Chemické pokusy/Důkaz uhlíku a vodíku v organických sloučeninách

Důkaz uhlíku a vodíku v organických sloučeninách
Chemikálie	sacharóza, hydroxid vápenatý (Ca(OH)2), oxid měďnatý (CuO), síran měďnatý (CuSO4)
Pomůcky	filtrační papír, filtrační nálevka, zkumavky, držák, svorka, stojan, lžička, zátka se skleněnou trubičkou, hadička/trubička, kahan
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Popis

Uhlovodíky jsou nejjednodušší organické sloučeniny obsahující ve svých molekulách pouze atomy uhlíku a vodíku. Podle druhu řetězce je dělíme je na alifatické (též acyklické) a cyklické. Alifatické (acyklické) mají uhlíkatý řetězec otevřený – buď přímý nebo rozvětvený. Cyklické mají uhlíkatý řetězec uzavřený (kruhový). Podle druhu jejich vazeb je dělíme na nasycené, nenasycené a aromatické. Nasycené obsahují pouze jednoduché vazby. Patří sem alkany a cykloalkany. Nenasycené obsahují jednu a více násobných vazeb. Patří sem alkeny, alkadieny a alkyny. Aromatické obsahují delokalizovaný systém π elektronů.

Organické sloučeniny jsou obecně tvořeny omezeným množstvím prvků. Základními kameny organických látek jsou zpravidla uhlík a vodík, dále mohou obsahovat také dusík, síru, fosfor, halogeny a některé kovy.

Sacharóza je jeden z nejběžnějších sacharidů, tedy cukrů. Cukry jsou deriváty uhlovodíků. Tento pokus nám dokazuje přítomnost uhlíku, vodíku a v podstatě i kyslíku v sacharóze.

Princip

Zahříváním sacharózy s oxidem měďnatým vzniká (kromě karamelu, který můžeme cítit):

1. Oxid uhličitý, který trubičkou docestuje do vápenné vody (hydroxidu vápenatého). Pozorujeme bublání. Po dokončení pokusu vidíme, že se vápenná voda oddělila na uhličitan vápenatý (CaCO₃, vápenec) a vodu – jinými slovy vznikla sraženina.
2. Voda, která reaguje s bezvodým síranem měďnatým (modrou skalicí), a tak prášek síranu tmavne.
3. Měď, která tvoří na povrchu zkumavky hnědou vrstvu „měděné zrcátko“.

Dokázali jsme si tak, že cukr, který běžně používáme v kuchyni je složen z atomů uhlíku, kyslíku a vodíku. Reakce při pokusu vyjadřují následující rovnice.

C₁₂H₂₂O₁₁ + 24 CuO → 24 Cu + 12 CO₂ + 11 H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

5 H₂O + CuSO₄ → CuSO₄ ∙ 5 H₂O

Bezpečnostní informace

• Síran měďnatý (CuSO₄) – nebezpečný po požití, dráždí oči, nebezpečný pro vodní prostředí
• Hydroxid vápenatý (Ca(OH)₂) – zásada po požití může způsobit poškození trávícího traktu, možné poleptání kůže a očí
• Oxid měďnatý (CuO) – nebezpečný při vdechnutí

Postup

1. Přidáme hydroxid vápenatý do vody a vzniklou suspenzi přefiltrujeme.
2. Smícháme 0,5 g sacharosy s 1 g oxidu měďnatého. Směs nasypeme na dno čisté suché zkumavky a převrstvíme tenkou vrstvou oxidu měďnatého.
3. Zkumavku upevníme vodorovně držákem a svorkou ke stojanu.
4. Do zkumavky lžičkou vložíme malé množství bezvodého síranu měďnatého tak, aby se nemísilo se směsí sacharózy a oxidu měďnatého.
5. Zkumavku uzavřeme zátkou, jíž prochází skleněná trubička s nasazenou hadičkou (nebo skleněnou trubičkou).
6. Druhou zkumavku naplníme do poloviny přefiltrovaným roztokem hydroxidu vápenatého. Hadičku vložíme do připraveného roztoku a zkumavku upevníme ke stojanu.
7. Dno zkumavky se vzorkem organické látky pomalu zahříváme kahanem.
8. Pozorujeme zmodrání síranu měďnatého (důkaz vody), tvorbu bílé sraženiny uhličitanu vápenatého ve vápenné vodě (důkaz uhlíku) a vznik měděného zrcátka na stěně žíhané zkumavky.

   Video k pokusu Důkaz uhlíku a vodíku v organických sloučeninách

Galerie

• 
  Aparatura pro důkaz uhlíku a vodíku v organických sloučeninách
• 
  Hydratovaný síran měďnatý (modrá barva) - důkaz vodíku
• 
  Hydroxid vápenatý zakalený uhličitanem vápenatým - důkaz uhlíku
• 
  Měděné zrcátko