Вправа 168. Чому глюкозу, сахарозу, крохмаль, целюлозу називають вуглеводами? Бо ці органічні сполуки мають загальну формулу Сn(H2O)m, де n>5 і m>5, тобто мiстять в молекулах крiм атомiв Карбону (колишня назва «вуглець») атоми Гiдрогену й Оксигену у спiввiдношеннi Н:О, як 2:1, подібно до води, тому загальна назва цих речовин утворена зі слів «вуглець» і «вода».
Вуглець і вода утворюються при повному термічному розкладі вуглеводів за відсутності повітря
Вправа 169. Якими хімічними реакціями можна виявити в молекулі глюкози:
а) гідроксильні групи;
Реакцією з купрум (ІІ) гідроксидом у лужному середовищі. Продукт реакції — розчинна сполука Купруму (ІІ) синього кольору
б) альдегідну групу?
1. Реакцією "срібного дзеркала". При нагріванні розчину глюкози з амоніачним розчином аргентум (І) оксиду утворюється амонійна сіль глюконової кислоти, а на стінках посудини з’являється тонкий блискучий шар срібла
CH2OH―(CHOH)4―CHO+Ag2O+NH3->CH2OH―(CHOH)4―COONH4+2Ag↓
глюкоза амоній глюконат
2. Реакцією з купрум (ІІ) гідроксидом за нагрівання, який перетворюється на купрум (І) гідроксид жовтого кольору і швидко розкладається на червоний купрум (І) оксид і воду.
CH2OH―(CHOH)4―CHO+2Cu(OH)2->CH2OH―(CHOH)4―COOH+Cu2O↓+2H2O
глюкоза глюконова кислота
Вправа 170. За матеріалами з інтернету або іншими джерелами інформації підготуйте повідомлення про роль глюкози в організмі людини. При окисненні глюкози в організмі виділяється необхідна для нього енергія
Вправа 171. У якій масі води потрібно розчинити 40 г глюкози, щоб виготовити розчин із масовою часткою вуглеводу 8%?
Відомо: m(C6H12O6)=40 г, ω(C6H12O6)=8%
Знайти: m(H2O)-?
Розв'язування
m(розчину)=(m(C6H12O6):ω(C6H12O6))•100%=(40 г:8%)•100%=500 г
m(H2O)=m(розчину)-m(C6H12O6)=500 г - 40 г = 460 г
Відповідь: 460 г
Вправа 172. Обчисліть маси розчинів глюкози з її масовими частками 5 і 25%, необхідні для приготування 200 г 10%-го розчину цієї сполуки.
Відомо: m(розчину)=200 г, ω(C6H12O6)=10%, або 0,1; ω1(C6H12O6)=5%, або 0,05; ω2(C6H12O6)=25%, або 0,25
Знайти: m1(розчину)-? m2(розчину)-?
Розв'язування
І спосіб
Нехай х - маса розчину з масовою часткою речовини 5%, а (200-х) - маса розчину з масовою часткою речовини 25%, тоді 0,05•х - маса розчиненої речовини 5% розчину, а 0,25•(200-х) - маса розчиненої речовини 25% розчину.
Складаємо алгебраїчне рівняння і розв'язуємо його:
0,05•х + 0,25•(200-х) = 0,1•200
0,05•х + 50 - 0,25•х = 20
0,25•х - 0,05•х = 50 - 20
0,2•х = 30
х = 30 : 0,2
х = 150, отже m1(розчину)=150 г 5% р-ну
m2(розчину)=m(розчину)-m1(розчину)=200 - 150 = 50 г 25% р-ну
ІІ спосіб
1. Задачу розв'язуємо за правилом Пірсона:
5% | 15 частин (25-10=15) | |||
\ | ∕ | |||
10% | ||||
∕ | \ | |||
25% | 5 частин (10-5=5) |
Для приготування нового розчину потрібно мати 5 масових частин розчину з масовою часткою 5% і 15 масових частин розчину з масовою часткою 25%, тобто всього 5+15=20 масових частин. Ці 20 частин становлять 200 г нового розчину.
2. Визначаємо масу розчину, що припадає на одну частину:
200 г : 20=10 г.
3. Визначаємо масу кожного розчину:
m1(розчину)=10 г • 15 частин = 150 г
m2(розчину)=10 г • 5 частин = 50 г
Відповідь: 150 г 5%-ного розчину і 50 г 25%-ного розчину
Вправа 173. Яка маса срібла утворюється при окисненні 0,4 моль глюкози надлишком амоніачного розчину аргентум (І) оксиду?
Відомо: n(C6H12O6)=0,4 моль
Знайти: m(Ag)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
С6H12O6 + Ag2O -> СH2OH-(CHOH)4-COOH + 2Ag↓
За рівнянням реакції n(C6H12O6):n(Ag)=1:2, тому
n(Ag)=2•n(C6H12O6)=2•0,4 моль=0,8 моль
M(Ag)=108 г/моль
m(Ag)=n(Ag)•M(Ag)=0,8 моль•108 г/моль=86,4 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції:
0,4 моль х г
С6H12O6 + Ag2O -> СH2OH-(CHOH)4-COOH + 2Ag↓
1 моль 216 г
M(Ag)=108 г/моль, маса 1 моль=108 г, а маса 2 моль=216 г
х=0,4 моль • 216 г/моль : 1 моль = 86,4 г
Відповідь: 86,4 г
Вправа 174. Який об’єм вуглекислого газу (н. у.) виділиться при повному перетворенні 90 г глюкози на спирт під час бродіння?
Відомо: m(C6H12O6)=90 г
Знайти: V(CO2)-?
Розв'язування
І спосіб
M(С6H12O6)=180 г/моль
n(C6H12O6)=n(C6H12O6):M(C6H12O6)=90 г : 180 г/моль=0,5 моль
Записуємо рівняння реакції:
С6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2↑
За рівнянням реакції n(C6H12O6):n(CO2)=1:2, тому
n(CO2)=2•n(C6H12O6)=2•0,5 моль=1 моль
V(CO2)=n(CO2)•VM=1 моль•22,4 л/моль=22,4 л
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції:
90 г х л
С6H12O6 -> 2C2H5OH + 2CO2↑
180 г 44,8 л
M(С6H12O6)=180 г/моль, маса 1 моль=180 г
За н.у. 1 моль газу займає об'єм 22,4 л, а 2 моль займуть 44,8 л
х=V(CO2)=90 г • 44,8 л : 180 г = 22,4 л
Відповідь: 22,4 л
Вправа 175. У результаті молочнокислого бродіння глюкози утворилося 3,6 г молочної кислоти і залишилось 8,4 г глюкози. Обчисліть масу вуглеводу до початку реакції.
Відомо: m(CH3—CHOH—COOH)=3,6 г, mзалишок(C6H12O6)=8,4 г
Знайти: mзагальне(C6H12O6)-?
Розв'язування
І спосіб
M(CH3—CHOH—COOH)=90 г/моль
n(CH3—CHOH—COOH)=m(CH3—CHOH—COOH):M(CH3—CHOH—COOH)=
=3,6 г : 90 г/моль=0,04 моль
Записуємо рівняння реакції:
C6H12O6 → 2CH3—CHOH—COOH (молочна кислота)
За рівнянням реакції n(C6H12O6):n(CH3—CHOH—COOH)=1:2, тому
n(C6Н12О6)=n(CH3—СНOH—COOH):2=0,04 моль:2=0,02 моль
M(С6H12O6)=180 г/моль
m(C6Н12О6)=n(C6Н12О6)•M(C6Н12О6)=0,02 моль•180 г/моль=3,6 г mзагальне(C6H12O6)=m(C6H12O6)+mзалишок(C6H12O6)=3,6 г + 8,4 г=12 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції:
х г 3,6 г
C6H12O6 → 2CH3—CHOH—COOH (молочна кислота)
180 г 180 г
M(С6H12O6)=180 г/моль, маса 1 моль=180 г
M(CH3—СНOH—COOH)=90 г/моль, маса 1 моль=89 г, а маса 2 моль=178 г
х=m(C6H12O6)=3,6 г • 180 г : 180 г = 3,6 г
mзагальне(C6H12O6)=m(C6H12O6)+mзалишок(C6H12O6)=3,6 г + 8,4 г=12 г
Відповідь: 12 г