Моносахариды

Наиболее важными в физиологическом отношении из простых сахаров - моносахаридов – являются гексозы. Среди них глюкоза (виноградный сахар, декстроза) и фруктоза (плодовый сахар, левулоза); из пентоз – рибоза и дезоксирибоза.

Свойства углеводов зависят от их строения, т.е. общие свойства моносахаридов связаны с наличием в их молекуле спиртовых и альдегидных групп. Как спирты они образуют алкоголяты. Как альдегиды они способны к окислительно-восстановительным реакциям.

Лабораторная работа № 1 Методы количественного определения сахаров

1. Метод Фелинга

Метод основан на принципе пробы Троммера. Благодаря добавлению сегнетовой соли обеспечивается удержание в растворе гидроокиси меди в виде комплексного соединения. Вследствие этого раствор делается более удобным для количественного определения.

Оборудование и реактивы. Фарфоровая чашка. Пипетка на 10 мл. Цилиндр на 50 мл. Железный штатив с кольцом и бюреткой. Реактив Фелинга. Раствор сахара, концентрация от 0,5 до 1%.

Ход работы

В небольшую фарфоровую чашку пипеткой отмеряют 10 мл реактива Фелинга и цилиндром — 40 мл дистиллированной воды. Чашку ставят на кольцо, укрепленное на железном штативе. Снизу помещают горелку и нагревают жидкость до кипения. Над чашкой укрепляется бюретка. Как только жидкость в чашке начнет кипеть, из бюретки каплями приливают раствор сахара (или другой жидкости, исследуемой на сахар), все время помешивая. При титровании необходимо, чтобы кипение жидкости не прекращалось. Титрование продолжают до тех пор, пока жидкость над образовавшимся красным осадком Cu₂О станет бесцветной (но не желтой). Содержание сахара в исследуемом растворе должно быть приблизительно 0,5% и не больше 1%.

Затраченное для достижения этого момента количество испытуемого раствора содержит 0,05 г глюкозы. Этот метод является быстрым в выполнении, но не очень точным. Так как один миллиметр раствора Фелинга восстанавливает 0,005 г глюкозы, то на восстановление 10 мл раствора необходимо 0,05 г глюкозы. Значит это количество глюкозы будет заключаться в истраченном количестве кубических сантиметров испытуемой жидкости.

Пример расчета

На восстановление 10 мл раствора Фелинга истрачено 6,5 мл испытуемой жидкости. Это значит, что 6,5 мл этой жидкости содержат 0,05 г глюкозы. Отсюда вычисляют процент глюкозы в исследуемом растворе:

0,05* 100/6,5=0,77 %

2. Количественное определение сахара при помощи красной кровяной соли (йодометрический метод)

При определении количества сахара в растворе с помощью красной кровяной соли следует помнить, что калий железосинеродистый - окислитель. Используемые растворы - сульфат цинка, 9% раствор уксусной кислоты, раствор KJ, который на свету выделяет свободный йод, ядовиты, поэтому обращаться с ними строго по инструкции.

Общие понятия.

Метод основан на окислении сахаров в щелочной среде железосинеродистым калием (красная кровяная соль). Раствор железосинеродистого калия готовят в воде с добавлением углекис­лого натрия и тем самым создается щелочная среда.

Реакция протекает по схеме:

продукты

K₃[Fe(CN)₆] + сахар —K₄[Fe(CN)₆] + окисления + К₃[Fe(CN)₆]

с избытком сахара остаток

красная желтая кровяная

кровь соль соль

Железосинеродистый калий восстанавливается до железистосинеродистого калия (желтой кровяной соли), сахар окисляет­ся. В щелочной среде сахара претерпевают ряд химических прев­ращений, получаются многочисленные продукты превращения cаха­ров и их продукты окисления, среди которых находятся гексоновые, пептоновые, тетроновые кислоты и ряд других продуктов окисления. Красная кровяная соль берется с избытком. Часть красной кровяной соли, вступившая в окислительно-восстанови­тельный процесс с сахаром, восстановится до желтой кровяной соли. Остаток красной кровяной соли, не вступившей в реакцию с сахаром, окисляет йодистый водород по схеме:

2 K₃[Fe(CN)₆] +2 КJ → 2 K₄[Fe(CN)₆] + J₂

Количество вытесненного йода эквивалентно красной кро­вяной соли. Чтобы сделать реакцию необратимой, необходимо вывести из реакции вновь образующийся железистосинеродистый калий (желтую кровяную соль).

Для этого прибавляется соль цинка, которая образует с желтой кровяной солью осадок:

2 K₄[Fe(CN)₆] + 3 ZnSO₄ = ↓K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂ + 3K₄SO₄

Затем выделившийся йод можно количественно определить, используя метод йодометрического титрования, при котором йод определя­ется титрованием 0,1N раствором серноватистокислого натрия (тиосульфита, гипосульфита) в присутствии крахмала - индикатора.

2 Na₂S₂O₃ + J₂→2 NaJ + Na₂S₄O₆