Относительная молекулярная масса сахарозы

Сахароза, свойства, получение и применение

Относительная молекулярная масса сахарозы

Сахароза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, имеющий формулу C12H22O11.

Сахароза, формула, молекула, строение, вещество

Физические свойства сахарозы

Химические свойства сахарозы. Химические реакции (уравнения) сахарозы

Получение и производство сахарозы: из сахарного тростника, сахарной свеклы и сахарного клена

Применение сахарозы

Сахароза, формула, молекула, строение, вещество:

Сахароза – дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, имеющий формулу C12H22O11.

В быту сахароза именуется сахаром, тростниковым сахаром или свекловичным сахаром.

Олигосахариды – это углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. Дисахариды – углеводы, которые при нагревании с водой в присутствии минеральных кислот или под влиянием ферментов подвергаются гидролизу, расщепляясь на две молекулы моносахаридов.

Сахарозаявляется весьма распространённым в природе дисахаридом и углеводом.

Она встречается во многих фруктах, плодах, ягодах, в стеблях и листьях растений, в соке деревьев.

Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле, сахарном тростнике, сорго, сахарном клене, кокосовой пальме, финиковой пальме, аренге и иных пальмах, которые используются для промышленного производства пищевого сахара.

Химическая формула сахарозы C12H22O11.

Аналогичную общую химическую формулу имеют и другие дисахариды: лактоза, состоящая из остатков глюкозы и галактозы, и мальтоза, состоящая из остатков глюкозы.

Строение молекулы сахарозы, структурная формула сахарозы:

Молекула сахарозы образована из двух остатков моносахаридов – α-глюкозы и β-фруктозы, соединённых между собой атомом кислорода и связанных друг с другом за счёт взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных гидроксилов) – (1→2)-гликозидной связью.

Систематическое химическое наименование сахарозы: (2R,3R,4S,5S,6R)-2-[(2S,3S,4S,5R)-3,4-дигидрокси-2,5-бис(гидроксиметил)оксолан-2-ил]окси-6-(гидроксиметил)оксан-3,4,5-триол.

Используется также и другое химическое название сахарозы: α-D-глюкопиранозил-β-D-фруктофуранозид.

По внешнему виду сахароза представляет собой белое кристаллическое вещество. На вкус более сладкая, чем глюкоза.

Сахароза очень хорошо растворяется в воде. Малорастворима в этаноле и метаноле. Не растворима в диэтиловом эфире.

Сахароза, попадая в кишечник, под действием ферментов быстро гидролизуется на глюкозу и фруктозу, после чего всасывается и попадает в кровь.

Температура плавления сахарозы 160 °C. Расплавленная сахароза застывает, образуя аморфную прозрачную массу – карамель.

Если расплавленную сахарозу продолжить нагревать, то при температуре 186 °C сахароза разлагается  с изменением окраски – с прозрачной на коричневую.

Сахароза служит источником глюкозы и важнейшим источником углеводов для организма человека.

Физические свойства сахарозы:

Наименование параметра:Значение:
Цветбелый, бесцветный
Запахбез запаха
Вкуссладкий
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.)твердое кристаллическое вещество
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см31,587
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м31587
Температура разложения, °C186
Температура плавления, °C160
Температура кипения, °C
Молярная масса сахарозы, г/моль342,2965 ± 0,0144

Химические свойства сахарозы. Химические реакции (уравнения) сахарозы:

Основные химические реакции сахарозы следующие:

  1. 1. реакция сахарозы с водой (гидролиз сахарозы):

С12Н22О11 + Н2О → С6Н12O6 + С6Н12O6 (tо, kat = H2SO4, HCl).

При гидролизе (при нагревании в присутствии ионов водорода) сахароза расщепляется на составляющие ее моносахариды за счёт разрыва гликозидных связей между ними. Данная реакция является обратной процессу образования сахарозы из моносахаридов.

Аналогичная реакция происходит в кишечнике у живых организмов при попадании в него сахарозы. В кишечнике сахароза под действием ферментов быстро гидролизуется на глюкозу и фруктозу.

  1. 2. качественная реакция на сахарозу (реакция сахарозы с гидроксидом меди):

2С12Н22О11 + Cu(OH)2 → Cu(C12H21O11)2 + 2Н2О, или

2C12H20O9(OH)2+Cu(OH)2 → Cu(C12H20O9(O)(OH))2+2H2O.

В молекуле сахарозы имеется несколько гидроксильных групп. Для подтверждения их наличия используют реакцию с гидроксидами металлов, например, с гидроксидом меди.

Для этого к раствору сахарозы добавляют гидроксид меди. В результате образуется сахарат меди, а раствор окрашивается в ярко-синий цвет.

  1. 3. не дает реакцию «серебряного зеркала»:

Альдегидной группы в сахарозе нет. Поэтому она при нагревании с аммиачным раствором оксида серебра не дает реакцию «серебряного зеркала», т.к. сахароза не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу.

Кроме того, при нагревании с гидроксидом меди (II) сахароза не образует красного оксида меди (I).

Реакция «серебряного зеркала» и реакция с гидроксидом меди (II) с образованием красного оксида меди (I) характерны для лактозы и мальтозы.

Поэтому сахарозу еще именуют невосстанавливающим дисахаридом, т.к. она не восстанавливает Ag2O и Cu(OH)2.

Получение и производство сахарозы:

Сахароза содержится во многих фруктах, плодах, ягодах, в стеблях и листьях растений, в соке деревьев. Поэтому получение сахарозы связано с выделением ее из ее источников: сахарного тростника, сахарной свеклы и пр.

Получение сахарозы из сахарного тростника:

Сахарный тростник является основной мировой культурой для производства сахара. На его долю приходится до 65 % мирового производства сахара.

Сахарный тростник до начала цветения срезают. Срезанные стебли измельчают и размалывают.

Из полученной массы отжимают сок, в котором содержится до 0,03 % белковых веществ, 0,1 % зернистых веществ (крахмала), 0,22 % азотосодержащей слизи, 0,29 % солей (большей частью органических кислот), 18,36 % сахара, 81 % воды и очень небольшое количество ароматических веществ, придающих сырому соку своеобразный запах.

Для очистки сока к нему добавляют свежегашеную известь – Са(ОН)2 и нагревают. Сахароза вступает в химическую реакцию с гидроксидом кальция, в результате чего образуется растворимый в воде сахарат кальция. Кроме того, другие вещества, содержащиеся в соке, также вступают в реакцию с гидроксидом кальция, образуя малорастворимые и нерастворимые соли, которые выпадают в осадок и отфильтровывают.

Затем через раствор, чтобы разложить сахарат кальция и нейтрализовать избыточный гидроксид кальция, пропускают углекислый газ – СО2. В итоге образуется карбонат кальция – СаСО3, который выпадает в осадок. Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор выпаривают в вакуумных аппаратах до получения кристаллов сахарозы.

На данной стадии производства сахароза все еще содержит примеси – мелассу и имеет коричневый цвет. Меласса придает сахарозе ярко выраженный естественный аромат и вкус. Полученный продукт именуется коричневым сахаром или тростниковым нерафинированным сахаром. Он (коричневый сахар) пригоден в пищу.

Его можно использовать в пищу как есть либо подвергнуть дополнительной очистке.

На последней стадии производства сахарозу подвергают дополнительной очистке и обесцвечиванию. В конечном итоге получают рафинированный (очищенный) сахар, имеющий белый цвет.

Получение сахарозы из сахарной свеклы:

Сахарная свекла является двухлетним растением. В первый год собирают урожай корнеплодов и отправляют их на переработку.

На перерабатывающей фабрике корнеплоды промываются и измельчаются. Измельченные корнеплоды помещают в диффузоры (большие котлы) с горячей водой температурой 75 оС. Горячая вода вымывает из измельченных корнеплодов сахарозу и прочие компоненты. В итоге получается диффузионный сок, который в дальнейшем подвергается фильтрации от содержащихся в нем частичек мякоти.

На следующих стадиях производства сахара диффузионный сок очищают  гидроксидом кальция и углекислым газом, уваривают, выпаривают на вакуумных аппаратах, подвергают дополнительной очистке, отбеливанию и центрифугированию. В итоге получают рафинированный сахар.

Получение сахарозы из сахарного клена:

Сахарозу из сахарного клена получают в восточных провинциях Канады.

В феврале-марте ствол сахарного клена просверливают. Из отверстий вытекает кленовый сок, который собирают. Он содержит до 3 % сахарозы.

Кленовый сок выпаривают, получая «кленовый сироп». Далее «кленовый сироп» очищают  гидроксидом кальция и углекислым газом, выпаривают на вакуумных аппаратах, подвергают дополнительной очистке и отбеливанию, тем самым получая готовый продукт – сахар.

Применение сахарозы:

– в качестве продукта питания, а также для приготовления различных продуктов питания (кондитерских изделий, напитков, соусов и пр.)

– в кондитерской промышленности как консервант,

– используется для приготовления искусственного меда,

– в химической промышленности для производства этанола, бутанола, глицерина, лимонной кислоты, декстрана и пр.,

– в фармацевтической промышленности для изготовления различных лекарственных средств.

Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com.

карта сайта

(www.spb.aif.ru)

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/saharoza-svoystva-poluchenie-i-primenenie/

Сахароза | Химия онлайн

Относительная молекулярная масса сахарозы

Примером наиболее распространенных в природе дисахаридов (олигосахаридом) является сахароза (свекловичный или тростниковый сахар).

Биологическая роль сахарозы

Наибольшее значение в питании человека имеет сахароза, которая в значительном количестве поступает в организм с пищей. Подобно глюкозе и фруктозе сахароза после расщепления ее в кишечнике быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта в кровь и легко используется как источник энергии.

Важнейший пищевой источник сахарозы — сахар.

Строение сахарозы

Молекулярная формула сахарозы  С12Н22О11.

Сахароза имеет более сложное строение, чем глюкоза. Молекула сахарозы состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы в их циклической форме. Они соединены друг с другом за счет взаимодействия полуацетальных гидроксилов (1→2) -гликозидной связью, то есть свободный полуацетальный (гликозидный) гидроксил отсутствует:

Сахароза. Строение

Физические свойства сахарозы и нахождение в природе

Сахароза (обыкновенный сахар) – белое кристаллическое вещество, более сладкое, чем глюкоза, хорошо растворимое в воде.

Температура плавления сахарозы 160°C. При застывании расплавленной сахарозы образуется аморфная прозрачная масса – карамель.

Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно много ее  содержится в сахарной свёкле (16-21%) и сахарном тростнике (до 20%), которые и используются для промышленного производства пищевого сахара.

сахарозы в сахаре 99,5%. Сахар часто называют «носителем пустых калорий», так как сахар – это чистый углевод и не содержит других питательных веществ, таких, как, например, витамины, минеральные соли.

Химические свойства

Для сахарозы характерны реакции по гидроксильным группам.

1. Качественная реакция с гидроксидом меди (II)

Наличие гидроксильных групп в молекуле сахарозы легко подтверждается реакцией с гидроксидами металлов.

опыт «Доказательство наличия гидроксильных групп в сахарозе»

Если раствор сахарозы прилить к гидроксиду меди (II), образуется ярко-синий раствор сахарата меди (качественная реакция многоатомных спиртов):

2. Реакция окисления

Восстанавливающие дисахариды

Дисахариды, в молекулах которых сохраняется полуацетальный (гликозидный) гидроксил (мальтоза, лактозы), в растворах частично превращаются из циклических форм в открытые альдегидные формы и вступают в реакции, характерные для альдегидов: реагируют с аммиачным раствором оксида серебра и восстанавливают гидроксид меди (II) до оксида меди (I). Такие дисахариды называются восстанавливающими (восстанавливают Cu (OH)2 и Ag2O).

Реакция «серебряного зеркала»

Реакция с гидроксидом меди (II)

Невосстанавливающий дисахарид

Дисахариды, в молекулах которых нет полуацетального (гликозидного) гидроксила (сахароза) и которые не могут переходить в открытые карбонильные формы, называются невосстанавливающими (не восстанавливают Cu (OH)2 и Ag2O).

Сахароза, в отличие от глюкозы, не является альдегидом. Сахароза, находясь в растворе, не вступает в реакцию «серебряного зеркала» и при нагревании с гидроксидом меди (II) не образует красного оксида меди (I), так как не способна превращаться в открытую форму, содержащую альдегидную группу.

опыт «Отсутствие восстанавливающей способности сахарозы»

3. Реакция гидролиза

Для дисахаридов характерна реакция гидролиза (в кислой среде или под действием ферментов), в результате которой образуются моносахариды.

Сахароза способна подвергаться гидролизу (при нагревании в присутствии ионов водорода). При этом из одной молекулы сахарозы образуется молекула глюкозы и молекула фруктозы:

опыт «Кислотный гидролиз сахарозы»

Мальтоза и лактоза при гидролизе расщепляются на составляющие их моносахариды за счёт разрыва связей между ними (гликозидных связей):

Таким образом, реакция гидролиза дисахаридов является обратной процессу их образования из моносахаридов.

В живых организмах гидролиз дисахаридов происходит при участии ферментов.

Получение сахарозы

Сахарную свеклу или сахарный тростник превращают в тонкую стружку и помещают в диффузоры (огромные котлы), в которых горячая вода вымывает сахарозу (сахар).

Вместе с сахарозой в водный раствор переходят и другие компоненты (различные органические кислоты, белки, красящие вещества и др.).

чтобы отделить эти продукты от сахарозы, раствор обрабатывают известковым молоком (гидроксидом кальция). В результате этого образуются малорастворимые соли, которые выпадают в осадок.

Сахароза образует с гидроксидом кальция растворимый сахарат кальция С12Н22О11·CaO·2Н2О.

Для разложения сахарата кальция и нейтрализации избытка гидроксида кальция через раствор пропускают оксид углерода ( IV).

Выпавший в осадок карбонат кальция отфильтровывают, а раствор упаривают в вакуумных аппаратах. По мере образования кристалликов сахара отделяют с помощью центрифуги. Оставшийся раствор – меласса – содержит до 50% сахарозы. Его используют для производства лимонной кислоты.

Выделенную сахарозу очищают и обесцвечивают. Для этого ее растворяют в воде и полученный раствор фильтруют через активированный уголь. Затем раствор снова упаривают и кристаллизуют.

Применение сахарозы

Сахароза в основном используется как самостоятельный продукт питания (сахар), а также при изготовлении кондитерских изделий, алкогольных напитков, соусов. Ее используют в высоких концентрациях в качестве консерванта. Путем гидролиза из нее получают искусственный мёд.

Сахароза находит применение в химической промышленности. С помощью ферментации из нее получают этанол, бутанол, глицерин, левулиновую и лимонную кислоты, декстран.

В медицине сахарозу используют при изготовлении порошков, микстур, сиропов, в том числе для новорожденных детей (для придания сладкого вкуса или консервации).

Углеводы

Олигосахариды. Дисахариды

Источник: https://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/uglevody/saxaroza.html

Гдз химия 8 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а., 2018, §9 химические формулы

Относительная молекулярная масса сахарозы

Гдз химия 8 класc габриелян о.с. , остроумов и.г., сладков с.а., 2018, §9 химические формулы

Другие задания смотри здесь…

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Упражнение 1. Что представляет собой химическая формула? Обозначение состава вещества с помощью символов химических элементов и индексов.
Чем отличаются индексы и коэффициенты? Индексы указывают на число атомов в молекуле или одинаковых групп атомов в формульной частице вещества, а коэффициенты – на количество молекул, ионов, отдельных атомов или групп атомов вещества.

Упражнение 2. Что называют относительной атомной массой и относительной молекулярной массой? Величина, показывающая, во сколько раз масса атома данного химического элемента больше массы атома водорода, называется относительной атомной массой.

Величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше массы атома водорода, называется относительной молекулярной массой.

Упражнение 3. Перечислите информацию, которую несёт химическая формула.

1) индивидуальное вещество; 2) тип вещества (простое или сложное); 3) одну молекулу вещества (для веществ, имеющих молекулярное строение), формульную единицу (для веществ, имеющих немолекулярное строение); 4) качественный состав вещества, т. е. какие химические элементы входят в его состав;

5) количественный состав вещества, т. е. число атомов каждого химического элемента в составе его одной формульной частицы.

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Упражнение 1. Составьте химическую формулу сахарозы, зная, что в состав её молекулы входят 12 атомов углерода, 22 атома водорода и 11 атомов кислорода. Рассчитайте относительную молекулярную массу этого вещества и массовые доли образующих его элементов.
Относительная молекулярная масса сахарозы:
Mr(С12Н22О11)=12•Ar(C)+22•Ar(Н)+11•Ar(O)=12•12+22•1+11•16=144+22+176=342
Массовые доли элементов в сахарозе С12Н22О11:
ω(C)=(12•Ar(C)/Mr(С12Н22О11))•100%=(12•12:342) •100%=42,11%
ω(H)=(22•Ar(H)/Mr(С12Н22О11))•100%=(22•1:342) •100%=6,43% ω(O)=(100%-(ω(C)+ω(H))=100%-(42,11%+6,43%)=51,46%

Ответ: Mr(С12Н22О11)=342, ω(С)=42,11%, ω(H)=6,43%, ω(O)=51,46%.

Упражнение 2. Рассчитайте относительные молекулярные массы веществ, формулы которых: Н2S, SО3, Na2СO3, Сu(ОН)2, Р2O5, АlСl3, Ba(NO3)2.

Mr(H2S)= 2•Ar(H)+Ar(S)=2•1+32=34
Mr(SO3)=Ar(S)+3•Ar(O)=32+3•16=80
Mr(Na2CO3)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•23+12+3•16=106
Mr(Cu(OH)2)=Ar(Cu)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=64+2•16+2•1=98
Mr(P2O5)=2•Ar(P)+5•Ar(O)=2•31+5•16=142
Mr(AlCl3)=Ar(Al)+3•Ar(Cl)=27+3•35,5=133,5
Mr(Ba(NO3)2)=Ar(Ba)+ 2•Ar(N)+6•Ar(O)=137+2•14+6•16=261

Упражнение 3. Укажите формулы веществ, имеющих одинаковые относительные молекулярные массы: СO2, N2, СН2Сl2, NO, СО, С2Н4, Н2S, O2.
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•1=14
Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28
Mr(CH2Cl2)=Ar(C)+2•Ar(H)+2•Ar(Cl)=12+2•1+2•35,5=85Mr(NO)=Ar(N)+Ar(O)=14+16=30Mr(CO)=Ar(C)+Ar(O)=12+16=28

Mr(C2H4)=2•Ar(C)+4•Ar(H)=2•12+4•1=28

Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18
Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32
Ответ: N2, CO, C2H4.

Упражнение 4. Рассчитайте, во сколько раз одна молекула водорода легче одной молекулы сернистого газа. Формула водорода — Н2, сернистого газа — SO2.

Mr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64
Mr(H2)=2•Ar(H)=2•1=264:2=32

Ответ: в 32 раза.

Упражнение 5. Найдите ошибки, допущенные в вычислениях относительных молекулярных масс веществ: а) Мr(НNO3) = 63; б) Мr(Н2SO4) = 98; в) Мr(Н3РO4) = 96; г) Мr(СаСO3) = 98; д) Мr(СuSO4) = 160; е) Мr(Аl(ОН)3) = 78.

a) Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63
б) Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98
в) Мr(Н3РO4) =3•Ar(H)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•1+31+4•16=98
г) Mr(Ca2CO3)=2•Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=2•40+12+3•16=140
д) Мr(СuSO4) =Ar(Cu)+Ar(S)+4•Ar(O)=64+32+4•16=160
е) Мr(Аl(ОН)3)=Ar(Al)+3•Ar(O)+3•Ar(H)=27+3•16+3•1=78
Ответ: ошибки в), г)  

Упражнение 6. Рассчитайте массовые доли элементов в карбонате кальция, формула которого СаСO3.

Mr(CaCO3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100
ω(Ca)=(Ar(Ca)/Mr(CaCO3))•100%=(40:100) •100%=40%
ω(C)=(Ar(C)/Mr(CaCO3))•100%=(12:100) •100%=12% ω(O)=(100%-(ω(Ca)+ω(C))=100%-(40%+12%)=48%

Ответ: ω(Ca)=40%, ω(С)=12%, ω(O)=48%

Упражнение 7. Расположите названия азотных удобрений, формулы которых приведены ниже, в порядке возрастания в них массовой доли азота: натриевая селитра NaNO3, кальциевая селитра Са(NO3)2, аммиачная селитра NH4NO3.

Массовая доля азота в NaNO3:
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85
ω(N)=(Ar(N)/Mr(NaNO3)•100%=(14:85) •100%=16,47%
Массовая доля азота в Сa(NO3)2:
Mr(Ca(NO3)2)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=40+2•14+6•16=164
ω(N)=(2•Ar(N)/Mr(Ca(NO3)2))•100%=(2•14:164) •100%=17,07%
Массовая доля азота в NH4NO3:
Mr(NH4NO3))= 4•Ar(H)+2•Ar(N)+3•Ar(O)=4•1+2•14+3•16=80
ω(N)=(2•Ar(N)/Mr(NH4NO3)•100%=(2•14:80) •100%=35%
Ответ: натриевая селитра, кальциевая селитра, аммиачная селитра.
Другие задания смотри здесь…

Источник: https://gdz.cool/h8_gos_2018/359-h8_gos_2018_9.html

WikiDiabet.Ru
Добавить комментарий