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):

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.
Voda, která reaguje s bezvodým síranem měďnatým (modrou skalicí), a tak prášek síranu tmavne.
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

Přidáme hydroxid vápenatý do vody a vzniklou suspenzi přefiltrujeme.
Smícháme 0,5 g sacharosy s 1 g oxidu měďnatého. Směs nasypeme na dno čisté suché zkumavky a převrstvíme tenkou vrstvou oxidu měďnatého.
Zkumavku upevníme vodorovně držákem a svorkou ke stojanu.
Do zkumavky lžičkou vložíme malé množství bezvodého síranu měďnatého tak, aby se nemísilo se směsí sacharózy a oxidu měďnatého.
Zkumavku uzavřeme zátkou, jíž prochází skleněná trubička s nasazenou hadičkou (nebo skleněnou trubičkou).
Druhou zkumavku naplníme do poloviny přefiltrovaným roztokem hydroxidu vápenatého. Hadičku vložíme do připraveného roztoku a zkumavku upevníme ke stojanu.
Dno zkumavky se vzorkem organické látky pomalu zahříváme kahanem.
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