Свойства глюкозы, страница 165 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Свойства глюкозы

1. Познакомьтесь со свойствами глюкозы: её агрегатным состоянием, цветом, запахом, растворимостью в воде. Используя индикатором, определите кислотность приготовленного раствора.

2. Положите в сухую пробирку небольшое количество глюкозы и нагрейте её на пламени спиртовки. Что наблюдаете? Как изменяется окраска вещества? Какая жидкость оседает на стенках пробирки? Сделайте вывод о термической устойчивости глюкозы.

3. Получите из сульфата меди гидроксид меди (II), опишите цвет вещества и его растворимость в воде. К полученному осадку добавьте раствор глюкозы. Что наблюдаете? Нагрейте раствор. Какое вещество выпадает в осадок? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод о том, какие функциональные группы входят в состав глюкозы.

1. Глюкоза ($C_6H_{12}O_6$) в обычных условиях представляет собой твердое кристаллическое вещество белого цвета, без запаха. Она хорошо растворима в воде, образуя бесцветный раствор, сладкий на вкус. Для определения кислотности раствора глюкозы можно использовать универсальный индикатор. При добавлении индикатора в раствор глюкозы его окраска не изменится или станет зеленой, что соответствует нейтральной среде ($pH \approx 7$). Это говорит о том, что глюкоза не проявляет ни кислотных, ни основных свойств в водном растворе.

Ответ: Глюкоза - белое кристаллическое вещество без запаха, хорошо растворимое в воде. Водный раствор глюкозы имеет нейтральную среду.

2. Решение

При помещении кристаллической глюкозы в сухую пробирку и нагревании на пламени спиртовки наблюдаются следующие изменения:

• Сначала глюкоза плавится, превращаясь в бесцветную вязкую жидкость.
• При дальнейшем нагревании вещество начинает темнеть: сначала желтеет, затем становится коричневым и, наконец, обугливается, превращаясь в черную массу (уголь).
• На холодных верхних стенках пробирки конденсируются капельки бесцветной жидкости. Это вода ($H_2O$), образующаяся в результате разложения глюкозы.

Это явление демонстрирует термическую нестойкость глюкозы. При нагревании она разлагается на углерод и воду. Упрощенное уравнение процесса:

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{t^\circ} 6C + 6H_2O$

Вывод: Глюкоза является термически неустойчивым веществом, при нагревании она разлагается с образованием угля и воды.

Ответ: При нагревании глюкоза плавится, затем темнеет (желтеет, буреет, чернеет). На стенках пробирки оседают капли воды. Это свидетельствует о термической неустойчивости глюкозы.

3. Решение

Получение и свойства гидроксида меди (II).
Гидроксид меди (II) ($Cu(OH)_2$) получают реакцией обмена между раствором соли меди (II) (например, сульфата меди, $CuSO_4$) и раствором щелочи (например, гидроксида натрия, $NaOH$):

$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4$

Гидроксид меди (II) представляет собой студенистый осадок ярко-голубого цвета. Он практически нерастворим в воде.

Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II).
При добавлении к свежеосажденному гидроксиду меди (II) раствора глюкозы наблюдается растворение голубого осадка и образование прозрачного раствора ярко-синего цвета. Это качественная реакция на многоатомные спирты. Она доказывает, что в молекуле глюкозы есть несколько гидроксильных групп ($-OH$), расположенных у соседних атомов углерода.

Нагревание раствора.
При нагревании полученного синего раствора происходит качественная реакция на альдегидную группу. Цвет раствора изменяется: сначала он становится желтым, затем оранжевым, и в итоге выпадает осадок кирпично-красного цвета. Этот осадок — оксид меди (I) ($Cu_2O$).

Уравнение реакции окисления глюкозы гидроксидом меди (II) при нагревании (глюкоза окисляется до глюконовой кислоты):

$CH_2OH-(CHOH)_4-CHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH-(CHOH)_4-COOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O$

Вывод о функциональных группах глюкозы:

• Реакция с гидроксидом меди (II) без нагревания (растворение осадка с образованием ярко-синего раствора) доказывает наличие в молекуле глюкозы нескольких гидроксильных групп, то есть глюкоза является многоатомным спиртом.
• Реакция с гидроксидом меди (II) при нагревании (образование кирпично-красного осадка $Cu_2O$) доказывает наличие в молекуле глюкозы альдегидной группы ($-CHO$).

Таким образом, глюкоза является альдегидоспиртом.

Ответ: При добавлении раствора глюкозы к осадку $Cu(OH)_2$ осадок растворяется, образуя ярко-синий раствор. При нагревании этого раствора выпадает кирпично-красный осадок оксида меди (I) ($Cu_2O$). Уравнение реакции: $CH_2OH(CHOH)_4CHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH(CHOH)_4COOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O$. Реакция без нагревания доказывает наличие в глюкозе нескольких гидроксильных групп (многоатомный спирт), а реакция при нагревании — наличие альдегидной группы.