Какво представлява глюкозата? Получаване на глюкоза и нейните свойства

Глюкозата, преведена от гръцки означава "сладка". В природата, в големи количества, се среща в сокове от плодове и плодове, включително гроздов сок, поради което хората наричат ​​"захар от вино".

История на откритието

Глюкозата е открита в началото на XIX век от английски лекар, химик и философ Уилям Проут. Това вещество става широко известно, след като през 1819 г. Хенри Бракоун го извлича от дървени стърготини.

Физични свойства

Глюкозата е безцветен кристален прах със сладък вкус. Той е силно разтворим във вода, концентрирана сярна киселина, цинков хлорид и реагента на Schweitzer.

Структурата на молекулата

Подобно на всички монозахариди, глюкозата е хетеро-функционално съединение (няколко хидроксилни и една карбоксилна група са част от молекулата). В случая на глюкоза, карбоксилната група е алдехид.

Общата формула на глюкозата е С6Н12О6. Молекулите на това вещество имат циклична структура и два пространствени изомера на алфа и бета форми. В твърдо състояние алфа-формата преобладава почти 100%. В разтвор, бета-формата е по-стабилна (тя заема около 60%). Глюкозата е крайният продукт на хидролизата на всички поли- и дизахариди, т.е. производството на глюкоза се среща в преобладаващ брой случаи точно по този начин.

Приготвяне на вещество

В природата глюкозата се образува в растенията в резултат на фотосинтеза. Обмислете промишлени и лабораторни методи за получаване на глюкоза. В лабораторията това вещество е резултат от алдолна кондензация. В промишлеността най-честият начин е да се получи глюкоза от нишесте.

Нишестето е полизахарид, чиито моно-части са молекули на глюкозата. Тоест, за да се получи, полизахаридът трябва да бъде разграден в моночастица. Как се осъществява този процес?

Производството на глюкоза от нишесте започва с поставянето на нишесте в съд с вода и смесено (нишестено мляко). Друг контейнер с вода се загрява. Трябва да се отбележи, че врящата вода трябва да бъде два пъти повече от нишестеното мляко. За да може реакцията да получи глюкоза до края, е необходим катализатор. В този случай те са физиологичен разтвор или сярна киселина. Изчисленото количество се прибавя към съд с вряща вода. След това бавно се излива нишестено мляко. При този процес е много важно да не се получи паста, ако все още се образува, е необходимо да продължите да кипете, докато изчезне напълно. Средно варенето отнема около час и половина. За да се гарантира, че нишестето е напълно хидролизирано, е необходимо да се проведе качествена реакция. Към избраната проба се добавя йод. Ако течността придобие син цвят, тогава хидролизата не е завършена, но ако стане кафяво или червеникавокафяво, в разтвора няма нишесте. Но в това решение има не само глюкоза, тя се получава с помощта на катализатор, което означава, че киселината също има място да бъде. Как да премахнете киселината? Отговорът е прост: с неутрализацията, чистата креда и фино раздробения порцелан.

Неутрализирането се проверява лакмус тест. След това полученият разтвор се филтрира. Случаят за малки: получената безцветна течност трябва да се изпари. Образуваните кристали са нашият краен резултат. Сега помислете за производството на глюкоза от нишесте (реакция).

Химическата същност на процеса

Това уравнение за получаване на глюкоза се представя на междинния продукт - малтоза. Малтозата е дизахарид, състоящ се от две глюкозни молекули. Очевидно е, че методите за получаване на глюкоза от нишесте и малтоза са еднакви. Тоест, в продължението на реакцията можем да приложим следното уравнение.

В заключение, е необходимо да се обобщи необходимите условия за получаване на глюкоза от нишесте е успешна.

Предварителни

• катализатор (хлороводородна или сярна киселина);
• температура (не по-малко от 100 градуса);
• (достатъчно атмосферно, но увеличаването на налягането ускорява процеса).

Този метод е най-простият, с голям добив на крайния продукт и минимални разходи за енергия. Но той не е единственият. Производството на глюкоза също се извършва от целулоза.

Подготовка от целулоза

Същността на процеса е почти напълно съвместима с предишната реакция.

Произвежда се глюкоза (формула) от целулоза. Всъщност този процес е много по-сложен и енергийно интензивен. Така продуктът, който влиза в реакция, е отпадъците от дървообработващата промишленост, раздробени до фракцията, чийто размер на частиците е 1,1 - 1,6 mm. Този продукт се обработва първо с оцетна киселина, след това с водороден прекис, след това със сярна киселина при температура не по-малка от 110 градуса и хидромодул 5. Продължителността на този процес е 3-5 часа. След това, в продължение на два часа, преминава хидролиза със сярна киселина при стайна температура и хидромодул 4-5. След това се разрежда с вода и се извършва инверсия за около час и половина.

Методи за количествено определяне

След като се обмислят всички методи за получаване на глюкоза, е необходимо да се проучат методи за нейното количествено определяне. Има ситуации, при които в технологичния процес трябва да участва само разтвор, съдържащ глюкоза, т.е. процесът на изпаряване на течността преди получаване на кристали е ненужен. След това възниква въпросът как да се определи каква концентрация на веществото в разтвора. Полученото количество глюкоза в разтвора се определя чрез спектрофотометрични, поляриметрични и хроматографски методи. Съществува и по-специфичен метод за определяне - ензимен (с използване на ензима глюкозидаза). В този случай броят вече е продукт на действието на този ензим.

Приложение на глюкозата

В медицината, глюкозата се използва при интоксикация (това може да бъде както хранително отравяне, така и активността на инфекцията). В този случай глюкозният разтвор се прилага интравенозно с капкомер. Това означава, че във фармацията глюкозата е универсален антиоксидант. Също така, това вещество играе второстепенна роля в откриването и диагностиката на захарен диабет. Тук глюкозата действа като стрес-тест.

В хранителната промишленост и готвенето, глюкозата е много важна. Отделно, трябва да се посочи ролята на глюкозата при винопроизводството, бирата и домашното пиво. Това е метод, като получаване на етанол ферментация на глюкоза. Нека разгледаме този процес подробно.

Получаване на алкохол

Технологията за получаване на алкохол има два етапа: ферментация и дестилация. Ферментацията, от своя страна, се осъществява с помощта на бактерии. В биотехнологиите културите от микроорганизми отдавна се екскретират, което позволява да се получи максимален добив на алкохол при минимално прекарано време. В ежедневието обикновените трапезни дрожди могат да се използват като реагенти.

На първо място глюкозата се развъжда във вода. В другия резервоар използваните микроорганизми се разреждат. По-нататък, получените течности се смесват, разклащат се и се поставят в контейнер с газовата тръба. Тази тръба е свързана с още една (U-образна). В средата на втората тръба се излива вар вода. Краят на тръбата е затворен с гумена запушалка с куха стъклена пръчка с изтеглена част.

Този контейнер се поставя в термостат при температура от 25-27 градуса за четири дни. В тръбата с варовикова вода ще се наблюдава мътност, което показва, че въглеродният диоксид влиза в реакция с него. Щом въглеродният диоксид престане да се откроява, ферментацията може да се счита за завършена. Следват етапа на дестилация. В лабораторията за дестилация на алкохол се използват обратни хладилници - уреди, в които студената вода тече през външната стена, като по този начин охлажда образувания газ и го прехвърля обратно в течността.

На този етап течността, която е в нашия резервоар, трябва да се нагрее до 85-90 градуса. По този начин, алкохолът ще се изпари, водата няма да бъде доведена до кипене.

Механизъм за получаване на алкохол

Обмислете получаването на алкохол от глюкозата в реакционното уравнение: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Така че, може да се отбележи, че механизмът за получаване на етанол от глюкозата е много прост. Освен това, тя е известна на човечеството в продължение на много векове и е практически усъвършенствана.

Стойността на глюкозата в човешкия живот

Така че, като имаме определена представа за това вещество, неговите физични и химични свойства, които се използват в различни отрасли, можем да заключим, че подобна глюкоза. Получаването му от полизахариди вече дава разбиране, че като основна съставка на всички захари, глюкозата е незаменим източник на енергия за даден човек. В резултат от метаболизма се образува аденозин трифосфорна киселина от това вещество, което се превръща в единица енергия.

Но не цялата глюкоза, която влиза в човешкото тяло, отива да запълни енергията. В състояние на будност едно лице превръща само 50% от получената глюкоза в ATP. Останалото се превръща в гликоген и се натрупва в черния дроб. Гликогенът във времето се унищожава, като по този начин се регулира нивото на захарта в кръвта. Количествено, съдържанието на това вещество в организма е директен индикатор за здравето му. Хормоналното функциониране на всички системи зависи от количеството захар в кръвта. Следователно, трябва да се помни, че прекомерната употреба на това вещество може да доведе до сериозни последствия.

Глюкозата на пръв поглед е просто и разбираемо вещество. Дори от гледна точка на химията нейните молекули имат сравнително проста структура и химичните свойства са разбираеми и познати в ежедневието. Но въпреки това, глюкозата е от голямо значение както за самия човек, така и за всички сфери от неговата дейност.