Глюкоза общая формула – Глюкоза – формула вещества (структурная и химическая) в химии

Глюкоза - это... Что такое Глюкоза?

Глюкоза
Общие
Систематическое наименование6-(гидроксиметил)оксан
-2,3,4,5-тетрол
(2R,3S,4R,5R)-6 -(гидроксиметил)тетрагидро-2H-пиран-2,3,4,5-тетраол
СокращенияGlc
Эмпирическая формулаC6H12O6
Физические свойства
Молярная масса180,16 г/моль
Плотность1.54 г/см³
Термические свойства
Температура плавленияα-D-глюкоза: 146 °C
β-D-глюкоза: 150 °C
Классификация
Рег. номер CAS50-99-7 (D-глюкоза)
921-60-8 (L-глюкоза)
Эта статья — о веществе. О певице см. Глюк’oZa.

Глюко́за (греч. γλυκόζη, от γλυκύς сладкий) (C6H12O6), или виноградный сахар, или декстроза встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, отчего и произошло название этого вида сахара. Является шестиатомным сахаром (гексозой). Глюкозное звено входит в состав ряда ди- (мальтозы, сахарозы и лактозы) и полисахаридов (целлюлоза, крахмал).

Физические свойства

Бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, растворимое в воде, растворимо в реактиве Швейцера: аммиачном растворе гидроксида меди — Cu(NH3)4(OH)2, в концентрированном растворе хлорида цинка и концентрированном растворе серной кислоты.

Строение молекулы

Глюкоза может существовать в виде циклов (α и β глюкозы).

α-глюкоза β-глюкоза

Глюкоза — конечный продукт гидролиза большинства дисахаридов и полисахаридов.

Получение

В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала. В природе глюкоза образуется растениями в процессе фотосинтеза.

Химические свойства

Глюкоза может восстанавливаться в шестиатомный спирт (сорбит). глюкоза легко окисляется. Она восстанавливает серебро из аммиачного раствора оксида серебра и медь(II) до меди(I).

Проявляет восстановительные свойства. В частности, в реакции растворов сульфата меди с глюкозой и гидроксидом натрия. При нагревании эта смесь реагирует с обесцвечением (сульфат меди сине-голубой) и образованием красного осадка оксида меди(I).

Образует оксимы с гидроксиламином, озазоны с производными гидразина.

Легко алкилируется и ацилируется.

При окислении образует глюконовую кислоту, если воздействовать сильными окислителями на ее гликозиды, и гидролизовать полученный продукт можно получить глюкуроновую кислоту, при дальнейшем окислении образуется глюкаровая кислота.

Биологическая роль

Глюкоза — основной продукт фотосинтеза, образуется в цикле Кальвина.

В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Глюкоза участвует в образовании гликогена, питании тканей мозга, работающих мышц.

Применение

Глюкозу используют при интоксикации (например при пищевом отравлении или деятельности инфекции), вводят внутривенно струйно и капельно, так как она является универсальным антитоксическим средством. Также препараты на основе глюкозы и сама глюкоза используется эндокринологами при определении наличия и типа сахарного диабета у человека (в виде стресс теста на вывод повышенного количества глюкозы из организма)

Ссылки

  Углеводы
Общие:Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы
ГеометрияАномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса
Моносахариды
ДиозыАльдодиоза (Гликольальдегид)
ТриозыКетотриоза (Дигидроксиацетон) · Альдотриоза (Глицеральдегид)
ТетрозыКетотетроза (Эритрулоза) · Альтотетрозы (Эритроза, Треоза)
ПентозыКетопентозы (Рибулоза, Ксилулоза)

Альдопентозы (Рибоза, Арабиноза, Ксилоза, Ликсоза)

Дезоксисахариды (Дезоксирибоза)
ГексозаКетогексозы (Псикоза, Фруктоза, Сорбоза, Тагатоза)

Альдогексозы (Аллоза, Альтроза, Глюкоза, Манноза, Гулоза, Идоза, Галактоза, Талоза)

Дезоксисахариды (Фукоза, Фукулоза, Рамноза)
ГептозыКетогептозы (Седогептулоза, Манногептулоза)
>7Октозы · Нанозы (Нейраминовая кислота)
Мультисахариды
Производные углеводов
Плазмозамещающие и перфузионные растворы — АТХ код: B05

 

B05A
Препараты крови
B05B
Растворы для в/в введения
B05C
Ирригационные растворы
B05D
Растворы для перитонеального диализа
B05X
Добавки к растворам для в/в введения
B05Z

dic.academic.ru

Глюкоза

Министерство образования РФ

Гимназия №22

Реферат на тему:

«Глюкоза»

Выполнил Хвещеник Константин 10 «А» кл.

г. Белгород 2002 г.

Глюкоза

Строение молекул ы.

При изучении состава глюкозы выяснили, что её простейшая формула СН2 О, а молярная масса 180 г/моль. Отсюда можно сделать вывод, что молекулярная формула глюкозы С6 Н12 О6 .

Для установления структурной формулы молекулы глюкозы необходимо знать её химические свойства. Экспериментально доказали, что один моль глюкозы реагирует с пятью молями уксусной кислоты с образованием сложного эфира. Это означает, что в молекуле глюкозы имеется пять гидроксильных групп. Так как глюкоза с аммиачным раствором оксида серебра даёт реакцию "серебряного зеркала", то в её молекуле должна быть также альдегидная группа.

Опытным путём также доказали, что глюкоза имеет неразветвлённую углеродную цепь.

На основании этих данных строение молекулы глюкозы можно выразить следующим образом:

Как видно из структурной формулы, глюкоза является одновременно многоатомным спиртом и альдегидом, т.е. альдегидоспиртом.

Т.к. в молекуле глюкозы С6 Н12 О6 шесть атомов углерода, то она является представителем гексоз.

Изомерия:

Молекулярную формулу С6 Н12 О6 , кроме глюкозы, имеют и другие углеводороды.

В молекуле фруктозы содержатся характерные функциональные группы спиртов -ОН и кетонов

Вследствие этого фруктоза является кетоноспиртом. Её молекулы тоже имеют циклическое строение.

Нахождение в природе

В свободном виде глюкоза содержится почти во всех органах зеленых растений. Особенно её много в соке винограда, поэтому глюкозу иногда называют виноградным сахаром. Мёд в основном состоит из смеси глюкозы и фруктозы.

В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в крови и в небольших количествах во всех клетках.

В природе глюкоза наряду с другими углеводами образуется в результате фотосинтеза:

6CO2 +6H2 0=C6 H12 O6 +6O2 -Q

В процессе этой реакции аккумулируется энергия Солнца.

Получение.

Первый синтез простейших углеводов из формальдегида в присутствии гидроксида кальция был произведён А. М. Бутлеровым в 1861 г.:

На производстве глюкозу получают гидролизом крахмала в присутствии серной кислоты:

Физические свойства.

Глюкоза - бесцветное кристаллическое вещество со сладким вкусом, хорошо растворяется в воде. Из водного раствора она выделяется в виде кристаллогидрата:

С6 H 12 06. H 2 O .

По сравнению со свекловичным сахаром она менее сладкая.

Химические свойства

Глюкоза обладает химическими свойствами, характерными для спиртов и альдегидов.

Применение

Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она подвергается сложным биохимическим превращениям, в результате которых освобождается энергия, которая накопилась в процессе фотосинтеза.

Так как глюкоза легко усваивается организмом, её используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства. Широко применяют глюкозу в кондитерском деле.

mirznanii.com

Углеводы. Моносахариды. Глюкоза, её свойства.

Деятельность учителя

На прошлом уроке мы познакомились-----

1.Что такое углеводы?

 

 

2.Классификация?

 

 

3.В чем заключается значение углеводов для жизнедеятельности организмов?

 

 

4.В состав чего входят углеводы ?

 

 

 

5.На основании знаний по биологии - как называется процесс образования углеводов в растениях и его условия протекания, уравнение реакции, значение?

 

Главная реакция углеводородов в животном

организме это---

К какому виду углеводов относятся глюкоза и фруктоза?

 

1.     Темой этого урока и являются «Моносахариды»

 

 

 

 

1 Расширяя знания об углеводах, начнем с моносахаридов в молекулах которых может содержаться от четырех до десяти атомов углерода. Название дается с добавлением окончания –оза. Составьте название …

2 Наибольшее значение из пентоз и гексоз имеют … (см. учебник стр. 103.)

3- Важнейшие представители пентоз …

4-Какая из формул не отвечает общей формуле углеводов?

5- Какой вывод можно сделать об общей формуле углеводов?

 

6-Какую роль рибоза и дезоксирибоза играют в жизнедеятельности организмов? (см. учебник стр. 103 и используя знания по биологии )

 

7-Представителем гексоз являются глюкоза и фруктоза. Наша задача –выявить химические свойства и строение глюкозы.

 

 

 

 

Молекулярная формула глюкозы была определена опытным путем (см. Н.Н.Гара и Н.И.Габрусева. Сборник задач по химии. 11 класс, стр. 4, зад. 1-7)

 

 

 

 

 

Исходя из состава молекулы, к какому классу можно отнести глюкозу?

1-   Какие ранее изученные вещества относятся к кислородсодержащим органическим соединениям?

 

2-   Какие функциональные группы для них характерны?

 

3-   Проблема заключается в том, чтобы на основании химических свойств вывести структурную формулу глюкозы и определить , к какому классу кислородсодержащих соединений она относится?

 

4-   Вспомните качественные реакции на все предполагаемые функциональные группы.

 

 

 

5.Начнем исследование глюкозы со знакомства ее физических свойств, Рассмотреть предложенное в-во, учесть , что ее тривиальное название «виоградный сахар». Почему?.

6. Встречается ли в животных организмах и какова ее роль?

7.И так- предположим, что глюкоза- карбоновая кислота. Как проверить опытным путем?

8.В молекуле глюкозы 6 атомов кислорода, могут ли они быть в составе альдегидной группы?

9.Тогда, быть может это поликетон?

 

 

10. Что тогда можно предположить?

 

11.Как подтвердить предположение?

 

 

12.Выполнить опыт соблюдая правильную последовательность.

 

 

 

13. Как называют соли многоатомных спиртов?

 

14. Алкоголяты углеводов называют …

Написать уравнение реакции.

Результаты записать в блок-конспект.

Вывод?

 

15. На какую функциональную группу можно еще использовать данный реактив?

 

 

16. Как называется данная реакция?

Какие продукты должны получиться, и какова роль гидроксида меди в данной реакции? Результаты записать.

 

 

Назовите полученную кислоту и какой вывод?

 

17. Какими еще реакциями можно подтвердить альдегидную группу?

 

18. Проделать опыт, соблюдая последовательность его выполнения.

 

 

 

Записать уравнение реакции данного опыта.

 

 

 

19. Чем же является глюкоза по своим свойствам, имея несколько гидроксильных групп и альдегидную?

20. Сколько гидроксильных групп в молекуле глюкозы было доказано при взаимодействии её с уксусной кислотой? Был получен сложный эфир - пятиуксусный глюконат. Какой вывод можно сделать о количестве гидроксильных групп в глюкозе?

21. Могут ли нес-ко гидроксильных групп находиться у одного углеродного атома?

 

Теперь предложите структурную формулу глюкозы, линейную.

 

 

 

 

 

Какой же можно сделать общий вывод?

 

 

 

Поставленная проблема решена, цель достигнута. Но если посмотреть учебник стр. 105, то рис. 66 показывает, что кроме линейной формулы у глюкозы есть и циклическая. Вспомните, какая еще реакция характерна только для альдегидов.

Проделайте данный опыт.

 

 

В чем причина?

Смотрим учебник стр. 104. Составьте шаростержневую модель глюкозы, сначала линейную. Теперь разорвите п-связь у альдегидного атома С. Можно ли из линейной сделать циклическую?

Исследования ученых доказали, что глюкоза в растворе имеет циклическое строение. Особенность в том, что альдегидной группы в цикле нет, как вы видите сами, при разрыве п-связи, она переходит в гидроксильную. Читаем учебник стр. 104. Циклическая форма глюкозы была названа формулами Хеуорса. Их две, они представляют шестичленный цикл, содержащий атом кислорода и 5 гидроксильных групп. Но 5 гидроксид образованный из альдегидной группы имеет особые св-ва. И называется гликозидный.

Циклические формулы две, они являются изомерами и различаются взаимным положением гликозидного гидроксила и гидроксильной группы при последнем углеродном атоме. Если эти группы (ОН) находятся по разные стороны цикла, то такой изомер называется альфа-глюкоза, если по одну – бета-глюкоза.

Деятельность ученика

-С углеводами

-Определение, общая формула Cn (h3O)m, где Н и О относятся 2:1

 

- моно-(альдозы, кетозы), ди-(диозы, триозы), поли-(крахмал, целюллоза).

 

- это составная часть пищи, при окислении которых в клетках образуется углекислый газ и вода, и выделяется энергия необходимая для функционирования живого организма.

-растительные организмы: злаки, фрукты, овощи, технические культуры, молоко, кровь и т.д.

-фотосинтез:

6CO2 + 6Н2О +свет = С6Н12О6 + 6О2

Это единственный источник кислорода в атмосфере нашей планеты и органического углерода всей живой природы.

-гидролиз- продуктом которого является глюкоза и фруктоза.

-моносахариды.

 

 

 

Записывают тему урока в блок –конспект, определяют цель и задачи, что должны узнать нового и уметь высказывать свои предположения, искать доказательства, делать выводы записывать уравнения химических реакций.

 

-тетроза, пентоза, гексоза и т.д.

 

 

 

 

-пентозы и гексозы

-рибоза С5Н10О5, дезоксирибоза С4Н10О5

 

-дезоксирибоза

-Не все углеводы по составу могут отвечать общей формуле, следовательно, общая формула углеводов неточная.

 

-записывают сведения в блок-конспект

 

 

 

-Предлагают и записывают план изучения глюкозы:

1-Вывести молекулярную формулу глюкозы

2-Познакомиться с физическими свойствами

3- Выявить функциональные группы глюкозы опытным путем

4- Определить ее структурное строение.

-задачи решаем по формуле:

n = m/ M

nЭ = w% ×Мr в-ва / Аr Э × 100%

ответ: молекулярная формула глюкозы

С6Н12О6

 

 

Кислородсодержащие.

 

 

-Спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты.

 

 

-Гидроксильная- ОН, карбонильная –С=О

 

-карбоксильная -СООН

Выдвигают гипотезу : Так как в составе молекулы глюкозы имеются атомы кислорода, то предполагаем , что она может иметь любые из названных функциональных групп.

 

 

-Кислоту можно определить лакмусом или карбонатом натрия, спирты многоатомные гидроксидом меди( Си(ОН)2, при н. у.,а при нагревании – альдегид. Как альдегид – реакцию «серебреного зеркала», или фуксинсерной кислотой.

 

Выясняют что: глюкоза белое кристаллическое в-во, сладкая, хорошо растворимое в воде.Много содержится в винограде

-в крови до О,1% ..узнают ее значение.

(см. учебник с. 104)

-раствор глюкозы проверяем лакмусом и карбонатом натрия. Изменения цвета и выделение газа не наблюдается. Следовательно глюкоза –не кислота!

-нет, т. к. альдегидная группа может располагаться только на конце углеродной цепи.

-исключено, в молекуле 12 атомов Н.(водорода)

-возможно несколько групп- ОН, т. е. многоатомный спирт.

-опытным путем с гидроксидом меди (Си(ОН)2 при н. у., должен появиться ярко- синий цвет, а осадок исчезнуть.

-получаем гидроксид меди:

2NaOH + CuSO4 =Cu(OH)2 +Na2SO4

Затем добавляем 3-4 мл. глюкозы и наблюдаем. Глюкоза – многоатомный спирт.

- Алкоголяты.

 

 

Сахараты

C6h22O6 + Cu(OH)2 = C6H10O6Cu + 2h3O

Сахарат Cu

многоатомный Глюкозы – спирт.

 

На альдегидную группу при нагревании, должен получиться ярко-оранжевый цвет, т.к. гидроксид меди при этом восстанавливается до закиси меди (Cu2O). Реакция называется «медное зеркало».

- Реакция окисления альдегидов до кислоты.

C6h22O6 + 2Cu(OH)2 -> С6h22O7 + 2CuOH + h3O

2CuOH = Cu2O + h3O

Полученная кислота называется глюконовая.

Следовательно – глюкоза альдегид.

- Реакция «серебряного зеркала». Она также является реакцией окисления альдегида до кислоты.

- К раствору глюкозы (2-3 мл.) добавить нитрат серебра и избыток раствора аммиака до исчезновения осадка. Затем нагреть вертикально вращая вокруг пламени спиртовки.

Наблюдаем налет серебра.

C6h22O6 + Ag2O -> C6h22O7 + 2Ag

Этим опытом окончательно доказано, что глюкоза – альдегид.

Глюкоза имеет два вида функциональной групп и является альдегидоспиртом.

 

 

- В глюкозе должно быть 5 функциональных групп ОН.

 

 

 

 

Невозможно, из-за валентности атома углерода.

 

H H H H H

| | | | |

H – C – C – C – C – C - C = O

| | | | | |

OH OH OH OH OH H

Формула получилась прямая и неразветвленная.

Мы предположили и доказали на основании химических свойств глюкозы её структурную формулу. Она является альдегидом и многоатомным спиртом.

- Реакция с фуксинсерной кислотой (бесцветная). При добавлении ее к альдегиду должна появиться ярко-розовая или красно-фиолетовая окраска.

 

 

При добавлении к раствору глюкозы фуксинсерной кислоты окраска не изменилась (бесцветная).

- Ответ вызывает затруднения.

- Можно. Образуют циклическую модель глюкозы.

 

 

 

- Собираем модель и рисуем.

 

 

 

Н СН2ОН

альфа-глюкоза

ОН Н ОН

/\

| |

\/

Н СН2ОН

ОН Н ОН бета-глюкоза

infourok.ru

Глюкоза

Глюкоза — моносахарид, одна из восьми изомерных альдогексоз. Молярная масса 180 г/моль. Глюкоза в виде D-формы (декстоза, ви-ноградный сахар) является самым распространённым углеводом. D-глюкоза (обычно её называют просто глюкозой) встречается в сво-бодном виде и в виде олигосахаридов (тростниковый сахар, молочный сахар), полисахаридов (крахмал, гликоген, целлюлоза, декстран), гли-козидов и других производных. В свободном виде D-глюкоза содер-жится в плодах, цветах и других органах растений, а также в живот-ных тканях (в крови, мозгу и др.). D-глюкоза является важнейшим ис-точником энергии в организмах животных и микроорганизмов. Как и другие моносахариды D-глюкоза образует несколько форм.

Нахождение в природе

В особом виде глюкоза содержится почти во всех органах зелёных растений. Особенно её много в виноградном соке, поэтому глюкозу иногда называют виноградным сахаром. Мёд в основном состоит из смеси глюкозы с фруктозой.

В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в крови (0.1 - 0.12 %) и служит основным источником энергии для клеток и тканей организма. Повышение концентрации глюкозы в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы — инсулина, уменьшающего содержание этого углевода в крови. Химическая энер-гия питательных веществ, поступающих в организм, заключена в ко-валентных связях между атомами. В глюкозе количество потенциаль-ной энергии составляет 2800 кДж на 1 моль (то есть на 180 грамм).

Так как глюкоза легко усваивается организмом, её используют в ме-дицине в качестве укрепляющего лечебного средства при явлениях сердечной слабости, шоке , она входит в состав кровозаменяющих и противошоковых жидкостей. Широко применяют глюкозу в конди-терском деле (изготовление мармелада, карамели, пряников и т. д.), в текстильной промышленности в качестве восстановителя, в качестве исходного продукта при производстве аскорбиновых и гликоновых кислот, для синтеза ряда производных сахаров и т.д.

Большое значение имеют процессы брожения глюкозы. Так, напри-мер, при квашении капусты, огурцов, молока происходит молочно-кислое брожение глюкозы, так же как и при силосовании кормов. Ес-ли подвергаемая силосованию масса недостаточно уплотнена, то под влиянием проникшего воздуха происходит маслянокислое брожение и корм становится непригоден к применению.

На практике используется также спиртовое брожение глюкозы, на-пример при производстве пива.

Физические свойства

Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество со сладким вку-сом, хорошо растворимое в воде. Из водного раствора она выделяется в виде кристаллогидрата C6h22O6 • h3O. По сравнению со свеклович-ным сахаром она менее сладкая.

Химические свойства

Глюкоза обладает химическими свойствами, характерными для спир-тов и альдегидов. Кроме того, она обладает и некоторыми специфиче-скими свойствами.

D-глюкоза даёт общие реакции на альдозы, она является восстанав-ливающим сахаром, образует ряд производных за счёт альдегидной группы (фенилгидразон, n-бромфенилгидразон и др.). Озазон глюко-зы идентичен озанону маннозы, которая является эпимером глюкозы, и озазону фруктозы. При восстановлении глюкозы образуется шести-атомный спирт сорбит; при окислении альдегидной группы глюкозы — одноосновная D-глюконовая кислота, при дальнейшем окислении — двухосновная D-сахарная кислота. При окислении только вторич-ной спиртовой группы глюкозы (при условии защиты альдегидной группы) образуется D-глюкуроновая кислота. Образование D-глюкуроновой кислоты из D-глюкозы может происходить при дейст-вии ферментов оксидаз или дегидрогеназ глюкозы. При пиролизе D-глюкозы образуются гликозаны: -гликозан и левоглюкозан (-глюкозан).

Рибоза и дезоксирибоза

Из пентоз большой интерес представляют рибоза и дезоксирибоза, ибо они входят в состав нуклеиновых кислотДля количественного определения глюкозы применяются калоримет-рические, иодометрические и другие методы.

www.edka.ru

глюкоза и сахароза » mozok.click

Вспомните: качественную реакцию на глицерол (§ 32).

Понятие об углеводах и их классификация

В природе большое значение имеют углеводы (сахариды) — органические соединения с общей формулой Cn(h3O)m (m, n > 3).. Название этого класса соединений происходит от их свойства разлагаться на углерод и воду при нагревании или под действием концентрированной сульфатной кислоты, что также отображено в их общей формуле (рис. 36.1).

Рис. 36.1. Под действием концентрированной сульфатной кислоты углеводы разлагаются на углерод и воду

Углеводы делятся на простые (моносахариды) и сложные (дисахариды и полисахариды) (схема 6). Принципиально они отличаются тем, что сложные углеводы при определенных условиях гидролизуются до простых (разлагаются), а простые уже гидролизоваться не могут. Молекулы дисахаридов состоят из двух, а полисахаридов — из большого количества остатков молекул моносахаридов.



Схема 6. Классификация углеводов

Глюкоза

Глюкоза C6H12O6 — самый распространенный углевод в живой природе, именно она является одним из продуктов процесса фотосинтеза, в результате которого растения накапливают энергию Солнца.

Глюкоза — бесцветное кристаллическое вещество без запаха, плотность — 1,54 г/см3, температура плавления — 146 °С. При нагревании выше этой температуры вещество разлагается, не доходя до точки кипения. Глюкоза сладкая на вкус, но в полтора раза менее сладкая, чем сахароза. Хорошо растворяется в воде: в 100 г воды при 0 °С растворяется 32 г глюкозы, а при 25 °С — 82 г, плохо растворяется в органических растворителях. Ее растворы не проводят электрический ток (глюкоза — неэлектролит).

Молекула глюкозы содержит несколько групп -OH, как глицерол, поэтому, подобно ему, она может взаимодействовать со свежеосажденным купрум(П) гидроксидом (рис. 36.2, а и б):

При нагревании глюкоза разлагается, как и все углеводы, на углерод и воду:

Глюкоза — один из основных продуктов обмена веществ в живых организмах. В природе она образуется в зеленых частях растений в процессе фотосинтеза, который происходит с поглощением солнечного света:

Возможна также и обратная реакция:


Этим уравнением можно описать суммарный процесс, в результате которого все животные получают энергию для своей жизнедеятельности: глюкоза попадает в наш организм вместе с пищей, кислород мы вдыхаем легкими, а продукт реакции — углекислый газ — выдыхаем. Также это уравнение описывает процесс горения и взрыва глюкозы. Поджечь глюкозу достаточно сложно, она горит только в присутствии катализатора, а взрывается при очень сильном измельчении (см. § 20).

В растениях глюкоза превращается в сложные углеводы — крахмал и целлюлозу:

Рис. 36.2. Качественная реакция на глюкозу: а — свежеосажденный купрум(И) гидроксид; б — при наличии глюкозы осадок исчезает, образуется соединение темно-синего цвета

Синтезировать глюкозу методами органической химии гораздо сложнее. Впервые этот синтез реализовал Эмиль Фишер.

С растительной пищей углеводы попадают в организм животных, где они являются основным источником энергии. Так, из 1 г углеводов организм получает около 17 кДж (4 ккал). Если эта энергия не расходуется полностью, организм откладывает ее «про запас», направляя на синтез жиров.

Впервые глюкозу выделили из винограда, поэтому ее также называют виноградным сахаром. В чистом виде глюкоза содержится в сладких ягодах и фруктах: она обусловливает сладость некоторых частей растений (ягод, плодов, корнеплодов и др.). Вместе с фруктозой она содержится в составе меда.

Содержание глюкозы в крови человека составляет около 0,1 %, отклонение этого показателя от нормы свидетельствует о заболевании сахарным диабетом. Содержание глюкозы в крови (часто этот показатель называют просто «сахар в крови») контролируют, проводя клинический анализ крови. Этот анализ можно сделать и дома с помощью специального устройства — глюкометра (рис. 36.4).

Немецкий химик-органик, лауреат Нобелевской премии по химии 1902 года. Высшее образование получил в университетах Бонна и Страсбурга. В 22 года, после защиты диссертации, стал преподавателем Страсбургского университета. Фишер впервые определил строение некоторых органических веществ: кофеина, пурина, мочевой кислоты, глюкозы и фруктозы. Открыл методы их синтеза. Установил особенности реакций с участием ферментов, предложил классификацию белков. За исследования и синтез сахаридов и производных пурина получил Нобелевскую премию. В его честь Немецкое химическое общество учредило медаль Эмиля Фишера.

В промышленности глюкозу добывают гидролизом крахмала или целлюлозы. Но чистая глюкоза не имеет широкого применения. Такую глюкозу используют в различных биологических и биохимических исследованиях. В медицине ее используют для проведения глюкозотолерантного теста — исследования, позволяющего диагностировать сахарный диабет. При некоторых заболеваниях раствор глюкозы вводят человеку внутривенно. В пищевой промышленности в качестве подсластителя ее используют мало: она дороже и менее сладкая, чем сахар.

Для глюкозы характерна реакция брожения. Под действием молочнокислых бактерий из глюкозы образуется молочная кислота:

Эта реакция происходит при скисании молока и является основой изготовления различных молочнокислых продуктов — простокваши, йогуртов, сыра, сметаны и др. Молочнокислое брожение происходит при квашении капусты и других овощей, предотвращает развитие гнилостных бактерий и способствует длительному хранению продуктов. Этот процесс также может происходить в ротовой полости, что вызывает кариес зубов.

Сахароза

Наибольшее значение среди дисахаридов имеет сахароза C12H22O1r Это химическое название обычного сахара, получаемого из сахарной свеклы или сахарного тростника.

Сахароза — бесцветное кристаллическое вещество без запаха, плотность — 1,59 г/см3, температура плавления — 186 °С. Сахароза сладкая на вкус (в полтора раза слаще глюкозы). Очень хорошо растворяется в воде: в 100 г воды при 0 °С растворяется 179 г сахарозы, а при 100 °С — 487 г.

Как и глюкоза, сахароза разлагается при нагревании:

Эта реакция происходит при изготовлении карамели и выпекании пирожных и тортов, благодаря ей образуется сладкая карамелизирован-ная корочка со специфическим привкусом жженого сахара (рис. 36.5).

Как и большинство органических веществ, сахароза может гореть с образованием углекислого газа и воды:

Но если просто пытаться поджечь сахар, то он не воспламенится: для этого нужен катализатор — соли Лития. Сильно измельченный сахар может не только гореть — его взвесь в воздухе может взорваться, о чем говорилось в § 20.

Рис. 36.5. Плавление сахарозы сопровождается изменением цвета и появлением специфического запаха карамели

Сахарозу называют дисахаридом, поскольку молекула сахарозы состоит из остатков молекул двух моносахаридов — глюкозы и фруктозы, соединенных между собой.

При гидролизе сахарозы в кислой среде или под действием ферментов связь между этими остатками разрывается и образуются молекулы глюкозы и фруктозы:

Такое преобразование происходит в организмах пчел: собирая нектар с цветков, они потребляют сахарозу, которая затем гидролизуется. Поэтому мед — это смесь равных количеств глюкозы и фруктозы, конечно, с примесями других веществ (рис. 36.6).

В больших количествах сахароза содержится только в трех растениях: сахарной свекле и сахарном тростнике, используемых для промышленного производства сахара, а также в сахарном клене (из него

получают кленовый сироп). Для привлечения насекомых сахароза в небольшом количестве содержится в нектаре цветов, а также во фруктах и ягодах.

В Украине сахарная промышленность — одна из старейших и самых важных отраслей пищевой промышленности, продукция которой является ценным продуктом экспорта. Значительный вклад в развитие сахарной отрасли в Украине сделал выдающийся украинский ученый Н. А. Бунге.

Выдающийся украинский химик, профессор Киевского университета. Родился в Варшаве. Окончил Киевский университет, в котором с 1870 года преподавал техническую химию. Основные научные достижения относятся к технической химии, в частности виноделию, сахарному производству. Усовершенствовал технологию производства сахара из сахарной свеклы. Исследовал технологию образования сахарных кристаллов, условия образования, состав и преобразование свекольного студня. Организовал техническую школу по сахароварению, опубликовал 33 тома «Ежегодника свеклосахарной промышленности». Был одним из организаторов газового и электрического освещения, а также водоснабжения Киева.

Сегодня в Украине около 100 сахарных заводов с общей максимальной мощностью около 7 млн тонн в год. На этих предприятиях могут производить сахар как из свеклы (местное сырье), так и из тростника (экспортируют обычно из Кубы). Самым большим заводом является Лохвицкий сахарный комбинат (Полтавская область) с ежедневной мощностью 9300 тонн сахара. В последние годы в Украине производят около 2 млн тонн сахара ежегодно, часть которого идет на экспорт.

• Коричневый сахар — это обычный тростниковый сахар, который в процессе производства недочистили от примесей. Интересно, что в его производстве меньше технологических процессов (отсутствует окончательная очистка), в производстве он дешевле, но в продаже гораздо дороже обычного белого сахара.

• Слова «сахароза» и «сахар» происходят от древнеиндийского «саркара», что означает кусочки кристаллического вещества, образующиеся при сгущении сока сахарного тростника.


ЛАБОРАТОРНЫЙ ОПЫТ № 12

Взаимодействие глюкозы с купрум(11) гидроксидом

Оборудование: штатив с пробирками.

Реактивы: растворы глюкозы и сахарозы, CuSO4, NaOH.

Правила безопасности:

• для опытов используйте небольшие количества реактивов;

• остерегайтесь попадания реактивов на кожу, в глаза, на одежду; при попадании едкого вещества смойте его большим количеством воды и протрите поврежденное место разбавленным раствором боратной кислоты.

Получите купрум(П) гидроксид: к 1-2 мл раствора щелочи в пробирке долейте несколько капель раствора купрум(П) сульфата. К образовавшемуся осадку добавляйте по капле раствор глюкозы до растворения осадка купрум(П) гидроксида. Перемешайте смесь. Что происходит? В какой цвет окрашивается раствор? Какие выводы о строении молекул глюкозы можно сделать по результатам опыта?

Повторите опыт, но вместо раствора глюкозы используйте раствор сахарозы. Есть ли отличия в ваших наблюдениях? Изменятся ли результаты опыта, если вместо глюкозы и сахарозы использовать глицерол?

Ключевая идея

Углеводы являются материальными носителями энергии, они обеспечивают перенос энергии Солнца от растений к животным.

Контрольные вопросы

437. Дайте определение класса углеводов.

438. Как классифицируют углеводы? Приведите примеры представителей каждой группы углеводов.

439. Охарактеризуйте физические свойства глюкозы и сахарозы.

440. В результате какого процесса образуется глюкоза в природе?

441. Какая реакция является качественной на глюкозу?

442. Опишите распространенность и применение глюкозы и сахарозы. Какие свойства этому причиной?

Задания для усвоения материала

443. Из приведенных формул веществ выпишите формулы углеводов: C3H8O,

C5H10O5' C12H26O2' C12H22O1V C6H12O

444. Вычислите массовые доли Карбона и воды: а) в глюкозе; б) в сахарозе. В каком из этих веществ больше Карбона, а в каком — воды?

445. Сравните количество теплоты, которое получает организм из 1 г жира и из 1 г глюкозы. Как вы считаете, почему углеводы являются основным источником энергии для животных, а жиры — только резервным источником?

446. Определите неизвестное вещество X и составьте уравнения реакций, отвечающие такой схеме превращений:

447. В медицине для инъекций используют раствор глюкозы с массовой долей около 5 %. Вычислите массу глюкозы, необходимую для приготовления такого раствора массой 1 кг.

448. При сгорании глюкозы количеством вещества 1 моль выделяется 2800 кДж энергии. Составьте термохимическое уравнение реакции.

449. По данным из предыдущего задания составьте термохимическое уравнение реакции фотосинтеза.

450. При гидролизе сахарозы образовалось 360 г смеси глюкозы и фруктозы. Определите, какие массы сахарозы и воды прореагировали.

451. Одно дерево за сутки в среднем превращает в углеводы углекислый газ массой 55 г. Какая масса глюкозы при этом образуется?

452. В процессе фотосинтеза зеленые растения нашей планеты ежегодно поглощают 200 млрд тонн углекислого газа. Какой объем кислорода (н. у.) выделяется при этом в атмосферу?

453*. В телевизионной рекламе можно услышать, что после еды в ротовой полости нарушается кислотно-щелочной баланс и чтобы его восстановить, нужно жевать резинку с карбамидом. Как вы считаете, каким образом нарушается этот баланс? В результате какого процесса он нарушается? Какова роль карбамида в восстановлении баланса?

454*. На этикетке пищевых продуктов обязательно указывают содержание питательных веществ: жиров, белков и углеводов. Рассмотрите этикетки пищевых продуктов, которые вы часто употребляете (напитки, снеки, шоколадки и др.), и оцените массу сахара, которую вы потребляете с этими продуктами ежедневно. Сравните полученную массу с рекомендованной диетологами суточной дозой углеводов.

 

Это материал учебника Химия 9 класс Григорович

 

mozok.click

Что такое глюкоза? Определение, химические и физические свойства

Что такое глюкоза? Все ее употребляют, но определение дать смогут немногие. Это вещество, которое необходимо организму человека. От своевременного поступления глюкозы зависит здоровье людей.

Поставлять энергию организму могут углеводы, белки и жиры. Но глюкоза – вещество, которое занимает главное место среди тех, что используются для энергетических потребностей.

Определение

Глюкоза, которую еще называют декстрозой, является белым или бесцветным порошком, не имеющим запаха и обладающим сладким вкусом. Глюкоза – вещество, которое вполне можно назвать универсальным топливом для организма человека. Ведь большая часть потребностей в энергии покрывается как раз за ее счет. Она должна присутствовать в крови постоянно. Но нужно отметить, что ее избыток, так же как и недостаток является опасным. Во время голода организм питается тем, из чего построен. В этом случае в глюкозу преобразовываются белки мышц. Это может быть крайне опасным.

Физические свойства глюкозы

Что такое глюкоза? Как уже говорилось ранее, это бесцветное, сладкое кристаллическое вещество. В воде растворяется очень хорошо. Встречается глюкоза практически во всех органах растений: в цветах, корнях, плодах и листьях. Очень большое количество глюкозы находится в спелых ягодах и фруктах, а также виноградном соке. Также она присутствует и в организмах животных. Доля вещества в человеческой крови составляет примерно одну десятую процента.

Химические свойства глюкозы

Что такое глюкоза? Это вещество, принадлежащее к многоатомным спиртам. Формула ее – C6h22O6. Если раствор глюкозы добавить в свежеосажденный гидроксид меди, будет получен раствор ярко-синего цвета. Для того чтобы иметь полное представление о строении вещества, необходимо знать, как построена молекула глюкозы. Так как шесть кислородных атомов входят в функциональные группы, атомы углерода, которые образуют скелет молекулы, соединяются непосредственно друг с другом.

Раствор глюкозы содержит молекулы с открытой цепочкой атомов, а также циклические. Что такое глюкоза? Это вещество, которое имеет двойственную химическую природу. Она образует сложные эфиры, окисляется. Клетка глюкозы может распадаться на две клетки молочной кислоты и свободную энергию. Этот процесс называют гликолизом. Молекула глюкозы существует в трех изомерных формах. Одна из них является линейной, а две другие – циклическими.

Глюкоза и пища

В человеческий организм глюкоза поступает вместе с углеводами. После попадания в кишечник они расщепляются, превращаясь в глюкозу, которая затем попадает в кровь. Какая-то часть вещества тратится на энергетические нужды организма, другая откладывается в форме запасов жира. Некоторая часть глюкозы откладывается в виде такого вещества, как гликоген. После переваривания пищи и прекращения притока глюкозы в кровь из кишечника начинается процесс обратного превращения гликогена и жиров в глюкозу. Таким способом человеческий организм поддерживает беспрерывное содержание глюкозы в крови. Вообще, процесс превращения жиров и белков в глюкозу и обратно занимает достаточно долгое время. Зато тот же самый процесс с глюкозой и гликогеном происходит гораздо быстрее. Именно по этой причине гликоген является основным запасным углеводом.

Гормоны-регуляторы

Процесс превращения глюкозы в гликоген и наоборот регулируют гормоны. Инсулин уменьшает концентрацию глюкозы в крови человека. Повышают ее такие гормоны, как адреналин, глюкагон, кортизол. В случае если в прохождении таких реакций между гликогеном и глюкозой происходят какие-либо нарушения, у человека может возникнуть серьезное заболевание. Одним из них является сахарный диабет.

Как измерять глюкозу в крови?

Измерение в крови глюкозы – это основной тест, который проводят для обнаружения сахарного диабета. В венозной и капиллярной крови уровень глюкозы различен. Он может колебаться из-за голода или сытости человека. При измерении на голодный желудок (минимум через восемь часов после приема пищи) в венозной крови содержание глюкозы должно составлять от 3,3 до 5,5 миллимоль на литр, а в капиллярной немного больше – от 4 до 6,1 миллимоль на литр. Через пару часов после приема пищи уровень вещества не должен быть выше 7,8 миллимоль на литр. Это относится как к венозной, так и к капиллярной крови. Если в течение недели при измерениях на голодный желудок уровень глюкозы не становится ниже 6,3 миллимоль на литр, следует незамедлительно обратиться к врачу-эндокринологу, а также провести дополнительное обследование.

Превышение уровня глюкозы в крови

Такое положение называется гипергликемией. Развивается она чаще всего при заболевании сахарным диабетом. Из-за чего может повыситься уровень глюкозы? Причиной могут быть:

  • сахарный диабет;
  • стресс, сильное эмоциональное напряжение;
  • инфаркт миокарда;
  • болезни почек, поджелудочной железы и эндокринной системы;
  • умеренные физические нагрузки.

При возникновении стрессовых ситуаций глюкоза в крови может повышаться. Это происходит из-за того, что организм человека, отвечая на подобную ситуацию, начинает выделять стресс-гормоны. А они как раз и повышают в крови уровень глюкозы. Гипергликемия имеет разные степени тяжести: от легкой и средней до состояния комы, когда уровень глюкозы превышает 55,5 миллимоль на литр.

Низкое количество глюкозы в крови

Данное явление называют гипогликемией. Это состояние, когда концентрация вещества в крови составляет менее 3,3 миллимоль на литр. Каковы клинические проявления гипогликемии? Это могут быть: мышечная слабость, сильная потливость, спутанное сознание, нарушение координации.

Снижается уровень глюкозы в крови из-за таких факторов, как:

  • нарушение питания или голодание;
  • заболевания печени и поджелудочной железы;
  • сильные физические нагрузки;
  • заболевания эндокринной системы;
  • передозировка инсулина.

При очень сильной гипогликемии у человека может быть гипогликемическая кома.

Глюкоза и медицина

Раствор этого вещества используют при лечении большого числа заболеваний, при нехватке глюкозы. Также им разводят некоторые лекарственные препараты перед тем, как ввести их в вену.

Глюкоза является очень нужным веществом, играющим важную роль в работе человеческого организма.

Применение

Глюкоза очень питательна. Крахмал, который содержится в пище, попадая в пищеварительный тракт, превращается в глюкозу. Оттуда она разносится по всему организму. Так как это вещество очень легко усваивается организмом, а также дает ему энергию, глюкозу применяют как укрепляющее лечебное средство.

Так как она сладкая, ее используют и в кондитерском деле. Глюкоза – сахар, входящий в состав патоки, карамели, мармелада, пряников. Вообще, все простые углеводы, которые называют сахарами, разделяются на два типа: глюкоза, фруктоза. И наиболее часто в одном продукте содержится их смесь. Примером является столовый сахар, в котором два этих вещества находятся в равном количестве.

Стоит помнить, что слишком обильное потребление сладкого наносит организму человека вред. Ведь возникают такие заболевания, как ожирение, кариес, диабет. Жизнь из-за этого сокращается. Поэтому нужно хорошо следить за своим питанием и употреблять все необходимые вещества в пределах нормы. Тогда со здоровьем все будет в порядке.

fb.ru

Глюкоза. Основные свойства

Глюкоза

Строение молекул:

При изучении состава глюкозы выяснили, что её простейшая формула СН2О, а молярная масса 180 г/моль. Отсюда можно сделать вывод, что молекулярная формула глюкозы С6Н12О6.

Для установления структурной формулы молекулы глюкозы необходимо знать её химические свойства. Экспериментально доказали, что один моль глюкозы реагирует с пятью молями уксусной кислоты с образованием сложного эфира. Это означает, что в молекуле глюкозы имеется пять гидроксильных групп. Так как глюкоза с аммиачным раствором оксида серебра даёт реакцию "серебрянного зеркала", то в её молекуле должна быть также альдегидная группа.

Опытным путём также доказали, что глюкоза имеет неразветвлённую углеродную цепь.

На основании этих данных строение молекулы глюкозы можно выразить следующим образом:

Как видно из структурной формулы, глюкоза является одновременно много-

атомным спиртом и альдегидом, т.е. альдегидоспиртом.

Т.к. в молекуле глюкозы С6Н12О6 шесть атомов углерода, то она является представителем гексоз.

Изомерия:

Молекулярную формулу С6Н12О6 , кроме глюкозы, имеют и другие углеводороды.

В молекуле фруктозы содержатся характерные функциональные группы спиртов -ОН и кетонов

Вследствии этого фруктоза является кетоноспиртом. Её молекулы тоже имеют циклическое строение.

Нахождение в природе

В свободном виде глюкоза содержится почти во всех органах зеленых растений. Особенно её много в соке винограда, поэтому глюкозу иногда называют виноградным саха-

ром. Мёд в основном состоит из смеси глюкозы и фруктозы.

В организме человека глюкоза содержится в мышцах, в крови и в неболь-

ших количествах во всех клетках.

В природе глюкоза наряду с другими углеводами образуется в результате фотосинтеза:

Физические свойства:

Глюкоза- бесцветное кристаллическое в-во со сладким вкусом, хорошо растворяется в воде. Из водного раствора она выделяется в виде кристаллогидрата:

C6 H12 O6 *H2 O

По сравнению со свекловичным сахаром она менее сладкая.

Химические свойства:

Глюкоза обладает химическими свойствами, характерными для спиртов и альдегидов.

Применение:

Глюкоза является ценным питательным продуктом. В организме она подвергается сложным биохимическим превращениям, в результате которых освобождается энергия, которая накопилась в процессе фотосинтеза.

Так как глюкоза легко усваевается организмом, её используют в медицине в качестве укрепляющего лечебного средства.

Широко применяют глюкозу в кондитепском деле.

mirznanii.com

Author: alexxlab

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о