Раздел «Органическая химия» в спецификации НЦТ

Углеводы

Главное по теме

Глюкоза и фруктоза - изомеры C₆H₁₂O₆ (M = 180 г/моль). Сахароза C₁₂H₂₂O₁₁ (M = 342), крахмал и целлюлоза (C₆H₁₀O₅)ₙ (звено 162).
Глюкоза - альдегидоспирт: альдегидная группа плюс пять OH-групп. Поэтому она даёт и реакции альдегида, и реакции многоатомного спирта.
Качественно на глюкозу: Cu(OH)₂ без нагрева даёт ярко-синий раствор (многоатомный спирт), при нагревании красный осадок Cu₂O (альдегид); аммиачный раствор Ag₂O даёт серебряное зеркало.
Спиртовое брожение: C₆H₁₂O₆ = 2C₂H₅OH + 2CO₂. Молочнокислое брожение: C₆H₁₂O₆ = 2CH₃CH(OH)COOH.
Гидролиз сахарозы: C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O = C₆H₁₂O₆ (глюкоза) + C₆H₁₂O₆ (фруктоза). Мальтоза при гидролизе даёт две глюкозы. Сахароза серебряного зеркала не даёт.
Гидролиз крахмала и целлюлозы (кислота, нагревание): (C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O = nC₆H₁₂O₆. Крахмал даёт синий цвет с раствором иода, целлюлоза нет.
Фотосинтез: 6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (на свету, хлорофилл).
Целлюлоза состоит из остатков глюкозы, в её звене три OH-группы: из неё делают ацетатное волокно, нитраты (пироксилин), вискозу.
Рибоза C₅H₁₀O₅ и дезоксирибоза C₅H₁₀O₄ - пентозы, входящие в РНК и ДНК.

Задания с разбором

1.Чему равна молярная масса сахарозы C₁₂H₂₂O₁₁?

1C: 12 · 12 = 144, H: 22 · 1 = 22, O: 11 · 16 = 176.
2Складываем: 144 + 22 + 176 = 342.

Ответ: 342 г/моль

2.Какая масса этанола получится при спиртовом брожении 36 г глюкозы? (C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂)

1n(глюкозы) = 36 : 180 = 0,2 моль.
2Спирта вдвое больше: 0,4 моль.
3m = 0,4 · 46 = 18,4 г.

Ответ: 18,4 г

3.Из 32,4 г крахмала (C₆H₁₀O₅)ₙ полным гидролизом получили глюкозу. Какова её масса?

1При гидролизе звенья присоединяют воду, масса растёт.
2n(звеньев) = 32,4 : 162 = 0,2 моль.
3Глюкозы столько же, 0,2 моль.
4m = 0,2 · 180 = 36 г (больше массы крахмала).

Ответ: 36 г

Где теряют баллы

Углеводы: глюкоза, сахароза, крахмал, целлюлоза
Ловушка: Крахмал и целлюлозу считают одним веществом; забывают, что глюкоза даёт серебряное зеркало.
Как решать: Глюкоза C₆H₁₂O₆, в ней альдегидная группа. Сахароза C₁₂H₂₂O₁₁ не даёт зеркала. Крахмал с йодом синий. Брожение глюкозы: спирт и CO₂.

Объяснение простыми словами

Положите кусочек хлеба в рот и подержите минуту. Сначала он безвкусный, а потом становится чуть сладковатым. Это не фокус: слюна расщепляет крахмал хлеба на сахар. Весь этот разговор про углеводы, то есть про сахара, крахмал и целлюлозу. Они устроены просто: маленькие сладкие молекулы можно сцеплять в цепочки, а цепочки можно снова распускать на звенья водой.

Название «углеводы» придумали давно, потому что формулу многих из них можно записать как углерод плюс вода: Cₙ(H₂O)ₘ. На самом деле воды там нет, но название осталось. Углеводы делят на три группы. Моносахариды - простые сахара, их нельзя расщепить водой на более простые. Дисахариды состоят из двух остатков моносахаридов. Полисахариды - длинные цепи из сотен и тысяч остатков.

Дальше в Biik: продолжение объяснения, видеоразбор и проверка из 8 заданий по этой теме.

Доучи тему до конца в Biik

План на каждый день, видеоразборы, проверка из 8 заданий после каждой темы, пробник ЕНТ раз в месяц и ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы. 3 дня бесплатно, без карты.

Начать бесплатно Пройти диагностику

Диагностика покажет, сколько баллов тебе не хватает до гранта и где именно. 30 заданий после короткой бесплатной регистрации.

Термины

Углеводы: Природные вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода, чаще всего с общей формулой Cₙ(H₂O)ₘ; это сахара, крахмал и целлюлоза.
Моносахариды: Простые сахара, которые не расщепляются водой на более простые: глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза.
Дисахариды: Сахара из двух остатков моносахаридов, которые гидролизом расщепляются на два моносахарида: сахароза, мальтоза, лактоза.
Полисахариды: Длинные цепи из многих остатков моносахаридов: крахмал, целлюлоза, гликоген.
Глюкоза: Главный моносахарид, C₆H₁₂O₆, альдегидоспирт; виноградный сахар, источник энергии клетки.
Фруктоза: Изомер глюкозы C₆H₁₂O₆, кетоноспирт (вместо альдегидной группы кетонная); самый сладкий из сахаров, плодовый сахар.
Рибоза: Пятиуглеродный сахар C₅H₁₀O₅, входит в состав РНК.
Дезоксирибоза: Пятиуглеродный сахар C₅H₁₀O₄ (на один атом кислорода меньше, чем в рибозе), входит в состав ДНК.
Сахароза: Дисахарид C₁₂H₂₂O₁₁, обычный свекольный или тростниковый сахар; при гидролизе даёт глюкозу и фруктозу.
Мальтоза: Дисахарид C₁₂H₂₂O₁₁, солодовый сахар; при гидролизе даёт две молекулы глюкозы и, в отличие от сахарозы, даёт реакцию серебряного зеркала.
Лактоза: Дисахарид C₁₂H₂₂O₁₁, молочный сахар; при гидролизе даёт глюкозу и галактозу.
Крахмал: Полисахарид (C₆H₁₀O₅)ₙ из остатков глюкозы, запасной углевод растений; с иодом даёт синее окрашивание.
Целлюлоза: Полисахарид (C₆H₁₀O₅)ₙ из остатков глюкозы с линейными цепями, опорный материал растений; с иодом не синеет.
Гликоген: Запасной полисахарид животных, построен из остатков глюкозы и сильно разветвлён.
Гидролиз: Расщепление вещества водой; для углеводов идёт в кислой среде или под действием ферментов.
Брожение: Превращение глюкозы под действием ферментов микроорганизмов: спиртовое, молочнокислое, маслянокислое.
Реакция серебряного зеркала: Окисление альдегидной группы аммиачным раствором оксида серебра с выделением металлического серебра на стенках пробирки.
Фотосинтез: Образование глюкозы из углекислого газа и воды в зелёных листьях на свету с выделением кислорода.
Восстанавливающий сахар: Сахар со свободной альдегидной группой (глюкоза, мальтоза), который даёт реакцию серебряного зеркала.

Все темы: Химия