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 1. D-glukosa b) aldopentosy 2. D-galaktosa c) ketohexosy 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 H sluč v kj/mol CO 2 393,51 H 2 O 285,84 Sacharóza 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.