Uparty niebieski
Glukoza jest związkiem chemicznym najbardziej rozpowszechnionym w świecie organizmów żywych. Szacuje się, że rośliny w procesie fotosyntezy produkują jej około 100 miliardów ton rocznie!
Cząsteczki glukozy są również częścią wielu związków, na przykład sacharozy, skrobi, celulozy. Glukoza w roztworze wodnym występuje w formie pierścieniowej (dwa izomery różniące się konfiguracją) z niewielką domieszką formy łańcuchowej. Obie formy pierścieniowe ulegają przemianie poprzez formę łańcuchową – zjawisko to nazywa się mutarotacja (od lat. Mutare = zmiana).
W stanie równowagi zawartość wszystkich form cząsteczki glukozy jest następująca (dla przejrzystości rysunku na połączeniach wiązań pominięto atomy węgla z odpowiednią liczbą atomów wodoru):
Niska zawartość formy łańcuchowej powoduje charakterystyczne reakcje glukozy (po spożyciu ulega redukcji z form pierścieniowych), np. test Trommera i Tollensa. Ale to nie jedyne kolorowe reakcje z udziałem tego związku.
W eksperymencie użyjemy glukozy, wodorotlenku sodu, NaOH i barwnika błękitu metylenowego (zdjęcie 1), stosowany m.in. jako preparat akwariowy. Dodaj trochę roztworu NaOH (zdjęcie 2) o tym samym stężeniu i kilka kropli barwnika (zdjęcie 3). Zawartość kolby zmienia kolor na niebieski (zdjęcie 4), ale szybko znika (zdjęcie 5 i 6). Po wstrząśnięciu roztwór ponownie zmienia kolor na niebieski (zdjęcie 7 i 8), a po chwili znowu przebarwienia. Proces można powtórzyć kilka razy.
Dzieje się to podczas eksperymentu utlenianie glukozy do kwasu glukonowego (grupa aldehydowa łańcucha -CHO ulega przemianie w grupę karboksylową -COOH), a dokładniej w sól sodową tego kwasu, powstającą w silnie zasadowym środowisku reakcji. Utlenianie glukozy powodowane jest przez błękit metylenowy, którego utleniona forma ulega utlenieniu z formy zredukowanej (leukopreguły, gr. białaczka = biały), różni się kolorem:
Bieżący proces można przedstawić w następujący sposób:
glukoza + utleniona forma barwnika ® kwas glukonowy + zredukowana forma barwnika
Powyższa reakcja jest odpowiedzialna za zanik niebieskiej barwy roztworu. Po wstrząśnięciu zawartości kolby rozpuszczalny w wodzie tlen z powietrza utlenia zredukowaną formę barwnika, powodując ponowne pojawienie się niebieskiego zabarwienia. Proces powtarza się aż do wyczerpania się glukozy. Zatem błękit metylenowy działa jako katalizator reakcji.
Zobacz doświadczenie na filmie:
