Хімія 9 клас
Вуглеводи — складні оксигеновмісні органічні сполуки, як складаються з атомів трьох елементів: Карбону, Гідрогену та Оксигену
Назва “вуглеводи” була запропонована задовго до того, як став відомий їх склад. Вона основана на тому, що сполуки цього класу мають співвідношення атомів Гідрогену і Оксигену в молекулі таке ж як і у воді.
Тобто їх склад може бути виражений формулою Сn(H2O)m
Дисахариди
Цукроза
Мальтоза
Лактоза
Полісахариди
Крохмаль
Целлюлоза
Прості
(моносахариди)
Складні
Класифікація вуглеводів
глюкоза
Уперше глюкозу виділили з винограду
У чистому вигляді глюкоза міститься в солодких ягодах і фруктах
Для утворення органічних речовин� (глюкози) рослинам необхідні вуглекислий газ, вода зелені пластиди (хлоропласти), що в листках
СО2
+
Н2О
енергія Сонця
хлоропласти
глюкоза
+
О2
6СО2 + 6Н2О → С6Н12О5 + 6О2
Вуглеводи є найпоширенішими в природі органічними сполуками.
У рослинах міститься до 80% вуглеводів, �а в організмі тварин і людини – до 20%.
Їжа людини на 70% складається з вуглеводів.
Глюкоза, або виноградний цукор –
важливий представник вуглеводів
Емпірична формула глюкози – С6Н12О6
В організмі людини вуглеводи є основним джерелом енергії.� Якщо ця енергія не витрачається повністю, організм відкладає її “про запас”, спрямовуючи на синтез жирів.
В крові людини вміст глюкози становить близько 0,1%.
Відхилення цього показника від норми свідчить про захворювання на цукровий діабет
Фізичні властивості глюкози
безбарвні кристали
добре розчинні у воді
має солодкий смак
температура плавлення 1460С
Наявність функціональної групи –СОН дозволяє зарахувати глюкозу до класу альдегідів
НС2ОН–СНОН–СНОН–СНОН–СНОН
Молекулярна формула С6Н12О6
Сполука містить п’ять гідроксильних груп � ОН і одну альдегідну групу –СОН
НС2ОН–(СНОН)4
Скорочена
формула
Багатоатомний спирт
альдегид
Отже глюкоза – альдегідоспирт
Н – С – ОН
Ι
НО – С –Н
Ι
Н – С – ОН
Ι
Н – С – ОН
Ι
СН2ОН
Молекула відкритої форми
Молекули циклічної
форми
Молекули глюкози можуть існувати в різних формах
α–D–глюкоза
β–D–глюкоза
D–глюкоза
спиртове бродіння
С6Н12О6 → 2СН3–СН2ОН + 2СО2↑
Етиловый спирт
Важливе значення для людини й тварин мають реакції бродіння глюкози під дією ферментів
молочнокисле бродіння
С6Н12О6 → 2СН3–СНОН–СООН
Молочна кислота
У промисловому масштабі глюкозу одержують гідролізом крохмалю (у присутності кислот) з деревини (целюлози).
Глюкоза застосовується в медицині для готування лікувальних препаратів, консервування крові, внутрішньовенного вливання і т.д.
Глюкоза широко застосовується в кондитерському виробництві, у виробництві дзеркал і оптичних пристроїв (срібнення).
Застосування глюкози
Сахароза
С6Н22О11 – хімічна назва звичайного цукру
Сахарозу називають дисахаридом, оскільки молекула сахарози складається із залишків молекул двох моносахаридів – глюкози та фруктози ізомеру глюкози в їхній циклічній формі
Молекули з’єднуються між собою через атом Оксигену
С6Н12О6
глюкоза
С6Н12О6
фруктоза
Сахароза (буряковий цукор) – біла кристалічна речовина, більш солодка ніж глюкоза, добре розчинна у воді.
При нагріванні в присутності іонів Гідрогену сахароза підлягає гідролізу.
С6Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С6Н12О6
сахароза глюкоза фруктоза
Ця хімічна реакція використовується для виробництва штучного меду
Сахароза (буряковий цукор) – міститься у буряках, цукровій тростині та соку дерев клена.
Мальтоза (солодовй цукор) – міститься у солоді – пророщених, висушених та розмолотих зернах ячменю, пшениці з яких виготовляють етиловий спирт.
Лактоза – молочний цукор.
Міститься в молоці
(від 4 до 6%)
Добавити малюнок
Крохмаль та целюлоза
Глюкоза, що утворюється в результаті фотосинтезу, накопичується в плодах, листі та стеблах рослин у формі різних полімерів: крохмалю і целюлози (клітковина)
Крохмаль і целюлоза – природні полімери, загальна формула яких (С6Н10О5)n
Рівняння утворення крохмалю або целюлози:
nС6Н12О6 → (С6Н10О5)n + nН2О
Ця реакція називається реакц. поліконденсації. Мономер – глюкоза. �Полімер – целюлоза або крохмаль
Крохмаль
Крохмаль – білий порошок, несмачний, нерозчинний у воді. У гарячій воді набухає, утворюючи клейстер (колоїдний розчин).
Крохмаль – продукт фотосинтезу. Він є запасною поживною речовиною рослин.
Найбільшу кількість крохмалю містять зерна рису (до 80%), пшениці (до 75%), кукурудзи (до 72%), бульби картоплі (до 24%)
Крохмаль – суміш двох полісахаридів: амілази і амілопектину , які складаються із залишків глюкози. Молекули амілази мають лінійну будову. Молекули амілопектину утворюють розгалужені ланцюги.
Крохмаль утворюється в рослинній зеленій клітині з вуглекислого газу та води під дією променів сонця. Цей процес називають фотосинтезом
При гідролізі крохмалю утворюється глюкоза.
Гідроліз проходить в присутності каталізаторів (кислоти, ферментів).
(С6Н10О5)n → декстрин → n С6Н10О6
Н2О
Н2О
крохмаль
глюкоза
З рослин витягують крохмаль, руйнуючи клітини і відмиваючи його водою.
(Як в домашніх умовах добути крохмаль з картоплі?)
Розчин йоду забарвлює крохмаль у синій колір і використовується для виявлення крохмалю
Застосування крохмалю дуже різноманітне.
Він є основним вуглеводом їжі людини – хліба, круп, картоплі.
Застосування крохмалю
У значних кількостях його переробляють на глюкозу й інші продукти, що використовуються в кондитерському виробництві.
З крохмалю одержують етиловий спирт.
Крохмаль використовують як клей.
У медицині – для виготовлення лікувальних препаратів.
Глікоген (тваринний крохмаль) утворюється в печінці з глюкози і є резервною речовиною в організмі людини.
Добавити малюнок
Добавити малюнок
Целюлоза
Целюлоза (клітковина) є головною складовою частиною рослин.
Близько 50% деревини становить клітковина
Бавовняне волокно (вата) на 90% складається з клітковини
У промисловості целюлозу виділяють з деревини
Добавити малюнок
Склад целюлози, так само як і крохмалю, виражається формулою (С6Н10О5)n.
Молекули целюлози мають лінійну будову, через це целюлоза легко утворює волокна.
Волокна , утворені водневим зв'язком , мають високу механічну міцність.
Через це целюлозу використовують у виробництві тканин.
Целюлоза – волокниста речовина, не розчиняється воді й в органічних розчинниках, але добре розчиняється в аміачному розчині купрум (ІІ) гідроксиду. З цього розчину кислоти осаджують целюлозу у вигляді волокон (гідратцелюлоза)
В будові макромолекул крохмалю і целюлози є відмінності:
Відмінності в будові молекул визначають відмінності у властивостях полімерів: �крохмаль – продукт харчування, целюлоза для цієї мети не придатна.
Целюлоза як і крохмаль не має альдегідної групи тому не дає реакції “срібного дзеркала”
Целюлозу використовують для виробництва хімічних волокон (штучного шовку), різних видів тканин і сортів паперу, пластмас, лаків тощо.
Використання целюлози
§
Григорович О.В. Хімія: підруч. для 9 класу загальноосвіт. навч.закл./ О.В. Григорович .̶ Харків: Вид-во «Ранок», 2017
Шаповалов С.А. Хімія. Довідник старшокласника та абітурієнта. Харків. Торсінг, 2005.
Данильченко В.Є Халімон Є.В. Хімія. Навчальний посібник. 8-9 класи – Харків.: Країна мрій, 2008. – 128с.