Номер 2, страница 154 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Какие углеводы называют дисахаридами?

2. С помощью каких реакций можно различить глюкозу, сахарозу? Напишите уравнение реакции гидролиза сахарозы. Укажите условия протекания этой реакции.

2. Решение:

Различить глюкозу и сахарозу можно с помощью качественных реакций на альдегидную группу. Глюкоза, являясь моносахаридом, относится к восстанавливающим сахарам, так как её молекула в открытой (ациклической) форме содержит альдегидную группу. Сахароза же является невосстанавливающим дисахаридом, поскольку в образовании гликозидной связи участвуют гликозидные гидроксилы и глюкозы, и фруктозы, поэтому у нее отсутствует свободная альдегидная группа и способность к окислению мягкими окислителями.

Для их различения можно использовать следующие реакции:

1. Реакция «серебряного зеркала» с аммиачным раствором оксида серебра $Ag_2O$ (реактивом Толленса).

При нагревании раствора глюкозы с реактивом Толленса происходит окисление альдегидной группы до карбоксильной (с образованием аммонийной соли глюконовой кислоты) и восстановление ионов серебра до металлического серебра, которое осаждается на стенках пробирки в виде зеркального налета. Сахароза такой реакции не дает.

Уравнение для глюкозы: $CH_2OH-(CHOH)_4-CHo + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{t} CH_2OH-(CHOH)_4-COONH_4 + 2Ag \downarrow + 3NH_3 + H_2O$

2. Реакция со свежеосажденным гидроксидом меди(II) $Cu(OH)_2$ при нагревании.

При добавлении $Cu(OH)_2$ к растворам глюкозы и сахарозы без нагревания оба вещества реагируют как многоатомные спирты, образуя растворы ярко-синего цвета (сахараты меди). Однако при последующем нагревании только в пробирке с глюкозой происходит реакция: синий цвет раствора изменяется, и выпадает кирпично-красный осадок оксида меди(I) $Cu_2O$. В пробирке с сахарозой при нагревании цвет не изменяется.

Уравнение для глюкозы: $CH_2OH-(CHOH)_4-CHo + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CH_2OH-(CHOH)_4-COOH + Cu_2o \downarrow + 2H_2O$

Уравнение реакции гидролиза сахарозы:

Сахароза подвергается гидролизу, в результате чего разрывается гликозидная связь и образуются два моносахарида — глюкоза и фруктоза. $C_{12}H_{22}O_{11} (сахароза) + H_2o \xrightarrow{H^+, t} C_6H_{12}O_6 (глюкоза) + C_6H_{12}O_6 (фруктоза)$

Условия протекания этой реакции:

Реакция гидролиза сахарозы протекает при нагревании в присутствии катализатора. Катализаторами могут служить минеральные кислоты (например, разбавленные растворы $H_2SO_4$ или $HCl$) или ферменты (например, инвертаза).

Ответ: Различить глюкозу и сахарозу можно с помощью качественных реакций на альдегидную группу, например, реакции «серебряного зеркала» или реакции с гидроксидом меди(II) при нагревании. Глюкоза даст положительный результат (серебряный налет или красный осадок соответственно), а сахароза — нет. Уравнение гидролиза сахарозы: $C_{12}H_{22}O_{11} + H_2o \xrightarrow{H^+, t} C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6$. Условия протекания: нагревание в кислой среде или в присутствии ферментов.