Номер 776, страница 180 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

776. Выберите вещества, которые подвергаются гидролизу. Составьте уравнения реакций:

а) Графическая структура циклического моносахарида (глюкоза). Молекулярная формула: $C_6H_{12}O_6$;

б) Графическая структура дисахарида (мальтоза/целлобиоза). Молекулярная формула: $C_{12}H_{22}O_{11}$;

в) $C_{12}H_{22}O_{11}$ — сахароза;

г) $(C_6H_{10}O_5)_n$ — целлюлоза;

д) Графическая структура ациклического моносахарида (глюкоза). Молекулярная формула: $C_6H_{12}O_6$;

е) Графическая структура повторяющегося звена полимера (нитроцеллюлоза). Молекулярная формула повторяющегося звена: $C_6H_7O_2(ONO_2)_3$;

ж) Графическая структура сложного эфира (фенилацетат). Молекулярная формула: $C_8H_8O_2$;

з) фруктоза.

Гидролиз — это реакция обменного разложения вещества с водой. В данном перечне гидролизу подвергаются сложные углеводы (ди- и полисахариды) и сложные эфиры. Они распадаются на более простые составные части. Моносахариды (вещества а, д, з) являются простейшими углеводами и дальнейшему гидролизу не подвергаются.

Вещества, которые подвергаются гидролизу: б), в), г), е), ж).

б) Представленное вещество — дисахарид мальтоза. При гидролизе в присутствии кислоты или ферментов гликозидная связь, соединяющая два остатка глюкозы, разрывается. Продуктом реакции являются две молекулы глюкозы.

Уравнение реакции в общем виде: $$ C_{12}H_{22}O_{11} \text{ (мальтоза)} + H_2O \xrightarrow{H^+, t^\circ} 2C_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} $$

Ответ: Мальтоза (б) подвергается гидролизу, в результате чего образуются две молекулы глюкозы.

в) Сахароза ($C_{12}H_{22}O_{11}$) — это дисахарид, который при гидролизе распадается на составляющие его моносахариды: глюкозу и фруктозу.

Уравнение реакции: $$ C_{12}H_{22}O_{11} \text{ (сахароза)} + H_2O \xrightarrow{H^+, t^\circ} C_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} + C_6H_{12}O_6 \text{ (фруктоза)} $$

Ответ: Сахароза (в) подвергается гидролизу с образованием молекулы глюкозы и молекулы фруктозы.

г) Целлюлоза ($(C_6H_{10}O_5)_n$) — полисахарид, состоящий из множества остатков глюкозы. Полный гидролиз целлюлозы (например, при кипячении с разбавленной серной кислотой) приводит к разрыву всех гликозидных связей и образованию глюкозы.

Уравнение реакции: $$ (C_6H_{10}O_5)_n \text{ (целлюлоза)} + nH_2O \xrightarrow{H_2SO_4, t^\circ} nC_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} $$

Ответ: Целлюлоза (г) подвергается гидролизу, продуктом которого является глюкоза.

е) Представленное вещество — нитрат целлюлозы (нитроцеллюлоза), являющийся сложным эфиром целлюлозы и азотной кислоты. При гидролизе происходит разрыв как сложноэфирных связей, так и гликозидных связей в цепи полимера. Конечными продуктами являются глюкоза и азотная кислота.

Суммарное уравнение реакции для показанного мононитрата целлюлозы (формула мономерного звена $C_6H_9NO_7$): $$ (C_6H_9NO_7)_n \text{ (нитроцеллюлоза)} + 2nH_2O \xrightarrow{H^+} nC_6H_{12}O_6 \text{ (глюкоза)} + nHNO_3 \text{ (азотная кислота)} $$

Ответ: Нитрат целлюлозы (е) подвергается гидролизу с образованием глюкозы и азотной кислоты.

ж) Представленное вещество — фенилацетат, сложный эфир уксусной кислоты и фенола. Сложные эфиры гидролизуются (омыляются) при взаимодействии с водой в кислой или щелочной среде. В результате кислотного гидролиза образуются исходная кислота и спирт (в данном случае фенол).

Уравнение реакции: $$ CH_3COOC_6H_5 \text{ (фенилацетат)} + H_2O \rightleftharpoons[H^+] CH_3COOH \text{ (уксусная кислота)} + C_6H_5OH \text{ (фенол)} $$

Ответ: Фенилацетат (ж) подвергается гидролизу с образованием уксусной кислоты и фенола.