ЭСБЕ/Инверсия

Инверсия
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона

Словник: Имидоэфиры — Историческая школа. Источник: т. XIII (1894): Имидоэфиры — Историческая школа, с. 48—49 ( скан · индекс ) • Даты российских событий указаны по юлианскому календарю.

Инверсия (хим.) — под этим названием разумеется превращение тростникового сахара под влиянием кислот в смесь глюкозы (декстрозы, виноградного сахара) и фруктозы (левулезы). Это превращение происходит в силу присоединения к одной частице сахара одной частицы воды согласно уравнению:

С₁₂Н₂₂O₁₁ + Н₂О = С₆Н₁₂O₆ + С₆Н₁₂О₆.

Продукт И. (указанная смесь глюкозы и фруктозы) носит название превращенного сахара; она представляет сиропообразную жидкость, из которой со временем выделяются кристаллы глюкозы. Даже самые слабые по энергии кислоты, какова, напр., угольная кислота в водном растворе, производят И. сахара; обыкновенно же для И. употребляются кислоты серная, соляная, винная и др. в разведенных растворах. Скорость И., т. е. количество превращенного сахара в единицу времени, зависит от концентрации кислоты и от температуры: чем крепче раствор кислоты и чем выше температура, тем скорее идет превращение. При постоянной температуре и под влиянием кислоты данной концентрации скорость И., как показал Вильгельми (1850), пропорциональна количеству сахара, оставшегося неизмененным. Отсюда, обозначая через k — коэффициент пропорциональности и через х — количество превращенного сахара, принимая за 1 первоначальное его количество, имеем для изменения количества превращенного сахара в элемент времени dt: ${\frac {dx}{dt}}=k(1-x),$ откуда $\lg _{nat}{\frac {1}{1-x}}=kt,$ или ${\frac {1}{1-x}}=e^{kt}.$ Последнее равенство показывает, что при И., когда время превращения, протекшее от начала процесса, возрастает в арифметической прогрессии, количество неизмененного сахара убывает в прогрессии геометрической. Величина k в уравнении $\lg _{nat}{\frac {1}{1-x}}=kt$ носит название коэффициента скорости И.; согласно предыдущему, при постоянной температуре он должен оставаться постоянным. Справедливость сказанного в первый раз была проверена Вильгельми ^[1]. Оствальд (1884) сравнил величины коэффициентов скорости И. под влиянием различных кислот (в нормальных растворах) с величинами коэффициентов скоростей других реакций, вызываемых теми же кислотами, и нашел, что скорости различных реакций имеют для данной кислоты одну и ту же величину и, таким образом, коэффициенты скоростей характеризуют природу кислоты (значение коэффициента скорости И. как меры способности кислоты к реагированию — см. Скорость реакций, также Химическое сродство). В заключение укажем на применение И. для количественного определения сахара в растворе. Сахар не восстанавливает Фелинговой жидкости ^[2]; его инвертируют слабым раствором соляной кислоты при нагревании до 80°; после нейтрализования кислоты углекалиевой солью разбавляют раствор до 1% содержания; затем он обрабатывается Фелинговой жидкостью при кипячении в течение получаса. Количество осаждающейся закиси меди тождественно с тем, которое дают две частицы глюкозы (Аллин); расчет таков, что 360 вес. ч. глюкозы = 342 вес. ч. тростникового сахара. Но обыкновенно количество сахара в растворе определяется по углу вращения плоскости поляризации.

В. Курилов. Δ.

Примечания

1. Для вычисления в каждый промежуток времени количества неизменившегося сахара Вильгельми пользовался методом, основанным на наблюдении угла вращения плоскости поляризации (см. Вращение плоскости поляризации). Пусть, напр., первоначальный сахарный раствор вращал плоскость поляризации вправо на +46°,75, а после того, как он целиком перешел в декстрозу и левулезу, отклонение достигло влево — 18°,70. Разность отклонений, представляющая меру количества всего находившегося в растворе сахара, равняется 46°,75 + 18°,70 = 65,45. Если теперь по истечении 15 мин. наблюдения И. отклонение +43°,75, то изменение отклонения 46°,75 — 43°,75 = 3°,00, и количество х превращенного сахара, принимая первоначальное количество его за 1, равно ${\frac {3,00}{65,45}}$ и $1-x={\frac {62,45}{65,45}},$ откуда $k={\frac {1}{t}}\lg _{nat}{\frac {1}{1-x}}=0,00133.$ Колебания последней величины в опытах Вильгельми лежат в пределах третьей значной цифры.
2. Фелингова жидкость представляет смесь 34,6 гр. медного купороса, 73 гр. виннокислого кали-натра (Сейгнетова соль), 125 гр. едкого кали в литре раствора. Перед реакцией на глюкозу, таким образом приготовленный реактив еще разбавляется наполовину.