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Kohlenhydrate: Struktur, Hydrolyse und Nachweisreaktionen

ChemieBiomoleküle und PolymereAlter 17–18

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Wählen Sie Glucose, Fructose, Saccharose, Stärke oder Cellulose: Die Simulation zeichnet die passende Anzahl verknüpfter Ringe (ein Ring, zwei verknüpfte Ringe oder eine lange Kette) und zeigt, ob der Stoff ein Monosaccharid, Disaccharid oder Polysaccharid ist. Wählen Sie ein Reagenz (Iodlösung, Cu(OH)₂, Tollens-Reagenz oder heiße verdünnte H₂SO₄) und klicken Sie auf „Starten“, um das echte Ergebnis zu sehen: blauschwarze Färbung, tiefblaue Lösung, Silberspiegel oder Zerfall der Kette zu Glucose. Probieren Sie nach der Hydrolyse ein anderes Reagenz aus – das Ergebnis ändert sich völlig.

Lektion: Glucose, Fructose, Saccharose, Stärke und Cellulose: Struktur, Hydrolyse und Nachweisreaktionen

Was sie zeigt

Kohlenhydrate werden nach der Zahl ihrer Zuckereinheiten eingeteilt: Glucose und Fructose sind Monosaccharide, Saccharose ist ein Disaccharid, Stärke und Cellulose sind Polysaccharide aus α-Glucose bzw. β-Glucose. Die Nachweisreaktionen folgen aus der Struktur. Iod färbt nur Stärke blauschwarz. Benachbarte –OH-Gruppen lassen Glucose, Fructose und Saccharose Cu(OH)₂ zu einer tiefblauen Lösung auflösen. Die Silberspiegelprobe weist Glucose und Fructose nach, nicht aber Saccharose, die keine freie –CHO-Gruppe hat. Saure Hydrolyse in der Wärme spaltet die glykosidischen Bindungen zu Monosacchariden, wodurch sich die Nachweisergebnisse ändern.

So funktioniert es

Wählen Sie einen Stoff, klicken Sie nacheinander mit jedem Reagenz auf Starten und halten Sie die Ergebnisse in einer Tabelle fest. Wählen Sie dann Heiße verdünnte H₂SO₄ (Hydrolyse), klicken Sie auf Starten und wiederholen Sie die Silberspiegel- oder Iodprobe mit den Produkten, um die Veränderung zu sehen. Mit dem Regler Temperatur zeigen Sie, welche Nachweise Erwärmen erfordern. Zum Abschluss entwerfen die Lernenden die kürzeste Nachweisfolge, die alle fünf Stoffe unterscheidet.

Einstellbare Parameter

  • Stoff Glucose C₆H₁₂O₆, Fructose C₆H₁₂O₆, Saccharose C₁₂H₂₂O₁₁, Stärke (C₆H₁₀O₅)ₙ, Cellulose (C₆H₁₀O₅)ₙ
  • Reagenz Iodlösung, Cu(OH)₂ bei Raumtemperatur, Heißes AgNO₃/NH₃ (Silberspiegelprobe), Heiße verdünnte H₂SO₄ (Hydrolyse)
  • Temperatur 20–100 °C
  • Animationsgeschwindigkeit 0,5–3 ×

Fragen zum Erkunden

  1. Warum gibt Saccharose keinen Silberspiegel, die Produkte ihrer Hydrolyse aber schon?
  2. Welches Reagenz unterscheidet Stärke von Cellulose, und was beobachtet man jeweils?
  3. Welches Strukturmerkmal ermöglicht es Glucose, Cu(OH)₂ bei Raumtemperatur zu lösen?

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