Kimya, Üzvi kimya

Karbohidratlar: qlükozadan sellülozaya

Karbohidratları növlərinə ayırmağı, reaksiyalarını tanımağı və fotosintez, qıcqırma, hidroliz üzrə kütlə və qaz həcmini hesablamağı öyrənəcəksən.

Oxumaq 4 dəqiqə çəkir

Süni intellektlə hazırlanmış şəkil: taxta masada boşqabda bir dilim çörək və yanında bir neçə pambıq qozası.

Bir tikə çörəyi uzun müddət çeynə. Bir azdan dilində yüngül şirinlik hiss edəcəksən. Səbəb ağız suyundakı fermentdir: o, çörəkdəki nişastanı daha kiçik, şirin dadlı şəkərlərə parçalamağa başlayır.

İndi bir parça pambığa bax. Pambıq demək olar ki, təmiz sellülozadır və onun formulu nişastanınkı ilə eynidir: $(\ce{C6H10O5})_n$ . Amma pambığı nə qədər çeynəsən də, ağzında şirinləşməz: ağız suyundakı ferment sellülozanı parçalamır, insan orqanizmi isə onu ümumiyyətlə həzm edə bilmir.

Formul eyni olsa da, bu iki maddə tamam başqa cür davranır. Bütün fərq qlükoza qalıqlarının necə birləşməsindədir. Bu mövzu həm bu fərqi, həm də karbohidratlarla bağlı hesabları aydınlaşdırır.

Niyə lazımdır

Karbohidratlar hər yerdədir: xəmirin qabarması da, qatığın turşuması da qıcqırmadır, DNT və RNT-nin tərkibində isə pentozalar var. Bu mövzunu bilən adam mətbəxdə baş verənləri də kimya dili ilə izah edə bilir.

İmtahanda bu mövzunun xoş tərəfi var: hesabların demək olar ki, hamısı bir neçə molyar kütləyə söykənir. Qlükoza 180, saxaroza 342, nişasta və sellüloza halqası 162 q/mol. Bunları yadda saxlasan, qalanı tənlikdəki əmsalları düzgün oxumaqdır.

İmtahan bu mövzuda nə soruşur?

Karbohidratları sinifləndirmək, quruluşdan funksional qrupları saymaq, reaksiyanın məhsulunu müəyyənləşdirmək tələb olunur. Fotosintez, qıcqırma, hidroliz və yanma üzrə kütlə, maddə miqdarı və qaz həcmi hesablayırsan.

Qayda

Monosaxaridlər hidrolizlə daha sadə karbohidratlara parçalanmır. Qlükoza və fruktoza heksozalardır: $\ce{C6H12O6}$ . Açıq zəncirdə hərəsinin beş hidroksili var; qlükozada əlavə olaraq aldehid, fruktozada keton qrupu yerləşir.
Pentozalar beş karbonludur. Riboza $\ce{C5H10O5}$ RNT-nin, dezoksiriboza $\ce{C5H10O4}$ DNT-nin tərkibindədir. Açıq zəncirdə müvafiq olaraq dörd və üç hidroksil, hərəsində bir aldehid qrupu olur.
Qlükoza ağ, şirin kristaldır, suda yaxşı həll olur. Məhlulda açıq zəncirli, $\alpha$ -tsiklik və $\beta$ -tsiklik formalar arasında tarazlıq yaranır; tsiklik formalarda sərbəst aldehid qrupu yoxdur.
Soyuqda qlükoza $\ce{Cu(OH)2}$ ilə parlaq göy məhlul verir. Qızdırıldıqda qırmızı $\ce{Cu2O}$ çökür, qlükoza qlükon turşusuna oksidləşir. Ammonyaklı gümüş(I) oksidlə də oksidləşərək gümüş ayırır.
Reduksiya zamanı katalizatorla hidrogenləşdirilən qlükozadan altı hidroksilli sorbit, ribozadan beş hidroksilli ribit alınır. Qlükozanın beş hidroksili efirləşmədə iştirak edə bilir.
Fotosintez işıqda, xlorofilin iştirakı ilə gedir: $\ce{6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2}$ . Bir mol qlükoza yaranarkən altı mol karbon-dioksid sərf edilir.
Qıcqırma fermentlərlə gedir. Spirtə: $\ce{C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2}$ ; süd turşusuna: $\ce{C6H12O6 -> 2CH3CH(OH)COOH}$ ; yağ turşusuna: $\ce{C6H12O6 -> CH3CH2CH2COOH + 2H2 + 2CO2}$ . Süd turşusuna qıcqırmada qaz ayrılmır.
Saxaroza suda həll olan şirin disaxariddir: $\ce{C12H22O11}$ . Turşu iştirakı ilə qızdırılaraq hidroliz olunduqda bir molundan bir mol qlükoza və bir mol fruktoza yaranır. Hidrolizədək “gümüş-güzgü” reaksiyasını vermir.
Polisaxaridlər olan nişasta və sellülozanın formulu $(\ce{C6H10O5})_n$ -dir. Nişasta $\alpha$ -qlükoza, sellüloza $\beta$ -qlükoza qalıqlarından qurulur. Nişasta yodla göy rəng verir; sellüloza suda həll olmur. Sellülozanın hər halqasında üç sərbəst hidroksil efirləşə bilir.
Turşu iştirakı ilə qızdırılaraq tam hidroliz: $(\ce{C6H10O5})_n+n\ce{H2O}\rightarrow n\ce{C6H12O6}$ . Sellülozada hər təkrarlanan halqaya beş asimmetrik karbon düşür. Tam yanmada bir mol halqaya altı mol $\ce{CO2}$ uyğun gəlir.

Özünü yoxla

Hər sualda bir düzgün cavab var. Seç və izahı oxu.

Nümunələr

Fotosintezdə 22 q karbon-dioksid sərf olunub. Oksigenin kütləsini tap. Mol nisbəti

1:1

olduğundan

n(\ce{O2})=22/44=0,5

mol;

m=0,5\times32=16

45 q qlükoza tam spirtə qıcqırır. Etanolun kütləsi nədir? $n=45/180=0,25$ mol qlükozadan $0,5$ mol etanol alınır: $m=0,5\times46=23$ q.

32,4 q nişastanın tam hidrolizindən neçə qram qlükoza alınar? Halqanın molyar kütləsi 162 q/mol, qlükozanınkı 180 q/moldur: $m=32,4\times180/162=36$ q.

90 q qlükoza tam spirtə qıcqırır. Normal şəraitdə neçə litr karbon-dioksid ayrılar?

Həllə bax

Qlükozanın maddə miqdarı: $n=90/180=0,5$ mol.
Tənliyə görə $\ce{C6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2}$ : bir mol qlükozadan iki mol $\ce{CO2}$ alınır, deməli $n(\ce{CO2})=0,5\times2=1$ mol.
Həcm: $V=1\times22,4=22,4$ L.

22,4 L karbon-dioksid ayrılar.

Tipik səhv

$\ce{C6H12O6}$ -da altı karbon var, deməli altı hidroksil də var; 16,2 q nişastadan da ən çoxu 16,2 q qlükoza alınar.

Qlükozada beş hidroksil var, sorbitdə isə altı. 16,2 q nişastadan $0,1\times180=18$ q qlükoza alınır.

Altı karbonu altı hidroksillə qarışdırma: qlükozanın açıq zəncirli formasında beş hidroksil var, altıncı oksigen aldehid qrupundadır. Altı hidroksil yalnız reduksiyadan sonra, sorbitdə olur.

Hidrolizdə su sərf olunur, ona görə də məhsulun kütləsi başlanğıc karbohidratın kütləsindən böyükdür: hər 162 q halqa 18 q su birləşdirib 180 q qlükoza verir.

Özünü sına

Qlükozanı mis(II) hidroksidlə qızdırdıqda hansı dəyişiklik baş verir?

Nişasta və sellülozanın quruluşunu düzgün göstərən fikri seç.

68,4 q saxaroza tam hidroliz olunur. Alınan qlükozanın kütləsini tap.

Bu mövzunun tapşırıqlarını həll et

Karbohidratlar üzrə tapşırıqları həll et, hər birinin izahını gör.

Mövzu üzrə sınaq, I qrup (RK)Mövzu üzrə sınaq, IV qrup

Digər mövzular

Bütün Kimya mövzuları

Dərslikdə bu mövzu

Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 4.1.1 «Qlükoza: quruluşu və fiziki xassələri», səh. 120
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 4.1.2 «Qlükoza: kimyəvi xassələri və tətbiqi», səh. 123
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 4.1.3 «Fruktoza, riboza və dezoksiriboza», səh. 126
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 4.2 «Disaxaridlər. Saxaroza», səh. 130
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 4.3.1 «Nişasta», səh. 134
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, 4.3.2 «Sellüloza», səh. 137
Dərslik: Kimya, 11-ci sinif, «Praktik iş — 2. Karbon turşuları, mürəkkəb efirlər, yuyucu maddələr və karbohidratların kimyəvi xassələri», səh. 143