おがくず砂糖。自宅で楽しい化学体験

おがくずからの砂糖。化学実験

化学の面白い実験

炭水化物の名前は誤って付けられました。これは前世紀半ばに起こりました。その後、糖類の分子は式 C に対応すると考えられました。_m（H₂約）_n。当時知られていたすべての炭水化物はこの基準に適合し、グルコース C の式は₆Н₁₂О₆ C と書かれている₆（H₂約）₆.

しかしその後、この規則の例外であることが判明した砂糖が発見されました。したがって、炭水化物の明確な代表はラムノースです（また、モリッシュ反応) 式 C₆Н₁₂О₅。そして、化合物のクラス全体の名前の不正確さは明らかでしたが、「炭水化物」という用語はすでに非常によく知られていたため、変更することはありませんでした。しかし、最近では多くの化学者が別の名前「砂糖」を好んでいます。

おがくずから加水分解、つまり水による分解によって糖の XNUMX つを取得しようとします。これは非常に一般的な化学プロセスです。おがくずやその他の木材廃棄物には、炭水化物と繊維（セルロース）が含まれています。グルコースは加水分解プラントでグルコースから調製され、その後さまざまな方法で使用できます。ほとんどの場合、それは発酵されてアルコールに変わり、多くの化学合成の出発物質となります。化学産業の大規模で独立した部門は、加水分解産業と呼ばれます。

木材の加水分解プロセスを再現する前に、その本質が何であるかを理解しようとします。そのためには、おがくずではなく、キュウリや破片から始める方が便利です。

新鮮なキュウリを洗い、すりおろして果汁を絞ります。ジュースを濾過することもできますが、これは必須ではありません。

試験管に水酸化銅 Cu(OH) を準備します。₂。これを行うには、2 ～ 3 滴の硫酸銅溶液を 0,5 ～ 1 ml の水酸化ナトリウム溶液に加えます。得られた沈殿物に等量のキュウリジュースを加え、試験管を振ります。沈殿物が溶解し、青色の溶液が生成されます。この反応は、多価アルコール、つまりいくつかのヒドロキシル基を含むアルコールに典型的です。

次に、得られた青色の溶液を入れた試験管を沸騰するまで加熱します（または沸騰したお湯に入れます）。最初は黄色に変わり、次にオレンジ色に変わり、冷却すると酸化銅Cuの赤い沈殿が形成されます。₂O. この反応は、別の種類の有機化合物であるアルデヒドの特徴です。これは、キュウリジュースにはアルデヒドとアルコールである物質が同時に含まれていることを意味します。この物質はブドウ糖であり、その構造はアルデヒドアルコールです。おかげでキュウリは甘くなりました。

おそらく、この実験はキュウリジュースで行う必要はないと思われるでしょう。ブドウ、ニンジン、リンゴ、洋ナシなど、他の甘いジュースでも効果があります。また、香水店で販売されているキュウリオードトワレを使用することもできます。実験。そしてもちろん、ブドウ糖の錠剤だけです。

さて、XNUMX回目の予備体験。破片の糖化。

硫酸溶液を準備します。XNUMX 倍量の水に XNUMX 倍量の濃硫酸を加えます (いかなる場合でも酸に水を注がないでください)。破片を溶液の入った試験管に入れ、溶液を沸騰するまで加熱します。破片は黒焦げになりますが、実験には支障ありません。

加熱後とげを取り除き、別の試験管に水1～2mlを入れて沸騰させます。両方の試験管にはブドウ糖が含まれています。これを確認するには、溶液に硫酸銅を XNUMX ～ XNUMX 滴加え、次に苛性ソーダを加えます。見慣れた青色が現れます。この溶液を沸騰させると、予想どおり、酸化銅 Cu の赤い沈殿が形成されます。₂O. ブドウ糖が検出されたということですね。

私たちの破片が糖化しているという事実は、セルロースの加水分解の結果です（木材中のセルロースの割合は約50％です）。デンプンの加水分解と同様に、このプロセスでは硫酸は消費されず、触媒の役割を果たします。

最後に、タイトルで約束した主要な実験、おがくずから砂糖を得る作業に移ります。

大さじ2〜3杯のおがくずを磁器カップに入れ、水で湿らせます。もう少し水と同量の先に調製した硫酸溶液（1:1）を加え、液体スラリーをよく混合します。蓋を閉めて、ガスストーブのオーブン（またはロシアのオーブン）に約XNUMX時間、おそらくそれより少し短い時間置きます。

次にカップを取り出し、水を上まで加えてかき混ぜます。溶液を濾過し、二酸化炭素の泡の発生が止まるまで砕いたチョークまたは石灰水を加えて濾液を中和します。中和の完了は、リトマス紙や手作りの指示薬で液体を検査することによっても判断できます。指示薬を反応混合物に直接滴下する必要はありません。文字通り 2 ～ 3 滴のサンプルを採取し、ガラス板または小さな試験管に入れます。

カップの中身を牛乳瓶に注ぎ、液体を振り、数時間放置します。酸の中和中に形成される硫酸カルシウムは底に沈み、グルコース溶液が上に残ります。きれいなカップ（できればガラス棒を使用）に慎重に注ぎ、濾過します。

残された最後の操作は、ウォーターバス内の水を蒸発させることです。その後、淡黄色のグルコース結晶が底に残ります。味わうことはできますが、それだけではありません。製品は十分に純粋ではありません。

そこで、おがくずを硫酸溶液で沸騰させ、酸を中和し、濾過し、蒸発させるという XNUMX つの操作を実行しました。これはまさに加水分解プラントでグルコースが得られる方法ですが、もちろん磁器カップでは得られません...

そして、私たちは別の工業プロセスをそれほど困難なく再現することができます。つまり、XNUMX つの砂糖を他の XNUMX つの砂糖に変えるのです。

自家製ジャムは長期保存すると砂糖漬けになることがよくあります。これはシロップから砂糖が結晶化するために起こります。店で売られているジャムの場合、そのような災害ははるかに少なくなります。実際、缶詰工場では、ビートやサトウキビの砂糖に加えて、スクロースC₁₂H₂₂O₁₁、転化糖など他の糖分も使用されます。糖転化とは何か、そしてそれが何をもたらすかについては、次の経験から学びます。

薄糖液10～20gを試験管またはグラスに注ぎ、希塩酸を数滴加えます。この後、溶液を沸騰水浴中で XNUMX ～ XNUMX 分間加熱し、酸を、できれば炭酸マグネシウム MgCO で中和します。₃。薬局では、やや複雑な組成の物質である、いわゆる白マグネシアを販売しています。彼女もいいよ。最後の手段として、重曹NaHCOを摂取することもできます。₃, しかし、そうすると食塩が溶液の中に残り、どういうわけか砂糖と調和しません...

二酸化炭素の泡が止まったら、液体を沈殿させます。念のため、酸が完全に中和されているかをインジケーターで確認してください。沈殿した液体を排出し、味見してください。元の溶液よりも甘みが少ないことがわかります（比較のために、元の砂糖溶液を少し残します）。

完成した溶液にはスクロースはほとんど残っていませんでしたが、グルコースとフルクトースのXNUMXつの新しい物質が現れました。このプロセスは転化糖と呼ばれ、結果として得られる混合物は転化糖と呼ばれます。

そして興味深いのは、この反応は外部からは検出できないということです。そして、色、量、環境の反応は変わりません。ガスや沈殿物は放出されません。それでも反応は発生しますが、それを検出するには光学機器のみが必要です。糖は光学活性物質です。その溶液を通過する偏光ビームは偏光の方向を変えます。彼らは、砂糖は偏光面を一方向または別の方向に、そして非常に特定の角度で回転させると言います。したがって、スクロースは偏光面を右に回転させ、その加水分解生成物であるグルコースとフルクトースは左に回転させます。したがって、「反転」（ラテン語で「ひっくり返す」を意味する）という言葉が生まれました。

しかし、私たちには光学機器がありませんので、摂取した糖が実際に変化したかどうかを化学的に検証してみます。元の砂糖溶液に、数滴のメチレンブルー溶液（万年筆用の青インクを使用できます）と少量の弱いアルカリ溶液を加えます。試験溶液を水浴中で加熱します。普通の砂糖が入った試験管では変化は起こりませんが、転化糖が入った試験管の中身はほぼ無色になります。

転化糖は通常の砂糖よりも結晶化しにくいです。その溶液を水浴中で注意深く蒸発させると、少し蜂蜜に似た濃厚なシロップが得られます。冷却後も結晶化しません。

ちなみに、みんなが大好きなミツバチの蜂蜜の XNUMX 分の XNUMX は、転化糖と同じ炭水化物、ブドウ糖と果糖で構成されています。人工蜂蜜も転化糖から作られます。もちろん、私たちのシロップは蜂蜜とは異なり、主に臭いがないという点で大きく異なります。しかし、それに天然の蜂蜜を少し加えると、この欠点を部分的に取り除くことができます。

しかし、自宅でジャムを作るためにもっと非結晶性シロップを準備してみてはいかがでしょうか? 残念ながら、異物を完全に浄化することは難しく、完全に浄化できるという保証はありません。いずれにせよ、リスクを負う価値はありません。

著者：オルギンO.M.

物理学の興味深い実験をお勧めします。

▪ 映画の遠い親戚

▪ 陰湿なしみ

▪ 水車

化学の興味深い実験をお勧めします。

▪ マッチでランプを点灯させてください！

▪ 植物油とソーダから作られた石鹸

▪ マッチなしで火をつける方法

他の記事も見る セクション自宅での楽しい体験.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

タッチエミュレーション用人工皮革 15.04.2024

距離を置くことがますます一般的になっている現代のテクノロジーの世界では、つながりと親近感を維持することが重要です。ドイツのザールランド大学の科学者らによる人工皮膚の最近の開発は、仮想インタラクションの新時代を象徴しています。ドイツのザールラント大学の研究者は、触覚を遠くまで伝えることができる超薄膜を開発した。この最先端のテクノロジーは、特に愛する人から遠く離れている人たちに、仮想コミュニケーションの新たな機会を提供します。研究者らが開発した厚さわずか50マイクロメートルの極薄フィルムは、繊維に組み込んで第二の皮膚のように着用することができる。これらのフィルムは、ママやパパからの触覚信号を認識するセンサーとして、またその動きを赤ちゃんに伝えるアクチュエーターとして機能します。保護者が布地に触れるとセンサーが作動し、圧力に反応して超薄膜を変形させます。これ ... >>

Petgugu グローバル猫砂 15.04.2024

ペットの世話は、特に家を清潔に保つことに関しては、しばしば困難になることがあります。 Petgugu Global のスタートアップ企業から、猫の飼い主の生活を楽にし、家を完璧に清潔で整頓された状態に保つのに役立つ、新しい興味深いソリューションが発表されました。スタートアップの Petgugu Global は、糞便を自動的に流し、家を清潔で新鮮に保つことができるユニークな猫用トイレを発表しました。この革新的なデバイスには、ペットのトイレ活動を監視し、使用後に自動的に掃除するように作動するさまざまなスマートセンサーが装備されています。この装置は下水道システムに接続されており、所有者の介入を必要とせずに効率的な廃棄物の除去を保証します。また、トイレには大容量の水洗トイレがあり、多頭飼いのご家庭にも最適です。 Petgugu 猫砂ボウルは、水溶性猫砂用に設計されており、さまざまな追加機能を提供します。 ... >>

思いやりのある男性の魅力 14.04.2024

女性は「悪い男」を好むという固定観念は長い間広まっていました。しかし、モナシュ大学の英国の科学者によって行われた最近の研究は、この問題について新たな視点を提供しています。彼らは、男性の感情的責任と他人を助けようとする意欲に女性がどのように反応するかを調べました。この研究結果は、男性が女性にとって魅力的な理由についての私たちの理解を変える可能性がある。モナシュ大学の科学者が行った研究により、女性に対する男性の魅力に関する新たな発見がもたらされました。実験では、女性たちに男性の写真と、ホームレスと遭遇したときの反応など、さまざまな状況での行動についての簡単なストーリーを見せた。ホームレス男性を無視する人もいたが、食べ物をおごるなど手助けする人もいた。ある研究によると、共感と優しさを示す男性は、共感と優しさを示す男性に比べて、女性にとってより魅力的であることがわかりました。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

ガジェットを充電するためのミニ発電所 26.11.2013

Tomsk University of Control Systems and Radioelectronics - TUSUR の科学者は、特別なコントローラーによって制御される小さな発電所を開発し、電気ネットワークがない場所でモバイルデバイスを充電できるようにしました。

開発は1立方メートルの容積を持つ炉です。薪、木炭、おがくず、木材チップ、泥炭、さらにはひまわりの殻など、さまざまな有機燃料で加熱できます。燃料の不完全燃焼の結果、エンジンが作動するガスが生成されます。

似たような発電所は以前にもありました。新しい開発の根本的な違いは、生成されるガスに不純物や樹脂が含まれていないため、エンジンの寿命が大幅に延びることです。また、有害物質が大気中に放出されるのを防ぎます。

コントローラにより、中断のない操作が保証されます。たとえば、森でキノコ、コーン、ベリーを摘み取る旅団は、そのような発電所を使用できます。携帯電話やラジオ局を充電したり、衣服を乾かしたり、急速冷凍用のパワーフリーザーを充電したりできます。

アナログと比較した新しい発電所のもう1つの利点は、発電コストがかなり低いことです。2kWhの費用は約12〜1ルーブルです。燃料費次第。比較のために、ディーゼル発電所で生産される 120 kWh のコストは XNUMX ルーブルに達することがあります。

夏の初めまでに、それぞれ2 kWと15 kWの容量を持つ25つの産業用ユニットをリリースし、小規模生産のための技術を準備する予定です。この発電所では、月に 5 ～ 15 基の発電所を生産することができます。 15 kWの容量を持つ600つのガス発電所のコストはXNUMX万ルーブルを超えないと想定されています。

その他の興味深いニュース:

▪ 5 GHz および 60 GHz のデュアルバンドワイヤレスレシーバーチップ

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトのセクション無線コンポーネントのパラメータ、類似物、マーキング。記事の選択

▪ シェヘラザードの記事。人気の表現

▪ ワニはどれくらいの高さの木に登ることができますか? 詳細な回答

▪ 記事リードエンジニア。仕事内容

▪ 記事SEアンプを6P36Sランプに取り付けます。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事 Ni-Cd バッテリー用のインテリジェント充電器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー