дървени стърготини захар
ТАБЛИЦА ЗА ПОРЪЧКИ:
БОНУСИ:
ДОБАВЯНЕ КЪМ ОТМЕТКИ
Дизайн и поддръжка:Александър Кузнецов
Техническа поддръжка: Михаил Булах
Програмиране: Данил Мончукин
Маркетинг: Татяна Анастасиева
Превод: Наталия Кузнецова
произведено в Украйна
Забавни изживявания у дома
Захарни стърготини
Въглехидратите са получили името си по погрешка. Това се случи в средата на миналия век. Тогава се смяташе, че молекулата на всяко захарно вещество съответства на формулата Cm (H2O) n. Всички известни тогава въглехидрати отговарят на тази мярка и формулата на глюкозата C6H12O6 беше написана като C6(H2O)6.
Но по-късно бяха открити захари, които се оказаха изключение от правилото. И така, ясен представител на рамнозните въглехидрати (той също дава реакцията на Molisch) има формулата C6H12O5. И въпреки че неточността в името на цял клас съединения беше очевидна, терминът "въглехидрати" вече стана толкова познат, че не го промениха. Днес обаче много химици предпочитат друго име - "захар".
Ще се опитаме да получим една от захарите от дървени стърготини чрез хидролиза, тоест чрез разлагане с вода. Това е много често срещан химичен процес. Стърготини и други дървесни отпадъци съдържат въглехидратни фибри (целулоза). От него в хидролизни инсталации се приготвя глюкоза, която след това може да се използва по различни начини; най-често се ферментира, превръщайки го в алкохол, изходен продукт за много химични синтези. Голям и независим клон на химическата промишленост се нарича хидролиза.
Преди да възпроизведем процеса на хидролиза на дървесина, нека се опитаме да разберем каква е неговата същност и за това ще бъде по-удобно да започнем не с дървени стърготини, а с краставици и раздробяване.
Измийте прясна краставицанастържете го и изстискайте сока му. Сокът може да се филтрира, но не е задължително.
Пригответе меден хидроксид Cu(OH)2 в епруветка. За да направите това, добавете 2-3 капки разтвор на меден сулфат към 0,5-1 ml разтвор на натриев хидроксид. Добавете равен обем сок от краставица към получената утайка и разклатете епруветката. Утайката ще се разтвори и ще се получи син разтвор. Такава реакция е характерна за поливалентните алкохоли, т.е. за алкохоли, които съдържат няколко хидроксилни групи.
Сега загрейте до кипене (или поставете във вряща вода) епруветка с получения син разтвор. Първо ще стане жълто, след това ще стане оранжево и след охлаждане ще се образува червена утайка от меден оксид Cu2O. Тази реакция е характерна за друг клас органични съединения - алдехиди. Това означава, че в сока от краставица има вещество, което е алдехид и алкохол едновременно. Това вещество е глюкоза, която по структура е алдехиден алкохол. Благодарение на нея краставицата има сладък вкус.
Сигурно се досещате, че този експеримент не е задължително да се прави със сок от краставица.Става добре и с други сладки сокове - грозде, моркови, ябълка, круша.Можете да вземете и тоалетна вода от краставици, която се продава в парфюмерийните магазини. И, разбира се, само таблетки глюкоза.
Сега вторият предварителен опит; озахаряване на треската.
Пригответе разтвор на сярна киселина: добавете един обем концентрирана сярна киселина към един обем вода (никога не изливайте вода в киселина!). Поставете треска в епруветка с разтвор и загрейте разтвора до кипене. В същото време треската ще бъде овъглена, но това няма да попречи на изживяването.
След нагряване отстранете треската, спуснете я в друга епруветка с 1-2 ml вода и кипнете. И двете епруветки вече иматглюкоза. Можете да проверите това, като добавите две или три капки меден сулфат към разтворите и след това сода каустик - ще се появи познат син цвят. Ако този разтвор се вари, ще изпадне червена утайка от меден оксид Cu2O, както очаквахме. И така, глюкозата е намерена.
Фактът, че нашата треска е захаросана, е резултат от хидролизата на целулозата (а нейният дял в дървесината е около 50%). Както при хидролизата на нишестето, сярната киселина не се изразходва в този процес, тя играе ролята на катализатор.
Най-накрая стигаме до основното изживяване, което беше обещано в заглавието: правене на захар от дървени стърготини.
Изсипете 2-3 супени лъжици дървени стърготини в порцеланова чаша и ги навлажнете с вода. Добавете още малко вода и равно количество от предварително приготвения разтвор на сярна киселина (1: 1), разбъркайте добре течната каша. Затворете капака и поставете във фурната на газов котлон (или в българската фурна) за около час, може и малко по-малко.
След това извадете чашата, добавете вода до горе и разбъркайте. Филтрирайте разтвора и неутрализирайте филтрата чрез добавяне на натрошена креда или варова вода, докато престанат да се отделят мехурчета въглероден диоксид. Краят на неутрализацията може да се прецени и чрез тестване на течността с лакмус или един от домашните индикатори. Не е необходимо индикаторът да се накапва директно в реакционната маса. Трябва да вземете проба, буквално 2-3 капки, и да я поставите върху стъклена чиния или в малка епруветка.
Изсипете съдържанието на чашата в бутилка с мляко, разклатете течността и оставете да престои няколко часа. Калциевият сулфат, образуван по време на неутрализацията на киселината, ще се утаи на дъното, а отгоре ще остане разтвор на глюкоза. Внимателно го изсипете в чиста чаша (за предпочитане върху стъклена пръчка) и филтрирайте.
Остава последната операцияизпаряване на вода във водна баня. След него на дъното остават светложълти кристали глюкоза. Те могат да се опитат, но само - продуктът не е достатъчно чист.
И така, завършихме четири операции: пулпиране на дървени стърготини с разтвор на сярна киселина, киселинна неутрализация, филтриране и изпаряване. Ето как се получава глюкоза в хидролизни инсталации, само разбира се, не в порцеланови чаши.
И можем да възпроизведем друг индустриален процес без особени затруднения: превръщаме една захар в две други.
При продължително съхранение домашното сладко често се захаросва. Това е така, защото захарта кристализира от сиропа. С конфитюра, който се продава в магазина, подобно нещастие се случва много по-рядко. Факт е, че в консервните фабрики, в допълнение към захарозата от цвекло или тръстикова захар C12H22O11, се използват и други захарни вещества, например инвертна захар. Какво е захарна инверсия и до какво води, ще научите от следния опит.
Изсипете в епруветка или чаша 10-20 g слаб захарен разтвор и добавете няколко капки разредена солна киселина. След това загрейте разтвора във вряща водна баня за десет до петнадесет минути и след това неутрализирайте киселината, за предпочитане с магнезиев карбонат MgCO3. В аптеките се продава така наречената бяла магнезия, вещество с малко по-сложен състав; тя също пасва. В краен случай можете да вземете сода за хляб NaHCO3, но тогава в разтвора ще остане готварска сол, която по някакъв начин не хармонизира със захарта.
След като мехурчетата въглероден диоксид спрат, оставете течността да се утаи. За всеки случай проверете с индикатор дали киселината е напълно неутрализирана. Отцедете утаената течност и я опитайте: ще ви се стори по-малко сладка от оригиналния разтвор (напрза сравнение оставете малко от оригиналния захарен разтвор).
В готовия разтвор практически не остана захароза, но се появиха две нови вещества - глюкоза и фруктоза. Този процес се нарича инверсия на захарта, а получената смес се нарича инвертна захар.
И ето какво е любопитно: външно няма нищо, което да забележи реакция. И цветът, и обемът, и реакцията на околната среда остават същите. Не се отделят газове или валежи. Въпреки това реакцията продължава, необходими са само оптични инструменти, за да се открие. Захарите са оптически активни вещества: лъч поляризирана светлина, преминавайки през техния разтвор, променя посоката на поляризацията. Казват, че захарите въртят равнината на поляризация и то в една или друга посока и под много определен ъгъл. И така, захарозата върти равнината на поляризация надясно, а глюкозата и фруктозата, продуктите на нейната хидролиза, наляво. Оттук и думата "инверсия" (на латински "обръщане").
Инвертната захар е много по-малко склонна към кристализация от обикновената захар. Ако внимателно изпарите разтвора му на водна баня, ще получите гъст сироп, който прилича малко на мед. След охлаждане не кристализира.
Между другото, три четвърти от любимия пчелен мед се състои от същите въглехидрати като инвертната захар - глюкоза и фруктоза. На базата на инвертна захар се прави и изкуствен мед. Разбира се, нашият сироп се различава от меда и то съществено – главно по липсата на мирис. Но ако добавите малко естествен мед към него, тогава този недостатък може да бъде частично елиминиран.
Но защо не си направите по-некристализиращ сироп у дома, за да направите сладко върху него? Уви, пълното му пречистване от чужди вещества е трудно и няма гаранция, че ще бъде възможно да се завърши. Във всеки случай не си струва риска.
Автор: Олгин О.М.
Вижте други статиив раздела Забавни експерименти у дома.
Интересен физически експеримент: танцуващо яйце