Даны растворы глюкозы и сахарозы. Как распознать их опытным путем? Опишите предполагаемые наблюдения и подтвердите их уравнениями реакций.

Чтобы распознать растворы глюкозы и сахарозы, можно использовать два основных метода: с помощью реакции с медным купоросом (реакция с растворимым медным ионом, которая дает положительный результат только для глюкозы) и гидролиза сахарозы, который можно осуществить кислотой.

1. Реакция с медным купоросом (тест на восстановление меди)

Глюкоза — это восстанавливающий углевод, что означает, что она может восстанавливать ионы меди (Cu²⁺) в растворе медного купороса (CuSO₄) до металлической меди (Cu), при этом раствор становится красным из-за осаждения оксида меди (Cu₂O).

• Глюкоза (C₆H₁₂O₆) будет восстанавливать ионы меди в растворе медного купороса:

  Уравнение реакции:

  $$2Cu^{2+} + C₆H₁₂O₆ + 2H₂O \rightarrow Cu₂O (осадок) + 4H⁺ + C₆H₁₀O₆$$

  При этом в растворе появляется красный осадок оксида меди (Cu₂O), что является характерным признаком наличия глюкозы.

• Сахароза (C₁₂H₂₂O₁₁) не обладает восстановительными свойствами, так как она не может восстанавливать ионы меди. Поэтому при добавлении раствора медного купороса осадка не образуется, и раствор остается прозрачным.

2. Гидролиз сахарозы

Сахароза является дисахаридом, состоящим из молекул глюкозы и фруктозы. Она не является редуцирующим сахародом, но может быть гидролизована в присутствии кислоты или ферментов (например, сахарозы) в глюкозу и фруктозу.

• Гидролиз сахарозы в кислой среде происходит по следующему уравнению:

  $$C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O \xrightarrow{H^+} C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆$$

  Таким образом, сахароза при гидролизе превращается в два молекулы глюкозы. В случае опыта с кислотой, сахароза будет раскладываться на глюкозу, и после гидролиза можно использовать реакцию с медным купоросом для обнаружения глюкозы.

Заключение:

• Если раствор дает красный осадок при реакции с медным купоросом, то это указывает на наличие глюкозы.

• Если раствор не реагирует с медным купоросом, а затем, после обработки кислотой, начинается гидролиз, что приводит к образованию глюкозы, то это указывает на наличие сахарозы.