Материал: 2674

36

Лабораторная работа № 10

Качественные реакции на некоторые природные полимеры

Цель работы: ознакомиться с качественными реакциями на некоторые наиболее важные природные полимеры.

Экспериментальная часть

Опыт 10.1. Открытие компонентов крахмала - амилозы и амилопектина

В0,5 мл воды добавляют 0,05 г крахмала, затем раствор перемешивают

иприливают 5 мл воды, нагретой до кипения. Образование геля (клейстера) указывает на наличие амилопектина. Для подтверждения этого к 1 мл охлажденного раствора добавляют одну каплю разбавленного раствора йода. С раствором йода амилопектин дает сине-фиолетовое окрашивание, которое при нагревании исчезает, но вновь появляется при охлаждении. Амилоза, в отличие от амилопектина, полностью растворяется в горячей воде и не образует геля. С раствором йода амилоза окрашивается в синий цвет.

Запишите структурные формулы амилозы и амилопектина. Укажите их различия в физических свойствах и химическом строении.

Опыт 10.2. Открытие целлюлозы (клетчатки)

Целлюлоза представляет собой полисахарид клеточных стенок растений. Она аморфна, нерастворима в воде, обнаруживается реакцией Молиша.

Открытие углеводов реакцией Молиша. В 1 мл воды вносят не-

сколько крупинок исследуемого вещества (или используют 1 мл исследуемого раствора), перемешивают и затем добавляют 1-2 капли 10 %-го спиртового раствора α-нафтола. Затем осторожно по стенке наклоненной пробирки приливают концентрированную серную кислоту так, чтобы внизу образовался несмешивающийся сернокислотный слой. При наличии углеводов на границе слоев образуется красно-фиолетовое кольцо.

Реакция очень чувствительна и обусловлена расщеплением молекулы полисахаридов под действием кислоты до фурфурола или оксиметилфурфурола, который образует с α-нафтолом окрашенные продукты конденсации.

Целлюлоза не дает реакций на моносахариды, с раствором йода не окрашивается. Запишите структурную формулу целлюлозы и схему её гидролиза.

37

Опыт 10.3. Открытие лигнина

Техническая целлюлоза содержит примесь лигнина – полимера фенольной природы. Лигнин обнаруживают с помощью цветной реакции с анилином. На исследуемый материал наносят каплю 1,5 %-го раствора анилина в разбавленной соляной кислоте. При наличии лигнина появляется ярко-

желтое окрашивание.

В пробирку поместите одну каплю анилина и соляной кислоты до растворения анилина. В раствор поместите сосновую лучинку, затем полоски газетной и фильтровальной бумаги. Какое различие в окраске наблюдается?

Сделайте вывод о наличии лигнина в том или ином объекте. Чистая целлюлоза не дает окрашивания с анилином.

Опыт 10.4. Цветные реакции белков (полипептидов)

Биуретовая реакция. К 2 мл раствора белка прибавьте 2 мл раствора щелочи и 2 капли 2 % раствора медного купороса. Нагрейте. В присутствии белка появляется красно-фиолетовое окрашивание. Такое окрашивание дают медные комплексы, образуемые с участием пептидных связей белка.

α- аминокислоты могут образовывать в этом случае внутрикомплексные соли меди, окрашенные в синий цвет.

Запишите реакцию образования дипептида, а также реакцию образования медной соли глицина.

Ксантопротеиновая реакция. Этой реакцией обнаруживаются ароматические аминокислоты, входящие в состав белков. В результате нитрования ароматических ядер образуются нитросоединения желтого цвета, окрашивающиеся в щелочной среде в оранжевый цвет. В пробирку внести 2 мл раствора белка и добавить несколько капель концентрированной азотной кислоты. Появляется осадок. При нагревании смеси осадок меняется. После охлаждения в пробирку добавить 1-2 капли раствора гидроксида натрия. Окраска содержимого вновь меняется.

Написать реакцию нитрования ароматической аминокислоты азотной кислотой.

38

Лабораторная работа № 11

Качественное определение растворимости полимеров

Цель работы: ознакомиться с факторами, влияющими на растворимость полимеров; научиться качественному определению растворимости основных полимеров в различных растворителях.

Теоретическая часть

Одной из важных характеристик полимеров является их растворимость. Растворимость полимеров зависит от таких факторов, как химическое строение, пространственная структура, величина средней молекулярной массы, степень кристалличности полимера и др. Растворимость полимеров зависит от температуры и в большинстве случаев возрастает с ее повышением.

Растворимость веществ определяется химическим и структурным подобием. Растворители, имеющие большое сродство с полимерами, называются хорошими, имеющие малое сродство – плохими. Для получения растворов полимеров следует выбирать хорошие растворители. С увеличением молекулярной массы полимера его растворимость уменьшается.

Способность полимеров растворяться зависит, кроме того, от соотношения полярностей ВМС и растворителя, гибкости макромолекул, плотности их упаковки и фазового состояния. Неполярные полимеры, макромолекулы которых отличаются гибкостью, неограниченно растворяются в неполярных растворителях. Сильно полярные ВМС с жесткими цепями (целлюлоза и др.)

снеполярными растворителями не взаимодействуют, а в жидкостях, близких

кним по полярности, только ограниченно набухают. Сильнополярные полимеры растворяются только в очень активных растворителях. Аморфные полимеры растворяются значительно легче кристаллических.

Вбольшинстве случаев растворимостью в тех или иных растворителях обладают полимеры линейного или малоразветвленного строений. Полимеры пространственного строения, как правило, не способны растворяться, и лишь некоторые из них (например, вулканизированный каучук) могут ограниченно набухать в органических растворителях.

39

Реактивы и оборудование

1.Набор образцов полимеров.

2.Набор растворителей: вода, этиловый спирт, ацетон, этилацетат или бутилацетат, уксусная кислота, дихлорэтан, толуол.

3.Штатив с маркированными пробирками.

4.Водяная баня.

Экспериментальная часть

В пробирки помещают приблизительно по 0,2 г измельченного полимера и наливают по 2 мл растворителей. Пробирки маркируют бумажными этикетками с указанием полимера и растворителя, после чего оставляют в штативе при комнатной температуре, периодически осторожно встряхивая. По истечении часа отмечают характер изменений полимера в пробирках.

Если полимер набухает, но не растворяется, пробирку помещают в водяную баню, предварительно нагретую до 50 oC (источник нагрева должен быть отключен) и выдерживают 10-15 мин, наблюдая за изменениями полимера в этих условиях. По окончании опыта делают выводы из наблюдений, руководствуясь данными табл. 6.

Результаты опыта по растворимости полимеров записывают в табл. 7.

Таблица 7

Зависимость растворимости от вида растворителя

1.Полимер растворяется полностью, образуя прозрачный бесцветный или окрашенный раствор.

Вывод: полимер имеет линейное строение.

2.Образец растворяется не полностью, и на дне пробирки остается твердый осадок.

Вывод: материал образца состоит из полимера линейного строения и наполнителя.

3.Образец набухает, но не растворяется.

Вывод: полимер имеет пространственное строение с редкой сшивкой линейных участков.

4.Образец не растворяется и не набухает.

Вывод: полимер имеет пространственное строение.