При взаимодействии редуцирующего сахара с Фелинговой жидкостью медь (II) восстанавливается до меди (I), а сахар окисляется. Если редуцирующим сахаром является глюкоза, то окисление ее может быть представлено схематически следующим образом:
При действии на раствор восстановителей, в качестве которых выступают углеводы, образуется красный осадок Cu2O, который отфильтровывают через стеклянный фильтр. При использовании этого метода концентрация углеводов может быть определена тремя путями.
1. В результате взаимодействия раствора Фелинга с углеводами уменьшается интенсивность синей окраски исходного раствора. Строят калибровочный график и определяют количество вступившей в реакцию меди, по которому судят о содержании углеводов в исследуемом растворе. Недостатком метода является быстрое окисление Cu(I) кислородом воздуха.
2. Можно быстро отфильтровать осадок закиси меди и растворить его в смеси растворов аммиака и хлорида аммония. Закись меди быстро растворяется и окисляется кислородом воздуха. Полученный синий раствор аммиаката меди фотометрируют.
3. Метод Сокслета. Определенный объем Фелинговой жидкости титруют до полного восстановления исследуемым раствором сахара и по количеству раствора сахара, пошедшего на титрование, судят о его концентрации, пользуясь эмпирически установленными коэффициентами. Конечная точка титрования – исчезновение синеватого окрашивания. Метод – простой, но конец титрования – не четкий. Метод применяется при концентрации растворов сахара 1–2% и не применим при концентрации менее 1%.
Взаимодействия редуцирующих сахаров с окисью меди не поддаются строгому стехиометрическому описанию, так как в процессе окисления сахара часть его подвергается разрушению щелочью Фелинговой жидкости, а сама Фелингова жидкость при нагревании частично разлагается с выделением закиси меди. Известное значение имеет и окисление кислородом воздуха. Поэтому для количественного определения сахара часто пользуются специальными таблицами, составленными опытным путем или эмпирически установленными коэффициентами.
2. Стандартный метод определения редуцирующих сахаров.
Принцип метода тот же, что и в предыдущем методе, с той лишь разницей, что дотитровывание Фелинговой жидкости производится в присутствии метиленовой сини, которая в щелочной среде переводится редуцирующими сахарами в лейко-краску. В связи с этим синий цвет раствора, обусловленный метиленовой синью и сохраняющийся во время титрования, мгновенно исчезает, как только появляется избыточная капля редуцирующего сахара, что указывает на конец реакции.
3.Йодометрическое определение. Существует два варианта этого метода:
1. Действием щелочного раствора йода (содержание йода точно известно) окисляют альдогексозы с образованием гексоновых кислот. Через 3–10 мин подкисляют разбавленной серной кислотой и титруют избыток йода тиосульфатом натрия в присутствии крахмала.
2. Йодометрическое определение с раствором Фелинга.
Углеводы окисляют раствором Фелинга, в котором точно известно содержание меди (2+). Количество меди, не вступившей в реакцию, определяют йодометрически. В результате взаимодействия йодида калия с медью (не восстановленной сахаром) образуется свободный йод, который тотчас же титруют раствором тиосульфата натрия до слабо-желтого окрашивания, добавляют крахмал и титруют далее до исчезновения синей окраски (метод замещения).
CH2OH-(CHOH)4-CHO + 2Cu(OH)2 → CH2OH-(CHOH)4-COOH + Cu2О + 2H2O
2Cu2+ + 4I – → 2CuI¯ + I2
I2 +2S2O32 – → 2I – + S4O62 –
4. Метод с использованием хромотроповой кислоты. Метод заключается в окислении углеводов действием сильного окислителя (KJO4 + H2SO4) с образованием формальдегида. Образующийся формальдегид конденсируется в сернокислой среде с хромотроповой кислотой. Далее продукт конденсации окисляется серной кислотой с образованием окрашенного в фиолетовый цвет продукта (lmax = 590 нм).
Полученный раствор фотометрируют