19.6. Растворение целлюлозы в медноаммиачном растворе
Целлюлоза - клетчатка, один из самых распространённых природных полимеров (полисахарид); главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливающая механическую прочность и эластичность растительных тканей. Структурной единицей целлюлозы является D- глюкопираноза, звенья которой соединены 1,4--гликозидными связями в линейные неразветвлённые цепи:
Ход работы
В пробирку наливают 5 мл медно-аммиачного раствора (реактив Швейцера), опускают в него маленький кусочек целлюлозы (ваты) и тщательно перемешивают содержимое пробирки стеклянной палочкой до полного растворения целлюлозы. Получается вязкая жидкость синего цвета. Жидкость выливают тонкой струйкой в стакан (100 мл), наполненный теплой водой, подкисленной 2-3 мл концентрированной серной кислоты. Целлюлоза выделяется из раствора в виде хлопьев.
19.7. Получение коллодия
Для целлюлозы характерны реакции этерификации (образование сложных эфиров). Наибольшее практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и серной.
В зависимости от условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике называется коллоксилином. На основе коллоксилина изготавливают целлулоид.
Ход работы
В сухой цилиндр на 10 мл влить 4 мл концентрированной серной и 2 мл концентрированной азотной кислоты. Слегка разогревшуюся смесь перелить в маленький фарфоровый тигель, поместить сюда пучок ваты и с помощью палочки добиться, чтобы он весь был смочен нитрующей смесью.
Выдержать так около 10 – 20 мин, слить избыток нитрующей смеси, промыть коллоидную вату 2 -3 раза водой, каждый раз отжимая ее палочкой. Затем досуха отжать вату между двумя листами фильтровальной бумаги, вытереть тигелек, бросить туда вату и налить немного смеси спирта и концентрированной серной кислоты (2 : 1) до образования густого раствора.
Если этот раствор вылить на стекло, то после испарения растворителя образуется тонкая коллодийная пленка. Написать уравнение реакции.
19.8. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ПРОДУКТОВ НА ПРИСУТСТВИЕ КРАХМАЛА
Реакцию с йодом можно применить для открытия крахмала в различных продуктах. На присутствие крахмала могут быть проверены: картофельная мука, картофель (сырой в тонком срезе и вареный), обычная мука, белый хлеб, зеленое яблоко, пудра, рис и т.д.
Ход работы
На образцы наносят пипеткой одну каплю 1 %-го раствора йода в 2 %-м растворе KJ. По появлению характерного темно-синего окрашивания судят о наличии крахмала в исследуемых образцах.
19.9. ПОЛУЧЕНИЕ ПАТОКИ И ГЛЮКОЗЫ ИЗ КРАХМАЛА
Предлагаемый опыт довольно полно воспроизводит классическую работу адъюнкта Российской Академии наук Константина Кирхгофа, открывшего гидролиз крахмала еще в 1811 г., а кроме того, иллюстрирует промышленный способ получения патоки и глюкозы.
Ход работы
В круглодонную колбу емкостью 500—1000 мл наливают 100 мл воды и 2 мл концентрированной серной кислоты. Нагревают раствор кислоты до кипения и к нему очень медленно, следя за тем, чтобы не прерывалось кипячение, приливают взмученную смесь 25 г крахмала с небольшим количеством воды. В колбе образуется крахмальный клейстер. Колбу закрывают пробкой с обратным воздушным холодильником и кипятят около часа. После того как проба жидкости из колбы перестанет давать окраску с раствором йода, процесс гидролиза можно считать законченным.
Чтобы выделить глюкозу из раствора, следует предварительно удалить примесь серной кислоты. Для этого к охлажденному раствору добавляют небольшими порциями тонко измельченный мел (карбонат кальция) до прекращения выделения углекислого газа, сильно взбалтывая всякий раз реакционную смесь. Когда при добавлении новой порции мела не будет слышно характерного шипения, серная кислота оказывается нейтрализованной. Для нейтрализации кислоты можно воспользоваться также известковым молоком. Затем отделяют осадок сульфата кальция фильтрованием через складчатый фильтр и упаривают раствор глюкозы в фарфоровой чашке на водяной бане. При концентрировании раствора может снова выпасть осадок гипса. Осадок снова отфильтровывают и продолжают упаривание раствора до густоты сиропа. Образовавшийся густой сироп (патоку) можно попробовать на вкус и испытать фелинговым раствором и раствором йода.
Патоку оставляют стоять в течение нескольких дней. При этом выкристаллизовывается глюкоза. Более быструю кристаллизацию можно наблюдать, если капли патоки нанести на стеклянные пластинки и поместить в них затравку - крупинки глюкозы.