Întrebarea 1. Zaharoză. Structura, proprietățile, producția și aplicarea acesteia.
Răspuns. S-a dovedit experimental că forma moleculară a zaharozei
- C12H22O11. Molecula conține grupări hidroxil și constă din reziduuri interconectate de molecule de glucoză și fructoză.
Proprietăți fizice
Zaharoza pură este o substanță cristalină incoloră, cu gust dulce, foarte solubilă în apă.
Proprietăți chimice:
1. Supus hidrolizei:
C 12 H 22 O 11 + H2O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6
2. Zaharoza este un zahăr nereducător. Nu dă o reacție „oglindă de argint” și interacționează cu hidroxidul de cupru (II) ca alcool polihidroxilic, fără a reduce Cu (II) la Cu (I).
Fiind în natură
Zaharoza face parte din sucul de sfeclă de zahăr (16-20%) și din trestia de zahăr (14-26%). În cantități mici, se găsește împreună cu glucoza în fructele și frunzele multor plante verzi.
Chitanță:
1. Sfecla de zahăr sau trestia de zahăr se transformă în așchii fini și se pune în difuzoare prin care se trece apa fierbinte.
2. Soluția rezultată se tratează cu lapte de var, se formează un zaharat de calciu solubil de alcoolați.
3. Pentru a descompune zaharoza de calciu și a neutraliza excesul de hidroxid de calciu, monoxidul de carbon (IV) este trecut prin soluție:
C 12 H 22 O 11 CaO 2H 2 + CO 2 = C 12 H 22 O 11 + CaCO 3 + 2H 2 O
4. Soluția obținută după precipitarea carbonatului de calciu este filtrată și apoi evaporată în aparat de vid și cristalele de zahăr sunt separate prin centrifugare.
5. Zahărul granulat izolat are de obicei o culoare gălbuie, deoarece conține substanțe colorante. Pentru a le separa, zaharoza este dizolvată în apă și trecută prin cărbune activ.
Aplicație:
Zaharoza este folosită în principal ca produs alimentar și în industria cofetăriei. Prin hidroliza se obtine din ea miere artificiala.
Intrebarea 2. Caracteristici ale plasării electronilor în atomii elementelor de perioade mici și mari. Stările electronilor în atomi.
Răspuns. Un atom este o particulă de materie indivizibilă din punct de vedere chimic, neutră din punct de vedere electric. Un atom este format dintr-un nucleu și electroni care se mișcă pe anumite orbite în jurul lui. Un orbital atomic este regiunea spațiului din jurul nucleului în care este cel mai probabil să se găsească un electron. Orbitalii sunt numiți și nori de electroni. Fiecărui orbital îi corespunde o anumită energie, precum și forma și dimensiunea norului de electroni. Un grup de orbitali pentru care valorile energetice sunt apropiate este atribuit aceluiași nivel de energie. Un nivel de energie nu poate conține mai mult de 2n 2 electroni, unde n este numărul nivelului.
Tipuri de nori de electroni: sferici - electroni s, câte un orbital la fiecare nivel de energie; în formă de gantere - p-electroni, trei orbitali p x, p y, p z; sub formă asemănătoare cu două gantere încrucișate, - d-electroni, cinci orbitali d xy, d xz, d yz, d 2 z, d 2 x - d 2 y.
Distribuția electronilor pe niveluri de energie reflectă configurația electronică a elementului.
Reguli pentru umplerea nivelurilor de energie cu electroni și
subniveluri.
1. Umplerea fiecărui nivel începe cu electroni s, apoi nivelurile de energie p, d și f sunt umplute cu electroni.
2. Numărul de electroni dintr-un atom este egal cu numărul său de serie.
3. Numărul de niveluri de energie corespunde numărului perioadei în care se află elementul.
4. Numărul maxim de electroni din nivelul de energie este determinat de formula
Unde n este numărul nivelului.
5. Numărul total de electroni din orbitalii atomici de același nivel energetic.
De exemplu, aluminiu, sarcina nucleară este +13
Distribuția electronilor pe niveluri de energie - 2,8,3.
Configuratie electronica
13 Al:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 .
În atomii unor elemente se observă fenomenul de alunecare a electronilor.
De exemplu, în crom, electronii sar de la subnivelul 4s la subnivelul 3d:
24 Cr 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3d 5 3d 5 4s 1 .
Electronul trece de la subnivelul 4s la cel 3d, deoarece configurațiile 3d 5 și 3d 10 sunt mai favorabile energetic. Un electron ocupă o poziție în care energia sa este minimă.
Subnivelul f de energie este umplut cu electroni în elementul 57La -71 Lu.
Întrebarea 3. Recunoașteți substanțele KOH, HNO 3, K 2 CO 3.
Răspuns: KOH + fenolftalenă → culoarea purpurie a soluției;
NHO 3 + turnesol → culoarea roșie a soluției,
K 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + H 2 0 + CO 2
Biletul numărul 20
Intrebarea 1 . Relația genetică a compușilor organici de diferite clase.
Răspuns: Schema lanțului de transformări chimice:
C 2 H 2 → C 2 H 4 → C 2 H 6 → C 2 H 5 Cl → C 2 H 5 OH → CH 3 CHO → CH 3 COOH
C 6 H 6 C 2 H 5 OH CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 CH 3 COOC 2 H 5
C6H5CICH3O-C2H5C4H10
C 2 H 2 + H 2 \u003d C 2 H 4,
alchin alchenă
C 2 H 4 + H 2 \u003d C 2 H 6,
alchenă alcan
C 2 H 6 + Cl 2 \u003d C 2 H 5 Cl + HCl,
C 2 H 5 Cl + NaOH \u003d C 2 H 5 OH + NaCl,
alcool cloralcanic
C2H5OH + 1/2O2CH3CHO + H2O,
alcool aldehidă
CH3CHO + 2Cu(OH)2 = CH3COOH + 2CuOH + H2O,
C2H4 + H2OC2H5OH,
alcool alchenic
C 2 H 5 OH + CH 3 OH \u003d CH 3 O-C 2 H 5 + H 2 O,
alcool alcool eter
3C2H2C6H6,
arena alchină
C 6 H 6 + Cl 2 \u003d C 6 H 5 Cl + HCl,
C 6 H 5 Cl + NaOH \u003d C 6 H 5 OH + NaCl,
C6H5OH + 3Br2\u003d C6H2Br3OH + 3HBr;
2С 2 H 5 OH \u003d CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 2H 2 O + H 2,
alcool dienic
CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2 + 2H 2 \u003d C 4 H 10.
dien alcan
Alcanii sunt hidrocarburi cu formula generală C n H 2 n +2 care nu adaugă hidrogen și alte elemente.
Alchenele sunt hidrocarburi cu formula generală C n H 2 n, în moleculele cărora există o dublă legătură între atomi de carbon.
Hidrocarburile diene includ compuși organici cu formula generală C n H 2 n -2, în moleculele cărora există două legături duble.
Hidrocarburile cu formula generală C n H 2 n -2, în moleculele cărora există o legătură triplă, aparțin seriei acetilenei și se numesc alchine.
Compușii de carbon cu hidrogen, în moleculele cărora există un inel benzenic, sunt clasificați ca hidrocarburi aromatice.
Alcoolii sunt derivați de hidrocarburi în care unul sau mai mulți atomi de hidrogen sunt înlocuiți cu grupări hidroxil.
Fenolii includ derivați ai hidrocarburilor aromatice, în moleculele cărora grupările hidroxil sunt legate de inelul benzenic.
Aldehide - substanțe organice care conțin o grupare funcțională - CHO (grupa aldehidă).
Acizii carboxilici sunt substanțe organice ale căror molecule conțin una sau mai multe grupări carboxil legate la un radical de hidrocarbură sau un atom de hidrogen.
Esterii includ substanțe organice care se formează în reacțiile acizilor cu alcoolii și conțin un grup de atomi C (O) -O -C.
Intrebarea 2. Tipuri de rețele cristaline. Caracterizarea substanțelor cu diferite tipuri de rețele cristaline.
Răspuns. Rețeaua cristalină este un spațiu, ordonat prin aranjarea reciprocă a particulelor de materie, care are un motiv neechivoc, de recunoscut.
În funcție de tipul de particule localizate la locurile rețelei, există: rețele ionice (IR), atomice (AKR), moleculare (MKR), metalice (Met. CR), rețele cristaline.
MKR - la noduri există o moleculă. Exemple: gheață, hidrogen sulfurat, amoniac, oxigen, azot în stare solidă. Forțele care acționează între molecule sunt relativ slabe; prin urmare, substanțele au duritate scăzută, puncte de fierbere și de topire scăzute și solubilitate slabă în apă. În condiții normale, acestea sunt gaze sau lichide (azot, peroxid de hidrogen, CO 2 solid). Substanțele cu MCR sunt dielectrice.
ACR - atomi în noduri. Exemple: bor, carbon (diamant), siliciu, germaniu. Atomii sunt legați prin legături covalente puternice, astfel încât substanțele se caracterizează prin puncte ridicate de fierbere și de topire, rezistență și duritate ridicate. Majoritatea acestor substanțe sunt insolubile în apă.
IFR - la locurile de cationi și anioni. Exemple: NaCl, KF, LiBr. Acest tip de rețea este prezent în compușii cu o legătură de tip ionic (metal-nemetal). Substanțele sunt refractare, puțin volatile, relativ puternice, bune conducătoare de curent electric, foarte solubile în apă.
Întâlnit. CR este o rețea de substanțe constând numai din atomi de metal. Exemple: Na, K, Al, Zn, Pb etc. Starea agregată este solidă, insolubilă în apă. Pe lângă metalele alcaline și alcalino-pământoase, conductorii de curent electric, temperaturile de fierbere și de topire variază de la mediu la foarte ridicat.
Întrebarea 3. O sarcină. Pentru a arde 70 g de sulf s-au luat 30 de litri de oxigen. Determinați volumul și cantitatea de dioxid de sulf format.
Dat: Găsiți:
m(S) = 70 d, V(SO2) = ?
V (O 2) \u003d 30 l. v(SO2) = ?
Soluţie:
m=70 G V= 30 l x l
S + O 2 \u003d SO 2.
v: 1 mol 1 mol 1 mol
M: 32 g/mol -- --
V: -- 22,4 L 22,4 L
V(O 2) teor. \u003d 70 * 22,4 / 32 \u003d 49 l (O 2 este puțin disponibil, calcul pentru el).
Deoarece V (SO 2) \u003d V (O 2), atunci V (SO 2) \u003d 30 de litri.
v (SO 2) \u003d 30 / 22,4 \u003d 1,34 mol.
Răspuns. V (SO 2) \u003d 30 l, v \u003d 1,34 mol.
Proprietăți fizice
Zaharoza pură este o substanță cristalină incoloră, cu gust dulce, foarte solubilă în apă.
Proprietăți chimice
Principala proprietate a dizaharidelor, care le deosebește de monozaharide, este capacitatea de a se hidroliza într-un mediu acid (sau sub acțiunea enzimelor din organism):
C 12 H 22 O 11 + H2O> C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6
Zaharoza glucoza fructoza
Glucoza formată în timpul hidrolizei poate fi detectată prin reacția „oglindă de argint” sau prin interacțiunea acesteia cu hidroxidul de cupru (II).
Obținerea zaharozei
Zaharoza C 12 H 22 O 11 (zahărul) se obține în principal din sfeclă de zahăr și trestie de zahăr. În producerea zaharozei nu au loc transformări chimice, deoarece aceasta este deja prezentă în produsele naturale. Este izolat din aceste produse doar cât se poate de pur.
Procesul de izolare a zaharozei din sfecla de zahăr:
Sfecla de zahăr decojită se transformă în așchii subțiri în tăietoare mecanice de sfeclă și se așează în vase speciale - difuzoare prin care trece apa fierbinte. Ca urmare, aproape toată zaharoza este spălată din sfeclă, dar odată cu aceasta trec în soluție diverși acizi, proteine și substanțe colorante, care trebuie separate de zaharoză.
Soluția formată în difuzoare este tratată cu lapte de var.
C 12 H 22 O 11 + Ca(OH) 2 > C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O
Hidroxidul de calciu reactioneaza cu acizii continuti in solutie. Deoarece sărurile de calciu ale majorității acizilor organici sunt puțin solubile, ele precipită. Zaharoza, pe de altă parte, cu hidroxidul de calciu formează o zaharoză solubilă de tip alcoolat - C 12 H 22 O 11 2 CaO H 2 O
3. Pentru a descompune zaharoza de calciu rezultată și a neutraliza excesul de hidroxid de calciu, prin soluția lor se trece monoxid de carbon (IV). Ca urmare, calciul este precipitat sub formă de carbonat:
C 12 H 22 O 11 2CaO H 2 O + 2CO 2 > C 12 H 22 O 11 + 2CaCO 3 v 2H 2 O
4. Soluția obținută după precipitarea carbonatului de calciu este filtrată, apoi evaporată în aparat de vid și cristalele de zahăr sunt separate prin centrifugare.
Cu toate acestea, nu este posibil să izolați tot zahărul din soluție. Rămâne o soluție maro (melasă), care conține până la 50% zaharoză. Melasa este folosită pentru a produce acid citric și alte produse.
5. Zahărul granulat izolat are de obicei o culoare gălbuie, deoarece conține substanțe colorante. Pentru a le separa, zaharoza este redizolvată în apă și soluția rezultată este trecută prin cărbune activ. Apoi soluția este din nou evaporată și supusă cristalizării. (vezi anexa 2)
Aplicarea zaharozei
Zaharoza este folosită în principal ca produs alimentar și în industria cofetăriei. Prin hidroliza se obtine din ea miere artificiala.
Fiind în natură și în corpul uman
Zaharoza este o componentă a sucului de sfeclă de zahăr (16-20%) și a trestiei de zahăr (14-26%). În cantități mici, se găsește împreună cu glucoza în fructele și frunzele multor plante verzi.
Este util să cunoaștem formulele chimice ale substanțelor comune în viața de zi cu zi nu doar ca parte a unui curs de chimie școlar, ci pur și simplu pentru erudiția generală. Aproape toată lumea cunoaște formula pentru apă sau sare de masă, dar puțini pot ajunge imediat la subiect despre alcool, zahăr sau oțet. Să trecem de la simplu la complex.
Care este formula pentru apă?
Acest lichid, datorită căruia a apărut o faună sălbatică uimitoare pe planeta Pământ, este cunoscut și beat de toată lumea. În plus, reprezintă aproximativ 70% din corpul nostru. Apa este cea mai simplă combinație a unui atom de oxigen cu doi atomi de hidrogen.
Formula chimică a apei: H2O
Care este formula pentru sare de masă?
Sarea de masă nu este doar un preparat culinar indispensabil, ci și una dintre componentele principale ale sării de mare, ale cărei rezerve în Oceanul Mondial se ridică la milioane de tone. Formula pentru sare comună este simplă și ușor de reținut: 1 atom de sodiu și 1 atom de clor.
Formula chimică a sării de masă: NaCl
Care este formula pentru zahăr?
Zahărul este o pulbere cristalină albă, fără de care niciun dinte de dulce din lume nu poate trăi o zi. Zahărul este un compus organic complex a cărui formulă este greu de reținut: 12 atomi de carbon, 22 atomi de hidrogen și 11 atomi de oxigen formează o structură dulce și complexă.
Formula chimică a zahărului: C 12 H 22 O 11
Care este formula pentru oțet?
Oțetul este o soluție de acid acetic, care este folosit pentru alimente, precum și pentru curățarea metalelor de pe placă. Molecula de acid acetic are o structură complexă formată din doi atomi de carbon, la unul dintre care sunt atașați trei atomi de hidrogen și la ceilalți doi atomi de oxigen, dintre care unul a luat alt hidrogen.
Formula chimică a acidului acetic: CH 3 COOH
Care este formula alcoolului?
Să începem cu faptul că alcoolurile sunt diferite. Alcoolul care este folosit pentru a face vinuri, vodcă și coniac se numește științific etanol. Pe lângă etanol, există încă o grămadă de alcooli care sunt utilizați în medicină, auto și aviație.
Formula chimică a etanolului: C 2 H 5 OH
Care este formula pentru bicarbonat de sodiu?
Bicarbonatul de sodiu se numește științific bicarbonat de sodiu. Din acest nume, orice chimist începător va înțelege că molecula de sifon conține sodiu, carbon, oxigen și hidrogen.
Formula chimică a bicarbonatului de sodiu: NaHCO3
Astăzi este 24 februarie 2019. Știți ce sărbătoare este astăzi?
Spune Care este formula pentru zahăr, sare, apă, alcool, oțet și alte substanțe prieteni de pe rețelele sociale:
zaharoza C12H22O11, sau sfeclă de zahăr, Trestie de zahăr, în viața de zi cu zi doar zahăr - o dizaharidă din grupul oligozaharidelor, constând din două monozaharide - α-glucoză și β-fructoză.
Proprietățile chimice ale zaharozei
O proprietate chimică importantă a zaharozei este capacitatea de a suferi hidroliză (atunci când este încălzită în prezența ionilor de hidrogen).
Deoarece legătura dintre resturile de monozaharide din zaharoză este formată de ambii hidroxili glicozidici, aceasta nu are proprietăți de restaurareși nu dă o reacție de „oglindă de argint”. Zaharoza păstrează proprietățile alcoolilor polihidroxilici: formează zaharuri solubile în apă cu hidroxizi metalici, în special cu hidroxid de calciu. Această reacție este folosită pentru izolarea și purificarea zaharozei în rafinăriile de zahăr, despre care vom vorbi puțin mai târziu.
Când o soluție apoasă de zaharoză este încălzită în prezența acizilor puternici sau sub acțiunea unei enzime invertazele merge mai departe hidroliză a acestei dizaharide pentru a forma un amestec de cantități egale de glucoză și fructoză. Această reacție este inversul procesului de formare a zaharozei din monozaharide:
Amestecul rezultat se numește zahăr invertit si se foloseste pentru producerea caramelului, indulcirea produselor alimentare, pentru prevenirea cristalizarii zaharozei, obtinerea de miere artificiala, si producerea de alcooli polihidroxici.
Relația cu hidroliza
Hidroliza zaharozei este ușor de urmărit cu un polarimetru, deoarece soluția de zaharoză are rotație pe dreapta, iar amestecul rezultat D- glucoza si D- fructoza are o rotație la stânga, datorită valorii predominante a rotației din stânga a D-fructozei. În consecință, pe măsură ce zaharoza este hidrolizată, unghiul de rotație la dreapta scade treptat, trece prin zero, iar la sfârșitul hidrolizei, o soluție care conține cantități egale de glucoză și fructoză capătă o rotație la stânga stabilă. În acest sens, zaharoza hidrolizată (un amestec de glucoză și fructoză) se numește zahăr invertit, iar procesul de hidroliză în sine se numește inversie (din latinescul inversia - întoarcere, rearanjare).
Structura maltozei și celobiozei. Relația cu hidroliza
Maltoză și amidon. Compoziție, structură și proprietăți. Relația cu hidroliza
Proprietăți fizice
Maltoza este ușor solubilă în apă și are un gust dulce. Greutatea moleculară a maltozei este de 342,32. Punctul de topire al maltozei este 108 (anhidru).
Proprietăți chimice
Maltoza este un zahăr reducător deoarece are o grupă hidroxil hemiacetal nesubstituită.
Prin fierberea maltozei cu acid diluat și prin acțiunea unei enzime maltoză se hidrolizează (se formează două molecule de glucoză C 6 H 12 O 6).
Amidon (C 6 H 10 O 5) n polizaharide ale amilozei și amilopectinei, al căror monomer este alfa-glucoza. Amidonul, sintetizat de diferite plante în cloroplaste, sub acțiunea luminii în timpul fotosintezei, diferă oarecum prin structura boabelor, gradul de polimerizare a moleculelor, structura lanțurilor polimerice și proprietățile fizico-chimice.
Un exemplu al celor mai comune dizaharide din natură (oligozaharide) este zaharoza(zahăr din sfeclă sau trestie de zahăr).
Oligozaharide sunt produșii de condensare a două sau mai multe molecule de monozaharide.
dizaharide - Sunt carbohidrați care, la încălzirea cu apă în prezența acizilor minerali sau sub influența enzimelor, suferă hidroliză, divizându-se în două molecule de monozaharide.
Proprietățile fizice și a fi în natură
1. Este un cristal incolor cu gust dulce, foarte solubil în apă.
2. Punctul de topire al zaharozei este de 160 °C.
3. Când zaharoza topită se solidifică, se formează o masă transparentă amorfă - caramel.
4. Conținut în multe plante: seva de mesteacăn, arțar, morcovi, pepeni, precum și sfeclă de zahăr și trestie de zahăr.
Structură și proprietăți chimice
1. Formula moleculară a zaharozei este C 12 H 22 O 11
2. Zaharoza are o structură mai complexă decât glucoza. Molecula de zaharoză constă din reziduuri de glucoză și fructoză conectate între ele prin interacțiunea hidroxililor hemiacetali. Legătura (1→2)-glicozidică:
3. Prezența grupărilor hidroxil în molecula de zaharoză este ușor de confirmat prin reacția cu hidroxizi metalici.
Dacă se adaugă o soluție de zaharoză la hidroxid de cupru (II), se formează o soluție albastră strălucitoare de zaharoză de cupru (reacție calitativă a alcoolilor polihidroxilici).
Experiment video „Dovada prezenței grupărilor hidroxil în zaharoză”
4. Nu există grupare aldehidă în zaharoză: atunci când este încălzită cu o soluție de amoniac de oxid de argint (I), nu dă „oglindă de argint”, când este încălzită cu hidroxid de cupru (II), nu formează cupru roșu (I). ) oxid.
5. Zaharoza, spre deosebire de glucoză, nu este o aldehidă. Zaharoza, fiind în soluție, nu intră în reacția „oglindă de argint”, deoarece nu se poate transforma într-o formă deschisă care conține o grupare aldehidă. Astfel de dizaharide nu sunt capabile să fie oxidate (adică să fie agenți reducători) și sunt numite nereducătoare zaharuri.
Experiență video „Lipsa capacității de reducere a zaharozei”
6. Zaharoza este cea mai importantă dintre dizaharide.
7. Se obtine din sfecla de zahar (contine pana la 28% zaharoza din substanta uscata) sau din trestie de zahar.
Reacția zaharozei cu apa.
O proprietate chimică importantă a zaharozei este capacitatea de a suferi hidroliză (atunci când este încălzită în prezența ionilor de hidrogen). În acest caz, dintr-o moleculă de zaharoză se formează o moleculă de glucoză și o moleculă de fructoză:
C12H22O11 + H2O t , H 2 ASA DE 4 → C6H12O6 + C6H12O6
Experiență video „Hidroliza acidă a zaharozei”
Printre izomerii zaharozei având formula moleculară C12H22O11 se pot distinge maltoza şi lactoza.
În timpul hidrolizei, diferite dizaharide sunt împărțite în monozaharidele lor constitutive prin ruperea legăturilor dintre ele ( legături glicozidice):
Astfel, reacția de hidroliză a dizaharidelor este inversul procesului de formare a acestora din monozaharide.
Aplicarea zaharozei
· Produs alimentar;
· În industria cofetăriei;
Obținerea mierii artificiale
