Ce este glucoza? Obținerea de glucoză și proprietățile sale

Glucoza în traducerea din greacă înseamnă "dulce". În natură, în cantități mari, apare în sucuri de fructe de pădure și fructe, inclusiv suc de struguri, motiv pentru care poporul are denumirea de "zahăr de vin".

Istoria descoperirii

Glucoza a fost descoperită la începutul secolului al XIX-lea de către un medic englez, chimist și filozof William Prout. Această substanță a devenit cunoscută după ce în 1819 Henri Braccone a extras-o din rumeguș.

Proprietăți fizice

Glucoza este o pulbere cristalină incoloră de gust dulce. Este foarte solubil în apă, acid sulfuric concentrat, clorură de zinc și reactivul Schweitzer.

Structura moleculei

Ca toate monozaharidele, glucoza este un compus hetero-funcțional (mai multe hidroxil și o grupă carboxil sunt parte a moleculei). În cazul glucozei, gruparea carboxil este aldehidă.

Formula generală a glucozei este C6H12O6. Moleculele acestei substanțe au o structură ciclică și doi izomeri spațiați ai formelor alfa și beta. În stare solidă, forma alfa predomină aproape 100%. În soluție, forma beta este mai stabilă (ocupă aproximativ 60%). Glucoza este produsul final al hidrolizei tuturor polizaharidelor și dizaharidelor, adică producția de glucoză are loc într-un număr copleșitor de cazuri tocmai în acest fel.

Pregătirea unei substanțe

În natură, în plante se formează glucoză ca rezultat al fotosintezei. Luați în considerare metodele industriale și de laborator pentru obținerea glucozei. În laborator, această substanță este rezultatul condensării aldolului. În industrie, cea mai comună modalitate este obținerea de glucoză din amidon.

Amidonul este o polizaharidă ale cărei mono-părți sunt molecule de glucoză. Adică, pentru a se obține, polizaharidul trebuie să fie descompus într-o monoparticolă. Cum se desfășoară acest proces?

Producția de glucoză din amidon începe cu amidonul fiind plasat într-un recipient cu apă și amestecat (lapte de amidon). Un alt recipient de apă este adus la fierbere. Trebuie remarcat faptul că apa fierbinte trebuie să fie de două ori mai mare decât laptele de amidon. Pentru ca reacția să obțină până la capăt glucoza, este necesar un catalizator. În acest caz, sunt saline sau acid sulfuric. Cantitatea calculată se adaugă la un recipient cu apă clocotită. Apoi laptele de amidon este turnat lent. În acest proces, este foarte important să nu obțineți o pastă, dacă este încă formată, este necesar să continuați fierberea până când aceasta dispare complet. În medie, fierberea durează o oră și jumătate. Pentru a fi siguri că amidonul este complet hidrolizat, este necesar să se efectueze o reacție calitativă. La eșantionul selectat se adaugă iod. Dacă lichidul are o culoare albastră, atunci hidroliza nu este terminată, dar dacă devine maro sau roșiatică, atunci nu există amidon în soluție. Dar în această soluție nu există numai glucoză, ea a fost obținută cu ajutorul unui catalizator, ceea ce înseamnă că acidul are de asemenea un loc de a fi. Cum să eliminați acidul? Răspunsul este simplu: cu neutralizare, cretă pură și porțelan mărunțit.

Neutralizarea este verificată testul de lamaie. Apoi, soluția rezultată este filtrată. Cazul pentru mici: lichidul incolor rezultat ar trebui să fie evaporat. Cristalele formate sunt rezultatul nostru final. Acum, luați în considerare producerea de glucoză din amidon (reacție).

Esența chimică a procesului

Această ecuație de obținere a glucozei este prezentată produsului intermediar - maltoză. Maltoza este o dizaharidă constând din două molecule de glucoză. Este evident că metodele de obținere a glucozei din amidon și din maltoză sunt aceleași. Adică, în continuarea reacției, putem pune următoarea ecuație.

În concluzie, este necesar să se rezume condițiile necesare pentru obținerea glucozei din amidon cu succes.

Cerințe preliminare

• catalizator (acid clorhidric sau sulfuric);
• temperatura (nu mai puțin de 100 de grade);
• presiune (suficient de atmosferic, dar creșterea presiunii accelerează procesul).

Această metodă este cea mai simplă, cu un randament ridicat al produsului final și costuri minime de energie. Dar el nu este singurul. Producerea de glucoză este de asemenea realizată din celuloză.

Preparat din celuloză

Esența procesului este aproape în totalitate în concordanță cu reacția precedentă.

Este dată producția de glucoză (formula) din celuloză. De fapt, acest proces este mult mai complicat și mai consumator de energie. Astfel, produsul care vine în reacție este deșeurile din industria prelucrării lemnului, zdrobite în fracțiune, mărimea particulei în care este de 1,1-1,6 mm. Acest produs este tratat mai întâi cu acid acetic, apoi peroxid de hidrogen, apoi cu acid sulfuric, la o temperatură nu mai mică de 110 de grade, iar raportul de lichior 5. Durata acestui proces de 3-5 ore. Apoi, timp de două ore, hidroliza cu acid sulfuric la temperatura camerei și modulul hidraulic 4-5 trece. Apoi, diluarea cu apă și inversarea apar pentru aproximativ o oră și jumătate.

Metode de determinare cantitativă

Având în vedere toate metodele de obținere a glucozei, este necesară studierea metodelor de determinare cantitativă. Există situații în care numai o soluție care conține glucoză ar trebui să participe la procesul tehnologic, adică procesul de evaporare a lichidului înainte de a obține cristale este inutil. Apoi se pune întrebarea cum să determinați ce concentrație a substanței în soluție. Cantitatea de glucoză obținută în soluție este determinată prin metode spectrofotometrice, polarimetrice și cromatografice. Există, de asemenea, o metodă mai specifică de determinare - enzimatică (utilizând enzima glucozidază). În acest caz, numărul este deja produsul acțiunii acestei enzime.

Aplicarea glucozei

În medicină, glucoza este utilizată în intoxicație (aceasta poate fi atât intoxicația alimentară, cât și activitatea infecției). În acest caz, soluția de glucoză se administrează intravenos cu un picurător. Aceasta înseamnă că în farmacie, glucoza este un antioxidant universal. De asemenea, această substanță joacă un rol minor în detectarea și diagnosticarea diabetului zaharat. Aici, glucoza acționează ca un test de stres.

În industria alimentară și în gătit, glucoza este foarte importantă. În mod separat, ar trebui să fie desemnat rolul de glucoză în vinificație, bere și fabricarea berii. Aceasta este o metodă cum ar fi obținerea etanolului fermentarea glucozei. Să considerăm acest proces în detaliu.

Obținerea alcoolului

Tehnologia de obținere a alcoolului are două etape: fermentarea și distilarea. Fermentația, la rândul ei, se realizează cu ajutorul bacteriilor. În biotehnologie, culturile de microorganisme au fost mult timp excretate, ceea ce permite obținerea unui randament maxim de alcool la timpul minim petrecut. În viața de zi cu zi, drojdie de masă obișnuită poate fi utilizată ca asistenți de reacție.

Mai întâi de toate, glucoza este crescută în apă. În celălalt rezervor, microorganismele utilizate sunt diluate. Mai mult, lichidele rezultate sunt amestecate, scuturate și plasate într-un recipient cu conductă de gaz. Acest tub este conectat la unul mai mult (în formă de U). În mijlocul celui de-al doilea tub este turnat apa de var. Capătul tubului este închis cu un dop de cauciuc cu o tijă de sticlă tubulară având un capăt tras.

Acest container este plasat într-un termostat la o temperatură de 25-27 grade timp de patru zile. În tubul cu apă calcare, se va observa turbiditatea, indicând că dioxidul de carbon intră în reacție cu el. De îndată ce dioxidul de carbon încetează să iasă în evidență, fermentația poate fi considerată completă. Apoi urmează etapa de distilare. În laboratorul pentru distilarea alcoolului se folosesc frigidere inverse - aparate în care apa rece trece prin peretele exterior, răcind astfel gazul format și transferându-l înapoi în lichid.

În acest stadiu, lichidul care este în rezervorul nostru ar trebui încălzit la 85-90 grade. Astfel, alcoolul se va evapora, apa nu va fi adusa la fierbere.

Mecanismul de obținere a alcoolului

Luați în considerare prepararea alcoolului din glucoză în ecuația de reacție: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Deci, se poate observa că mecanismul de obținere a etanolului din glucoză este foarte simplu. În plus, a fost cunoscută omenirii de mai multe secole și a fost practic perfecționată.

Valoarea glucozei în viața umană

Deci, având o anumită idee despre această substanță, proprietățile sale fizice și chimice, utilizate în diverse industrii, putem concluziona că o astfel de glucoză. Obținerea acestuia din polizaharide oferă deja o înțelegere că, fiind principalul constituent al tuturor zaharurilor, glucoza este o sursă indispensabilă de energie pentru o persoană. Ca urmare a metabolismului, acidul adenozin trifosforic se formează din această substanță, care este transformată într-o unitate de energie.

Dar nu toată glucoza care intră în corpul uman merge pentru a umple energia. Într-o stare de veghe, o persoană transformă doar 50% din glucoza obținută în ATP. Restul este transformat în glicogen și se acumulează în ficat. Glicogenul în timp este distrus, regulând astfel nivelul zahărului din sânge. Din punct de vedere cantitativ, conținutul acestei substanțe în organism este un indicator direct al sănătății sale. Funcționarea hormonală a tuturor sistemelor depinde de cantitatea de zahăr din sânge. Prin urmare, merită să ne amintim că utilizarea excesivă a acestei substanțe poate duce la consecințe grave.

Glucoza la prima vedere este o substanță simplă și ușor de înțeles. Chiar din punctul de vedere al chimiei, moleculele sale au o structură destul de simplă, iar proprietățile chimice sunt de înțeles și familiarizate în viața de zi cu zi. Dar, în ciuda acestui fapt, glucoza are o importanță deosebită atât pentru persoana în sine, cât și pentru toate sferele vieții sale.