Химические свойства моносахаридов на примере глюкозы

Глюкоза C₆H₁₂O₆ или CH₂OH—(CHOH)₄—CHO

1. При комнатной температуре реагирует с Cu(OH)₂, образуя глюконат меди (II)-раствор синего цвета.

1. Окисляется аммиачным раствором оксида серебра (реакция серебряного зеркала) или гидроксидом меди(II) (качественные реакции) до глюконовой кислоты:

t

CH₂OH—(CHOH)₄—CHO + Cu(OH)₂ → CH₂OH—(CHOH)₄—COOH + Cu₂O ↓+ 2H₂O

красный

t

CH₂OH—(CHOH)₄—CHO + Ag₂O (амм.) → CH₂OH—(CHOH)₄—COOH + 2Ag↓

Специфические свойства - под длействием биологических катализаторов-ферментов, вырабатываемых микроорганизмами.

1. Спиртовое брожение с образованием этилового спирта и углекислого газа:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

2. Молочно - кислое брожение с образованием молочной кислоты:

C₆H₁₂O₆ → 2CH₃- CH(OH)- COOH

3. Маслянокислое брожение с образованием масляной кислоты, выделением углекислого газа и водорода:

C₆H₁₂O₆ → C₃H₇- COOH + 2СО₂ + 2Н₂

4. Полное окисление в живом организме (энергетическая функция глюкозы):

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + Q В3. Степень окисления химических элементов. Окислитель и восстановитель. ОВР.

В3. Степень окисления химических элементов. Окислитель и восстановитель. ОВР.

ОВР протекают с изменением степени окисления элементов. К ОВР относятся все реакции замещения и те реакции соединения и разложения, в которых участвует хотя бы одно простое вещество. Все реакции об­мена протекают без изменения степени окисления.

Окисление - процесс отдачи электронов, приводящий к повышению сте­пени окисления. Вещества, атомы или ионы которых отдают электроны, называют восста­новителями. Восстановитель, отдавая электроны, окисляется. Например: H₂⁰ - 2ē → 2H⁺

Восстановление - процесс присоединения электронов, приводящий к понижению степени окисления. Вещества, атомы или ионы которых присоединяют электроны, назы­ваются окислителями. Окислитель, присоединяя электроны, восстанавливается. Например: S⁰ + 2ē → S^-2

Общее число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

Для запоминания процессов окисления-восстановления, а также свойств окислителей и восстановителей существует несколько мнемонических правил:

• Отдать — Окислиться, Взять — Восстановиться (слова начинаются с одинаковых букв).

• Окислитель — грабитель (в процессе окислительно-восстановительной реакции окислитель присоединяет электроны).

Пример:

P + 5HNO₃ → 5NO₂ + H₃PO₄ + H₂O

1 P⁰ - 5 e^- → P⁺⁵ окисляется, восстановитель

1 N⁺⁵ +5 e^- → N⁰ восстанавливается, окислитель

Типичные восстановители: Металлы Водород Уголь Оксид углерода (II) (CO) Сероводород (H2S) оксид серы (IV) (SO2) сернистая кислота H2SO3 и ее соли Галогеноводородные кислоты и их соли Катионы металлов в низших степенях окисления(SnCl2, FeCl2, MnSO4, Cr2(SO4)3) Азотистая кислота HNO2 Аммиак NH3 Оксид азота(II) (NO)	Типичные окислители: Галогены Перманганат калия(KMnO4) манганат калия (K2MnO4) оксид марганца (IV) (MnO2) Дихромат калия (K2Cr2O7) хромат калия (K2CrO4) Азотная кислота (HNO3) Серная кислота (H2SO4) конц. Оксид меди(II) (CuO) оксид свинца(IV) (PbO2) оксид серебра (Ag2O) пероксид водорода (H2O2) Хлорид железа(III) (FeCl3) Бертоллетова соль (KClO3)

Могут быть и окислителями, и восстановителями вещества, содержащие атомы в промежуточных степенях окисления, способны как повышать, так и понижать степень окисления. Являются восстановителями при действии более сильного чем они окислителя; окислителями - при действии более активного, чем они, восстановителя. Это KNO₂, SO₂, H₂O₂, Na₂SO₃ и др.

Самые известные полуреакции восстановления окислителей: Хромат КCrO4 и дихромат калия К2Cr2O7 выступают в качестве окислителей в кислой среде, восста­навливаясь до иона Сr+3: Cr2O72- + H+→ Cr3+ CrO42- + H+→ Cr3+ КМnО4 проявляет окислительные свойства за счет Мп+7 и восстанавливается: в кислой среде - до Мn+2, в нейтральной - до МnО2, в щелочной среде до манганат-иона - МnО22-: MnO4- + 5e- + H+→ Mn2+ (в кислой среде) MnO4- + 3e- + H2O→ MnO2 (в нейтральной среде) MnO4- + 3e- +OH- → MnO4 2- (в щелочной среде) О2 + 4 e- →2О-2 Cl2 + 2 e- → 2Cl- Br2 + 2 e- →2Br- I2 + 2 e- →2I- HClO → HCl KClO3 → KCl ClO4-→ Cl- IO3- → I2 H2SO4 → H2S, S, SO2 HNO3 → N2, NO, N2O, NO2, NH3, NH4NO3 NO3- →NO2- + H2O NO2- + H+→ NO PbO2 + H+→ Pb2+ MnO2 + H+→ Mn2+ Sn4+ → Sn2+ Fe3+ → Fe2+

Самые известные полуреакции окисления восстановителей: 2Cl- - 2 e- → Cl2 2Br- - 2 e- → Br2 2I- - 2 e- → I2 H2S→ S Na2SO3 →Na2SO4 S → SO2 SO2 → SO4 2- NH3 → N2 NO2- + H2O → NO3- Cr3+- + OH- → CrO42- Mn2+ + H2O → MnO4- Sn2+ → Sn4+ Fe2+ → Fe3+ H2O2 → O2

С1. Взаимосвязь неорганических веществ. РИО и условия их осуществления.