炭水化物の実験。自宅で楽しい化学実験

炭水化物を使った実験。化学実験

化学の面白い実験

炭水化物は私たちの食事の「三本柱」の XNUMX つです (他の XNUMX つはタンパク質と脂肪です)。グルコースとフルクトース、デンプンと繊維、その他数十の炭水化物は、植物や動物の細胞内で継続的に形成され「燃焼」（酸化）され、体の最も重要なエネルギー物質として機能します。

炭水化物の個々の代表者はすべて異なっていますが、もちろん、それらはすべての人にとって必須の共通の特性を持っています。これにより、微量の炭水化物でも検出することが可能になります。それらを認識する真の、かつ美しい方法は、モーリッシュ色彩反応です。

試験管に約1mlの水を注ぎ、グラニュー糖（ショ糖）数粒、ブドウ糖錠剤の一部、または濾紙（繊維）を入れます。次に、レゾルシノールまたはチモールのアルコール溶液を2〜3滴加えます（これらの物質は薬局で販売されています）。チューブを傾けて、1 ～ 2 ml の濃硫酸を壁に沿って注意深く注ぎます。酸には注意して、皮膚につかないように注意してください。試験管を垂直に固定します。重酸が底に沈み、水との境界に赤、ピンク、紫などの明るく美しいリングが現れます。

組成が未知の物質がモーリッシュ反応中にそのような環を生成する場合、炭水化物が存在することを確信できます。この反応は非常に敏感であるため、試験管の壁に付着した塵や繊維でも反応が起こる可能性があることを覚えておいてください。したがって、反応を行う皿は非常に注意深く洗う必要があり、蒸留水ですすぐことが望ましいです。

さて、炭水化物を認識することを学んだところで、最も有名な炭水化物の XNUMX つであるデンプンに移りましょう。まず、デンプンの水溶液であるデンプンペーストを適切に準備する方法を学びます。鍋に冷水を注ぎ、グラスXNUMX杯につき小さじXNUMX杯ほどの割合ででんぷんを加えます（後で加える水を含む）。混合物をよくかき混ぜると、いわゆるでんぷん質のミルクが得られます。かき混ぜながら沸騰したお湯を加え、かき混ぜ続けながら火にかけます。溶液が透明になるまで。冷ましてください。これは紙をしっかりとくっつけるでんぷんペーストです。したがって、壁紙などによく使用されます。

遊離ヨウ素が存在するとデンプンが青くなることはすでにご存知でしょう。彼のこの特性は今でも私たちにとって役に立ちます。ヨウ素溶液は非常に弱いものでなければならないことに注意してください。ちなみに、そのような溶液を使用すると（そしてそれを準備するには、薬局の溶液を水で希釈するだけで十分です）、さまざまな食品のデンプン含有量を調べることができます。

薄いヨウ素溶液を入れた試験管を用意して、でんぷんの変化を観察します。でんぷんペーストからブドウ糖を作ってみましょう。

水の作用下でデンプンの巨大な分子は加水分解され、より小さな分子に分割されます。まず、可溶性デンプンが形成され、次に小さな「切り株」、デキストリン、そして二糖類が形成されますが、スクロースについては誰もがよく知っているわけではありません。もうXNUMXつはマルトース、または麦芽糖です。最後に、マルトースの分解により、ブドウ糖であるブドウ糖が生成されます。加水分解の最終生成物には、多くの場合、すべての遷移物質が含まれます。この形態は糖蜜として知られています。

コップ半分のデンプンペーストに、小さじ 1 ～ 2 杯の約 10% の希硫酸を加えます。忘れないでください。硫酸を希釈するときは、必ず酸を水に注ぎ、その逆はしないでください。

ペーストと酸の混合物を鍋で沸騰させ、蒸発するにつれて水を徐々に加えます。時々スプーンで液体のサンプルを採取し、少し冷却した後、その上に希ヨウ素溶液を滴下します。覚えているように、でんぷんは青色を与えますが、デキストリンは赤茶色です。麦芽糖とブドウ糖に関しては、彼らはまったく色がつきません。加水分解が進むとサンプルの色が変化しますので、ヨウ素汚れが消えたら加熱を止めてください。ただし、マルトースをより完全に分解するには、混合物をさらに数分間煮沸するのが合理的です。

沸騰後、液体を少し冷却し、硫酸を完全に中和するために、撹拌しながらチョーク粉末約10 gを徐々に加えます。同時に、酸とチョークの反応中に二酸化炭素が放出されるため、混合物は泡立ちます。泡立ちが止まったらすぐに、得られた黄色がかった液体を弱火にかけてXNUMX分のXNUMXほど蒸発させ、熱いうちに何層かのガーゼで濾し、再び液体を蒸発させますが、今度はより注意深く、蒸発させません。直火、ただし水浴中で使用してください（混合物は簡単に燃えます）。濃厚で甘い糖蜜が得られますが、その原料はブドウ糖です。ほぼ同様に、糖蜜はでんぷん工場で大量に得られます。

ブドウ糖は人にとって必要なものであり、エネルギーの主要な供給源のXNUMXつです。しかし、パン、ジャガイモ、パスタには主にでんぷんが含まれており、体内で酵素の作用によりブドウ糖に変わります。

私たちの実験では、反応中に硫酸は消費されませんでした。彼女は触媒、つまり反応の過程を急激に加速する物質の役割を果たしました。天然酵素の触媒作用ははるかに強力で、より標的が絞られます。酵素はたくさんあり、それぞれが独自の狭い仕事範囲を持っています。たとえば、唾液に含まれる酵素アミラーゼは、多糖類のデンプンを二糖類のマルトースに変換できます。この酵素の作用を実験的に追跡してみましょう。

蒸留水で 40 分間口をすすぐと (蒸留水がない場合は沸騰させて)、唾液の溶液が得られます。この溶液を濾過し、同量のデンプンペーストと混合します。混合物を入れた試験管をコップXNUMX杯の温水（約XNUMX℃）に入れます。時々ヨウ素を含むサンプルを採取します。色の変化は硫酸による加水分解とまったく同じですが、反応はより速く進みます。遅くとも XNUMX 分以内に、デンプンはマルトースに加水分解され、ヨウ素による発色反応は消えます。

非常に簡単な体験があります。食パンを長時間噛んでみてください。味が甘くなっているのがわかります。これはパンのでんぷんを麦芽糖に変える酵素アミラーゼです。

著者：オルギンO.M.

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