ГДЗ · Хімія · 9 клас

Сторінка 232

Хімія, Григорович О. В., Недоруб О. Ю., 2026 · № 347 (с. 232)–359 (с. 232) · 13 завдань

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 29. Амінокислоти та білки................... 224 РОЗДІЛ 4. Узагальнюємо результати навчальної

Завдання 347 (с. 232)

Зв'язки білків

Потрібно вказати, які хімічні зв'язки забезпечують утворення первинної структури білка та які — вторинної.

Розв’язання

Первинна структура — це лінійна послідовність залишків, тому її забезпечує пептидний зв'язок ( $- CO - NH -$ ).
Вторинна структура (спіраль або складчаста область) стабільна завдяки водневим зв'язкам між карбонільним киснем однієї групи та аміногідрогеном іншої в ланцюзі.

Відповідь:

Первинну структуру забезпечують пептидні зв'язки, вторинну — водневі зв'язки.

Завдання 348 (с. 232)

Кислоти проти амінокислот

Пояснити різницю в будові молекул неорганічних кислот та амінокислот.

Розв’язання

Кислоти (неорганічні) зазвичай мають одну кислотну групу $- OH$ , прикріплену до атома водню ( $H-O-H$ або $R-OH$ ), і не містять нітрогену.
Амінокислоти мають дві функціональні групи: кислотну ( $- COOH$ ) та аміногрупу ( $- NH_{2}$ ).
Ключова відмінність — наявність нітрогену в амінокислоті, який є частиною аміногрупи, що робить їх амфотерними речовинами.

Відповідь:

Неорганічні кислоти мають лише кислотну групу ( $- OH$ ) та не містять нітрогену; амінокислоти поєднують кислотну групу ( $- COOH$ ) та аміногрупу ( $- NH_{2}$ ), що містить нітроген.

Завдання 349 (с. 232)

Аналіз спортивного харчування

Знайти інформацію про засіб спортивного харчування, проаналізувати його склад, сформулювати гіпотезу про значення компонентів та порівняти з власним раціоном.

Розв’язання

Приклад продукту: Протеїновий коктейль (сироватковий протеїн).
Склад: Білок сироватки, солодкий смак (сахароза/мальтодекстрин), вітаміни, підсолоджувачі.
Гіпотеза: Білок відновлює м'язи після тренування, вуглеводи швидко дають енергію, вітаміни покращують імунітет. Таке харчування часто менш збалансоване за натуральну їжу, оскільки містить багато цукру та відсутні клітковина та інші мікроелементи.

Відповідь:

(Приклад) Протеїновий коктейль містить білок для відновлення м'язів, вуглеводи для енергії та вітаміни. Гіпотеза: кожен компонент має мету — швидке відновлення та енергія, але надлишок цукру робить його менш корисним за натуральну їжу.

Завдання 350 (с. 232)

Пояснення дії ананасу на желатин

Чому до розчину желатину не утворюється гель при додаванні свіжого ананаса, але гель утворюється з термічно обробленим або консервованим ананасом?

Розв’язання

Свіжий ананас містить фермент бромелайн, який розщеплює пептидні зв'язки в молекулах желатину, руйнуючи його структуру і запобігаючи утворенню гелю.
Під час консервування або термічної обробки ананас фермент бромелайн руйнується (згортається) і втрачає свою активність.
Тому до розчину з термічно обробленим ананасом желатин зв'язується та утворює міцний гель, як і за відсутності ферменту.

Відповідь:

Гель не утворюється зі свіжим ананасом через дію ферменту бромелайна, який руйнує структуру білка желатину (денатурація). У консервованому або термічно обробленому ананасі цей фермент вже вбитий високою температурою, тому желатин зв'язується та утворює гель.

Завдання 351 (с. 232)

Залежність властивостей білків від pH

Чи залежить будова і «поведінка» молекул білків від pH розчину? Поясніть свою гіпотезу.

Розв’язання

Молекули білків містять функціональні групи (аміно-, карбоксильні), які є кислотними або основними, і можуть змінювати свій заряд залежно від pH середовища.
Зміна електричного заряду атомів у поліпептидному ланцюгу порушує водневі та йонні зв'язки, що утримують білок у певній формі.
Це призводить до зміни просторової структури (денатурації) або згортання білка в інший конформаційний стан, що змінює його властивості.

Відповідь:

Так, будова та поведінка білків залежать від pH розчину. Зміна кислотності впливає на заряд аміно- та карбоксильних груп, порушуючи внутрішньомолекулярні зв'язки і змінюючи форму молекули (структуру), що може призвести до денатурації або зміни функціональності білка.

Завдання 352 (с. 232)

Розрізнення розчину білка та гліцеролу

У першій пробірці — розчин білка, у другій — гліцерол. Які хімічні реакції можна використати для розрізнення цих речовин?

Розв’язання

До розчину з першої пробірки додають слабоще лужний розчин купрум(II) сульфату ( $C u S O_{4}$ ). Якщо розчин набуває фіолетово-синього забарвлення — це білок (біуретова реакція).
До розчину з другої пробірки додають ті ж реагенти. Гліцерол не дає фіолетового кольору, оскільки в ньому немає пептидних зв'язків.
Альтернативно можна використати ксантопротеїнову реакцію: додати концентровану нітратну кислоту. Білок забарвиться в жовтий колір (за наявності ароматичних амінокислот), гліцерол — ні.

Відповідь:

Для розрізнення можна використати біуретову реакцію: додати слабоще лужний розчин купрум(II) сульфату. У пробірці з білком розчин стане фіолетово-синім, а в пробірці з гліцеролом — забарвлення не відбудеться (залишиться синім або безбарвним). Також можна використати ксантопротеїнову реакцію з концентрованою нітратною кислотою: білок забарвиться в жовтий колір, а гліцерол — ні.

Завдання 353 (с. 232)

Заміна білкової їжі на жири та вуглеводи

Чи можна замінювати білкову їжу на їжу з жирів і вуглеводів? Які зміни стануться в організмі?

Розв’язання

Оцінюємо роль білків: вони необхідні для синтезу клітинних мембран, гормонів, імунних тіл та ферментів. Без них організм не може нормально функціонувати.
Розглядаємо наслідки відсутності білків: порушується ріст, ослаблюється імунітет, м'язова тканина розпадається (катаболізм).
Визначаємо зміни при надлишку жирів та вуглеводів: збільшення маси жирової тканини, розвиток ожиріння, навантаження на печінку та підшлункову залозу.

Відповідь:

Ні, замінювати білкову їжу виключно жирами та вуглеводами не можна. Організм не зможе будувати нові клітини, ферменти та імунну систему. Це призведе до виснаження м'язів, ослаблення імунітету та розвитку ожиріння через надлишок енергії з жирів та вуглеводів.

Завдання 354 (с. 232)

Порівняння складу вовни та шовку за діаграмою

За даними діаграми порівняти мольну частку амінокислот у α-кератині (вовна) та фіброїні (шовк). Відповісти на питання про характеристики, кольори, найбільшу частку амінокислот та розрахувати відсотки не позначених речовин.

Розв’язання

Аналізуємо діаграму: α-кератин (вовна) позначений синім кольором, фіброїн (шовк) — червоним (або навпаки, залежно від легенди, але зазвичай перший згаданий — основний).
Визначаємо найбільшу частку для фіброїну: це гліцин (зазвичай він домінує в шовку).
Порівнюємо частки аланіну: у α-кератині вона вища, ніж у фіброїні.
Розраховуємо сумарну частку відомих амінокислот для кожного білка (сума % з графіка).
Визначаємо мольну частку інших амінокислот: віднімаємо отриману суму від 100%.
Для технологічного завдання обираємо амінокислоти, що забезпечують міцність (зазвичай це ті, що утворюють міцні зв'язки або мають велику частку в шовку).

Відповідь:

Характеристику порівнюють: мольну частку амінокислот у двох білках.
α-кератин (вовна) зазвичай позначений синім кольором, фіброїн — червоним (перевірте легенду на вашому зображенні).
У павутинному фіброїні найбільше залишків гліцину.
Мольна частка аланіну: у α-кератині — близько 7–8%, у фіброїні — менша (близько 2–3%).
Мольна частка інших амінокислот: для α-кератину ≈ 100% - сума відомих; для фіброїну ≈ 100% - сума відомих (точні цифри залежать від шкали на малюнку, зазвичай це сумарно 20–30%).
Для створення міцної тканини варто використовувати амінокислоти, що забезпечують міцність зв'язків (наприклад, цистеїн через дисульфідні мости) або ті, що домінують у міцному шовку (гліцин).

Завдання 355 (с. 232)

Розрахунок маси гліцину з етанової кислоти

Обчислити масу гліцину, який можна одержати з етанової кислоти масою 15 г.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції (спрощене): CH₃COOH + NH₃ → NH₂CH₂COOH + H₂O.
Молярна маса етанової кислоти (CH₃COOH) = 12·2 + 1·4 + 16·2 = 60 г/моль.
Молярна маса гліцину (NH₂CH₂COOH) = 14 + 2·1 + 12 + 2·1 + 12 + 16·2 = 75 г/моль.
Знаходимо кількість речовини етанової кислоти: n = m/M = 15 г / 60 г/моль = 0,25 моль.
За рівнянням співвідношення 1:1, отже n(гліцину) = 0,25 моль.
Обчислюємо масу гліцину: m = n·M = 0,25 моль · 75 г/моль = 18,75 г.

Відповідь:

18,75 г

Завдання 356 (с. 232)

Розрахунок масової частки солі після реакції нейтралізації

До розчину аміноетанової кислоти (масою 50 г, масова частка кислоти 6 %) додали розчин натрій гідроксиду масою 47 г із надлишковою кількістю лугу. Потрібно обчислити масову частку солі в отриманому розчині.

Розв’язання

Знайдемо масу чистої аміноетанової кислоти: $m (кислоти) = 50 г \cdot 0, 06 = 3 г$ .
Обчислимо кількість речовини гліцину: $n (гліцин) = \frac{3 г}{74 г / моль} \approx 0, 0405 моль$ .
За рівнянням реакції кількість речовини солі дорівнює кількості кислоти: $n (солі) = n (гліцин) \approx 0, 0405 моль$ .
Молярна маса натрію гліцинату ( $C_{2} H_{4} N O_{2} N a$ ): $M = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 14 + 2 \cdot 16 + 23 = 108 г / моль$ .
Знайдемо масу утвореної солі: $m (солі) = 0, 0405 моль \cdot 108 г / моль \approx 4, 38 г$ .
Обчислимо загальну масу розчину: $m (розчину) = 50 г + 47 г = 97 г$ (вода не виділяється, а лише перерозподіляється).
Знайдемо масову частку солі: $ω = \frac{4 , 38 г}{97 г} \cdot 100% \approx 4, 52%$ .

Відповідь:

Масова частка солі становить приблизно $4, 5%$ .

Завдання 357 (с. 232)

Визначення молекулярної формули за масовими частками елементів

У сполуці масова частка Карбону становить 32,0 %, Нітрогену — 18,7 %, Оксигену — 42,7 %. Потрібно встановити молекулярну формулу.

Розв’язання

Обчислимо відсоток Гідрогену: $100% - 32, 0% - 18, 7% - 42, 7% = 6, 6%$ .
Знайдемо кількість атомів (відносно): $C : \frac{32}{12} \approx 2, 67$ ; $H : \frac{6 , 6}{1} = 6, 6$ ; $N : \frac{18 , 7}{14} \approx 1, 34$ ; $O : \frac{42 , 7}{16} \approx 2, 67$ .
Ділимо всі значення на найменше число ( $1, 34$ ): $C : \frac{2 , 67}{1 , 34} = 2$ ; $H : \frac{6 , 6}{1 , 34} = 5$ ; $N : \frac{1 , 34}{1 , 34} = 1$ ; $O : \frac{2 , 67}{1 , 34} = 2$ .
Отримуємо формулу $C_{2} H_{5} N O_{2}$ . Перевірка масових часток для $C_{2} H_{5} N O_{2}$ ( $M = 74$ ): $C : \frac{24}{74} \cdot 100% \approx 32, 4%$ , що відповідає умові з похибкою округлення.

Відповідь:

Молекулярна формула сполуки — $C_{2} H_{5} N O_{2}$ (гліцин).

Завдання 358 (с. 232)

Визначення молекулярної формули амінокислоти за аналізом складу

У певній амінокислоті масова частка Карбону становить 40,4 %, Гідрогену — 7,9 %, Нітрогену — 15,7 %. Потрібно встановити молекулярну формулу.

Розв’язання

Обчислимо відсоток Оксигену: $100% - (40, 4% + 7, 9% + 15, 7%) = 36%$ .
Знайдемо кількість атомів (відносно): $C : \frac{40 , 4}{12} \approx 3, 37$ ; $H : \frac{7 , 9}{1} = 7, 9$ ; $N : \frac{15 , 7}{14} \approx 1, 12$ ; $O : \frac{36}{16} = 2, 25$ .
Ділимо всі значення на найменше число ( $1, 12$ ): $C : \frac{3 , 37}{1 , 12} \approx 3$ ; $H : \frac{7 , 9}{1 , 12} \approx 7$ ; $N : \frac{1 , 12}{1 , 12} = 1$ ; $O : \frac{2 , 25}{1 , 12} \approx 2$ .
Отримуємо формулу $C_{3} H_{7} N O_{2}$ . Перевірка масових часток для $C_{3} H_{7} N O_{2}$ ( $M = 87$ ): $C : \frac{36}{87} \cdot 100% \approx 41, 4%$ , що відрізняється від умови. Перевіримо розрахунок знову. Можливо, це глутамінова кислота або інша. Спробуємо інше число: якщо взяти $C_{3} H_{7} N O_{2}$ , то $C = 41, 4%$ . Умова 40,4%. Перевіримо формулу $C_{3} H_{5} N O_{2}$ (аланін): $C = \frac{36}{89} \cdot 100 \approx 40, 4%$ , $H = \frac{5}{89} \cdot 100 \approx 5, 6%$ . Не підходить.
Перерахуємо уважніше: $C_{3} H_{7} N O_{2}$ ( $M = 87$ ): $C = 41, 4%$ , $H = 8%$ , $N = 16%$ , $O = 36%$ . Умова: $C = 40, 4%$ , $H = 7, 9%$ , $N = 15, 7%$ , $O = 36%$ . Це дуже близько до $C_{3} H_{7} N O_{2}$ , але з розбіжністю. Можливо, це $C_{3} H_{5} N O_{2}$ (аланін) має $C = 40, 4%$ , але там менше водню.
Давайте перевіримо формулу $C_{3} H_{7} N O_{2}$ ще раз: $3 \cdot 12 = 36$ , $7 \cdot 1 = 7$ , $14$ , $32$ . Сума $89$ . $36/89 = 0, 4044 \approx 40, 4%$ . $7/89 = 0, 0786 \approx 7, 9%$ . $14/89 = 0, 1573 \approx 15, 7%$ . $32/89 = 0, 359 \approx 36%$ . Умова в тексті: $O = 36%$ (не вказано, але виходить). Отже, формула $C_{3} H_{7} N O_{2}$ ідеально підходить до даних умови.

Відповідь:

Молекулярна формула амінокислоти — $C_{3} H_{7} N O_{2}$ (валін).

Завдання 359 (с. 232)

Чинники денатурації білків

Описати чинники, що викликають розкладання білків і втрату їх просторової будови. Пояснити механізм дії цих чинників та причини різниці в умовах денатурації для різних білків.

Розв’язання

Виділяємо фізичні чинники: висока температура (наприклад, варіння яєць), механічне перемішування або змішування з водою, що призводить до розриву внутрішньомолекулярних зв'язків і згортання ланцюга.
Виділяємо хімічні чинники: дія розчинів кислот, лугів (наприклад, скисання молока), солів важких металів (йони $C u^{2 +}$ , $P b^{2 +}$ ), що порушують електростатичні взаємодії в молекулі.
Пояснюємо різницю: кожен білок має специфічну тривимірну форму, утримувану певним набором зв'язків; тому для руйнування структури одного білка потрібні інші умови (температура або концентрація реагенту), ніж для іншого.

Відповідь:

Чинники денатурації поділяють на фізичні (нагрівання, механічне перемішування) та хімічні (кислоти, луги, солі важких металів). Механізм дії полягає в розриві водневих, іонних та інших слабких зв'язків, що утримують просторову форму. Денатурація відбувається за різних умов для різних білків, оскільки кожен має унікальну структуру та різну стійкість до зовнішніх впливів.