Страница 261 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

Лабораторный опыт № 42. Качественная реакция на углеводы

В пробирку с 2 мл раствора щёлочи прильём раствор медного купороса. К полученному студенистому осадку голубого цвета гидроксида меди (II) прильём раствор глюкозы. Осадок растворился, а раствор приобрёл ярко-синий цвет. Мы видим качественную реакцию на многоатомные спирты. Следовательно, исследуемое вещество — глюкоза относится к многоатомным спиртам. Продолжим опыт. Нагреем пробирку на пламени спиртовки. Вновь выпал осадок, но уже кирпично-красного цвета. Следовательно, глюкоза, помимо нескольких гидроксильных групп, содержит ещё одну функциональную группу. Вторая реакция является качественной на альдегидную¹ группу.

В данном лабораторном опыте исследуются химические свойства глюкозы с помощью качественных реакций с гидроксидом меди (II). Опыт состоит из двух последовательных этапов, каждый из которых позволяет сделать вывод о наличии определенной функциональной группы в молекуле исследуемого вещества.

На первом этапе к свежеосажденному гидроксиду меди (II) $Cu(OH)_2$, имеющему вид голубого студенистого осадка, добавляют раствор глюкозы. Наблюдается растворение осадка и образование раствора ярко-синего цвета. Это происходит потому, что глюкоза, как и другие многоатомные спирты с гидроксогруппами ($-OH$) у соседних атомов углерода, способна реагировать со свежеосажденным гидроксидом меди (II) с образованием растворимого комплексного соединения – гликолята (сахарата) меди (II). Эта реакция является качественной на многоатомные спирты.

Упрощенное уравнение реакции:

$2 C_6H_{12}O_6 + Cu(OH)_2 \rightarrow \text{растворимый комплекс ярко-синего цвета} + 2 H_2O$

Ответ: Растворение осадка гидроксида меди (II) и образование ярко-синего раствора доказывает, что глюкоза является многоатомным спиртом.

На втором этапе полученный синий раствор нагревают. При этом происходит окислительно-восстановительная реакция, в результате которой выпадает осадок кирпично-красного цвета. Глюкоза в данном случае проявляет свойства альдегида. Её альдегидная группа ($-CHO$) окисляется до карбоксильной ($-COOH$), превращая глюкозу в глюконовую кислоту. Ионы меди ($Cu^{2+}$) синего цвета, входящие в состав комплекса, восстанавливаются до ионов меди ($Cu^{+}$), которые образуют нерастворимый оксид меди (I) $Cu_2O$ кирпично-красного цвета. Эта реакция является качественной на альдегидную группу.

Уравнение данной реакции:

$CH_2OH(CHOH)_4CHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH(CHOH)_4COOH + Cu_2O \downarrow + 2H_2O$

Ответ: Образование при нагревании кирпично-красного осадка оксида меди (I) доказывает, что глюкоза, помимо гидроксильных групп, содержит альдегидную группу.

Таким образом, на основании двух проведенных реакций можно сделать общий вывод, что глюкоза является альдегидоспиртом, то есть её молекула обладает двойственной функцией, содержа одновременно несколько гидроксильных групп и одну альдегидную группу.