No Image

Что происходит с сахаром в воде

1 просмотров
15 ноября 2019

§7.6. Растворы. Как происходит растворение. Насыщенные растворы

Если в сосуд с водой поместить кристаллы поваренной соли, сахара или перманганата калия (марганцовки), то мы можем наблюдать, как количество твердого вещества постепенно уменьшается. При этом вода, в которую были добавлены кристаллы, приобретает новые свойства: у нее появляется соленый или сладкий вкус (в случае марганцовки появляется малиновая окраска), изменяется плотность, температура замерзания и т.д. Полученные жидкости уже нельзя назвать водой, даже если они неотличимы от воды по внешнему виду (как в случае с солью и сахаром). Это – растворы .

Растворы не отстаиваются и сохраняются все время однородными. Если раствор профильтровать через самый плотный фильтр, то ни соль, ни сахар, ни марганцовокислый калий не удается отделить от воды. Следовательно, эти вещества в воде раздроблены до наиболее мелких частиц – молекул или ионов.

Растворами называются гомогенные (т.е. однородные) смеси переменного состава из двух или более веществ. Наиболее распространенное агрегатное состояние растворов – жидкое.

Под переменным составом раствора понимают то простое обстоятельство, что соотношение смешанных друг с другом веществ может непрерывно изменяться в определенных пределах. Например, раствор соли можно разбавлять чистой водой или, наоборот, упаривать, но полученные при этом жидкости в любом случае будут называться растворами соли. Приведнное выше определение не охватывает всех свойств растворов, поэтому в конце параграфа мы его уточним.

Любой раствор состоит из растворителя и растворенного вещества:

Из двух или нескольких компонентов раствора растворителем является тот, который взят в большем количестве и имеет то же агрегатное состояние, что и раствор в целом.

Не всегда обязательно вода является растворителем – существуют и неводные растворы. Однако когда речь идет о водных растворах, воду считают растворителем и в тех случаях, когда ее меньше. Например, говорят о 96%-ном растворе этилового спирта в воде, а не о 4 %-ном растворе воды в спирте.

** Существуют растворы не только жидкие, но и твердые. В твердых растворах частицы одного вещества хаотично распределены среди частиц какого-нибудь другого, но обязательно твердого вещества. Например, водород охотно растворяется в некоторых металлах (платине, палладии), и это пример твердого раствора. Смеси газов (например, воздух) не называют растворами. Дело в том, что важным свойством растворов является заметное взаимодействие между частицами растворителя и растворенных веществ, а в газах такое взаимодействие практически отсутствует.

Давайте разберемся в том, как происходит растворение веществ. Для этого понаблюдаем, как растворяется добавленный в чай сахар. Если чай холодный, то сахар растворяется медленно. Наоборот, если чай горячий и размешивается ложечкой, то растворение происходит быстро.

Попадая в воду, молекулы сахара, находящиеся на поверхности кристаллов сахарного песка, образуют с молекулами воды межмолекулярные (водородные) связи. При этом с одной молекулой сахара связывается несколько молекул воды. Тепловое движение молекул воды заставляет связанные с ними молекулы сахара отрываться от кристалла и переходить в толщу молекул растворителя (рис. 7-2).

Рис. 7-2. Молекулы сахара (белые кружочки), находящиеся на поверхности кристалла сахара, окружены молекулами воды (темные кружочки). Между молекулами сахара и воды возникают межмолекулярные связи, благодаря которым молекулы сахара отрываются от поверхности кристалла. Молекулы воды, не связанные с молекулами сахара, на рисунке не показаны.

Молекулы сахара, перешедшие из кристалла в раствор, могут передвигаться по всему объему раствора вместе с молекулами воды благодаря тепловому движению. Это явление называется диффузией . Диффузия происходит медленно, поэтому около поверхности кристаллов находится избыток уже оторванных от кристалла, но еще не диффундировавших в раствор молекул сахара. Они мешают новым молекулам воды подойти к поверхности кристалла, чтобы связаться с его молекулами водородными или другими межмолекулярными связями. Если раствор перемешивать, то диффузия происходит интенсивнее и растворение сахара идет быстрее. Молекулы сахара распределяются равномерно и раствор становится одинаково сладким по всему объему. При растворении перманганата калия диффузию частиц в растворе можно наблюдать визуально благодаря интенсивной малиновой окраске этого вещества.

Читайте также:  Чек ин что это

Растворение веществ можно сравнить с перетаскиванием мебели. Представьте, что на время ремонта школьные столы (или парты) составили в спортзале в строгом порядке аккуратным штабелем. Этот упорядоченный штабель является моделью кристаллического вещества, а каждый стол – как бы "молекулой" такого вещества. После окончания ремонта учеников попросили помочь перетащить столы. В спортзал вбежала ватага учеников (эта ватага не что иное, как растворитель, а каждый ученик – молекула растворителя), кто-то залез наверх, кто-то тянет столы снизу – короче, работа закипела. Очень скоро столы, каждый из которых несут где двое, а где четверо ребят, оказываются в разных концах школы, а от штабеля в спортзале не остается и следа.

Количество молекул, способных перейти в раствор, часто ограничено. Молекулы вещества не только покидают кристалл, но и вновь присоединяются к кристаллу из раствора. Пока кристаллов относительно немного, больше молекул переходит в раствор, чем возвращается из него – идет растворение. Но если растворитель находится в контакте с большим количеством кристаллов, то число уходящих и возвращающихся молекул становится одинаковым и для внешнего наблюдателя растворение прекращается.

Например, при комнатной температуре мы не можем растворить в 100 мл воды более 200 г сахара или более 35,9 г поваренной соли. В таких случаях говорят, что раствор стал насыщенным .

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называется НАСЫЩЕННЫМ.

В насыщенном растворе при данной температуре содержится максимально возможное количество растворенного вещества.

** Если вернуться к примеру со школьными столами, то там тоже возможно образование "насыщенного раствора". Это может произойти в том случае, если столов окажется слишком много и для них в классах уже не будет хватать места. В этом случае часть учеников будет просто-напросто вынуждена вернуться и поставить столы в тот же штабель, откуда они были взяты. Таким образом, количество мебели в спортзале перестанет уменьшаться. Разумеется, ученики гораздо умнее молекул воды и не станут дальше делать бесполезную работу. В реальном растворе, где есть тепловое движение молекул, молекулы продолжают “трудиться”, транспортируя частицы растворенного вещества из кристалла в раствор и обратно.

Такая ситуация называется ДИНАМИЧЕСКИМ равновесием (равновесием в движении). В связи с этим можно дополнить определение насыщенного раствора:

Насыщенным называется такой раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворенного вещества.

Следовательно, никакое самое сильное перемешивание не помогает растворить в насыщенном растворе дополнительные порции вещества. Однако, если повысить температуру, то раствор вновь может стать ненасыщенным и растворить еще определенную порцию кристаллов.

Мы говорим: "сахар растворяется в воде хорошо" или "мел плохо растворяется в воде". Но можно и количественно оценить способность того или иного вещества к растворению или, другими словами, растворимость вещества.

Читайте также:  Лада веста история создания

РАСТВОРИМОСТЬЮ называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости вещества при данных условиях является его содержание в насыщенном растворе.

Если в 100 г воды растворяется более 10 г вещества, то такое вещество называют хорошо растворимым . Если растворяется менее 1 г вещества – вещество малорастворимо . Наконец, вещество считают практически нерастворимым , если в раствор переходит менее 0,01 г вещества. Абсолютно нерастворимых веществ не бывает. Даже когда мы наливаем воду в стеклянный сосуд, очень небольшая часть молекул стекла неизбежно переходит в раствор.

Растворимость, выраженная при помощи массы вещества, которое может раствориться в 100 г воды при данной температуре, называют также коэффициентом растворимости .

В целом растворимость разных веществ определяется многими сложными причинами, некоторые из которых до сих пор не ясны. Поэтому трудно предсказать растворимость какого-либо вещества по его химической формуле или агрегатному состоянию.

В качестве примера приведем растворимость (в граммах вещества на 100 г воды при комнатной температуре) нескольких веществ: твердых, жидких и газообразных, среди которых многие имеют похожие химические формулы (таблица 7-2).

Таблица 7-2. Растворимость некоторых веществ в воде при комнатной температуре.

Углеводы повышают спортивные результаты и выносливость. Вы можете увидеть все эти энергетические напитки и коктейли в спортивных магазинах, не так ли? Но вы когда-нибудь считали, что пьете простую сахарную воду? В этой статье мы расскажем больше о влиянии сахара на ваше тело.

Департамент здравоохранения и социальных служб США говорит, что люди получают свой ежедневный сахар из мягких и фруктовых напитков. Но вы стучите в неправильную дверь, так как эти продукты — последнее, что вам нужно.

Что происходит с вашим телом, когда вы употребляете сахар?

Сахарная вода дает вашему телу мгновенную энергию.
Конечно, большое количество сахара вредно для вашего здоровья, а диетологи предполагают, что вы принимаете около 10% ежедневного потребления калорий из сахара. Но иногда вашему телу нужен дополнительный удар. Что вы можете сделать?

Сахарная вода помогает организму поглощать сахар. Он течет в кровоток и попадает в клетки. Позднее он превращается в энергию.

Сахароза — это молекула сахара, найденная в магазинном столовом сахаре. Исследования показывают, что он имеет более высокую скорость поглощения, чем другие типы сахара.

Ученые подтверждают, что простые компоненты сахарной воды являются оптимальным источником энергии по сравнению с купленными в магазине сладкими напитками.

Сахарная вода
Все, что вам нужно сделать, это размешать столовую ложку сахара в стакане воды. Но сахар, который вы используете дома, — это не тот самый сахар, который добавляется к подслащенным напиткам.

Сахарная вода богата сахарозой, а сладкие напитки содержат глюкозу, фруктозу, кукурузный крахмальный сироп и т. д.
Сахароза — это дисахарид, состоящий из 2 молекул сахара — фруктозы и глюкозы.
Согласно исследованию в Великобритании, ваше тело использует сахарозу более эффективным способом, чем другие молекулы сахара.

Сахарная вода лучше, чем сладкие напитки
Фруктовые соки, энергетические напитки и витаминная вода имеют те же базовые компоненты, что и сахарная вода. Это неправда. Существует так много различий между сахарной водой и подслащенными напитками.

В магазинных сладких напитках содержатся кофеин, пищевые ароматизаторы и даже красители.
Сладкие напитки, в том числе энергетические напитки, стоят дорого, а сахарная вода почти ничего не стоит. Кроме того, ее легко приготовить.
Комбинированная энергия глюкозы и фруктовые напитки вызывают легкое дискомфорт в желудке. Сахарная вода на основе сахаров легко усваивается.

Читайте также:  Диски колес шевроле лачетти

Спортсмены пьют сахарную воду

Сахарная вода имеет важное значение для спортсменов
Углеводы помогают в восстановлении энергии после каждой тренировки, но есть огромная разница в скорости восстановления энергии.
Спортивные напитки предлагают комбинацию глюкозы, которая вызывает дискомфорт, поскольку она поглощается в кишечнике.
Спортсмены, которые пьют сахарную воду, быстрее и лучше восстанавливаются, чем те, кто ее избегают.
Замените купленный в магазине сахарный напиток сахарной водой, особенно если вы занимаетесь спортом. Это заставит вас чувствовать себя лучше.

Лучшее время для питья сахарной воды
Иногда приятно выпить стакан сахарной воды. Это относится к тем, кто нуждается в увеличении потребления углеводов.

До, во время и после тренировки.
Во время тренировки с высокой интенсивностью.
Между приемами пищи.
Всякий раз, когда ваше тело нуждается в мгновенной энергии, не набивайте себя пищей.

Рекомендуемое потребление:
Модерация имеет ключевое значение.
Если вы тренируетесь на выносливость, принимайте 7 столовых ложек сахара в час. Объединить 1,5 столовые ложки сахара с чашкой воды
Если ваша тренировка менее интенсивная, уменьшите количество сахара наполовину.
Если вы вообще не тренируетесь и просто нуждаетесь в быстром подъеме, выпейте 2 чайные ложки сахара и чашку воды.

Попробуйте это и расскажите, что вы думаете.

Сахар или сахароза, тростниковый сахар – это важное для организма вещество, которое поступает в него с пищей или путем внутривенного введения. Часто при приготовлении пищи сахар растворяется в воде или иной жидкости для создания теста, напитков и т.д. Мало кто задумывается, почему именно сахар так легко растворяется, в отличие от крахмала или других подобных веществ. Свойство сахарозы быстро растворяться обосновано его физическими и химическими свойствами.

Химическая формула сахарозы

На химическом языке сахар пишется так: С12Н22О11. В формуле содержатся углерод, водород и кислород. Эти элементы легче всего распадаются под воздействием воды и легко вступают с ней в реакцию. Именно составом сахара обосновывается его легкая растворяемость как в холодной, так и в теплой воде. Для реакции обмена (растворения сахара) не нужны никакие катализаторы.

Реакция распада молекулы

При растворении вещества в воде происходит реакция гидролиза:

С12Н22О11 + Н2О → С6Н12O6 + С6Н12O6

В итоге получается две молекулы глюкозы. Сахар – олигосахарид, то есть вещество, которое включает в себя только две молекулы. Поэтому под воздействием воды эти молекулы, практически никак не связанные друг с другом, легко «расходятся» и лишаются прежней связи, становясь уже другим веществом.

Растворение вещества в холодной и теплой воде

Почему в теплой жидкости вещество растворяется быстрее, чем в холодной? Это еще один вопрос, который возникает у тех, кто интересуется растворением сахара. Ответ нужно искать в области физики.

Как известно, молекулы и их атомы постоянно находятся в движении. Чем выше температура, тем быстрее происходит перемещение частиц. Реакции гидролиза основаны именно на скорости перемещения ионов и атомов. Под воздействием тепла частицы быстрее расходятся, образуя две новые молекулы глюкозы.

Вывод: особенности сахара при взаимодействии с водой

Сахароза является одним из самых легкорастворимых веществ благодаря своей простой формуле и олигосахаридности. При взаимодействии с водой она вступает в реакцию гидролиза, благодаря чему и происходит растворение.

Дата публикации : 10 октября, 2017

Комментировать
1 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
Adblock detector