Номер 762, страница 175 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

762. Заполните таблицу:

1 Сахароза имеет молекулярную формулу ... и структурную формулу ...

2 При гидролизе сахарозы образуется два моносахарида, названия которых ...

3 Массовая доля углерода в сахарозе равна ...

4 В отличие от глюкозы, сахароза не дает качественные реакции на ... группу, поэтому сахарозу называют ... дисахаридом

5 В молекуле сахарозы имеется ... гидроксильных групп

6 Как и глюкоза, сахароза образует раствор васильково-синего цвета при взаимодействии с ..., но при нагревании этого раствора ...

7 В отличие от глюкозы, сахароза вступает в реакцию ...

1 Сахароза (тростниковый или свекловичный сахар) является дисахаридом. Её молекулярная формула $C_{12}H_{22}O_{11}$. Молекула сахарозы состоит из двух остатков моносахаридов: α-глюкозы и β-фруктозы, которые соединены гликозидной связью через свои аномерные атомы углерода. Эта связь и определяет уникальную структуру сахарозы.

Ответ: $C_{12}H_{22}O_{11}$; структурную формулу, состоящую из остатков α-глюкозы и β-фруктозы.

2 Важнейшим химическим свойством сахарозы, как и всех дисахаридов, является её способность к гидролизу — реакции расщепления молекулы водой в присутствии катализатора (кислоты или фермента инвертазы). В результате гидролиза сахарозы разрывается гликозидная связь и образуются два моносахарида, из которых она состоит.
Уравнение реакции: $C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{H^+, t^{\circ}} C_6H_{12}O_6 (\text{глюкоза}) + C_6H_{12}O_6 (\text{фруктоза})$

Ответ: глюкоза и фруктоза.

3 Для расчета массовой доли углерода в сахарозе необходимо знать её химическую формулу и относительные атомные массы элементов.

Молекулярная формула сахарозы: $C_{12}H_{22}O_{11}$
Относительная атомная масса углерода: $Ar(C) = 12$
Относительная атомная масса водорода: $Ar(H) = 1$
Относительная атомная масса кислорода: $Ar(O) = 16$

$w(C)$ - массовая доля углерода в сахарозе.

1. Находим относительную молекулярную массу сахарозы ($Mr$):
$Mr(C_{12}H_{22}O_{11}) = 12 \cdot Ar(C) + 22 \cdot Ar(H) + 11 \cdot Ar(O) = 12 \cdot 12 + 22 \cdot 1 + 11 \cdot 16 = 144 + 22 + 176 = 342$
2. Рассчитываем массовую долю углерода ($w(C)$) по формуле: $w(C) = \frac{N \cdot Ar(C)}{Mr(\text{вещества})} \cdot 100\%$, где $N$ - число атомов элемента в молекуле.
$w(C) = \frac{12 \cdot 12}{342} \cdot 100\% = \frac{144}{342} \cdot 100\% \approx 42,105\% \approx 42,1\%$

Ответ: 42,1%.

4 Глюкоза относится к восстанавливающим сахарам, так как её циклическая форма в растворе находится в равновесии с открытой (альдегидной) формой. Эта альдегидная группа ($-CHO$) способна окисляться, что проявляется в качественных реакциях, например, с аммиачным раствором оксида серебра или с гидроксидом меди(II) при нагревании. В молекуле сахарозы аномерные гидроксилы остатков глюкозы и фруктозы участвуют в образовании гликозидной связи, поэтому циклы не могут раскрыться с образованием альдегидной группы. Из-за отсутствия этой способности сахарозу называют невосстанавливающим дисахаридом.

Ответ: альдегидную; невосстанавливающим.

5 Молекула сахарозы ($C_{12}H_{22}O_{11}$) образуется при соединении молекулы глюкозы ($C_6H_{12}O_6$, 5 групп $-OH$) и молекулы фруктозы ($C_6H_{12}O_6$, 5 групп $-OH$). При образовании гликозидной связи участвуют по одной гидроксильной группе от каждой молекулы моносахарида. Таким образом, общее число гидроксильных групп в сахарозе составляет $5 + 5 - 2 = 8$. Эти группы обусловливают свойства сахарозы как многоатомного спирта.

Ответ: 8.

6 Подобно глюкозе и другим многоатомным спиртам, сахароза реагирует со свежеосажденным гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$), образуя комплексное соединение — сахарат меди(II) — ярко-синего (василькового) цвета. Это качественная реакция на многоатомные спирты. Однако, в отличие от глюкозы, сахароза является невосстанавливающим сахаром, поэтому при последующем нагревании этого раствора реакция окисления не идет, и красный осадок оксида меди(I) ($Cu_2O$) не выпадает, раствор остается синим.

Ответ: гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$); изменений не происходит.

7 Ключевое отличие дисахаридов от моносахаридов — это способность к гидролизу. Сахароза, будучи дисахаридом, может расщепляться на составляющие её моносахариды (глюкозу и фруктозу) под действием воды в кислой среде или под влиянием ферментов. Глюкоза является моносахаридом, то есть простейшим углеводом, и поэтому дальнейшему гидролизу она не подвергается.

Ответ: гидролиза.