Węglowodany – najczęściej wykonywane doświadczenia

Doświadczenie 1. Badanie właściwości fizycznych glukozy i fruktozy

Wykorzystywany sprzęt laboratoryjny:

•   szalki Petriego
•   probówki
•   papierek wskaźnikowy

Potrzebne odczynniki:

•   glukoza (C₆H₁₂O₆)
•   fruktoza (C₆H₁₂O₆)
•   woda

Przebieg doświadczenia:

•   badanie barwy, stanu skupienia, smaku, zapachu i rozpuszczalności w wodzie
•   badanie odczynu roztworów przy pomocy papierka wskaźnikowego

Obserwacje:

•   Glukoza i fruktoza są krystalicznymi ciałami stałymi, o barwie białej. Są to substancje praktycznie bezzapachowe o smaku słodkim. Bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie.
•   Wodne roztwory obydwu badanych cukrów mają odczyn obojętny.

Wnioski:

•   Dobra rozpuszczalność obu substancji świadczy o ich polarnej budowie.
•   Odczyn obojętny świadczy o tym, że w środowisku wodnym cukry te nie ulegają reakcji dysocjacji z uwolnieniem jonów OH^- ani H⁺.

Doświadczenie 2. Badanie właściwości redukujących glukozy i fruktozy – próba Trommera.

Wykorzystywany sprzęt laboratoryjny:

•   probówki,
•   łaźnia wodna,
•   palnik

Potrzebne odczynniki:

•   odczynnik Trommera,
•   glukoza (C₆H₁₂O₆),
•   fruktoza (C₆H₁₂O₆)

Przebieg doświadczenia:

•   Zmieszanie roztworów glukozy i fruktozy z odczynnikiem Trommera.
•   Ogrzewanie obu mieszanin nad płomieniem palnika

Obserwacje:

•   W obu przypadkach (dla glukozy i fruktozy) zaobserwowano zmianę zabarwienia z intensywnie niebieskiego na ceglasto-pomarańczowe

Wnioski:

•   Wynik próby wskazuje na to, iż zarówno glukoza, jak i fruktoza mają właściwości redukujące.

CH₂OH-(CHOH)₄-CHO + 2Cu(OH)₂ → CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + Cu₂O + 2H₂O

Doświadczenie 3. Badanie właściwości redukujących glukozy i fruktozy – próba Tollensa.

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówki
•   Łaźnia wodna
•   Palnik

Potrzebne odczynniki:

•   Odczynnik Tollensa
•   Glukoza (C₆H₁₂O₆),
•   Fruktoza (C₆H₁₂O₆)

Przebieg doświadczenia:

•   Zmieszanie roztworów glukozy i fruktozy z odczynnikiem Tollensa.
•   Ogrzewanie obu mieszanin nad płomieniem palnika

Obserwacje:

•   Pod wpływem ogrzewania, w obu przypadkach zaobserwowano wydzielanie się na ściankach probówek metalicznego srebra

Wnioski:

•   Oba badane cukry mają właściwości redukujące.

CH₂OH-(CHOH)₄-CHO + Ag₂O → CH₂OH-(CHOH)₄-COOH + 2Ag↓

Doświadczenie 4. Badanie właściwości redukujących sacharozy

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówki,
•   Łaźnia wodna,
•   Palnik

Potrzebne odczynniki:

•   Odczynnik Trommera,
•   Sacharoza (C₁₂H₂₂O₁₁)

Przebieg doświadczenia:

•   Zmieszanie roztworu sacharozy z odczynnikiem Trommera,
•   Ogrzewanie mieszaniny nad płomieniem palnika

Obserwacje:

•   Brak widocznych zmian,

Wnioski:

•   Sacharoza nie wykazuje właściwości redukujących.

Doświadczenie 5. Badanie właściwości produktów hydrolizy sacharozy

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówki
•   Łaźnia wodna
•   Palnik

Potrzebne odczynniki:

•   Odczynnik Trommera,
•   Sacharoza (C₁₂H₂₂O₁₁),
•   Woda (H₂O)
•   Kwas solny

Przebieg doświadczenia:

•   Zmieszanie roztworu sacharozy z kwasem solnym i odczynnikiem Trommera,
•   Ogrzewanie mieszaniny nad płomieniem palnika

Obserwacje:

•   Zaobserwowano zmianę zabarwienia z intensywnie niebieskiego na ceglasto-pomarańczowe (pozytywny wynik próby Trommera)

Wnioski:

•   W środowisku kwaśnym sacharoza ulega reakcji hydrolizy. W wyniku tego procesu powstają cukry wykazujące właściwości redukujące

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆

Doświadczenie 6. Badanie właściwości fizycznych skrobi.

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówka,
•   Szalka Petriego

Potrzebne odczynniki:

•   skrobia

Przebieg doświadczenia:

•   Badanie barwy, stanu skupienia, smaku, zapachu i rozpuszczalności w wodzie

Obserwacje:

•   Skrobia jest bezpostaciowym ciałem stałym, zabarwionym na biało. Nie ma smaku ani zapachu. Nie rozpuszcza się w zimnej wodzie, natomiast w gorącej tworzy roztwór koloidalny ("kleik skrobiowy")

Doświadczenie 7. Badanie właściwości redukujących skrobi – próba Trommera.

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówki,
•   Łaźnia wodna,
•   Palnik

Potrzebne odczynniki

•   Odczynnik Trommera,
•   Skrobia

Przebieg doświadczenia:

•   Zmieszanie roztworu skrobi z odczynnikiem Trommera,
•   Ogrzewanie mieszaniny nad płomieniem palnika

Obserwacje:

•   Brak widocznych zmian,

Wnioski:

Skrobia nie wykazuje właściwości redukujących. Dzieje się tak dlatego, że skrobia złożona jest z wielu łańcuchów glukozowych, połączonych ze sobą, z których tylko jeden (ostatni) ma zdolność otwierania pierścienia.

Doświadczenie 8. Badanie właściwości redukujących produktów hydrolizy skrobi.

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówki,
•   Łaźnia wodna,
•   Palnik.

Potrzebne odczynniki:

•   Odczynnik Trommera,
•   Skrobia,
•   Woda (H₂O)
•   Kwas solny (HCl)
•   Ślina

Przebieg doświadczenia:

•   Zmieszanie roztworu skrobi z kwasem solnym i odczynnikiem Trommera,
•   Ogrzewanie mieszaniny nad płomieniem palnika
•   Zmieszanie roztworu skrobi ze śliną i odczynnikiem Trommera,
•   Ogrzewanie mieszaniny nad płomieniem palnika

Obserwacje

•   Po ogrzaniu probówki z HCl zaobserwowano zmianę barwy z niebieskiej na ceglastopomarańczową – pozytywny wynik próby Trommera.
•   Po ogrzaniu probówki ze śliną zaobserwowano zmianę barwy z niebieskiej na ceglastopomarańczową – pozytywny wynik próby Trommera.

Wnioski:

•   W środowisku kwaśnym, w wysokiej temperaturze, skrobia ulega reakcji hydrolizy. Jest to reakcja przebiegająca w wielu etapach, a produktami pośrednimi są długołańcuchowe dekstryny, a w końcowym etapie maltoza i glukoza. Dwa ostatnie cukry wykazują właściwości redukujące, co wyjaśnia pozytywny wynik przeprowadzonej próby Trommera.
•   Również pod wpływem śliny skrobia ulega hydrolizie do cukrów redukujących, pod wpływem enzymów.

Doświadczenie 9. Badanie produktów reakcji skrobi z jodem

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówki
•   Zlewka
•   Palnik

Potrzebne odczynniki:

•   Roztwór jodu,
•   Skrobia - (C₆H₁₀O₅)n

Przebieg doświadczenia:

•   Dodanie roztworu jodu do roztworu skrobi
•   Ogrzanie mieszaniny
•   Ponowne ochłodzenie mieszaniny

Obserwacje:

•   Po dodaniu roztworu jodu do rozcieńczonego roztworu skrobi, zaobserwowano zmianę zabarwienia na ciemnogranatowe.
•   Po podgrzaniu zawartości probówki zaobserwowano powolne odbarwianie się roztworu, aż do całkowitego zaniku ciemnej barwy
•   W wyniku ponownego ochładzania do temperatury pokojowej, zaobserwowano ponowne pojawienie się ciemnogranatowego zabarwienia.

Wnioski:

•   W temperaturze pokojowej skrobia tworzy z jodem ciemno zabarwiony związek kompleksowy. Dzieje się tak dlatego, że łańcuchy skrobi przyjmują określony kształt umożliwiający związanie cząsteczek jodu.
•   W momencie podwyższania temperatury struktura ta jest zaburzana, a cząsteczki jodu nie mogą w tych warunkach pozostawać związane (ciemnogranatowy kompleks rozpada się)
•   Na skutek ponownego obniżenia temperatury, łańcuchy skrobi ponownie przyjmują specyficzną strukturę, umożliwiającą wiązanie się cząsteczek jodu. Zabarwiony charakterystycznie kompleks może ponownie się tworzyć.

Doświadczenie 10. Badanie właściwości fizycznych celulozy

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówka,
•   Szalka Petriego
•   Łaźnia wodna

Potrzebne odczynniki:

•   Celuloza (C₆H₁₀O₅)n
•   Woda

Przebieg doświadczenia:

•   Badanie barwy, stanu skupienia, smaku, zapachu i rozpuszczalności w wodzie

Obserwacje:

•   Celuloza jest włóknistym ciałem stałym. Nie rozpuszcza się zarówno w zimnej, jak i gorącej wodzie. Nie ma smaku ani zapachu.

Doświadczenie 11. Badanie właściwości produktów hydrolizy celulozy

Wykorzystany sprzęt laboratoryjny:

•   Probówki,
•   Łaźnia wodna,
•   Palnik.

Potrzebne odczynniki:

•   Odczynnik Trommera,
•   Celuoza,
•   Woda (H₂O)
•   Kwas siarkowy(VI)

Przebieg doświadczenia:

•   Zmieszanie roztworu celulozy z kwasem siarkowym i odczynnikiem Trommera,
•   Ogrzewanie mieszaniny nad płomieniem palnika

Obserwacje

•   Podczas ogrzewania mieszaniny, po jakimś czasie zaobserwowano zmianę barwy z niebieskiej na ceglasto-pomarańczową – pozytywny wynik próby Trommera.

Wnioski:

•   Celuloza również ulega reakcji hydrolizy do cukrów redukujących (glukozy). Reakcja ta przebiega jednak znacznie trudniej i wolniej, niż w hydroliza skrobi. Wymaga obecności kwasu siarkowego(VI), a także dłuższego ogrzewania.