Kann mir jemand die Löslichkeit von Glucose in polaren Lösungsmitteln erklären? Und was mit „einfache Nachweise der Kohlenhydrate“ gemeint ist?

Moin,

zum ersten Teil der Frage:
Glucose ist ein (kleines) Zuckermolekül. Alle Zucker sind chemisch gesehen Polyhydroxycarbonylverbindungen. Das bedeutet, dass die Einzelbausteine viele ("poly-") Hydroxygruppen (–OH) sowie eine Carbonylgruppe (C=O) haben. Die Carbonylgruppe ist polar. Die Hydroxygruppen sind auch polar und können darüber hinaus auch noch Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden.

Wassermoleküle (H–O–H) haben - wenn du so willst - auch Hydroxygruppen. Auch Wassermoleküle sind polar und können Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden.

Nach dem Grundsatz "Gleiches löst sich in gleichem." ist es daher nicht verwunderlich, dass sich (kleine) Zuckermoleküle in Wasser gut lösen lassen.
Das Wasser umhüllt die Zuckermoleküle (es bildet eine Hydrathülle aus), so dass diese einzeln im Wasser herumschwimmen können. Für unser Auge sieht das dann so aus, als würden sich die Zuckerkristalle im Wasser "auflösen".

Zur zweiten Frage:
"Einfache Nachweise" für Kohlenhydrate sind so eine Sache, da man unterscheiden muss zwischen "spezifischen" und "Standard-Nachweismethoden".

Zu den Standardmethoden zählen die
• Fehling-Probe (qualitativ für reduzierende Zucker)
• Tollens-Probe (auch "Silberspiegelprobe" genannt) (qualitativ für reduzierende Zucker)
• Seliwanow-Probe (qualitativ für Ketosen)
• Benedict-Probe (qualitativ für reduzierende Zucker)
• Luff-Schoorl-Probe (quantitativ für reduzierende Zucker)

Spezifische Nachweismethoden sind
• Glucoteststreifen (für Glucose)
• Nachweis mit Seleniger Säure (für Fructose)
• Fehling-Probe (für Lactose in Milch)
• Nachweis mit Lugolscher Lösung (Iod-Kaliumiodid-Lösung) (für Stärke)
• Nachweis mit Iod-Zinkchlorid-Lösung (für Cellulose)

Standardmethoden gehen relativ schnell, haben aber den Nachteil, dass sie nicht spezifisch sind. Alle Methoden, die zum Beispiel reduzierende Zucker nachweisen (Fehling, Tollens, Benedict), funktionieren mit Glucose, Fructose, Galactose, Maltose, Lactose...
Man kann noch nicht einmal sagen, dass mit diesen Methoden nur Zucker nachgewiesen werden können, weil das auch bei Aldehyden klappen kann.
Das heißt, man wendet diese Methoden an, wenn man bereits ahnt, dass es sich um Zuckerlösungen handelt...
Erwähnenswert ist hier noch der Luff-Schoorl-Nachweis, weil er anzeigt, wie viel Zucker in der untersuchten Probe ist.

Die spezifischen Nachweise zeigen einen ganz bestimmten Zucker an. So reagiert der Glucoteststreifen nur auf Glucose. Das ist ein enzymatischer Nachweis; die Farben verraten nicht nur die Anwesenheit von Glucose, sondern auch, wie viel davon enthalten ist.
Der Einsatz von Seleniger Säure weist Fructose nach.
Die Fehling-Probe ist ein unspezifischer Nachweis für reduzierende Zucker, aber mit Milch ergibt sich eine rosa-rötlich-farbene Lösung, die spezifisch Lactose anzeigt.
Das Polysaccharid Stärke kann mit der Lugolschen Lösung (Iod-Kaliumiodid-Lösung) nachweisen; es ergibt sich eine tiefblaue (bis blauschwarze) Farbe, weil sich in die Spiralen des Zucker-Makromoleküls Iodmoleküle einlagern und einen farbigen Komplex ergeben.
Das Polysaccharid Cellulose lässt sich mit Iod-Zinkchlorid-Lösung auf ähnliche (aber nicht auf gleicher Ursache beruhende) Weise nachweisen.

Es gibt noch andere Methoden (zum Beispiel für nicht-reduzierende Zucker wie Saccharose - Haushaltszucker), aber dafür sind entweder aufwendige Apparaturen wie Chromographiegeräte und / oder giftige Chemikalien wie beispielsweise Anilin vonnöten. Und das würde ich dann nicht mehr zu "einfachen Methoden" rechnen...

LG von der Waterkant

Glukose ist ein polares Molekül. Polare Moleküle lösen sich in polaren Lösemitteln.

Zur zweiten Frage, damit könnte der Test mit Fehlin-Lösung aus Jod und Kaliumjodid gemeint sein... Reagiert sehr empfindlich auf Kohlenhydrate, indem es sich violett färbt.