Sešit pro laboratorní práci z chemie
téma:
Důkazové reakce sacharidů
autor: ing. Alena Dvořáková vytvořeno při realizaci projektu: Inovace školního vzdělávacího programu biologie a chemie registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/01.0002 projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Teorie k laboratorní práci – Důkazové reakce sacharidů Sacharidy jsou biologicky velmi významnou látkou. Dříve se nazývaly glycidy, ještě někdy také nesprávně uhlohydráty či uhlovodany a velmi často také cukry. Molekuly sacharidů jsou složeny ze základních stavebních, tzv. monosacharidových jednotek. Podle počtu těchto jednotek v molekule dělíme sacharidy na: monosacharidy – obsahují jednu jednotku, oligosacharidy – obsahují 2–10 monosacharidových jednotek, polysacharidy – obsahují více než 10 i několik tisíc monosacharidových jednotek, jedná se tedy už makromolekuly. Monosacharidy se dělí podle počtu uhlíku na triosy (3C), terosy (4C), pentosy (5C), hexosy (6C). Další rozdělení je podle funkční skupiny – monosacharidy jsou vícefunkční alkoholy s aldehydovou skupinou jsou to aldosy a s ketonovou skupinou ketosy. Nejvýznamnější aldohexosa je glukóza (hroznový cukr) a ketohexoza je fruktóza (ovocný cukr). Disacharidy jsou látky vzniklé spojením dvou molekul monosacharidu. Patří sem sacharóza (řepný cukr), laktóza (mléčný cukr) a maltóza (sladový cukr). Disacharidy jsou tvořeny dvěma molekulami monosacharidu, které jsou spojeny glykosidockou vazbou. Podle typu glykosidické vazby se dělí na redukující a neredukující. redukující jsou spojeny glykosidickou vazbou na 1,4 a 1,6 koncích a mají redukční účinky, proto se dají dokázat Fehlingovým činidlem, patří sem např. maltóza a laktóza. neredukující jsou spojeny glykosidickou vazbou na 1,1 a 1,2 koncích a nemají redukční účinky, zde patří sacharóza. Polysacharidy jsou makromolekulární látky tvořené s velkého počtu stejných (homopolysacharidy) nebo různých (heteropolysacharidy) monosacharidových jednotek spojených glykosidickými vazbami. V přírodě jsou tyto látky velmi rozšířené a patří sem škrob, celulóza, glykogen atd.
Pracovní postup laboratorní práce Důkazové reakce sacharidů Při důkazech sacharidů se velmi často používají oxidačně-redukční vlastnosti sacharidů. Tyto reakce se projevují barevnými změnami. Sacharidy s redukčními účinky při Fehlingově reakci redukují hydroxid měďnatý, který je modré barvy na rezavohnědý oxid měďný. Použité vzorky sacharidů budou – roztok glukózy, fruktózy, sacharózy, laktózy, škrobu a z přírodních látek to bude roztok medu a mléko – tedy 7 zkumavek. 1. Do každé zkumavky odměřte asi 1 ml Fehling I a 1 ml Fehling II. 2. K roztokům činidla přidejte asi 2 ml roztoku sacharidů. Směsi promíchejte. 3. Zkumavky se směsí si upevněte do držáku na zkumavky a nad kahanem opatrně zahřívejte. 4. Sledujte barevné změny při zahřívání a určete, zda má zkoumaný vzorek redukční účinky. 5. Výsledky si zapište, budou sloužit k vyhodnocení.
Důkaz škrobu Škrob jako jediný ze sacharidů reaguje barevnou změnou s roztokem jodu. Asi ke 3 ml roztoku škrobu přidejte několik kapek roztoku jodu a pozorujte barevnou změnu.
Biuretová reakce Mléko je roztok mnoha látek, kromě laktózy obsahuje také velmi mnoho bílkovin. Jednou z důkazových reakcí je Biuretová reakce bílkovin. Biuretová reakce dokazuje bilkoviny pomocí roztoku hydroxidu sodného a síranu měďnatého. Bílkovina se při reakci zbarví fialově. Biuretovou reakcí se dokazují peptidové vazby v bílkovině, ty tvoří v alkalickém prostředí se solemi mědi charakteristický barevný komplex – biuret. Do zkumavky dáme asi 1 ml mléka a přidáme 1 ml roztoku NaOH, k tomu přidáme jednu až dvě kapky roztoku síranu měďnatého. Směs protřepejte a sledujte barevné změny. Pak začněte zkumavku pozvolna zahřívat a pozorujte barevné změny, měl by vznikat biuret odlišné barvy.
Pokyny pro přípravu laboratorní práce Důkazové reakce sacharidů Pomůcky: Zkumavky, držák na zkumavky, pipety, kahan, stojan na zkumavky, odměrný válec.
Chemické látky: Fehling I – je vodný roztok pentahydrátu síranu měďnatého, který připravíme rozpuštěním 6,9 g síranu měďnatého pentahydrátu ve 40–50 ml destilované vody a doplníme na 100 ml. Fehling II – je vodný roztok tetrahydrátu vinanu draselno – sodného a hydroxidu sodného, který připravíme rozpuštěním 34 g vinanu a 10 g hydroxidu v 40–50 ml destilované vody a doplníme do 100 ml. Roztoky uchováváme odděleně. 10% NaOH – do kádinky nalijeme 90 ml destilované vody a opatrně za stálého míchání nasypeme 10 g pevného hydroxidu. 1% síran měďnatý – 1 g síranu měďnatého rozpustíme ve 99 ml destilované vody. 1% škrob – do kádinky nalijeme 100 ml destilované vody a zahřejeme k varu. V malém množství studené vody rozmícháme asi 1 g škrobu a vlijeme do horké vody v kádince. 2% roztok glukózy, fruktózy, sacharózy, laktózy – ve 100 ml destilované vody rozpustíme 2 g sacharidu. Dále budeme potřebovat trochu medu a mléka.
Pracovní list k laboratorní práci Důkazové reakce sacharidů 1. Vysvětlete pojem redukující a neredukující disacharid:
2. Popište postup, kterým jste prováděli Fehlingovu reakci: Do přehledné tabulky napište, které z vašich vzorků sacharidů jsou sacharidy redukující a které neredukující, popište i barevné změny.
3. Popište postup a pozorování při důkazu škrobu roztokem jodu:
4. Popište způsob provedení důkazu bílkoviny Biuretovou reakcí:
5. Nakreslete necyklický vzorec D-fruktózy a označte všechny charakteristické skupiny a asymetrické uhlíky v molekule:
6. L- a D- konfigurace sacharidů označuje. a anomery aldohexos se liší
7. Rozdělte následující monosacharidy
a) aldohexosy b) aldopentosy c) ketohexosy
1. D-glukosa 2. D-galaktosa 3. D-fruktosa 4. D-mannosa 5. D-ribosa
8. Hladina glukosy v krvi se pohybuje mezi hodnotami………………v mmol/l
9. Která z uvedených látek neobsahuje jako základní stavební jednotku glukosu a) maltóza b) škrob c) glykogen d) insulin e) celulóza 10. Ekologická otázka – Bio V posledních letech je stále častější předpona bio – co znamená biotechnologie, biopotravina, bionafta, bioplyn a biomasa?
11. Teoretický výpočet: Významným zdrojem pro lidský organismus jsou sacharidy. V našem jídelníčku je hojně zastoupen disacharid sacharóza, jehož stavebními jednotkami je glukosa a fruktóza. a) Napište sumární vzorec sacharózy. b) Chemickou rovnicí zapište spalování sacharózy (uvádějte i skupenství látek) c) Na základě údajů slučovacích tepel v tabulce vypočítejte spalné teplo sacharózy při teplotě 298,15 K. d) Určete kolik g sacharózy spotřebuje náš organismus k tomu, abychom při hmotnosti 60 kg získali energii potřebnou k překonání výškového rozdílu 300 m. Zkušenosti ukazují, že pouze 25 % této energie dokáže lidské tělo využít k přeměně na práci. Pro výpočet užijte vztah E mgh, kde m je hmotnost v kg, g je tíhové zrychlení 9,81 m/s a h je výška v metrech. Látka CO2 H2O Sacharóza
Hsluč v kJ/mol –393,51 –285,84 –2221,70
Doporučená literatura PAZDERKA, F. Chemie. 3. vyd. Praha: Státní zemědělské nakladatelství, 1982. ISBN 0700182036. s. 220–226 ŠKARKA, B., BENEŠ, P., SZEMESOVÁ, M. Laboratorní cvičení z chemie. 2. vyd. Praha: SPN, 1986. ISBN 2067630021. s. 65–67
Přehled požadovaných znalostí a dovedností 1. Znalost vlastností a reakcí přírodních látek. 2. Umět chemickým vzorcem přírodní látky zapsat. 3. Základní chemické výpočty. Termochemické výpočty. 4. Základní praktické dovednosti s chemické laboratoře.
