סוכר נסורת. חווית כימיה מהנה בבית

חוויות משעשעות בבית
מדריך / חוויות משעשעות / ניסויים בכימיה

סוכר מנסורת. ניסויים כימיים

ניסויים משעשעים בכימיה

חוויות משעשעות בבית / ניסויים בכימיה לילדים

פחמימות קיבלו את שמם בטעות. זה קרה באמצע המאה הקודמת. אז האמינו שהמולקולה של כל חומר ממותק תואמת את הנוסחה C_m(ח₂O)_n. כל הפחמימות המוכרות אז מתאימות למדד הזה, ולנוסחה של גלוקוז C₆Н₁₂О₆ כתוב כ-C₆(ח₂O)₆.

אך מאוחר יותר התגלו סוכרים שהתבררו כחריג לכלל. אז, נציג ברור של פחמימות rhamnose (זה גם נותן תגובת מוליש) יש את הנוסחה C₆Н₁₂О₅. ולמרות שחוסר הדיוק בשם של מחלקה שלמה של תרכובות היה ברור, המונח "פחמימות" כבר הפך כל כך מוכר שהם לא שינו אותו. עם זאת, כיום כימאים רבים מעדיפים שם אחר - "סוכר".

ננסה להשיג את אחד הסוכרים מנסורת על ידי הידרוליזה, כלומר על ידי פירוק עם מים. זהו תהליך כימי נפוץ מאוד. נסורת ופסולת עץ אחרת מכילה סיבי פחמימות (צלולוזה). גלוקוז מוכן ממנו במפעלי הידרוליזה, אשר לאחר מכן ניתן להשתמש בהם בדרכים שונות; לרוב הוא מותסס, הופך אותו לאלכוהול, המוצר ההתחלתי לסינתזות כימיות רבות. ענף גדול ועצמאי של התעשייה הכימית נקראת תעשיית ההידרוליזה.

לפני שכפול תהליך הידרוליזה של עץ, בואו ננסה להבין מה המהות שלו, ולשם כך יהיה נוח יותר להתחיל לא עם נסורת, אלא עם מלפפונים ורסיסים.

שוטפים מלפפון טרי, מגררים אותו וסוחטים את המיץ. ניתן לסנן את המיץ, אך אין צורך.

הכן נחושת הידרוקסיד Cu(OH) במבחנה₂. כדי לעשות זאת, הוסף 2-3 טיפות של תמיסת נחושת גופרתית ל-0,5-1 מ"ל של תמיסת נתרן הידרוקסיד. הוסף כמות שווה של מיץ מלפפון למשקע שנוצר ונער את המבחנה. המשקע יתמוסס ותתקבל תמיסה כחולה. תגובה כזו אופיינית לאלכוהולים רב-הידריים, כלומר לאלכוהול המכילים מספר קבוצות הידרוקסיל.

כעת מחממים לרתיחה (או מכניסים למים רותחים) מבחנה עם התמיסה הכחולה שנוצרה. הוא יהפוך תחילה לצהוב, אחר כך יהפוך לכתום, ולאחר הקירור, משקע אדום של תחמוצת נחושת Cu₂O. תגובה זו אופיינית לסוג אחר של תרכובות אורגניות - אלדהידים. זה אומר שבמיץ מלפפון יש חומר שהוא אלדהיד ואלכוהול בו זמנית. חומר זה הוא גלוקוז, שבמבנהו הוא אלכוהול אלדהיד. בזכותה יש למלפפון טעם מתקתק.

אתם בטח מנחשים שהניסוי הזה לא חייב להיעשות עם מיץ מלפפון. הוא עובד היטב גם עם מיצים מתוקים אחרים - ענבים, גזר, תפוח, אגס. אפשר גם לקחת מי טואלט מלפפון, שנמכרים בחנויות בשמים. וכמובן, רק טבליות גלוקוז.

עכשיו ההתנסות המקדימה השנייה; הסכר של הרסיס.

מכינים תמיסה של חומצה גופרתית: מוסיפים נפח אחד של חומצה גופרתית מרוכזת לנפח אחד של מים (לעולם אין לשפוך מים לחומצה!). מכניסים רסיס למבחנה עם תמיסה ומחממים את התמיסה לרתיחה. במקביל, השבר ייחרך, אך זה לא יפריע לחוויה.

לאחר החימום, מסירים את הרסיס, מנמיכים אותו למבחנה נוספת עם 1-2 מ"ל מים ומרתיחים. שני הצינורות מכילים כעת גלוקוז. אתה יכול לבדוק זאת על ידי הוספת שתיים או שלוש טיפות של נחושת גופרתית לתמיסות, ולאחר מכן סודה קאוסטית - יופיע צבע כחול מוכר. אם הפתרון הזה מבושל, כפי שציפינו, משקע אדום של תחמוצת נחושת Cu₂אז, גלוקוז נמצא.

העובדה שהרסם שלנו מסוכר היא תוצאה של הידרוליזה של תאית (וחלקו בעץ מהווה כ-50%). כמו בהידרוליזה של עמילן, חומצה גופרתית אינה נצרכת בתהליך זה, היא ממלאת את התפקיד של זרז.

לבסוף, הגענו לחוויה המרכזית שהובטחה בכותרת: הכנת סוכר מנסורת.

יוצקים 2-3 כפות נסורת לתוך כוס חרסינה ומרטיבים אותן במים. הוסף עוד מעט מים וכמות שווה של תמיסת החומצה הגופרתית שהוכנה קודם לכן (1: 1), ערבבו היטב את התמיסה הנוזלית. סוגרים את המכסה ומכניסים לתנור גז (או בתנור הרוסי) למשך כשעה, אולי קצת פחות.

לאחר מכן מוציאים את הכוס, מוסיפים מים למעלה ומערבבים. מסננים את התמיסה ומנטרלים את התסנין על ידי הוספת מי גיר כתוש או ליים עד שלא משתחררות עוד בועות פחמן דו חמצני. ניתן לשפוט את סיום הנטרול גם על ידי בדיקת הנוזל במבחן לקמוס או באחד המדדים תוצרת בית. אין צורך לטפטף את המחוון ישירות לתוך מסת התגובה. כדאי לקחת דגימה, ממש 2-3 טיפות, ולהניח אותה על צלחת זכוכית או במבחנה קטנה.

יוצקים את תכולת הכוס לבקבוק חלב, מנערים את הנוזל ומניחים לעמוד מספר שעות. סידן גופרתי, שנוצר במהלך נטרול החומצה, ישקע לתחתית, ותמיסת גלוקוז תישאר למעלה. מוזגים אותו בזהירות לכוס נקייה (רצוי מעל מוט זכוכית) ומסננים.

נותרה הפעולה האחרונה - אידוי מים באמבט מים. אחריו נשארים בתחתית גבישי גלוקוז צהובים בהירים. אפשר לטעום אותם, אבל רק - המוצר אינו טהור מספיק.

אז, השלמנו ארבע פעולות: עיסת נסורת עם תמיסה של חומצה גופרתית, נטרול חומצה, סינון ואיוד. כך מתקבל גלוקוז במפעלי הידרוליזה, רק, כמובן, לא בכוסות חרסינה...

ואנחנו יכולים לשחזר תהליך תעשייתי נוסף ללא קושי רב: אנחנו הופכים סוכר אחד לשניים אחרים.

כאשר מאוחסנים במשך זמן רב, ריבה תוצרת בית מסוכרה לרוב. הסיבה לכך היא שהסוכר מתגבש מתוך הסירופ. עם ריבה, שנמכרת בחנות, חוסר מזל כזה קורה הרבה פחות. העובדה היא שבמפעלי שימורים, בנוסף לסלק או סוכר קנים, סוכרוז C₁₂H₂₂O₁₁, משתמשים גם בחומרים מתוקים אחרים, למשל סוכר אינוורטי. מהי היפוך סוכר ולמה הוא מוביל, תלמדו מהניסיון הבא.

מוזגים למבחנה או לכוס 10-20 גרם מתמיסת סוכר חלשה ומוסיפים כמה טיפות של חומצה הידרוכלורית מדוללת. לאחר מכן, מחממים את התמיסה באמבט מים רותחים למשך עשר עד חמש עשרה דקות, ולאחר מכן מנטרלים את החומצה, רצוי עם מגנזיום קרבונט MgCO₃. בתי מרקחת מוכרים את מה שנקרא מגנזיה לבנה, חומר בהרכב קצת יותר מורכב; גם היא מתאימה. במקרים קיצוניים, אתה יכול לקחת סודה לשתייה NaHCO₃, אבל אז מלח שולחן יישאר בתמיסה, שאיכשהו לא עולה בהרמוניה עם סוכר ...

לאחר שבועות הפחמן הדו חמצני פסקו, תנו לנוזל לשקוע. ליתר בטחון, בדקו עם מחוון האם החומצה מנוטרלת לחלוטין. מסננים את הנוזל המשוקע וטועמים ממנו: הוא ייראה פחות מתוק מהתמיסה המקורית (לשם השוואה, השאר מעט מתמיסת הסוכר המקורית).

בתמיסה המוגמרת כמעט ולא נותר סוכרוז, אבל הופיעו שני חומרים חדשים - גלוקוז ופרוקטוז. תהליך זה נקרא היפוך סוכר, והתערובת המתקבלת נקראת סוכר אינוורטי.

והנה מה שמעניין: כלפי חוץ, אין מה לזהות תגובה. והצבע, והנפח ותגובת הסביבה נשארים זהים. לא נפלטים גזים או משקעים. אף על פי כן, התגובה נמשכת, יש צורך רק במכשירים אופטיים כדי לזהות אותה. סוכרים הם חומרים פעילים מבחינה אופטית: אלומת אור מקוטבת, העוברת דרך התמיסה שלהם, משנה את כיוון הקיטוב. הם אומרים שסוכרים מסובבים את מישור הקיטוב, ובכיוון זה או אחר, ובזווית מאוד מוגדרת. אז, סוכרוז מסובב את מישור הקיטוב ימינה, וגלוקוז ופרוקטוז, תוצרי ההידרוליזה שלו, שמאלה. מכאן המילה "היפוך" (בלטינית "היפוך").

אבל, מכיוון שאין לרשותנו מכשירים אופטיים, בואו ננסה לוודא באמצעים כימיים שהסוכר שנלקח אכן עבר שינויים. הוסף כמה טיפות של תמיסה של מתילן כחול (אתה יכול לקחת דיו כחול לעטים נובעים) ומעט תמיסה חלשה של כל אלקלי לתמיסות הסוכר הראשוניות והמתקבלות. מחממים את תמיסות הבדיקה באמבט מים. במבחנה עם סוכר רגיל לא יחולו שינויים, אך תכולת מבחנה עם סוכר אינוורטי תהפוך כמעט חסרת צבע.

סוכר אינוורטי נוטה הרבה פחות להתגבשות מסוכר רגיל. אם מאדים בזהירות את התמיסה שלו באמבט מים, מקבלים סירופ סמיך שנראה קצת כמו דבש. לאחר הקירור, הוא אינו מתגבש.

אגב, שלושה רבעים מדבש הדבורים האהוב מורכב מאותן פחמימות כמו סוכר אינוורטי – גלוקוז ופרוקטוז. דבש מלאכותי עשוי גם הוא על בסיס סוכר אינוורטי. כמובן שהסירופ שלנו שונה מדבש, ובאופן משמעותי - בעיקר בהיעדר ריח. אבל אם מוסיפים לו מעט דבש טבעי, ניתן לבטל את החיסרון הזה באופן חלקי.

אבל למה לא להכין יותר סירופ לא מתגבש בבית כדי להכין עליו ריבה? למרבה הצער, טיהור מוחלט שלו מחומרים זרים קשה, ואין ערובה שניתן יהיה להשלים אותו. בכל מקרה, זה לא שווה את הסיכון.

מחבר: Olgin O.M.

אנו ממליצים על ניסויים מעניינים בפיזיקה:

▪ עפרונות כקרניים

▪ הנכס המסתורי של הצנון

▪ חווית המשפך

אנו ממליצים על ניסויים מעניינים בכימיה:

▪ סוכר נסורת

▪ ספיגת ריח על ידי חומרים נקבוביים

▪ ציפוי ניקל מהיר

ראה מאמרים אחרים סעיף חוויות משעשעות בבית.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

נווט ידני 10.07.2001

תוך דקות ספורות, נווט ידני יקבע את המסלול האופטימלי לתנועתך ממיקומך למלון, תחנת דלק, מסעדה, מוסד רפואי, מרכז קניות, חניה לרכב ועוד 100 נקודות שירות שונות בעיר.

המכשיר יספק במהירות מידע על הנקודות שדרכן צריך לעבור. הוא יתריע על סיור הכבישים, מצב המסלול, יודיע לטלפונים של המרכז ההידרומטאורולוגי והמלונות המקומיים, יציג את זמן הנסיעה המשוער בכבישים מהירים ומקומיים ב-12 ערים.

טיפים על מסך התצוגה יהיו, אגב, כאשר מתקרבים לגבול האזור, חוצים אותו, מתקרבים לצומת הכביש המהיר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ טלוויזיית LCD עם כונן קשיח ומקליט DVD

▪ יהלומי שמן

▪ אם לא מטופל, המחלה תיעלם

▪ תערוכה של רובוטים ביתיים

▪ כימאים נלחמים בהתחממות הגלובלית

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף של האתר הוראות סטנדרטיות להגנת העבודה (TOI). מבחר מאמרים

▪ מאמר דברים למחר! ביטוי עממי

▪ מאמר מי המציא את החשמל? תשובה מפורטת

▪ מאמר דרישות בסיסיות למוכנות לשעת חירום

▪ מאמר תיאוריה ופרקטיקה של שימוש בטיימר 555. חלק ראשון. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר חידוד של מדכא הרעשים בשבב K157KhPZ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר