Номер 5, страница 243 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

5. Дана схема превращений органических веществ:

$(C_6H_{10}O_5)_n \xrightarrow{H_2O/H_2SO_4, t} A \xrightarrow{\text{спиртовое брожение}} B \xrightarrow{CuO, t} C \xrightarrow{Ag_2O, t} D \xrightarrow{NaHCO_3} E$

Напишите уравнения протекающих реакций.

Решение

Данная схема представляет собой последовательность химических превращений, начиная с полисахарида. Расшифруем вещества и напишем уравнения реакций для каждого этапа.

1. $(C_6H_{10}O_5)_n \xrightarrow{H_2O/H_2SO_4, t} A$

Исходное вещество с общей формулой $(C_6H_{10}O_5)_n$ — это полисахарид (например, крахмал или целлюлоза). При нагревании в присутствии серной кислоты происходит его гидролиз до мономера — глюкозы ($C_6H_{12}O_6$). Таким образом, вещество А — это глюкоза.

$(C_6H_{10}O_5)_n + n H_2O \xrightarrow{H_2SO_4, t} n C_6H_{12}O_6$

Ответ: $(C_6H_{10}O_5)_n + n H_2O \xrightarrow{H_2SO_4, t} n C_6H_{12}O_6$

2. $A \xrightarrow{спиртовое \ брожение} B$

Вещество А (глюкоза) подвергается спиртовому брожению под действием ферментов (например, дрожжевых грибов). В результате этой реакции образуется этиловый спирт (этанол, $C_2H_5OH$) и углекислый газ ($CO_2$). Следовательно, вещество В — это этанол.

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2 C_2H_5OH + 2 CO_2 \uparrow$

Ответ: $C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2 C_2H_5OH + 2 CO_2 \uparrow$

3. $B \xrightarrow{CuO, t} C$

Вещество В (этанол) является первичным спиртом. При его окислении оксидом меди(II) ($CuO$) при нагревании происходит образование альдегида — этаналя (уксусного альдегида, $CH_3CHO$). Значит, вещество С — это этаналь.

$C_2H_5OH + CuO \xrightarrow{t} CH_3CHO + Cu + H_2O$

Ответ: $C_2H_5OH + CuO \xrightarrow{t} CH_3CHO + Cu + H_2O$

4. $C \xrightarrow{Ag_2O, t} D$

Вещество С (этаналь) содержит альдегидную группу, которая окисляется аммиачным раствором оксида серебра ($Ag_2O \cdot nNH_3$, реактив Толленса) при нагревании. Это качественная реакция «серебряного зеркала». Альдегид окисляется до соответствующей карбоновой кислоты — уксусной (этановой) кислоты ($CH_3COOH$). Таким образом, вещество D — это уксусная кислота.

В упрощенном виде реакцию можно записать так:

$CH_3CHO + Ag_2O \xrightarrow{t} CH_3COOH + 2 Ag \downarrow$

Ответ: $CH_3CHO + Ag_2O \xrightarrow{t} CH_3COOH + 2 Ag \downarrow$

5. $D \xrightarrow{NaHCO_3} E$

Вещество D (уксусная кислота) реагирует с гидрокарбонатом натрия ($NaHCO_3$). Уксусная кислота является более сильной, чем угольная, поэтому она вытесняет её из соли. В результате реакции образуется ацетат натрия ($CH_3COONa$), вода и углекислый газ. Вещество Е — это ацетат натрия.

$CH_3COOH + NaHCO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_2 \uparrow$

Ответ: $CH_3COOH + NaHCO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_2 \uparrow$