Номер 2, страница 242 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2. При обработке целлюлозы азотной кислотой в присутствии серной кислоты образуется тринитрат целлюлозы. Напишите уравнение протекающей при этом химической реакции.

$[C_6H_7O_2(OH)_3]_n + 3n HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} [C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n + 3n H_2O$

Решение

Целлюлоза представляет собой полисахарид, макромолекулы которого состоят из остатков глюкозы. Формулу элементарного звена целлюлозы можно представить как $C_6H_{10}O_5$ или, для наглядности реакции, как $[C_6H_7O_2(OH)_3]_n$, где подчеркивается наличие трех гидроксильных групп ($-OH$) в каждом звене.

Реакция целлюлозы с азотной кислотой ($HNO_3$) в присутствии серной кислоты ($H_2SO_4$) является реакцией этерификации (образования сложных эфиров). В данном случае образуется сложный эфир целлюлозы и азотной кислоты. Серная кислота выполняет роль катализатора и водоотнимающего средства, что способствует смещению равновесия реакции вправо, в сторону образования продуктов.

При образовании тринитрата целлюлозы все три свободные гидроксильные группы каждого элементарного звена полимера реагируют с тремя молекулами азотной кислоты. В результате этого водород в гидроксильных группах замещается на нитрогруппу ($-NO_2$), образуя нитроэфир. Побочным продуктом реакции является вода.

Уравнение химической реакции получения тринитрата целлюлозы:

$[C_6H_7O_2(OH)_3]_n + 3n HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} [C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n + 3n H_2O$

Исходные вещества: целлюлоза и азотная кислота.

Продукты реакции: тринитрат целлюлозы (пироксилин) и вода.

Ответ: $[C_6H_7O_2(OH)_3]_n + 3n HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} [C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n + 3n H_2O$