Номер 7, страница 232 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

7. Соединение A имеет сладкий вкус, хорошо растворимо в воде и содержится в сахарном тростнике. При гидролизе A образуются вещества B и C, имеющие одинаковую относительную молекулярную массу. Вещество B даёт красный осадок при нагревании с гидроксидом меди(II). Под действием фермента молочнокислых бактерий вещество B образует соединение D с двойственной химической функцией, накапливающееся при скисании молока. Приведите возможные формулы веществ A, B и D и уравнения реакций.

Решение

1. Определение вещества А.

Вещество А имеет сладкий вкус, хорошо растворимо в воде и содержится в сахарном тростнике. Эти свойства характерны для сахарозы (тростникового сахара). Сахароза является дисахаридом. Ее химическая формула - $C_{12}H_{22}O_{11}$.

2. Гидролиз вещества А и определение веществ В и С.

При гидролизе дисахарида А (сахарозы) образуются два моносахарида с одинаковой относительной молекулярной массой. Это глюкоза и фруктоза, оба имеют формулу $C_6H_{12}O_6$ и молярную массу 180 г/моль.

Уравнение реакции гидролиза сахарозы (А):

$C_{12}H_{22}O_{11} \text{ (сахароза)} + H_2O \xrightarrow{H^+} C_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (фруктоза)}$

Следовательно, вещества B и C — это глюкоза и фруктоза.

3. Определение вещества B.

Вещество B даёт красный осадок при нагревании с гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$). Эта реакция является качественной на альдегидную группу. Красный осадок — это оксид меди(I) ($Cu_2O$).

Глюкоза является альдогексозой (содержит альдегидную группу), а фруктоза — кетогексозой (содержит кетонную группу). Альдегидная группа глюкозы легко окисляется, давая положительную реакцию с $Cu(OH)_2$. Таким образом, вещество B — это глюкоза.

Уравнение реакции окисления глюкозы (B) гидроксидом меди(II):

$CH_2OH(CHOH)_4CHO \text{ (глюкоза)} + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH(CHOH)_4COOH \text{ (глюконовая кислота)} + Cu_2O\downarrow \text{ (красный осадок)} + 2H_2O$

4. Определение вещества D.

Вещество B (глюкоза) под действием ферментов молочнокислых бактерий образует соединение D, которое накапливается при скисании молока. Этот процесс называется молочнокислым брожением. Продуктом молочнокислого брожения глюкозы является молочная кислота (2-гидроксипропановая кислота).

Молочная кислота ($CH_3-CH(OH)-COOH$) имеет двойственную химическую функцию, так как в её молекуле содержатся две функциональные группы: гидроксильная (-OH) и карбоксильная (-COOH).

Уравнение реакции молочнокислого брожения глюкозы (B):

$C_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} \xrightarrow{ферменты} 2CH_3CH(OH)COOH \text{ (молочная кислота)}$

Следовательно, вещество D — это молочная кислота.

Ответ:

Формулы веществ:

• Вещество А — сахароза, формула: $C_{12}H_{22}O_{11}$
• Вещество В — глюкоза, формула: $C_6H_{12}O_6$ (структурная формула в линейной форме: $CH_2OH-(CHOH)_4-CHO$)
• Вещество D — молочная кислота, формула: $C_3H_6O_3$ (структурная формула: $CH_3-CH(OH)-COOH$)

Уравнения реакций:

1. Гидролиз сахарозы: $C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{H^+} C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6$
2. Окисление глюкозы гидроксидом меди(II): $CH_2OH(CHOH)_4CHO + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH(CHOH)_4COOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O$
3. Молочнокислое брожение глюкозы: $C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{ферменты} 2CH_3CH(OH)COOH$