Химический состав сахара. Формула сахара по химии
Формула сахара по химии
Определение и формула сахара
Формула –
На долю углеводов приходится около сухого вещества растений и около животных.
Растения синтезируют углеводы из неорганических соединений: и .
Классификация сахаров
Углеводы делятся на две группы:
- Моносахариды (монозы)
- Полисахариды (полиозы), которые подразделяются на сахароподобные (олигосахариды), к которым относятся дисахариды (биозы), трисахариды и несахароподобные полисахариды.
Моносахариды
В природе наиболее распространено два вида моноз: пентозы и гексозы .
Одни монозы ведут себя как гидроксиальдегиды (альдозы), другие — как гидроксикетоны (кетозы).
Одни монозы ведут себя как гидроксиальдегиды (альдозы), другие — как гидроксикетоны (кетозы).
Наиболее часто встречаются два моносахарида: глюкоза (альдоза) и фруктоза (кетоза).
Дисахариды
Дисахариды при гидролизе образуют два одинаковых или разных моносахарида.
Их можно разделить на восстанавливающие и невосстанавливающие.
Полисахариды
Два самых важных полисахарида — это крахмал и клетчатка (целлюлоза) — построены из остатков глюкозы.
Примеры решения задач
| Понравился сайт? Расскажи друзьям! | |||
ru.solverbook.com
Формула сахарозы в химии
Определение и формула сахарозы
Формула –
Молярная масса равна г/моль.
Физические свойства – бесцветные кристаллы, хорошо растворяется в воде.
Является невосстанавливающим сахаром.
Широко распространенное резервное вещество растений, образующееся при фотосинтезе.
При нагревании выше температуры плавления сахароза разлагается с изменением окраски расплава.
Химические свойства сахарозы
- Сахароза подвергается гидролизу. Для этого кипятят раствор сахарозы в кислой среде, а затем нейтрализуют кислоту щелочью. После этого нагревают раствор. При этом появляются соединения с альдегидными группами (глюкоза и фруктоза), которые и восстанавливают до :
Получение
Сахарозу преимущественно получают из сока сахарного тростника или сахарной свеклы. Ее химический синтез достаточно сложный и трудоемкий, поэтому не представляет практического интереса.
Применение
Сахароза находит многочисленное применение и в первую очередь как пищевой продукт — сахар. Она также служит в качестве исходного вещества в различных ферментационных процессах получения этилового спирта, глицерина, лимонной кислоты. Применяется также для изготовления лекарств.
Качественная реакция
Качественной реакцией на сахарозу является взаимодействие с гидроксидом меди (II). За счет наличия в молекуле сахарозы нескольких гидроксильных групп происходит взаимодействие аналогично глицерину и глюкозе. Если добавить раствор к осадку он растворится и жидкость окрашивается в синий цвет.
Примеры решения задач
| Понравился сайт? Расскажи друзьям! | |||
ru.solverbook.com
Формула глюкозы в химии
Химическая формула глюкозы
Формула глюкозы: C6h22O6
Глюкоза – бифункциональное соединение, поскольку содержит пять гидроксильных и одну альдегидную группу, т.е. является многоатомным альдегидоспиртом.
Относится к классу углеводов с общей формулой Сn(Н2О)m.
Структурная и сокращенная формула глюкозы
Структурная формула глюкозы:
Сокращенная формула глюкозы:
Молекула глюкозы может существовать в нескольких изомерных формах, одна из них линейная, а две – циклические.
В растворе все эти формы находятся в динамическом равновесии:
Циклические — и -формы глюкозы являются пространственными изомерами, которые отличаются расположением полуацетального гидроксила относительно плоскости кольца. В -глюкозе этот гидроксил находится в транс-положении к группе –СН2ОН, в -глюкозе – в цис-положении.
Пространственное строение циклических изомеров:
В кристаллическом состоянии глюкоза находится в состоянии — формы. В растворе наиболее устойчива -форма глюкозы (равновесная доля около 63 %). Равновесная доля альдегидной формы крайне незначительна (0,0026%).
Для глюкозы характерна оптическая изомерия. Формулы оптических изомеров:
В природе встречается только D- изомер глюкозы.
Межклассовый изомер глюкозы, также имеющий формулу C6h22O6 – фруктоза (кетоноспирт):
Примеры решения задач
| Понравился сайт? Расскажи друзьям! | |||
ru.solverbook.com
Химик.ПРО - Спиртовое брожение (виноградный сахар)
В результате спиртового брожения виноградного сахара, содержащего 20% несахаристых примесей, выделилось 138 грамм спирта. Сколько виноградного сахара подвергалось реакции спиртового брожения? Какой объем углекислого газа (CO2) выделился при этом?
Решение задачи
Виноградный сахар, то же что и глюкоза, встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, от чего и произошло название. Виноградный сахар, является шестиатомным сахаром (гексозой). Формула С6h22O6.
Запишем уравнение реакции спиртового брожения виноградного сахара:
Учитывая, что молярные массы этанола (C2H5OH) и виноградного сахара (С6h22O6) соответственно равны 46 г/моль, 180 г/моль (смотри таблицу Менделеева), по уравнению реакции спиртового брожения найдем массу чистого виноградного сахара (С6h22O6) и объем углекислого газа (CO2):
х г С6h22O6 участвует в образовании 138 г C2H5OH
180 г С6h22O6 участвует в образовании 92 г C2H5OH
Откуда:
Следовательно, реакции спиртового брожения подверглось 270 г виноградного сахара.
Так как, виноградный сахар содержит 20% (100% – 20% = 80% – массовая доля виноградного сахара без примесей) несахаристых примесей, найдем всю массу виноградного сахара по формуле:
Получаем:
m (С6h22O6) = 270 / 0,8 = 337,5 (г).
Если виноградный сахар 80%, то массовая доля в нем 0,8.
Рассчитаем объем углекислого газа (CO2) по уравнению реакции спиртового брожения :
270 г C2H5OH участвует в образовании у л CO2
180 г C2H5OH участвует в образовании 44,8 л CO2
Откуда:
Следовательно, выделился углекислый газ (CO2) объемом 67,2 л.
Ответ:
реакции подвергалось 337,5 грамм виноградного сахара;
объем углекислого газа 67,2 литра.
Похожие задачи по химии
himik.pro
Химический состав сахара
Сахара являются составной частью обширного класса углеводов, который делится на: 1)моносахара, или монозы - кристаллизующиеся вещества, сладкие на вкус, легко растворимые в воде, труднее - в спирте, и 2) полисахариды, или полиозы. Последние разделяются на: а) сахароподобные кристаллические полисахариды, или олигосахариды, и б) несахароподобные высшие углеводы. Сахара широко распространены в природе как в растениях, так и в животном организме. В растениях они встречаются в свободном состоянии (глюкоза, фруктоза), входят в состав полисахаридов - сахарозы, крахмала, гаемицеллюлоз (вещества клеточных стенок), целлюлозы. Кроме того, они входят в состав всевозможных глюкозидов, широко распространенных в растениях (красящие вещества цветков и ягод, дубильных веществ - таннинов, в состав сложных белков).
В зависимости от числа углеродных атомов в молекуле среди простых сахаров (моносахаров) различаются триозы, тетрозы, пептозы и гексозы. Из них в природе встречаются чаще две последние группы - пентозы и гексозы. Пентозы в свободном состоянии в растениях не встречаются, входя в состав полисахаридов. Гексозы встречаются и в свободном виде и в составе других веществ.
Большинство природных углеводов обладает оптической активностью - способностью вращать плоскость поляризации проходящего через них луча света на тот или иной угол вправо (по часовой стрелке) или влево (против часовой стрелки).
Так удельное вращение d-глюкозы [a]D20 =52,5o, удельное вращение d-фруктозы [a]D20 = -93o , удельное вращение сахарозы +66,5о. При вычислении удельного вращения учитываются температура и концентрация раствора, длина волны применявшегося света и т. п. Благодаря этому удельное вращение представляет совершенно определенную характерную для данного вещества физическую константу, служащую для идентифицирования вещества и для суждения о степени его чистоты. Особенное значение удельное вращение имеет для углеводов, так как для них нехарактерны многие другие свойства, такие как температуры плавления и кипения, вследствие того что они не перегоняются без разложения даже в высоком вакууме. Способность углеводов вращать плоскость поляризации используется для количественного определения их в растворе при помощи поляриметра. Поляриметрическое определение сахара широко применяется в свеклосахарном производстве.
Сахара в природе встречаются обычно в виде лишь одного антипода, например, глюкоза только в форме d-глюкозы. Остальные изомеры можно получить синтетически.
Все гексозы имеют общую формулу С6Н12О6 и являются альдегидо-(глюкоза) или кетоно-(фруктоза) спиртами, имея в своем составе одну альдегидную или кетонную группу и несколько гидроксильных групп.
Благодаря присутствию альдегидной или кетонной группы моносахара являются сильными восстановителями, - выделяют серебро из аммиачного раствора азотнокислого серебра, восстанавливают в щелочном растворе окисную медь и т. п.
В современной органической химии является доказанным и общепризнанным циклическое строение сахаров, при котором альдегидные свойства сахара оказываются в скрытом состоянии.
Обыкновенным прочным моносахаридам приписывается 6-членное кольцо, а нестойким производным их и моносахарам, входящим в состав молекул сложных сахаров, - пятичленное.
Циклическая форма образуется благодаря тому, что кислород карбонильной группы присоединяет воду и дает два гидроксила ОН, из которых один остается в молекуле в этом виде, другой реагирует с одной из спиртовых групп сахара и образует кислородный мостик. Кислородный мостик может соединять первый углеродный атом с четвертым или с пятым, и в соответствии с этим сахара рассматриваются как производные фурана (фуранозы, с пятичленным кольцом) или пирана (пиранозы, с шестичленным кольцом).
Таким образом появляется пятый асимметрический атом углерода и соответственно этому увеличивается число стереоизомеров.
Из гексоз в растениях встречаются альдогеексозы - глюкоза, манноза и галактоза, и кетозы -фруктоза и сорбоза. Из них широко распространены глюкоза и фруктоза, особенно глюкоза.
Описываются эти сахара под различными названиями. Так, глюкоза имеет еще такие обозначения - декстроза (правовращающая), виноградный сахар. Фруктоза - левулеза, фруктовый сахар. Смесь их называется инвертным сахаром. Обычно в таблицах в литературе, если они не приводятся раздельно, то помещаются в рубрике «моносахара», или «редуцирующие сахара», или «инвертный сахар»
Глюкоза находится почти во всех органах растений - в плодах, листьях, цветах и корнях. Она входит в состав важнейших полисахаридов - крахмала, целлюлозы, также в состав большинства глюкозидов. Технически глюкозу получают при гидролизе крахмала разбавленной серной кислотой.
Глюкоза менее сладка, чем сахароза или фруктоза. Самый сладкий сахар фруктоза.
Манноза менее распространена, встречается в апельсинной корке, в скорлупе каменного ореха. Технически получается гидролизом каменного ореха.
Фруктоза встречается наряду с глюкозой во многих плодах, вместе с глюкозой входит в состав сахарозы.
Инулин состоит только из фруктозы, без примеси глюкозы (инулина много в клубнях земляной груши, георгина, в корнях цикория).
Из кетогексоз следует упомянуть еще сорбозу, входящую в состав ягод рябины. Сорбоза используется в качестве исходного вещества при синтезе витамина С (аскорбиновой кислоты). Галактоза в свободном состоянии в растениях не встречается. Входит в состав галактанов семян разных растений.
Пентозы в свободном состоянии в растениях встречаются в очень малых количествах и распространены как составная часть полисахаридов. Арабиноза - в вишневом клее, ксилоза - в древесине, в оболочках семян. Метилпентоза рамноза входит в состав многих глюкозидов, пектинов.
Из дисахаридов общей формулы С12Н22О11 в растениях в свободном состоянии распространена исключительно широко сахароза. Другой дисахарид мальтоза - солодовый сахар входит в состав крахмала, из которого и получается при гидролизе. Является промежуточным продуктом усвоения хлеба, овощей и других крахмалистых материалов в процессе пищеварения.
В молекулу мальтозы входят 2 частицы глюкозы, соединенные таким образом, что альдегидная группа одной глюкозы остается свободной. Поэтому мальтоза дает все реакции, характерные для альдегидосахаров. Она менее сладка, чем сахароза, и применяется в диетах, когда требуется менее сладкий сахар.
Целлобиоза также состоит из двух частиц глюкозы и получается при неполном гидролизе целлюлозы. Также восстанавливает фелингову жидкость. Почти совсем несладкая.
Сахароза - тростниковый или свекловичный сахар - состоит из одной частицы фруктозы и одной - глюкозы.
На содержание сахаров в растении может влиять:
1) Сорт растения;
2) Вид растения;
3) Времена года;
4) Интенсивность освещения, спектральный состав света, доля фотосинтетически активной радиации и т.д.;
5) Климатические условия;
6) Водный режим;
7) Количество минеральных веществ в почве;
8) Аллелопатические вещества других растений и др.
www.edka.ru
Плотность сахара, значение и примеры
Плотность сахара и другие его физические свойства
Сахароза – представляет собой бесцветные кристаллы (рис. 1), хорошо растворимые в воде. Молекула этого вещества построена из остатков α-глюкозы и фруктопиранозы, которые соединяются между собой посредством гликозидного гидроксила:
Эмпирическая формула сахарозы, отражающая её химический состав имеет вид C12h32O11.
Рис. 1. Сахароза. Внешний вид.
В зависимости от того, из какого сырья был получен сахар, различают тростниковый, свекловичный, кленовый и пальмовый сахар.
Данную величину обычно обозначают греческой буквой r или латинскими D и d. Единицей измерения плотности в системе СИ принято считать кг/м3, а в СГС – г/см3.
Плотность можно вычислить по формуле:
Для веществ, находящихся в твердом агрегатном состоянии зачастую используют понятие насыпной (удельной/кажущейся) плотности, которая рассчитывается как отношение массы вещества ко всему занимаемому объему, с учетом доли объема пустот.
Плотность сахара приведена в таблице ниже.
Таблица 1. Плотность сахара.
|
Вид сахара |
Плотность, кг/м3 |
Насыпная плотность, кг/м3 |
|
Коричневый |
— |
720 |
|
Сахарная пудра |
— |
800 |
|
Свекловичный сахар |
560 |
— |
|
Тростниковый сахар |
— |
270 |
|
Сахар-песок |
— |
850 |
Примеры решения задач
| Понравился сайт? Расскажи друзьям! | |||
ru.solverbook.com
Сахароза - это... Что такое Сахароза?
Эта статья — о химическом веществе. О пищевом продукте см. Сахар.| Сахароза | |
| Систематическое наименование | (2R,3R,4S,5S,6R)-2-[(2S,3S,4S,5R)-3,4-дигидрокси-2,5-бис(гидроксиметил)оксолан-2-ил]окси-6-(гидроксиметил)оксан-3,4,5-триол |
| Традиционные названия | α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид |
| Химическая формула | C12h32O11 |
| Молярная масса | 342,3 г/моль |
| Плотность | 1,587 г/см³ |
| Температура плавления | 186 °C |
| Растворимость в воде | 211,5 г/100 мл |
| Рег. номер CAS | 57-50-1 |
| SMILES | OC1C(OC(CO)C(O)C1O)OC2(CO)OC(CO)C(O)C2O |
Сахароза C12h32O11, или свекловичный сахар, тростниковый сахар, в быту просто сахар — дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов — α-глюкозы и β-фруктозы.
Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике, которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.
Сахароза имеет высокую растворимость. В химическом отношении сахароза довольно инертна, так как при перемещении из одного места в другое почти не вовлекается в метаболизм. Иногда сахароза откладывается в качестве запасного питательного вещества.
Сахароза, попадая в кишечник, быстро гидролизуется альфа-глюкозидазой тонкой кишки на глюкозу и фруктозу, которые затем всасываются в кровь. Ингибиторы альфа-глюкозидазы, такие, как акарбоза, тормозят расщепление и всасывание сахарозы, а также и других углеводов, гидролизуемых альфа-глюкозидазой, в частности, крахмала. Это используется в лечении сахарного диабета 2-го типа[1].
Синонимы: α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид, свекловичный сахар, тростниковый сахар
Внешний вид
Кристаллы сахарозыБесцветные моноклинные кристаллы. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса — карамель.
Химические и физические свойства
Молекулярная масса 342,3 а. е. м. Брутто-формула (система Хилла): C12h32O11. Вкус сладковатый. Растворимость (в граммах на 100 граммов растворителя): в воде 179 (0 °C) и 487 (100 °C), в этаноле 0,9 (20 °C). Малорастворима в метаноле. Не растворима в диэтиловом эфире. Плотность 1,5879 г/см3 (15 °C). Удельное вращение для D-линии натрия: 66,53 (вода; 35 г/100г; 20 °C). При охлаждении жидким воздухом, после освещения ярким светом кристаллы сахарозы фосфоресцируют. Не проявляет восстанавливающих свойств — не реагирует с реактивом Толленса и реактивом Фелинга. Не образует открытую форму, поэтому не проявляет свойств альдегидов и кетонов. Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов. Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди. Альдегидной группы в сахарозе нет: при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра (I) она не дает «серебряного зеркала», при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I). Из числа изомеров сахарозы, имеющих молекулярную формулу С12Н22О11, можно выделить мальтозу и лактозу.
Реакция сахарозы с водой
Если прокипятить раствор сахарозы с несколькими каплями соляной или серной кислоты и нейтрализовать кислоту щелочью, а после этого нагреть раствор, то появляются молекулы с альдегидными группами, которые и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Эта реакция показывает, что сахароза при каталитическом действии кислоты подвергается гидролизу, в результате чего образуются глюкоза и фруктоза:
Реакция с гидроксидом меди (II)
В молекуле сахарозы имеется несколько гидроксильных групп. Поэтому соединение взаимодействует с гидроксидом меди (II) аналогично глицерину и глюкозе. При добавлении раствора сахарозы к осадку гидроксида меди (II) он растворяется; жидкость окрашивается в синий цвет. Но, в отличие от глюкозы, сахароза не восстанавливает гидроксид меди (II) до оксида меди (I).
Природные и антропогенные источники
Содержится в сахарном тростнике, сахарной свёкле (до 28 % сухого вещества), соках растений и плодах (например, берёзы, клёна, дыни и моркови). Источник получения сахарозы — из свёклы или из тростника, определяют по соотношению содержания стабильных изотопов углерода 12C и 13C. Сахарная свёкла имеет C3-механизм усвоения углекислого газа (через фосфоглицериновую кислоту) и предпочтительно поглощает изотоп 12C; сахарный тростник имеет C4-механизм поглощения углекислого газа (через щавелевоуксусную кислоту) и предпочтительно поглощает изотоп 13C.
Мировое производство в 1990 году — 110 000 000 тонн.
Галерея
-
Статичное 3D-изображениемолекулы сахарозы.
-
Кристаллы коричневого(тростникового) сахара
Примечания
| Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы | ||||||||||||||
| Аномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса | ||||||||||||||
| ||||||||||||||
dic.academic.ru
