BENEDIKTOVO ČINIDLO: K ČEMU SLOUŽÍ, KOMPONENTY, PŘÍPRAVA - CHEMIE - 2025

The Benedikt je činidlo je modrý roztok mědi, která se používá pro detekci přítomnosti redukujících cukrů: aldehydy, alfa-hydroxy ketony a hemiketaly. Byla vyvinuta Stanleyem R. Benediktem (1884-1936).

Alfa-hydroxyketonové cukry se vyznačují tím, že v blízkosti ketonu mají hydroxylovou skupinu. Mezitím je hemiketal sloučenina, která je výsledkem přidání alkoholu k aldehydu nebo ketonu. Benediktovo činidlo reaguje bez rozdílu se všemi těmito redukujícími cukry.

Zbarvení zkumavek po přidání Benediktovy činidla nám umožňuje kvantitativně zjistit, kolik redukujících cukrů se rozpustí. Zdroj: Thebiologyprimer

Benediktova metoda je založena na redukčním působení cukrů na Cu ²⁺, který má modrou barvu, která jej transformuje na Cu ⁺. Cu ⁺ tvoří cihlově červenou sraženinu oxidu měďného. V závislosti na koncentraci cukrů se však objeví spektrum barev (horní obrázek).

Pokud je Benedictovo činidlo přidáno do zkumavky bez redukce cukrů (0%), nedochází k žádné změně jeho namodralé barvy. Když je tedy koncentrace vyšší než 4%, zkumavka se zbarví hnědě.

Dějiny

Činidlo bylo vytvořeno americkým chemikem Stanleym Rossiterem Benediktem v roce 1909, který publikoval svůj vědecký článek A činidlo pro detekci redukujících cukrů, v časopise J. Biol. Chem.

Dále Lewis a Benedict (1915) publikovali metodu pro stanovení redukujících cukrů v krvi, přičemž jako indikátor použili pikrát; ale to bylo přerušeno kvůli jeho nedostatku specifičnosti.

Benediktovo činidlo je velmi podobné Fehlingovu. Liší se tím, že Benedikt používá citrátový ion a sůl uhličitanu sodného; zatímco Fehling používá tartrátový iont a hydroxid sodný.

Benediktův test je kvalitativní, tj. Detekuje pouze přítomnost redukujících cukrů. Benediktovo činidlo však může být kvantitativní, pokud obsahuje thiokyanát draselný v roztoku, který tvoří bílou sraženinu thiokyanátu měďnatého, kterou lze titrovat pomocí standardů glukózy.

Na co je Benediktovo činidlo?

Detekce glukózy v moči

Benediktovo činidlo se stále používá k detekci přítomnosti glukózy v moči a je známkou cukrovky u pacienta, jehož moč je podrobena Benediktově testu. Nelze však vyloučit, že glukosurie má jiný původ.

Například zvýšená glykosurie se vyskytuje v podmínkách, jako jsou: těhotenství, primární renální glykosurie, renální tubulární acidóza, primární nebo sekundární Fanconiho syndrom, hyperaldosteronismus a akutní pankreatitida nebo rakovina pankreatu.

Benediktovo činidlo má modrou barvu v důsledku přítomnosti Cu ²⁺, který se redukuje na Cu ⁺ působením redukujících cukrů; v tomto případě glukóza, čímž se vytvoří sraženina červeného měďnatého (I) oxidu.

Barvení roztoku

Zbarvení a tvorba sraženiny v testu Benedict aplikovaném na moč se liší v závislosti na koncentraci redukujícího cukru. Pokud je koncentrace glukózy v moči nižší než 500 mg / dl, roztok zezelená a nedochází k tvorbě sraženiny.

Koncentrace glukózy v moči 500-1000 mg / dl způsobuje v Benediktově testu zelenou sraženinu. Při koncentraci vyšší než 1 000 až 1 500 mg / dl způsobuje tvorbu žluté sraženiny.

Pokud je koncentrace glukózy 1 500 - 2 000 mg / dl, objeví se oranžová sraženina. Konečně je koncentrace glukózy v moči vyšší než 2 000 mg / dl, což způsobí tvorbu cihlově červené sraženiny.

To znamená, že Benediktův test má semikvantitativní charakter a výsledek je hlášen pomocí křížů. Tak například vytvoření zelené sraženiny odpovídá kříži (+); a vytvoření cihlově červené sraženiny, odpovídá čtyřem křížům (++++).

Detekce různých monosacharidů a disacharidů

Benediktovo činidlo detekuje přítomnost redukujících cukrů, které mají volnou funkční skupinu nebo volnou ketonovou funkční skupinu, jako součást jejich molekulární struktury. To je případ glukózy, galaktózy, manózy a fruktózy (monosacharidy), jakož i laktózy a maltózy (disacharidy).

Sacharóza a škrob nereagují s Benedictovým činidlem, protože mají volné redukční skupiny. Kromě toho existují sloučeniny, které interferují s Benediktovým testem v moči, což dává falešnou pozitivitu; to je případ salicylátu, penicilinu, streptomycinu, levodopy, kyseliny nalidixové a isoniazidu.

V moči jsou přítomny chemikálie, které mohou snížit benediktskou reakci; například: kreatinin, urát a kyselina askorbová.

Komponenty

Složky Benediktovy činidla jsou následující: pentahydrát síranu měďnatého, uhličitan sodný, citrát trisodný a destilovaná voda.

Síran měďnatý pentahydrát, CuSO ₄ · 5H ₂ O, obsahuje Cu ²⁺: je to sloučenina, která dává Benedikta činidlo jeho modrou barvu. Redukující cukry působí na Cu ²⁺ a způsobují jeho redukci na Cu ⁺ a tvorbu cihlově červené sraženiny oxidu měďnatého (Cu ₂ O).

Uhličitan sodný vytváří alkalické médium, které je nezbytné pro redukci mědi. Uhličitan sodný reaguje s vodou a vytváří hydrogenuhličitan sodný a hydroxylový ion, OH ^-, který je zodpovědný za alkalitu média nezbytnou pro redukční proces.

Citran sodný tvoří komplex s mědí (II), který zabraňuje, aby během skladování došlo k redukci na Cu (I).

Postup použití

5 ml Benediktovy činidla se vloží do zkumavky o rozměrech 20 x 160 mm a přidá se 8 kapek moči. Zkumavka se jemně protřepe a umístí se do nádoby s vroucí vodou na dobu 5-10 minut.

Po uplynutí této doby se zkumavka vyjme z horké vodní lázně a její povrch se ochladí tekoucí vodou, aby se konečně získaly výsledky získané při provádění testu Benedict (barvy).

Benediktova testovací reakce

Redukci Cu (II) během Benediktovy zkoušky lze schématizovat takto:

RCHO + 2 Cu ²⁺ (v komplexu) + 5 OH ^- => RCOO ^- + Cu ₂ O + 3 H ₂ O

RCHO = aldehyd; RCOO ^- = (karboxylátový ion); Cu ₂ O = oxid měďný, sraženina cihlově červené.

Příprava Benediktovy činidla

Naváží se 173 g citranu sodného a 100 g uhličitanu sodného a rozpustí se společně v 800 ml teplé destilované vody. Pokud jsou zaznamenány stopy nerozpuštěných látek, musí být roztok zfiltrován.

Na druhé straně se 17,3 g pentahydrátu síranu měďnatého rozpustí ve 100 ml destilované vody.

Následně se oba vodné roztoky jemně promísí a pokračuje se v míchání, doplní se destilovanou vodou na 1 000 ml.

Reference

1. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Organická chemie. Amines. (10 ^th edition.). Wiley Plus.
2. Clark J. (2015). Oxidace aldehydů a ketonů. Obnoveno z: chemguide.co.uk
3. Wikipedia. (2020). Benediktovo činidlo. Obnoveno z: en.wikipedia.org
4. Redakční tým. (9. ledna 2019). Benediktův test: Princip, příprava činidla, postup a interpretace. Obnoveno z: laboratoryinfo.com
5. Dr. Whitson. (sf). Benediktovo činidlo: Test na snížení cukru. Obnoveno z: nku.edu