Цукор з тирси. Веселий хімічний досвід будинку

ЗАВАЖЛИВІ ДОСВІДИ БУДИНКУ
Довідник / Цікаві досліди / Досліди з хімії

Цукор з тирси. Хімічні експерименти

Цікаві досліди з хімії

Цікаві досліди вдома / Досліди з хімії для дітей

Свою назву вуглеводи отримали помилково. Сталося це у середині минулого століття. Тоді вважали, що молекула будь-якої цукристої речовини відповідає формулі С_m(N₂В)_n. Всі відомі тоді вуглеводи підходили під цю мірку і формулу глюкози С₆Н₁₂О₆ писали як С₆(N₂В)₆.

Але пізніше були відкриті і такі цукри, які виявилися винятком із правила. Так, явний представник вуглеводів рамнозу (вона теж дає реакцію Моліша) має формулу С₆Н₁₂О₅. І хоча неточність у назві цілого класу сполук була очевидною, термін "вуглеводи" став настільки звичним, що його стали змінювати. Втім, у наші дні багато хіміків воліють іншу назву - "цукор".

Один із цукрів ми спробуємо отримати з тирси гідролізом, тобто розкладанням водою. Це дуже поширений хімічний процес. Тирса та інші деревні відходи містять вуглевод клітковину (целюлозу). З неї на гідролізних заводах готують глюкозу, яку можна використовувати потім по-різному; найчастіше її зброджують, перетворюючи на спирт, вихідний продукт для багатьох хімічних синтезів. Велика і самостійна галузь хімічної промисловості зветься гідролізної промисловості.

Перш ніж відтворити процес гідролізу деревини, спробуємо зрозуміти, в чому його суть, а для цього зручніше буде почати не з тирси, а з огірків і лучинок.

Вимийте свіжий огірок, натріть його на тертці та вичавіть сік. Сік можна фільтрувати, але це не обов'язково.

Приготуйте в пробірці гідроксид міді Су(ОН)₂. Для цього додайте 2-3 краплі розчину мідного купоросу до 0,5-1 мл розчину їдкого натру. До отриманого осаду додайте рівний обсяг соку огіркового і струсіть пробірку. Осад розчиниться, вийде синій розчин. Така реакція й у багатоатомних спиртів, т. е. для спиртів, які містять кілька гидроксильных груп.

Тепер нагрійте до кипіння (або поставте в киплячу воду) пробірку із отриманим синім розчином. Він спочатку пожовкне, потім стане помаранчевим, а після охолодження випаде червоний осад оксиду міді Cu₂O. Ця реакція характерна іншого класу органічних сполук - для альдегідів. Значить, в огірковому соку є речовина, що є альдегідом і спиртом одночасно. Ця речовина і є глюкоза, яка за будовою є альдегідоспіртом. Завдяки їй у огірка солодкуватий смак.

Ви, напевно, здогадуєтеся, що цей досвід зовсім не обов'язково ставити саме з огірковим соком, Він добре виходить і з іншими солодкими соками - виноградним, морквяним, яблучним, грушевим, Можна взяти для досвіду і туалетну огіркову воду, яка продається в парфумерних магазинах. І, звісно, просто таблетки глюкози.

Тепер другий попередній досвід; оцукрювання лучинки.

Приготуйте розчин сірчаної кислоти: до одного об'єму води прилийте один об'єм концентрованої сірчаної кислоти (у жодному разі не лити воду в кислоту!). У пробірку з розчином опустіть скіпку і нагрійте розчин до кипіння. Лучинка при цьому обсмикнеться, але досвіду це не завадить.

Після нагрівання вийміть лучинку, опустіть її в іншу пробірку з 1-2 мл води і прокип'ятіть. В обох пробірках тепер є глюкоза. Перевірити це можна, додавши до розчинів дві-три краплі мідного купоросу, а потім їдкий натр - з'явиться знайоме синє забарвлення. Якщо ж цей розчин прокип'ятити, випаде, як ми очікували, червоний осад оксиду міді Cu₂O. Отже, глюкоза виявлена.

Те, що наша скіпка осахарилася, і є результат гідролізу целюлози (а на її частку в деревині припадає близько 50%). Як і при гідролізі крохмалю, сірчана кислота в цьому процесі не витрачається, вона відіграє роль каталізатора.

Нарешті, ми підійшли до основного досвіду, який був обіцяний у назві: отримання цукру з тирси.

У фарфорову чашку насипте 2-3 столові ложки тирси і змочіть їх водою. Додайте ще трохи води та рівну кількість раніше приготовленого розчину сірчаної кислоти (1:1), рідку кашку добре перемішайте. Закрийте кришкою і поставте в духовку газової плити (або російську піч) приблизно на годину, можна трохи менше.

Потім вийміть чашку, долийте догори води і перемішайте. Відфільтруйте розчин і нейтралізуйте фільтрат, додаючи до нього товчену крейду або вапняну воду доти, доки не припиниться виділення бульбашок вуглекислого газу. Про закінчення нейтралізації можна також судити, відчуваючи рідину лакмусовим папірцем або одним із саморобних індикаторів. Не треба капати індикатор у реакційну масу. Слід взяти пробу, буквально 2-3 краплі, і помістити її на скляну пластинку або маленьку пробірку.

Вміст чашки злийте в молочну пляшку, збовтайте рідину та дайте постояти кілька годин. Сульфат кальцію, що утворився при нейтралізації кислоти, осяде на дно, а згори залишиться розчин глюкози. Обережно злийте його в чисту чашку (краще скляну паличку) і відфільтруйте.

Залишилася остання операція – випарювання води на водяній бані. Після неї дні залишаються світло-жовті кристали глюкози. Їх можна спробувати на смак, але й лише – продукт недостатньо чистий.

Отже, ми виконали чотири операції: варіння тирси з розчином сірчаної кислоти, нейтралізацію кислоти, фільтрування та випарювання. Саме так і отримують глюкозу на гідролізних заводах, тільки, звичайно, не у фарфорових чашках.

І ще один промисловий процес ми можемо відтворити без особливих труднощів: перетворимо один цукор на два інші.

При тривалому зберіганні домашнє варення часто зацукровується. Це тому, що цукор кристалізується з сиропу. З варенням же, яке продається в магазині, таке лихо трапляється набагато рідше. Справа в тому, що на консервних заводах, крім бурякового або очеретяного цукру сахарози C₁₂H₂₂O₁₁, використовують інші цукристі речовини, наприклад інвертний цукор. Що таке інверсія цукру і до чого вона призводить, ви дізнаєтесь з наступного досвіду.

Налийте в пробірку або склянку 10-20 г слабкого цукрового розчину і додайте кілька крапель розведеної соляної кислоти. Після цього нагрівайте розчин на киплячій водяній бані хвилин десять-п'ятнадцять, а потім нейтралізуйте кислоту, найкраще карбонатом магнію MgCO₃. В аптеках продають так звану білу магнезію, речовину дещо складнішого складу; вона теж годиться. У крайньому випадку можна взяти й питну соду NaHCO₃, Але тоді в розчині залишиться кухонна сіль, яка з цукром якось не гармоніює.

Коли припиниться виділення бульбашок діоксиду вуглецю, дайте рідині відстоятися. Про всяк випадок перевірте індикатором, чи повністю нейтралізувалася кислота. Злийте рідину, що відстоялася, і спробуйте її на смак: вона здасться вам менш солодкою, ніж вихідний розчин (для порівняння залиште трохи початкового розчину цукру).

У готовому розчині практично не залишилося сахарози, зате з'явилися дві нові речовини - глюкоза та фруктоза. Цей процес і називається інверсією цукру, а отримана суміш – інвертним цукром.

І ось що цікаво: зовні реакцію нічим не виявити. І колір, і обсяг, і реакція середовища залишаються незмінними. Чи не виділяються ні гази, ні опади. Проте реакція йде, тільки для її виявлення потрібні оптичні прилади. Сахара - оптично активні речовини: промінь поляризованого світла, проходячи через їх розчин, змінює напрямок поляризації. Говорять, що цукру обертають площину поляризації, причому в той чи інший бік, і на певний кут. Так ось, сахароза обертає площину поляризації вправо, а глюкоза та фруктоза, продукти її гідролізу – вліво. Звідси і слово "інверсія" (латиною "перевертання").

Але оскільки оптичних приладів у нашому розпорядженні немає, спробуємо переконатися хімічним шляхом у тому, що взятий цукор і справді зазнав змін. До вихідного та отриманого розчинів цукрів додайте кілька крапель розчину метиленового синього (можна взяти синє чорнило для авторучок) і трохи слабкого розчину будь-якого лугу. Нагрійте досліджувані розчини на водяній бані. У пробірці зі звичайним цукром жодних змін не відбудеться, а ось вміст пробірки з цукром інвертним стане майже безбарвним.

Інвертний цукор набагато менше, ніж звичайний, схильний до кристалізації. Якщо обережно випарувати на водяній бані його розчин, то вийде густий сироп, що зовні трохи нагадує мед. Після охолодження він кристалізується.

До речі, улюблений усіма бджолиний мед на три чверті складається з тих же вуглеводів, що й інвертний цукор - з глюкози та фруктози. Штучний мед роблять на основі інвертного цукру. Звичайно, наш сироп від меду відрізняється, і значно – головним чином, відсутністю запаху. Але якщо до нього додати трохи натурального меду, цей недолік можна частково усунути.

Але чому б не наготувати вдома більше сиропу, що не кристалізується, щоб варити на ньому варення? На жаль, повне його очищення від сторонніх речовин скрутне, і немає гарантії, що її вдасться довести до кінця. Принаймні ризикувати не варто.

Автор: Ольгін О.М.

Рекомендуємо цікаві досліди з фізики:

▪ Заряджена електрикою сковорода

▪ Фокуси з ширмою-невидимкою

▪ Перехитрим дзеркало

Рекомендуємо цікаві досліди з хімії:

▪ У слині не лише амілаза

▪ Приготування вапняної води

▪ Електрика очищує брудну воду

Дивіться інші статті розділу Цікаві досліди вдома.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Основний фактор ризику ігроманії 07.05.2024

Комп'ютерні ігри стають все більш популярним видом розваг серед підлітків, але супутній ризик ігрової залежності залишається значною проблемою. Американські вчені провели дослідження, щоб визначити основні фактори, що сприяють виникненню цієї залежності, та запропонувати рекомендації щодо її запобігання. Протягом шести років 385 підлітків були піддані спостереженню, щоб з'ясувати, які фактори можуть привертати до ігрової залежності. Результати показали, що 90% учасників дослідження не схильні до ризику залежності, у той час як 10% стали ігроманами. Виявилося, що ключовим фактором у появі ігрової залежності є низький рівень соціальної поведінки. Підлітки з низьким рівнем просоціальної поведінки не виявляють інтересу до допомоги та підтримки оточуючих, що може призвести до втрати контакту з реальним світом та поглиблення залежності від віртуальної реальності, запропонованої комп'ютерними іграми. На основі цих результатів вчені ...>>

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Випадкова новина з Архіву

Найтонший 15,6" ультрабук від NEC 19.12.2012

Компанія NEC з неприхованою гордістю заявила про те, що її новинка під назвою LaVie X (код LX850/JS) є на сьогоднішній день найтоншим ультрабуком, обладнаним 15,6-дюймовим IPS-екраном з Full HD-роздільною здатністю 1920 x 1080 пікселів і світлодіодів. підсвічуванням.

Модель укладена в корпус із габаритами 375 x 255 x 12,8 мм і важить 1,59 кг. Вона побудована на процесорі Intel Core i7-3517U та керується операційною системою Windows 8.

Ще в арсеналі комп'ютера є: 4 Гб оперативної пам'яті; Твердотільний накопичувач об'ємом 256 Гбайт;
Адаптер бездротових мереж Wi-Fi 802.11b/g/n; Модуль Bluetooth 4.0+HS; 2-мегапіксельна веб-камера; Слот для підключення карток пам'яті стандартів SD/SDHC/SDXC; Два роз'єми USB 3.0 та порт HDMI.

Інші цікаві новини:

▪ Ефективність фізичних вправ залежить від часу доби

▪ Перші гонки на молекулярних машинах

▪ Електрика поводиться як вода

▪ У кросівках та босоніж

▪ Паровий дизельний двигун

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Підсилювачі потужності. Добірка статей

▪ стаття Методи оцінки тяжкості праці. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Чому в літаку алкоголь подають меншими дозами, ніж на землі? Детальна відповідь

▪ стаття Удо. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Автомобільна радіостанція діапазону 144-146 МГц. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Регулятор потужності для активно-індуктивного навантаження до 15 кВт. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт