Уравнение реакции сахарозы с концентрированной серной кислотой

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6de402b74a235ab2 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Уравнение реакции сахарозы с концентрированной серной кислотой

Концентрированная серная кислота — сильный водоотнимающий агент. Она способна не просто поглощать воду и ее пары, но и отнимать у веществ т.н. конституционную воду, которая «содержится» в них в виде изолированных групп -Н и -ОН. Например, при нагревании этилового спирта с серной кислотой в мягких условиях образуется диэтиловый эфир:

При более высокой температуре образуется этилен:

Углеводы серная кислота способна обугливать уже при комнатной температуре — на этом основан красивый опыт «Серная кислота обугливает сахар». Приведем описание из практикума Рипан Р. Четяну И. Руководство к практическим работам по неорганической химии (1965) [ссылка]

При смешивании стеклянной палочкой 30 г сахарного песку, слегка смоченного водой, с 30 мл концентрированной серной кислоты бурно протекает реакция обугливания сахара. Опыт проводят в химическом стакане емкостью 250-300 мл, помещенном в сосуд с песком или водой.

Дегидратация глюкозы и сахарозы в этом случае протекает по уравнению

Благодаря выделяющимся при реакции парам воды обугливающаяся масса вспучивается наподобие черной пены.

В стакан на 300 мл я поместил 30 г сахара, который предварительно растер в ступке (до состояния сахарной пудры). Предварительно увлажнять сахар не стал. В цилиндр налил 30 мл серной кислоты (согласно приведенному выше описанию) и начал добавлять кислоту в стакан с сахаром, перемешивая содержимое стеклянной палочкой. Однако когда я добавил 20 мл кислоты, масса стала достаточно жидкой на вид, и я решил, что кислоты хватит.

Содержимое стакана стало сначала желтым, затем бурым и, наконец, черным. Примерно через две минуты началась бурная реакция. Масса стала вспучиваться и подниматься вверх. Активно выделялся белый пар. Запахло аэрозолем серной кислоты, сернистым газом и, как утверждает мой коллега, муравьиной кислотой. Параллельно с дегидратацией (обезвоживанием) сахара происходит окисление угля и сахара — этим и объясняется образование сернистого газа (и, возможно, муравьиной кислоты).

Несмотря на бурную реакцию, черная масса так и не достигла краев стакана — сахара явно было мало.

Во втором эксперименте я взял 60 г растертого сахара (водой не смачивал) и 30 мл серной кислоты. В этот раз до начала бурной реакции прошло примерно две с половиной минуты. Черная масса вышла за пределы стакана, хотя под конец она росла довольно медленно. После прекращения реакции обугленную массу удалось в целости вынуть из стакана.

Третий эксперимент провел не в стакане, а в мерном цилиндре на 100 мл. Взял 50 г растертого сахара и 25 мл концентрированной серной кислоты. Опыт прошел аналогично, но менее эффектно. Разница заключалась в том, что когда черная масса достигла верха цилиндра, она оставалась еще жидкой и частично стекла вниз.

Обугливание сахара концентрированной серной кислотой

Возможно, для ускорения начала реакции сахарный песок все-таки целесообразно увлажнить водой (при контакте воды с серной кислотой произойдет разогрев, что ускорит обугливание сахара), но добавить в смесь воду у меня рука не поднялась.

Уже после опытов в другой книге — О.І. Астахов Цікаві роботи з хімії (Занимательные работы по химии) [ссылка] я увидел описание, в котором рекомендуют брать количества веществ, близкие к тем, что я использовал (и опять же сахар рекомендуют увлажнять):

Капризное обугливание сахара
Насыпьте 40 г растертого в мелкий порошок сахара в химический стакан емкостью 100 мл. Смешайте сахар с 3-4 мл воды. Добавьте к полученной массе 20-25 мл концентрированной серной кислоты (d=1.84) и снова хорошо перемешайте массу стеклянной палочкой. Палочку не вынимайте. Через несколько минут температура смеси повышается, смесь потемнеет и образуется пушистая масса, которая «вырастает» из стаканчика. Это — пористый уголь.

Его образование объясняется дегидратацией сахара серной кислотой

Кроме того, происходит восстановление концентрированной серной кислоты углем:

Если у вас нет концентрированной серной кислоты, для этого опыта вполне подойдет упаренный электролит для свинцовых аккумуляторов. Он представляет собой разбавленный раствор серной кислоты. Электролит упаривают до прекращения активного кипения и начала образования густых белых паров. Делать эту процедуру можно под хорошей тягой или на улице, но, ни в коем случае не в жилой квартире. Аэрозоль серной кислоты вдыхать недопустимо.

Кстати, в свое время я пробовал добавлять к сахару еще горячую серную кислоту (которая не успела остыть после упаривания) — реакция начиналась быстро, без зазора в несколько минут, но работая с горячей кислотой нужно быть крайне осторожным.

Попутно отмечу, что если вам на одежду или обувь попадет разбавленная серная кислота (например, тот же электролит), в большинстве случаев дырки сразу не будет, но со временем часть воды испарится и на вашей одежде (обуви) начнут расти дырки — все больших размеров. Я в таких случаях смачивал место попадания кислоты ваткой с аммиаком — это останавливало рост дырок (или даже предотвращало их образование), но аммиак может оказаться далеко не безразличным к некоторым красителям, которыми окрашивают ткани.

Обугливание сахара концентрированной серной кислотой

При перемешивании стеклянной палочкой 30 г сахарного песка, слегка смоченного водой, с 30 мл концентрированной серной кислоты бурно протекает реакция обугливания сахара. Опыт проводят в химическом стакане емкостью 250—300 мл, помещенном в сосуд с песком или водой. Дегидратация глюкозы и сахарозы в этом случае протекает по уравнению:

Благодаря выделяющимся при реакции парам воды обугливающаяся масса вспучивается наподобие черной пены.

Если у вас нет концентрированной серной кислоты, ее можно получить осторожным упариванием разбавленой кислоты при хорошей тяге (не делайте это в квартире!).

Для этой цели разведенную серную кислоту (электролит для свинцовых аккумуляторов) нагревают на песочной бане до появления белых паров. При этом кислота преобретает темную окраску в результате обугливания примесей органических веществ. Нашему опыту это практически не мешает. В процессе нагревания кипение жидкости не желательно, поскольку в этом случае возможно разбрызгивание. Помните, что вдыхание паров и аэрозоля H₂SO₄ опасно для здоровья.

Гидролиз сахарозы — уравнение реакции, формула и свойства

Сахароза — природный углевод, являющийся химическим органическим соединением. Его относят к дисахаридам, так как в его структуре содержится два моносахаридных звена: остатки молекул глюкозы и фруктозы, соединенных через гидроксильную группу. В быту сахарозу называют тростниковым (иногда свекловичным) сахаром.

Общие свойства

Внешне сахароза выглядит как бесцветные мелкие кристаллы. Ее физические свойства:

в воде, этаноле растворима, однако практически не растворяется в метаноле и диэтиловом эфире;
температура плавления равна 186 градусов по Цельсию. При застывании расплавленной массы получается аморфное прозрачное вещество, называемое карамелью;
в природе находится в овощах, фруктах и ягодах.

Получение сахарозы

Получение — довольно сложный и тонкий процесс. Для этого сахарный тростник или свеклу измельчают до мелких опилок и переносят в громадные диффузоры.

В них происходит процесс вымывания сахарозы под действием горячей воды.

Так как совместно с С12Н22О11 в раствор попадают примеси, для отделения данных продуктов через раствор пропускают гидроксид кальция Ca (OH2). После такой процедуры происходит образование почти нерастворимых солей, выпадающих в осадок (CaCO3), и растворимого сахарата кальция С12Н22О11*СаО*2Н2О.

Следующим шагом углекислый газ (СО2) добавляют к получившемуся раствору с целью разделения сахарата кальция.

В результате в осадок выпадает карбонат кальция, который отфильтровывается, а оставшийся раствор выпаривают в специальных вакуумных аппаратах. Далее образующиеся кристаллики разделяются при помощи центрифуги. Оставшийся раствор называется меласса. Он широко применяется для получения лимонной кислоты.

Полученная сахароза подвергается дополнительным очисткам, кристаллизации и упариванию.

Сферы применения

Сахароза применяется во многих областях:

В основном — как самостоятельный продукт в кулинарии, при изготовлении кондитерских изделий, соусов, алкоголя и других различных блюд. В высоких концентрациях применяется как ферментативный элемент-консервант.

Широко применяется в химической промышленности. С ее помощью получают многие вещества: глицерин, этанол, лимонную кислоту и другое.

В фармакологии используется для лекарств и таблеток.

Для человека сахароза является важным энергетическим компонентом, обеспечивающим энергией и стимулирующим работу мозга. Однако как недостаток, так и ее избыток очень вреден. При недостатке возникает слабость, головокружение, падает работоспособность и внимание. А избыток, как и избыток полисахаридов и крахмала, может вызвать ожирение, высокий риск развития диабета и кариеса. Следует приводить потребление сахаров в равновесие.

Химические свойства

Формула — C12H22O11. Она не проявляет восстановительных свойств, а реакции идут обычно по гидроксильным группам:

Взаимодействие с двухвалентным гидроксидом меди Cu (OH)2. Данная реакция доказывает наличие гидроксильной группы в молекуле сахарозы. Если гидроксид меди (||) налить к раствору сахарозы, то получается раствор сахарата меди, имеющий яркий голубоватый цвет. Такая реакция является качественной для многоатомных спиртов.

Окисления. Все дисахариды делятся на восстанавливающиеся и невосстанавливающиеся. Можно легко определить, какой это дисахарид. К восстанавливающимся относятся мальтоза плюс лактоза, а к невосстанавливающимся — сахароза. Это зависит от наличия полуацетального (гликозидного) гидроксила. В молекуле сахарозы он отсутствует.

Взаимодействие с серной кислотой. Схема реакции с серной кислотой выглядит следующим образом: 2С 12 Н 22 О 11 +2H 2 SO 4 = 23С↓+CO 2 ↑+2SO 2 ↑ +24Н 2 О

Гидролиз дисахаридов — химическая реакция, при которой вода вступает в реакцию с другими веществами.

Для дисахаридов характерна данная реакция (среда должна быть кислой либо необходимо присутствие фермента) с образованием моносахаридов, то есть происходит диссоциация. Чтобы гидролизоваться, нужна кислота.

Гидролизация происходит при высокой температуре и в присутствии ионов водорода. В результате она расщепляется до молекулы глюкозы и молекулы фруктозы.

Уравнение реакции гидролиза сахарозы можно написать следующим образом: C12H22O11+H2O=C6H12O6 (глюкоза)+C6H12O6 (фруктоза).

Из моносахаридов можно получить дисахариды обратной реакцией. А также в живых существах данная реакция происходит при участии различных ферментов. Скорость протекания реакции зависит от количества С12Н22О11 в растворе.

источники:

http://chemistry-chemists.com/N4_2013/ChemistryAndChemists_4_2013-P12-1.html

http://kupuk.net/uroki/himiya/gidroliz-saharozy-yravnenie-reakcii-formyla-i-svoistva/