Номер 2, страница 156 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

2*. Чем отличаются друг от друга процессы получения глюкозы и сахарозы в промышленности?

Глюкозу в промышленности получают в результате химической переработки сырья, богатого полисахаридами — крахмалом (из кукурузы, картофеля) или целлюлозой (из древесины). Основой процесса является реакция гидролиза, то есть расщепление полисахаридов водой. Этот процесс катализируют (ускоряют) с помощью разбавленной серной кислоты при нагревании или с помощью специальных ферментов (амилаз).

Общее уравнение реакции гидролиза крахмала:

$(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{H^+, t°} nC_6H_{12}O_6$

где $(C_6H_{10}O_5)_n$ — полисахарид крахмал, а $C_6H_{12}O_6$ — глюкоза.

После завершения реакции полученный кислый раствор нейтрализуют, фильтруют для очистки от примесей и упаривают. В результате получают либо густую сладкую массу — патоку, либо кристаллический порошок чистой глюкозы. Таким образом, получение глюкозы — это процесс химического синтеза, в ходе которого из сложного углевода (полимера) получают простой (мономер).

В отличие от глюкозы, сахарозу (столовый сахар) в промышленности не синтезируют, а выделяют из растений, которые содержат её в больших количествах в готовом виде. Основным сырьем являются сахарная свекла и сахарный тростник.

Процесс получения сахарозы — это сложный многостадийный физико-химический процесс экстракции и очистки:

1. Экстракция: Измельченное сырье (стружка свеклы или раздробленный тростник) обрабатывают горячей водой, чтобы извлечь (экстрагировать) сахарозу. Получается так называемый диффузионный сок.
2. Очистка сока: Сок содержит много примесей (белки, кислоты, пигменты). Для их удаления сок обрабатывают известковым молоком ($Ca(OH)_2$). Примеси выпадают в осадок, а сахароза образует растворимый сахарат кальция.
3. Сатурация: Через раствор пропускают углекислый газ ($CO_2$). Он реагирует с избытком извести, образуя нерастворимый карбонат кальция ($CaCO_3$), и разрушает сахарат кальция, высвобождая сахарозу обратно в раствор. Осадок отфильтровывают.
4. Выпаривание и кристаллизация: Очищенный раствор выпаривают в вакуум-аппаратах, получая густой сироп, из которого затем при охлаждении и перемешивании кристаллизуется сахар.
5. Отделение и сушка: Кристаллы сахара отделяют от жидкой фазы (мелассы) на центрифугах и высушивают.

Таким образом, получение сахарозы — это процесс извлечения и рафинирования уже готового вещества из природного сырья.

Ответ:
Процессы получения глюкозы и сахарозы в промышленности принципиально различаются по своей сути, исходному сырью и применяемым методам.

• Суть процесса: Глюкозу получают путем химического синтеза — гидролиза (расщепления) полисахаридов. Сахарозу же извлекают и очищают из природного сырья, где она уже находится в готовом виде.
• Исходное сырье: Для получения глюкозы используют сырье, богатое полисахаридами (крахмал, целлюлоза). Для получения сахарозы используют сахароносные растения (сахарная свекла, сахарный тростник), которые напрямую содержат сахарозу.
• Химические превращения: В производстве глюкозы ключевым является химическое превращение исходного вещества в целевой продукт ($(C_6H_{10}O_5)_n \rightarrow nC_6H_{12}O_6$). В производстве сахарозы химические реакции (дефекация и сатурация) носят вспомогательный характер и служат только для очистки целевого продукта от примесей, а не для его создания.