...

Самостійна робота. Полімерна будова крохмалю й целюлози.

І-ІІ рівні

Завдання 1. Відносна молекулярна маса целюлози дорівнює 388 800. Обчисліть кількість структурних ланок у даному полімері.

Формула целюлози: (- С6Н10О5-)n, де n - ступінь полімеризації.

За умовою задачі  Mr((-C6H10O5-)n)=388 000 і за визначенням

Mr((-C6H10O5-)n)=(6Ar(C)+10Ar(H)+5Ar(O))n=(612+101+516)n = (72+10+80)n =162 n

Прирівняємо ліву і праву частини рівностей, отримаємо:

162 n =388 800, звідси n =388 800:162 = 2400.

Відповідь: у даному полімері 2400 структурних ланок.

Завдання 2. Обчисліть масову частку Карбону у структурній ланці крохмалю.
Формула структурної ланки крохмалю: - С6Н10О5-

Mr(C6H10O5)=6Ar(C)+10Ar(H)+5Ar(O)=612+101+516=72+10+80=162

W=5Ar(С)/Mr(C6H10O5)= 512/162=0,3703,

або, помноживши знайдений результат на 100%, одержимо 37,03 %.

Відповідь: 37,03%.

Завдання 3. Назвіть реакцію, що властива для крохмалю і целюлози і вкажіть умови, за яких вона відбувається.

Гідроліз. Умови: під час нагрівання з розбавленими кислотами.  

ІІІ рівень

Завдання 4. Целюлозу, добуту переробкою льону масою 1600 кг, з масовою часткою целюлози 0,84, повністю піддали гідролізу. Обчисліть масу глюкози, що утворилася.

Відомо: m((льону)=1600 кг=1600000 г, 

W(целюлози)=0,84,

Знайти:  m (глюкози)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Знаходимо масу речовини (целюлози) за формулою:

m(речовини)=m(сполуки)W(речовини) 

m(целюлози)=m(льону)W(целюлози)=1600000 г0,84= 1344000 г.

Записуємо рівняння реакції:

1344000 г                     х г

C6H10O5      +  Н2О C6H12C6 

   162 г                        180 г

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі і знайдені.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.

Прореагувало 1 моль целюлози С6Н10О5 з утворенням 1 моль глюкози С6Н12О6

Обчислюємо молярні маси (г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль

Mr(C6Н10О5)=6Ar(C)+10Ar(Н)+5Ar(О)=612+101+516=72+10+80=162,  

M(C6Н10О5)=162 г /моль. Маса 1 моль=162 г.

Mr(C6Н12О6)=6Ar(C)+12Ar(Н)+6Ar(О)=612+121+616=72+12+96=180,  

M(C6Н12О6)=180 г/моль. Маса 1 моль=180 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію для обчислення маси глюкози і розв'язуємо її.

1344000 г/162 г=х г/180 г, звідси х=1344000 г180 г/162 г=1493333 г= 1493,3 кг

Відповідь: m(С6Н12О6)=1493,3 кг.

ІІ спосіб.

Знаходимо масу речовини (целюлози) за формулою:

m(речовини)=m(сполуки)W(речовини) 

m(целюлози)=m(льону)W(целюлози)=1600000 г0,84= 1344000 г.

Записуємо рівняння реакції:C6H10O52ОC6H12C6     

Обчислюємо молярні маси (г/моль = Mr) речовин.

Mr(C6Н10О5)=6Ar(C)+10Ar(Н)+5Ar(О)=612+101+516=72+10+80=162.  

M(C6Н10О5)=162 г /моль. 

Mr(C6Н12О6)=6Ar(C)+12Ar(Н)+6Ar(О)=612+121+616=72+12+96=180. 

M(C6Н12О6)=180 г /моль.

Обчислюємо кількість речовини целюлози С6Н10О5 масою 1344000 г за формулою y=m/M.

y((С6Н10О5)=1344000 г : 162 г/моль=8296 моль.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 

Прореагувало 1 моль целюлози С6Н10О5 з утворенням 1 моль глюкози С6Н12О6, кількість речовини є однакова, 

тому y(С6Н12О6)=y(С6Н10О5)=8296 моль.

Знаходимо масу глюкози С6Н12О6  кількістю речовини 8296 моль за формулою m=yM.

m(С6Н12О6)=8296 моль 180 г/моль=1493280 г=1493,3 кг.

Відповідь: m(С6Н12О6)=1493,3 кг.

ІV рівень

Завдання 5. Унаслідок спиртового бродіння глюкози, утворився етанол масою 920 кг. Обчисліть, яку масу деревини з масовою часткою целюлози 0,86 треба взяти, щоб отримати таку масу етанолу. Який об'єм карбон (IV) оксиду (н.у.) утвориться, внаслідок реакції?

Відомо: m(C2H5OH)=920 кг=920 000 г, W(С6Н10О5)=0,86.

Знайти: y(С6Н12О6) -? V(CO2)-? m((деревини)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

   x моль            920 000 г       у л

C6H12O6       2C2H5OН      + 2СO2 

   1 моль             92 г            44,8 л

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.

Прореагувало 1 моль глюкози С6Н12О6 з утворенням 2 моль етанолу С2Н5ОН і виділенням 2 моль газу карбон (IV) оксиду СО2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 2 моль - займуть об'єм у два рази більший, тобто 44,8 л)

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) етанолу й, відповідно, масу 2 моль

Mr(C2Н5ОН)=2Ar(C)+6Ar(Н)+Ar(О)=212+61+16=46,  

M(C2Н5ОН)=46 г /моль. Маса 1 моль=46 г, а маса 2 моль=92 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.

Пропорція для обчислення об'єму етанолу.

у л / 44,8 л г= 920 000 г / 92 г, 

звідси у = 920 000 г44,8 л / 92 г= 448000 л.

Пропорція для обчислення кількості речовини глюкози.

х моль/1 моль=920 000 г/92 г,

звідси х=920 000 г1 моль/92 г=10000 моль.

Для знаходження маси целюлози записуємо рівняння реакції:

    х г                         10000 моль

C6H10O5      +  Н2О C6H12C6 

   162 г                       1 моль

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі і знайдені.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.

Прореагувало 1 моль целюлози С6Н10О5 з утворенням 1 моль глюкози С6Н12О6

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) целюлози й, відповідно, масу 1 моль

Mr(C6Н10О5)=6Ar(C)+10Ar(Н)+5Ar(О)=612+101+516=72+10+80=162,  

M(C6Н10О5)=162 г /моль. Маса 1 моль=162 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію для обчислення маси целюлози і розв'язуємо її.

х г/162 г=10000 моль/1 моль, звідси х=10000 моль162 г/1 моль=

=1620000 г

Знаходимо масу сполуки (деревини) за формулою:

m(сполуки)=m(речовини)/W(речовини)

m(деревини)=m(С6Н10О5)/W(С6Н10О5)=1620000 г/0,86=1883721 г=

= 1883,721 кг.

Відповідь: m(деревини)=1883,721 кг; V(CO2)=448000 л.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції:  C6H12O62C2H5OН+2СO2     

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) етилового спирту.

Mr(C2Н5ОН)=2Ar(C)+6Ar(Н)+Ar(О)=212+61+16=46,  

M(C2Н5ОН)=46 г /моль.

Обчислюємо кількість речовини етилового спирту С2Н5ОН масою 920000 г за формулою y=m/M.

y((C2Н5Он)=920000 г : 46 г/моль=20000 моль.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 

Прореагувало 1 моль глюкози С6Н12О6 з утворенням 2 моль етанолу С2Н5ОН і виділенням 2 моль газу карбон (IV) оксиду СО2 , кількість речовини глюкози є у 2 рази менше, ніж етанолу, тому

y(С6Н12О6)=y2Н5ОН):2= 20000 моль:2= 10000 моль, а кількість речовини етанолу і карбон (IV) оксиду СО2 є однакова,  тому y(СО2)=y2Н5ОН)=20000 моль.

Знаходимо об'єм карбон (IV) оксиду кількістю речовини 20000 моль за формулою V=y•Vм, де Vм - постійна величина і рівна 22,4 л/моль за н.у.

V (СО2)=20000 моль 22,4 л/моль=448000 л.

Для знаходження маси целюлози записуємо рівняння реакції:

C6H10O52ОC6H12C6

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 

Прореагувало 1 моль целюлози С6Н10О5 з утворенням 1 моль глюкози С6Н12О6, кількості речовин однакові,

тому  y(С6Н10О5)= y6Н12О6)=10000 моль

Обчислюємо молярну масу (г/моль = Mr) целюлози

Mr(C6Н10О5)=6Ar(C)+10Ar(Н)+5Ar(О)=612+101+516=72+10+80=162.  

M(C6Н10О5)=162 г /моль.

Знаходимо масу целюлози  кількістю речовини 10000 моль за формулою m=yM.

m(С6Н10О5)=10000 моль 162 г/моль=1620000 г.

Знаходимо масу сполуки (деревини) за формулою:

m(сполуки)=m(речовини)/W(речовини)

m(деревини)=m(С6Н10О5)/W(С6Н10О5)=1620000 г/0,86=1883721 г=

= 1883,721 кг.

Відповідь: m(деревини)=1883,721 кг; V(CO2)=448000 л.

 

 

 

...