転化糖シロップ

テーブルシュガー（スクロース）は、加水分解によって転化糖に変換されます。テーブルシュガーと水の混合物または溶液を加熱すると、2つの単糖成分をつなぐ化学結合が切断されます。

スクロースをグルコースとフルクトースに加水分解するためのバランスの取れた化学式は次のとおりです。

C12H22O11（ショ糖）+ H2O（水）→C6H12O6（ブドウ糖）+ C6H12O6（果糖）

光学回転編集

ショ糖1回溶液のショ糖の一部がブドウ糖に変わり、果糖はもはや純粋であるとは言われていません。加水分解されるにつれてショ糖溶液の純度が徐々に低下することは、旋光度と呼ばれる溶液の化学的性質に影響を及ぼし、これを使用して、加水分解されたショ糖の量、したがって溶液が反転したかどうかを把握できます。

定義と測定編集

平面偏光と呼ばれる一種の光は、加水分解のために加熱されるときに、ショ糖溶液を通して照射することができます。このような光には、旋光計と呼ばれるツールを使用して測定できる「角度」があります。そのような光が純粋なショ糖の溶液を通して照らされるとき、それはそれが入ったときとは異なる角度で反対側に出てきます。それは砂糖の濃度と溶液を通る光の経路の長さの両方に比例します。したがって、その角度は「回転」していると言われ、角度が何度変化したか（回転の程度または「旋光度」）には、文字名α{\ displaystyle \ alpha}（アルファ）が付けられます。ライトが入るときと出るときの角度の間の回転が時計回りの方向である場合、ライトは「右に回転した」と言われ、α{\ displaystyle \ alpha}は64のような正の角度を持つように与えられます。 °。ライトが入るときと出るときの角度が反時計回りの場合、ライトは「左に回転」していると言われ、α{\ displaystyle \ alpha}には-39°などの負の角度が与えられます。 。

反転点の定義編集

平面偏光が純粋なスクロースの溶液に出入りするとき、その角度は66.5°（時計回りまたは右）に回転します。ショ糖が加熱されて加水分解されると、混合物中のグルコースとフルクトースの量が増加し、旋光度が低下します。 α{\ displaystyle \ alpha}がゼロを通過して負の旋光度になった後、つまり、光が入るときと出るときの角度の間の回転が反時計回りであると、旋光度は「その方向を反転」。これは、α{\ displaystyle \ alpha}がゼロに等しくなる前に加水分解されなければならないショ糖のパーセント量としての「反転点」の定義につながります。反転点を通過した（したがって、α{\ displaystyle \ alpha}の負の値を持つ）解は、「反転」したと言われます。

キラリティーと特定の回転編集

ショ糖、ブドウ糖、果糖の分子（「化学構造」）の形状はすべて非対称であるため、3つの糖は立体異性体と呼ばれるいくつかの異なる形態で提供されます。これらの形態の存在は、これらの化学物質の光学特性を生じさせるものです。平面偏光が、糖の1つのこれらの形態の1つの純粋な溶液を通過すると、内部の特定の非対称化学結合にぶつかって「一瞥」すると考えられます。それらの特定の結合（スクロース、グルコース、フルクトースなどの環状糖では、アノマー結合と呼ばれる一種の結合が含まれます）は、糖の各形態で異なるため、各形態は光を次のように回転させます。程度は異なります。

ある形の砂糖を精製して水に入れると、同じ砂糖の他の形が急速に変化します。つまり、純粋な砂糖の溶液には通常、すべての立体異性体が含まれています。通常はあまり変化しないさまざまな量で溶液中に存在します。これは、さまざまな形態の砂糖のすべての光学回転角度（α{\ displaystyle \ alpha}値）に「平均化」効果をもたらし、純粋になります。砂糖溶液havin g独自の「合計」旋光度。これは「比旋光度」または「観測された比旋光度」と呼ばれ、{\ displaystyle}と記述されます。

waterEditの効果

水分子はそうではありませんキラリティーがあるため、旋光度の測定には影響しません。平面偏光が純水に入るとき、その角度は出るときと同じです。したがって、水の場合、{\ displaystyle} = 0°です。水のように、0度に等しい比旋光度を持つ化学物質は「光学的に不活性」な化学物質と呼ばれ、水のように、濃度と経路長の外側で、光学回転を計算するときに考慮する必要はありません。

混合物一般編集

溶液中の各化学物質の量の割合がわかっている場合、化学物質の混合物の全体的な光学回転を計算できます。 N {\ displaystyle N}-溶液中に多くの光学的に活性な異なる化学物質（「化学種」）があり、溶液中の各化学物質のモル濃度（溶液1リットルあたりの各化学物質のモル数）がわかっている場合C i {\ displaystyle C_ {i}}と記述されます（ここで、i {\ displaystyle i}は化学種を識別するために使用される番号です）。そして、各種がi {\ displaystyle _ {i}}と書かれた特定の回転（その化学物質の旋光度が純粋な溶液として作成された場合）を持っている場合、混合物は全体的な旋光度を持ちます

ここで、χi {\ displaystyle \ chi _ {i}}は、i番目の{\ displaystyle i \ mathrm {^ {th}}}種のモル分率です。

完全に加水分解されたショ糖編集

偶然に余分な化学生成物が形成されない（つまり、副作用がない）と仮定すると、完全に加水分解されたショ糖溶液にはもはやショ糖がなく、半分になります。ブドウ糖と果糖の混合物。この溶液は旋光性を持っています

部分的に加水分解されたショ糖編集

ショ糖溶液が部分的に加水分解されている場合、それはショ糖、ブドウ糖、果糖を含み、その旋光度は相対量に依存しますソリューションのそれぞれの;

ここでs {\ displaystyle s}、g {\ displaystyle g}、およびf {\ displaystyle f}は、ショ糖、ブドウ糖、果糖を表します。

この式を使用するために、χ{\ displaystyle \ chi}の特定の値を知る必要はありません。反転点（溶液を反転する前に加水分解する必要があるショ糖のパーセント量）は、次の式から計算できます。純粋な砂糖の比旋光度。反応化学量論（1つのスクロース分子を加水分解すると1つのグルコース分子と1つのフルクトース分子が生成されるという事実）は、溶液がx 0 {\ displaystyle x_ {0}}モルのスクロースで始まり、グルコースもフルクトースもx {\ displaystyleも含まないことを示しています。次に、x}モルのスクロースが加水分解され、得られた溶液はx 0 − x {\ displaystyle x_ {0} -x}モルのスクロース、x {\ displaystyle x}モルのグルコース、およびx {\ displaystylex}モルのフルクトースを持ちます。したがって、溶液中の糖の総モル数はx + x 0 {\ displaystyle x + x_ {0}}であり、反応の進行（加水分解反応の完了率）はxx 0×100％{\ displaystyle {\ frac {x} {x_ {0}}} \ times 100 \％}。溶液の旋光度は、この反応進行率の関数（明示的に依存）であることが示されます。量xx 0 {\ displaystyle {\ frac {x} {x_ {0}}}}がr {\ displaystyle r}と記述され、反応はr×100％{\ displaystyle r \ times 100 \％}で完了し、旋光度は

定義により、α{\ displaystyle \ alpha} 「反転点」で0度に等しい。したがって、反転点を見つけるには、アルファをゼロに設定し、方程式を操作してr {\ displaystyler}を見つけます。これにより

r inversion = ss − g − f = 0.629 {\ displaystyle \ displaystyle r _ {\ text {inversion}} = {\ frac {_ {s}} {_ {s} -_ { g} -_ {f}}} = 0.629}