ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 10 класс · § 42
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 42. Фруктоза. Сахароза

Почему моносахарид и дисахарид по-разному ведут себя при гидролизе?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Почему моносахарид и дисахарид по-разному ведут себя при гидролизе?

Исследуем вместе

Сахароза и продукты гидролиза

Переключай состояния и сравнивай схему с объяснением. Модель показывает, что меняется и почему.

Учебная модель: размеры, цвета и проекции условны. Линии обозначают связи, а подписи CH₃ и CH₂ — группы атомов. Реакционные схемы показывают итог превращения, а не траектории отдельных атомов.

01

Фруктоза — изомер глюкозы

Фруктоза имеет C₆H₁₂O₆, как глюкоза, но в открытой форме содержит кетонную группу у C2: CH₂OH—CO—(CHOH)₃—CH₂OH. Это кетогексоза.

Она также преимущественно существует в циклических формах в растворе. Одинаковая молекулярная формула не делает фруктозу и глюкозу одним веществом.

Глюкоза

Альдогексоза

Фруктоза

Кетогексоза

Общий состав

C₆H₁₂O₆

Фруктоза и глюкоза — структурные изомеры. Различие открытых форм состоит в карбонильном фрагменте.

02

Восстановительная способность

В щелочной среде фруктоза может изомеризоваться в альдозы. Поэтому она даёт положительные реакции Толленса и Фелинга, несмотря на кетонную группу в исходной открытой форме.

Утверждение «нет альдегидной группы — никогда не восстанавливает серебро» здесь неверно: нужно учитывать превращения в среде реагента. Фруктозу относят к восстанавливающим сахарам.

Признак / примерОбъяснение
Исходная формаКетоза
Щелочная средаВозможна изомеризация
НаблюдениеВосстановительная проба положительна

Фруктоза даёт восстановительные пробы в щелочной среде. Причина связана с изомеризацией, а не с наличием исходной CHO.

Циклическая β-D-глюкоза

Модель показывает циклическую форму; в воде она находится в равновесии с другими формами, включая открытую.

Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Молекула сахарозы

В сахарозе соединены остатки глюкозы и фруктозы; гидролиз разрывает связь между ними.

Ben Mills / Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Строение сахарозы

Сахароза C₁₂H₂₂O₁₁ состоит из соединённых остатков глюкозы и фруктозы. При образовании связи из двух моносахаридов формально вычитается H₂O.

В связи участвуют аномерные центры обоих остатков, поэтому свободного полуацетального центра нет. Сахароза до гидролиза не является восстанавливающим сахаром в обычных школьных пробах.

C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ − H₂O

C₁₂H₂₂O₁₁

OH-группы

Позволяют комплексообразование с Cu(II)

До гидролиза

Серебряная проба отрицательна

Сахароза содержит два моносахаридных остатка. Её связывающая группа блокирует обычное раскрытие до восстановительной формы.

04

Гидролиз

При гидролизе сахарозы в кислой среде или под действием фермента образуются глюкоза и фруктоза: C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆.

Из 342 г сахарозы теоретически образуется 360 г смеси моносахаридов: дополнительные 18 г поступают из воды. Смесь после гидролиза даёт восстановительные пробы, в отличие от исходной сахарозы. Гидролиз 0,10 моль сахарозы даёт 0,10 моль глюкозы и 0,10 моль фруктозы, всего 0,20 моль моносахаридов. Это по 18 г каждого сахара; вместе 36 г против исходных 34,2 г сахарозы. Разница 1,8 г — израсходованная вода.

342 г сахарозы

1 моль

18 г воды

Расходуется 1 моль

Продукты

180 г глюкозы + 180 г фруктозы

Гидролиз присоединяет воду и разрывает связь между остатками. Масса продуктов может быть больше массы исходного дисахарида.

Соберём главное

Шесть выводов

01Фруктоза и глюкоза — структурные изомеры. Различие открытых форм состоит в карбонильном фрагменте.
02Фруктоза даёт восстановительные пробы в щелочной среде. Причина связана с изомеризацией, а не с наличием исходной CHO.
03Сахароза содержит два моносахаридных остатка. Её связывающая группа блокирует обычное раскрытие до восстановительной формы.
04Гидролиз присоединяет воду и разрывает связь между остатками. Масса продуктов может быть больше массы исходного дисахарида.
05Качественную реакцию обсуждают с учётом состояния вещества до или после гидролиза. Смена состава может изменить результат пробы.
06Не всякий сахар имеет альдегидную группу в исходной форме. Для реакций важны также равновесия и условия среды.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Фруктоза в открытой форме — это…
2. Фруктоза и глюкоза…
3. Фруктоза даёт щелочные восстановительные пробы из-за…
4. Сахароза при гидролизе даёт…
5. До гидролиза сахароза в обычной серебряной пробе…
6. Из 342 г сахарозы при полном гидролизе теоретически получают сахаров…
7. Молекулярная формула сахарозы…
8. При гидролизе 1 моль сахарозы воды расходуется…
9. Сахароза с Cu(OH)₂ без нагревания может…
10. После гидролиза восстановительная проба смеси…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 42. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 42. Фруктоза. Сахароза.pdf. Учтены границы структурных моделей, влияние среды реакции и различия между составом и строением.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

OpenStax: Organic Chemistry · OpenStax: реакции моносахаридов
↑

Загрузка прогресса…