Споредба на скроб и целулоза структурна врска. Физички и хемиски својства на скроб, целулоза, гликоген

Полисахариди: скроб, целулоза

Полисахаридите се соединенија со висока молекуларна тежина кои содржат стотици и илјадници остатоци од моносахариди. Она што е заедничко за структурата на полисахаридите е дека остатоците од моносахаридите се поврзани со хемиацетален хидроксил на една молекула и алкохолен хидроксил на друга, итн. Секој остаток од моносахариди е поврзан со соседните остатоци со гликозидни врски.

Полигликозидите можат да содржат разгранети и неразгранети синџири. Остатоците од моносахариди кои ја сочинуваат молекулата можат да бидат исти или различни. Најважните од повисоките полисахариди се скроб, гликоген (животински скроб), влакна (или целулоза). Сите три од овие полисахариди се составени од молекули на гликоза поврзани заедно на различни начини. Составот на сите три соединенија може да се изрази со општата формула: (C 6 H 10 O 5) n

Скроб

Скробот припаѓа на полисахаридите. Молекуларната маса на оваа супстанца не е точно утврдена, но се знае дека е многу голема (околу 100.000) и може да варира за различни примероци. Затоа, формулата на скроб, како и другите полисахариди, е прикажана како (C 6 H 10 O 5) n. За секој полисахарид nима различни значења.

Физички својства

Скробот е невкусен прав, нерастворлив во ладна вода. Набабрува во топла вода, формирајќи паста.

Скробот е широко распространет во природата. Тој е резервен хранлив материјал за различни растенија и се содржи во нив во форма на зрна скроб. Најбогати зрна со скроб се житарките: ориз (до 86%), пченица (до 75%), пченка (до 72%) и клубени од компир (до 24%). Во клубени од компир, зрната скроб лебдат во клеточниот сок, а во житарките тие се цврсто залепени заедно со протеинска супстанција наречена глутен. Скробот е еден од производите на фотосинтезата.

Потврда

Скробот се извлекува од растенијата со уништување на клетките и миење со вода. Во индустриски размери, се добива главно од клубени од компир (во форма на брашно од компир), како и од пченка.

Хемиски својства

1) Под дејство на ензими или кога се загрева со киселини (водородните јони служат како катализатор), скробот, како и сите сложени јаглехидрати, се подложува на хидролиза. Во овој случај, прво се формира растворлив скроб, потоа помалку сложени супстанции - декстрини. Конечниот производ на хидролиза е гликоза. Целокупната равенка на реакцијата може да се изрази на следниов начин:

Постои постепено распаѓање на макромолекулите. Хидролизата на скроб е нејзина важна хемиска особина.

2) Скробот не дава реакција на „сребрено огледало“, туку производите од неговата хидролиза. Макромолекулите на скроб се состојат од многу молекули на циклична а-гликоза. Процесот на формирање на скроб може да се изрази на следниов начин (реакција на поликондензација):

3) Карактеристична реакција е интеракцијата на скроб со јодни раствори. Ако во изладената скробна паста се додаде раствор од јод, се појавува сина боја. Кога ќе се загрее пастата, таа исчезнува, а кога ќе се олади, повторно се појавува. Ова својство се користи при одредување на скроб во прехранбените производи. На пример, ако капка јод се нанесе на исечен компир или на парче бел леб, се појавува сина боја.

Апликација

Скробот е главниот јаглехидрат во човечката храна; во големи количини го има во лебот, житариците, компирот и зеленчукот. Значителни количини скроб се преработуваат во декстрини, меласа и гликоза, кои се користат во кондиторската индустрија. Скробот се користи како лепило, се користи за доработка на ткаенини и скробување на лен. Во медицината врз основа на скроб се подготвуваат масти, прашоци и сл.

Целулоза или влакна

Целулозата е уште почест јаглехидрат од скробот. Се состои главно од ѕидови на растителни клетки. Дрвото содржи до 60%, памучна волна и филтер-хартија - до 90% целулоза.

Физички својства

Чистата целулоза е бела цврста материја, нерастворлива во вода и во обични органски растворувачи, високо растворлива во концентриран раствор на амонијак од бакар (II) хидроксид (Швајцеров реагенс). Од овој киселински раствор, целулозата се таложи во форма на влакна (хидрирана целулоза). Влакната има прилично висока механичка сила.

Состав и структура

Составот на целулоза, како и скроб, се изразува со формулата (C 6 H 10 O 5) n. n вредноста кај некои видови целулоза достигнува 10-12 илјади, а молекуларната тежина достигнува неколку милиони. Неговите молекули имаат линеарна (неразгранета) структура, како резултат на што целулозата лесно формира влакна. Молекулите на скроб имаат и линеарна и разгранета структура. Ова е главната разлика помеѓу скроб и целулоза.

Постојат разлики во структурата на овие супстанции: макромолекулите на скроб се состојат од остатоци од молекули на a-гликоза, а макромолекулите на целулоза се состојат од остатоци од b-гликоза. Процесот на формирање на фрагмент од макромолекула на целулоза може да се претстави со дијаграмот:

Хемиски својства. Примени на целулозаМалите разлики во структурата на молекулите предизвикуваат значителни разлики во својствата на полимерите: скробот е прехранбен производ, целулозата е несоодветна за оваа намена.

1) Целулозата не дава реакција на „сребрено огледало“ (без алдехидна група). Ова ни овозможува да ја разгледаме секоја единица C 6 H 10 O 5 како остаток на гликоза што содржи три хидроксилни групи. Вторите во формулата на целулоза често се разликуваат:

Поради хидроксилните групи, целулозата може да формира етери и естри.

На пример, реакцијата за формирање на естер со оцетна киселина е:

[C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ] n +3nCH 3 COOH® [C 6 H 7 O 2 (OSOCH 3) 3 ] n +3nH 2 O

Кога целулозата реагира со концентрирана азотна киселина во присуство на концентрирана сулфурна киселина како средство за отстранување на водата, се формира естер - целулоза тринитрат:

Ова е експлозивна материја што се користи за правење барут.

Така, на обични температури, целулозата реагира само со концентрирани киселини.

2) Како скроб, кога се загрева со разредени киселини, целулозата се подложува на хидролиза за да формира гликоза:

(С 6 Н 10 0 6) n +nН 2 O®nС b Н 12 O 6

Хидролизата на целулозата, инаку наречена сахарификација, е многу важна особина на целулозата, што овозможува да се добие целулоза од струготини и струготини, а со ферментирање на последната, етил алкохол. Етил алкохолот добиен од дрво се нарекува хидролитички.



Во постројките за хидролиза, од 1 тон дрво се добиваат до 200 литри етил алкохол, кој може да замени 1,5 тони компири или 0,7 тони жито.

Суровата гликоза добиена од дрво може да се користи како добиточна храна.

Ова се само неколку примери за употреба на целулоза. Целулоза во форма на памук, лен или коноп се користи за изработка на ткаенини - памук и лен. Големи количини од него се трошат за производство на хартија. Евтините оценки на хартија се направени од зимзелено дрво, најдобрите оценки се направени од ленена и памучна отпадна хартија. Со подложување на целулоза на хемиска обработка се добиваат неколку видови вештачка свила, пластика, филм, прашок без чад, лакови и многу повеќе.

  • 5. Биохемиски трансформации на протеиногени а-амино киселини (аланин, лизин): деаминација и декарбоксилација.
  • 6. Биохемиски трансформации на протеиногени а-амино киселини: а) трансаминација; б) деаминација.
  • 7. Концептот на изоелектричната точка на а-амино киселините и протеините.
  • 8. Примарна структура на протеините: дефиниција, пептидна група, тип на хемиска врска.
  • 9. Секундарна структура на протеини: дефиниција, главни типови
  • 10.Терциерни и кватернарни структури на протеините: дефиниција, типови на врски вклучени во нивното формирање.
  • 11. Структура на полипептидниот синџир на протеински пептиди. Наведи примери.
  • 12. Структурна формула на трипептидот аланилсерилтирозин.
  • 13. Структурна формула на цистеилглицинфенилаланин трипептид.
  • 14.Класификација на протеините според: а) хемиска структура; б) просторна структура.
  • 15. Физичко-хемиски својства на протеините: а) амфотерични; б) растворливост; в) електрохемиски; г) денатурација; д) реакција на врнежите.
  • 16.Јаглехидрати: општи карактеристики, биолошка улога, класификација. Доказ за структурата на моносахаридите користејќи го примерот на гликоза и фруктоза.
  • Класификација на јаглени хидрати
  • 17. Реакции на оксидација и редукција на моносахариди користејќи го примерот на гликоза и фруктоза.
  • 18. Гликозиди: општи карактеристики, формирање.
  • Класификација на гликозиди
  • 19. Ферментација на моно- и дисахариди (алкохолна, млечна киселина, маслен киселина, пропионска киселина).
  • 20. Редуцирачки дисахариди (малтоза, лактоза): структура, биохемиски трансформации (оксидација, редукција).
  • 21. Нередуцирачки дисахариди (сахароза): структура, инверзија, примена.
  • 22.Полисахариди (скроб, целулоза, гликоген): структура, карактеристични биолошки функции.
  • 23. Нуклеински киселини (ДНК, РНК): биолошка улога, општи карактеристики, хидролиза.
  • 24. Структурни компоненти на nc: главни пурински и пиримидински бази, јаглехидратна компонента.
  • Азотна база Јаглехидратна компонента Фосфорна киселина
  • Пурин пиримидин рибоза деоксирибоза
  • 26. Структура на полинуклеотиден ланец (примарна структура), на пример, изградете го фрагментот Ade-Thy-Guo; Цит-Гуо-Ти.
  • 27. Секундарна структура на ДНК. Правила на Чартгоф Секундарната структура на ДНК се карактеризира со правилото д. Chargaff (регуларност на квантитативната содржина на азотни бази):
  • 28. Главните функции на tRNA, mRNA, rRNA. Структура и функции на РНК.
  • Фази на репликација:
  • Транскрипција
  • Фази на транскрипција:
  • 29. Липиди (сапонизирани, несапонизирани): општи карактеристики, класификација.
  • Класификација на липиди.
  • 30. Структурни компоненти на сапонифицирани липиди (HFA, Алкохоли).
  • 31. Неутрални масти, масла: општи карактеристики, оксидација, хидрогенизација.
  • 32. Фосфолипиди: општи карактеристики, претставници (фосфатидилетаноламини, фосфатидилхолини, фосфатидилсерини, фосфатидилглицероли).
  • 33.Ензими: дефиниција, хемиска природа и структура.
  • 34. Општи својства на хемиски ензими и биокатализатори.
  • 35. Фактори кои влијаат на каталитичката активност на ензимите:
  • 36.Механизам на дејство на ензимите.
  • 37. Номенклатура, класификација на ензими.
  • 38. Општи карактеристики на одделни класи на ензими: а) оксидоредуктази; б) трансферази; в) хидролази.
  • 39. Општи карактеристики на ензимските класи: а) лиази; б) изомерази; в) l и гасови.
  • 40. Општи карактеристики на витамини, класификација на витамини; претставници на витамини растворливи во вода и растворливи во масти. Нивната биолошка улога.
  • 1) По растворливост:
  • 2) По физиолошка активност:
  • 41. Концептот на метаболичките процеси: катаболички и анаболни реакции.
  • 42. Карактеристики на метаболичките процеси.
  • 22.Полисахариди (скроб, целулоза, гликоген): структура, карактеристични биолошки функции.

    Полисахаридите се производи за поликондензација со висока молекуларна тежина на моносахариди поврзани едни со други со гликозидни врски и формирајќи линеарни или разгранети синџири. Најчестата моносахаридна единица на полисахаридите е Д-гликозата. Компонентите на полисахаридите може да вклучуваат и Д-маноза, Д- и Л-галактоза, Д-ксилоза и Л-арабиноза, Д-галактуронска и Д-мануронска киселина, Д-глукозамин, Д-галактозамин итн. Секој моносахарид вклучен во составот од молекулата на полимерот може да биде во форма на пираноза или фураноза. Полисахаридите можат да се поделат во 2 групи: хомополисахариди и хетерополисахариди.

    Хомополисахаридите се состојат од само еден вид моносахаридна единица. Хетерополисахаридите содржат два или повеќе типа мономерни единици.

    Хомополисахариди. Според нивната функционална намена, хомополисахаридите можат да се поделат во 2 групи: структурни (гликоген и скроб) и резервни (целулозни) полисахариди.

    Скроб. Ова е високомолекуларно соединение кое содржи стотици илјади остатоци од гликоза. Тој е главниот резервен полисахарид на растенијата.

    Скробот е мешавина од два хомополисахариди: линеарни - амилоза (10-70%) и разгранети - амилопектин (30-90%). Општата формула на скроб е (C 6 H 10 O 5) n. Како по правило, содржината на амилоза во скроб е 10-30%, амилопектин - 70-90%. Скробните полисахариди се изградени од остатоци од Д-гликоза поврзани во амилозни и линеарни амилопектински синџири со α-1,4 врски, а во точките на разгранување на амилопектин со меѓусинџирски α-1,6 врски.

    Ориз. Структура на скроб. а - амилоза со својата карактеристична спирална структура, б - амилопектин.

    Во молекулата на амилоза, 200-300 остатоци од гликоза се линеарно поврзани. Поради α-конфигурацијата на остаток на гликоза, полисахаридниот синџир на амилоза има спирална конфигурација. Во водата, амилозата не дава вистински раствори; во растворот, кога се додава јод, амилозата станува сина.

    Амилопектинот има разгранета структура. Одделни линеарни делови од молекулата на амилопектин содржат 20-30 остатоци од гликоза. Во овој случај, се формира структура слична на дрво. Амилопектинот е обоен црвено-виолетово со јод.

    Скробот има молекуларна тежина од 10 5 -10 8 Da. Со делумна кисела хидролиза на скроб, се формираат полисахариди со понизок степен на полимеризација - декстрини, со целосна идолиза - гликоза.

    Гликоген.Ова е главниот резервен полисахарид на повисоките животни и луѓето, изграден од остатоци од Д-гликоза. Општата формула на гликогенот е иста како онаа на скробот (C 6 H 10 O 5) n. Го има во речиси сите органи и ткива на животните и луѓето, но најголема количина на гликоген се наоѓа во црниот дроб и мускулите. Молекуларната тежина на гликогенот е 10 5 -10 8 Да или повеќе. Нејзината молекула е изградена од разгранети полиглукозидни синџири, во кои остатоците од гликоза се поврзани со α-1→4-гликозидни врски. Во точките на разгранување - α-1→6 врски. Гликогенот се карактеризира со поразгранета структура од амилопектинот; линеарните сегменти во молекулата на гликоген вклучуваат 11-18 остатоци од α-D-гликоза.

    За време на хидролизата, гликогенот, како и скробот, се разложува за прво да формира декстрини, потоа малтоза и гликоза.

    Главните функции на скробот и гликогенот: 1) енергетска функција (тие се извор на енергија во метаболичките процеси);

    целулоза (влакна) -најраспространетиот структурен полисахарид во растителниот свет. Се состои од β-глукопиранозни мономери (D-гликоза) поврзани со β-(1→4) врски. Со делумна хидролиза на целулоза, се формираат целодекстрините, дисахаридот целобиоза, а со целосна хидролиза, Д-гликоза. Молекуларната тежина на целулозата е околу 106 Da. Влакната не се вари од ензимите во дигестивниот тракт, бидејќи множеството од овие ензими кај луѓето не содржи хидролази кои ги расцепуваат β-врските.

    Структурна функција на целулоза– основа на растенија, матични клетки, лисја, дрвја, печурки, лишаи Целулозата ја врши функцијата на диетални влакна во организмот.

    Полисахариди. Скроб и целулоза Филон М.В. наставник по хемија СОУ МБОУ бр.266


    Компаративни карактеристики на скроб и целулоза

    Знаци за споредба

    Скроб

    Формула

    Целулоза

    Структурна врска

    Структура на молекулата

    Физички својства

    Хемиски својства

    Апликација


    Структурна формула на скроб

    Остатоци од α-гликоза



    Структурна формула на целулоза

    Остатоци од β-гликоза


    Физички својства

    скроб

    целулоза

    • тврда, фиброзна бела супстанца
    • бел аморфен прав
    • не се раствора во ладна вода
    • не се раствора во вода
    • отекува во топла вода
    • нема сладок вкус
    • нема сладок вкус

    Хемиски својства на скроб

    • Квалитативна реакција

    (C 6 H 10 O 5) n + I 2 → сина боја

    2. Хидролиза

    Скроб → декстрини → малтоза → гликоза


    Хемиски својства на целулоза

    1. Хидролиза

    (C 6 H 10 O 5) n + nH 2 O → nC 6 H 12 O 6

    2. Формирање на естри






    Ајде да се провериме

    1. Макромолекулата на скробот се состои од молекуларни остатоци...

    α - гликоза

    фруктоза

    β - гликоза


    Ајде да се провериме

    2. Квалитативна реакција на скроб - интеракција со...

    бакар (II) хидроксид

    раствор на амонијак од сребрен оксид


    Ајде да се провериме

    3. Со хидролиза на целулоза се добива ...


    Ајде да се провериме

    4. Целулоза тринитрат се користи како ...

    лек

    експлозив

    за гаснење пожари

    Скробот и целулозата се најважните претставници на полисахаридите

    Лекција користејќи развојна технологија
    критичко размислување одделение 10

    Технологијата за развој на критичко размислување преку читање и пишување им овозможува на студентите да развијат критичко размислување при организирање на својата работа со различни извори на информации (специјално напишани текстови, параграфи од учебници, видеа, предавања од наставници). Учениците се мотивирани да учат нов материјал со нивно вклучување во независно поставување цели и размислување, како и со организирање колективна, парна и индивидуална независна работа во училницата. Употребата на оваа технологија овозможува да се земат предвид индивидуалните карактеристики на когнитивните интереси на учениците и да се обучуваат сите во зоната на проксимален развој*.

    Во согласност со оваа технологија, процесот на учење се состои од три фази. Прво - повик фаза ; се состои во ажурирање и сумирање на постојните знаења за темата што се изучува, предизвикување интерес за неа и мотивирање на учениците за активни активности за учење.

    Во втората фаза - фази на разбирање – Задачите се различни: добивање нови информации, нивно разбирање и поврзување со сопственото знаење.

    Завршна фаза - фаза на размислување и размислување, подразбира холистичко разбирање, присвојување и генерализирање на добиените информации, развивање на сопствен став за материјалот што се проучува, идентификување на она што сè уште не е научено - прашања и проблеми за понатамошна работа („нов предизвик“), анализа на целиот процес на проучување на материјалот.

    Што прави оваа технологија за студентите? Прво, се зголемува одговорноста за квалитетот на сопственото образование. Второ, тие развиваат вештини за работа со текстови од секаков тип и со големи количини на информации. Трето, се развиваат креативни и аналитички способности, како и способност за ефективно работење заедно со други луѓе.

    Технологијата за развивање критичко размислување е најефикасна при изучување на материјал од кој може да се состави интересен, едукативен текст. Постојат неколку можни форми (стратегии) ​​за користење на оваа технологија: „Читање текст со белешки“, „Пополнување табела на ЗКХ (знам, сакам да знам, дознав)“, „цик-цак“, „Напредно предавање “.

    Позитивни аспекти на предложената технологија: самостојно стекнување знаење, разбирање на сопствените активности во образовниот процес, зголемување на одговорноста на учениците. Со двојна лекција се добива полноправна лекција. Можно е да се организира практична лекција и да се проучува нов материјал. Тешкотијата лежи во нееднаквото темпо на читање и форматирање на писмената работа од страна на учениците.

    Цели на часот.Сумирајте ги знаењата на учениците за класификацијата на јаглехидратите и разликите помеѓу полисахаридите и моносахаридите; проучување на структурните карактеристики, појавата во природата, физичките и хемиските својства на скроб и целулоза во споредба; разгледајте ја биолошката улога на полисахаридите.

    ЗА ВРЕМЕ НА ЧАСОТ

    Повик фаза

    Наставник. Во претходните лекции, ја проучувавте класификацијата на јаглени хидрати и детално ги испитавте карактеристиките на моносахаридите. Денес треба да ја проучувате структурата, појавата во природата, физичките и хемиските својства на полисахаридите. Но, прво, да се потсетиме на главните разлики помеѓу полисахаридите и моносахаридите. За таа цел, од вас се бара да завршите тест.(Листовите со тестот се однапред поставени на масите на учениците.)

    Тест

    Изберете од дадените изјави само оние што се вистинити:

    I v a r i a n t – за моносахариди;

    Опција II - за полисахариди.

    1. Нивните претставници се гликоза, фруктоза, галактоза, рибоза, деоксирибоза.

    2. Нивните претставници се скроб, гликоген, декстрини, целулоза, хитин.

    3. Молекулите се составени од многу идентични повторувачки групи на атоми.

    4. Тие се поделени на триози, тетрози, пентози и хексози.

    5. Тие имаат општа формула (C 6 H 10 O 5) n .

    6. Моларната маса е мала и обично не надминува неколку стотици g/mol.

    7. Моларната маса е голема и може да достигне неколку милиони g/mol.

    8. Тие не подлежат на реакции на хидролиза.

    9. Способни да подлежат на хидролиза.

    10. Остатоците од молекулите на некои од нив се дел од нуклеотидите на ДНК и РНК.

    Одговори.Опција I: 1, 4, 6, 8, 10; Опција II: 2, 3, 5, 7, 9.

    Учениците го полагаат тестот и потоа се проверуваат меѓу себе во парови.

    Фаза на зачнување

    Наставникот бара од учениците 20 минути. врз основа на учебникот на О.С. Габриелјан „Хемија. 10-то одделение“ (М.: Бустард, 2004) разработете го текстот - § 24, стр. 206–210, користејќи специјални ознаки со молив:

    „V“ - го знам ова;

    „+“ – нови информации;

    „–“ – информација што е во спротивност со моето знаење;

    "?" – информации кои бараат објаснување;

    "!" - ова е интересно.

    Учениците работат во групи од 3-4 лица, разменуваат мислења за прашањето што се проучува, си помагаат меѓусебно да ги надминат тешкотиите што се појавуваат, давајќи ги потребните објаснувања.

    Фаза на размислување и размислување

    Учениците се враќаат во парови и прават табела за карактеристиките на скробот и целулозата (табела).Во секој пар едниот ученик пополнува колона за скробот, а другиот за целулозата, по што ги разменуваат резултатите.

    Табела

    Карактеристики на скроб и целулоза

    Карактеристично

    Полисахарид

    Целулоза

    Молекуларна формула (C 6 H 10 O 5) n (C 6 H 10 O 5) n
    Структурни карактеристики Структурната единица е остатокот од цикличната молекула на гликоза. Степенот на полимеризација се движи од неколку стотици до неколку илјади. Моларната маса достигнува неколку стотици илјади g/mol. Структура на макромолекулите: линеарна (амилоза) и разгранета (амилопектин). Во скробот, амилозата сочинува 10-20%, а амилопектинот сочинува 80-90% Структурната единица е остатокот од цикличната молекула на гликоза. Степенот на полимеризација се движи од неколку илјади до неколку десетици илјади. Моларната маса достигнува неколку милиони g/mol. Структура на макромолекулите: линеарна
    Појава во природата и биолошки функции Во цитоплазмата на растителните клетки во форма на зрна на резервна хранлива материја. Содржина (по тежина): во ориз - до 80%, во пченица и пченка - до 70%, во компир - до 20% Суштински елемент на клеточната мембрана на растенијата, вршење на зграда, структурна функција. Содржина (по тежина): во памучни влакна - до 95%, во влакна од лен и коноп - до 80%, во дрво - до 50%
    Физички својства Бел аморфен прашок, нерастворлив во ладна вода, отекува во топла вода и формира колоиден раствор - скробна паста (додека амилозата, како состојка на скробот, се раствора во топла вода, а амилопектинот само отекува) Цврста фиброзна материја, нерастворлива во вода
    Хемиски својства

    (C 6 H 10 O 5) n + n H 2 O -> n C 6 H 12 O 6 .

    2) Формирање на естри поради хидрокси групи (нема практично значење).

    3) Квалитативна реакција со јод - сина боја

    1) Формирање на гликоза како резултат на целосна хидролиза:

    (C 6 H 10 O 5) n + n H 2 O -> n C 6 H 12 O 6 .

    2) Формирање на естри поради хидрокси групи: при интеракција со азотна киселина (во присуство на сулфурна киселина) - мононитрати, динитрати и тринитрати; при интеракција со оцетна киселина (или оцетна анхидрид) - диацетати и триацетати. Сите естри се широко користени.

    3) Не реагира со јод

    Домашна работа.Пополнете ја табелата со редовите „Добивање“ и „Апликација“, користејќи § 24 од учебникот и референтните книги; реши проблем бр.1, стр.210.

    Литература

    Габриелјан О.С., Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ју., Теренин В.И.Хемија. Одделение 10. Учебник за општообразовни институции. М.: Бустард, 2004, стр. 206–210; Бесуднова Н.В., Евдокимова Т.А., Клочкова В.А.. Развивање на критичкото размислување на учениците на часовите по биологија. Биологија на училиште, 2008, бр. 3, стр. 24–30.

    А.С.ГОРДЕЕВ,
    наставник по хемија и екологија
    гимназија бр.20
    (Донској, регион Тула)

    * Концепт што го воведе Л.С.

    Скробот е аморфен прав со карактеристична крцкање (компиров скроб), нерастворлив во вода во нормални услови. Кога зрната скроб влегуваат во топла вода, тиеотекуваат, нивните лушпи пукаат и се формира колоиден раствор.

    Целулозата е бела фиброзна материја која е нерастворлива во вода. За разлика од скробот, целулозата воопшто не реагира со вода, дури и кога е варена. Чистата целулоза се наоѓа во нашите животи во форма на памучна волна.

    Структурата на молекулите на скроб и целулоза

    Наједноставната формула на скроб (целулоза и) е (C 6 H 10 O 5) n . Во оваа формула вредноста n - од неколку стотици до неколку илјади. Значи, скробот е природен полимер кој се состои од постојано повторувачки структурни единици C 6 H 10 O 5 . Се состои од два вида молекули. Поради оваа причина, скробот дури се смета за мешавина од две супстанции - амилоза и амилопектин. Амилозата (20% од неа во скроб) има линеарни молекули и е порастворлива. Молекулите на амилопектинот (80%) се разгранети, а тој е помалку растворлив во вода. Овие молекули се разликуваат и по релативна молекуларна тежина: за линеарни молекули (амилоза) достигнува стотици илјади, за разгранети молекули (амилопектин) - неколку милиони.

    Наједноставните и молекуларни формули на целулоза се слични на оние на скроб. Очигледно, со истиот состав, овие супстанции значително се разликуваат во својствата. Во споредба со скроб, целулозата има поголема релативна молекуларна тежина. Причината зошто целулозата е силна и нерастворлива е тоа што има тродимензионална структура. Меѓутоа, целулозата не само што нема тродимензионална структура, туку нема и разгранета структура. Но, ова е причината зошто молекулите на целулоза се силни, бидејќи тие имаат линеарна структура, а поединечните макромолекули се цврсто распоредени заедно на уреден начин. Како резултат на тоа, силата на интермолекуларната интеракција помеѓу поединечните макромолекули значително се зголемува. Помеѓу подредените макромолекули на целулоза се воспоставуваат бројни водородни врски: атомите на кислород од хидроксилните групи на една молекула електростатички комуницираат со атомите на водород од хидроксилните групи на друга молекула. Од истата причина, целулозата формира силни влакна, што не е типично за скроб. Во меѓувреме, кај скробот повеќето молекули имаат разгранета структура, па постојат можности за ... помалку водородни врски.

    Молекулите на скроб се составени од остатоциα -гликоза, и целулоза - од остатоците од молекулитеβ -гликоза.Ова е и причината за разликите во хемиските својства на скробот и целулозата:

    Скроб

    Целулоза


    Хемиски својства на скроб и целулоза

    1. Комплексирање на скроб со јод.

    Својството на скробот да формира сина боја со јод се користи како квалитативна реакција за откривање на скроб. Главно амилозата реагира со јод, формирајќи обоено соединение. Молекулата на амилоза во форма на спирала ги опкружува молекулите на јод, а околу секоја молекула на јод има шест остатоци од гликоза. Греењето го уништува таков комплекс и бојата исчезнува.

    2. Хидролиза.

    Сахарозата се карактеризира со реакција на хидролиза. Истиот имот е својствен на скроб. Кога скробот се вари долго време во присуство на киселина (обично сулфат), молекулите се подложени на хидролиза. Покрај тоа, финалниот производ на хидролиза е самоα - гликоза. Сепак, процесот на хидролиза се случува во чекори со формирање на средно производи за хидролиза. Процесот на хидролиза во чекор може да се изрази во следнава шема:

    Целулозата има слично својство. Меѓутоа, хидролизата на целулоза се одвива во потешки услови, а финалниот производ од хидролизата еβ-гликоза.

    Меѓупроизводите од хидролизата на целулоза не се од особен интерес, па затоа може да се изостават и да се сумираат равенките на реакцијата:

    3. Термичко распаѓање.

    Кога дрвото се загрева на висока температура без пристап до воздух, се ослободува прилично голема количина на производи. Покрај јаглеродот и водата, се формираат и течни производи, меѓу кои и метил алкохолот (точно поради тоа се нарекуваат дрвен алкохол), ацетон и оцетна киселина.

    4. Естерификација.

    Бидејќи остатоците од гликоза што ја сочинуваат целулозата ги задржуваат хидроксилните групи, таа може да реагира со естерификација со киселини.

    Секоја целулозна единица содржи три хидроксилни групи. Сите тие можат да влезат во реакции на формирање на естер. Во вообичаената формула на целулоза, овие хидроксилни групи се поделени на следниов начин:

    Најважни се естерите на целулоза со нитратна киселина (нитроцелулоза) и оцетна киселина (ацетилцелулоза).

    Примена на скроб

    Скробот е главниот јаглехидрат во нашата храна; Како и мастите, не се апсорбира директно од телото. Хидролизата на скробот под дејство на ензими започнува во устата при џвакање храна, а продолжува во желудникот и цревата. Формирана како резултат на хидролиза, гликозата се апсорбира во крвта и влегува во црниот дроб, а од таму во сите ткива на телото. Вишокот на гликоза се складира во црниот дроб во форма на јаглехидратен гликоген со висока молекуларна тежина, кој повторно се хидролизира до гликоза додека се консумира во клетките на телото.

    За да се произведе гликоза, скробот се загрева со разредена сулфурна киселина неколку часа. Кога процесот на хидролиза е завршен, киселината се неутрализира со креда, добиениот талог од калциум сулфат се филтрира и растворот се испарува. Кога се лади, гликозата кристализира од растворот.

    Ако процесот на хидролиза не е завршен, резултатот е густа слатка маса - мешавина од декстрини и гликоза - меласа.

    Декстрините, извлечени од скроб, се користат како лепак. Скробот се користи за скробување на постелнината; кога се загрева со врело железо, се претвора во декстрини, кои ги лепат влакната од ткаенината и формираат густа фолија што ја штити ткаенината од брза контаминација. Покрај тоа, ова го олеснува следното перење, бидејќи честичките од нечистотија поврзани со декстрините многу полесно се мијат со вода.

    Скроб се користи за производство на етил алкохол. За време на овој процес, тој прво се хидролизира со ензим содржан во слад, а потоа производот од хидролиза се ферментира во присуство на квасец во алкохол.

    Етил алкохолот, кој се користи за индустриски потреби (синтеза на гума), се произведува синтетички од етилен и хидролиза на целулоза.

    Примени на целулоза

    Поради својата механичка сила, целулозата во дрво се користи во градежништвото, од неа се прават сите видови столарски производи. Во форма на влакнести материјали (памук, лен, коноп) се користи за изработка на конци, ткаенини и јажиња. Целулозата изолирана од дрво (ослободена од придружните материи) се користи за правење хартија.

    Целулозните естри се користат за производство на нитролакови, филм, медицински колодион, вештачки влакна и експлозиви.