Тема урока: Сахароза.
Задание: 1)изучите тему «: Сахароза»
Сахароза.
Простейшими представителями дисахаридов являются обычный свекловичный или тростниковый сахар - сахароза, солодовый сахар - мальтоза, молочный сахар - лактоза и целлобиоза. Все эти дисахариды имеют одну и туже формулу С12Н22О1 1, т.е являются изомерами.
1.Строение молекулы сахарозы.
Соединение молекул глюкозы и фруктозы осуществляется за счёт двух гидроксильных групп, которые способны переходить в альдегидные. Лишившись их при образовании молекул дисахаридов, сахароза лишается тем самым и восстановительных свойств, т.е. это многоатомный спирт, но не альдегид.
2.Нахождение в природе и организме человека.
Важнейший из дисахаридов - сахароза - очень распространен в природе.
Индусы еще за 300 лет до нашей эры умели получать тростниковый сахар из тростника. В середине 18 века дисахарид был обнаружен и в сахарной свекле.Сахароза входит в состав сока сахарной свеклы (16 — 20%) и сахарного тростника (14 — 26%). В небольших количествах она содержится вместе с глюкозой в плодах и листьях многих зеленых растений. Источники сахара могут быть весьма экзотичны. В Канаде, США и Японии, например, из сока сахарного клена (Acersaccharum) вырабатывают кленовый сироп, состоящий на 98% из сахаридов, среди которых сахароза составляет 80-98%.
Физические свойства.
Сахароза-белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, имеет сладкий вкус. Тпл.= +185° При застывании расплавленной сахарозы образуется прозрачная масса – карамель.
Химические свойства
1.Реагирует с гидроксидом меди без нагревания и не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра:
C12H22O11 + Cu(OH)2 → синий раствор t нет изменений
C12H22O11 + Ag2O→
Т.е. сахароза – это многоатомный спирт.
2.Гидролиз (в присутствии кислоты) – основное свойство:
C12H22O11 + Н2O→ C6H12O6 + C6H12O6
Глюкоза фруктоза
3.Сахароза горит и обугливается.
а) Катализатором горения сахарозы служат соли лития, содержащиеся в сигаретном пепле:C12H22O11 + 12О2→ 12CO2 + 11H2O+Q
б) Обугливание осуществляется под действием концентрированной серной кислоты: С12Н22О11→12С + 11Н2О
5.Получение сахарозы
Сахарный тростник, из которого до сих пор получают сахарозу, описан еще в хрониках о походах Александра Македонского в Индию. В 1747 г. А. Марграф получил сахар из сахарной свеклы, а его ученик Ахард вывел сорт с высоким содержанием сахара. Эти открытия послужили началом свеклосахарной промышленности в Европе. Когда именно русские люди познакомились с кристаллическим сахаром, точно неизвестно, но историки утверждают, что в Pоссии инициатором производства чистого сахара из привозимого сырца был Петр 1. В Кремле для переработки сладкого лакомства имелась специальная "сахарная палата"
Стадии получения сахара
1. Очищенную сахарную свеклу в механических свеклорезках превращают в тонкую стружку и помещают ее в специальные сосуды — диффузоры, через которые пропускают горячую воду. В результате из свеклы вымывается почти вся сахароза, но вместе с ней в раствор переходят различные кислоты, белки и красящие вещества, которые требуется отделить от сахарозы.
2. Образовавшийся в диффузорах раствор обрабатывают известковым молоком: С12Н22О11+Ca(OH)2→С12Н22О11∙2CaO∙H2O
Гидроксид кальция реагирует с содержащимися в растворе кислотами. Так как кальциевые соли большинства органических кислот малорастворимы, то они выпадают в осадок. Сахароза же с гидроксидом кальция образует растворимыйсахарат типа алкоголятов - С12Н22О11∙2CaO∙H2O
3. Чтобы разложить образовавшийся сахарат кальция и нейтрализовать избыток гидроксида кальция, через их раствор пропускают оксид углерода (IV). В результате кальций осаждается в виде карбоната:
С12Н22О11∙2CaO∙H2O + 2СО2 → С12Н22О11 + 2CaСO3↓ 2Н2О
4. Полученный после осаждения карбоната кальция раствор фильтруют, затем упаривают в вакуумных аппаратах и кристаллики сахара отделяют центрифугированием.
Однако выделить весь сахар из раствора не удается. Остается бурый раствор (меласса), который содержит еще до 50% сахарозы. Мелассу используют для получения лимонной кислоты и некоторых других продуктов.
5. Выделенный сахарный песок обычно имеет желтоватый цвет, так как содержит красящие вещества. Чтобы их отделить, сахарозу вновь растворяют в воде и полученный раствор пропускают через активированный уголь. Затем раствор снова упаривают и подвергают кристаллизации.
6.Применение сахарозы.
Сахароза применяется непосредственно в качестве пищевого продукта либо же в составе многих кондитерских изделий. Если говорить о высоких концентрациях, то он используется как консервант. Кроме этого, данный продукт нашел широкое применение в фармацевтической промышленности. Там он используется при изготовлении лекарственных препаратов. Сахароза также востребована в качестве обезболивающего средства для новорожденных.Путем гидролиза из нее получают искусственный мед.
История сахара.
Самый древний вид сахара – тростниковый. Родина – Индия. В 1747 г. немецкий химик А.С.Маргграф выделил «европейский» сахар из сахарной свеклы.
С древних времен люди начали употреблять подслащивающие вещества, однако сахар в данной функции начал применяться сравнительно недавно. На протяжении тысячелетий основными источниками сахарозы служили мед, сладкие плоды и корнеплоды растений, сладкий сок особых видов пальм (в тропических странах), березы и клена (в странах с умеренным климатом). Сахарный тростник, родиной которого считается Бенгалия (Индия), и кустарный сахар, производимый из него, долго был известен лишь южным народам.
После арабских завоеваний VII-IX веков сахарный тростник начали возделывать в Египте, Сирии, Южной Испании. В 966 году сахар появился в Венеции.
Спустя 100 лет, во время первого крестового похода, европейцы вплотную столкнулись с сахаром. Крестоносцы поначалу подражали местным детям – высасывали сладкую жижицу из стебля.
В Европу сахар попал лишь в XII веке вместе с возвращавшимися домой крестоносцами. Оценив новый продукт, европейцы решили приблизить тростник к родным местам.
В Европе, в XVII-XVIII веках происходил рост промышленного производства сахара из сока кленового дерева с применением той же технологии, что и для производства тростникового сахара. Но оно было дорогим и не покрывало растущий спрос на сладкий продукт.
На Руси тростниковый сахар стали подавать к царскому столу в XVI веке. Чрезвычайно дорогими были эти сладости: в аптеке золотник сахара (немногим более 4 г) стоил рубль серебром.
Для растущих нужд требовалось найти источник сахара на месте. Скоро такой источник был найден: в 1747 году немецкий химик Андрес Сигизмунд Маргграф извлек спиртом из сушеной свеклы и выкристаллизовал такой же точно сахар, какой получается из сахарного тростника. С этого события и берет начало свеклосахарная индустрия. Талантливый химик не обладал, к сожалению, масштабным мышлением, и поэтому свое открытие, знаменующее переворот в сахарном производстве, счел пригодным лишь для домашнего пользования – приготовление сладкого сиропа вместо дорогого сахара.
Ученик и последователь Маргграфа Франц Ахард смотрел шире и посвятил проблемам производства свекловичного сахара всю свою жизнь. Упорно и настойчиво, не жалея сил и времени, Ахард завершил в 1802 году строительство первого сахарного завода. Как часто водится в таких делах, недоверчивых, завистливых недоброжелателей было значительно больше, чем сторонников. Английские сахарные монополисты сразу смекнули, чем грозит им открытие Ахарда и предложили ему 150 тыс. франков отступного. Через два года плата за заявление о бесперспективности исследований возросла до 600 тыс. франков. В ответ на категорический отказ они подговорили крупнейшего химика ХэмфиДеви забраковать патент. И случилось то, во что ученый мир долго не мог поверить. Великий Деви, классик химии, самолично заехал к Ахарду, попробовал и заявил, что сахар этот не то горчит, не то кислит, а в общем в пищу не годится. Финансовые трюки, угрозы и шантаж, более чем загадочный пожар на заводе – все привело к потому, что Ахард умер в нищете и безвестности. Трагический финал прекрасного дела.
Но история брала свое. И как не парадоксально, ускорить производство сахара из свеклы помог…Наполеон. В 1806 году его война с Англией вылилась в форму континентальной блокады. Были приостановлены поставки в Европу колониальных товаров, в том числе и сахара. Наполеон объявил премию в 1 млн. франков за изобретение способа получения продукта в самой Франции, который мог бы заменить ввозной сахар. Вот тогда и вспомнили об открытии Маргграфа и мытарствах Ахарда.
В XVIII – XIX веках в Европе шла интенсивная работа по селекции наиболее сладких сортов свеклы, что, в конечном итоге, привело к росту внутреннего предложения сахаросвекловичного сырья, которое частично вытесняло тростник. Так, если в свекле, исследованной Маргграфом, содержалось до 6 % сахара, то к 1890 году ученые-селекционеры довели эту цифру до 14 %, а к 1910 году – до 18 – 20 %, что соответствует современным нормам.
Не смотря на то, что в 1900 году свекловичного сахара было произведено 6 млн. тонн – в полтора раза больше, чем тростникового, тростниковый сахар не сдал своих позиций.
Выполните упражнение письменно – присылаете на проверку
25мая до 16.00: