Номер 3, страница 22 - гдз по химии 10 класс тетрадь для практических работ Матулис, Матулис

Объясните ваши наблюдения.

При проведении реакции гидролиза сахарозы и последующем добавлении свежеосажденного гидроксида меди(II) и нагревании, можно наблюдать следующие явления:

В пробирках с сахарозой (до гидролиза или с неполным гидролизом, пробирки 2 и 3) при добавлении свежеосажденного гидроксида меди(II) образуется прозрачный синий раствор. Это происходит благодаря образованию растворимого комплексного соединения меди(II) с многочисленными гидроксильными группами сахарозы (многоатомные спирты). При дальнейшем нагревании в пробирке 2 (слабый гидролиз) и особенно в пробирке 3 (отсутствие гидролиза) красный осадок не образуется, так как сахароза является невосстанавливающим дисахаридом.

В пробирке 1, где гидролиз сахарозы был проведен при нагревании с серной кислотой, сахароза распадается на глюкозу и фруктозу. При добавлении свежеосажденного гидроксида меди(II) также сначала образуется прозрачный синий раствор (из-за наличия множества гидроксильных групп в глюкозе и фруктозе). Однако при нагревании этого раствора наблюдается выпадение красного или кирпично-красного осадка оксида меди(I) ($\text{Cu}_2\text{O}$). Это является доказательством образования восстанавливающих сахаров (глюкозы и фруктозы), которые восстанавливают $\text{Cu}^{2+}$ до $\text{Cu}^{+}$, при этом сами окисляются.

Ответ:

Приведите уравнение реакции гидролиза сахарозы, используя молекулярные формулы веществ, и подпишите названия образующихся продуктов.

Реакция гидролиза сахарозы:

$C_{12}H_{22}O_{11} \text{ (сахароза)} + H_2O \xrightarrow{H^+, t} C_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (фруктоза)}$

Ответ:

Приведите уравнение реакции глюкозы с гидроксидом меди(II) при нагревании.

Реакция глюкозы с гидроксидом меди(II) при нагревании:

$C_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} + 2\text{Cu(OH)}_2 \text{ (голубой осадок)} \xrightarrow{t} C_6H_{12}O_7 \text{ (глюконовая кислота)} + \text{Cu}_2O \text{ (красный осадок)} + 2H_2O$

Ответ:

Выводы

Напишите, наличие каких функциональных групп позволяют определить проведенные вами качественные реакции (задания I и II). Какие явления вы при этом наблюдали? Почему сахароза не дает красный осадок при нагревании с гидроксидом меди(II)?

Качественные реакции на углеводы позволяют определить наличие следующих функциональных групп:

Наличие нескольких гидроксильных групп ($\text{-OH}$), характерных для многоатомных спиртов, определяется по образованию прозрачного синего раствора при взаимодействии с гидроксидом меди(II) без нагревания. Это явление наблюдается как для сахарозы, так и для продуктов ее гидролиза (глюкозы и фруктозы), поскольку все они являются многоатомными спиртами.

Наличие альдегидной группы ($\text{-CHO}$) или кетогруппы, способной к изомеризации в альдегидную в щелочной среде, характерных для восстанавливающих сахаров (глюкоза, фруктоза), определяется по образованию красного или кирпично-красного осадка оксида меди(I) ($\text{Cu}_2\text{O}$) при нагревании с гидроксидом меди(II).

При проведении эксперимента наблюдались следующие явления:

Образование свежеосажденного голубого осадка гидроксида меди(II) ($\text{Cu(OH)}_2$) при смешивании растворов гидроксида натрия и сульфата меди(II).

Растворение голубого осадка $\text{Cu(OH)}_2$ в растворах сахарозы и продуктов ее гидролиза с образованием прозрачного синего раствора, что указывает на наличие многоатомных спиртов.

Выпадение красного (кирпично-красного) осадка оксида меди(I) ($\text{Cu}_2\text{O}$) при нагревании раствора из пробирки 1 (гидролизованная сахароза) с $\text{Cu(OH)}_2$.

Отсутствие красного осадка при нагревании растворов из пробирок 2 (сахароза с кислотой без нагрева) и 3 (контрольная, чистая сахароза) с $\text{Cu(OH)}_2$.

Сахароза не дает красный осадок при нагревании с гидроксидом меди(II), потому что она является невосстанавливающим дисахаридом. Ее молекула образована гликозидной связью между аномерными углеродными атомами остатков глюкозы и фруктозы. Таким образом, у сахарозы нет свободной альдегидной или кетогруппы (или потенциальной такой группы, которая может раскрыться из циклической формы в открытую), способной к окислению. В отличие от сахарозы, глюкоза содержит альдегидную группу, а фруктоза в щелочной среде изомеризуется в глюкозу и также проявляет восстановительные свойства, поэтому продукты гидролиза сахарозы дают положительную реакцию с гидроксидом меди(II) при нагревании.

Ответ: