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EXPERIÊNCIAS DE ENTRETENIMENTO EM CASA
Açúcar de serragem. experimentos químicos
Experiências divertidas em casa / Experiências de química para crianças Os carboidratos receberam esse nome por engano. Aconteceu em meados do século passado. Então acreditava-se que a molécula de qualquer substância açucarada corresponde à fórmula Cm(N2SOBRE)n. Todos os carboidratos então conhecidos se encaixam nessa medida, e a fórmula da glicose C6Н12О6 escrito como C6(N2SOBRE)6. Mais tarde, porém, foram descobertos açúcares que acabaram sendo uma exceção à regra. Portanto, um claro representante dos carboidratos ramnose (também fornece Reação de Molisch) tem a fórmula C6Н12О5. E embora a imprecisão no nome de toda uma classe de compostos fosse óbvia, o termo "carboidratos" já se tornou tão familiar que não foi alterado. No entanto, hoje muitos químicos preferem um nome diferente - "açúcar". Tentaremos obter um dos açúcares da serragem por hidrólise, ou seja, por decomposição com água. Este é um processo químico muito comum. A serragem e outros resíduos de madeira contêm fibras de carboidratos (celulose). A glicose é preparada a partir dele em usinas de hidrólise, que podem ser utilizadas de diferentes maneiras; na maioria das vezes é fermentado, transformando-se em álcool, o produto inicial para muitas sínteses químicas. Um ramo grande e independente da indústria química é chamado de indústria de hidrólise. Antes de reproduzir o processo de hidrólise da madeira, vamos tentar entender qual é a sua essência, e para isso será mais conveniente começar não com serragem, mas com pepinos e lascas. Lave um pepino fresco, rale e esprema o suco. O suco pode ser filtrado, mas não é necessário. Prepare hidróxido de cobre Cu(OH) em um tubo de ensaio2. Para fazer isso, adicione 2-3 gotas de solução de sulfato de cobre a 0,5-1 ml de solução de hidróxido de sódio. Adicione um volume igual de suco de pepino ao precipitado resultante e agite o tubo de ensaio. O precipitado se dissolverá e uma solução azul será obtida. Tal reação é típica para álcoois polihídricos, ou seja, para álcoois que contêm vários grupos hidroxila. Agora aqueça até ferver (ou coloque em água fervente) um tubo de ensaio com a solução azul resultante. Ele primeiro ficará amarelo, depois laranja e, após o resfriamento, um precipitado vermelho de óxido de cobre Cu2O. Esta reação é característica de outra classe de compostos orgânicos - aldeídos. Isso significa que no suco de pepino existe uma substância que é um aldeído e um álcool ao mesmo tempo. Esta substância é a glicose, que na estrutura é um álcool aldeído. Graças a ela, o pepino tem um sabor adocicado. Você provavelmente adivinhou que esta experiência não precisa ser feita com suco de pepino. Também funciona bem com outros sucos doces - uva, cenoura, maçã, pêra. Você também pode tomar água de pepino, que é vendida em perfumarias. E, claro, apenas comprimidos de glicose. Agora a segunda experiência preliminar; sacarificação da lasca. Prepare uma solução de ácido sulfúrico: adicione um volume de ácido sulfúrico concentrado a um volume de água (nunca despeje água em ácido!). Coloque uma lasca em um tubo de ensaio com uma solução e aqueça a solução até ferver. Ao mesmo tempo, a lasca ficará carbonizada, mas isso não atrapalhará a experiência. Após o aquecimento, retire a lasca, coloque-a em outro tubo de ensaio com 1-2 ml de água e ferva. Ambos os tubos agora contêm glicose. Você pode verificar isso adicionando duas ou três gotas de sulfato de cobre às soluções e, em seguida, soda cáustica - uma cor azul familiar aparecerá. Se esta solução for fervida, como esperávamos, um precipitado vermelho de óxido de cobre Cu2O. Então, a glicose é encontrada. O fato de nossa lasca ser açucarada é resultado da hidrólise da celulose (e sua participação na madeira é de cerca de 50%). Como na hidrólise do amido, o ácido sulfúrico não é consumido nesse processo, ele faz o papel de catalisador. Por fim, chegamos à principal experiência prometida no título: fazer açúcar a partir da serragem. Despeje 2-3 colheres de sopa de serragem em um copo de porcelana e umedeça com água. Adicione um pouco mais de água e igual quantidade da solução de ácido sulfúrico previamente preparada (1: 1), misture bem a pasta líquida. Feche a tampa e coloque no fogão a gás (ou no forno russo) por cerca de uma hora, talvez um pouco menos. Em seguida, retire o copo, adicione água até o topo e mexa. Filtre a solução e neutralize o filtrado adicionando giz triturado ou água de cal até que não sejam mais liberadas bolhas de dióxido de carbono. O fim da neutralização também pode ser julgado testando o líquido com um teste decisivo ou um dos indicadores caseiros. Não é necessário pingar o indicador diretamente na massa de reação. Você deve pegar uma amostra, literalmente 2-3 gotas, e colocá-la em uma placa de vidro ou em um pequeno tubo de ensaio. Despeje o conteúdo do copo em uma garrafa de leite, agite o líquido e deixe repousar por várias horas. O sulfato de cálcio, formado durante a neutralização do ácido, se depositará no fundo e uma solução de glicose permanecerá no topo. Despeje cuidadosamente em um copo limpo (de preferência sobre uma vareta de vidro) e filtre. A última operação permaneceu - evaporação da água em banho-maria. Depois disso, cristais de glicose amarelo claro permanecem no fundo. Eles podem ser provados, mas apenas - o produto não é puro o suficiente. Assim, completamos quatro operações: polpação da serragem com solução de ácido sulfúrico, neutralização do ácido, filtração e evaporação. É assim que a glicose é obtida nas usinas de hidrólise, só que, claro, não em xícaras de porcelana ... E podemos reproduzir outro processo industrial sem muita dificuldade: transformamos um açúcar em outros dois. Quando armazenado por muito tempo, a geléia caseira costuma ser cristalizada. Isso ocorre porque o açúcar cristaliza na calda. Com a geléia, que se vende na loja, esse infortúnio acontece com muito menos frequência. O fato é que nas fábricas de conservas, além da beterraba ou da cana-de-açúcar, a sacarose C12H22O11, também são utilizadas outras substâncias açucaradas, por exemplo, açúcar invertido. O que é a inversão do açúcar e a que ela leva, você aprenderá com a seguinte experiência. Despeje em um tubo de ensaio ou vidro 10-20 g de uma solução fraca de açúcar e adicione algumas gotas de ácido clorídrico diluído. Em seguida, aqueça a solução em banho-maria fervente por dez a quinze minutos e, em seguida, neutralize o ácido, preferencialmente com carbonato de magnésio MgCO3. As farmácias vendem a chamada magnésia branca, substância de composição um pouco mais complexa; ela também se encaixa. Em casos extremos, você pode tomar refrigerante NaHCO3, mas aí vai ficar sal de mesa na solução, que de alguma forma não se harmoniza com o açúcar ... Depois que as bolhas de dióxido de carbono pararem, deixe o líquido assentar. Por precaução, verifique com um indicador se o ácido está completamente neutralizado. Escorra o líquido sedimentado e prove: parecerá menos doce que a solução original (para comparação, deixe um pouco da solução original de açúcar). Na solução acabada, praticamente não sobrou sacarose, mas surgiram duas novas substâncias - glicose e frutose. Esse processo é chamado de inversão do açúcar e a mistura resultante é chamada de açúcar invertido. E eis o curioso: externamente, não há nada que detecte uma reação. E a cor, o volume e a reação do ambiente permanecem os mesmos. Não são emitidos gases nem precipitação. No entanto, a reação continua, apenas instrumentos ópticos são necessários para detectá-la. Os açúcares são substâncias opticamente ativas: um feixe de luz polarizada, passando por sua solução, muda a direção da polarização. Eles dizem que os açúcares giram o plano de polarização, e em uma direção ou outra, e em um ângulo bem definido. Assim, a sacarose gira o plano de polarização para a direita e a glicose e a frutose, os produtos de sua hidrólise, para a esquerda. Daí a palavra "inversão" (em latim "reversão"). Mas, como não temos instrumentos óticos à nossa disposição, vamos tentar garantir por meios químicos que o açúcar colhido realmente tenha sofrido alterações. Adicione algumas gotas de uma solução de azul de metileno (você pode usar tinta azul para canetas-tinteiro) e uma pequena solução fraca de qualquer álcali às soluções de açúcar iniciais e resultantes. Aqueça as soluções de teste em banho-maria. Em um tubo de ensaio com açúcar comum, nenhuma alteração ocorrerá, mas o conteúdo de um tubo de ensaio com açúcar invertido ficará quase incolor. O açúcar invertido é muito menos propenso à cristalização do que o açúcar comum. Se você evaporar cuidadosamente sua solução em banho-maria, obterá uma calda espessa que se parece um pouco com mel. Após o resfriamento, não cristaliza. A propósito, três quartos do amado mel de abelha consistem nos mesmos carboidratos que o açúcar invertido - glicose e frutose. O mel artificial também é feito com base no açúcar invertido. Claro, nosso xarope difere do mel e significativamente - principalmente na ausência de cheiro. Mas se você adicionar um pouco de mel natural a ele, essa desvantagem pode ser parcialmente eliminada. Mas por que não fazer mais xarope não cristalizado em casa para fazer geléia? Infelizmente, sua purificação completa de substâncias estranhas é difícil e não há garantia de que será possível completá-la. Em todo caso, não vale o risco. Autor: Olgin O.M.
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