Che cosa è il glucosio? Ottenere il glucosio e le sue proprietà

Il glucosio tradotto dal greco significa "dolce". Nella natura, in grandi quantità, si verifica nei succhi di frutti di bacche e frutta, compreso il succo d'uva, per cui la gente ha il nome di "zucchero di vino".

Storia della scoperta

Glucosio è stato scoperto all'inizio del XIX secolo da un medico inglese, chimico e filosofo William Prout. Questa sostanza è diventata ampiamente conosciuta dopo Henri Braccone estratta dalla segatura nel 1819.

Proprietà fisiche

Il glucosio è una polvere cristallina incolore di sapore dolce. È facilmente solubile in acqua, acido solforico concentrato, cloruro di zinco e reagente Schweizer.

La struttura della molecola

Come tutti i monosaccharidi, il glucosio è un composto etero-funzionale (la molecola contiene diversi idrossile e un gruppo carbossilico). Nel caso del glucosio, il gruppo carbossilico è aldeidico.

La formula generale per il glucosio è C6H12O6. Le molecole di questa sostanza hanno una struttura ciclica e due isomeri spaziali di forme alfa e beta. In forma solida, la forma alfa predomina quasi il 100%. In soluzione, la forma beta è più stabile (occupa circa il 60%). Il glucosio è il prodotto finale dell'idrolisi di tutti i poli- e disaccharidi, cioè la produzione di glucosio avviene in un numero notevole di casi proprio in questo modo.

Preparazione di una sostanza

In natura, il glucosio è formato nelle piante come risultato della fotosintesi. Considerare i metodi industriali e di laboratorio per ottenere il glucosio. In laboratorio, questa sostanza è il risultato della condensazione aldol. Nell'industria, il modo più comune è quello di ottenere glucosio dall'amido.

L'amido è un polisaccaride le cui mono parti sono molecole di glucosio. Cioè, per ottenerlo, il polisaccaride deve essere scomposto in una mono parte. Come viene fatto questo processo?

La produzione di glucosio dall'amido comincia con l'amido in un contenitore di acqua e misto (latte di amido). Un altro contenitore di acqua viene portato a bollire. Va notato che l'acqua bollente deve essere pari al doppio del latte di amido. Al fine della reazione di ottenere glucosio alla fine, è necessario un catalizzatore. In questo caso, agisce acido cloridrico o solforico. L'importo calcolato viene aggiunto ad un contenitore di acqua bollente. Poi il latte di amido viene versato lentamente. In questo processo è molto importante non ottenere una pasta, se è ancora formata, è necessario continuare a bollire fino a scomparire completamente. In media, bollendo dura un'ora e mezza. Per essere sicuri che l'amido sia completamente idrolizzato, è necessario condurre una reazione qualitativa. Lo iodio viene aggiunto al campione selezionato. Se il liquido ottiene un colore azzurro, l'idrolisi non è terminata, ma se diventa marrone o marrone rossastro, non vi è alcuna amido nella soluzione. Ma in questa soluzione non è solo il glucosio, è stato ottenuto con l'aiuto di un catalizzatore, il che significa che l'acido ha anche un posto per essere. Come rimuovere l'acido? La risposta è semplice: usando la neutralizzazione con gesso puro e porcellana finemente tritata.

La neutralizzazione viene controllata con un test di luci. Successivamente, la soluzione risultante viene filtrata. Il caso per piccole dimensioni: il liquido incolore risultante deve essere evaporato. I cristalli formati sono il nostro risultato finale. Considerate ora la produzione di glucosio da amido (reazione).

L'essenza chimica del processo

Questa equazione di ottenere glucosio viene presentata al prodotto intermedio – maltosio. Il malto è un disaccharide composto da due molecole di glucosio. È evidente che i metodi per ottenere glucosio dall'amido e dal maltosio sono gli stessi. Cioè, nella prosecuzione della reazione, possiamo mettere la seguente equazione.

In conclusione, è necessario riassumere le condizioni necessarie per ottenere il glucosio dall'amido ha avuto successo.

Prerequisiti

• Catalizzatore (acido cloridrico o solforico);
• Temperatura (non inferiore a 100 gradi);
• Pressione (abbastanza atmosferica, ma aumentando la pressione aumenta il processo).

Questo metodo è il più semplice, con una grande resa del prodotto finale e costi energetici minimi. Ma non è l'unico. La produzione di glucosio viene effettuata anche da cellulosa.

Preparazione da cellulosa

L'essenza del processo è quasi del tutto coerente con la precedente reazione.

Viene data la produzione di glucosio (formula) dalla cellulosa. Infatti, questo processo è molto più complicato e intensivo per l'energia. Quindi, il prodotto che entra in reazione è il rifiuto dell'industria della lavorazione del legno, macinato alla frazione, la dimensione delle particelle in cui è 1,1 – 1,6 mm. Questo prodotto è trattato innanzitutto con acido acetico, poi perossido di idrogeno, quindi con acido solforico ad una temperatura non inferiore a 110 gradi e idromodulo 5. La durata di questo processo è di 3-5 ore. Quindi, per due ore, viene passata l'idrolisi con acido solforico a temperatura ambiente e un modulo idrico 4-5. Quindi, la diluizione dell'acqua e l'inversione si verificano per circa un'ora e mezzo.

Metodi di determinazione quantitativa

Dopo aver considerato tutti i metodi per ottenere il glucosio, è necessario studiare metodi per la sua quantificazione. Ci sono situazioni in cui solo una soluzione contenente glucosio dovrebbe partecipare al processo, cioè il processo di evaporazione del liquido prima di ottenere cristalli è inutile. Poi si pone la domanda, come determinare quale concentrazione di una determinata sostanza nella soluzione. La quantità risultante di glucosio nella soluzione viene determinata mediante metodi spettrofotometrici, polarimetrici e cromatografici. C'è anche un metodo di determinazione più specifico – enzimatico (con l'enzima glucosidasi). In questo caso, il conteggio è già i prodotti dell'azione di questo enzima.

Applicazione di glucosio

In medicina, il glucosio è usato in intossicazione (questo può essere sia avvelenamento alimentare e l'attività dell'infezione). In questo caso, la soluzione di glucosio viene somministrata per via endovenosa con un dropper. Ciò significa che in farmacia, il glucosio è un antiossidante universale. Inoltre, questa sostanza svolge un ruolo minore nella rilevazione e nella diagnosi del diabete mellito. Qui il glucosio funge da test di stress.

Nell'industria alimentare e nella cucina, il glucosio assume un posto molto importante. Diversamente, va notato il ruolo del glucosio nella vinificazione, nella birra e nella birra. Questo è un metodo come ottenere l'etanolo fermentando il glucosio. Consideriamo questo processo in dettaglio.

Ottenere l'alcool

La tecnologia per ottenere l'alcool ha due fasi: fermentazione e distillazione. La fermentazione, a sua volta, viene effettuata con l'aiuto di batteri. Nella biotecnologia, culture di microrganismi sono da tempo escluse, che consentono di ottenere il massimo rendimento dell'alcool al minimo tempo trascorso. Nella vita quotidiana, il lievito ordinario può essere usato come assistenti di reazione.

Prima di tutto, il glucosio viene diluito in acqua. Nell'altro serbatoio, i microrganismi utilizzati vengono diluiti. Inoltre, i liquidi risultanti vengono mescolati, agitati e messi in un contenitore con un tubo di uscita del gas. Questo tubo è collegato ad un altro (a forma di U). Al centro del secondo tubo si versa acqua calce. L'estremità del tubo è chiusa con un tappo di gomma con una barra di vetro cavo avente una estremità disegnata.

Questo contenitore è posto in un termostato ad una temperatura di 25-27 gradi per quattro giorni. Nel tubo con acqua calcarea ci sarà una nuvolosità, che indica l'entrata nella reazione con esso di anidride carbonica. Appena l'anidride carbonica smette di distinguersi, la fermentazione può essere considerata finita. Segue quindi la fase di distillazione. Nel laboratorio per la distillazione dell'alcool, utilizzare raffreddatori a riflusso – apparecchiature in cui l'acqua fredda scorre attraverso la parete esterna, raffreddando così il gas formato e trasferendolo nuovamente al liquido.

A questo punto il liquido presente nel nostro serbatoio deve essere riscaldato a 85-90 gradi. Così, l'alcool evaporerà, l'acqua non verrà portata ad ebollizione.

Meccanismo di ottenere l'alcool

Si consideri la preparazione di alcool da glucosio nell'equazione di reazione: C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2.

Quindi, si può notare che il meccanismo per ottenere l'etanolo dal glucosio è molto semplice. Inoltre, è conosciuto all'umanità per molti secoli, ed è stato perfettamente perfezionato.

Il valore del glucosio nella vita umana

Quindi, avendo un'idea precisa di questa sostanza, le sue proprietà fisiche e chimiche, utilizzate in varie industrie, possiamo concludere che tale glucosio. Ottenerlo dai polisaccaridi già dà la comprensione che, essendo la componente principale di tutti gli zuccheri, il glucosio è una fonte indispensabile di energia per una persona. Come risultato del metabolismo, acido trifosforico adenosina viene formato da questa sostanza, che viene convertita in un'unità di energia.

Ma non tutto il glucosio che entra nel corpo umano va a ricostituire l'energia. Nello stato di sveglia, una persona trasforma solo il 50 per cento del glucosio ottenuto in ATP. Il resto viene convertito in glicogeno e si accumula nel fegato. Il glicogeno nel tempo viene distrutto, regolando così il livello dello zucchero nel sangue. Quantitativamente il contenuto di questa sostanza nel corpo è un indicatore diretto della sua salute. Il funzionamento ormonale di tutti i sistemi dipende dalla quantità di zucchero nel sangue. Pertanto, vale la pena ricordare che l'uso eccessivo di questa sostanza può portare a gravi conseguenze.

Il glucosio a prima vista è una sostanza semplice e comprensibile. Anche dal punto di vista della chimica, le sue molecole hanno una struttura abbastanza semplice e le proprietà chimiche sono comprensibili e familiari nella vita quotidiana. Ma, a dispetto di questo, il glucosio è di grande importanza sia per la persona stessa, sia per tutte le sfere della sua attività vitale.