซึ่งทำให้เซลลูโลสเป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการสร้างผนังเซลล์

เซลลูโลสประกอบด้วย α,D-กลูโคไพราโนสตกค้างในรูปแบบ β-ไพราโนส เช่น ในโมเลกุลเซลลูโลส หน่วยโมโนเมอร์ β-กลูโคไพราโนสเชื่อมต่อกันเป็นเส้นตรงด้วยพันธะ β-1,4-กลูโคซิดิก:

ด้วยการไฮโดรไลซิสบางส่วนของเซลลูโลส ไดแซ็กคาไรด์เซลลูโลสจะเกิดขึ้น และด้วย การไฮโดรไลซิสที่สมบูรณ์- ดี-กลูโคส. มวลโมเลกุลเซลลูโลส 1,000,000-2,000,000 ไฟเบอร์ ไม่ถูกย่อยโดยเอนไซม์ของระบบทางเดินอาหารเนื่องจากชุดของเอนไซม์เหล่านี้ของระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ไม่มีเบต้ากลูโคซิเดส อย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันดีว่าการมีไฟเบอร์ในปริมาณที่เหมาะสมในอาหารนั้นมีส่วนช่วยในการก่อตัวของอุจจาระ ที่ การยกเว้นที่สมบูรณ์ไฟเบอร์จากอาหารขัดขวางการสร้างอุจจาระ

แป้ง- พอลิเมอร์ที่มีองค์ประกอบเดียวกันกับเซลลูโลส แต่มีการเชื่อมโยงพื้นฐานซึ่งเป็นสารตกค้างของα-glucose:

โมเลกุลของแป้งถูกขดเป็นวง ส่วนใหญ่ของโมเลกุลแตกแขนง น้ำหนักโมเลกุลของแป้งน้อยกว่าน้ำหนักโมเลกุลของเซลลูโลส

แป้งเป็น สารอสัณฐาน, ผงสีขาวประกอบด้วยเม็ดเล็กๆ ไม่ละลายน้ำ น้ำเย็นแต่ละลายได้บางส่วนในร้อน

แป้งเป็นส่วนผสมของโฮโมโพลีแซคคาไรด์สองชนิด: เชิงเส้น - อะมิโลสและแตกแขนง - อะมิโลเพคติน สูตรทั่วไปซึ่ง (ค 6 H 10 O 5) น.

เมื่อแป้งได้รับการบำบัดด้วยน้ำอุ่น สามารถแยกเศษส่วนได้สองส่วน: ส่วนที่ละลายได้ในน้ำอุ่นและประกอบด้วยอะไมโลสโพลีแซคคาไรด์ และส่วนที่พองตัวในน้ำอุ่นเท่านั้นโดยก่อตัวเป็นก้อนและประกอบด้วยอะมิโลเพคตินโพลีแซคคาไรด์ .

อะมิโลสมีโครงสร้างเชิงเส้น α, D-glucopyranose ตกค้างเชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก (1–4) เซลล์องค์ประกอบของอะมิโลส (และแป้งโดยทั่วไป) มีดังต่อไปนี้:

โมเลกุลของอะมิโลเพคตินถูกสร้างขึ้นในลักษณะเดียวกัน แต่มีกิ่งก้านในสายโซ่ซึ่งสร้างโครงสร้างเชิงพื้นที่ ที่จุดกิ่ง โมโนแซ็กคาไรด์ตกค้างเชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก (1–6) ระหว่างจุดกิ่งมักมีกลูโคส 20-25 ตกค้าง

(อะมิโลเพคติน)

ตามกฎแล้วปริมาณอะมิโลสในแป้งคือ 10-30%, อะมิโลเพคติน - 70-90% พอลิแซ็กคาไรด์ของแป้งถูกสร้างขึ้นจากกลูโคสตกค้างที่เชื่อมต่อกันในอะมิโลสและในสายโซ่เชิงเส้นของอะมิโลเพคตินด้วยพันธะ α-1,4-กลูโคซิดิก และที่จุดแตกแขนงของอะมิโลเพคตินด้วยพันธะระหว่างโซ่ α-1,6-กลูโคซิดิก

ในโมเลกุลอะมิโลส โดยเฉลี่ยแล้ว จะมีกลูโคสตกค้างอยู่ประมาณ 1,000 หน่วย ส่วนที่เป็นเส้นตรงแต่ละส่วนของโมเลกุลอะมิโลเพคตินประกอบด้วยหน่วยดังกล่าว 20-30 หน่วย

ในน้ำ อะมิโลสไม่ให้สารละลายที่แท้จริง สายอะมิโลสในน้ำสร้างไมเซลล์ที่ให้ความชุ่มชื้น ในสารละลาย เมื่อเติมไอโอดีนเข้าไป อะมิโลสจะถูกย้อม สีฟ้า. อะมิโลเพคตินยังให้สารละลายไมเซลล์ แต่รูปร่างของไมเซลล์จะแตกต่างกันบ้าง polysaccharide amylopectin ย้อมสีแดงม่วงด้วยไอโอดีน

แป้งมีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 10 6 -10 7 . ด้วยบางส่วน ไฮโดรไลซิสของกรดแป้ง, โพลีแซคคาไรด์ในระดับที่ต่ำกว่าของพอลิเมอไรเซชันจะเกิดขึ้น - เดกซ์ทริน, ด้วยการไฮโดรไลซิสอย่างสมบูรณ์ - กลูโคส แป้งเป็นคาร์โบไฮเดรตในอาหารที่สำคัญที่สุดสำหรับมนุษย์ แป้งก่อตัวขึ้นในพืชระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง และสะสมไว้เป็นคาร์โบไฮเดรต "สำรอง" ในราก หัว และเมล็ดพืช ตัวอย่างเช่น เมล็ดข้าว ข้าวสาลี ข้าวไรย์ และธัญพืชอื่น ๆ มีแป้ง 60-80% หัวมันฝรั่ง - 15-20% โพลีแซคคาไรด์ไกลโคเจนมีบทบาทสำคัญในโลกของสัตว์ ซึ่ง "เก็บ" ส่วนใหญ่ไว้ในตับ

ไกลโคเจน- โพลีแซคคาไรด์สำรองหลักของสัตว์และมนุษย์ที่สูงขึ้น สร้างขึ้นจากสารตกค้าง α-D-กลูโคส สูตรเอมพิริกัลไกลโคเจน เช่น แป้ง (ซี 6 เอช 10 โอ 5) น. ไกลโคเจนพบได้ในอวัยวะและเนื้อเยื่อเกือบทั้งหมดของสัตว์และมนุษย์ จำนวนมากที่สุดพบได้ในตับและกล้ามเนื้อ น้ำหนักโมเลกุลของไกลโคเจนคือ 10 7 -10 9 ขึ้นไป โมเลกุลของมันถูกสร้างขึ้นจากสายโซ่โพลีกลูโคซิดิกที่แตกแขนงซึ่งกลูโคสที่ตกค้างเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ α-1,4-กลูโคซิดิก มีพันธะ α-1,6-กลูโคซิดิกที่จุดกิ่ง ไกลโคเจนมีโครงสร้างคล้ายกับอะมิโลเพคติน

ในโมเลกุลของไกลโคเจน กิ่งก้านภายในมีความโดดเด่น - ส่วนของโซ่โพลีกลูโคไซด์ระหว่างจุดกิ่งและกิ่งภายนอก - ส่วนจากปลายกิ่งชี้ไปยังจุดสิ้นสุดของโซ่ที่ไม่ลดขนาด ในระหว่างการไฮโดรไลซิส ไกลโคเจน เช่น แป้ง จะถูกย่อยสลายเพื่อสร้างเด็กซ์ตรินก่อน จากนั้นจึงกลายเป็นมอลโทส และสุดท้ายคือกลูโคส

ไคติน- พอลิแซ็กคาไรด์ที่มีโครงสร้างของพืชชั้นต่ำ โดยเฉพาะเชื้อรา รวมทั้งสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (ส่วนใหญ่เป็นสัตว์ขาปล้อง) ไคตินประกอบด้วย 2-อะซีตามิโด-2-ดีออกซี-ดี-กลูโคสตกค้างที่เชื่อมกันด้วยพันธะ β-1,4-กลูโคซิดิก

น้ำตาลหวานปกติที่ใช้ในชีวิตประจำวันเรียกว่าซูโครส เป็นโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่อยู่ในกลุ่มของไดแซ็กคาไรด์ สูตรสำหรับซูโครสคือ C 12 H 22 O 11

โครงสร้าง

โมเลกุลประกอบด้วยสารตกค้างของโมโนแซ็กคาไรด์แบบวัฏจักรสองตัว - α-กลูโคสและβ-ฟรุกโตส สูตรโครงสร้างสารประกอบด้วยสูตรวัฏจักรของฟรุกโตสและกลูโคสที่เชื่อมต่อกันด้วยอะตอมออกซิเจน หน่วยโครงสร้างเชื่อมโยงกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกที่เกิดขึ้นระหว่างไฮดรอกซิลสองตัว

ข้าว. 1. สูตรโครงสร้าง

โมเลกุลของน้ำตาลซูโครสก่อตัวเป็นผลึกโมเลกุล

ใบเสร็จ

ซูโครสเป็นคาร์โบไฮเดรตที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ สารประกอบนี้พบในผลไม้ ผลเบอร์รี่ ใบพืช พบสารสำเร็จรูปจำนวนมากในหัวบีทและอ้อย ดังนั้น ซูโครสจึงไม่ถูกสังเคราะห์ แต่แยกได้จากการกระทำทางกายภาพ การย่อยอาหาร และการทำให้บริสุทธิ์

ข้าว. 2. อ้อย

หัวบีทหรืออ้อยขูดละเอียดแล้วใส่ในหม้อขนาดใหญ่พร้อมกับ น้ำร้อน. น้ำตาลซูโครสจะถูกชะล้างออกไป กลายเป็นสารละลายน้ำตาล มันมีสิ่งสกปรกต่าง ๆ - เม็ดสี, โปรตีน, กรด ในการแยกซูโครส จะมีการเติมแคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH) 2 ลงในสารละลาย เป็นผลให้เกิดการตกตะกอนและแคลเซียมซูโครส C 12 H 22 O 11 CaO 2H 2 O ซึ่งผ่านก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ( คาร์บอนไดออกไซด์). แคลเซียมคาร์บอเนตจะตกตะกอนและสารละลายที่เหลือจะระเหยจนเกิดผลึกน้ำตาล

คุณสมบัติทางกายภาพ

หลัก ลักษณะทางกายภาพสาร:

• น้ำหนักโมเลกุล - 342 กรัม/โมล;
• ความหนาแน่น - 1.6 g / cm 3;
• จุดหลอมเหลว - 186°C.

ข้าว. 3. ผลึกน้ำตาล

หากสารที่หลอมเหลวยังคงได้รับความร้อน ซูโครสจะเริ่มสลายตัวและเปลี่ยนสี เมื่อน้ำตาลซูโครสหลอมเหลวแข็งตัว คาราเมลจะเกิดขึ้น ซึ่งเป็นสารโปร่งใสที่ไม่มีรูปร่าง ในน้ำ 100 มล สภาวะปกติสามารถละลายน้ำตาลได้ 211.5 กรัมที่ 0 ° C - 176 กรัมที่ 100 ° C - 487 กรัมในเอทานอล 100 มล. ภายใต้สภาวะปกติสามารถละลายน้ำตาลได้เพียง 0.9 กรัมเท่านั้น

เมื่อเข้าสู่ลำไส้ของสัตว์และมนุษย์ ซูโครสภายใต้การทำงานของเอนไซม์จะแตกตัวเป็นโมโนแซ็กคาไรด์อย่างรวดเร็ว

คุณสมบัติทางเคมี

ซูโครสไม่แสดงคุณสมบัติของอัลดีไฮด์เนื่องจากไม่มีหมู่อัลดีไฮด์ -CHO ซึ่งแตกต่างจากกลูโคส นั่นเป็นเหตุผล ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพไม่มี "กระจกสีเงิน" (อันตรกิริยากับสารละลายแอมโมเนียของ Ag 2 O) เมื่อออกซิไดซ์ด้วยคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ จะไม่เกิดคอปเปอร์แดง (I) ออกไซด์ แต่เป็นสารละลายสีน้ำเงินสดใส

คุณสมบัติทางเคมีหลักได้อธิบายไว้ในตาราง

ซูโครสไม่สามารถออกซิไดซ์ได้ (ไม่ใช่ตัวรีดิวซ์ในปฏิกิริยา) และเรียกว่าน้ำตาลที่ไม่รีดิวซ์

แอปพลิเคชัน

น้ำตาลใน รูปแบบที่บริสุทธิ์ใช้ใน อุตสาหกรรมอาหารสำหรับการผลิตน้ำผึ้งเทียม ขนมหวาน ลูกกวาด แอลกอฮอล์ น้ำตาลซูโครสใช้ทำ สารต่างๆ: กรดซิตริก กลีเซอรีน บิวทานอล

ในทางการแพทย์ ซูโครสใช้ทำยาและผงเพื่อซ่อนรสชาติที่ไม่พึงประสงค์

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

ซูโครสหรือน้ำตาลเป็นไดแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยกลูโคสและฟรุกโตสตกค้าง มีรสหวานและละลายน้ำได้ง่าย สารนี้แยกได้จากหัวบีทและอ้อย ซูโครสมีความว่องไวน้อยกว่ากลูโคส ผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส ทำปฏิกิริยากับคอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ เกิดเป็นคอปเปอร์แซคคาเรต ไม่ออกซิไดซ์ น้ำตาลใช้ในอาหาร อุตสาหกรรมเคมี, ยา.

แบบทดสอบหัวข้อ

รายงานการประเมิน

คะแนนเฉลี่ย: 4.3. เรตติ้งทั้งหมดที่ได้รับ: 29.

ซูโครส C 12 H 22 O 11 หรือ น้ำตาลบีทรูท, น้ำตาลอ้อยในชีวิตประจำวันมีเพียงน้ำตาล - ไดแซ็กคาไรด์จากกลุ่มโอลิโกแซ็กคาไรด์ซึ่งประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์สองตัว - α-กลูโคสและβ-ฟรุกโตส

คุณสมบัติทางเคมีของซูโครส

คุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญของซูโครสคือความสามารถในการผ่านกระบวนการไฮโดรไลซิส (เมื่อถูกความร้อนโดยมีไฮโดรเจนไอออน)

เนื่องจากพันธะระหว่างโมโนแซ็กคาไรด์ที่ตกค้างในซูโครสนั้นเกิดจากไกลโคซิดิกไฮดรอกซิลทั้งสอง ไม่มี คุณสมบัติในการบูรณะ และไม่ให้ปฏิกิริยา "กระจกเงิน" ซูโครสยังคงรักษาคุณสมบัติของโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์ไว้ได้ โดยจะสร้างน้ำตาลที่ละลายน้ำได้ด้วยโลหะไฮดรอกไซด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ ปฏิกิริยานี้ใช้ในการแยกและทำให้น้ำตาลซูโครสบริสุทธิ์ในโรงกลั่นน้ำตาล ซึ่งเราจะพูดถึงในภายหลัง

เมื่อถูกความร้อน สารละลายน้ำซูโครสเมื่อมีกรดแก่หรือภายใต้การทำงานของเอนไซม์ อินเวอร์เทสกำลังเกิดขึ้น ไฮโดรไลซิสของไดแซ็กคาไรด์นี้เพื่อสร้างส่วนผสมของกลูโคสและฟรุกโตสในปริมาณที่เท่ากัน ปฏิกิริยานี้เป็นการย้อนกลับของการก่อตัวของน้ำตาลซูโครสจากโมโนแซ็กคาไรด์:

เรียกส่วนผสมที่ได้ สลับน้ำตาลและใช้สำหรับการผลิตคาราเมล ผลิตภัณฑ์อาหารที่ทำให้หวาน เพื่อป้องกันการตกผลึกของน้ำตาลซูโครส การได้รับน้ำผึ้งเทียม และการผลิตโพลีไฮดริกแอลกอฮอล์

ความสัมพันธ์กับการไฮโดรไลซิส

การไฮโดรไลซิสของซูโครสนั้นง่ายต่อการติดตามด้วยโพลาริมิเตอร์ เนื่องจากสารละลายซูโครสมีการหมุนทางขวามือ และส่วนผสมที่ได้ D-กลูโคสและ D-ฟรุกโตสมีการหมุนซ้ายเนื่องจากค่าการหมุนซ้ายของ D-ฟรุกโตสที่เหนือกว่า ดังนั้น เมื่อซูโครสถูกไฮโดรไลซ์ ค่าของมุมของการหมุนขวาจะค่อยๆ ลดลง ผ่าน ค่าศูนย์และเมื่อสิ้นสุดการไฮโดรไลซิส สารละลายที่มีกลูโคสและฟรุกโตสในปริมาณที่เท่ากันจะได้การหมุนซ้ายที่เสถียร ในเรื่องนี้ซูโครสไฮโดรไลซ์ (ส่วนผสมของกลูโคสและฟรุกโตส) เรียกว่าน้ำตาลกลับด้านและกระบวนการไฮโดรไลซิสนั้นเรียกว่าการผกผัน (จากภาษาละติน inversia - การกลึงการจัดเรียงใหม่)

โครงสร้างของมอลโตสและเซโลไบโอส ความสัมพันธ์กับการไฮโดรไลซิส

มอลโตสและแป้ง องค์ประกอบ โครงสร้าง และคุณสมบัติ ความสัมพันธ์กับการไฮโดรไลซิส

คุณสมบัติทางกายภาพ

มอลโตสละลายน้ำได้ง่ายและมีรสหวาน น้ำหนักโมเลกุลของมอลโตสคือ 342.32 จุดหลอมเหลวของมอลโตสคือ 108 (ปราศจากน้ำ)

คุณสมบัติทางเคมี

มอลโตสเป็นน้ำตาลรีดิวซ์เพราะมีหมู่เฮมิอาซีตัลไฮดรอกซิลที่ไม่ถูกแทนที่

โดยการต้มน้ำตาลมอลโทสด้วยกรดเจือจางและโดยการทำงานของเอนไซม์ มอลโตสไฮโดรไลซ์ (สองโมเลกุลของกลูโคส C 6 H 12 O 6 เกิดขึ้น)

แป้ง (ค 6 ชม 10 อ 5) n โพลีแซคคาไรด์ของอะไมโลสและอะมิโลเพคตินซึ่งเป็นโมโนเมอร์ของอัลฟากลูโคส แป้งที่สังเคราะห์โดยพืชต่างๆ ในคลอโรพลาสต์ ภายใต้การกระทำของแสงระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง โครงสร้างของเมล็ดข้าว ระดับของพอลิเมอไรเซชันของโมเลกุล โครงสร้างของสายโซ่พอลิเมอร์ และคุณสมบัติทางเคมีกายภาพจะแตกต่างกันบ้าง