WŁASNOŚCI FIZYCZNE ORAZ CHEMICZNE WĘGLOWODANÓW OKREŚLONE NA PODSTAWIE DOŚWIDCZEŃ

Własności monosacharydów (cukrów prostych) na przykładzie glukozy o wzorze C₆H₁₂O_6.

Doświadczenie 1. Badanie rozpuszczalności, odczynu, stanu skupienia, smaku, zapachu glukozy.

Wykonanie: Do probówki wsypać glukozę, wlać wodę destylowaną, zamieszać bagietką. Następnie zanurzyć w tak sporządzonym roztworze papierek uniwersalny.

Obserwacje: Glukoza bardzo dobrze rozpuszcza się w odzie, jej roztwór nie spowodował zmiany zabarwienia papierka wskaźnikowego.

Wnioski: Glukoza jest substancją bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie, jej wodny roztwór posiada odczyn obojętny. Ten bezbarwny krystaliczny związek charakteryzuje się słodkim smakiem.

Doświadczenie 2. Badanie właściwości utleniająco - redukujących glukozy.

Wykonanie: Do probówki wlać wodny roztwór glukozy, następnie dodać kilka ml wodorotlenku miedzi (II), potem ostroznie ogrzać całość.

Obserwacje: Nastąpiła zmiana zabarwienia z niebieskiego na pomarańczowy.

Równanie reakcji:

Cu(OH)₂ + glukoza = Cu₂O

Niebieski Pomarańczowy

Wodorotlenek Tlenek

miedzi (II) miedzi (I)

Wnioski: Glukoza posiada właściwości redukujące.

Właściwości dwucukrów (disacharydów) na przykładzie sacharozy, posiadającej wzór C₁₂H₂₂O₁₁.

Doświadczenie 1. Badanie rozpuszczalności w wodzie oraz typowym rozpuszczalniku organicznym, sprawdzanie odczynu.

Wykonanie: Do trzech suchych probówek wsypujemy sacharozę. Do pierwszej dolewamy wodę destylowaną, drugiej -

podgrzaną wodę destylowaną, a do trzeciej - płynny węglowodór. W wodnym roztworze umieszczamy papierek uniwersalny.

Obserwacje: Zarówno w probówce nr 1 oraz nr 2 nastąpiło rozpuszczenie sacharozy, przy czym w ciepłej wodzie substancja ta rozpuszcza się o wiele szybciej. Dwucukier nie rozpuścił się w węglowodorze. Papierek uniwersalny nie zmienił zabarwienia w roztworze wodnym sacharozy.

Wnioski: Sacharoza dobrze rozpuszcza się w wodzie, jej rozpuszczalność rośnie wraz z ogrzewanie. Nie rozpuszcza się natomiast w rozpuszczalnikach niepolarnych. Jej roztwór wodny posiada obojętny odczyn.

Ma postać bezbarwnego, krystalicznego ciała stałego o słodkim smaku.

Doświadczenie 2. Badanie właściwości utleniająco - redukujących sacharozy.

Wykonanie: Umieścić w probówce wodny roztwór sacharozy, dodać roztworu wodorotlenku miedzi (II). Następnie ogrzać mieszaninę.

Obserwacje: Po dodaniu wodorotlenku miedzi (II) powstał niebieski osad, który nie zmienił barwy podczas ogrzewania.

Wnioski: Sacharoza nie posiada właściwości redukujących.

Doświadczenie 3. Hydroliza sacharozy pod wpływem kwasów.

Wykonanie: W probówce umieszczamy niewielka ilość sacharozy w postaci stałej, wlewamy roztwór kwasu chlorowodorowego. Całość ogrzewamy nad świeczką. Następnie do mieszaniny dodajemy wodorotlenek miedzi (II).

Obserwacje: Dodanie do ogrzanego roztworu Cu(OH)₂ spowodowało zmianę zabarwienia wodorotlenku z niebieskiej na pomarańczową.

Równanie reakcji:

C₁₂H₂₂0₁₁ + H₂O→ C₆H₁₂0₆ + C₆H₁₂0₆

Wnioski: Pod wpływem kwasów, w podwyższonej temperaturze sacharoza ulega hydrolizie: rozpada się na cukry proste: glukozę oraz fruktozę.

Doświadczenie 4. Potwierdzenie składu chemicznego sacharozy.

Wykonanie: Wsypać niewielka ilość sacharozy do czystej i suchej probówki. Następnie ogrzać nad świeczką.

Obserwacje: Sacharoza pod wpływem podwyższonej temperatury topi się: powstaje karmel o przyjemnym zapachu oraz żółto pomarańczowej barwie. Dalsze ogrzewanie prowadzi do zwęglenia: powstaje czarny osad (węgiel), widać krople wody na probówce.

Równanie reakcji:

C₁₂H₂₂O₁₁ → C + H₂0

Wnioski: Sacharoza składa się z węgla, tlenu oraz wodoru. Pod wpływem ogrzewania ulega termicznemu rozkładowi.

Właściwości wielocukrów (cukrów złożonych, polisacharydów) na przykładzie skrobi oraz celulozy.

Doświadczenie 1. Badanie rozpuszczalności w wodzie.

Wykonanie: W dwóch probówkach umieścić kilka gramów skrobi. Do pierwszej wlać destylowaną wodę o temperaturze pokojowej, do drugiej - podgrzaną wodę.

Obserwacje: Skrobia nie uległa rozpuszczeniu w zimnej wodzie destylowanej, powstała zawiesina. Ciepła woda spowodowała pęcznienie skrobi, powstał kleik skrobiowy, koloidalny roztwór skrobi.

Wnioski: Skrobia nie ulega rozpuszczeniu w wodzie o temperaturze pokojowej, a w ciepłej - tworzy kleik (roztwór koloidalny). Ten wielocukier ma białą barwę, występuje w postaci bezpostaciowego ciała stałego. Nie posiada smaku ani zapachu.

Doświadczenie 2. Identyfikacja skrobi.

Wykonanie: W probówce umieścić roztwór skrobi, dodać kilka kropli jodyny (alkoholowy roztwór jodu).

Obserwacje: Skrobia pod wpływem jodyny zabarwiła się na ciemnoniebiesko.

Wnioski: Reakcja powyższa służy do wykrywania, nawet najmniejszych ilości skrobi (np. zagęszczanie śmietany mąką). Ponadto stosuje się ja w jodometrii, analizie chemicznej, do identyfikacji jodu.

Doświadczenie 3. Właściwości utleniająco - redukujące, hydroliza.

Wykonanie: Wlać roztwór skrobi do dwóch probówek. Do pierwszej probówki dodać wodorotlenek miedzi (II). Powstałą mieszaninę ogrzać. Do drugiej probówki wlać roztwór kwasu chlorowodorowego, następnie ogrzać. Powstałą mieszaninę zobojętnić przy użyciu wodorotlenku sodu, potem dolać roztworu Cu(OH)₂ oraz ponownie ogrzać.

Obserwacje: Roztwór po ogrzaniu w probówce pierwszej nie zmienił zabarwienia. Natomiast po dodaniu wodorotlenku

i ogrzaniu mieszaniny drugiej probówki, nastąpiła zmiana zabarwienia z niebieskiego na pomarańczowe.

Równanie reakcji:

(C₆H₁₀O₅)_n + _nH₂O → _nC₆H₁₂0₆

Wnioski: Skrobia nie wykazuje właściwości redukujących. Pod wpływem kwasów oraz ogrzewania ulega hydrolizie do cukrów prostych.

Doświadczenie 4. Badanie rozpuszczalności w wodzie oraz związkach organicznych, hydroliza, spalanie.

Wykonanie: W czterech probówkach umieścić kawałeczki celulozy (w postaci włókna bawełnianego). Następnie dodać do pierwszej - wodę destylowaną, drugiej - rozpuszczalnik organiczny, do trzeciej - kwas chlorowodorowy, a czwartą ostrożnie ogrzewamy.

Obserwacje: W pierwszej oraz drugiej probówce celuloza nie rozpuściła się. Włókno bawełniane nie uległo rozpuszczeniu w trzeciej probówce. Ogrzewanie celulozy spowodowało powstanie czarnego osadu, podczas tego procesu wydzielała się woń spalonego papieru.

Wnioski: Bezbarwny błonnik (inna nazwa tego wielocukru) charakteryzuje się bezpostaciowością. Celuloza jest substancją bierną chemicznie: nie reaguje z wodą, kwasami. Nie ulega rozpuszczeniu w odzie oraz rozpuszczalnikach pochodzenia organicznego (niepolarnych).

Podsumowanie właściwości sacharydów:

• Cukry proste i złożone charakteryzują się słodkim smakiem (najsłodsza jest fruktoza).
• Węglowodany pod wpływem temperatury rozkładają się na węgiel oraz wodę.
• Monocukry dobrze rozpuszczają się w wodzie, natomiast nie są rozpuszczalne w typowych substancjach organicznych.
• Monosacharydy są źródłem energii w organizmach żywych, ulegają spaleniu do tlenku węgla (IV) oraz wody.
• Cukry proste wykorzystywane są do wytwarzania alkoholi w procesie fermentacji, zachodzącej pod wpływem drożdży.
• Polisacharydy ulegają reakcji hydrolizy do monosacharydów.