Глюкоза и кислород реакция

Содержание
  1. Химические свойства глюкозы | Химия онлайн
  2. Специфические свойства
  3. Реакции с участием альдегидной группы глюкозы (свойства глюкозы как альдегида)
  4. Реакции глюкозы с участием гидроксильных групп (свойства глюкозы как многоатомного спирта)
  5. Реакции с участием полуацетального гидроксила
  6. Реакции окисления
  7. Полное окисление глюкозы. Реакция окисления глюкозы
  8. Моносахариды
  9. Олигосахариды
  10. Полисахариды
  11. Функции углеводов в организме человека
  12. Механизм гликолиза
  13. Стадия №1 реакции окисления глюкозы
  14. Стадия №2 – полное окисление глюкозы
  15. Анаэробный путь глюкозного окисления
  16. Образование коферментов
  17. Видоизмененные формы гликолиза
  18. Заключение
  19. Процесс гликолиза его реакции, аэробный и анаэробный (Таблица, схема)
  20. Схема процесса гликолиза и его реакции
  21. Таблица процесс гликолиза его реакции
  22. Голубая бутылка
  23. Почему синий раствор становится прозрачным?
  24. Почему раствор снова синеет?
  25. Для чего мы добавляли щёлочь в водный раствор глюкозы?
  26. Почему важно плотно закрыть колбу?
  27. Химический светофор

Химические свойства глюкозы | Химия онлайн

Глюкоза и кислород реакция

Химические свойства глюкозы, как и других альдоз, обусловлены присутствием в ее молекуле: а)альдегидной группы; б) спиртовых гидроксилов; в) полуацетального (гликозидного) гидроксила.

Глюкоза

Специфические свойства

1. Брожение (ферментация) моносахаридов

Важнейшим свойством моносахаридов является их ферментативное брожение, т.е. распад молекул на осколки под действием различных ферментов. Брожению подвергаются в основном гексозы в присутствии ферментов, выделяемых дрожжевыми грибками, бактериями или плесневыми грибками. В зависимости от природы действующего фермента различают реакции следующих видов:

1) Спиртовое брожение

2) Молочнокислое брожение

(образуется в организмах высших животных при мышечных сокращениях).

3) Маслянокислое брожение

4) Лимоннокислое брожение

Реакции с участием альдегидной группы глюкозы (свойства глюкозы как альдегида)

1. Восстановление(гидрирование) с образованием многоатомного спирта

В ходе этой реакции карбонильная группа восстанавливается и образуется новая спиртовая группа:

Cорбит содержится во многих ягодах и фруктах, особенно много сорбита в плодах рябины.

2. Окисление

1) Окисление бромной водой   

Качественные реакции на глюкозу как альдегид!

Протекающие в щелочной среде при нагревании реакции с аммиачным раствором Ag2O (реакция серебряного зеркала») и с гидроксидом меди (II) Cu (OH)2 приводят к образованию смеси продуктов окисления глюкозы.

2) Реакция серебряного зеркала

Соль этой кислоты – глюконат кальция – известное лекарственное средство.

опыт «Качественная реакция глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра (I)»

[attention type=yellow]

3) Окисление гидроксидом меди (II)     

[/attention]

В ходе этих реакций альдегидная группа – СНО окисляется до карбоксильной группы – СООН.

Реакции глюкозы с участием гидроксильных групп (свойства глюкозы как многоатомного спирта)

1. Взаимодействие с Cu (ОН)2 с образованием глюконата меди (II)

Качественная реакция на глюкозу как многоатомный спирт!

Подобно этиленгликолю и глицерину, глюкоза способна растворять гидроксид меди (II), образуя растворимое комплексное соединение синего цвета:

Прильём к раствору глюкозы несколько капель раствора сульфата меди (II) и раствор щелочи. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет.

В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт, образуя комплексное соединение. 

опыт «Качественная реакция глюкозы с гидроксидом меди (II)»

2. Взаимодействие с галогеналканами с образованием простых эфиров

Являясь многоатомным спиртом, глюкоза образует простые эфиры:

Реакция происходит в присутствии Ag2O для связывания выделяющегося при реакции НI.

3. Взаимодействие с карбоновыми кислотами или их ангидридами с образованием сложных эфиров.

Например, с ангидридом уксусной кислоты:  

Реакции с участием полуацетального гидроксила

1. Взаимодействие со спиртами с образованием гликозидов

Гликозиды – это производные углеводов, у которых гликозидный гидроксил замещен на остаток какого-либо органического соединения.

Содержащийся в циклических формах глюкозы полуацетальный (гликозидный) гидроксил является очень реакционноспособным и легко замещается на остатки различных органических соединений.

В случае глюкозы гликозиды называются глюкозидами. Связь между углеводным остатком и остатком другого компонента называется гликозидной.

Гликозиды построены по типу простых эфиров.

При действии метилового спирта в присутствии газообразного хлористого водорода атом водорода гликозидного гидроксила замещается на метильную группу:

В данных условиях в реакцию вступает только гликозидный гидроксил, спиртовые гидроксильные группы в реакции не участвуют.

Гликозиды играют чрезвычайно важную роль в растительном и животном мире. Существует огромное число природных гликозидов, в молекулах которых с атомом С (1) глюкозы остатки самых различных соединений.

Реакции окисления

Более сильный окислитель – азотная кислота НNO3 – окисляет глюкозу до двухосновной глюкаровой (сахарной) кислоты:

В ходе этой реакции и альдегидная группа – СНО и первичная спиртовая группа — СН2ОН окисляются до карбоксильных – СООН.

опыт «Окисление глюкозы кислородом воздуха в присутствии метеленового голубого»

Углеводы

Моносахариды

Источник: https://himija-online.ru/organicheskaya-ximiya/uglevody/ximicheskie-svojstva-glyukozy.html

Полное окисление глюкозы. Реакция окисления глюкозы

Глюкоза и кислород реакция

В данной статье рассмотрим, как происходит окисление глюкозы. Углеводы представляют собой соединения полигидроксикарбонильного типа, а также их производные. Характерные признаки – наличие альдегидных или кетонной групп и не меньше двух групп гидроксильных.

По своей структуре углеводы подразделяются на моносахариды, полисахариды, олигосахариды.

Моносахариды

Моносахариды являются наиболее простыми углеводами, которые не могут быть подвергнуты гидролизу. В зависимости от того, какая группа присутствует в составе – альдегидная или кетонная, выделяют альдозы (к ним относятся галактоза, глюкоза, рибоза) и кетозы (рибулоза, фруктоза).

Олигосахариды

Олигосахариды представляют собой углеводы, которые имеют в своем составе от двух до десяти остатков моносахаридного происхождения, соединенных посредством гликозидных связей. В зависимости от количества остатков моносахаридов различают дисахариды, трисахариды и так далее. Что при окислении глюкозы образуется? Об этом будет рассказано позднее.

Полисахариды

Полисахариды представляют собой углеводы, которые содержат более чем десять моносахаридных остатков, соединенных между собой гликозидными связями. Если в составе полисахарида содержатся одинаковые моносахаридные остатки, то он называется гомополисахаридом (к примеру, крахмал). Если же такие остатки разные – то гетерополисахаридом (к примеру, гепарин).

Какое значение имеет окисление глюкозы?

Функции углеводов в организме человека

Углеводы выполняют следующие основные функции:

  1. Энергетическая. Самая главная функция углеводов, так как они служат основным источником энергии в организме. В результате их окисления удовлетворяется более половины энергетической потребности человека. В результате окисления одного грамма углеводов высвобождается 16,9 кДж.
  2. Резервная. Гликоген и крахмал являются формой накопления питательных веществ.
  3. Структурная. Целлюлоза и некоторые другие полисахаридные соединения образуют в растениях прочный остов. Также они, в комплексе с липидами и белками, являются составляющей всех клеточных биомембран.
  4. Защитная. Для кислых гетерополисахаридов отведена роль биологического смазочного материала. Они выстилают поверхности суставов, которые соприкасаются и трутся друг об друга, слизистые носа, пищеварительных путей.
  5. Антигоагулянтная. Такой углевод, как гепарин, имеет важное биологическое свойство, а именно – препятствует свертыванию крови.
  6. Углеводы представляют собой источник углерода, необходимый для синтеза белков, липидов и нуклеиновых кислот.

Для организма главным источником углеводов являются пищевые углеводы – сахароза, крахмал, глюкоза, лактоза). Глюкоза может быть синтезирована в самом организме из аминокислот, глицерина, лактата и пирувата (глюконеогенез).

Гликолиз представляет собой одну из трех возможных форм процесса окисления глюкозы. В этом процессе происходит выделение энергии, запасаемой впоследствии в АТФ и НАДН. Одна ее молекула распадается на две молекулы пирувата.

Процесс гликолиза происходит под действием разнообразных ферментативных веществ, то есть катализаторов биологической природы. Самым главным окислителем является кислород, но стоит отметить, что процесс гликолиза может осуществляться и при отсутствии кислорода. Подобный вид гликолиза называется анаэробным.

Гликолиз анаэробного типа является ступенчатым процессом окисления глюкозы. При таком гликолизе окисление глюкозы происходит не полностью. Таким образом, при окислении глюкозы образуется лишь одна молекула пирувата.

[attention type=red]

С точки зрения энергетической выгоды анаэробный гликолиз менее выгоден, чем аэробный.

[/attention]

Однако если в клетку поступит кислород, то может произойти превращение анаэробного гликолиза в аэробный, который представляет собой полное окисление глюкозы.

Механизм гликолиза

В процессе гликолиза происходит распад шестиуглеродной глюкозы на две молекулы трехуглеродного пирувата. Весь процесс разделен на пять подготовительных этапов и еще пять, в течение которых в АТФ запасается энергия.

Таким образом, гликолиз протекает на двух стадиях, каждая из которых делится на пять этапов.

Стадия №1 реакции окисления глюкозы

  • Первый этап. На первом этапе происходит фосфорилирование глюкозы. Активирование сахарида происходит путем фосфолирирования по шестому углеродному атому.
  • Второй этап. Происходит процесс изомеризации глюкозы-6-фосфата. На данном этапе глюкоза обращается во фруктозу-6-фосфат под действием каталитического фосфоглюкоизомераза.
  • Третий этап. Фосфорилирование фруктозы-6-фосфата. На данном этапе происходит образование фруктозо-1,6-дифосфата (называемого также альдолазой) под воздействием фосфофруктокиназы-1. Она участвует в сопровождении фосфорильной группы от аденозинтрифосфорной кислоты до молекулы фруктозы.
  • Четвертый этап. На данном этапе происходит расщепление альдолазы. В результате образуются две молекулы триозофосфата, в частности кетозы и эльдозы.
  • Пятый этап. Изомеризация триозофосфатов. На данном этапе происходит отправка глицеральдегид-3-фосфата на следующие этапы глюкозного расщепления. При этом происходит переход дигидроксиацетонфосфата в форму глицеральдегид-3-фосфата. Данный переход осуществляется под действием ферментов.
  • Шестой этап. Процесс окисления глицеральдегид-3-фосфата. На данном этапе происходит окисление молекулы и ее последующее фосфорилирование до дифосфоглицерата-1,3.
  • Седьмой этап. Данный этап предполагает перенос из 1,3-дифосфоглицерата фосфатной группы на АДФ. В конечном результате этого этапа образуется 3-фосфоглицерат и АТФ.

Стадия №2 – полное окисление глюкозы

  • Восьмой этап. На данном этапе осуществляется переход 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицерат. Процесс перехода осуществляется под действием такого фермента, как фосфоглицератмутаза. Данная химическая реакция окисления глюкозы протекает при обязательном наличии магния (Mg).
  • Девятый этап. На данном этапе происходит дегидратация 2-фосфоглицерата.
  • Десятый этап. Происходит перенос фосфатов, полученных в результате протекания предыдущих этапов, в ФЕП и АДФ. Осуществляется перенос на АДФ фосфоэнулпировата. Такая химическая реакция возможна при наличии ионов магния (Mg) и калия (K).

В аэробных условиях весь процесс доходит до СО2 и Н2О. Уравнение окисления глюкозы выглядит так:

С6Н12О6+ 6О2→ 6СО2+ 6Н2О + 2880 кДж/моль.

Таким образом, в клетке не происходит накопления НАДН в процессе образования из глюкозы лактата. Это означает, что такой процесс представляет собой анаэробный, и он может протекать в отсутствии кислорода. Именно кислород – конечный акцептор электронов, которые передаются НАДН в дыхательную цепь.

В процессе подсчета энергетического баланса гликолитической реакции необходимо учитывать, что каждая ступень второй стадии повторяется два раза.

Из этого можно сделать вывод о том, что на первой стадии тратится две АТФ-молекулы, а при протекании второй стадии образуется 4 АТФ-молекулы путем фосфорилирования субстратного типа.

Это значит, что в результате окисления каждой молекулы глюкозы клетка накапливает две АТФ-молекулы.

Мы рассмотрели окисление глюкозы кислородом.

Анаэробный путь глюкозного окисления

Аэробным окислением называют процесс окисления, при котором происходит выделение энергии и который протекает в присутствии кислорода, выступающего конечным акцептором водорода в цепи дыхания. Донором молекул водорода выступает восстановленная форма коферментов (ФАДН2, НАДН, НАДФН), которые образуются при промежуточной реакции субстратного окисления.

Процесс окисления глюкозы аэробного дихотомического типа представляет собой основной путь катаболизма глюкозы в человеческом организме.

Такой тип гликолиза может осуществляться во всех тканях и органах человеческого организма. Результатом этой реакции является расщепление молекулы глюкозы до воды и углекислого газа.

Выделенная энергия при этом будет аккумулирована в АТФ. Этот процесс можно условно разделить на три этапа:

  1. Процесс превращения молекулы глюкозы в пару молекул пировиноградной кислоты. Реакция происходит в клеточной цитоплазме и представляет собой специфический путь глюкозного распада.
  2. Процесс образования ацетил-КоА в результате окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты. Данная реакция протекает в клеточных митохондриях.
  3. Процесс окисления ацетил-КоА в цикле Кребса. Реакция протекает в клеточных митохондриях.

На каждой стадии данного процесса образуются восстановленные формы коферментов, окисляющихся посредством ферментных комплексов дыхательной цепи. В результате образуется АТФ при окислении глюкозы.

Образование коферментов

Коферменты, которые образуются на втором и третьем этапе аэробного гликолиза, будут окисляться непосредственно в митохондриях клеток.

Параллельно с этим НАДН, которой образовался в клеточной цитоплазме при протекании реакции первого этапа аэробного гликолиза, не имеет способности к проникновению сквозь мембраны митохондрий.

[attention type=green]

Водород переносится с цитоплазматического НАДН в клеточные митохондрии посредством челночных циклов. Среди таких циклов можно выделить основной – малат-аспартатный.

[/attention]

Затем при помощи цитоплазматического НАДН происходит восстановление оксалоацетата в малат, который, в свою очередь, проникает в клеточную митохондрию и затем окисляется с восстановлением митохондриальной НАД. Оксалоацетат возвращается в цитоплазму клетки в виде аспартата.

Видоизмененные формы гликолиза

Протекание гликолиза дополнительно может сопровождаться выделением 1,3 и 2,3-бифосфоглицератов.

При этом 2,3-бифосфоглицерат под воздействием биологических катализаторов может возвращаться в процесс гликолиза, а затем изменять свою форму на 3-фосфоглицерат. Данные ферменты играют разнообразные роли.

К примеру, 2,3-бифосфоглицерат, находящийся в гемоглобине, способствует переходу кислорода в ткани, способствуя при этом диссоциации и понижению сродства кислорода и эритроцитов.

Заключение

Многие бактерии могут изменять формы протекания гликолиза на его различных этапах.

При этом возможно сокращение их общего количества или видоизменение этих этапов в результате воздействия различных ферментных соединений.

Некоторые из анаэробов имеют способность к другим способам разложения углеводов. Большая часть термофилов имеет всего два гликолизных фермента, в частности енолазу и пируваткиназу.

Мы рассмотрели, как протекает окисление глюкозы в организме.

Источник: https://FB.ru/article/328652/polnoe-okislenie-glyukozyi-reaktsiya-okisleniya-glyukozyi

Процесс гликолиза его реакции, аэробный и анаэробный (Таблица, схема)

Глюкоза и кислород реакция

Гликолиз  –  процесс окисления глюкозы, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы пировиноградной кислоты, не является мембранозависимым процессом. Он происходит в цитоплазме. Однако ферменты гликолиза связаны со структурами цитоскелета.

Суть гликолиза состоит в том, что молекула глюкозы (C6H12O6) без участия кислорода распадается на две молекулы пировиноградной кислоты (СН3СОСООН).

При этом окисление идет за счет отщепления от молекулы глюкозы четырех атомов водорода, связывающихся со сложным органическим веществом НАД с получением двух молекул НАД•Н. Выделяющаяся при этом энергия запасается (40% от общего количества) в виде макроэргических связей двух молекул АТФ.

60% энергии выделяется в виде тепла. При последующем окислении НАД•Н получается еще 6 молекул АТФ. Таким образом, полный энергетический выход гликолиза в анаэробных условиях составляет 8 молекул АТФ.

Аэробный процесс гликолиза (10 реакций), уравнение (с образованием пирувата):

C6H12O6 + 2АДФ + 2Н3РO4 + 2НАД+  ——>  2CH3COCOOH + 2АТФ + 2Н2O + 2НАДН•Н+

Анаэробный процесс гликолиза (11 реакций), уравнение (с образованием лактата):

C6H12O6 + 2АДФ + 2Н3РO4  ——>  2СН3СНОНСООН + 2АТФ + 2Н2О

Схема процесса гликолиза и его реакции

На схеме в рамках обозначены исходные субстраты и конечные продукты гликолиза, цифрами в скобках – число молекул.

ATP (АТФ) – это аденозинтрифосфорная кислота, универсальный источник энергии

ADP (АДФ) – это аденозиндифосфат, нуклеотид, участвует в энергетическом обмене

NAD (НАД) – никотинамидадениндинуклеотидфосфата

NADH (НАД•Н) – востановленная форма NAD

Таблица процесс гликолиза его реакции

Для распада и частичного окисления молекулы глюкозы требуется протекание 11 сложных последовательных реакций.

Реакции гликолизаХод реакцийФерменты, Активаторы, ингибиторы
Стадия активации глюкозы проходит в 5 реакций, в ходе которых 1 молекула гексозы (глюкозы) расщепляется на 2 молекулы триоз-глицеральдегидфосфата
1. Необратимая реакция фосфорилирования глюкозыПроцесс гликолиза начинается с фосфорилирования глюкозы за счет АТФ – первая реакция. Это первая пусковая реакция гликолиза. Ее результатом является глюкозо-6-фосфат, имеющий отрицательный заряд. В гликолизе может участвовать не только глюкоза, но и другие гексозы (фруктоза), но в результате фосфорилирования и активации все равно образуется глюкозо-6-фосфат.фермент: гексокиназаАктиваторы: АДФ, Н3РO4.Ингибиторы: глюкозо-6-Ф, фосфоенолпируват.
2. Обратимая реакция изомеризации глюкозо-6-фосфатаВо второй реакции происходит изомеризация (внутримолекулярные перестройки) глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат.фермент: глюкозо-6-фосфатизомераза
3. Необратимая реакция фосфорилирования фруктозо-6-фосфата (ключевая стадия гликолиза)В третьей реакции происходит фосфорилирование (присоединение остатка ортофосфорной кислоты) фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-1,6-дифосфата. При этом затрачивается еще одна молекула АТФ (уже вторая) – это вторая пусковая реакция гликолиза. Она идет в присутствии Mg2+ и является необратимой, так как сопровождается масштабным уменьшением свободной энергии.фермент: фосфофруктокиназаАктиваторы: АДФ, АМФ, Н3РO4, К+.Ингибиторы: АТФ, цитрат, НАДН.
4. Обратимая реакция дихотомического расщепления фруктозо-1,6-дифосфатаВ четвертой реакции гликолиза происходит расщепление фруктозо-1,6-дифосфата на две молекулы глицеральдегид-3-фосфата.фермент: алъдолаза
5. Обратимая реакция изомеризации дигидроксиацетона-3-фосфат в глицеральдегид-3-фосфатВ пятой реакции происходит изомеризация полученных триозофосфатов. На этом заканчивается первая стадия гликолиза.фермент: триозофосфатизомераза
Проходит в 6 реакций (или 5), в ходе которых энергия окислительных реакций трансформируется в химическую энергию АТФ (субстратное фосфорилирование).
6. Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 1,3-дифосфоглицерата (реакция гликолитической оксиредукции)В шестой реакции происходит окисление альдегидной группы до карбоксильной. Выделившийся Н+ акцептируется NAD, который восстанавливается до NADH. Освобождающаяся энергия затрачивается для образования высокоэнергетической связи 1,3-бифосфоглицерата (1,3-бифосфоглицериновая кислота).фермент: глицералъдегид-3-фосфат-дегидрогеназа
7. Субстратное фосфорилирование АДФ (7)В седьмой реакции фосфорильная группа 1,3-бифосфоглицерата переносится на ADP, в результате чего образуется АТР (напоминаем, что следует иметь в виду две параллельные цепи реакций, с участием двух молекул триоз, образовавшихся из одной молекулы гексозы, следовательно, синтезируется не одна, а две молекулы АТР).фермент: фосфоглицераткиназа
8. Реакция изомеризации 3-фосфоглицерата в 2-фосфоглицератВ восьмой реакции гликолиза происходит перенос фосфатной группы с третьего атома углерода на второй. В результате образуется 2-фосфоглицерат (2-фосфоглицериновая кислота).
9. Реакция енолизацииДевятая реакция сопровождается внутримолекулярными окислительно-восстановительными процессами, в результате которых образуется фосфоенолпируват (фосфоенолпировиноградная кислота) с высокоэнергетической связью во втором атоме углерода и отщепляется молекула водыфермент: енолаза
10. Реакция субстратного фосфорилированияВ ходе десятой реакции фосфорильная группа переносится на ADP. При этом синтезируется АТР и пируват (пировиноградная кислота). Эта реакция также необратима, поскольку высокоэкзергонична.фермент: пируваткиназа
11. Реакция обратимого восстановления пировиноградной кислоты до молочной кислоты (в анаэробных условиях)Если после гликолиза следует аэробное расщепление, пируват мигрирует в матрикс митохондрий, где, взаимодействуя с коэнзимом-А, участвует в образовании ацетил-СоА. В анаэробных условиях пируват при участии NADH восстанавливается до лактата (молочной кислоты), который при этом является конечным продуктом гликолиза. Затем в аэробных условиях лактат может обратно превратиться в пируват и окислиться в митохондриях.фермент: лактатдегидрогеназа

_______________

Источник информации:

1. Биология для поступающих в вузы / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. — 2008.

2. Биология в таблицах и схемах / Спб. — 2004.

3. Биохимия в схемах и таблицах / И. В. Семак – Минск — 2011.

Источник: https://infotables.ru/biologiya/81-biokhimiya/1048-glikoliz

Голубая бутылка

Глюкоза и кислород реакция

  • Гидроксид натрия
  • Глюкоза
  • Метиленовый синий
  • Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
  • Проводите эксперимент на подносе.

Общие правила безопасности

  • Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
  • Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
  • Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
  • Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
  • Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
  • Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
  • Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
  • Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

  • В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
  • В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
  • В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
  • В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
  • В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Рекомендации для родителей

  • Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью.

    Проводите только указанные в инструкции эксперименты.

  • Данный набор опытов предназначен только для детей 10 лет и старше.
  • Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы.

    Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.

  • Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов.

    Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.

  • Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов.

    Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.

  • Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Насколько теплой должна быть вода?

Температура воды может быть от тепловатой до горячей. От температуры воды зависит только скорость реакции. Чем горячее вода, тем быстрее раствор будет терять свою окраску.

Я добавил больше 5 капель метиленового синего. Теперь придется заново проводить опыт?

Нет, не переживайте! Просто продолжайте эксперимент.

А можно использовать пробку с одним отверстием?

Нет, потому что раствор нужно будет трясти, не разливая при этом содержимое колбы. Более того, закрывая колбу пробкой без отверстий, вы перекрываете к раствору доступ кислорода из воздуха снаружи колбы. Это позволяет вам контролировать «перезаряд» окраски раствора встряхиванием колбы.

Как долго эта жидкость сможет менять окраску?

Жидкость будет «работать», пока в колбе не закончится весь кислород или глюкоза.

Мой раствор больше не становится синим. Что можно сделать?

Раствор перестанет становиться синим, когда в колбе не останется кислорода, чтобы окислять метиленовый синий. Чтобы возобновить доступ кислорода в колбу, просто выньте пробку на пару секунд, а затем плотно вставьте ее обратно. Пока в растворе еще есть глюкоза, он будет менять окраску.

Сперва приготовим раствор, содержащий восстановитель (глюкозу) и метиленовый синий.

Теперь добавим немного NaOH, чтобы сделать раствор щелочным.

Метиленовый синий забирает часть электронов у восстановителя – глюкозы – и становится прозрачным. Раствор содержит еще и сильный окислитель – кислород, хотя мы его специально в раствор не добавляли. Кислород может отнимать электроны у метиленового синего, и тогда он снова синеет. Но если весь кислород в растворе израсходуется, то метиленовый синий уже останется бесцветным.

Однако даже если кислорода нет в растворе, он содержится в воздухе в колбе. Просто потрясите колбу, чтобы кислород растворился в жидкости, и смотрите, что получится.

Голубой раствор в колбе обесцвечивается. Если встряхнуть колбу, раствор снова становится голубым!

Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором. Слейте растворы в раковину, промойте избытком воды.

Восстановитель в химической реакции – это вещество, которое отдает электроны, а окислитель – вещество, которое забирает (принимает) электроны. Например, в первой реакции глюкоза – это восстановитель, а метиленовый синий – окислитель. А во второй реакции кислород принимает электроны, которые отдает метиленовый синий, в его бесцветной форме.

Но почему бы глюкозе не отдать свои электроны напрямую кислороду? Иногда одно вещество не может напрямую передать свои электроны другому веществу. В таком случае им нужен помощник, который сможет взаимодействовать с обоими веществами. В нашем опыте, помощник – это метиленовый синий. Он может передавать электроны от глюкозы к кислороду, но при условии, что среда в растворе – щелочная.

Почему синий раствор становится прозрачным?

В исходном водном растворе глюкозы есть потенциальные участники химической реакции: с одной стороны, это сама глюкоза, которая готова отдать электроны, а с другой – растворённый в воде кислород, с радостью их принимающий. Но вот незадача: кислороду не так-то просто найти общий язык с глюкозой.

В этом деле ему может помочь метиленовый синий − окрашенное вещество, которое в нашем опыте выступает в роли курьера: отбирает электроны у глюкозы, а затем передаёт их кислороду. Но в какой-то момент кислород в растворе заканчивается, и поэтому метиленовый синий, отобрав электроны у глюкозы, не может никому их отдать.

В таком состоянии он становится бесцветным, что мы и наблюдаем.

Почему раствор снова синеет?

Мы можем опять насытить раствор кислородом, который есть в воздухе над раствором. После встряхивания колбочки кислород из воздуха переходит в раствор, и реакция вновь может идти, пока кислород в растворе опять не закончится.

Однако так можно будет повторять не бесконечно. Поскольку колбочка закрыта, рано или поздно в воздухе над раствором закончится кислород, и раствор останется прозрачным.

Однако процесс легко запустить снова, открыв пробку и пустив кислород из окружающего воздуха внутрь.

Для чего мы добавляли щёлочь в водный раствор глюкозы?

Для того чтобы метиленовый синий смог отбирать электроны у глюкозы, нужно особое условие − щелочная среда, которую мы создали добавлением водного раствора гидроксида натрия NaOH. Без этого реакция не пойдёт и раствор останется синим. Вы можете сами убедиться в этом на опыте, попробовав повторить его без добавления NaOH.

Почему важно плотно закрыть колбу?

В первую очередь это необходимо для удобства. Чтобы колбочку можно было трясти, не расплёскивая её содержимое.

Однако это ещё не всё: закрыв колбочку, мы закрываем нашему раствору доступ к окружающему воздуху. Это значит, что кислород из воздуха больше не будет проникать в колбу. Благодаря этому возвращение окраски (см. вопрос «Почему раствор снова синеет?») возможно только после встряхивания колбочки.

Самые внимательные экспериментаторы уже заметили, что в первый раз синяя окраска исчезает не до конца и вдоль границы между раствором и воздухом (вдоль так называемого *мениска) в колбочке она сохраняется, образуя красивый синий ободок. То же самое будет и в том случае, если оставить колбочку открытой.

[attention type=yellow]

Такое явление объясняется тем, что при большом содержании кислорода в воздухе над раствором на границе между жидкостью и газом, он активно проникает через эту границу и переводит метиленовый синий в его основную, окрашенную форму.

[/attention]

Когда же кислород в закрытой колбочке постепенно заканчивается, этот ободок истончается и совсем исчезает.

Углеводы – широкий класс органических соединений, повсеместно встречающихся в природе. В их число входит не только известная всем сахароза, но и глюкоза, содержащаяся в винограде, фруктоза («подсластитель» большинства фруктов) и многие другие соединения, в том числе и лактоза.

Среди углеводов можно выделить несколько подклассов. Один из них – моносахариды. Это вещества, которые нельзя простым способом превратить в смесь других сахаров.

Такими углеводами (простыми «кирпичиками», из которых состоят более сложные углеводы) являются, например, глюкоза и фруктоза. Дисахариды – соединения, которые потенциально можно превратить в два моносахарида особым воздействием воды.

Так, сахароза может быть превращена в глюкозу и фруктозу, а лактоза при таком воздействии даёт ту же глюкозу и ещё один моносахарид – галактозу. Есть углеводы и с более сложным строением – так называемые полисахариды.

Они содержат уже не два, а целое множество «кирпичиков», и так же могут быть «разобраны» до исходных моносахаридов. Полисахариды отличаются от всех остальных углеводов тем, что они нерастворимы в воде и не обладают сладким вкусом.

Многие углеводы являются для живых организмов источником питания. Но этим функция сахаров в жизни не ограничивается.

Например, бумага и вата практически полностью состоят из целлюлозы – полисахарида, кирпичиками для построения которой являются молекулы той же глюкозы.

Другим важным примером является ДНК − сложные молекулы, выполняющие функцию клеточной памяти в большинстве живых организмов, которые содержат фрагменты молекулы сахара – дезоксирибозы.

Химический светофор

Подобно эксперименту с метиленовым синим, можно провести опыт и с другим красителем – индигокармином.

Водный раствор индигокармина сам по себе синего цвета, однако при смешивании его с щелочным раствором глюкозы или лактозы он сразу становится зелёным, а со временем – красным, и наконец − жёлтым.

Встряхивание закрытой колбы приводит к окрашиванию раствора в обратной последовательности цветов.

[attention type=red]

В этой реакции, как и в реакции с метиленовым синим, индигокармин выступает в качестве переносчика электронов между окисляющимся углеводом и окисляющим его кислородом, растворённым в воде.

[/attention]

Источник: https://melscience.com/RU-ru/experiments/blue-bottle-us/

Будь здоров
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: