Воздействие серной кислоты на углеводы

ученицы 10 класса А
МОУ Гимназии № 18
Научный руководитель: Тюменцева Любовь

Ивановна

вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода, водорода и кислорода,

причем водород и кислород находятся в них, как правило, в таком же соотношении, как и в молекуле воды (2:1).
Общая формула углеводов – Cn(H2O)m, т.е. они как бы состоят из углерода и воды, отсюда и название класса, которое имеет исторические корни.
Углеводы можно разделить на три основные группы: моносахариды, дисахариды и полисахариды.

гидролизу. В свою очередь, в зависимости от числа атомов углевода

моносахариды подразделяются на триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т. д.
В природе моносахариды представлены преимущественно пентозами и гексозами.
К гексозам, имеющим общую молекулярную формулу С6Н12О6, относят, например, фруктозу и глюкозу.

образованием двух молекул моносахаридов, например гексоз.
К дисахаридам относится: сахароза, мальтоза,

лактоза.
Сладкий вкус разных моно- и дисахаридов различен. Так, самый сладкий моносахарид – фруктоза – в полтора раза слаще глюкозы, которую принимают за эталон.

которые гидролизуются с образованием множества молекул моносахаридов, чаще всего глюкозы.

Полисахариды необходимы для жизнедеятельности животных и растительных организмов. Они являются одним из основных источников энергии, образующейся в результате обмена веществ организма. Они принимают участие в иммунных процессах, обеспечивают сцепление клеток в тканях, являются основной массой органического вещества в биосфере.

основных продуктов химической промышленности.
Специфические свойства концентрированной серной кислоты:

Концентрированная серная кислота – сильный окислитель: при нагревании она реагирует почти со всеми металлами (исключение Au, Pt и некоторые другие). В этих реакциях в зависимости от активности металла и условий выделяется SO2, H2S, S.
Концентрированная серная кислота энергично реагирует с водой с образованием гидратов.
Концентрированная серная кислота отщепляет от органических веществ водород и кислород в виде воды, обугливая их.

сахара под действием концентрированной серной кислоты. Данная реакция является характерной

для углеводов. Серная кислота аналогичным образом действует на другие углеводсодержащие продукты и углеводы. Скорость протекания реакции и внешние признаки определяются типом углевода.

Задачи исследования:
Познакомиться со специфическими свойствами концентрированной серной кислоты.
Выяснить как концентрированная серная кислота и раствор воздействует на углеводы.
Объекты исследования:
Сахароза, фруктоза, галактоза, лактоза, глюкоза, крахмал, мед, попкорн, мука пшеничная, белый хлеб, спагетти.

10 г образца углевода или углеводсодержащего продукта, добавляли 10 мл

концентрированной серной кислоты и аккуратно размешивали до образования однородной массы.
Из соображений безопасности стакан устанавливали в чашу с песком.
Через некоторое время появляются признаки реакции: смесь приобретает желтоватый оттенок, затем темнеет и становится черной, вслед за этим начинается вспенивании: в стакане образуется пористый углеродистый столб черного цвета.
Cn(H2O)m+H2SO4 → nCn+H2SO4*mH2O

реакции, в стакан перед добавлением серной кислоты помещали определенный объем

воды. В процессе выполнения опыта фиксировали характерные кинетические параметры реакции: t(1) – время появления первых признаков почернения и t(2) – время, когда высота углеродистого столба достигает отметки 100 или 50 мл на стакане.
Оборудование и материалы:
концентрированная серная кислота, дистиллированная вода, образцы углеводов, стаканы на 50-100 мл, чашки Петри, стеклянные палочки, секундомер, учебно-лабораторный комплекс, резиновые перчатки, защитные очки, халат, песок, питьевая сода (NaHCO3).

лактоза

глюкоза

галактоза

фруктоза

дегидратации ряда углеводов в разных ситуациях. Параметры t(1) и t(2)

довольно индивидуальны для каждого углевода, однако использовать их не посредственно для идентификации разных сахаров затруднительно, так как кинетика реакции во многом определяется исходной формой реагента и количеством добавляемой воды. Например, в случае сахарозы наибольшая скорость разложения достигается для сахарной пудры, увеличение объема воды сначала повышает скорость реакции, а затем (свыше 50 мл) снижает ее до нуля.

с разной скоростью, поэтому можно не только подтвердить химические свойства

углеводов, но данная реакция может стать методом распознавания разных представителей этого класса, а также способом исследования зависимости скорости реакции от природы вещества и условий проведения процесса.
При обугливании углеводов концентрированной серной кислотой выделяется большое количество теплоты. Мы произвели замер температуры реакции фруктозы с кислотой, получили следующие результаты:

и эффектна.
Мы научились экспериментально определять простейшие кинетические характеристики при обугливании

углеводов.
С помощью полученных результатов можно практически распознавать углеводы.
Нужно учитывать, что концентрированная серная кислота очень опасна и при работе с ней нужно быть предельно осторожными.

резиновых перчатках. Если пена выходит за пределы стакана, необходимо накрыть

его сверху большим стаканом. Для нейтрализации остатков кислоты реакционную смесь помещают в большую емкость и обрабатывают небольшими порциями гидрокарбоната натрия (на 40 мл концентрированной серной кислоты – около 121 г питьевой соды).

2001.
2.Головнер В. Н. Химия. Интересные уроки. Из зарубежного опыты преподавания.

8-11 классы. М.: НЦ ЭНАС, 2002.
3. Карцова А. А. Покорение вещества. Органическая химия. СП.: Химиздат, 1999.
4. Цветков Л.А. Эксперимент по органической химии в средней школе. Методика и техника. М.: Школьная пресса, 2000.