Решебник по химии 10 класс Габриелян | Страница 93

Примените свои знания

4. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) крахмал → глюкоза → сорбит

б) глюкоза → глюконовая кислота → глюконат кальция

в) глюкоза → этиловый спирт → этиловый эфир уксусной кислоты

а) Крахмал гидролизуется до глюкозы, затем глюкоза восстанавливается до сорбита:

(C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O → nC₆H₁₂O₆ (в присутствии ферментов или кислот)

C₆H₁₂O₆ + H₂ → C₆H₁₄O₆ (в присутствии катализатора, образование сорбита)

б) Глюкоза окисляется до глюконовой кислоты, затем взаимодействует с кальцием:

C₆H₁₂O₆ + [O] → C₆H₁₂O₇ (глюконовая кислота)

2C₆H₁₂O₇ + Ca(OH)₂ → Ca(C₆H₁₁O₇)₂ + 2H₂O (глюконат кальция)

в) Глюкоза сбраживается до этанола, затем этанол этерифицируется:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ (спиртовое брожение, ферментативно)

CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O (в присутствии кислоты)

5. Сравните состав, строение, физические и химические свойства крахмала и целлюлозы.

Состав: Обе имеют одинаковую эмпирическую формулу — (C₆H₁₀O₅)ₙ, но различаются по строению.

Строение: Крахмал состоит из α-глюкозы, молекулы которой соединены гликозидными связями под углом, позволяющим молекуле сворачиваться в спираль.

Целлюлоза состоит из β-глюкозы, молекулы которой вытянуты в линейную цепь с образованием межмолекулярных водородных связей.

Физические свойства: Крахмал — белый порошок, растворяется в горячей воде с образованием клейстера, даёт синее окрашивание с йодом.

Целлюлоза — волокнистое вещество, нерастворимое в воде, не реагирует с йодом.

Химические свойства: Крахмал легче гидролизуется, используется в пищу.

Целлюлоза более устойчива к гидролизу, расщепляется только под действием кислот или ферментов. Используется для производства бумаги и тканей.

6. Рассчитайте объём углекислого газа (при н. у.), который выделяется при спиртовом брожении 200 г 96%-ного раствора глюкозы. Какая масса этилового спирта при этом образуется?

Масса чистой глюкозы:

(200 г × 96%) = 192 г.

Уравнение брожения:

C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂

Молярная масса глюкозы = 180 г/моль

192 г глюкозы = (192 / 180) = 1,067 моль

→ CO₂: 1,067 моль × 22,4 л/моль = 23,9 л (при н. у.)

→ C₂H₅OH: 1,067 моль × 46 г/моль = 49,1 г этанола

7. Целлюлоза используется в пищевой промышленности в качестве добавки, препятствующей слипанию и комкованию порошкообразных продуктов (код Е460). Под действием соляной кислоты в желудке человека примерно 5 % целлюлозы гидролизуется. Какая масса глюкозы получится при гидролизе 8,1 г полисахарида?

5 % от 8,1 г = (8,1 × 0,05) = 0,405 г целлюлозы подвергнется гидролизу.

Реакция:

(C₆H₁₀O₅)ₙ + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

Молярная масса одного звена целлюлозы ≈ 162 г/моль

Молярная масса глюкозы = 180 г/моль

Из 162 г целлюлозы → 180 г глюкозы

Из 0,405 г → (0,405 × 180 / 162) = 0,45 г глюкозы

Стр. 93

Используйте дополнительную информацию

8. Подготовьте сообщение на тему «Развитие сахарного производства в России».

Развитие сахарного производства в России

Сахарное производство в России имеет богатую и интересную историю, берущую начало ещё в XVIII веке. За более чем два столетия отрасль прошла путь от первых кустарных производств до современных высокотехнологичных заводов, играющих важную роль в экономике страны.

Первое упоминание о попытках получения сахара в России относится к 1719 году, когда по указу Петра I в Санкт-Петербурге был открыт первый сахарный завод. Однако настоящий толчок к развитию отрасли дал XIX век, особенно после 1802 года, когда в Тульской губернии по инициативе предпринимателя Якова Синявина был построен первый в стране свеклосахарный завод. Это стало поворотным моментом: вместо импорта тростникового сахара из-за границы Россия начала активно развивать собственное производство сахара из сахарной свёклы, что было гораздо выгоднее в условиях умеренного климата и плодородных почв центральной части страны.

Во второй половине XIX века количество свеклосахарных заводов стремительно увеличивалось. Особенно бурный рост наблюдался в Черноземье, на Украине и в Поволжье. К началу XX века Россия входила в число мировых лидеров по производству сахара, занимая одно из первых мест в Европе. Создание сахарных заводов стимулировало развитие сельского хозяйства, способствовало росту занятости и укреплению внутреннего рынка.

После революции 1917 года и в годы советской власти отрасль была национализирована. Несмотря на экономические трудности и войны, производство сахара продолжало развиваться, особенно в послевоенный период. Были построены крупные сахарные комбинаты, внедрялись новые технологии, совершенствовалась агротехника выращивания сахарной свёклы. К 1980-м годам СССР почти полностью обеспечивал внутренние потребности в сахаре.

С распадом Советского Союза в 1990-е годы отрасль пережила спад: часть заводов была закрыта, нарушились цепочки поставок сырья, снизился урожай. Однако уже в начале 2000-х начался этап восстановления. Благодаря модернизации оборудования, привлечению инвестиций, государственным программам поддержки сельского хозяйства Россия вновь смогла нарастить объёмы производства сахара.

Сегодня сахарная промышленность России — это современный, высокоорганизованный сектор экономики. В стране работает более 70 свеклосахарных заводов, основной урожай сахарной свёклы приходится на Центральный федеральный округ, Поволжье, Южный и Северо-Кавказский федеральные округа. Современные заводы оснащены автоматизированными линиями, применяются методы комплексной переработки сырья с минимальными отходами.

Россия входит в десятку крупнейших мировых производителей сахара, не только обеспечивая собственные потребности, но и экспортируя продукцию за рубеж. Это стало возможным благодаря поддержке государства, развитию науки и технологий в области аграрной химии, генетики сельскохозяйственных культур, а также эффективному менеджменту на предприятиях.

Таким образом, развитие сахарного производства в России — это пример успешной трансформации отрасли, прошедшей путь от ручных технологий до современных инновационных решений, обеспечивающих продовольственную безопасность страны.

Параграф 18. Амины

Стр. 93

Вопрос

1. При изучении бензола вы познакомились с одним из представителей этого класса органических соединений — анилинами, молекула которых состоит из одновалентного фенильного радикала и функциональной группы, характерной для аминов. Вспомните формулу анилина и предложите общую формулу для аминов. Можно ли рассматривать их как продукты замещения атомов водорода в молекуле аммиака углеводородными радикалами?

Анилин — это ароматический амин, его молекула состоит из бензольного кольца (фенильного радикала C₆H₅–) и аминогруппы (–NH₂). Химическая формула анилина: C₆H₅NH₂.

Общая формула аминов может быть представлена как производная аммиака (NH₃), в которой один, два или три атома водорода заменены углеводородными радикалами (алкильными или арильными). Таким образом, общая формула аминов:

• Первичные амины: R–NH₂

• Вторичные амины: R₂NH

• Третичные амины: R₃N

Где R — углеводородный радикал (например, метил, этил, фенил и др.).

Да, амины можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в молекуле аммиака на углеводородные радикалы. Это основа их классификации и химической природы. Анилин как раз является примером первичного ароматического амина, в котором один атом водорода в NH₃ замещён на фенильную группу.