Формула глюкозы
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Глюкоза - виноградный сахар или декстроза.
Химическая формула глюкозы
Формула глюкозы: \(\
\mathrm{C} 6 \mathrm{H} 1206
\)
Глюкоза представляет собой бифункциональное соединение, потому что оно содержит пять гидроксильных групп и одну альдегидную группу, то есть представляет собой многоатомный альдегидный спирт.
Он относится к классу углеводов с общей формулой \(\
(\mathrm{H} 20)
\) м.
Структурная и сокращенная формула глюкозы
Структурная формула глюкозы:
Формула сокращения глюкозы:
Молекула глюкозы может существовать в нескольких изомерных формах, один из которых является линейным, а два - циклическим.
В растворе все эти формы находятся в динамическом равновесии:
Циклические \(\
\alpha
\) - и \(\
\beta
\) -глюкозные формы представляют собой пространственные изомеры, которые отличаются расположением гемиацетального гидроксила относительно плоскости кольца. В \(\
\alpha
\) глюкозе этот гидроксил находится в транс-положении к \(\
\mathrm{CH} 20 \mathrm{H}
\)-группе, в \(\
\beta
\) -глюкозе - в цис-положении.
Пространственная структура циклических изомеров:
В кристаллическом состоянии глюкоза находится в состоянии \(\
\alpha
\) - форме. В растворе наиболее стабильным \(\
\beta
\) является форма глюкозы (равновесная фракция составляет около 63%). Равновесная доля альдегидной формы чрезвычайно мала (0,0026%).
Для глюкозы характерна оптическая изомерия. Формулы оптических изомеров:
В природе обнаружен только D-изомер глюкозы.
Межклассовый изомер глюкозы, также имеющий формулу \(\
\mathrm{C} 6 \mathrm{H} 1206
\) - фруктозу (кетон):
Примеры решения проблем
ПРИМЕР 1
Рассчитать, существуют ли изотонические растворы, содержащие при той же температуре 0,25 моль / л сахарозы \(\
\mathrm{C} 12 \mathrm{H} 22011
\) и 45 г / л глюкозы \(\
\mathrm{C} 6 \mathrm{H} 1206
\).
По определению изотонические растворы являются решениями с одинаковым осмотическим давлением.
Осмотическое давление выражается формулой:
\(\
\pi=C \cdot R \cdot T
\)
где C - молярная концентрация раствора; R - универсальная газовая постоянная; T - термодинамическая температура раствора.
Рассчитайте молярную концентрацию раствора глюкозы:
\(\
C=\frac{n}{V}=\frac{m}{M \cdot V}=\frac{45}{180 \cdot 1}=0,25моль/л
\)
Таким образом, концентрации растворов сахарозы и глюкозы одинаковы:
\(\
C\left(C_{12} H_{22} O_{11}\right)=\left(C_{6} H_{12} O_{6}\right)=0,25моль/л
\)
температура растворов одинакова, поэтому решения будут изотоническими.
\(\
\pi\left(C_{12} H_{22} O_{11}\right)=\pi\left(C_{6} H_{12} O_{6}\right)
\)
Решения будут изотоническими.
ПРИМЕР 2
Раствор Виноградный сахар - это глюкоза. Формула глюкозы представляет собой \(\
\mathrm{C} 6 \mathrm{H} 12 \mathrm{O} 6
\).
Мы пишем уравнение реакции алкогольной ферментации для виноградного сахара:
\(\
C_{6} H_{12} O_{6}=2 C_{2} H_{5} O H+2 C O_{2} \uparrow
\)
В результате реакции образуется этиловый спирт и выделяется диоксид углерода.
Молярные массы этанола и глюкозы:
\(\
M\left(C_{2} H_{5} O H\right)=46г/моль
\)
\(\
M\left(C_{6} H_{12} O_{6}\right)=180г/моль
\)
Чтобы найти массу виноградного сахара, вступающего в реакцию алкогольной ферментации, мы составляем пропорцию, основанную на уравнении реакции:
Получают 180 г \(\
C_{6} H_{12} O_{6}
\) - 92 г \(\
C_{2} H_{5} O H
\)
xg \(\
C_{6} H_{12} O_{6}
\) - образуется 138 г \(\
C_{2} H_{5} O H
\)
Отсюда:
\(\
x=\frac{180 \cdot 138}{92}=270
\)
Таким образом, в реакции алкогольной ферментации входило 270 г чистого виноградного сахара.
Поскольку виноградный сахар содержит 20% несахарных примесей, его содержание будет составлять 100% - 20% = 80%.
Рассчитайте массу образца виноградного сахара по формуле:
\(\
m=m_{C_{6} H_{12} O_{6}} / \omega=270 / 0,8=337,5
\)
Мы вычисляем объем двуокиси углерода (\(\
\mathrm{CO} 2
\)), составляя пропорцию по уравнению реакции:
с образованием 92 г \(\
\mathrm{C} 2 \mathrm{H} 5 \mathrm{OH}
\) выделяется 44,8 л \(\
\mathrm{CO} 2
\)
во время образования 138 г \(\
\mathrm{C} 2 \mathrm{H} 5 \mathrm{OH}
\) выделяется в л \(\
\mathrm{CO} 2
\)
Отсюда:
Следовательно, в результате ферментации было высвобождено 67,2 л двуокиси углерода.
в реакцию входило 337,5 г виноградного сахара; выделено 67,2 литра углекислого газа.
л