Материал: Сборник задач по дисциплине «Химия воды с основами микробиологии» для практических занятий. Яценко В.Н., Бабкин В.Ф

19. УГЛЕВОДЫ

Углеводы − органические соединения, состав которых обычно выражается общей формулой Сn(Н2О)m (n и m ≥ 4). Углеводы − распространенные химические соединения. Они входят в состав животных и растительных веществ. Так, в организмах человека и животных содержание углеводов достигает 20%. Углеводы необходимы для протекания физиологических процессов в организме.

Они обычно подразделяются на моносахариды, а так же конденсированные ассоциации молекул моносахаридов − олигосахариды и полисахариды. Примеры моносахаридов могут служить: рибоза, глюкоза, фруктоза.

Задачи для самостоятельного решения

1.При спиртовом брожении глюкозы массой 270 г выделился газ − оксид углерода (IV). Необходимо определить объем выделившегося газа (условия нормальные).

2.В результате брожения глюкозы выделилось 276 г этанола. Учитывая, что выход продукта брожения составил 80%, определить массу глюкозы вступивший в процесс брожения.

3.В воздухе объемная доля кислорода составила 21%. Рассчитать объем воздуха необходимого для окисления 45 г исходной глюкозы (условия нормальные).

4.Для получения глюкозы был взят картофель массой 1620 кг.

Вкартофеле содержалось 20% крахмала. Необходимо рассчитать количество образовавшейся глюкозы при условии 75% выхода продукта реакции.

5.Произвели гидролиз древесины массой 810 г до образования глюкозы. В древесине содержалось 50% целлюлозы. Определить количество спирта, полученного при гидролизе. Учесть, что после реакции в растворе содержится 8% воды, причём выход продукта (этанола) составил 70%.

6.Для получения спирта в количестве 115 кг была использована кукуруза. Образующийся спирт имел массовую долю 96%. При

66

данном процессе выход спирта 80%, а крахмала в зернах кукуруза −

70%.

7.В процессе фотосинтеза лист растения, имеющий площадь 1 дм², поглощает CO2 объемом 44,8 м² (условия нормальные). Определить количество глюкозы, образующейся в процессе фотосинтеза.

8.При получении тринитроцеллюлоза, масса которого 990 кг, использовали целлюлозу и азотную кислоту. Плотность азотной кислоты равнялась 1,15 г/мл, массовая доля HNO3 составила 80%. Определить количество целлюлозы и азотной кислоты, пошедших на эту реакцию.

9.После сбраживания глюкозы получен этанол. Образовавшийся спирт окислили до кислоты. Образовавшемуся раствору кислоты прилили избыток KHCO3, в результате чего выделился газ объемом 8,96 л (условия нормальные). Какое количество глюкозы было подвергнуто брожение.

10.Газ, полученный в результате спиртового брожения глюкозы, пропустили через раствор NaOH в количестве 60,2 мл, имеющего плотность 1,33 г/мл. В растворе содержалось 30% гидроксида натрия. Определить количество раствора, в котором было 60% этанола, полученного в результате реакции.

11.К глюкозе, полученной из 8,1 г крахмала (выход продукта 70%), добавили аммиачный раствор окиси серебра. Определить количество образовавшегося в результате реакции серебра.

12.Молочная кислота 81 г, была получена из глюкозы в результате брожения. Необходимо рассчитать количество крахмала, вступившего в реакцию гидролиза с образованием глюкозы. Причём

выход реакции гидролиза крахмала 80%, глюкозы 60%.

13. Взято 1,62 т отходов древесины. Рассчитать количество триацетата полученного при этом. Выход образующегося эфира составил 75%. Количество целлюлозы в древесных отходах 50%.

14. Глюкоза, полученная в результате гидролиза крахмала весом 324 г, подвергнута спиртовому брожению. Причём выход гюкозы

67

составил 80%. Результат брожения составляет 75%. Было получено 600 г спирта. Сколько этанола содержится в образовавшемся растворе?

15.Порцию гюкозы, дающую при сгорании 3 моль углекислого газа, подвергли брожению. Образовавшийся в результате этого этанол с выходом 80% подвергли межмолекулярной дегидратации, при этом получили 11,84 г простого эфира. Вычислить, с каким выходом (%) прошла реакция спиртового брожения.

16.При маслянокислом брожении глюкозы образовалось 8,96 л смеси газообразных веществ (условия нормальные). Какая масса глюкозы была взята для проведения брожения, если известно, что выход реакции брожения составил 55%?

17.Порцию глюкозы разделили на две части: одну из них подвергли маслянокислому брожению, вторую молочнокислому. Массы кислот оказались равными. Известно, что одна из реакций прошла с выходом 75%. Вычислить выход второй реакции.

18.Написать уравнение реакции взаимодействия глюкозы с гидроокисью кальция.

19.Каким методом можно восстановить глюкозу в шестиатомный спирт? Написать уравнение реакции.

20.Выразить уравнением процесс спиртового брожения глюкозы и вычислить, сколько глюкозы расходуется на получение 1 кг спирта.

21.Написать уравнение гидролиза свекловичного сахара и вычислить, сколько глюкозы и фруктозы может быть получено из 1 кг сахара.

22.Написать итоговое уравнение полного гидролиза крахмала и вычислить, сколько глюкозы может быть получено из 1 т картофеля, содержащего 20% крахмала, при выходе 70%.

23.Сколько этилового спирта может быть получено из 1 т пшеницы, содержащей 70% крахмала, если потери в производстве составляют 15%?

68

24.Какое количество древесных отходов, содержащих 50% клетчатки, расходуется на получение 1 т гидролизного спирта (потери в производстве составляют 30%)? Какое количество картофеля, содержащего 20% крахмала, это сэкономит, если при использовании картофеля потери в производстве будут 15%?

25.Какое количество клетчатки и азотной кислоты расходуется на получение 1 т тринитроклетчатки, если потери в производстве составляют 12%?

26.Этерификация клетчатки в ацетилцеллюлозу практически производится не уксусной кислотой, а уксусным ангидридом. Имея это в виду, составить уравнение реакций взаимодействия клетчатки с уксусным ангидридом с образованием диацетилцеллюлозы.

20. ЖИРЫ

Жиры – сплошные эфиры, которые образуются высшими карбоновыми кислотами (в основном стеариновой кислотой C17H35COOH, которая является насыщенной кислотой, пальмитиновой кислотой C15H31COOH и олеиновой кислотой C17H33COOH) и трехатомным спиртом – глицерином. Общее название этих соединений – триглицериды. Образование соединений такого типа можно представить на основе взаимодействия глицерина с стеариновой кислотой по уравнению:

Глицерин Стеариновая кислота Стеариновый триглицерид

Таким образом, реакция идет с отщеплением трех молекул воды от реагирующих веществ (как показано на схеме) и образованием сложного эфира – стеаринового триглицерида.

69

Если же в реакцию с глицерином вступают непредельные кислоты, то получаются жидкие жиры – масла.

Жиры содержатся во всех растениях и животных организмах.

Задачи для самостоятельного решения

1.Приведите уравнение реакции гидролиза жира, протекающего

впищеварительном тракте (в общем виде).

2.Написать пример реакции переработки жидкого жира в твердый.

3.Если жир, имеющий плотность 0,85 г/мл (условия нормальные), растворяет углекислый газ в пропорции 1:1, то каково содержание углекислого газа в образовавшемся растворе в %?

4.Гидролизу подвергается 34,6 г триглицерина, состоящего из глицерина и олеиновой, стеариновой и масляной кислоты. Определить количество карбоната натрия, пошедшего на данную реакцию.

5.В состав растительного жира входит триолеилглицерин, а также 10% примесей, которые не подвергаются гидролизу. Исходное количество жира составляло 150 г. Кислотный гидролиз данного жира произошёл с выходом продукта реакции 75%. Какова масса полученных веществ?

6.Образец жира массой 41,6 г подвергли кислотному гидролизу. Исходное вещество состояло из глицерина, 2 остатков пальметиновой кислоты, а так же остатком олеиновой кислоты. В результате гидролиза получили 3,68 г глицерина. Каков процентный (%) выход данной реакции?

7.Жир состоит из глицерина, двух остатков линолевой кислоты и остатка пальмитиновой кислоты. Масса данного жира равна 299 г. Данный образец подвергли кислотному гидролизу, в результате чего было образовано 245 г смеси кислот. Чему будет равен процентный выход гидролиза?

8.Образец жира подвергли щелочному гидролизу. В результате

реакции образовалось: стеорат калия 48,3 г, олеанта калия 96,0 г. Сколько глицерина получилось в результате этой реакции?

70