Što je glukoza? Dobivanje glukoze i njegovih svojstava

Glukoza prevedena s grčkog znači "slatko". U prirodi se, u velikim količinama, pojavljuje u sokovima bobica i voća, uključujući sok od grožđa, zbog čega ljudi imaju naziv "vino šećer".

Povijest otkrića

Glukoza je otkrio početkom XIX stoljeća engleski liječnik, kemičar i filozof William Prout. Ta je tvar postala široko poznata nakon što ga je Henri Braccone 1819. izvadio iz piljevine.

Fizička svojstva

Glukoza je bezbojni kristalni prah slatkog okusa. Vrlo je topiv u vodi, koncentriranoj sumpornoj kiselini, cinkov klorid i Schweitzerov reagens.

Struktura molekule

Kao i svi monosaharidi, glukoza je hetero-funkcionalni spoj (nekoliko hidroksila i jedna karboksilna skupina su dio molekule). U slučaju glukoze, karboksilna skupina je aldehid.

Opća formula glukoze je C6H12O6. Molekule ove tvari imaju cikličku strukturu i dva prostorni izomera alfa i beta oblika. U čvrstom stanju, alfa oblik prevladava gotovo 100%. U otopini, beta-oblik je stabilniji (zauzima oko 60%). Glukoza je konačni proizvod hidrolize svih poli- i disaharida, tj. Proizvodnja glukoze se događa u velikom broju slučajeva upravo na taj način.

Priprema tvari

U prirodi, glukoza nastaje u biljkama kao rezultat fotosinteze. Razmotriti industrijske i laboratorijske metode dobivanja glukoze. U laboratoriju, ova tvar je rezultat aldol kondenzacije. U industriji najčešći način je dobivanje glukoze iz škroba.

Škrob je polisaharid čiji su mono-dijelovi molekule glukoze. To jest, da bi se dobio, polisaharid se mora razgraditi u jednostrukost. Kako se taj proces provodi?

Proizvodnja glukoze iz škroba počinje s škroba koji se stavlja u spremnik vode i miješa (škrobno mlijeko). Još jedan spremnik vode se kuha. Treba napomenuti da kipuća voda treba biti dvostruko veća od škrobnog mlijeka. Da bi reakcija do kraja dobila glukozu, potreban je katalizator. U ovom slučaju, oni su slane ili sumporna kiselina. Izračunata količina se dodaje u spremnik kipuće vode. Zatim se polako ulijeva škrobno mlijeko. U tom procesu, vrlo je važno da ne dobijete zalijevanu smjesu, ako je još uvijek formirana, potrebno je nastaviti vrenje sve dok potpuno ne nestane. U prosjeku, ključanje traje sat i pol. Da bi bili sigurni da je škrob potpuno hidroliziran, potrebno je provesti kvalitativnu reakciju. Jod se dodaje odabranom uzorku. Ako tekućina dobije plavu boju, tada hidroliza nije dovršena, ali ako postane smeđa ili crvenkasto smeđa, tada u otopini nema škroba. Ali u ovom rješenju ne postoji samo glukoza, već je dobivena uz pomoć katalizatora, što znači da kiselina također ima mjesto. Kako ukloniti kiselinu? Odgovor je jednostavan: neutralizacijom, čistom kromom i sitno razbijenom porculanom.

Kontrolira se neutralizacija lakmus test. Zatim se dobivena otopina filtrira. Slučaj za male: dobivena bezbojna tekućina treba ispariti. Formirani kristali su naš konačni rezultat. Sada razmotrite proizvodnju glukoze iz škroba (reakcija).

Kemijska suština procesa

Ova jednadžba dobivanja glukoze je prikazana na intermedijerni proizvod - maltoza. Maltoza je disaharid koji se sastoji od dvije molekule glukoze. Očito je da su postupci dobivanja glukoze iz škroba i maltoze isti. To je, u nastavku reakcije, možemo staviti sljedeću jednadžbu.

Zaključno, potrebno je sažeti potrebne uvjete za dobivanje glukoze iz škroba bio uspješan.

Preduvjeti

• katalizator (klorovodična ili sumporna kiselina);
• temperatura (ne manja od 100 stupnjeva);
• pritisak (dovoljno atmosferski, ali povećani tlak ubrzava proces).

Ova metoda je najjednostavnija, s velikim prinosom konačnog proizvoda i minimalnim troškovima energije. Ali on nije jedini. Proizvodnja glukoze se također izvodi iz celuloze.

Priprema od celuloze

Bit procesa gotovo je u skladu s prethodnom reakcijom.

Prikazana je proizvodnja glukoze (formule) iz celuloze. Zapravo, ovaj proces je puno složeniji i energetski intenzivan. Dakle, proizvod koji dolazi u reakciju je otpad iz industrije prerade drva, zgnječen do frakcije, veličina čestica u kojoj je 1,1 - 1,6 mm. Ovaj proizvod je tretiran na prvi je octena kiselina, a zatim vodikov peroksid, a zatim sa sumpornom kiselinom, na temperaturi ne nižoj od 110 stupnjeva, a omjer kupelji 5. Trajanje ovog procesa 3-5 sata. Zatim, tijekom dva sata, prolazi hidroliza sa sumpornom kiselinom pri sobnoj temperaturi i hidro-modul 4-5. Zatim se razrjeđivanje s vodom i inverzija pojavljuju približno jedan i pol sati.

Metode kvantitativnog određivanja

Nakon razmatranja svih metoda dobivanja glukoze, nužno je proučiti metode kvantitativnog određivanja. Postoje situacije u kojima bi tehnološki proces trebalo sudjelovati samo otopina koja sadrži glukozu, tj. Proces isparavanja tekućine prije nego što se dobije kristal nije potreban. Zatim se postavlja pitanje kako odrediti koncentraciju tvari u otopini. Dobivena količina glukoze u otopini određena je spektrofotometrijskim, polarimetrijskim i kromatografskim metodama. Postoji i specifičnija metoda određivanja - enzimska (pomoću enzima glukozidaze). U ovom slučaju, brojanje je već proizvod djelovanja ovog enzima.

Primjena glukoze

U medicini glukoza se koristi u opijanju (to može biti i trovanja hranom, i aktivnost infekcije). U tom slučaju, otopina glukoze se intravenski primjenjuje s kapaljkom. To znači da je u ljekarnama glukoza univerzalni antioksidans. Također, ova tvar ima malu ulogu u otkrivanju i dijagnozi šećerne bolesti. Ovdje glukoza djeluje kao test stresa.

U prehrambenoj industriji i kuhanju, glukoza je vrlo važna. Odvojeno, treba odrediti ulogu glukoze kod proizvodnje vina, piva i domaće proizvodnje. Ovo je metoda kao što je dobivanje etanola fermentaciju glukoze. Razmotrimo ovaj proces detaljno.

Dobivanje alkohola

Tehnologija dobivanja alkohola ima dvije faze: fermentaciju i destilaciju. Fermentacija se, pak, provodi uz pomoć bakterija. U biotehnologiji, kulture mikroorganizama dugo su izlučene, što omogućuje da se dobije maksimalni prinos alkohola u najmanjoj potrošnji vremena. U svakodnevnom životu, obični blagovažni kvasac se može koristiti kao pomoćnici reakcije.

Prije svega, glukoza se uzgaja u vodi. U drugom spremniku upotrijebljeni mikroorganizmi razrjeđuju se. Nadalje, dobivene tekućine se miješaju, protresaju i stavljaju u posudu s plinovoda. Ova cijev je povezana s još jednom (u obliku slova U). U sredini druge cijevi se izlije vapna voda. Kraj cijevi je zatvoren gumenim čepom sa šupljom staklenom šipkom koja ima izvučeni kraj.

Taj se spremnik stavlja u termostat na temperaturi od 25-27 stupnja četiri dana. U cijevi s kalcificiranom vodom, zamijetit će zamućenje, što ukazuje na to da ugljični dioksid ulazi u reakciju s njim. Čim se prestane isticati ugljični dioksid, fermentacija se može smatrati potpunom. Zatim slijedi fazu destilacije. U laboratoriju za destilaciju alkohola upotrebljavaju se reverzni hladnjaci - uređaji u kojima hladna voda teče kroz vanjsku stijenku, čime se hladi formirani plin i vraća natrag u tekućinu.

U ovoj fazi, tekućina koja je u našem spremniku trebala bi se zagrijati na 85-90 stupnjeva. Dakle, alkohol će ispariti, voda neće biti dovedena do kuhanja.

Mehanizam dobivanja alkohola

Razmotriti pripremu alkohola iz glukoze u reakcijskoj jednadžbi: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Dakle, može se primijetiti da je mehanizam za dobivanje etanola iz glukoze vrlo jednostavan. Štoviše, već je stoljećima poznato čovječanstvu i praktično je usavršeno.

Vrijednost glukoze u ljudskom životu

Dakle, imajući određenu ideju o ovoj supstanciji, njezinim fizičkim i kemijskim svojstvima, koriste se u različitim industrijama, možemo zaključiti da takva glukoza. Dobivanje od polisaharida već daje razumijevanje da, budući da je glavni sastojak svih šećera, glukoza je neophodan izvor energije za osobu. Kao rezultat metabolizma nastaje adenozin trifosforna kiselina iz ove tvari koja se pretvara u jedinicu energije.

Ali ne sve glukoze koja ulazi u ljudsko tijelo idu napuniti energiju. U budnom stanju, osoba pretvara samo 50 posto glukoze dobivene u ATP. Ostatak se pretvara u glikogen i akumulira u jetri. Glikogen se tijekom vremena uništava, čime se regulira razina šećera u krvi. Kvantitativno, sadržaj ove tvari u tijelu izravni je pokazatelj zdravlja. Hormonsko funkcioniranje svih sustava ovisi o količini šećera u krvi. Zato se treba prisjetiti da prekomjerna upotreba ove tvari može dovesti do ozbiljnih posljedica.

Glukoza na prvi pogled je jednostavna i razumljiva tvar. Čak i sa stanovišta kemije, molekule imaju prilično jednostavnu strukturu, a kemijska svojstva su razumljiva i poznata u svakodnevnom životu. Ali, unatoč tome, glukoza je od velike važnosti i za osobu i za sve sfere njegove životne aktivnosti.