ГДЗ (відповіді) Хімія 10 клас Савчин М.М., 2018 §20 Вуглеводи: глюкоза, сахароза

Вправа 1. Поясніть класифікацію вуглеводів, їх утворення та поширення в природі.

Вуглеводи поділяються на моносахариди, дисахариди, полісахариди.

Молекули дисахаридів складаються із двох, а полісахаридів — з великої кількості залишків молекул моносахаридів.

Глюкоза (моносахарид) міститься в солодких ягодах і фруктах, у складі бджолиного меду, в клітинному соці рослин. У крові людини вміст глюкози становить близько 0,1%.

Сахароза (дисахарид) міститься в цукровому буряку і цукровій тростині, є також у плодах і листках рослин, нектарі квітів.

Вправа 2. Охарактеризуйте утворення глюкози в процесі фотосинтезу. Напишіть рівняння реакції.

У природних умовах глюкоза синтезується в зелених листках рослин на світлі з вуглекислого газу та води.

6СO₂ + 6H₂O -> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Вправа 3. Проведіть уявний експеримент. Налийте в чисту пробірку розчин глюкози об’ємом 1–1,5 мл і вдвічі більший об’єм амоніачного розчину аргентум (І) оксиду. Нагрівайте вміст пробірки на малому вогні до почорніння розчину. Поясніть, які процеси ви очікуєте спостерігати. Як альдегід, глюкоза вступає в реакцію неповного окиснення з амоніачним розчином аргентум (І) оксиду і окиснюється до глюконової кислоти. На внутрішніх стінках пробірки утворюється тонкий блискучий шар срібла. Реакцію називають реакцією «срібного дзеркала», вона є якісною на альдегідну групу в молекулі органічної сполуки.

Напишіть рівняння реакції.

СH₂OH-(CHOH)₄-COH + Ag₂O -> СH₂OH-(CHOH)₄-COOH + 2Ag↓

глюконова кислота

Вправа 4. У двох пробірках без написів є розчини глюкози та гліцеролу. Складіть план розпізнавання цих двох речовин.

ПЛАН

1. Добутьте осад купрум (ІІ) гідроксид реакцією обміну.

2. Насипте щойно добутий осад у дві пробірки.

3. До вмісту першої пробірки долийте розчин глюкози, а до вмісту другої - гліцеролу, перемішайте вміст пробірок.

4. Нагрійте дві пробірки.

5. Зробіть висновки.

Напишіть рівняння реакцій.

C₃H₈O₃ + Cu(OH)₂ -> C₃H₆O₃Cu + 2H₂O

яскраво-синє забарвлення розчину

C₆H₁₂O₆ + 2Cu(OH)₂ -> C₆H₁₂O₇ + 2H₂O + Cu₂O↓

осад червоно-коричневого кольору

Вправа 5. Обчисліть, який об’єм карбон (ІV) оксиду (н.у.) виділиться внаслідок спиртового бродіння глюкози кількістю речовини 0,7 моль.

Відомо: γ(C₆H₁₂O₆)=0,7 моль

Знайти: V(CO₂)-?

Розв'язування

І спосіб

Записуємо рівняння реакції:

0,7 моль х л

С₆H₁₂O₆ -> 2C₂H₅OH + 2CO₂↑

1 моль 44,8 л

За н.у. 1 моль газу займає 22,4 л, а 2 моль займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 л

х=V(CO₂)=0,7 моль • 44,8 л/моль : 1 моль=31,36 л

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: С₆H₁₂O₆ ->2C₂H₅OH+2CO₂↑

За рівнянням реакції γ(C₆H₁₂O₆):γ(CO₂)=1:2, тому

γ(CO₂)=2•γ(C₆H₁₂O₆)=2•0,7 моль=1,4 моль

V(CO₂)=γ(CO₂)•V_M=1,4 моль•22,4 л/моль=31,36 л

Відповідь: 31,36 л CO₂

Вправа 6. Під час гідрування глюкози утворився шестиатомний спирт масою 72,8 г. Обчисліть масу глюкози та об’єм водню (н.у.), що вступили в реакцію.

Відомо: m(C₆H₁₄O₆)=72,8 г

Знайти: m(C₆H₁₂O₆)-?, V(H₂)-?

Розв'язування

І спосіб

Записуємо рівняння реакції:

х г у л 72,8 г

С₆H₁₂O₆ + H₂ -> С₆H₁₄O₆

180 г 22,4 л 182 г

M(С₆H₁₂O₆)=180 г/моль, маса 1 моль=180 г

M(С₆H₁₄O₆)=182 г/моль, маса 1 моль=182 г

х=m(C₆H₁₂O₆)=180 г • 72,8 г : 182 г=72 г

у=V(H₂)=22,4 л • 72,8 г : 182 г=8,96 л

ІІ спосіб

M(С₆H₁₄O₆)=182 г/моль

γ(C₆H₁₄О₆)=m(C₆H₁₄О₆):M(C₆H₁₄О₆)=72,8 г : 182 г/моль=0,4 моль

Записуємо рівняння реакції: С₆H₁₂O₆ + H₂ -> С₆H₁₄O₆

За рівнянням γ(C₆H₁₂О₆):γ((H₂):γ(C₆H₁₄О₆)=1:1:1, кількості речовини однакові, тому

γ(C₆H₁₂О₆)=γ(H₂)=γ(C₆H₁₄О₆)=0,4 моль

M(С₆H₁₂O₆)=180 г/моль

m(C₆H₁₂О₆)=γ(C₆H₄O₆)•M(C₆H₁₂O₆)=0,4 моль•180 г/моль=72 г

V(H₂)=γ(H₂)•V_M=0,4 моль•22,4 л/моль=8,96 л

Відповідь: 72 г C₆H₁₂O₆і 8,96 л H₂

Вправа 7. Поясніть, як за допомогою якісних реакцій розпізнати розчини глюкози та сахарози. Розпізнати глюкозу можна за допомогою якісних реакцій на альдегіди — взаємодією з амоніачним розчином аргентум (І) оксиду та свіжоодержаним купрум (ІІ) гідроксидом.

У молекулі сахарози містяться кілька гідроксильних груп, а альдегідної групи немає.

Складіть план дослідження та зробіть відповідні висновки.

ПЛАН №1 взаємодія з амоніачним розчином аргентум (I) оксиду:

1. Приготуйте суміш амоніачного розчину аргентум (I) оксиду.

2. У одну пробірку, з отриманою сумішшю, долийте розчин глюкози, а в другу - сахарози.

3. Нагрійте дві пробірки в склянці з гарячою водою.

4. Зробіть відповідні висновки.

Як альдегід, глюкоза взаємодіє з амоніачним розчином аргентум (I) оксиду з появою на внутрішніх стінках пробірки тонкого блискучого шару срібла.

Напишіть рівняння реакцій:

СН₂ОН—(СНОН)₄—СОН + Ag₂O -> СН₂ОН—(СНОН)₄—СОOН + 2Ag↓

ПЛАН №2 взаємодія зі свіжоодержаним купрум (II) гідроксидом:

1. Добутьте осад купрум (ІІ) гідроксид реакцією обміну.

2. Насипте щойно добутий осад у дві пробірки.

3. До вмісту першої пробірки долийте розчин глюкози, а до вмісту другої - сахарози, перемішайте вміст пробірок.

4. Нагрійте дві пробірки.

5. Зробіть відповідні висновки.

І глюкоза, і сахароха взаємодіють з свіжедобутим осадом, подібно до багатоатомних спиртів - з утворенням розчину яскраво-синього кольору, проте при подальшому нагріванні утворених розчинів тільки за наявності глюкози, подібно до альдегідів, випадає жовтий осад купрум (І) гідроксиду. Ця сполука нестійка, вона одразу ж перетворюється на червоно-коричневий осад купрум (І) оксиду й воду.

Напишіть рівняння реакцій:

C₆H₁₂O₆ + 2Cu(OH)₂ -> C₆H₁₂O₇ + Cu₂O↓ + 2H₂O

осад червоно-коричневого кольору

Вправа 8. Складіть рівняння реакцій за схемою: етен → етин → етаналь → карбон (ІV) оксид → глюкоза → молочна кислота. Глюкоза → етанол.

1) C₂H₄ → C₂H₂ + H₂↑

2) C₂H₂ + H₂O → CH₃CHO

3) 2CH₃CHO + 5O₂ → 4CO₂↑ + 4H₂O

4) 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂↑

5) C₆H₁₂O₆ → 2CH₃—CH—COOH (молочна кислота)

│

ОН

6) C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂↑

Вправа 9. У цукровій тростині масова частка сахарози становить у середньому 20%. Обчисліть, яку масу фруктози можна добути з цукрової тростини масою 25 т.

Відомо: m(тростина)=25 т, ω(C₁₂H₂₂O₁₁)=20%

Знайти: m(C₆H₁₂O₆)-?

Розв'язування

І спосіб

m(C₁₂H₂₂O₁₁)=(ω(C₁₂H₂₂O₁₁)•m(тростини)):100%=20%•25 т:100%=5000 кг