Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Kyselá hydrolýza sacharosy

Pomůcky

zkumavky, stojánek na zkumavky, kapátka, vodní lázeň (800ml kádinka s vodou, azbestová síťka, trojnožka), kahan, sirky, hadřík

Chemikálie

roztok sacharosy, 10% H2SO4, 10% NaOH nebo roztok Na2CO3, Fehlingovo činidlo (Fehlingovo činidlo I – roztok CuSO4∙5H2O; Fehlingovo činidlo II – vinan sodno-draselný (Seignettova sůl), NaOH)

Postup

Do zkumavky nalijte 2 ml roztoku sacharosy. Přidejte cca 2 ml zředěné kyseliny sírové. Zkumavku ponořte do vodní lázně a zahřívejte 5 minut. Poté zkumavku vyjměte a nechte vychladnout. Následně kyselinu zneutralizujte buď přidáním cca 2 ml zředěného roztoku hydroxidu sodného, nebo přidávejte roztok uhličitanu sodného, dokud nepřestane pěnit. Poté k roztoku přikápněte 2 ml Fehlingova činidla. Zkumavku opět ponořte do vodní lázně.
Roztok sacharosy je bezbarvý, po přidání zředěné kyseliny sírové se nic neděje – ani při zahřívání nejsou pozorovatelné žádné barevné změny. Roztok je pořád bezbarvý. Po ochlazení, neutralizaci a přidání Fehlingova činidla lze pozorovat ve zkumavce ponořené do vodní lázně vznik oranžové sraženiny.

Princip

Sacharosa, označovaná jako řepný či třtinový cukr, patří mezi disacharidy – je složena z α-D-glukosy a β-D-fruktosy. Systematický název sacharosy zní α-D-glukopyranosyl-(1→2)-β-D-fruktofuranosid. Koncovka –id v systematickém názvu značí, že se jedná o neredukující sacharid. Monosacharidy v sacharose jsou spojeny glykosidickou vazbou, která vzniká mezi hydroxylovými skupinami 1. uhlíku α-D-glukopyranosy a 2. uhlíku β-D-fruktofuranosy. Hydroxylové skupiny přítomné na poloacetalových uhlících (1. uhlík u α-D-glukopyranosy a 2. uhlík u β-D-fruktofuranosy) jsou vyvázány, a tudíž nemůže docházet k jejich oxidaci, proto je sacharosa neredukující sacharid.
V kyselém prostředí (zředěná kyselina sírová) za zvýšené teploty (zahřívání na vodní lázni) dochází k hydrolýze sacharosy na glukosu a fruktosu. Přítomná kyselina musí být následně odstraněna neutralizací – lze využít zředěný roztok hydroxidu sodného či roztok uhličitanu sodného. Neutralizací vzniká sůl a voda, v druhém případě uniká oxid uhličitý, který lze slyšet, jak šumí.



Glukosa a fruktosa jsou monosacharidy, které obsahují ve své struktuře karbonylovou akupinu (aldehydovou – aldosy nebo ketoskupinu – ketosy), tudíž může docházet k jejich oxidaci (na karboxylovou skupinu). Všechny monosacharidy jsou tedy redukující sacharidy. V tomto případě se glukosa i fruktosa oxidují na aldonové kyseliny. Zároveň se Cu2+ (obsažené ve Fehlingově činidle) redukují v zásaditém prostředí na oxid měďný (oranžová až červená sraženina).

Využití

sacharidy (hydrolýza sacharosy – neredukující a redukující sacharidy)

Typ pokusu

demonstrační i laboratorní

Obecná bezpečnost

Varování! 

Všechny znázorněné pokusy smí provádět pouze osoby s odborným vzděláním chemického zaměření a to pouze při dodržení všech bezpečnostních pravidel a postupů a v prostorách k tomu určených. Předem je vždy nutné se důkladně seznámit s vlastnostmi jednotlivých chemických látek prostřednictvím příslušných bezpečnostních listů, s jejich nebezpečnými vlastnostmi a pokyny pro bezpečné zacházení, skladování i likvidaci. Videa mají sloužit především jako ilustrace vlastností látek, nikoliv jako návod k provedení pokusu. Jakékoliv napodobování činností na videu je pouze na vlastní nebezpečí. Poskytoval této webové stránky ani její distributoři nenesou žádnou odpovědnost za případnou újmu na zdraví či majetku, zejména pak za újmu vzniklou napodobováním v aplikaci znázorněných pokusů.

Uživatel webové stránky www.studiumchemie.cz stvrzuje, že si varování řádně přečetl a jeho obsahu porozuměl.

 

Vlastnosti látek

Fehling I – roztok síranu měďnatého (skalice modrá) – nebezpečný, zdraví škodlivý při požití, dráždí kůži, způsobuje vážné poškození očí, vysoce toxický pro vodní organismy.

dle GHS:   dle staršího značení:     

Fehling II – vínan draselno-sodný – není nebezpečný.

 – hydroxid sodný – nebezpečný, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí.

dle GHS:    dle staršího značení:    

Hydroxid sodný – nebezpečný, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí.

dle GHS:    dle staršího značení:    

Kyselina sírová – nebezpečná, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí.

dle GHS:    dle staršího značení:    

Uhličitan sodný – nebezpečný, způsobuje vážné podráždění očí.

dle GHS:    dle staršího značení:   

Bezpečnost

práce s kyselinou a hydroxidem – dodržovat bezpečnostní předpisy, zředěná H2SO4 (žíravá), zředěný NaOH (žíravý)

Čas

příprava – 10 minut, vlastní provedení – 20 minut

Tipy

– roztok sacharosy stačí připravit rozpuštěním dvou velkých lžiček sacharosy v 50 ml vody, případně jedné malé lžičky ve 2 ml vody přímo ve zkumavce – s oběma roztoky pokus funguje
– dobré je použít dvě zkumavky s roztokem sacharosy – a na jedné ukázat, že sacharosa s Fehlingovým činidlem nereaguje, druhou okyselit a nechat proběhnout hydrolýzu sacharosy
– pokus funguje se zředěnou H2SO4, s konc. H2SO4 a konc. HCl moc nevychází
– v některých případech roztok při zahřívání trošku zhnědne
– zchladnutí zkumavky po hydrolýze trvá asi 5 minut
– neutralizace kyseliny musí proběhnout, bez ní pokus nevyjde – oba způsoby neutralizace fungují
– zkumavku s Fehlingovým činidlem je lepší zahřát – do 2 minut se objeví oranžová sraženina – pokud nedojde k zahřátí, změní se zbarvení na zelenou a dojde k zakalení – oranžová se objeví až po ponoření do vodní lázně
– reakci probíhající při přípravě Fehlingova činidla najdete u pokusu Fehlingův test (Důkaz redukujících sacharidů)

Video

http://www.youtube.com/watch?v=FoTjq1UGdRM (old.studiumchemie.cz, Kyselá hydrolýza sacharosy, video se zvukem – porovnání reakce sacharosy a hydrolyzované sacharosy s Fehlingovým činidlem)