Сторінка 215

Розв’язання

1. Сформулюйте визначення з підручника: це органічні сполуки, що містять групи –OH та карбонільну групу (або атом вуглецю, зв'язаний з двома киснями), мають формулу $C_n(H_{2}O{)}_m$.

2. Знайдіть у джерелах визначення: зазвичай додають, що це основне джерело енергії для живих організмів і поділяються на прості (цукри) та складні (крохмаль, целюлоза).

3. Порівняйте: у підручнику акцент на ролі в природі та будові молекул, у інших джерелах часто додають класифікацію за кількістю залишків моносахаридів.

Розв’язання

1. Розглянемо $C_3{H}_{8}O$: тут $2\times 1=2$, а водню 8, співвідношення не дотримане — це не вуглевод (це спирт).

2. Розглянемо $C_5{H}_{10}{O}_5$: тут $n=5$, $m=5$, водню $10=2\times 5$ — це пентоза, вуглевод.

3. Розглянемо $C_{12}{H}_{26}{O}_2$: тут $2\times 2=4$, а водню 26 — не підходить.

4. Розглянемо $C_{12}{H}_{22}{O}_{11}$: тут $n=11$, $m=11$, водню $22=2\times 11$ — це сахароза, вуглевод.

5. Розглянемо $C_6{H}_{12}O$: тут $n=1$, $m=1$, але кисню всього 1 атом, тоді як у воді їх 2 — це не вуглевод (це альдегід або кетон).

Розв’язання

1. Перше перетворення — бродіння глюкози за участю дріжджів: $C_6{H}_{12}{O}_6\to 2C_2{H}_{5}OH+2C{O}_2\uparrow$. Отже, $X$ може бути сумішшю етанолу та вуглекислого газу, або ми беремо $C{O}_2$ як проміжний продукт для наступної реакції. Але якщо $X$ — одна речовина, то це складніше. Можливо, мається на увазі окиснення глюкози до оцтової кислоти ($C{H}_{3}COOH$), яка потім реагує з $Ca(OH{)}_2$: $2C{H}_{3}COOH+Ca(OH{)}_2\to (C{H}_{3}COO{)}_{2}Ca+2H_{2}O$, але це сіль, а не $CaC{O}_3$. Тому логічніше взяти $X$ як вуглекислий газ ($C{O}_2$), який виділяється при бродінні.

2. Друге перетворення — реакція вуглекислого газу з розчином гідроксиду кальцію (вапняна вода): $Ca(OH{)}_2+C{O}_2\to CaC{O}_3\downarrow +H_{2}O$.

Розв’язання

1. Запишемо дані: маса розчину $m(\text{розчин})=1\text{кг}=1000\text{г}$; масова частка глюкози $\omega =5\%=0,05$.

2. Обчислимо масу глюкози за формулою: $m(\text{глюкози})=m(\text{розчин})\cdot \omega =1000\text{г}\cdot 0,05=50\text{г}$.

Розв’язання

1. Запишемо рівняння фотосинтезу: $6{\text{CO}}_2+6{\text{H}}_2\text{O}\stackrel{\text{світло}}{\to }{\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6+6{\text{O}}_2$.

2. Знайдемо масу $6\text{моль}$ ${\text{CO}}_2$: $6\cdot 44\text{г/моль}=264\text{г}$. Масу глюкози ($1\text{моль}$): $180\text{г}$.

3. Складемо пропорцію: якщо з $264\text{г}$ ${\text{CO}}_2$ утворюється $180\text{г}$ глюкози, то з $55\text{г}$ ${\text{CO}}_2$ утвориться $x$ г глюкози.
   $x=\frac{55\cdot 180}{264}=\frac{9900}{264}\approx 37,5\text{г}$.

Розв’язання

1. Переведемо масу ${\text{CO}}_2$ в грамів: $200\text{млрд тонн}=2\cdot 10^{14}\text{кг}=2\cdot 10^{17}\text{г}$.

2. Знайдемо кількість молей ${\text{CO}}_2$: $n({\text{CO}}_2)=\frac{2\cdot 10^{17}\text{г}}{44\text{г/моль}}\approx 4,545\cdot 10^{15}\text{моль}$.

3. За рівнянням реакції ($6{\text{CO}}_2\to 6{\text{O}}_2$) кількість молей кисню дорівнює кількості молей ${\text{CO}}_2$: $n({\text{O}}_2)=n({\text{CO}}_2)$.

4. Обчислимо об'єм кисню: $V({\text{O}}_2)=4,545\cdot 10^{15}\text{моль}\cdot 22,4\text{л/моль}\approx 1,018\cdot 10^{17}\text{л}$. Переведемо в кубічні кілометри: $1,018\cdot 10^{17}\text{л}=1,018\cdot 10^8{\text{км}}^3$.

5. Обчислимо масу глюкози ($n(\text{глюкози})=\frac{1}{6}n({\text{CO}}_2)$): $m({\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6)=\frac{4,545\cdot 10^{15}}{6}\cdot 180\text{г}\approx 1,36\cdot 10^{17}\text{г}=136\text{млрд тонн}$.

Розв’язання

1. Визначте джерело кислотності: після вживання їжі мікроорганізми перетворюють залишки вуглеводів на органічні кислоти (наприклад, молочну), що підвищує кислотність середовища.

2. Опишіть дію карбаміду: карбамід є лужною речовиною; при контакті з кислотою відбувається реакція нейтралізації ($\text{кислота}+\text{луг}\to \text{сіль}+\text{вода}$), що повертає pH до норми.

Розв’язання

1. Знайдемо кількість речовини суміші глюкози й фруктози. Оскільки утворюється по одній молекулі кожного моносахариду, а їхні формули однакові (${\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6$), то загальна кількість молей продуктів дорівнює $n_{\text{прод}}=\frac{m_{\text{суміші}}}{M(\text{моносахарид})}=\frac{360\text{г}}{180\text{г/моль}}=2\text{моль}$.

2. Згідно зі стехіометрією реакції ($1:1:1:1$), на утворення $2\text{моль}$ суміші потрібно $2\text{моль}$ сахарози та $2\text{моль}$ води.

3. Обчислимо маси реагентів: $m(\text{сахарози})=2\text{моль}\times 342\text{г/моль}=684\text{г}$; $m(\text{води})=2\text{моль}\times 18\text{г/моль}=36\text{г}$.