к какому классу углеводов относится глюкоза
Углеводы
Классификация
Моносахариды
В присутствии ионов металла, молекулы формальдегида соединяются, образуя различные углеводы, например, глюкозу.
Окисление глюкозы идет до глюконовой кислоты. Это можно осуществить с помощью реакций серебряного зеркала, с гидроксидом меди II.
Восстановление глюкозы возможно до шестиатомного спирта сорбита (глюцита), применяемого в пищевой промышленности в качестве сахарозаменителя. На вкус сорбит менее приятен, менее сладок, чем сахар.
В результате такой реакции образуется характерное голубое окрашивание раствора.
Возможны несколько вариантов брожения глюкозы: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое. Эти виды брожения имеют большое практическое значение и характерны для многих живых организмов, в частности бактерий.
Применяется фруктоза как сахарозаменитель. Она в 3 раза слаще глюкозы и в 1,5 раза слаще сахарозы.
Дисахариды
При их гидролизе получаются различные моносахариды.
Полисахариды
Из множества реакций, более всего мне хотелось бы выделить гидролиз крахмала. В результате образуется глюкоза.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Химия. 10 класс
Конспект урока
Урок № 10. Углеводы. Глюкоза. Олигосахариды. Сахароза
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению углеводов, особенностям их строения. Рассмотрено влияние функциональных групп на свойства углеводов. Даётся характеристика химических свойств глюкозы и сахарозы. Объяснена биологическая роль углеводов и области их применения.
Алкилирование – реакция образования простых эфиров в результате замещения атома водорода углеводородным радикалом в гидроксогруппе.
Ацилирование – реакция образования сложных эфиров в результате взаимодействия спиртов, в том числе многоатомных, с кислотами или кислотными ангидридами.
Брожение маслянокислое – превращение глюкозы под действием маслянокислых бактерий в масляную кислоту. Сопровождается выделением углекислого газа и водорода.
Брожение молочнокислое – превращение глюкозы под действием молочнокислых бактерий в молочную кислоту.
Брожение спиртовое – разложение глюкозы под действием дрожжей с образованием этилового спирта и углекислого газа.
Глюкоза – моносахарид состава С6Н12О6, состоящий из 6 атомов углерода, 5 гидроксильных групп и альдегидной группы. Может существовать как в виде линейной, так и циклической молекул. Вступает в реакции окисления, восстановления, ацилирования, алкилирования, подвергается молочнокислому, спиртовому, маслянокислому брожению.
Крахмал – полисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы.
Лактоза, или молочный сахар – дисахарид С12Н22О11, состоящий из остатков глюкозы и галактозы, подвергается гидролизу, может окисляться до сахариновых кислот.
Моносахариды – углеводы, не подвергающиеся гидролизу, состоят из 3–10 атомов углерода, могут образовывать циклические молекулы с одним циклом (глюкоза, фруктоза, рибоза).
Невосстанавливающие углеводы – углеводы, не содержащие альдегидной группы и не способные к реакциям восстановления (фруктоза, сахароза, крахмал).
Олигосахариды – углеводы, образующие при гидролизе от 2 до 10 молекул моносахаридов (сахароза, лактоза).
Полисахариды – углеводы, образующие при гидролизе от нескольких десятков до сотен тысяч молекул моносахаридов (целлюлоза, крахмал).
Рибоза— моносахарид, относится к пентозам. Линейная молекула содержит альдегидную группу. Образует пятичленный цикл. Входит в состав РНК.
Сахароза – дисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы и β-фруктозы. Относится к невосстанавливающим углеводам, так как не содержит альдегидную группу и не может восстанавливать гидроксид меди (II) до одновалентного оксида меди и серебро из аммиачного раствора гидроксида серебра. Является многоатомным спиртом. Подвергается гидролизу.
Углеводы – кислородсодержащие органические соединения, содержащие карбонильную и несколько гидроксильных групп.
Фруктоза – моносахарид состава С6Н12О6, относится к кетозам. Может существовать как в виде линейной молекулы, так и образовывать пятичленный цикл.
Целлюлоза – полисахарид, состоящий из остатков β-глюкозы.
Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.
1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.
2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.
Открытые электронные ресурсы:
ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ
Понятие об углеводах, их классификация
Углеводами называются кислородсодержащие органические соединения, содержащие карбонильную и несколько гидроксильных групп и обычно отвечающие общей формуле Сп(Н2О)т. К углеводам относятся глюкоза, фруктоза, рибоза, сахароза, лактоза, крахмал, целлюлоза и другие. Углеводы могут существовать как в виде линейных, так и циклических молекул. Углеводы, молекулы которых могут образовывать только один цикл, называют моносахаридами (глюкоза, фруктоза, рибоза). Если молекула углевода при гидролизе распадается на несколько (от двух до десяти моносахаридов), они называются олигосахаридами (сахароза, лактоза). Углеводы, образующие при гидролизе десятки, сотни и более моносахаридов, называются полисахаридами (крахмал, целлюлоза).
Для живых организмов наиболее важны пентоза и гексоза. Моносахариды с альдегидной группой называют альдозами (например, глюкоза), а содержащие кетогруппу – кетозами (например, фруктоза). Нумерация атомов углерода в альдозах начинается с атома альдегидной группы, а в кетозах – с крайнего атома, наиболее близкого к карбонильной группе.
Самым распространённым моносахаридом в природе является глюкоза. Она содержится в сладких ягодах и фруктах. Мёд также содержит много глюкозы.
Глюкоза относится к группе гексоз, так как содержит шесть атомов углерода. Молекулы глюкозы могут быть как линейными (D-глюкоза, альдоза), так и циклическими (α и β-глюкоза). Линейная молекула глюкозы содержит на конце альдегидную группу. Общей формулой С6Н12О6 можно обозначить как глюкозу, так и фруктозу.
Фруктоза относится к кетозам и образуется пятичленный цикл. Она является изомером глюкозы. Фруктоза, также, как и глюкоза, может существовать в виде линейных и циклических молекул, в зависимости от положения заместителей у второго атома углерода различают α- и β-фруктозу.
Глюкоза – бесцветное кристаллическое вещество. Она хорошо растворяется в воде, имеет сладкий вкус. Факт наличия в молекуле глюкозы альдегидной группы доказывает реакция «серебряного зеркала». С фруктозой эта реакция не идёт. Один моль глюкозы реагирует с пятью молями уксусной кислоты с образованием сложного эфира, что доказывает наличие в молекуле глюкозы пяти гидроксильных групп. Такая реакция называется ацилированием. Если к раствору глюкозы на холоде добавить растворы сульфата меди и щелочи, то вместо осадка образуется ярко-синее окрашивание. Эта реакция доказывает, что глюкоза – многоатомный спирт. Благодаря наличию в молекуле глюкозы альдегидной группы, она может не только вступать в реакцию «серебряного зеркала», но и восстанавливать гидроксид меди (II) до одновалентного оксида. Водород в присутствии никелевого катализатора восстанавливает глюкозу до сорбита – шестиатомного спирта. В реакциях с низшими спиртами в кислой среде или с йодистым метилом в щелочной среде гидроксильные группы участвуют в образовании простых эфиров – происходит реакция алкилирования.
Глюкоза, в зависимости от условий, вступает в реакции брожения с образованием различных продуктов. Под действием молочнокислых бактерий глюкоза превращается в молочную кислоту – этот процесс получил название «молочнокислое брожение». Он используется при изготовлении кисломолочных продуктов. В присутствии дрожжей глюкоза подвергается спиртовому брожению. Этот вид брожения используется при изготовлении алкогольных напитков, а также дрожжевого теста. В этом процессе, кроме спирта, образуется углекислый газ, который делает тесто пышным. Брожение глюкозы, в результате которого образуется масляная кислота, происходит под действием особых маслянокислых бактерий. Этот вид брожения применяют в производстве масляной кислоты, эфиры которой широко используют в парфюмерии. Но если маслянокислые бактерии попадут в пищевые продукты, они могут вызвать их гниение.
Одним из продуктов фотосинтеза, который идет с участием зеленых растений, является глюкоза. Для человека и животных глюкоза является основным источником энергии для осуществления обменных процессов. В организмах животных глюкоза накапливается в виде гликогена (полисахарида, образованного остатками глюкозы). В растениях глюкоза превращается в крахмал (полисахарид, состоящий из остатков α-глюкозы). Клеточные оболочки высших растений построены из целлюлозы (полисахарид, состоящий из остатков β-глюкозы).
В крови человека находится около 0,1% глюкозы. Этой концентрации достаточно для снабжения организма энергией. Но при заболевании, называемом «сахарный диабет», глюкоза не расщепляется, её концентрация в крови может достигать 12%, что приводит к серьёзным нарушениям в работе всего организма.
В лабораторных условиях глюкозу можно получить из формальдегида в присутствии гидроксида кальция. Впервые этот синтез осуществил Александр Михайлович Бутлеров в 1861 году. В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала под действием серной кислоты.
Самым распространенным дисахаридом является сахароза. В природе она в большом количестве находится в свёкле и в сахарном тростнике. Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы.
Сахароза – бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, в два раза слаще глюкозы. Температура плавления равна 160 о С. В результате реакции сахарозы с гидроксидом меди появляется ярко-синее окрашивание, что характерно для многоатомных спиртов, но при нагревании раствора красный осадок не образуется, что указывает на отсутствие альдегидной группы. В присутствии минеральных кислот при нагревании сахароза подвергается гидролизу, распадаясь на α-глюкозу и β-фруктозу. Если к суспензии известкового молока прилить раствор сахарозы, то осадок растворяется. Образуется растворимый в воде сахарат кальция. Эта реакция лежит в основе получения сахарозы из сахарной свеклы и сахарного тростника. Если через раствор сахарата кальция пропустить углекислый газ, то образуется осадок карбоната кальция и раствор сахарозы.
Сахарозу применяют в пищевой промышленности для изготовления кондитерских изделий, консервирования (джемы, варенья, компоты).
ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ
1. Расчет количества реагента, необходимого для реакции с глюкозой
Условие задачи: Для получения ацетоуксусного эфира глюкозы на 1 моль глюкозы необходимо 5 моль уксусной кислоты. Сколько граммов 35%-ного раствора уксусной кислоты требуется, чтобы полностью прореагировать с 10 г глюкозы, если выход продукта реакции равен 75%?
Ответ запишите в виде целого числа.
Шаг первый: найдём молярные массы глюкозы и уксусной кислоты.
М(СН3СООН) = 2·12 + 1·16 + 4·1 = 60 (г/моль).
Шаг второй: Найдём массу уксусной кислоты, которая вступает в реакцию с 10 г глюкозы. Для этого составим пропорцию:
180 г глюкозы реагирует с 5·60 г уксусной кислоты;
10 г глюкозы реагирует с х1 г уксусной кислоты.
(г).
Шаг третий: Найдём массу уксусной кислоты с учетом выхода продукта реакции. Для этого составим пропорцию:
16,7 г уксусной кислоты прореагирует с 75% глюкозы;
х2 г уксусной кислоты прореагирует со 100% глюкозы.
(г).
Шаг четвёртый: Найдём массу 35%-ного раствора уксусной кислоты, в котором содержится 22,2 г кислоты. Для этого составим пропорцию:
В 100 г раствора содержится 35 г кислоты;
в х3 г раствора содержится 22,2 г кислоты.
(г)
2. Расчёт количества энергии, полученной организмом при расщеплении глюкозы.
Условие задачи: В процессе расщепления 1 моль глюкозы в организме человека выделяется 200 кДж энергии. В сутки старшекласснику необходимо 12500 кДж энергии. Какой процент от суточной потребности в энергии восполнит ученик, съевший 200 г винограда, если содержание глюкозы в винограде составляет 30%? Ответ запишите с точностью до десятых долей.
Шаг первый: Найдём молярную массу глюкозы:
Шаг второй: Найдём массу глюкозы, которая содержится в 200 г винограда.
Для этого массу винограда умножим на 30% и разделим на 100%:
г.
Шаг третий: Найдём количество моль глюкозы, которое содержится в 60 г этого углевода.
Для этого массу глюкозы разделим на её молярную массу:
(моль).
Шаг четвёртый: Найдём количество энергии, которая выделится при расщеплении 0,33 моль глюкозы.
Для этого составим пропорцию:
При расщеплении 1 моль глюкозы выделяется 200 кДж энергии;
при расщеплении 0,33 моль глюкозы выделяется х1 кДж энергии.
(кДж).
Шаг пятый: Найдём, какой процент от суточной потребности составляет это количество энергии.
Для этого составим пропорцию:
12500 кДж составляет 100% суточной потребности;
66 кДж составляет х2% суточной потребности.
(%).
В каких продуктах содержатся углеводы?
Питание человека нельзя представить без углеводов. В список продуктов, содержащих углеводы, входят и фрукты, и овощи, и молоко, и сладости, и крупы, и макаронные изделия, и сахар. Но какие именно углеводы полезны для организма, а какие наносят вред? Объясняет член Национального общества диетологов Ольга Деккер.
Что такое углеводы? Какие функции выполняют?
Углеводы являются главным источником энергии в организме, органическим соединением для роста клеток и питанием для мозга. Углеводы преобразуются в глюкозу, в снабжении которой человеческий организм нуждается постоянно.
— являются источником энергии в организме;
— входят в состав клеток и тканей;
— определяют группу крови;
— входят в состав многих гормонов;
— оказывают тонизирующее действие на центральную нервную систему;
— выполняют защитную функцию в составе антител;
— играют роль запасного вещества в организме и другие.
— моносахариды (фруктоза или глюкоза — мгновенно усваиваются в организме);
— дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза — также быстро усваиваются);
— полисахариды (целлюлоза, клетчатка, крахмал — расщепляются в организме медленно).
В связи с этим углеводы делят на:
— простые (быстрые) — это те, которые моментально оказываются в крови и повышают уровень сахара.
— сложные (медленные) — те, которые усваиваются медленно, за счет чего организм получает необходимую энергию и успевает ее расходовать, не откладывая жир.
Именно сложные углеводы являются самыми полезными. К ним относятся клетчатка, пищевые волокна, гликоген, крахмал в чистом виде.
Таблица простых углеводов
Продукт
Количество углеводов на 100 г продукта
Глюкоза
Содержание
Физические свойства
Бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, растворимое в воде, растворимо в реактиве Швейцера: аммиачном растворе гидроксида меди — Cu(NH3)4(OH)2, в концентрированном растворе хлорида цинка и концентрированном растворе серной кислоты.
Строение молекулы
Глюкоза может существовать в виде циклов (α и β глюкозы).
Глюкоза — конечный продукт гидролиза большинства дисахаридов и полисахаридов.
Получение
В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала. В природе глюкоза образуется растениями в процессе фотосинтеза.
Химические свойства
Глюкоза может восстанавливаться в шестиатомный спирт (сорбит). глюкоза легко окисляется. Она восстанавливает серебро из аммиачного раствора оксида серебра и медь(II) до меди(I).
Проявляет восстановительные свойства. В частности, в реакции растворов сульфата меди с глюкозой и гидроксидом натрия. При нагревании эта смесь реагирует с обесцвечением (сульфат меди сине-голубой) и образованием красного осадка оксида меди(I).
Образует оксимы с гидроксиламином, озазоны с производными гидразина.
Легко алкилируется и ацилируется.
При окислении образует глюконовую кислоту, если воздействовать сильными окислителями на ее гликозиды, и гидролизовать полученный продукт можно получить глюкуроновую кислоту, при дальнейшем окислении образуется глюкаровая кислота.
Биологическая роль
Глюкоза — основной продукт фотосинтеза, образуется в цикле Кальвина.
В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Глюкоза участвует в образовании гликогена, питании тканей мозга, работающих мышц.
Применение
Глюкозу используют при интоксикации (например при пищевом отравлении или деятельности инфекции), вводят внутривенно струйно и капельно, так как она является универсальным антитоксическим средством. Также препараты на основе глюкозы и сама глюкоза используется эндокринологами при определении наличия и типа сахарного диабета у человека (в виде стресс теста на вывод повышенного количества глюкозы из организма)
Ссылки
 Углеводы | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Общие: | Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы | ||||||||||||||
| Геометрия | Аномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса | ||||||||||||||
| Моносахариды |
| ||||||||||||||
| Мультисахариды |
| ||||||||||||||
| Производные углеводов |
| ||||||||||||||
Полезное
Смотреть что такое «Глюкоза» в других словарях:
ГЛЮКОЗА — (лат., от греч. glykos сладкий). Сахар, находящийся в соке плодов. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ГЛЮКОЗА виноградный сахар. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф … Словарь иностранных слов русского языка
ГЛЮКОЗА — (син.: декстроза, виноградный сахар), СвН12Ов, принадлежит к группе гек соз (т. е. углеводов, имеющих 6 углеродных атомов в своей частице), именно к группе альдоз (см.), т. к. является альдегидом шестиатомного спирта сорбита. Г. оптически… … Большая медицинская энциклопедия
ГЛЮКОЗА — (от греч. glykys сладкий) (виноградный сахар) углевод из группы моносахаридов. Хорошо растворима в воде, имеет сладкий вкус. В значительных количествах содержится в плодах винограда, меде. Входит в состав сахарозы, лактозы; образует крахмал и… … Большой Энциклопедический словарь
ГЛЮКОЗА — (декстроза, С6Н12О6), бесцветный кристаллический сахар; в значительных количествах содержится в фруктах и меде. Не требует переваривания, а сразу всасывается в кровь. В организмах животных накапливается в резервный углерод ГЛИКОГЕН, а потом при… … Научно-технический энциклопедический словарь
ГЛЮКОЗА — виноградный сахар, один из иаиб. распространённых моносахаридов группы гексоз, важнейший источник энергии в живых клетках. Существует в двух осн. формах: а D глюкопиранозы и б D глюкопиранозы. Входит в состав разл. олигосахаридов (лактозы,… … Биологический энциклопедический словарь
ГЛЮКОЗА — Действующее вещество ›› Декстроза (Dextrose) Латинское название Glucose АТХ: ›› B05BA03 Углеводы Фармакологические группы: Детоксицирующие средства, включая антидоты ›› Средства для энтерального и парентерального питания ›› Другие метаболики ››… … Словарь медицинских препаратов
глюкоза — виноградный сахар, декстроза Словарь русских синонимов. глюкоза сущ., кол во синонимов: 8 • альдегидоспирт (3) • … Словарь синонимов
Глюкоза — Глюкоза: D глюкоза, полученная гидролизом крахмала с последующей очисткой, кристаллизацией, центрифугированием и сушкой. Источник: КРАХМАЛ И КРАХМАЛОПРОДУКТЫ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. ГОСТ Р 51953 2002 (утв. Постановлением Госстандарта РФ от… … Официальная терминология
глюкоза — ы, ж. glucose m. Углевод, содержащийся в растениях и животных организмах; виноградный сахар. БАС 2. Недавно, городское начальство в Бордо запретило ввоз в город какого отвратительного вещества, называемого картофельным сахаром (glucose). 1842.… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
глюкоза — D глюкоза, полученная гидролизом крахмала с последующей очисткой, кристаллизацией, центрифугированием и сушкой. [ГОСТ Р 51953 2002] Тематики крахмал и крахмалопродукты Обобщающие термины продукты переработки крахмалсодержащего сырья … Справочник технического переводчика