Sacharoza jest cukrem zaliczanym do disacharydówdisacharydydisacharydów, ponieważ składa się z dwóch cząsteczek cukrów prostych, mianowicie: D‑fruktozy i D‑glukozy. Używana jest powszechnie jako cukier stołowy.

Wzór sumaryczny sacharozy to ${\text{C}}_{12}{\text{H}}_{22}{\text{O}}_{11}$. Nazwę sacharozy powinno zapisywać się ze znakiem (+), ponieważ skręca ona płaszczyznę światła spolaryzowanegopolaryzacjaspolaryzowanego w stronę prawą.

We wcześniejszym akapicie wspomniano, że sacharoza skręca światło spolaryzowane w prawoskręcalność optycznaskręca światło spolaryzowane w prawo. Możesz sobie teraz zadawać pytanie „Skąd wiadomo, że w prawo, a nie w lewo?” – w celu zbadania skręcalności związku, należy posłużyć się polarymetrem kołowym Lippicha.

R18c8rtd4W0on

Zdjęcie przedstawiające sacharymetr pochodzący z Muzeum Narodowego Rolnictwa w Szreniawie. Urządzenie bazuje na polarymetrze, który umożliwia pomiar skręcalności. Zbudowane jest między innymi z kilku rurek, które zakończone są szklanymi soczewkami, umożliwiającymi przechodzenie wiązki światła przez badany roztwór.

Polarymetr jest urządzeniem wykorzystującym jedną z prostszych metod fizykochemicznych, nazywaną polarymetriąpolarymetriapolarymetrią. Za pomocą polarymetru bada się zmiany fizyczne związków chemicznych. Pozwala on wyznaczyć skręcalność właściwąskręcalność optyczna właściwaskręcalność właściwą, oznaczaną symbolem ${\left[\alpha \right]}_D^t$. Skręcalność właściwa jest kątem mierzonym w stopniach, o jaki ulega skręceniu światło spolaryzowane, przy użyciu światła sodowego (prążka Dlinia sodu Dprążka D – stąd dolny indeks $D$). Zależy on od temperatury (górny indeks $t$), stężenia, grubości warstwy roztworu.

RJDZhXPumTVB5

Ilustracja przedstawiająca schemat działania polarymetru. 1. Źródło światła reprezentowane przez zapaloną żarówkę. 2. Światło niespolaryzowane, symbolizowane przez strzałki zakończone dwoma grotami, które są rozmieszczone w ten sposób, że groty wskazują różne kierunki. 3. Polaryzator, urządzenie optyczne umożliwiające przepuszczenie wiązki światła jedynie o określonej polaryzacji liniowej, schematycznie przedstawiony jako płaska okrągła płytka, z pionowymi żłobieniami. 4. Światło spolaryzowane, symbolizowane przez strzałkę skierowaną jednym grotem do góry, a drugim do dołu. 5. Miejsce umieszczenia próbki związku organicznego w walcowatej komorze. 6. Światło ulega skręceniu, co reprezentują kolejne strzałki zmieniające położenie z pierwotnie pionowego do położenia ukośnego. 7. Obrotowy filtr polaryzacyjny, filtr ma postać okrągłej cienkościennej płytki, umożliwiającej przepuszczenie wiązki o określone polaryzacji liniowej. 8. Obserwator.

W laboratorium (eksperymentalnie), za pomocą polarymetru, możemy dokonać pomiaru kąta skręcenia płaszczyzny. Przy wyznaczeniu skręcalności właściwej, należy skorzystać ze wzoru:

gdzie:

• $\alpha$ – jest to kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji wyrażony w stopniach;

• $l$ – jest to grubość warstwy roztworu w decymetrach;

• $c$ – stężenie badanej próbki w gramach na ${\mathrm{cm}}^3$ roztworu.

W poniższej tabeli przedstawione zostały skręcalności właściwe wybranych cukrów.

Proces hydrolizy sacharozy przeprowadza się w środowisku kwasowym lub przez dodanie enzymu z klasy inwertaz. Reakcję można zapisać następująco:

Jak możesz zauważyć, w wyniku hydrolizy powstaje glukoza o skręcalności właściwej $+\mathrm{52,74}°$ oraz fruktoza o skręcalności właściwej $-\mathrm{92,1}°$. W miarę przebiegu reakcji, skręcalność maleje do wartości ujemnych. Otrzymany w ten sposób cukier nazywamy cukrem inwertowanym, a proces inwersją sacharozyinwersja cukruinwersją sacharozy. Podczas tej reakcji ulega rozerwaniu wiązanie $\alpha ,\beta$–$1,2$-$\mathit{\text{O}}$-glikozydowe. Skręcalność cukru inwertowanego wynosi:

W celu zbadania procesu hydrolizy sacharozy czy innych węglowodanów złożonych, należy przygotować roztwory wzorcowe mieszaniny cukrów o dokładnie znanym stężeniu oraz wykreślić krzywą wzorcową zależności kąta skręcenia od składu mieszaniny wzorcowej. Następnie, co jakiś czas, pobierać próbkę inwertowanego cukru. Na podstawie jego skręcalności, należy oznaczyć ilość i skład mieszaniny w zależności od czasu.

Powyższa metoda znajduje zastosowanie do dokładnego wyznaczenia stężenia cukrów.

Sacharoza jest dwucukrem, zaliczanym do cukrów nieredukujących, ponieważ obydwa anomeryczne atomy węgla uczestniczą w wiązaniu $\mathit{\text{O}}$-glikozydowym. Oznacza to, że nie reaguje z takimi odczynnikami, jak odczynnik Tollensa czy Trommera. W wyniku hydrolizy powstaje glukoza i fruktoza, które z kolei dają pozytywny wynik powyższych prób.

• Próba Tollensa polega na reakcji monosacharydu z odczynnikiem Tollensa, którym jest diaminasrebra($\text{I}$). W wyniku tej reakcji otrzymujemy na ścianach probówki osad metalicznego srebra.

• Próba Trommera polega na reakcji monosacharydu ze świeżo wytrąconym wodorotlenkiem miedzi($\text{II}$), w wyniku czego obserwujemy wytrącenie się ceglastoczerwonego osadu tlenku miedzi($\text{I}$).

Słownik

Bibliografia

Encyklopedia PWN

M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.