ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 10 класс · § 43
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 43. Крахмал

Как большое число глюкозных остатков создаёт свойства полимера?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как большое число глюкозных остатков создаёт свойства полимера?

Исследуем вместе

Линейные и разветвлённые цепи

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

Показан маленький фрагмент; реальные макромолекулы намного длиннее.

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

Состав и строение

Крахмал — смесь природных полисахаридов, построенных из остатков α-глюкозы. В школьной записи повторяющееся звено имеет состав C₆H₁₀O₅, а формула полимера — (C₆H₁₀O₅)ₙ.

Амилоза преимущественно линейна, амилопектин разветвлён. Это различие важно для свойств, хотя элементный состав звеньев одинаков; формула звена не показывает все связи между остатками.

Амилоза

Преимущественно линейные цепи

Амилопектин

Разветвлённые цепи

Звено

C₆H₁₀O₅

Крахмал включает линейные и разветвлённые макромолекулы. Повторяющаяся формула не раскрывает полное строение цепи.

02

Вода и йод

В холодной воде крахмал не образует обычного истинного раствора. При нагревании с водой гранулы набухают и образуют клейстер.

Йод даёт характерную синюю или сине-фиолетовую окраску с крахмалом, связанную прежде всего с включением йодных частиц в структуры амилозы. Это не простое присоединение йода к двойным связям углерода.

Признак / примерОбъяснение
Холодная водаГранулы не растворяются как сахар
НагреваниеНабухание и клейстеризация
ЙодХарактерная окраска

Крахмальный клейстер отличается от раствора малого сахара. Йодная окраска связана с организацией полимерной структуры.

Крахмальные зёрна в клетках картофеля

Микрофотография в поляризованном свете показывает крахмальные зёрна. Цвета связаны с методом освещения; это не йодная проба.

Alexander Klepnev · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Без изменений.

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.

03

Гидролиз

При гидролизе связи между глюкозными остатками постепенно разрываются. Через более короткие фрагменты и дисахариды при полном гидролизе получают глюкозу.

Школьная суммарная запись: (C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O → nC₆H₁₂O₆. Она пренебрегает концевыми группами длинной цепи, что соответствует используемой формуле повторяющегося звена.

162 г звеньев

Соответствуют 180 г глюкозы

Катализ

Кислота или ферменты

Неполный гидролиз

Смесь промежуточных фрагментов

Полный гидролиз крахмала даёт глюкозу. Вода участвует в разрыве связей между остатками.

04

Роль и применение

Растения запасают крахмал в семенах, клубнях и других органах. Гидролиз делает глюкозные остатки доступными для дальнейших превращений.

Промышленно получают продукты частичного гидролиза и глюкозу; её можно подвергнуть брожению. При расчёте из технического сырья сначала учитывают массовую долю крахмала, затем стехиометрию и выход. Если в 200 г сырья 81% крахмала, его масса 162 г. При полном гидролизе это соответствует 180 г глюкозы; при выходе 90% получится 162 г глюкозы. Здесь одинаковые конечная и начальная массы случайны: расчёт прошёл через два разных множителя.

Сырьё

Определить долю крахмала

Гидролиз

Перейти от 162 к 180

Брожение

Учесть выход этанола из глюкозы

Крахмал выполняет запасную функцию и служит сырьём. Расчёт ведут по массе самого полимера, а не всей растительной смеси.

Соберём главное

Шесть выводов

01Крахмал включает линейные и разветвлённые макромолекулы. Повторяющаяся формула не раскрывает полное строение цепи.
02Крахмальный клейстер отличается от раствора малого сахара. Йодная окраска связана с организацией полимерной структуры.
03Полный гидролиз крахмала даёт глюкозу. Вода участвует в разрыве связей между остатками.
04Крахмал выполняет запасную функцию и служит сырьём. Расчёт ведут по массе самого полимера, а не всей растительной смеси.
05Крахмал не является просто большой молекулой свободной глюкозы. Остатки соединены связями, для разрыва которых нужен гидролиз.
06Молекулярная масса полимера зависит от длины цепи. Для расчётов часто используют среднюю степень полимеризации.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Повторяющееся звено крахмала имеет состав…
2. Разветвлённый компонент крахмала…
3. Качественная реакция крахмала связана с…
4. Полный гидролиз крахмала даёт…
5. Из 162 г крахмала по звеньям теоретически получают глюкозы…
6. В холодной воде крахмал…
7. Амилоза в отличие от амилопектина преимущественно…
8. Крахмал в растении выполняет прежде всего функцию…
9. При гидролизе масса полученной глюкозы больше массы звеньев из-за…
10. Степень полимеризации обозначает…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 43. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 43. Крахмал.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…