Најважније из лекције
Дисахариди: Молекулска формула \(\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}\). Хидролизом дају два моносахарида.
- Сахароза (глукоза + фруктоза) – не редукује Фелингов реагенс; хидролизом даје инвертни шећер (мед).
- Лактоза (галактоза + глукоза) – редукује Фелингов реагенс; налази се у млеку.
- Скроб: Биљна енергетска резерва; са јодом даје плаво обојење.
- Гликоген: Животињска резерва енергије (јетра, мишићи); разграната структура.
- Целулоза: Градивни елемент биљног ћелијског зида (памук, дрво); нерастворна у води и несварљива за човека.
Дисахариди су сложени угљени хидрати чији су молекули изграђени од два међусобно повезана молекула моносахарида (повезаних преко атома кисеоника). Њиховом потпуном хидролизом настају два молекула моносахарида.
\[ \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{киселина / ензим}} \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \]
Општа реакција хидролизе дисахарида
| Дисахарид | Моносахаридни састав | Налажење и својства |
|---|---|---|
| Сахароза (стони шећер) |
Глукоза + Фруктоза | Добија се из шећерне трске и репе. Хидролизом даје инвертни шећер (главни састојак меда). Не реагује са Фелинговим и Толенсовим реагенсом. |
| Лактоза (млечни шећер) |
Галактоза + Глукоза | Налази се у млеку сисара као извор енергије за младунце. Реагује са Фелинговим и Толенсовим реагенсом. |
Инвертни шећер је еквимоларна смеша глукозе и фруктозе (однос \(1 : 1\)) настала хидролизом сахарозе. Пошто садржи фруктозу, слађи је од сахарозе.
Како се хемијским путем може доказати разлика између узорка чистог раствора сахарозе и раствора лактозе?
Додавањем Фелинговог или Толенсовог реагенса: раствор лактозе ће дати позитивну реакцију (редукцију), док сахароза неће реаговати.
Полисахариди су природни полимери чији су молекули изграђени од великог броја међусобно повезаних молекула моносахарида.
Према саставу моносахаридних јединица деле се на:
- Хомополисахариде – састоје се од само једне врсте моносахарида (нпр. скроб, гликоген и целулоза су изграђени искључиво од остатака глукозе).
- Хетерополисахариде – дају различите врсте моносахарида при хидролизи.
Иако су скроб, гликоген и целулоза изграђени од истих моносахаридних јединица (глукозе), њихова физичка и хемијска својства се знатно разликују због различитог начина повезивања и просторне структуре ланаца.
Да ли су скроб и целулоза хомополисахариди или хетерополисахариди? Обраложи одговор.
Оба су хомополисахариди јер њиховом потпуном хидролизом настаје искључиво једна врста моносахарида – глукоза.
| Полисахарид | Биолошка улога | Структура и растворљивост | Карактеристике |
|---|---|---|---|
| Скроб | Резервни угљени хидрат биљака (семе, кртоле, плод). | Линеарни и разгранати ланци глукозе. Слабо се раствара у хладној, а боље у топлој води. | Са јодом (\(\text{I}_2\)) даје карактеристично плаво-љубичасто обојење. |
| Гликоген | Резервни угљени хидрат људи и животиња (јетра и мишићи). | Изразито разграната структура ланаца глукозе. | Својства су врло слична скробу; брзо се разлаже до глукозе по потреби организма. |
| Целулоза | Структурни полисахарид биљака (гради ћелијски зид). | Линеарни, паралелни ланци глукозе (~2800 јединица). Нерастворна у води. | Људски ензими је не могу разградити, али служи као биљно влакно за правилну перисталтику црева. |
Доказна реакција за скроб: Додатком раствора јода у узорак који садржи скроб (нпр. кромпир, брашно), јавља се интензивно плаво (плаво-љубичасто) обојење. Ова реакција служи за међусобно доказивање скроба и јода.
Зашто људски организам не користи дрво и памук као храну, иако су богати целулозом која се састоји од глукозе?
Људски организам не лучи ензиме који могу да раскину специфичне везе између молекула глукозе у целулози, па се целулоза кроз дигестивни тракт избацује неразграђена.
Примена скроба:
- Прехрамбена индустрија (средство за згушњавање, производња пудинга и сосова).
- Текстилна и индустрија папира (лепак и апсорбенс).
- Фармација и козметика (додатак за израду пудера и таблета).
- Хемијска лабораторија (индикатор за одређивање и доказивање елементарног јода).
Примена целулозе:
- Текстилна индустрија (природна влакна попут памука и лана, вештачко влакно вискоза).
- Индустрија папира и картона.
- Производња експлозива и материјала за паковање.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Који моносахариди настају потпуном хидролизом:
а) сахарозе,
б) лактозе,
в) целулозе?
а) сахарозе,
б) лактозе,
в) целулозе?
Одговор:
а) Глукоза и фруктоза (у односу \(1 : 1\)).
б) Галактоза и глукоза (у односу \(1 : 1\)).
в) Искључиво глукоза.
а) Глукоза и фруктоза (у односу \(1 : 1\)).
б) Галактоза и глукоза (у односу \(1 : 1\)).
в) Искључиво глукоза.
Задатак 2 (средњи): У три епрувете налазе се безбојни раствори: гликозе, сахарозе и скроба. Како помоћу хемијских реагенса можеш идентификовати која се супстанца налази у којој епрувети?
Поступак идентификације:
- У део сваког узорка дода се неколико капи раствора јода. Епрувета у којој се појави плаво обојење садржи скроб.
- Преостала два узорка тестирају се Фелинговим (или Толенсовим) реагенсом уз загревање. Узорак који реагује (редукује реагенс и даје црвени талог) је глукоза, док узорак који не реагује представља сахарозу.
Задатак 3 (средњи): Шта је инвертни шећер, како настаје и зашто је слађи од обичног стоног шећера?
Одговор: Инвертни шећер је смеша једнаких количина глукозе и фруктозе (\(1:1\)) која настаје киселом или ензимском хидролизом сахарозе. Слађи је од сахарозе зато што садржи слободну фруктозу, која је најслађи природни угљени хидрат.
Задатак 4 (тежак): Израчунај масу глукозе која се добија потпуном хидролизом \(68,4\text{ g}\) сахарозе.
(Подаци: \(M(\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}) = 342\text{ g/mol}\), \(M(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6) = 180\text{ g/mol}\))
(Подаци: \(M(\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}) = 342\text{ g/mol}\), \(M(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6) = 180\text{ g/mol}\))
Поступак:
Једначина реакције: \[ \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \text{ (глукоза)} + \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \text{ (фруктоза)} \] Из једначине видимо да из \(1\text{ mol}\) сахарозе настаје \(1\text{ mol}\) глукозе: \[ n(\text{сахарозе}) = \frac{m}{M} = \frac{68,4\text{ g}}{342\text{ g/mol}} = 0,2\text{ mol} \] \[ n(\text{глукозе}) = n(\text{сахарозе}) = 0,2\text{ mol} \] Маса настале глукозе: \[ m(\text{глукозе}) = n \cdot M = 0,2\text{ mol} \cdot 180\text{ g/mol} = 36\text{ g} \] Одговор: Настаје \(36\text{ g}\) глукозе.
Једначина реакције: \[ \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \text{ (глукоза)} + \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \text{ (фруктоза)} \] Из једначине видимо да из \(1\text{ mol}\) сахарозе настаје \(1\text{ mol}\) глукозе: \[ n(\text{сахарозе}) = \frac{m}{M} = \frac{68,4\text{ g}}{342\text{ g/mol}} = 0,2\text{ mol} \] \[ n(\text{глукозе}) = n(\text{сахарозе}) = 0,2\text{ mol} \] Маса настале глукозе: \[ m(\text{глукозе}) = n \cdot M = 0,2\text{ mol} \cdot 180\text{ g/mol} = 36\text{ g} \] Одговор: Настаје \(36\text{ g}\) глукозе.
