Сторінки 196–198

Розв’язання

1. Визначте, що перша склянка (водопровідна) містить іони кальцію та магнію, тому вона є жорсткою.

2. Друга склянка (дистильована) не містить цих іонів, отже вода м'яка.

3. Третя склянка також має осад через додавання солей кальцію.

Розв’язання

1. Слово «гідрофільний» складається з частини «hydro» (вода) та суфікса, що вказує на любов до чогось. Отже, гідрофільна речовина любить воду і добре у неї розчиняється або притягується до неї.

2. Слово «гідрофобний» складається з частини «hydro» (вода) та суфікса, що вказує на страх перед чимось. Отже, гідрофобна речовина боїться води і уникає контакту з нею, не розчиняючись у ній.

Розв’язання

1. Милом є солі вищих карбонових кислот (ВКК) з лужними елементами, такими як натрій або калій (наприклад, $C_{17}{H}_{35}COONa$).

2. Відмінність полягає в тому, що ВКК — це кислоти, які не розчиняються у воді і не мають мийної дії, тоді як солі ВКК (мило) добре розчинні у воді і виявляють мийну дію через утворення міцел.

Розв’язання

1. Типові інгредієнти твердого мила: вода, натрій стеарат (або інші солі ВКК), натрій пальмітат, натрій кокоат, гліцерин, парфуми, барвники.

2. Солями вищих карбонових кислот (ПАР) є натрій стеарат, натрій пальмітат та натрій кокоат; їхня функція — забезпечення мийної дії через утворення міцел і емульгування бруду.

Розв’язання

1. Проаналізуй будову молекули ВКК: вона має великий неполярний ланцюг, який відштовхується від води (гідрофобна властивість).

2. Розглянь будову солі: заміна атома Карбону на метал робить частинку йонною, що дозволяє їй взаємодіяти з молекулами води (гідрофільна властивість).

Розв’язання

1. Слоган «100 % натуральне»: частково коректно, якщо мова йде про вихідну сировину (жири), але процес виробництва та склад містять інші компоненти (вода, луги, консерванти).

2. Слоган «Без хімії»: маніпуляція, оскільки мило — це продукт хімічної реакції (омилення), а будь-яка речовина має хімічну формулу.

3. Слоган «Гіпоалергенне»: частково коректно, якщо продукт тестований на безпеку, але індивідуальна чутливість шкірі неможливо передбачити.

Розв’язання

1. Опис впливу: Зливання мийних засобів у каналізацію призводить до забруднення водойм, оскільки ПАР не розкладаються повністю швидко, а деякі добавки (фосфати) викликають бурхливий ріст водоростей.

2. Складання списку небезпечних компонентів: Фосфати, хлоровані ПАВ, мікропластик та агресивні відбілювачі.

3. Формулювання порад: Обирай засоби з маркуванням «біорозкладні», уникай продуктів із фосфатами та мікропластиковими мікрочастинками, використовуй менші дози засобів.

Розв’язання

1. Визначаємо, що частина молекули аніона ПАР, що містить вуглеводневий ланцюг, є гідрофобною (неполярною) і не може утворювати водневі зв'язки з водою.

2. Частина молекули, що містить карбоксильну групу та атом металу, є полярною (гідрофільною) і добре взаємодіє з молекулами води.

3. Щоб мінімізувати контакт неполярних хвостів із водою, аніони збираються в сферичні частинки — міцели, де всі гідрофобні хвости спрямовані всередину, а гідрофільні головки знаходяться на поверхні.

Розв’язання

1. Визначаємо спільну рису: обидві структури є подвійними шарами (бішаром), де молекули ПАР або фосфоліпідів розташовані так, що неполярні частини спрямовані одна до одної всередину шару.

2. Визначаємо відмінність: у мильній бульбашці внутрішньою частиною є вода (як і зовні), тоді як у клітинній мембрані між двома шарами знаходиться цитоплазма клітини, а не просто вода.

3. Формулюємо висновок: обидві структури базуються на властивості амфіфільних молекул (гідрофобний хвіст всередину, гідрофільна голівка зовні).

Розв’язання

1. За текстом параграфа стеаринова кислота є насиченою ($C_{17}{H}_{35}COOH$), а її температура плавлення становить $70{}^{\circ }\text{С}$.

2. Олеїнова кислота є ненасиченою (містить подвійний зв'язок $C=C$) і має температуру плавлення нижчу за стеаринову (зазвичай близько $13{}^{\circ }\text{С}$, хоча точна цифра не вказана у наданому тексті, але вона є рідиною при кімнатній температурі).

3. Звідси робимо висновок: чим більше подвійних зв'язків (чим менше насиченість), тим нижча температура плавлення та тим рідкісніша речовина при кімнатній температурі.

Розв’язання

1. Розглядаємо олеїнову кислоту: $C{H}_3–(C{H}_2{)}_7–CH=CH–(C{H}_2{)}_7–COOH$. Нумеруємо від карбоксильної групи ($C_1$). Ланцюг складається з 18 атомів Карбону. Подвійний зв'язок знаходиться між $9$-м та $10$-м атомами Карбону (рахуючи від $COOH$).

2. Розглядаємо лінолеву кислоту: $C{H}_3–(C{H}_2{)}_4–CH=CH–C{H}_2–CH=CH–(C{H}_2{)}_7–COOH$. Нумеруємо від $COOH$ ($C_1$). Перший подвійний зв'язок між $9$-м та $10$-м атомами, другий — між $12$-м та $13$-м атомами.

3. Розглядаємо ліноленову кислоту: $C{H}_3–C{H}_2–CH=CH–C{H}_2–CH=CH–C{H}_2–CH=CH–(C{H}_2{)}_7–COOH$. Нумеруємо від $COOH$ ($C_1$). Подвійні зв'язки утворюються між атомами: $(9,10)$, $(12,13)$ та $(15,16)$.

Розв’язання

1. Аналізуємо склад бруду. Бруд — це не однорідна речовина, а суміш органічних та неорганічних частинок (пилю, жир, косметика).

2. Жири та олії, які часто є основним компонентом побутового бруду, мають великий неполярний ланцюг і є гідрофобними.

3. Однак деякі частинки бруду (наприклад, пилю, частинки косметики, мінеральні солі) можуть мати полярні групи або заряд, що робить їх гідрофільними.

Розв’язання

1. Записуємо молекулярне рівняння реакції обміну: $2C_{17}{H}_{35}COOK+CaC{l}_2\to (C_{17}{H}_{35}COO{)}_{2}Ca\downarrow +2KCl$.

2. Перевіряємо розчинність продуктів: калій хлорид ($KCl$) розчинний, а кальцій стеарат ($(C_{17}{H}_{35}COO{)}_{2}Ca$) — нерозчинний (осад).

3. Записуємо йонно-молекулярне рівняння, розкладаючи на іони всі розчинні речовини та залишаючи осад у молекулярному вигляді: $2C_{17}{H}_{35}CO{O}^{-}+2K^{+}+C{a}^{2+}+2C{l}^{-}\to (C_{17}{H}_{35}COO{)}_{2}Ca\downarrow +2K^{+}+2C{l}^{-}$.

4. Скорочуємо спільні іони ($K^{+}$ та $C{l}^{-}$) з обох боків рівняння, отримуючи скорочене йонне рівняння: $2C_{17}{H}_{35}CO{O}^{-}+C{a}^{2+}\to (C_{17}{H}_{35}COO{)}_{2}Ca\downarrow$.