EXPERIMENTY K TÉME "SACHARIDY"
3 skúmavky, stojan na skúmavky, držiak na skúmavky, lyžička, kahan. Sacharóza (cukor), škrob, celulóza (vata). Postup práce: Do skúmavky nasypte 2 lyžičky sacharózy a opatrne zahrievajte nad kahanom. Pozorujte správanie sa cukru a stenu skúmavky. To isté zopakujte so škrobom a s celulózou. Pozorovanie a vysvetlenie: Sacharidy sa sfarbujú najprv do hneda, potom do čierna. V hornej časti skúmavky sa zrážajú kvapky vody. Vyvíjajú sa hnedé horľavé plyny. Silným zahriatím sacharidy zuhoľnatejú. Vznikne čierny uhlík. Pritom sa vyvíjajú horľavé plyny - CO a uhľovodíky. Na stene skúmavky sa pri jej ústi zráža vodná para. Sacharidy sa skladajú z atómov uhlíka, vodíka a kyslíka, pričom pomer atómov kyslíka ku atómom vodíka je 1:2. Preto je vo všetkých sacharidoch počet atómov kyslíka k počtu atómov vodíka v rovnakom pomere ako vo vode, napr. hroznový cukor C6H12O6 a trstinový cukor C12H22O11. ! Pri pokuse je potrebné venovať zvláštnu pozornosť opatrnosti pri zahrievaní skúmavky nad kahanom. Produkty experimentu nie sú nebezpečné ! |
Pre pokus a) až d) rovnaký druh ovocia alebo zeleniny (aby sme mohli výsledky lepšie navzájom porovnať), citrónová šťava. Nôž, hodinky, igelitové vrecúško, chladnička. Postup práce: a) Niekoľko kúskov ovocia alebo zeleniny (podľa vášho výberu) nechajte voľne stáť na vzduchu. Približne po 8 minútach popíšte pozorované zmeny. b) Pokvapkajte zopár kúskov ovocia lebo zeleniny citrónovou šťavou a rovnako ako v pokuse a) po 8 minútach pozorujte zmeny. c) Zopár kúskov ovocia alebo zeleniny dajte tentoraz do chladničky a opäť po 8 minútach porovnajte ich vzhľad s výsledkami z pokusu a). d) Do igelitového vrecúška dajte niekoľko kúskov ovocia a zeleniny, odsajte vzduch a pevne uzatvorte. Nechajte stáť 8 minút. Po uplynutom čase porovnajte kúsky ovocia a zeleniny s výsledkami pokusov a) a b). Pozorovanie a vysvetlenie: a) Ovocie alebo zelenina sa sfarbili na hnedo. V každej neporušenej štruktúre sú rôzne ohraničené priestory, ktoré sa nazývajú bunkové organely. Pri narušení buniek narezaním sa zničí ohraničenie týchto bunkových organel tak, že ich obsah sa zmieša s bunkovými šťavami. V prípade hnednutia sa uvoľňuje z určitých bunkových organel (peroxizómov) enzým fenoloxidáza. Tá oxiduje aminokyselinu tyrozín a iné rastlinné fenoly, ktoré reagujú ďalej cez medzistupne na hnedý melanín. b) Kúsky ovocia alebo zeleniny sa nesfarbili. Citrónová šťava obsahuje kyselinu askorbovú (vitamín C), ktorá zabraňuje hnedému sfarbeniu tým, že sa kyslík redukuje. Pritom sa kyselina askorbová oxiduje na dehydroaskorbovú kyselinu. c) Chladené kúsky ovocia alebo zeleniny nezhnedli, ak áno, tak len málo. V chlade prebiehajú enzýmové reakcie pomalšie, pretože iba malá časť molekúl môže dosiahnuť potrebnú aktivačnú energiu. To spôsobuje zníženú tvorbu melanínu. d) Bez prístupu vzduchu uskladnené kúsky ovocia a zeleniny nezhnedli, pretože k oxidácii chýba potrebný kyslík a preto sa melanín vôbec netvorí. |
Pomôcky a chemikálie: Skúmavky, stojan na skúmavky, držiak na skúmavky, 3 pipety s balónikom, Bunsenov kahan, Fehlingov roztok I (7 g CuSO4.5H2O v 100 cm3 vody), Fehlingov roztok II (35 g vínanu sodno draselného + 10 g NaOH v 100 cm3 vody). Jablčná šťava. Postup práce: 2 cm3 roztokov Fehlingovho činidla I a II zmiešajte v skúmavke, pridajte 2 cm3 jablčnej šťavy a zohrejte. Pozorovanie a vysvetlenie: Pozitívna reakcia - oranžovočervená farba. Jablčná šťava obsahuje redukujúce sacharidy. b) Dôkaz glukózy Pomôcky a chemikálie: Skúmavky, stojan na skúmavky, 3 pipety s balónikom, roztok jódu I2 v jodide draselnom KI (c = 0,1 mol.dm-3), roztok hydroxidu sodného NaOH (c = 2 mol.dm-3). Jablčná šťava, destilovaná voda. Postup práce: Do jednej skúmavky dajte 2 cm3 roztoku jódu a po kvapkách pridávajte NaOH tak dlho, pokiaľ nevznikne svetložlté zafarbenie. Potom pridajte 2 cm3 jablčnej šťavy. Dôkaz glukózy v zásaditom prostredí je špecifický dôkaz pre aldózy. Pozorovanie a vysvetlenie: Pozitívna reakcia - hnedé sfarbenie.
c) Dôkaz fruktózy Pomôcky a chemikálie: Skúmavky, stojan na skúmavky, pipeta s balónikom, držiak na skúmavky, Bunsenov kahan, rezorcinol, koncentrovaná kyselina chlorovodíková HCl. Jablčná šťava. Postup práce: V skúmavke zmiešajte 3 cm3 jablčnej šťavy s 3 cm3 koncentrovanej HCl. Potom pridajte na hrot špachtle rezorcinol a zohrejte na Bunsenovom kahane. Pozorovanie a vysvetlenie: Pozitívna reakcia - červené zafarbenie. Špecifický dôkaz na ketózy - Seliwanova reakcia. |
Roztieračka s roztieradlom, kadička, lievik, skúmavky, kahan. Bobule hrozna, kúsky jablka, dužina pomaranča (príp. iného ovocia), Fehlingov roztok I, II, destilovaná voda. Postup práce: Vybraný druh ovocia rozotrite v roztieračke s pridaním destilovanej vody na kašovitú masu a prefiltrujte. Do niekoľko cm3 filtrátu v skúmavke prilejte 2 cm3 Fehlingovho roztoku I a II. Obsah skúmavky krátko povarte. Pozorovanie a vysvetlenie: Červenohnedé sfarbenie kvapaliny spôsobené vyredukovaným oxidom meďným, ktorý sa za krátku chvíľu usadí na dne skúmavky, je dôkazom prítomnosti glukózy a fruktózy v ovocí. Glukóza a fruktóza spôsobuje sladkú chuť ovocia v bunkovej šťave. Patria medzi monosacharidy s karbonylovou funkčnou skupinou, ktorá má redukčné vlastnosti. Keď pridáme do cukorných extraktov plodov ľahko redukovateľné látky, vzniká typické sfarbenie alebo zrazenina. ! Pri pokuse je potrebné venovať zvláštnu pozornosť opatrnosti pri zahrievaní skúmavky nad kahanom. Produkty experimentu nie sú nebezpečné ! |
Navažovacia miska, odmerná banka 500 cm3, delená pipeta 5 cm3, filtračný papier, kadička 500 cm3, pipeta, odmerná banka 100 cm3, teplomer, kužeľová banka 300 cm3, odmerný valec, exikátor, sušiareň, mixér. Kyanoželeznatan draselný K4[Fe(CN)6], síran zinočnatý ZnSO4, koncentrovaná kyselina chlorovodíková HCl, 30% roztok hydroxidu sodného NaOH, roztok fenolftaleínu, etanol. Postup práce: Vzorku dôkladne v mixéri zhomogenizujte a do navažovacej misky navážte 60 g. Uvedené množstvo vzorky dajte do odmernej banky, pridajte 3 cm3 roztoku kyanoželeznatanu draselného K4[Fe(CN)6] (príprava: 150 g K4[Fe(CN)6].3H2O rozpustiť v minimálnom množstve vody a doplniť na 1 liter) a za stáleho miešania 5 cm3 roztoku síranu zinočnatého ZnSO4 (príprava: 204,3 g ZnSO4.7H2O rozpustiť v minimálnom množstve vody a doplniť na 1 liter). Obsah banky doplňte po značku vodou, premiešajte a prefiltrujte. Z filtrátu odpipetujte 50 cm3 do odmernej banky, pridajte 5 cm3 koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej HCl a zahrejte (5 min.) pri teplote 67 - 70°C. Potom obsah banky ochlaďte a zneutralizujte 30% roztokom NaOH. Opäť ochlaďte, doplňte po značku vodou a premiešajte. Do kužeľovej banky odpipetujte 25 cm3 Fehlingovho roztoku I a rovnaké množstvo Fehlingovho roztoku II. Pridajte 25 cm3 zinvertovaného roztoku, 30 cm3 vody a priveďte do varu, ktorý udržujte 2 min. Potom obsah banky ochlaďte v studenej vode. Tekutina nad vrstvou vyzrážaného oxidu meďného musí byť modrá. Prefiltrujte a premyte najprv horúcou vodou, potom 3 - krát etanolom a éterom. Produkt vysušte pri teplote 105°C (45 min.). Po vychladnutí v exikátore produkt zvážte. Vypočítajte množstvo cukrov vo vzorke podľa vzťahu
kde x = množstvo cukru v percentách, a = hmotnosť produktu v g, n = pôvodná hmotnosť vzorky v g. |
Skúmavky, držiak na skúmavky, lyžička, liehový kahan, kadičky. Sacharóza (cukor), mlieko, voda. Postup práce: Do skúmavky nasypte lyžičku sacharózy a opatrne zahrievajte nad liehovým kahanom. Keď sa látka roztopí a mierne stmavne, rozdeľte ju do dvoch skúmaviek. Do prvej pridajte mlieko a do druhej vodu. Overte rozpustnosť. Do čistej skúmavky opäť nasypte sacharózu a intenzívne ho zahrievajte nad kahanom. Pozorujte, čo sa deje s obsahom. Pozorovanie a vysvetlenie: Kryštáliky sacharózy sa pri zahrievaní roztopili a kvapalná látka následne stmavla - získali sme karamel. Karamel je rozpustný vo vode aj v mlieku. Ďalším zahrievaním (v druhej skúmavke) sa sacharóza úplne rozkladá, pričom zo skúmavky sa intenzívne dymí a na stenách okolo ústia skúmavky sa zrážajú kvapky vody. Sacharóza (repný cukor) tvorí molekulové kryštály, molekuly sú veľké, polárne a v kryštále sú navzájom pútané slabými väzbami. Preto je kryštál sacharózy pri vysokej teplote nestály a rozpadá sa. Pri teplote 150 až 190°C dochádza ku karamelizácii sacharózy a vznikajú hnedé až hnedočierné produkty rôzneho zloženia, t.j. karamel. Pôsobením vysokej teploty sa cukry postupne rozkladajú až na oxid uhličitý (tento uniká zo skúmavky) a vodu (vodná para sa zráža na kvapalinu na chladnejšej stene skúmavky). ! Pri pokuse je potrebné venovať zvláštnu pozornosť opatrnosti pri zahrievaní skúmavky nad kahanom. Produkty experimentu nie sú nebezpečné ! |
Kadička (hrnček), lyžička, varič. Sacharóza (cukor), kyselina mliečna (CH3-CH(OH)-COOH). Postup práce: Do kadičky si pripravte vodný roztok sacharózy (asi 5 lyžičiek cukru v 100 cm3 vody). Do roztoku pridajte niekoľko kvapiek kyseliny mliečnej a zmes za stáleho miešania zahrievajte na variči. Sledujte zmeny vzhľadu a vône. Pozorovanie a vysvetlenie: Zahriatím získate hnedastú vysoko viskóznu látku s veľmi príjemnou vôňou pripomínajúcou vôňu medu. Sacharóza (repný cukor) je disacharid, zložený z molekuly glukózy a fruktózy. Pôsobením kyseliny nastáva jej kyslá hydrolýza, pri ktorej vzniká invertný cukor - ekvimolekulová zmes glukózy (hroznový cukor) a fruktózy (ovocný cukor). ! Pri experimente venujte zvýšenú pozornosť manipulácii s horúcimi predmetmi! |
Kadička (hrnček, širší sklenný pohár), varič, lyžička, nitka, ceruzka. Sacharóza (cukor), voda. Postup práce: Do kadičky s horúcou vodou postupne pridávajte sacharózu. Keď sa už cukor prestane rozpúšťať (aj keď roztok miešame), prestaňte ho pridávať. Tým sme vytvorili nasýtený roztok. Potom na ceruzku uviažte nitku a ponorte ju kolmo nadol do roztoku cukru. Pozorujte, čo prebieha na nitke (nechajte v kľude 24 hodín). Pozorovanie a vysvetlenie: Po istom čase sa v kadičke začínajú tvoriť kryštáliky. Tieto sa postupne zväčšujú. Kryštáliky, ktoré sa vytvoria na hladine, je možné opatrným vytiahnutím nitky vybrať a prezrieť si ich. Rozpúšťaná látka (sacharóza - repný cukor) sa rozpúšťa v rozpúšťadle (vo vode) len do určitej hodnoty pri danej teplote a vytvára nasýtený roztok. Rozpustnosť tuhých látok sa pri väčšine látok s teplotou zvyšuje. Preto sa chladnutím stáva z nasýteného roztoku presýtený a začínajú sa z neho vylučovať kryštáliky rozpustenej látky - v našom prípade sacharózy. |
Nôž, strúhadlo, 2 kadičky (fľaštičky od majonézy), lyžička, gáza, lievik. Zemiak, voda. Postup práce: Zemiak olúpte a nastrúhajte. Nastrúhanú masu potom v kadičke zalejte vodou a intenzívne premiešajte. Zmes preceďte cez hustú gázu. Pozorovanie a vysvetlenie: Na dne kadičky s filtrátom sa usadila biela látka. Filtrát obsahuje zmes škrobu a vody. Hľuza zemiaka obsahuje až 20% škrobu. Z polysacharidu škrobu možno varením v horúcej vode oddeliť dve časti: amylózu (tvorí 10 - 20%), ktorá je vo vode nerozpustná a amylopektín (80 - 90 %), ktorý sa vo vode rozpúšťa. Amylóza (molekuly glukózy viazané vzájomne 1,4  -glykozidickou väzbou). Molekula amylózy sa skladá z 250 až 1000 glukózových zvyškov. |
3 skúmavky, lyžička, kahan. Roztok jódu I2 v jodide draselnom KI, škrob C6H10O5. Postup práce: Do skúmavky nasypte lyžičku škrobu. Pridajte niekoľko kvapiek zriedeného roztoku jódu v jodide draselnom. Do 2 skúmaviek dajte po lyžičke škrobu. Skúmavky naplňte do polovice destilovanou vodou. Prvú skúmavku poriadne pretrepte a pridajte niekoľko kvapiek roztoku jódu v jodide draselnom. Druhú skúmavku za stáleho pretrepávania zahrejte nad plameňom až do varu. Nechajte vychladnúť. Potom pridajte niekoľko kvapiek roztoku jódu v jodide draselnom a premiešajte. Pozorovanie a vysvetlenie: Suchý škrob i roztok škrobu sa po pridaní roztoku jódu v jodide draselnom zafarbí tmavomodro. V prvej skúmavke sa roztok škrobu vo vode nerozpustí, usadí sa na dne skúmavky. V druhej skúmavke sa varom škrob úplne rozpustí a s vodou vytvorí koloidný roztok. ! Pri pokuse je potrebné venovať zvláštnu pozornosť opatrnosti pri zahrievaní skúmavky nad kahanom. Produkty experimentu nie sú nebezpečné ! |
Rúra na pečenie. Cesto z múky, cukru, vody. Postup práce: Z cesta pripraveného z múky, cukru a vody urobte guľôčky. Dajte ich upiecť do vyhriatej rúry na pečenie. Pozorujte zmenu ich farby. Pozorovanie a vysvetlenie: Pôsobením vysokej teploty povrch cesta stmavne. Polysacharidy (napr. škrob) sa pôsobením vysokej teploty rozkladajú na dextríny (látky s nižšou molekulovou hmotnosťou). V prípade, že do cesta pridáte aj droždie, dextríny tvoria na povrchu pečiva kompaktnú vrstvu hnedej farby - ako je napr. kôrka na chlebe. Cesto bez prídavku droždia hnedne aj vnútri. ! Pri experimente venujte zvýšenú pozornosť manipulácii s horúcimi predmetmi ! |
Kadička (hrnček), varič, tyčinka (lyžička), papier. Roztok škrobu pripravený zo zemiaka. Postup práce: Roztok škrobu pripravený z nastrúhaného zemiaka zahrievajte v kadičke. Počas zahrievania roztok miešajte. Sledujte ako sa menia vlastnosti roztoku. Pozorovanie a vysvetlenie: Zahriatím roztoku vzniká kvapalina s vysokou viskozitou. Keď ju prenesiete na papier, lepí ho. Škrob sa v studenej vode takmer nerozpúšťa. Záhrevom však mazovatie, t.j. vytvára viskózny roztok. Po ochladení koncentrovaného roztoku sa získa matná, lepkavá hmota - škrobové lepidlo. ! Pri experimente venujte zvýšenú pozornosť manipulácii s horúcimi predmetmi. Produkty experimentu nie sú zdraviu škodlivé ! |
Potreby na mikroskopovanie, preparačné ihly. Kúsok bavlnenej priadze (nezameniť bavlnenú priadzu so syntetickým vláknom) alebo niekoľko vlákien vaty, chlórzinkjód. Postup práce: Kúsok bavlnenej priadze rozstrapkajte preparačnými ihlami v kvapke chlórzinkjódu na podložnom sklíčku. Pre kontrolu priložte niekoľko vlákien vaty (vata je čistá celulóza). Pripravte preparát a mikroskopujte. Pozorovanie a vysvetlenie: Bavlnené vlákno je skrutkovito stočené, čo je pre bavlnu charakteristické a mikroskopom dobre viditeľné (na rozdiel od syntetického alebo vlneného vlákna). Po celej dĺžke vidíme dutinu so zvyškami cytoplazmy. Pri najsilnejšom zväčšení je na povrchu viditeľná jemne zvrásnená kutikula. Pôsobením chlórzinkjódu sa vlákno sfarbuje na modro až fialovo, čo je pozitívna reakcia na celulózu. Celulóza je hlavnou zložkou bunkových stien. Je to polysacharid, ktorý tvoria jednovláknové molekuly celobiózy. Počet jednotiek je 2000 - 10000 a molekulová hmotnosť je 1-2.106. Molekuly celulózy sú vláknité a nerozpustné vo vode. Jódom sa nefarbí. Má teda iné chemické zloženie ako škrob. |
3 sklenené fľaše s uzávermi, filtračný papier, nožnice. Pôdna vzorka: záhradná pôda, kompostová pôda, piesok, voda. Postup práce: Každú sklenenú fľašu naplňte asi do 3 cm pôdnou vzorkou a dobre ju navlhčíte. Na každú vzorku dajte filtračný papier (6 x 2 cm) a dobre pritlačte k pôde. Fľašu uzavrite a nechajte stáť pri izbovej teplote. Pozorovanie a vysvetlenie: Po niekoľkých dňoch sa na filtračnom papieri položenom na kompostovej pôde vytvoria žlté, hnedé a čierne škvrny a papier sa na týchto miestach prederaví (poznámka: filtračný papier môže byť porastený plesňami, pričom nedôjde k jeho rozloženiu. Preto je nutné všímať si, či dôjde po dlhšej dobe k úplnému rozkladu napadnutých miest). Rovnako okraje papiera sú značne narušené. Rovnaké procesy prebiehajú, ale pomalšie, vo fľaši so záhradnou pôdou a najpomalšie vo fľaši s pieskom. Pôdne mikroorganizmy majú schopnosť rozkladať celulózu. Najpočetnejšie sa vyskytujú v kompostovej pôde, menej v záhradnej a najmenej je ich v piesku. |