Вправа 233. Чому крохмаль і целюлозу називають природними полімерами? Бо вони синтезуються в рослинах.
Порівняйте склад молекул цих вуглеводів. Це природні полімери, мономерами яких є група атомів С6Н10О5 - залишок молекули глюкози, що мають різну ступінь полімеризації, тобто молекули целюлози набагато довші, ніж крохмалю Крім того, частина молекул крохмалю має розгалужену будову, а молекули целюлози лiнiйнi.
Вправа 234. Як розрізнити порошки крохмалю і целюлози? Перший спосіб. За допомогою якісної реакції на крохмаль. Розчин йоду дає з крохмалем характерне синє забарвлення. Другий спосіб. У гарячій воді крохмаль утворює клейстер, а целюлоза - ні.
Вправа 235. Складіть рівняння реакції:
а) горіння целюлози;
[C6H10O5]n + 6nO2 → 6nCO2 + 5nH2O
б) термічного розкладу целюлози
[C6H10O5]n → 6nC + 5nH2O
Вправа 236. Обчисліть масу крохмалю, що утворився в результаті фотосинтезу, якщо рослини виділили 8 т кисню.
Відомо: m(O2)=8 т=8•106 г. Знайти: m(C6H10O5)n-?
Розв'язування:
І спосіб
Крохмаль утворюється внаслідок фотосинтезу і взаємоперетворення вуглеводів:
6СО2 + 6Н2О -> С6Н12О6 + 6О2;
nC6H12O6 -> (С6Н10О5)n + nH2O.
Сумарне рівняння має вигляд:
х г 8•106 г
6nСО2 + 6nН2О -> (С6Н10О5)n + nH2O + 6nО2;
162n г 192 n г
Над формулами сполук О2 і (С6Н10О5)n записуємо наведену в умові задачі масу кисню (8•106г) і невідому масу крохмалю (х г), а під формулами сполук - маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mrг/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль крохмалю і 6n моль кисню, бо прореагувало 1 моль крохмалю (С6Н10О5)n з утвореннм 6n моль кисню O2.
Mr((-C6H10O5-)n)=(6•Ar(C)+10•Ar(H)+5•Ar(O))•n=(6•12+10•1+5•16)•n=
=(72+10+80)•n =162•n. Маса 1 моль=162n г.
Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32, M(O2)=32 г/моль.
Маса 1 моль=32 г, а маса 6n моль=32 г•16n=192n г.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції утворюється 162n г (C6H10O5)n і 192n г O2,
за умовою задачі - х г (С6Н10С5)n i 8•106 г O2.
162n г / x г = 192n г / 8•106 г
х г • 192n г = 162n г • 8•106 г
х = 162n г • 8•106 г : 192n г
х = 6,75•106 г = 6,75 т.
ІІ спосіб
Обчислюємо кількість речовини кисню масою 8 т за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32, M(O2)=32 г/моль.
n(O2)=m(O2) : M(O2)=8•106 г : 32 г/моль=250•103 моль.
Крохмаль утворюється внаслідок фотосинтезу і взаємоперетворення вуглеводів:
6СО2 + 6Н2О -> С6Н12О6 + 6О2;
nC6H12O6 -> (С6Н10О5)n + nH2O.
Сумарне рівняння має вигляд:
6nСО2 + 6nН2О -> (С6Н10О5)n + nH2O + 6nО2;
Коефіцієнти в рівнянні реакції указують на співвідношення кількості речовини:
n((С6Н10О5)n):n(O2)=1:6n, звідси n((С6Н10О5)n)=n(О2):6n=
=250•103 моль:6n=41666,7:n моль.
Обчислюємо масу крохмалю кількістю речовини (41666,7:n) моль за формулою m=n•M, де M=Mrг/моль.
Mr((-C6H10O5-)n)=(6•Ar(C)+10•Ar(H)+5•Ar(O))•n=(6•12+10•1+5•16)•n=
=(72+10+80)•n =162•n. Маса 1 моль=162n г.
m((-C6H10O5-)n)=n((-C6H10O5-)n)•M((-C6H10O5-)n)=(41666,7:n)•162n г=
=6,75•106 г=6,75 т.
Відповідь: 6,75 т.