Номер 1, страница 75, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Дайте характеристику крахмала как высокомолекулярного соединения.

1. Решение

Крахмал — это природное высокомолекулярное соединение, биополимер, относящийся к классу углеводов (полисахаридов).

Общая химическая формула крахмала — $(C_6H_{10}O_5)_n$. Он представляет собой полимер, мономерным звеном которого являются остатки циклической α-глюкозы. Степень полимеризации $\text{n}$ может достигать нескольких тысяч, поэтому молекулярная масса крахмала очень велика.

Крахмал не является индивидуальным химическим соединением, а состоит из смеси двух полимеров глюкозы: амилозы и амилопектина.

• Амилоза (обычно составляет 20-30% от массы крахмала) — это полимер с преимущественно линейной структурой. Остатки α-глюкозы в её цепи соединены гликозидными связями между 1-м и 4-м атомами углерода (α-1,4-связи). Длинные цепи амилозы закручены в спираль.

• Амилопектин (70-80% от массы) — полимер с сильно разветвленной структурой. Он также состоит из остатков α-глюкозы, соединенных в цепи α-1,4-связями, но примерно через каждые 20-25 звеньев цепь разветвляется за счет образования α-1,6-гликозидных связей.

Физические свойства, обусловленные полимерной природой:

• Агрегатное состояние: белый аморфный порошок, не имеющий определённой температуры плавления (при нагревании разлагается).

• Растворимость: нерастворим в холодной воде. В горячей воде набухает, образуя вязкий коллоидный раствор — клейстер. Это происходит из-за того, что большие полимерные молекулы не могут перейти в раствор индивидуально, а образуют сложную гидратированную структуру.

• Не имеет вкуса и запаха.

Химические свойства высокомолекулярного соединения:

• Гидролиз: Как и все полисахариды, крахмал подвергается гидролизу (разрушению под действием воды) в кислой среде или под действием ферментов (амилаз). Гидролиз идет ступенчато с образованием более коротких полимеров (декстринов), затем дисахарида мальтозы и, в конечном итоге, мономера — глюкозы. Суммарное уравнение реакции:

  $(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2o \xrightarrow{H^+, t^\circ \text{ или ферменты}} nC_6H_{12}O_6$

  крахмал глюкоза

• Качественная реакция с йодом: Характерной реакцией для обнаружения крахмала является его взаимодействие с раствором йода. При этом образуется соединение включения (клатрат), где молекулы йода $I_2$ располагаются внутри спиралевидных молекул амилозы, что приводит к появлению интенсивного сине-фиолетового окрашивания. Эта реакция специфична именно для полимерной структуры крахмала.

• Крахмал не вступает в реакцию "серебряного зеркала" и не реагирует с гидроксидом меди(II) при нагревании, так как альдегидные группы остатков глюкозы заблокированы образованием гликозидных связей между мономерными звеньями.

В живых организмах (растениях) крахмал выполняет функцию запасного питательного вещества, накапливаясь в клетках в виде крахмальных зерен. Для человека и животных является одним из основных источников энергии.

Ответ: Крахмал — это природное высокомолекулярное соединение (полисахарид) с общей формулой $(C_6H_{10}O_5)_n$, где мономерным звеном является α-глюкоза. Он состоит из смеси линейного полимера (амилозы) и разветвленного (амилопектина). Крахмал представляет собой белый аморфный порошок, нерастворимый в холодной воде, но образующий клейстер в горячей. Основные химические свойства — способность к гидролизу до глюкозы и качественная реакция с йодом с образованием синего окрашивания. Является запасным углеводом растений.