Вправа 183. Чому крохмаль і целюлозу зараховують до полісахаридів?
Їхні молекули складаються з багатьох залишків молекул моносахаридів
Вправа 184. Обчисліть масу кисню, яка надійшла в повітря з рослин, якщо в них утворилося 100 т полісахаридів.
Відомо: m((С6Н10О5)n)=100 т=100000 кг
Знайти: m(O2)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції утворення полісахаридів:
х кмоль 100000 кг
nC6H12O6 → (С6Н10О5)n + nH2O
n кмоль 162n кг
М((C6H10O5)n)=162n кг/кмоль, маса 1 кмоль=162n кг
х=v(C6H12O6)=100000 кг • n кмоль : 162n кг=617,3 кмоль
Записуємо рівняння реакції утворення глюкози (фотосинтез):
617,3 кмоль х кг
6СО2 + 6Н2О -> С6Н12О6 + 6О2
1 кмоль 192 кг
М(O2)=32 кг/кмоль, маса 1 кмоль=32 кг, а маса 6 кмоль=192 кг
х=m(O2)=617,3 кмоль • 192 кг : 1 кмоль=118521 кг=118,5 т
ІІ спосіб
М((C6H10O5)n)=162n кг/кмоль
v((C6H10O5)n)=m((C6H10O5)n):M(C6H10O5)n)=
=100000 кг : 162n кг/кмоль=617,3/n кмоль
Записуємо рівняння реакції утворення полісахаридів:
nC6H12O6 → (С6Н10О5)n + nH2O
За рівнянням реакції v(C6H12O6):v(C6H10O5)n)=n:1, тому
v(C6H12O6))=n•v((C6H10O5)n)=n•617,3:n=617,3 кмоль
Записуємо рівняння реакції утворення глюкози (фотосинтез):
6СО2 + 6Н2О -> С6Н12О6 + 6О2
За рівнянням реакції v(C6H12O6):v(O2)=1:6, тому
v(O2)=6•v(C6H12O6)=6617,3 кмоль=3703,8 кмоль
М(O2)=32 кг/кмоль
m(O2)=v(O2)•M(O2)=3703,8 кмоль • 32 кг/кмоль=118521 кг=118,5 т
Відповідь: 118,5 т
Вправа 186 Яку масу етанолу було добуто з 1 т картоплі, в якій масова частка крохмалю дорівнювала 25%, якщо загальні втрати на виробництві становили 20%? Зважте на те, що крохмаль у цьому процесі зазнає гідролізу, а утворювана глюкоза — спиртового бродіння. Це задача на відносний вихід продукту реакції програми 11, а не 10 класу.
Відомо:m(картоплі)=1 т= 1000 кг, ω((C6H10O5)n)=25%
Знайти: mпракт.(C2H5OH)-?
Розв'язування
m((C6H10O5)n)=(ω((C6H10O5)n)•m(картоплі)):100%=(25%•1000 кг):100%=250 кг
Записуємо рівняння реакції гідролізу крохмалю:
250 кг х моль
(C6H10O5)n + nH2O -> nC6H12O6
162n кг n кмоль
М((C6H10O5)n)=162n кг/кмоль, маса 1 кмоль=162n кг
х=n(C6H12O6)=250 кг • n кмоль : 162n кг=1,543 кмоль
Записуємо рівняння реакції спиртового бродіння:
1,543 кмоль х кг
C6H12O6 -> 2С2H5OH + 2CO2↑
1 кмоль 92 кг
М(C2H5OH)=46 кг/кмоль, маса 1 кмоль=46 кг, а маса 2 кмоль=92 кг
х=mтеор.(C2H5OH)=1,543 кмоль • 92 кг : 1 кмоль=141,956 кг
За умовою задачі втрати на виробництві становили 20%, тому відносний вихід етанолу:
ƞ(С2H5OH)=100% - 20%=80%
mпракт.(C2H5OН)=(mтеор.(C2H5OН)•ƞ(C2H5OН)):100%=(80%•141,956 кг):100%=113,6 кг
Відповідь: 113,6 кг
Вправа 187 За допомогою яких хімічних реакцій можна відрізнити розчин етанолу від розчину:
а) гліцеролу
За допомогою якісної реакції на багатоатомні спирти (на фрагмент молекули –СНОН–СНОН–). Гліцерол взаємодіє зі щойно добутим за реакцією обміну купрум (II) гідроксидом, в результаті осад розчиняється й утворюється синій розчин купрум (ІІ) гліцерату
б) фенолу
За допомогою бромної води, з якою реагує фенол з утворенням білого осаду 2,4,6-трибромофенолу
в) етаналю
За допомогою реакції "срібного дзеркала", яка є якісною реакцією на альдегіди, зокрема етаналь, в результаті утворюється осад металічного срібла
ґ) глюкози
За допомогою якісної реакції на багатоатомні спирти, зокрема глюкоза взаємодіє зі щойно добутим за реакцією обміну купрум (II) гідроксидом, в результаті осад розчиняється й утворюється розчин синього кольору
г) етанової кислоти
Етанова кислота, на відміну від етанолу, взаємодіє зі щойно добутим за реакцією обміну нерозчинною основою купрум (II) гідроксидом з утворенням солі купрум (II) етаноату, що розчиняється у воді
д) сахарози?
За допомогою якісної реакції на багатоатомні спирти, зокрема сахарозу, бо містить декілька гідроксильних груп, що полягає у взаємодії зі щойно добутим за реакцією обміну купрум (II) гідроксидом, в результаті осад розчиняється й утворюється розчин синього кольору
Вправа 188 Як експериментально розрізнити такі речовини:
а) сахарозу і глюкозу;
За допомогою реакції зі щойно добутим реакцією обміну купрум (II) гідроксидом. У обох випадках осад розчиняється і розчин забарвлюється в синій колір. Але при подальшому нагріванні глюкоза, на відміну від сахарози, відновлює купрум (II) гідроксид до купрум (I) оксид, в результаті реакції утворюється осад червоного кольору
б) метанову й етанову кислоти;
За допомогою реакції "срібного дзеркала", яка є якісною реакцією на альдегідну групу, що міститься в метановій кислоті, в результаті утворюється осад металічного срібла
в) крохмаль і глюкозу;
Якісною реакцією на крохмаль є його взаємодія з йодом, яка дає характерне синє забарвлення.
Крохмаль відрізняється від глюкози тим, що в його розчині не розчиняється купрум (II) гідроксид.
г) етаналь і етанову кислоту?
За допомогою реакції "срібного дзеркала", яка є якісною реакцією на альдегіди, зокрема етаналь, в результаті утворюється осад металічного срібла
Вправа 189 Як експериментально довести наявність:
а) характеристичних груп у молекулах глюкози;
Довести наявність гідроксильних груп в молекулах глюкози можна за допомогою реакції зі щойно добутим реакцією обміну купрум (II) гідроксидом, яка є якісною на багатоатомні спирти, в результаті реакції осад розчиняється і утворюється розчин синього кольору
Довести наявність альдегідної групи в глюкозі можна за допомогою реакції "срібного дзеркала", яка є якісною реакцією на альдегіди, в результаті утворюється осад металічного срібла
б) ненасичених жирів в олії;
Жири, як і інші ненасичені сполуки, приєднують галогени, що можна спостерігати, зокрема, під час знебарвлення бромної води
в) атомів Карбону в молекулах целюлози та крохмалю?
Можна довести, аналізуючи продукти реакції горіння цих сполук, зокрема вуглекислого газу, пропускання якого крізь розчин вапняної води спричинює її помутніння
Вправа 190 Чи можна розрізнити за характером полум’я, яка речовина горить — етанол чи бензен? Можна
Дайте пояснення. Можна припустити, що бензен горить з виділенням більшої кількості кіптяви, оскільки масова частка Карбону в його молекулі становить 92%, а в молекулі спирту тільки 37%
Вправа 191 Чому зникає забарвлення розчину брому при його перемішуванні з олією? Зникає, оскільки до складу рідких жирів входять залишки ненасичених карбонових кислот, вони здатні приєднувати молекули брому за місцем подвійного зв'язку
Вправа 192 Що спостерігається при нагріванні й подальшому охолодженні суміші розчинів йоду і крохмалю? Характерне синє забарвлення зникає при нагріванні і з'являється знову при охолодженні