Mi a glükóz? A glükóz és tulajdonságainak megválasztása

A görögről fordított glükóz "édes" kifejezést jelenti. A természetben, nagy mennyiségben, a bogyók és gyümölcslevek, beleértve a szőlőlét is előfordul, ezért az emberek neve "borcukor".

A felfedezés története

A glükózt a XIX. Század elején egy angol orvos, kémikus és filozófus William Prout felfedezte. Ez az anyag széles körben ismertté vált, miután Henri Braccone 1819-ben levágta fűrészporból.

Fizikai tulajdonságok

A glükóz színtelen, kristályos, édes ízű por. Vízben, tömény kénsavban, cink-kloridban és Schweizer reagensben nagyon oldódik.

A molekula szerkezete

Mint minden monoszacharid, a glükóz egy hetero-funkcionális vegyület (a molekula több hidroxilcsoportot és egy karboxilcsoportot tartalmaz). Glükóz esetében a karboxilcsoport aldehid.

A glükóz általános képlet a C6H12O6. Ennek az anyagnak a molekulái gyűrűs szerkezetűek és két térbeli izomert tartalmaznak. Szilárd állapotban az alfa forma közel 100% -ot dominál. Az oldatban a béta-forma stabilabb (kb. 60% -ot foglal el). A glükóz az összes poli- és diszacharid hidrolízisének végterméke, vagyis a glükóz termelése túl nagyszámú esetben fordul elő ilyen módon.

Anyag előkészítése

A természetben a fotoszintézis eredményeként a növényeknél glükóz képződik. Tekintsünk ipari és laboratóriumi módszereket glükóz előállítására. A laboratóriumban ez az anyag az aldol kondenzáció eredménye. Az iparban a leggyakoribb módszer a keményítőből származó glükóz.

A keményítő egy poliszacharid, amelynek mono-részei glükózmolekulák. Azaz, hogy megkapjuk, a poliszacharidot egy részre kell bontani. Hogyan történik ez a folyamat?

A keményítőből származó glükóz előállítása azzal kezdődik, hogy a keményítőt vízbe és vegyes (keményítőtejbe) helyezzük. Egy másik tartályt forralunk fel. Meg kell jegyezni, hogy a forró víznek kétszer annyi kell, mint a keményítőtej. Annak érdekében, hogy a reakció végső soron glükózt kapjon, katalizátort kell alkalmazni. Ebben az esetben sósav vagy kénsav. A kiszámított mennyiséget forrásban lévő tartályba adják. Ezután a keményítőtej lassan öntik. Ebben a folyamatban nagyon fontos, hogy ne kapjon egy pasztát, ha még megépül, akkor forralnia kell, amíg teljesen eltűnik. A forralás átlagosan másfél órát vesz igénybe. Annak érdekében, hogy a keményítő teljesen hidrolizálódjon, minőségi reakciót kell végezni. Jódot adunk a kiválasztott mintához. Ha a folyadék kék színű lesz, akkor a hidrolízis nem teljes, de ha barna vagy vörösesbarna lesz, akkor nincs oldat keményítő. De ebben a megoldásban nem csak a glükóz van, hanem egy katalizátor segítségével, ami azt jelenti, hogy a savnak is van helye. Hogyan lehet eltávolítani a savakat? A válasz egyszerű: a semlegesítés tiszta kréttel és apróra vágott porcelánnal történik.

A semlegesítést egy litmus teszttel ellenőrizzük. Ezután a kapott oldatot szűrjük. Az eset a kicsi: a kapott színtelen folyadékot el kell párolni. A kialakult kristályok végső eredményünk. Most vegye figyelembe a keményítőből származó glükóz termelést (reakció).

A folyamat kémiai esszenciája

A glükóz kinyerésének egyenletét a köztitermék - a maltoza - mutatja be. A maltóz két glükózmolekulából álló diszacharid. Nyilvánvaló, hogy a keményítőből és maltózból származó glükóz előállítására szolgáló eljárások azonosak. Vagyis a reakció folytatásaként a következő egyenletet tudjuk tenni.

Összefoglalva, össze kell foglalni a keményítőből származó glükóz előállításához szükséges feltételeket.

Előfeltételek

• Katalizátor (sósav vagy kénsav);
• Hőmérséklet (nem kevesebb, mint 100 fok);
• Nyomás (elég atmoszférikus, de a nyomás növeli a folyamatot).

Ez a módszer a legegyszerűbb, a végtermék nagy hozama és minimális energiaköltsége. De ő nem az egyetlen. A glükóz előállítását cellulózból végezzük.

Előállítás cellulózból

A folyamat lényege szinte teljesen összhangban van az előző reakcióval.

A cellulózból származó glükóz (formula) előállítása. Valójában ez a folyamat sokkal bonyolultabb és energiaigényesebb. Tehát a reakcióba kerülő termék a fafeldolgozó iparból származó hulladék, a frakcióig őrölt hulladék, amelynek szemcsemérete 1,1-1,6 mm. Ezt a terméket először ecetsavval, majd hidrogén-peroxiddal kezeljük, majd kénsavval, legalább 110 ° C-os hőmérsékleten és 5-ös hidromodulban. A folyamat időtartama 3-5 óra. Ezután két órán át szobahőmérsékleten kénsavval végzett hidrolízist és egy 4-5-ös vízmodult halad. Ezután a vízhígítás és az inverzió kb. Másfél órát jelent.

A mennyiségi meghatározás módszerei

Miután figyelembe vette a glükóz előállításának minden módját, meg kell vizsgálni a mennyiségi meghatározására szolgáló módszereket. Vannak olyan helyzetek, amikor csak a glükóz tartalmú oldat vesz részt a folyamatban, vagyis a folyadék elpárologtatása a kristályok előkészítése előtt felesleges. Ezután felmerül a kérdés, hogyan lehet meghatározni, hogy egy adott anyag koncentrációja a megoldásban. A kapott glükóz mennyiségét spektrofotometriás, polarimetriás és kromatográfiás módszerekkel határozzuk meg. Van még egy specifikus meghatározási módszer - enzimatikus (glükózidáz enzimmel). Ebben az esetben a számlálás már az enzim működésének terméke.

Glükóz alkalmazása

Az orvostudományban a glükózt mérgezésben használják (ez lehet mind ételmérgezés, mind a fertőzés aktivitása). Ebben az esetben a glükóz oldatot intravénásán adagoljuk csepegtetővel. Ez azt jelenti, hogy a gyógyszerészetben a glükóz univerzális antioxidáns. Továbbá ez az anyag kisebb szerepet játszik a cukorbetegség kimutatásában és diagnózisában. Itt a glükóz stressztesztként működik.

Az élelmiszeriparban és a főzésben a glükóz nagyon fontos helyet foglal el. Külön említésre méltó a glükóz szerepe a borkészítésben, a sörben és a sörfőzésben. Ez egy olyan eljárás, mint például az etanol előállítása glükóz fermentálásával. Tekintsük ezt a folyamatot részletesen.

Alkoholt szerezni

Az alkohol előállításának technológiája két szakaszból áll: erjesztés és desztilláció. A fermentáció viszont baktériumok segítségével történik. A biotechnológiában a mikroorganizmusok kultúrái már régóta kiürülnek, ami lehetővé teszi az alkohol maximális hozamát a minimálisan töltött idő alatt. A hétköznapi életben a rendes étkezési élesztő reakciósegítőként használható.

Először is, a glükózt vízben hígítjuk. A másik tartályban az alkalmazott mikroorganizmusokat hígítjuk. Ezenkívül a kapott folyadékokat összekeverjük, rázzuk és egy tartályba helyezzük egy gázkiömlőcsővel. Ez a cső egy másik (U-alakú) csatlakozással rendelkezik. A második cső közepén mész vizet öntünk. A cső vége egy gumidugóval van lezárva, amelynek üreges rúdja van.

Ezt a tartályt 25-27 fokos hőmérsékletű termosztátba helyezzük négy napig. A mészkőben lévő csőben felhős lesz, ami azt jelzi, hogy belép a szén-dioxid reakciójával. Amint a szén-dioxid megszűnik, a fermentáció befejezettnek tekinthető. Ezután követi a lepárlási szakaszt. Az alkohol desztillálásához használt laboratóriumban használjon visszafolyó hűtőket - olyan készülékeket, amelyekben hideg víz áramlik a külső falon keresztül, így a képződött gázt lehűtik és visszaadják a folyadéknak.

Ebben a szakaszban a tartályban lévő folyadékot 85-90 fokosra kell melegíteni. Így az alkohol elpárolog, a víz nem forrni kezd.

Az alkoholfogyasztás mechanizmusa

Tekintsük az alkoholnak a glükózból történő előállítását a reakcióegyenletben: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Tehát meg lehet jegyezni, hogy az etanolnak a glükózból való megszerzésére szolgáló mechanizmus nagyon egyszerű. Ezenkívül évszázadok óta ismert az emberiség, és gyakorlatilag tökéletes volt.

A glükóz értéke az emberi életben

Tehát, mivel határozott elképzelése van ennek az anyagnak, fizikai és kémiai tulajdonságainak, amelyet különböző iparágakban használnak, arra a következtetésre juthatunk, hogy ilyen glükóz. A poliszacharidoktól való megismerés már azzal a megértéssel jár, hogy mivel a cukrok fő összetevője, a glükóz energia nélkülözhetetlen energiaforrás. Az anyagcserék eredményeképpen az anyagból adenozin-trifoszforsav keletkezik, amelyet egy energiaegységké alakítanak át.

De az emberi testbe belépő glükóz nem minden energiát pótol. Az ébrenléti állapotban az ember az ATP-ben kapott glükóz 50% -át fordítja. A maradékot glikogénré alakítják és halmozódik fel a májban. A glikogén idővel megsemmisül, ezáltal szabályozza a vércukorszintet. Mennyiségi értelemben az anyagnak a testben való tartalma közvetlen mutatója az egészségének. Minden rendszer hormonális működése a vércukor mennyiségétől függ. Ezért érdemes megemlíteni, hogy az anyag túlzott használata súlyos következményekhez vezethet.

A glükóz első pillantásra egyszerű és érthető anyag. A kémia szempontjából is a molekulák meglehetősen egyszerű szerkezetűek, és a kémiai tulajdonságok érthetőek és ismerősek a mindennapi életben. De ennek ellenére a glükóz nagy jelentőséggel bír mind az önmagának, mind életének minden területén.