background image

 

1

ĆWICZENIE 6 

 

Alkohole, fenole, aldehydy, ketony, cukry 

 

 

I. Badanie właściwości chemicznych alkoholi 

1. 

Próba z siarczanem(VI) rtęci(II) na alkohole III-rzędowe wg  Deniges`a 

 

Reakcję  tą dają tylko alkohole III-rzędowe, z których po dehydratacji powstają  węglowodory 

nienasycone. Powstałe alkeny reagują z HgSO

4

 tworząc osady o barwach od żółtej do czerwonej. 

Alkohole II-rzędowe dają w tych warunkach tylko zmętnienie, a I-rzędowe jedynie opalescencję, 

gdyż szybkość powstawania z nich alkenów jest minimalna. 

Wykonanie:

 

Do około 1 ml odczynnika Deniges`a (roztwór siarczanu(VI) rtęci(II) - w rozcieńczonym kwasie 

siarkowym(VI)) dodać 0,5 ml roztworu alkoholu III-rzędowego i ogrzewać próbę we wrzącej łaźni 

wodnej, aż do pojawienia się osadu o barwie żółtej.  W czasie dalszego ogrzewania barwa żółta 

znika.  

 

2

.  Próba estryfikacji 

 

Ester metylowy kwasu salicylowego otrzymuje się przez ogrzewanie alkoholu metylowego z 

kwasem salicylowym w obecności stężonego kwasu siarkowego(VI) jako katalizatora, a zarazem 

środka wiążącego powstającą w reakcji wodę. 

 

OH

C

O

HO

CH

3

H

+

OH

C

O

O CH

3

H

2

O

OH

+

+

kwas salicylowy

salicylan metylu

 

 
Wykonanie:

 

 Do 

około 1 ml metanolu dodać szczyptę kwasu salicylowego i około 1 ml stężonego kwasu 

siarkowego(VI). Po wymieszaniu próbę ogrzewać we wrzącej  łaźni wodnej. Po kilku minutach 

ogrzewania pojawia się charakterystyczna, żywiczna woń estru  metylowego kwasu salicylowego. 

 
3

.  Próba jodoformowa Liebena 

 Spośród alkoholi I-rzędowych reakcji jodowania w opisanych warunkach ulega jedynie alkohol 

etylowy. Reakcję  tę dają natomiast metyloketony (aceton). Sumaryczny zapis reakcji jest 

następujący:

 

background image

 

2

CH

3

CH

2

OH

I

2

NaOH

HCOONa

NaI

O

H

2

CHI

3

+

+ 6

+

+

+ 5

jodoform

5

4

 

 

Wykonanie:

 

 

 

 Do 

około 0,5 ml roztworu etanolu dodać 1ml roztworu jodu w jodku potasu (płyn Lugola − I

2

 w 

KI). Następnie powoli kroplami dodawać 5% wodny roztwór NaOH, aż do zmiany brunatnej barwy 

jodu na żółtą. Po  wymieszaniu i lekkim ogrzaniu próby w łaźni wodnej, pojawia się 

charakterystyczny zapach, a następnie żółte kryształki jodoformu - CHI

3

 

4

.   Próba Lucasa    

 

Alkohole I, II i III-rzędowe zachowują się różnie w reakcji z odczynnikiem Lucasa (roztwór 

bezwodnego chlorku cynku w  stężonym kwasie solnym). 

Alkohole I-rzędowe, niższe od heksylowych (C

6

), nie reagują z tym odczynnikiem, dając 

roztwór klarowny, co najwyżej lekko ściemniały. 

W obecności alkoholi II-rzędowych następuje zmętnienie roztworu, a po 1-1,5 godz. 

rozdzielenie się warstw. 

W obecności alkoholi III-rzędowych roztwór mętnieje i szybko wytwarzają się dwie warstwy.  

 

ZnCl

2

2

(R)H

C

OH

R

R

+HCl

(R)H

C

R

R

Cl + H O

 

 

 
 

Wykonanie:    (wykonać pod dygestorium, w zespołach 2-osobowych) 

 

 

 

Do 3 suchych probówek z korkiem szlifowym, zawierających po 0,5 ml kolejno: alkohol  

I-rzędowy, alkohol II-rzędowy i alkohoI III-rzędowy dodać po 5 ml odczynnika Lucasa (bezwodny 

ZnCl

2

 w stężonym HCl). Probówki zakorkować, wstrząsnąć przez chwilę, po czym odstawić  

i  zaobserwować po jakim czasie utworzy się zmętnienie i rozdzielenie warstw, wyciągnąć wnioski.  

 

II.    Właściwości chemiczne fenoli 

 

Reakcja z chlorkiem żelaza(III) 

Chlorek  żelaza(III) daje z fenolami i ich pochodnymi, posiadającymi wolną grupę 

hydroksylową związki o zabarwieniu fioletowym, fioletowo-niebieskim, niebieskim, zielonym, 

rzadziej czerwonym. Przebieg reakcji zależy od budowy fenolu i obecności w jego cząsteczce w 

pozycji orto grupy kompleksotwórczej (aldehydowa, ketonowa, karboksylowa, hydroksylowa lub 

sulfonowa). Fenole, które nie mają takiej grupy kompleksotwórczej w pozycji orto, reagują z FeCl

background image

 

3

tylko w środowisku wodnym, z utworzeniem soli żelazowych o nietrwałym zabarwieniu. Fenole 

mające w pozycji orto grupę kompleksotwórczą dają z FeCl

typowe związki chelatowe o trwałym 

zabarwieniu. 

Wykonanie: 

Do około 3 ml wodnego roztworu fenolu dodać 1 kroplę roztworu FeCl

3. 

Powstaje fioletowe 

zabarwienie, które znika po zakwaszeniu 1M H

2

SO

4

 

III.  Ketony, aldehydy, cukry 

 

1

.   Próba Legala na metyloketony 

Metyloketony  reagują z nitroprusydkiem sodu dając barwne produkty. Przebieg reakcji nie 

jest znany.  

Wykonanie: 

Mały kryształek nitroprusydku sodu rozpuścić w około 2 ml wodnego roztworu acetonu i 

dodać kilka kropli 2M roztworu NaOH. Roztwór staje się brunatno-czerwony, lecz po pewnym 

czasie (ok. 10 min.)  barwa jaśnieje. Po zakwaszeniu 2M CH

3

COOH, barwa roztworu ponownie 

staje się intensywnie czerwona. 

 

2. 

Próba z fuksyną na aldehydy – reakcja Schiffa 

Fuksyna jest czerwonym barwnikiem, który pod wpływem ditlenku siarki przechodzi w 

bezbarwny kwas bis-N-aminosulfinowy, tzw. odczynnik Schiffa. Związek ten reaguje z dwiema 

cząsteczkami aldehydu dając nietrwały produkt przyłączenia, który traci kwas siarkowy(IV) i 

powstaje fioletowo-purpurowy barwnik chinoidowy zgodnie z reakcją: 

 

 

2

SO

3

H

NHSO

2

H

2

H N

C

+ 2R

C

O

H

 

 

2

SO

3

H

NH S

O

O

C

OH

H

R

2

_

H

2

SO

3

H N

C

 

 
 

HN

C

NH S

O

O

C

OH

H

R

2

 

 

background image

 

4

 

 Podobnie 

reagują 2-deoksycukry (np. 2-deoksyryboza), natomiast inne cukry 

posiadające grupę hydroksylową przy węglu sąsiadującym  z grupą aldehydową lub ketonową nie 

przywracają barwy odbarwionej fuksynie. 

 

Wykonanie:

 

Do dwóch probówek odmierzyć po około 2 ml roztworu aldehydu mrówkowego 

(formaldehydu) i roztworu glukozy, dodać 3-4 krople odczynnika Schiffa i lekko wymieszać. Po 

upływie kilku minut roztwór aldehydu mrówkowego zabarwia się na kolor purpurowo-fioletowy, 

natomiast roztwór glukozy pozostaje bezbarwny. 

 

3. 

Próby redukcyjne na aldehydy i cukry 

 

Aldehydy, w odróżnieniu od ketonów, łatwo utleniają się do kwasów, działają zatem 

redukująco. Utlenianie jest możliwe, gdy w mieszaninie reakcyjnej znajdują się akceptory 

elektronów. Najczęściej stosowanymi do utleniana grupy aldehydowej akceptorami elektronów są 

jony metali ciężkich: Cu

2+ 

(próby: Fehlinga, Trommera, Hainesa, Benedicta), Bi

3+ 

(próba 

Nylandera) i Ag

+

 (próba Tollensa).  

Monosacharydy (aldozy i 

α-hydroksyketozy) wykazują również zdolność redukowania 

powyższych jonów w środowisku alkalicznym, same zaś utleniają się do odpowiednich kwasów. 

Aldozy ulegają tej reakcji ze względu na obecność grupy –CHO, natomiast ketozy w środowisku 

alkalicznym ulegają izomeryzacji do odpowiedniej aldozy. W roztworach wodnych cukry występują 

w stanie równowagi form pierścieniowej z łańcuchową , odpowiedzialną za właściwości redukcyjne 

cukru, ale występującą w znikomej ilości i w stałym stosunku do formy pierścieniowej. W 

warunkach prób redukcyjnych, podczas zużywania formy łańcuchowej, cząsteczki pierścieniowe 

kolejno przechodzą w cząsteczki łańcuchowe. W efekcie tych przemian zwiększa się również ilość 

produktów zredukowanych (Cu

2+ 

 — Cu

1+

, Ag

+

 — Ag

o

 itp.). Właściwości redukcyjne wykazują 

także disacharydy, które posiadają wolną, niezablokowaną grupę –OH przy węglu glikozydowym 

(półacetalowym). 

Utleniane mogą być albo grupa aldehydowa, albo I-rzędowa grupa alkoholowa albo obie 

grupy, w zależności od warunków utlenienia. Łagodne utlenianie prowadzi do utlenienia grupy 

aldehydowej, w wyniku czego powstają kwasy R-onowe, w wyniku energicznego utleniania 

powstają kwasy dikarboksylowe    R-cukrowe, a jeśli utlenieniu ulegnie tylko grupa alkoholowa I-

rzędowa powstają kwasy R-uronowe. W tym ostatnim przypadku utlenianie winno odbywać się 

tylko po zablokowaniu grupy aldehydowej, co ma miejsce podczas przemian biochemicznych w 

żywych organizmach.  

 

background image

 

5

[O]

[O]

glukoza

kwas glukonowy

kwas glukocukrowy

kwas glukarowy

[O]

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

OH

OH

O

C

grupy

aldehydowej

kwas glukuronowy

/

z blokada

C

C

O

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

OH

C

C

OH

C

O

H

2

OH

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

OH

C

C

C

O

H

2

OH

C

C

C

OH

OH

H

H

H

H

OH

OH

O

C

C

OH

C

O

H

H

HO

HO

HO

HO

energiczne 

utlenianie

lagodne

utlenianie

 

 

 

3a)  Próba Fehlinga 

W próbie Fehlinga po zmieszaniu odczynników Fehling I (CuSO

4

×5H

2

O w rozcieńczonym 

H

2

SO

4

) i Fehling II (roztwór winianu sodowo-potasowego i NaOH) powstaje zasadowy roztwór 

kompleksu miedzi z winianem, co zapobiega wytrącaniu się osadu Cu(OH)

i maskowaniu 

końcowego

 

produktu

 

reakcji - czerwonego osadu Cu

2

O.  

Dodany aldehyd ulega utlenieniu oddając elektrony, których akceptorem jest 

dwuwartościowa miedź. Kompleks miedzi z winianem po ogrzaniu rozpada się i powstaje 

czerwony osad tlenku miedzi(I). 

C

2

H

4

O

2

(COO)

2

NaK

CuSO

4

NaOH

-

Na

2

SO

4

2

+

2

+

2

+ 6H

2

O

4

 

 

H

C

2

H

4

O

2

(COO)

2

O

C

Cu

2+

H

2

O

2

x

x

+

R

3

 

 

OH

C

2

H

4

O

2

(COO)

2

NaK

O

C

H

2

O

Cu

2

O

R

+

ogrzanie

2

+

+

2

 

 

background image

 

6

Wykonanie:   

 

Zmieszać po 1 ml roztworów Fehling I i II, ogrzać do wrzenia aby sprawdzić czy nie wystąpi 

redukcja własna odczynnika. Następnie dodać kilka kropli roztworu (aldehydu mrówkowego, 

glukozy, sacharozy) i ponownie ogrzać. Pojawia się osad o barwie pomarańczowej lub czerwonej, 

zależnie od stanu rozproszenia powstającego tlenku miedzi(I). Sacharoza tej próby nie daje. 

 

3b)  Próba Trommera z glukozą 

Próbę redukcyjną Cu

2+ 

  Cu

1+

 można wykonać także bez stosowania winianu sodowo-

potasowego, jako związku solubilizującego Cu(OH)

2

, gdyż sam cukier posiada kilka grup 

hydroksylowych, które mogą w podobny sposób solubilizować wodorotlenek miedzi. W próbie 

Trommera ważne jest dodanie tylko nieznacznej ilości roztworu CuSO

4, 

aby nie przekroczyć 

molekularnego stosunku cukier : Cu(OH)

2  

(1:1) i wtedy otrzymuje się efekt próby identyczny, jak w 

próbie Fehlinga. Jeśli jednak roztwór CuSO

4

 zostanie dodany w nadmiarze, to po ogrzaniu 

otrzymuje się czarny osad CuO, który maskuje powstający równolegle czerwony osad Cu

2

O

 

Wykonanie:

 

Do 1 ml roztworu glukozy dodać około 1 ml 2 M roztworu NaOH, po czym dodawać 

kroplami roztwór CuSO

4

 dopóty, dopóki strącający się Cu(OH)

jeszcze się rozpuszcza przy 

wstrząsaniu płynu. Podgrzać w płomieniu palnika górną część płynu do wrzenia. Powstaje żółto-

pomarańczowy lub czerwony osad tlenku miedzi(I). Gdyby dodano zbyt dużo CuSO

4

 i wytrącający 

się osad Cu(OH)

2

 nie rozpuszczał się, należy przed ogrzaniem próby osad odsączyć. 

 

3c)  Próba Tollensa  (próba lustra srebrowego)  

— 1 próba na salę

  

Odczynnik Tollensa stanowi roztwór wodorotlenku diaminasrebra, który przygotowuje się 

bezpośrednio przed użyciem w czystej, dokładnie odtłuszczonej probówce.

 

Wykonanie: 

 

Do dokładnie odtłuszczonej probówki odmierzyć 1 ml 0,1 M roztworu AgNO

i wkraplać 

ostrożnie 2 M roztwór amoniaku NH

3

·H

2

O. Najpierw powstaje zmętnienie i osad AgOH, który po 

dodaniu dalszych kropli roztworu amoniaku rozpuszcza się wskutek powstania związku 

kompleksowego [Ag(NH

3

)

2

]OH. Do przyrządzonego w ten sposób odczynnika dodać 8 kropli 

badanego roztworu (1% roztwór glukozy lub laktozy), zmieszać i ogrzewać na wrzącej  łaźni 

wodnej lub w płomieniu palnika. Po pewnym czasie na ściankach probówki wydziela się 

metaliczne srebro w postaci lustra. 

glukoza

H

2

O

Ag(NH

3

)

2

 

OH

Ag

kwas glukonowy

NH

3

+

+

+

2

4

+

2

2

 

 

 

background image

 

7

3d)  Próba Barfoeda z glukozą i laktozą 

Próba służy do odróżnienia cukrów prostych od dwucukrów redukujących. Dwucukry 

redukujące dają dodatni wynik reakcji dopiero po dłuższym ogrzaniu, a więc dopiero po hydrolizie 

do cukrów prostych. Próba jest stosowana w diagnostyce cukromoczu dla odróżnienia redukcji 

pochodzącej od glukozy lub od laktozy. 

 

Wykonanie: 

  

Do dwóch probówek odmierzyć po 0,5 ml odczynnika Barfoeda (roztwór octanu miedzi(II)  

i kwasu octowego), po czym do pierwszej dodać 1 ml roztworu glukozy, do drugiej laktozy, 

zmieszać i ogrzewać we wrzącej  łaźni wodnej około 3 minut. Osad tlenku miedzi(I) pojawia się 

tylko w probówce zawierającej glukozę. Po dalszym ogrzewaniu (ok. 0,5 godziny) osad tlenku 

miedzi(I) pojawia się również w probówce zawierającej laktozę. 

 

4.

  Próby grupowe na cukry 

Stężone kwasy, takie jak kwas solny, siarkowy(VI), a nawet octowy odwadniają cząsteczki 

monosacharydów, w wyniku czego powstają aldehydowe pochodne furanu, z pentoz powstaje 

furfural, a z heksoz hydroksymetylenofurfural 

 

O

C

C

HOCH

2

O

H

H

H

H

O

furfural

H

O

hydroksymetylenofurfural

H

H

 

 Związki te, kondensując z fenolami, dają barwne pochodne triarylometanowe (w próbach 

Molischa, tymolowej) lub ksantenowe (w próbach Biala, Seliwanowa). Reakcje barwne dają nie 

tylko monosacharydy, ale również oligo- i polisacharydy, które pod wpływem kwasu ulegają 

hydrolizie do cukrów prostych. 

 

Próby Molischa i tymolowa są próbami grupowymi na cukry. Wynik ujemny wyklucza 

obecność  węglowodanów w środowisku, natomiast wynik dodatni nie jest jeszcze dowodem 

wystarczającym dla stwierdzenia ich obecności. Reakcje barwne z fenolami dają również inne 

substancje (aldehydy, aceton, kwasy: mlekowy, cytrynowy, mrówkowy i inne). 

 

4a)  Próba Molischa 

Wykonanie:

 

Do około 1 ml roztworu cukru dodać 2 krople alkoholowego roztworu α-naftolu, dobrze 

wymieszać i podwarstwić 1 ml stężonego H

2

SO

4.  

Po kilku minutach,

 

na granicy warstw, powstaje 

czerwono-fioletowy pierścień. Czasami poniżej pierścienia pojawia się krążek zielony, który 

pochodzi od zanieczyszczeń α-naftolu. 

background image

 

8

 

4b)  Próba Seliwanowa na ketozy 

W  środowisku stężonego HCl ketoheksozy ulegają odwodnieniu o wiele łatwiej niż 

aldoheksozy. Powstały hydroksymetylenofurfural tworzy z rezorcyną (1,3-dihydroksybenzen) 

kompleks o barwie czerwonej. Próbę uważa się za dodatnią jedynie wtedy, gdy zabarwienie 

występuje przed upływem 1 minuty. Przy dłuższym ogrzewaniu, odczyn ten wypada również 

dodatnio z sacharozą i inuliną, które ulegają hydrolizie do fruktozy. 

Wykonanie:

 

Do około 1 ml odczynnika Seliwanowa (0,5% roztwór rezorcyny w kwasie solnym 

rozcieńczonym wodą w stosunku 1:2) dodać 4-5 kropli roztworu fruktozy, zmieszać i ogrzewać we 

wrzącej  łaźni wodnej ok. 1 minuty, po czym oziębić. W obecności ketoz próba barwi się na 

jasnoczerwono, zaś przy dużych ich stężeniach powstaje osad. 

 

4c)  Próba Biala na pentozy 

Zasada próby oparta jest również na zachowaniu się cukru wobec stężonych kwasów, po 

czym furfural kondensuje z orcyną w obecności FeCl

3

.  

Wykonanie:

 

Do około 1 ml odczynnika Biala (roztwór orcyny w stężonym kwasie solnym z dodatkiem 

FeCl

3

) dodać 2 krople roztworu pentozy (ksylozy) i ogrzać we wrzącej  łaźni wodnej. Po 

kilkudziesięciu  sekundach roztwór zabarwia się na zielono. Heksozy w powyższych warunkach 

tworzą połączenia o barwie żółtej. 

 

4d)  Próba z jodem na skrobię  

 

 

Wykonanie:  

Do około 1 ml kleiku skrobiowego dodać 1 kroplę roztworu jodu w jodku potasu. Powstaje 

niebieskie zabarwienie znikające po krótkim ogrzaniu w płomieniu palnika i powracające po jej 

oziębieniu. 

 

5.

  Inwersja sacharozy 

Skręcalność właściwa sacharozy = + 66,5,  glukozy = + 52,5,  fruktozy = – 92,5 .  

W roztworze sacharozy po hydrolizie zmienia się  kąt skręcenia płaszczyzny  światła 

spolaryzowanego z (+) na (–). Proces ten nazywamy inwersją sacharozy, a roztwór cukrem 

inwertowanym. Zmiana kierunku skręcalności po hydrolizie sacharozy wynika z wypadkowej  

skręcalności produktów, z których fruktoza (lewuloza) ma większą skręcalność w lewo niż glukoza 

w prawo. 

 

 

background image

 

9

Wykonanie:

  

Do 15 ml 10% roztworu sacharozy dodać 15 ml 2 M HCl, zmieszać, napełnić rurkę 

polarymetryczną i natychmiast odczytać skręcalność roztworu w polarymetrze. Po 1 godzinie 

odczyt skręcalności powtórzyć i zaobserwować zmianę  kąta skręcenia płaszczyzny  światła 

spolaryzowanego. 

W celu zbadania właściwości redukujących roztworu sacharozy przed i po hydrolizie, 

można wykonać próbę redukcyjną na cukry (np. Fehlinga).