Реферат

з хімії

на тему:” Вуглеводи”

Виконав:

студент Ι курсу

групи 103 ПР

Київського технікуму

електронних приладив

Петренко В’ячеслав

Вуглеводи

До вуглеводів належать сахароза і речовини ,які перетворюються в них в процесі гідролізу. Вуглеводи-продукти рослинного і тваринного походження. Поряд з білками і жирами, вони е важливою складовою частиною в харчуванні людини і тварини, багато із них використовується, як технічна продукція. Вуглеводи поділяють на моносахариди, дисахариди і полісахариди.

Моносахариди-прості вуглеводи, вони не піддаються гідролізу-не розщеплюються водою на більш прості вуглеводи.

Глюкоза і виноградний сахар,С6Н12О6-важливий із моносахаридів;білі кристали солодкі на смак, легко розчиняються у воді. Знаходяться в соку винограду, в багатьох фруктах, а також у крові тварин і людей. М’язова робота виконується головним чином за рахунок енергії, яка виділяється при окисленні глюкози. Глюкоза отримується при гідролізі полісахаридів крохмалю і целюлози (під дією ферментів або мінеральних кислот). Використовується як засіб посиленого харчування ,або як лікарська речовина, при обробці тканини.

Фруктоза, чи плодовий цукор, С6Н12О6-моносахарид, супутник глюкози в багатьох плодах і ягідних соках ;значно солодше глюкози; в купі з ним входить до складу меду. Представляє собою шестиатомний кето спирт .В формулах фруктоз і глюкози показано характерне для цих моносахаридів відносне просторове положення атомів Н і групи ОН які входять у вуглеводний ланцюжок .

Моносахариди ,як альдегіди чи кето спирти являються зв’язками зі змішаними функціями;природа їх ускладнена властивістю внутрішньо молекулярних взаємодій спиртових гідроксильних груп з альдегідної чи кетонової карбонільної групи. Завдяки цьому моносахариди існують і вступають в реакцію не тільки у відкритій ланцюговій формі, але й в циклічних формах. Вуглеводний ланцюжок моносахариду, наприклад глюкози, може приймати конформацію, при цьому 1-й С-атом, несучий карбонільну групу, зближується із спиртовою групою при 5-м С-атомі;атом Н із групи ОН переміщується до карбонільного кисню, а кисень при 5-м С-атомі з’єднується з 1-м (карбонільним) С-атомом . В наслідок замикається шестичленне, зміст атомів кисню, кільце. Так утворюються дві циклічні А і В-форми глюкози відрізняючись просторовим роз положенням атомів Н і групи ОН при 1-му (циклі він стає асиметричним) С-атомі.

У формулах циклічних форм показано, що можливий зворотній перехід атому Н з групи ОН при першому С-атомі до кисню кільця. Останнє при цьому розкривається і утворюється ланцюгова форма.

Природна кристалічна глюкоза (виноградний цукор) представляє собою циклічну альфа-формулу. При розчиненні в воді вона переходить в ланцюгову, а через неї в бета-форму; при цьому установлюється динамічна рівновага між усіма формами. Бета-форма також може бути виділена в кристалічному вигляді; в водному розчині вона утворює рівноважну систему, яка має всі форми. Ланцюгова форма існує лише в розчинах, причому в дуже невеликій кількості, а в вільному вигляді не виділена.

Ізомерні форми сполук, які здатні переходити один в одного називають таутомерними формами ,чи таутомерами. А саме існують їх явища таутомерії. Вона дуже розповсюджена серед органічних сполук.

Дисахариди – вуглеводи, які при нагріванні з водою в присутності мінеральних кислот чи під дією ферментів піддаються гідролізу, розкладаються на дві молекули моносахаридів.

Буряковий та очеретяний, цукор (сахароза), С12 Н22 О11 – важливіший із дисахаридів. Добувається із цукрового буряку (в ньому знаходиться до 28% сахарози від сухої речовини) чи із цукрового очерету; знаходиться в соку берези, клену і деяких фруктах. Сахароза – цінніший харчовий продукт. При гідролізі він розпадається з утворенням молекули глюкози і молекули фруктози.

Полісахариди – це вуглеводи, які багато в чому відрізняються від моносахаридів і дисахаридів і не мають солодкого смаку, і майже не розчинні в воді. Вони представляють собою складні високомолекулярні сполуки, які під каталітичним впливом кислот чи ферментів піддаються гідролізу з утворенням більш простих полісахаридів, потім дисахаридів, і в кінці кінців багато (сотні і тисячі) молекул моносахаридів. Важливіший представник полісахаридів – крохмаль і целюлоза. Їх молекули побудовані із ланок –С6 Н10 О5-, є залишками шестичленних циклічних форм молекул глюкози, загубивших молекулу води, тому склад крохмалю і целюлози виражається однією формулою (С6 Н10 О5). Різниця тільки в властивостях цих полісахаридів обумовлена просторовою ізомерією утворюючих їх моносахаридних молекул: крохмаль побудований із ланок α-, а целюлоза – β-форми глюкози.

Крохмаль (С6 Н10 О5) білий під мікроскопом зернистий порошок, нерозчинний в холодній воді, в гарячій воді набухає, утворює колоїдний розчин (крохмальний клейстер); з розчином йоду дає синє забарвлення. Молекула крохмалю неоднорідна за розмірами. Крохмаль утворюється в результаті фотосинтезу в листі рослин, відкладається „про запас” в клубнях, кореневищах, зернах. В шлунковому тракті людини і тварини крохмаль піддається гідролізу і перетворюється в глюкозу, яка засвоюється організмом.

В техніці перетворення крохмалю в глюкозу (процес оцукрювання) відбувається шляхом кипіння його впродовж декількох годин із розбавленням сірчаної кислоти (каталітичний вплив сірчаної кислоти на оцукрювання крохмалю було винайдено в 1811 р. російським вченим К.С. Кирхгофом). Щоб з утвореного розчину вилучити сірчану кислоту до нього добавляють крейду, утворюючи з сірчаної кислоти нерозчинений сульфат кальцію. Останній відфільтровують і речовину упарюють. Утворюється густа солодка маса – крохмальна патока, маюча крім глюкози значну кількість інших продуктів гідролізу крохмалю. Патока використовується для приготування кондитерських виробів і для різноманітних технічних цілей. Якщо потрібно отримати чисту глюкозу, то кип’ятіння крохмалю ведуть довше , ніж досягається більш повне перетворення його на глюкозу. Отримання після нейтралізації і фільтрування розчин згущають, поки з нього не почнуть випадати кристали глюкози. При нагріванні сухого крохмалю до 200-250°С відбувається часткове розкладання його і отримується суміш менш складних ніж крохмаль, полісахариди називаються декстрином. Декстрин використовується для оздоблення тканин і приготування клею. Перетворення крохмалю в декстрин пояснюється утворенням підсмаженої корки на випеченому хлібі, а також блиск накрохмаленої білизни.

Целюлоза чи клітковина, (С6 Н10 О5) волокнистої речовини, головна складова частина оболонки рослинних клітин. Величина Х в молекулах целюлози завжди складає приблизно 3000, але може досягати від 6000 до 12000. Найбільш чиста природна целюлоза – бавовняне волокно – складає 85-90 % целюлози. В деревині хвойних дерев целюлози знаходиться приблизно 50 % (в склад деревини поряд з целюлозою входять її супутники, серед них важливішим являється лігнин – природний полімер, побудований із декількох ароматичних киснево вміщуючих сполук ряду бензолу, і геміцелюлози – споріднені целюлози полісахариди).

Значення целюлози дуже велике, достатньо вказати, що велика кількість бавовняного волокна йде на виробництво бавовняно-паперових тканин. З целюлози виробляють бум агу і картон, а шляхом хімічної переробки – цілий ряд різноманітних продуктів: штучне волокно, пластичні маси, лаки, бездимний порошок, етиловий спирт.

Целюлоза не розчиняється в воді і діетиловому ефірі і етиловому спирті. Вона не розчеплюється під дією розбавлених кислот, стійка до дії лугів і слабких окисників.

При обробзі на холоді концентрованою сірчаною кислотою целюлоза розчиняється в ній, утворюючи в’язкий розчин. Якщо цей розчин вилити в надлишок води, виділяється білий пластевидний продукт, так званий амілоїд, що являє собою частково гідралізовану целюлозу. Він схожий з крохмалем по реакції з йодом (синє забарвлення; целюлоза не дає цієї реакції). Якщо не проклеєну бум агу опустити на короткий час в концентровану сірчану кислоту і потім терміново промити, то амілоїд, що утвориться, склеїть волокна бумаги, роблячи її більш щільною та міцною. Так виготовлюється пергаментна бум ага.