Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał Wydrukuj

Cukier puder, cukier wanilinowy, cukier biały czy cukier trzcinowy to substancje wykorzystywane do słodzenia napojów i potraw lub jako składnik deserów. Co łączy te wszystkie produkty?

RbTYR2GFSKbTN1
Cukier puder, cukier wanilinowy, cukier biały, cukier trzcinowy
Już wiesz
  • co to są cukry;

  • jak dzielimy cukry;

  • jakie właściwości mają cukry proste.

Nauczysz się
  • jaki jest wzór sumaryczny sacharozy;

  • badać i opisywać właściwości oraz zastosowanie sacharozy;

  • zapisywać równanie reakcji sacharozy z wodą.

i8xD6qIVWb_d5e178

1. Budowa sacharozy

Cukier, którego używamy każdego dnia, m.in. do słodzenia herbaty, był znany już w starożytności. Na skalę przemysłową otrzymywano go z trzciny cukrowej na Bliskim Wschodzie. Do Europy sprowadzili go Grecy w IV wieku p.n.e. – wówczas stosowano go jako lek. Dostawy do Europy znacznie się zwiększyły, gdy odkryto Amerykę, ponieważ założono tam plantacje trzciny cukrowej. Połowa XVIII wieku to okres, kiedy rozpoczęto otrzymywanie cukru z buraków cukrowych. W Polsce pierwszą cukrownię wybudowano na Dolnym Śląsku w 1802 roku.

Cukrem, o którym będzie dzisiaj mowa, jest sacharoza. Należy ona do dwucukrów o wzorze C12H22O11. Cząsteczka sacharozy jest zbudowana fragmentów dwóch cukrów prostych: glukozy i fruktozy.

RB6myrjXY0ZQK1
a) Wzór sumaryczny sacharozy; b) Model cząsteczki sacharozy; c) Uproszczony kształt cząsteczki sacharozy

Czy właściwości sacharozy są podobne do właściwości glukozy?

Badanie właściwości sacharozy
Doświadczenie 1
Problem badawczy

Jakie właściwości ma sacharoza?

Hipoteza

Sacharoza jest białą, krystaliczną substancją, która dobrze rozpuszcza się w wodzie.

Co będzie potrzebne
  • cukier biały,

  • woda,

  • probówka,

  • palnik,

  • łapa do probówek.

Instrukcja
  1. Zbadaj właściwości cukru: stan skupienia, kolor, zapach.

  2. Wsyp łyżeczkę cukru do wody i oceń rozpuszczalność tej substancji w wodzie.

  3. Do probówki dodaj łyżeczkę cukru i ogrzewaj.

  4. Obserwuj zachodzące zmiany.

  5. Wyniki doświadczenia zapisz w tabeli.

    Wyniki doświadczenia

    Substancja

    Stan skupienia

    Kolor

    Zapach

    Rozpuszczalność w wodzie

    Efekt ogrzewania

Podsumowanie

Wynikiem doświadczenia są następujące informacje:

Wyniki

Substancja

Stan skupienia

Kolor

Zapach

Rozpuszczalność w wodzie

Efekt ogrzewania

cukier

stały

biały

bezwonny

dobrze rozpuszcza się w wodzie

cukier topi się, zmieniając barwę na brunatną

Sacharoza ma słodki smak. Podczas ogrzewania cukier ulega karmelizacji. Brunatną substancję, która powstaje w wyniku tego procesu, nazywamy karmelem.

Każdy z was może zrobić cukierki zwane karmelkami. Wystarczy do rondelka wsypać kilka łyżek cukru i ogrzewać na wolnym ogniu. W wyniku ogrzewania powstaje karmel, który należy przelać do miski i poczekać, aż ostygnie. Cukierki gotowe!

Próba Trommera dla sacharozy
Doświadczenie 2
Problem badawczy

Czy sacharoza podobnie jak glukoza daje pozytywny wynik w próbie Trommera?

Hipoteza

Sacharoza podobnie jak glukoza daje pozytywny wynik w próbie Trommera.

Co będzie potrzebne
  • dwie probówki,

  • zlewka,

  • palnik,

  • trójnóg,

  • zakraplacz,

  • wodny roztwór sacharozy,

  • roztwór siarczanu(VI) miedzi(II),

  • zasada sodowa,

  • kwas solny,

  • uniwersalny papierek wskaźnikowy,

  • woda.

Instrukcja
  1. W dwóch probówkach umieść wodny roztwór sacharozy.

  2. Do jednej z probówek z roztworem sacharozy wlej kilka kropli kwasu solnego i ogrzej w płomieniu palnika. Następnie dodaj zasadę sodową, aby zobojętnić roztwór. Odczyn roztworu sprawdź za pomocą uniwersalnego papierka wskaźnikowego.

  3. Do kilku cmIndeks górny 3 roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) dodaj kilka cmIndeks górny 3 zasady sodowej w celu wytrącenia wodorotlenku miedzi(II).

  4. Świeżo strącony wodorotlenek miedzi(II) dodaj do probówki z roztworem sacharozy i probówki z przygotowaną wcześniej mieszaniną roztworu sacharozy z kwasem solnym.

  5. Tak przygotowane mieszaniny ogrzewaj w zlewce z gorącą wodą.

  6. Obserwuj zachodzące zmiany.

Podsumowanie

Przebieg oraz wyniki doświadczenia.
W pierwszej próbówce powstał czarny osad tlenku miedzi(II). Wynika z tego, że sacharoza nie daje pozytywnego wyniku próby Trommera. Sacharoza nie ma właściwości redukujących. W drugiej probówce powstał ceglastoczerwony osad. Pod wpływem kwasu solnego i ogrzewania sacharoza rozpadła się na cukry proste: glukozę i fruktozę. Reakcję rozkładu cukrów złożonych na cukry proste nazywamy hydrolizą. Sacharoza ma inne właściwości niż glukoza, chociaż też jest cukrem.

W organizmie człowieka podczas trawienia sacharoza rozkłada się na cukry proste. Niezbędne do tej reakcji są: enzymy, woda i kwas solny znajdujące się w przewodzie pokarmowym. Proces ten nazywamy hydrolizą.

C12H22O11 + H2O enzymy, HCl C6H12O6 + C6H12O6
sacharoza + woda  enzymy, HCl  glukoza + fruktoza

Wstępne trawienie sacharozy może rozpocząć się już w jamie ustnej pod wpływem obecnego w ślinie enzymu – amylazy ślinowej. Dlatego cukru nie trzeba nawet połykać. Wystarczy jego niewielką ilość włożyć do ust i poczekać, aż ślina rozłoży go na cukry proste. Zostaną one wchłonięte przez nabłonek błony śluzowej jamy ustnej.

Ciekawostka

Do disacharydów zaliczamy również laktozę i maltozę.
Laktoza to bezbarwna substancją stała, mniej słodka od sacharozy. Występuje m.in. w mleku krowim, dlatego jest nazywana cukrem mlekowym. Niektórzy ludzie, zwłaszcza osoby dorosłe, nie tolerują laktozy, co powoduje m.in. bóle brzucha, kolki, wzdęcia, nudności i wymioty. Powinni oni wystrzegać się spożywania produktów zawierających laktozę.
Maltoza, zwana cukrem słodowym, występuje w ziarnach zbóż, szczególnie jęczmienia. Maltoza ze słodu jęczmiennego wykorzystuje się w przemyśle piwowarskim, gorzelniczym i piekarsko‑ciastkarskim.

i8xD6qIVWb_d5e388

2. Występowanie i zastosowanie sacharozy

Korzenie buraków cukrowych i łodygi trzciny cukrowej to główne źródła sacharozy. W niewielkich ilościach może ona występować także w niektórych owocach i warzywach.

RNcUfMtRdhsKG1
Źródło: Dariusz Adryan, WikimediaImages (https://pixabay.com), sarangib (https://pixabay.com), jackmac34 (https://pixabay.com), skeeze (https://pixabay.com), licencja: CC BY 3.0.

Dzięki swoim właściwościom sacharoza znalazła zastosowanie w wielu dziedzinach przemysłu.

R14KuhpFQI3TB1
Źródło: Dariusz Adryan, roxymjones (https://pixabay.com), michalkrk (https://pixabay.com), tsuru0164 (https://pixabay.com), frolicsomepl (https://pixabay.com), licencja: CC BY 3.0.
Ciekawostka

Sacharoza może być wykorzystywany jako źródło energii w biodegradowalnych bateriach do zasilania m.in. telefonów komórkowych i odtwarzaczy mp3. W baterii zachodzą procesy chemiczne, dzięki którym wytwarza się energia. Obecnie trwają prace nad udoskonaleniem tego rodzaju baterii. W przyszłości takie rozwiązanie może być wykorzystywane na dużą skalę, gdyż jest ekologiczne i samoodnawialne.

i8xD6qIVWb_d5e436

3. Cukier – słodka trucizna

Już dzieciom zwraca się uwagę, by nie jadły za dużo słodyczy. Wielokrotnie słyszymy, że napoje typu cola są niezdrowe. Dlaczego? Słodycze zawierają ogromne ilości cukrów i są pozbawione innych składników odżywczych i witamin. Czy wiesz, że puszka napoju typu cola zawiera przeciętnie dwanaście łyżeczek cukru?

RMgkJhiOY6HTV1
1) Zjadając duże ilości słodyczy, ograniczamy spożycie owoców, warzyw oraz innych cennych produktów. Pozbawiamy w ten sposób organizm witamin i składników mineralnych; 2) Puszka napoju typu cola zawiera ok. 12 łyżeczek cukru. Innym składnikiem jest kwas fosforowy(V), który przyczynia się m.in. do psucia zębów

Powszechnie wiadomo, że nadmierna ilość słodyczy może prowadzić do otyłości. Ale czy tylko to jest jej efektem? Nadmierna ilość cukrów w naszym organizmie nie jest wskazana, gdyż może być przyczyną wielu schorzeń, takich jak:

  • uszkodzenie układu odpornościowego,

  • zaburzenie równowagi minerałów w organizmie,

  • zwiększenie poziomu glukozy i insuliny,

  • osłabienie wzroku,

  • psucie zębów,

  • choroby serca,

  • podwyższony cholesterol,

  • cukrzyca i wiele innych.

Skutkiem spożywania nadmiernej ilości cukru jest jego negatywny wpływ na tkankę mózgową. Dzieci i nastolatki spożywające duże ilości cukru nie kontrolują swoich emocji, są znerwicowane i agresywne. Cukier może również spowodować depresję, irytację i uczucie zmęczenia. Co ważne, od cukru można się uzależnić podobnie jak od nikotyny i alkoholu.

i8xD6qIVWb_d5e499

Podsumowanie

  • Sacharoza to dwucukier o wzorze C12H22O11. Jest substancją białą, krystaliczną, o słodkim smaku. Dobrze rozpuszcza się w wodzie.

  • Sacharoza nie ma właściwości redukujących, nie daje pozytywnego wyniku próby Trommera.

  • W organizmie człowieka sacharoza pod wpływem enzymów i kwasu solnego ulega hydrolizie – rozkłada się na glukozę i fruktozę.

  • Sacharoza występuje w burakach cukrowych i trzcinie cukrowej. W mniejszych ilościach może występować również w owocach i warzywach.

Praca domowa
Polecenie 1.1

Porównaj właściwości glukozy i sacharozy. W tym celu sporządź tabelę, w której zanotujesz cechy wspólne substancji oraz różnice między nimi.

Polecenie 1.2

Cukier na skalę przemysłową otrzymuje się z buraków cukrowych.
Oblicz, ile kilogramów cukru otrzyma się z 10 ton buraków cukrowych, zakładając, że zawartość sacharozy w tych burakach wynosi 20%.

Polecenie 1.3

Napisz równanie reakcji hydrolizy sacharozy.

Polecenie 1.4

Dla cząsteczki sacharozy wyznacz:

  1. stosunek liczby atomów węgla, wodoru i tlenu,

  2. stosunek masowy pierwiastków,

  3. zawartość procentową (masową) węgla.

Polecenie 1.5

Maltoza jest dwucukrem nazywanym cukrem słodowym. Wyszukaj w dostępnych źródłach informacje na temat występowania i zastosowania tego cukru.

i8xD6qIVWb_d5e604

Słowniczek

sacharoza
sacharoza

cukier złożony należący do grupy dwucukrów o wzorze C12H22O11; biała substancja krystaliczna o słodkim smaku; dobrze rozpuszcza się w wodzie

i8xD6qIVWb_d5e741

Zadania

Ćwiczenie 1
RhstDcmXjxp5k1
zadanie interaktywne
Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
R1BcAZsCBLiNY1
zadanie interaktywne
Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R4B8xQnfujflT1
zadanie interaktywne
Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
R1MqvTG9t0tB11
zadanie interaktywne
Źródło: Aneta Wojewoda, licencja: CC BY 3.0.