Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Энтропия и ее изменение при различных процессах

Направленность химических реакций

В большинстве химических процессов одновременно происходит два явления: передача энергии и изменение в упорядоченном расположении частиц относительно друг друга. Все частицы (молекулы, атомы, ионы) стремятся к беспорядочному движению, поэтому система стремится перейти из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. Количественной мерой беспорядка (хаотичности, неупорядоченности) системы является энтропия S. Например, если баллон с газом соединить с пустым сосудом, то газ из баллона распределится по всему объему сосуда. Система из более упорядоченного состояния перейдет с менее упорядоченное, значит, энтропия при этом увеличится (ΔS > 0).

Энтропия всегда возрастает (ΔS > 0) при переходе системы из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное: при переходе вещества из кристаллического состояния в жидкое и из жидкого в газообразное, при повышении температуры, при растворении и диссоциации кристаллического вещества и т.д.

При переходе системы из менее упорядоченного состояния в более упорядоченное энтропия системы уменьшается (ΔS 0 298, это справочная величина, измеряется в Дж/(К·моль) (Прил.2).

Например, стандартная энтропия

водяного пара…..S 0 298 = 188,72 Дж/(К·моль),

т.е. энтропия возрастает – степень беспорядка вещества в газообразном состоянии больше.

У графита S 0 298 = 5,74 Дж/(К·моль), у алмаза S 0 298 = 2,36 Дж/(К·моль), так как у веществ с аморфной структурой энтропия больше, чем с кристаллической.

Энтропия S 0 298, Дж/(К·моль) растет с усложнением молекул, например:

веществоO(г)O2(г)O3(г)
S 0 298 Дж/(К·моль)160,95205,04238,80

В ходе химических реакций энтропия также изменяется, так, при увеличении числа молекул газообразных веществ энтропия системы возрастает, при уменьшении ­ ­- понижается.

Изменение энтропии системы в результате протекания процессов определяется по уравнению:

Например: в реакции

В левой части уравнения 1 моль газообразного вещества СО2(г), а в правой – 2 моль газообразного вещества 2СО(г), значит, объем системы увеличивается и энтропия возрастает (ΔS > 0).

С увеличением энтропии (ΔS > 0) протекают также реакции:

В реакции образования аммиака

Объем системы уменьшается, поэтому и энтропия понижается (ΔS 0 298 = 2,9 Дж/К

Пример №1.Рассчитайте и объясните изменение энтропии для процесса

Решение.Выпишем из Прил. 2 значения стандартных энтропий веществ

Согласно следствию из закона Гесса,

Согласно следствию из закона Гесса,

Энтропия незначительно увеличивается, это объясняется усложнением структуры молекулы SO2(г) по сравнению с молекулой O2(г).

Пример №3.Определить изменение энтропии для процесса:

Решение:Выпишем из Прил. 2 значения стандартных энтропий

ΔS 0 = S 0 СО2(г) – (S 0 С(г) + S 0 О2(г)) = 213,68 – (5,74+ 205,04) = 2,9 Дж/К.

Так как ΔS > 0, энтропия в процессе реакции незначительно увеличивается. Объем системы не изменяется, но энтропия растет вследствие усложнения структуры молекулы СО2 по сравнению с молекулой О2.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Энтропия. Энергия Гиббса

Понятие энтропии

Абсолютная энтропия веществ и изменение энтропии в процессах

Стандартная энтропия

Стандартная энтропия образования

Энергия Гиббса

Стандартная энергия Гиббса образования

Энтальпийный, энтропийный фактор и направление процесса

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Понятие энтропии

Энтропия S – функция состояния системы. Энтропия характеризует меру неупорядоченности (хаотичности) состояния системы. Единицами измерения энтропии являются Дж/(моль·К).

Абсолютная энтропия веществ и изменение энтропии в процессах

При абсолютном нуле температур (Т = 0 К) энтропия идеального кристалла любого чистого простого вещества или соединения равна нулю. Равенство нулю S при 0 К позволяет вычислить абсолютные величины энтропий веществ на основе экспериментальных данных о температурной зависимости теплоемкости.

Изменение энтропии в процессе выражается уравнением:

где S(прод.) и S(исх.) – соответственно абсолютные энтропии продуктов реакции и исходных веществ.

На качественном уровне знак S реакции можно оценить по изменению объема системы ΔV в результате процесса. Знак ΔV определяется по изменению количества вещества газообразных реагентов Δnг. Так, для реакции

(Δnг = 1) ΔV > 0, значит, ΔS > 0.

Стандартная энтропия

Величины энтропии принято относить к стандартному состоянию. Чаще всего значения S рассматриваются при Р = 101,325 кПа (1 атм) и температуре Т = 298,15 К (25 о С). Энтропия в этом случае обозначается S о 298 и называется стандартной энтропией при Т = 298,15 К. Следует подчеркнуть, что энтропия вещества S (S о ) увеличивается при повышении температуры.

Стандартная энтропия образования

Стандартная энтропия образования ΔS о f,298 (или ΔS о обр,298) – это изменение энтропии в процессе образования данного вещества (обычно 1 моль), находящегося в стандартном состоянии, из простых веществ, также находящихся в стандартном состоянии.

Энергия Гиббса

Энергия Гиббса G – функция состояния системы. Энергия Гиббса равна:

Абсолютное значение энергии Гиббса определить невозможно, однако можно вычислить изменение δG в результате протекания процесса.

Критерий самопроизвольного протекания процесса: в системах, находящихся при Р, Т = const, самопроизвольно могут протекать только процессы, сопровождающиеся уменьшением энергии Гиббса (ΔG

Стандартная энергия Гиббса образования

Стандартная энергия Гиббса образования δG о f,298 (или δG о обр,298) – это изменение энергии Гиббса в процессе образования данного вещества (обычно 1 моль), находящегося в стандартном состоянии, из простых веществ, также находящихся в стандартном состоянии, причем простые вещества пристутствуют в наиболее термодинамически устойчивых состояниях при данной температуре.

Для простых веществ, находящихся в термодинамически наиболее устойчивой форме, δG о f,298 = 0.

Энтальпийный, энтропийный фактор и направление процесса

Проанализируем уравнение ΔG о Т = ΔН о Т — ΔТS о Т. При низких температурах ТΔS о Т мало. Поэтому знак ΔG о Т определяется в основном значением ΔН о Т (энтальпийный фактор). При высоких температурах ТΔS о Т – большая величина, знак Δ G о Т определяется и энтропийным фактором. В зависимости от соотношения энтальпийного (ΔН о Т) и энтропийного (ТΔS о Т) факторов существует четыре варианта процессов.

Примеры решения задач

Задача 1. Используя термодинамические справочные данные, вычислить при 298,15 К изменение энтропии в реакции:

Решение. Значения стандартных энтропий исходных веществ и продуктов реакции приведены ниже:

ВеществоNH3(г)O2(г)(г)H2O(ж)
S о 298,

Дж/(моль·К)

192,66205,04210,6469,95

В данной реакции ΔV o х.р.,298

Задача 2. Используя справочные термодинамические данные, рассчитать стандартную энтропию образования NH4NO3(к). Отличается ли стандартная энтропия образования NH4NO3(к) от стандартной энтропии этого соединения?

Решение. Стандартной энтропии образования NH4NO3 отвечает изменение энтропии в процессе:

Значения стандартных энтропий исходных веществ и продуктов реакции приведены ниже:

ВеществоN2(г)H2(г)O2(г)NH4NO3(к)
S о 298,

Дж/(моль·К)

191,50130,52205,04151,04

Стандартная энтропия образования NH4NO3(к), равная — 609,06 Дж/(моль·К), отличается от стандартной энтропии нитрата аммония S о 298(NH4NO3(к)) = +151,04 Дж/(моль·К) и по величине, и по знаку. Следует помнить, что стандартные энтропии веществ S о 298 всегда больше нуля, в то время как величины ΔS 0 f,298, как правило, знакопеременны.

Задача 3. Изменение энергии Гиббса реакции:

равно δG о 298= –474,46 кДж. Не проводя термодинамические расчеты, определить, за счет какого фактора (энтальпийного или энтропийного) протекает эта реакция при 298 К и как будет влиять повышение температуры на протекание этой реакции.

Решение. Поскольку протекание рассматриваемой реакции сопровождается существенным уменьшением объема (из 67,2 л (н.у.) исходных веществ образуется 36 мл жидкой воды), изменение энтропии реакции ΔS о о 298 реакции меньше нуля, то она может протекать при температуре 298 К только за счет энтальпийного фактора. Повышение температуры уменьшает равновесный выход воды, поскольку ТΔS о

Задача 4. Используя справочные термодинамические данные, определить может ли при 298,15 К самопроизвольно протекать реакция:

Если реакция не будет самопроизвольно протекать при 298,15 К, оценить возможность ее протекания при более высоких температурах.

Решение. Значения стандартных энергий Гиббса и энтропий исходных веществ и продуктов реакции приведены ниже:

ΔG о х.р.,298 > 0, следовательно, при Т = 298,15 К реакция самопроизвольно протекать не будет.

Поскольку ΔS о х.р.,298 > 0, то при температуре Т>ΔН о /ΔS о величина ΔG о х.р.,298 станет величиной отрицательной и процесс сможет протекать самопроизвольно.

Задача 5. Пользуясь справочными данными по ΔG о f,298 и S о 298, определите ΔH о 298 реакции:

Решение. Значения стандартных энергий Гиббса и энтропий исходных веществ и продуктов реакции приведены ниже:

ВеществоN2O(г)H2(г)N2H4(г)H2O(ж)
ΔG о f,298, кДж/моль104,120159,10-237,23
S о 298, Дж/(моль·К)219,83130,52238,5069,95

ΔG о 298 = ΔН о 298 – ТΔS о 298. Подставляя в это уравнение величины ΔН о 298 и ТΔS о 298, получаем:

ΔН о 298 = –182,25× 10 3 + 298·(–302,94) = –272526,12 Дж = – 272,53 кДж.

Следует подчеркнуть, что поскольку ΔS о 298 выражена в Дж/(моль× К), то при проведении расчетов ΔG 0 298 необходимо также выразить в Дж или величину ΔS 0 298 представить в кДж/(мольK).

Задачи для самостоятельного решения

1. Используя справочные данные, определите стандартную энтропию образования ΔS о f,298 NaHCO3(к).

2. Выберите процесс, изменение энергии Гиббса которого соответствует стандартной энергии Гиббса образования NO2(г):

Источник

Процесс окисления глюкозы в клетке сходен с горением.

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

А – норм. пигментация, генотип АА, Аа

а – альбинизм, генотип аа

аа – генотип женщины альбиноса

А? – генотип мужчины

Альбинизм рецессивная патология. В семье у женщины-альбиноса и здорового по данному признаку мужчины родился ребенок альбинос. Чтобы такое было возможным, в гамете мужчины должен присутствовать ген с признаком альбинизма. Значит генотип мужчины Аа.

F1: аа – альбинизм (50%)

Аа – норм. пигментация, носитель гена альбинизма (50%)

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Потому-что их тело состоит из трех слоев
Черви – это сборная группа многоклеточных животных с вытянутым телом, в котором нет скелетных (опорных) образований. Черви обитают в почве, морях и пресных водоемах. Многие из них являются паразитами животных, растений и человека. Среди червей встречаются такие мелкие, что их можно обнаружить только с помощью увеличитесь приборов (лупы, микроскопа). Однако бывают и крупные черви, достигающие нескольких метров в длину. По форме тела черви подразделяют на три типа: Плоские, Круглые и Кольчатые. Хотя между представителями этих типов есть различия, у них много общих признаков. Все черви – трехслойные животные. Их ткани и органы развиваются из трех зародышевых слоев – эктодермы, энтодермы и мезодермы. У червей различают передний и задний концы тела. Правая половина тела червей выглядит как зеркальное отражение левой половины, то есть симметрична ей. Такую симметрию тела называют двусторонней. Она возникла с развитием активного передвижения, характерна для червей и большинства других многоклеточных животных. Наружные покровы и мышцы червей образуют кожно-мускульный мешок, в котором находятся мягкие ткани и внутренние органы. Благодаря кожно-мускульному мешку у червей сохраняется постоянная форма тела. Каковы особенности строения и процессов жизнедеятельности плоских червей? Тип Плоские черви объединяет около 15 тыс. видов. По своей организации они выше кишечнополостных, но среди трехслойных животных являются самыми примитивными. Эти животные могут медленно перемещаться – ползать. Самый характерный признак плоских червей отражен в названии этого типа: тело у них уплощенное (приплюснутое) – в форме листочка либо длинной ленты. Для плоских червей характерно наличие настоящих органов и систем органов. Их плоское удлиненное тело может быть размером от нескольких миллиметров до нескольких метров. Среди паразитических представителей этого типа встречаются ленточные черви длиной до 25 и, а иногда и более. В теле плоских червей нет кишечной полости. Оно заполнено рыхлой соединительной тканью паренхимой, в которой расположены все внутренние органы. Кожно-мускульный мешок у плоских червей, как и у представителей других типов червей, состоит из кожного покрова и многослойной мускулатуры. Признаком более высокой (по сравнению с кишечнополостными) организации плоских червей является наличие у них центральной нервной и выделительной систем. Однако, так же как и у кишечнополостных, рот у плоских червей выполняет функции и приема пищи, и удаления из организма непереваренных остатков. Органов дыхания и кровообращения у представителей этого типа нет. Плоские черви, за редким исключением, гермафродиты – в теле одной особи образуются и мужские, и женские половые клетки. Многие свободно- живущие представители этого типа могут размножаться и бесполым путем – делением. Тип Плоские черви включает классы: Ресничные черви, Сосальщики, Ленточные черви. Каковы особенности строения и образа жизни ресничных червей? Класс Ресничные черви получил свое название благодаря тому, что тело червей снаружи покрыто ресничками. К этому классу относятся преимущественно хищные черви. Среди них редко встречаются паразиты. Подавляющее число видов обитает в морях и пресных водоемах, реже – на суше. Представитель ресничных червей – молочно-белая планария. Этот небольшой (длиной 1 – 2 см) червь живет в пресных водоемах. Найти планарию можно на поверхности вынутых из воды растений. Она медленно передвигается по поверхности подводных предметов. На переднем конце ее тела заметны два маленьких темных глаза. У планарии хорошо виден просвечивающий через кожу темный, сильно разветвленный кишечник. Планария– хищник, питающийся мелкими водными животными. В процессе дыхания она поглощает кислород, растворенный в воде, и выделяет углекислый газ. Газообмен происходит через тонкую кожу всей поверхности тела (рис. 16).
Рис. 16. Строение и процессы жизнедеятельности планарии
Органы выделения представляют собой систему разветвленных канальцев, отходящих от крупных звездчатых клеток. Жидкие вредные продукты обмена веществ выводятся наружу через выделительные поры. Нервная система представлена крупным скоплением нервных клеток на переднем конце тела – нервным узлом, а также отходящими от него нервными тяжами. Большинство видов планарий – гермафродиты, но они могут размножаться и бесполым путем. При этом в середине тела животного образуется перетяжка и передняя его часть отделяется от задней. На задней части тела формируется голова и другие недостающие органы. Передняя часть восстанавливает хвостовой отдел. Процесс восстановления, или регенерации, происходит у планарии гораздо медленнее, чем у кишечнополостных. Планарии могут восстанавливать свое тело из одной трехсотой его части. Практическое значение ресничных червей незначительно. Однако, будучи многочисленными, они играют определенную роль как компоненты природных сообществ – биоценозов.

Источник

Энтропия и ее изменение при химической реакции

Мерой неупорядоченного состояния системы служит термодинамическая функция, получившая название энтропии.

Состояние системы можно характеризовать микросостояниями составляющих ее частиц, т. е. их мгновенными координатами и скоростями различных видов движения в различных направлениях. Число микросостояний системы называется термодинамической вероятностью системы W. Так как число частиц в системе огромно (например, в 1 моль имеется 6,02-1023 частиц), то термодинамическая вероятность системы выражается огромными числами. Поэтому пользуются логарифмом термодинамической вероятности lnW. Величина, равная klnW = S, где к- постоянная Больцмана, а S — энтропия системы. Энтропия, отнесенная к одному молю вещества, имеет единицу величины Дж/(моль×К). Энтропия вещества в стандартном состоянии называется стандартной энтропией вещества S°.

В отличие от других термодинамических функций, можно определить не только изменение энтропии, но и ее абсолютное значение. Это вытекает из высказанного в 1911 г. М Планком постулата, согласно которому «при абсолютном нуле энтропия идеального кристалла равна нулю». Этот постулат получил название третьего закона термодинамики.

По мере повышения температуры растет скорость различных движений частиц, т. е. число их микросостояний и, соответственно, термодинамическая вероятность и энтропия вещества.

При переходе вещества из твердого состояния в жидкое значительно увеличивается неупорядоченность, а следовательно, и энтропия вещества (S0пл). Особенно резко растет неупорядоченность вещества при его переходе из жидкого состояния в газообразное (S°кип). Энтропия увеличивается при переходе вещества из кристаллического состояния в аморфное. Энтропия простых веществ является периодической функцией порядкового номера элемента. Увеличение числа атомов в молекуле и усложнение молекулы приводит к увеличению энтропии.

Изменение энтропии системы в результате протекания химической реакции (DrS°) (энтропия реакции) равно сумме энтропии продуктов реакции за вычетом суммы энтропии исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов. В результате протекания химической реакции (2.13) происходит изменение энтропии системы (энтропия реакции).

DrS° = lS0L+mS0M-dS0D-bS0B (2.15)

Пример 4. Рассчитайте энтропию реакции CH4 + Н2О = СО + ЗН2 при стандартных состояниях реагентов и продуктов процесса. Решение. В соответствии с уравнением (2.15) запишем:

Ответ: DrS° = 214,39 Дж/К.

Как видно, изменение энтропии системы в результате реакции возросло (энтропия реакции положительная) DrS°> 0. Энтропия процесса будет возрастать, если в ходе реакции объем системы будет увеличиваться. Газообразные вещества называют «носителями энтропии».

Итак, энтропия характеризует число микросостояний и является мерой беспорядка в системе. Ее увеличение говорит о переходе системы в результате термодинамического процесса от более упорядоченного состояния к менее упорядоченному.

Второй закон термодинамики для изолированных систем: в изолированных системах самопроизвольно протекают только процессы, сопровождающиеся возрастанием энтропии: DrS0>0.

Системы, в которых протекают химические реакции, не бывают изолированными, так как они сопровождаются изменением внутренней энергии (тепловым эффектом реакции), т. е. обмениваются энергией с окружающей средой. Химические реакции могут протекать самопроизвольно и без возрастания энтропии, но при этом увеличивается энтропия окружающей среды. Например, химические реакции в организме любого существа сопровождаются уменьшением энтропии (происходит упорядочение системы). Однако организм получает энергию из окружающей среды (пища, воздух). Получение пищевых продуктов сопровождается возрастанием энтропии окружающей среды, т. е. жизнь каждого существа связана с возрастанием энтропии.

Химические реакции обычно сопровождаются изменением как энтропии, так энтальпии.

Энтальпийный и энтропийный факторы изобарно-изотермических процессов. Из предыдущих рассуждений следует, что в химических процессах проявляются две тенденции: а) стремление к образованию прочных связей между частицами, к возникновению более сложных веществ, сопровождающееся понижением энергии системы; б) стремление к разъединению частиц, к беспорядку, характеризуемое возрастанием энтропии. Первая тенденция в изобарно-изотермических условиях характеризуется энтальпийным фактором процесса и количественно выражается через DrS° (кДж/моль). Вторая тенденция характеризуется энтропийным фактором и количественно выражается произведением абсолютной температуры на энтропию процесса, т. е. TDrS° (кДж/моль).

Источник

Углеводы

Углеводы (сахара) – органические соединения, имеющие сходное строение, состав большинства которых отражает формула Cx(H2O)y, где x, y ≥ 3.

Исключение составляет дезоксирибоза, которая имеют формулу С5Н10O4 (на один атом кислорода меньше, чем рибоза).

Классификация углеводов

По числу структурных звеньев

Некоторые важнейшие углеводы:

МоносахаридыДисахаридыПолисахариды
Глюкоза С6Н12О6

Дезоксирибоза С5Н10О4

Сахароза С12Н22О11

Целлобиоза С12Н22О11

Целлюлоза (С6Н10О5)n

По числу атомов углерода в молекуле

По размеру кольца в циклической форме молекулы

Химические свойства, общие для всех углеводов

1. Горение

Все углеводы горят до углекислого газа и воды.

Например, при горении глюкозы образуются вода и углекислый газ

2. Взаимодействие с концентрированной серной кислотой

Концентрированная серная кислота отнимает воду от углеводов, при этом образуется углерод С («обугливание») и вода.

Например, при действии концентрированной серной кислоты на глюкозу образуются углерод и вода

Моносахариды

Моносахариды – гетерофункциональные соединения, в состав их молекул входит одна карбонильная группа (группа альдегида или кетона) и несколько гидроксильных.

Моносахариды являются структурными звеньями олигосахаридов и полисахаридов.

Важнейшие моносахариды

Название и формулаГлюкоза

C6H12O6

Фруктоза

C6H12O6

Рибоза

Глюкоза

Глюкоза – это альдегидоспирт (альдоза).

Она содержит шесть атомов углерода, одну альдегидную и пять гидроксогрупп.

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Глюкоза существует в растворах не только в виде линейной, но и циклических формах (альфа и бета), которые являются пиранозными (содержат шесть звеньев):

α-глюкозаβ-глюкоза
Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличиваетсяДокажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Химические свойства глюкозы

Водный раствор глюкозы

В водном растворе глюкозы существует динамическое равновесие между двумя циклическими формами — α и β и линейной формой:

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Качественная реакция на многоатомные спирты: реакция со свежеосажденным гидроксидом меди (II)

При взаимодействии свежеосажденного гидроксида меди (II) с глюкозой (и другими моносахаридами происходит растворение гидроксида с образованием комплекса синего цвета.

Реакции на карбонильную группу — CH=O

Глюкоза проявляет свойства, характерные для альдегидов.

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Спиртовое брожение. При спиртовом брожении глюкозы образуются спирт и углекислый газ:

Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении глюкозы образуется молочная кислота:

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Маслянокислое брожение. При маслянокислом брожении глюкозы образуется масляная кислота (внезапно):

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Глюкоза способна образовывать простые и сложные эфиры.

Наиболее легко происходит замещение полуацетального (гликозидного) гидроксила.

Например, α-D-глюкоза взаимодействует с метанолом.

При этом образуется монометиловый эфир глюкозы (α-O-метил-D-глюкозид):

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Простые эфиры глюкозы получили название гликозидов.

В более жестких условиях (например, с CH3-I) возможно алкилирование и по другим оставшимся гидроксильным группам.

Моносахариды способны образовывать сложные эфиры как с минеральными, так и с карбоновыми кислотами.

Например, β-D-глюкоза реагирует с уксусным ангидридом в соотношении 1:5 с образованием пентаацетата глюкозы (β-пентаацетил-D-глюкозы):

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Получение глюкозы

Гидролиз крахмала

В присутствии кислот крахмал гидролизуется:

Синтез из формальдегида

Реакция была впервые изучена А.М. Бутлеровым. Синтез проходит в присутствии гидроксида кальция:

Фотосинтез

В растениях углеводы образуются в результате реакции фотосинтеза из CO2 и Н2О:

Фруктоза

Фруктоза — структурный изомер глюкозы. Это кетоноспирт (кетоза): она тоже может существовать в циклических формах (фуранозы).

Она содержит шесть атомов углерода, одну кетоновую группу и пять гидроксогрупп.

Фруктозаα-D-фруктозаβ-D-фруктоза
Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличиваетсяДокажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличиваетсяДокажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Фруктоза – кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде, более сладкое, чем глюкоза.

В свободном виде содержится в мёде и фруктах.

Химические свойства фруктозы связаны с наличием кетонной и пяти гидроксильных групп.

При гидрировании фруктозы также получается сорбит.

Дисахариды

Дисахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из двух остатков моносахаридов, соединенных друг с другом за счет взаимодействия гидроксильных групп (двух полуацетальных или одной полуацетальной и одной спиртовой).

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) С12Н22О11

Молекула сахарозы состоит из остатков α-глюкозы и β-фруктозы, соединенных друг с другом:

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

В молекуле сахарозы гликозидный атом углерода глюкозы связан из-за образования кислородного мостика с фруктозой, поэтому сахароза не образует открытую (альдегидную) форму.

Поэтому сахароза не вступает в реакции альдегидной группы – с аммиачным раствором оксида серебра с гидроксидом меди при нагревании.

Такие дисахариды называют невосстанавливающими, т.е. не способными окисляться.

Сахароза подвергается гидролизу подкисленной водой. При этом образуются глюкоза и фруктоза:

Мальтоза С12Н22О11

Это дисахарид, состоящий из двух остатков α-глюкозы, она является промежуточным веществом при гидролизе крахмала.

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Мальтоза является восстанавливающим дисахаридом (одно из циклических звеньев может раскрываться в альдегидную группу) и вступает в реакции, характерные для альдегидов.

При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.

Полисахариды

Полисахариды — это природные высокомолекулярные углеводы, макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов.

Основные представители — крахмал и целлюлоза — построены из остатков одного моносахарида — глюкозы.

Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу: (C6H10O5)n, но совершенно различные свойства.

Это объясняется особенностями их пространственного строения.

Крахмал состоит из остатков α-глюкозы, а целлюлоза – из β-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы:

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Крахмал

Крахмалом называется полисахарид, построенный из остатков циклической α-глюкозы.

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

В его состав входят:

Цепь амилозы включает 200 — 1000 остатков α-глюкозы (средняя молекулярная масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.

Амилопектин имеет разветвленное строение и гораздо большую молекулярную массу, чем амилоза.

Свойства крахмала

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Запись полного гидролиза крахмала без промежуточных этапов:

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Целлюлоза

Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный растительный полисахарид. Цепи целлюлозы построены из остатков β-глюкозы и имеют линейное строение.

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Свойства целлюлозы

Нитрование целлюлозы.

Так как в звене целлюлозы содержится 3 гидроксильные группы, то при нитровании целлюлозы избытком азотной кислоты возможно образование тринитрата целлюлозы, взрывчатого вещества пироксилина:

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Ацилирование целлюлозы.

При действии на целлюлозу уксусного ангидрида (упрощённо-уксусной кислоты) происходит реакция этерификации, при этом возможно участие в реакции 1, 2 и 3 групп ОН.

Получается ацетат целлюлозы – ацетатное волокно.

Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Смотреть картинку Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Картинка про Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается. Фото Докажите что при горении глюкозы энтропия увеличивается

Целлюлоза, подобно крахмалу, в кислой среде может гидролизоваться, в результате тоже получается глюкоза. Но процесс идёт гораздо труднее.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *