· Ілля Добрий · ГДЗ · 6 хв. читати

19. Гліцерол (§ 23)

19.1. Запишіть формули.

Молекулярна формула гліцеролу: C3H8O3\mathrm{C_3H_8O_3} (або C3H5(OH)3\mathrm{C_3H_5(OH)_3}).

Розгорнута та скорочена структурні формули гліцеролу:

Скорочена структурна формула: CH2OH−CHOH−CH2OH\mathrm{CH_2OH{-}CHOH{-}CH_2OH}.

Розгорнута структурна формула:

CCCHHHHHOHOHOH

19.2. Схарактеризуйте фізичні властивості гліцеролу.

Гліцерол — безбарвна, сиропоподібна, дуже в’язка рідина без запаху. Має солодкий смак, неотруйний. Добре поглинає водяну пару з повітря (гігроскопічний), необмежено змішується з водою. Має густину 1,26 г/мл1{,}26\text{ г/мл}, температуру плавлення +18,2 ∘C+18{,}2\ ^\circ\mathrm{C} та температуру кипіння +290 ∘C+290\ ^\circ\mathrm{C}.

19.3. Схарактеризуйте хімічні властивості гліцеролу.

а) горіння: після попереднього нагрівання гліцерол горить на повітрі блакитнуватим полум’ям з утворенням вуглекислого газу та води:
2C3H8O3+7O2→t∘6CO2↑+8H2O2\mathrm{C_3H_8O_3} + 7\mathrm{O_2} \xrightarrow{t^\circ} 6\mathrm{CO_2}\uparrow + 8\mathrm{H_2O}

б) якісна реакція: взаємодія зі свіжоодержаним купрум(II) гідроксидом Cu(OH)2\mathrm{Cu(OH)_2}. Блакитний осад купрум(II) гідроксиду розчиняється, і утворюється прозорий темно-синій розчин комплексної сполуки Купруму з гліцеролом (купрум(II) гліцерату):
C3H8O3+Cu(OH)2→сполука темно-синього кольору\mathrm{C_3H_8O_3} + \mathrm{Cu(OH)_2} \rightarrow \text{сполука темно-синього кольору}

19.4. Подивіться демонстрацію якісної реакції на багатоатомні спирти. Опишіть спостереження та зробіть висновки.

Досліди зі спиртамиСпостереження і висновки
1. Кілька крапель гліцеролу помістіть в пробірку і долийте 1–2 мл води. Енергійно струсіть пробірку. Зробіть висновок щодо розчинності гліцеролу у водіСпостереження: після струшування утворюється прозорий однорідний розчин без межі поділу між речовинами.
Висновок: гліцерол необмежено розчиняється у воді завдяки утворенню численних водневих зв’язків між молекулами спирту та води.
2. Добудьте купрум(2+) гідроксид взаємодією розчину купрум(2+) сульфату з лугом. Запишіть рівняння реакціїСпостереження: під час додавання лугу до блакитного розчину солі випадає драглистий осад блакитного кольору.
Рівняння реакції:
CuSO4+2NaOH→Cu(OH)2↓+Na2SO4\mathrm{CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow + Na_2SO_4}
Cu2++2OH−→Cu(OH)2↓\mathrm{Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)_2\downarrow}
3. До осаду, що утворився, додайте невелику кількість розчину гліцеролу і перемішайте суміш. Що відбувається? У який колір забарвлюється розчин?Спостереження: блакитний осад Cu(OH)2\mathrm{Cu(OH)_2} розчиняється. Розчин забарвлюється в характерний прозорий темно-синій колір. Відбувається утворення розчинної комплексної сполуки Купруму з гліцеролом.
4. Виконайте такий самий дослід з етиловим спиртом. Поясніть, чому в цьому разі осад не розчиняєтьсяСпостереження: блакитний осад купрум(II) гідроксиду не зникає і не розчиняється.
Пояснення: етиловий спирт є одноатомним спиртом і містить лише одну групу −OH-\mathrm{OH}, тому він не утворює подібних стійких розчинних сполук з купрум(II) гідроксидом.

Висновок. Сформулюйте ознаку якісної реакції на гліцерол.

Ознакою якісної реакції на гліцерол та багатоатомні спирти є розчинення блакитного осаду купрум(II) гідроксиду й утворення прозорого розчину насиченого темно-синього кольору.

19.5. У складі гальмівної рідини певної марки міститься 35 % (за масою) гліцеролу, густина рідини — 1,07 г/мл. В одну автівку заливають приблизно 1,3 л гальмівної рідини. Обчисліть масу гліцеролу, яку буде витрачено на виготовлення цієї рідини.

Відомо:

  • w(C3H8O3)=35%(0,35)w(\mathrm{C_3H_8O_3}) = 35\% \quad (0{,}35)
  • ρ=1,07 г/мл\rho = 1{,}07\text{ г/мл}
  • V=1,3 л=1300 млV = 1{,}3\text{ л} = 1300\text{ мл}

Обчислити:

  • m(C3H8O3)−?m(\mathrm{C_3H_8O_3}) - ?

Розв’язання:

  1. Знайдемо масу гальмівної рідини:
    m(р-ни)=ρ⋅V=1,07 гмл⋅1300 мл=1391 гm(\text{р-ни}) = \rho \cdot V = 1{,}07\,\dfrac{\text{г}}{\text{мл}} \cdot 1300\text{ мл} = 1391\text{ г}

  2. Обчислимо масу гліцеролу, що міститься в цьому об’ємі рідини:
    m(C3H8O3)=m(р-ни)⋅w(C3H8O3)=1391 г⋅0,35=486,85 гm(\mathrm{C_3H_8O_3}) = m(\text{р-ни}) \cdot w(\mathrm{C_3H_8O_3}) = 1391\text{ г} \cdot 0{,}35 = 486{,}85\text{ г}

Відповідь: m(C3H8O3)=486,85 гm(\mathrm{C_3H_8O_3}) = 486{,}85\text{ г}.

19.6. Обчисліть об’єм кисню (н. у.), що витрачається, та об’єм вуглекислого газу, що утворюється, унаслідок згоряння гліцеролу масою 5 г.

Відомо:

  • m(C3H8O3)=5 гm(\mathrm{C_3H_8O_3}) = 5\text{ г}
  • Vm=22,4 л/мольV_m = 22{,}4\text{ л/моль}

Знайти:

  • V(O2)−?V(\mathrm{O_2}) - ?
  • V(CO2)−?V(\mathrm{CO_2}) - ?

Розв’язання:

  1. Запишемо рівняння реакції горіння гліцеролу:
    2C3H8O3+7O2→t∘6CO2+8H2O2\mathrm{C_3H_8O_3} + 7\mathrm{O_2} \xrightarrow{t^\circ} 6\mathrm{CO_2} + 8\mathrm{H_2O}

  2. Обчислимо молярну масу та кількість речовини гліцеролу:
    M(C3H8O3)=3⋅12+8⋅1+3⋅16=92 г/мольM(\mathrm{C_3H_8O_3}) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 3 \cdot 16 = 92\text{ г/моль}
    n(C3H8O3)=m(C3H8O3)M(C3H8O3)=5 г92 г/моль≈0,0543 мольn(\mathrm{C_3H_8O_3}) = \dfrac{m(\mathrm{C_3H_8O_3})}{M(\mathrm{C_3H_8O_3})} = \dfrac{5\text{ г}}{92\text{ г/моль}} \approx 0{,}0543\text{ моль}

  3. За коефіцієнтами в рівнянні реакції визначимо кількості речовини газів:
    n(O2)=72⋅n(C3H8O3)=3,5⋅0,0543 моль≈0,1901 мольn(\mathrm{O_2}) = \dfrac{7}{2} \cdot n(\mathrm{C_3H_8O_3}) = 3{,}5 \cdot 0{,}0543\text{ моль} \approx 0{,}1901\text{ моль}
    n(CO2)=62⋅n(C3H8O3)=3⋅0,0543 моль=0,1629 мольn(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{6}{2} \cdot n(\mathrm{C_3H_8O_3}) = 3 \cdot 0{,}0543\text{ моль} = 0{,}1629\text{ моль}

  4. Обчислимо об’єми кисню та вуглекислого газу за нормальних умов:
    V(O2)=n(O2)⋅Vm=0,1901 моль⋅22,4 лмоль≈4,26 лV(\mathrm{O_2}) = n(\mathrm{O_2}) \cdot V_m = 0{,}1901\text{ моль} \cdot 22{,}4\,\dfrac{\text{л}}{\text{моль}} \approx 4{,}26\text{ л}
    V(CO2)=n(CO2)⋅Vm=0,1629 моль⋅22,4 лмоль≈3,65 лV(\mathrm{CO_2}) = n(\mathrm{CO_2}) \cdot V_m = 0{,}1629\text{ моль} \cdot 22{,}4\,\dfrac{\text{л}}{\text{моль}} \approx 3{,}65\text{ л}

Відповідь: V(O2)≈4,26 лV(\mathrm{O_2}) \approx 4{,}26\text{ л}; V(CO2)≈3,65 лV(\mathrm{CO_2}) \approx 3{,}65\text{ л}.

19.7. Опишіть, що відбуватиметься в кожній пробірці. Там, де можливо, запишіть хімічні рівняння.

Пробірка 1 (H2O\mathrm{H_2O}): купрум(II) гідроксид Cu(OH)2\mathrm{Cu(OH)_2} є нерозчинною у воді сполукою. Блакитний осад залишається на дні пробірки без змін, хімічна реакція не відбувається.

Пробірка 2 (HCl\mathrm{HCl}): відбувається реакція нейтралізації між купрум(II) гідроксидом та хлоридною кислотою. Блакитний осад розчиняється, розчин набуває блакитно-зеленого кольору:
Cu(OH)2↓+2HCl→CuCl2+2H2O\mathrm{Cu(OH)_2\downarrow + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + 2H_2O}

Пробірка 3 (CH3OH\mathrm{CH_3OH}): метанол є одноатомним спиртом і не взаємодіє зі свіжоодержаним купрум(II) гідроксидом. Блакитний осад не розчиняється, змін не спостерігається.

Пробірка 4 (C3H5(OH)3\mathrm{C_3H_5(OH)_3}): гліцерол як багатоатомний спирт вступає в реакцію з утворенням комплексної сполуки. Блакитний осад повністю розчиняється, утворюється прозорий розчин насиченого темно-синього кольору.
C3H8O3+Cu(OH)2→комплексна сполука темно-синього кольору\mathrm{C_3H_8O_3 + Cu(OH)_2 \rightarrow \text{комплексна сполука темно-синього кольору}}

19.8. Проаналізуйте приклади застосування гліцеролу. Зробіть підписи до малюнків.

Ряд 1:

  • Малюнок 1 (крем для рук):
    • Галузь застосування: косметична промисловість (виготовлення кремів і мазей).
    • На яких властивостях ґрунтується застосування: гігроскопічність, здатність утримувати вологу та пом’якшувати шкіру, нетоксичність.
  • Малюнок 2 (сумка й рукавички зі шкіри):
    • Галузь застосування: шкіряне виробництво та текстильна промисловість.
    • На яких властивостях ґрунтується застосування: пом’якшення вичиненої шкіри, запобігання її висиханню й розтріскуванню, надання еластичності.
  • Малюнок 3 (динаміт):
    • Галузь застосування: виробництво вибухівки (гірнича справа, будівництво, військова галузь).
    • На яких властивостях ґрунтується застосування: здатність утворювати з нітратною кислотою тринітрогліцерол — основу динаміту.

Ряд 2:

  • Малюнок 4 (кекси / кондитерські вироби):
    • Галузь застосування: харчова промисловість (харчова добавка E422).
    • На яких властивостях ґрунтується застосування: здатність утримувати вологу (запобігання швидкому черствінню випічки), солодкий смак, безпечність і нетоксичність.
  • Малюнок 5 (препарат нітрогліцерин):
    • Галузь застосування: медицина та фармація.
    • На яких властивостях ґрунтується застосування: судинорозширювальна дія похідної речовини (тринітрогліцеролу) для швидкого зняття нападів стенокардії.
  • Малюнок 6 (каністри з антифризом і гальмівною рідиною):
    • Галузь застосування: автомобільна техніка (гальмівні рідини та антифризи).
    • На яких властивостях ґрунтується застосування: низька температура замерзання його водних розчинів, висока в’язкість і стійкість до закипання.

Підпишіть види діяльності на уроці й оцініть за ними свою роботу.

Підписи до променів пелюсткової діаграми самооцінювання:

  1. Вивчення будови та формул гліцеролу
  2. Дослідження фізичних властивостей
  3. Проведення та аналіз якісної реакції
  4. Розв’язування розрахункових задач
  5. Опанування галузей практичного застосування

Оцінка: Усі етапи уроку виконано в повному обсязі, хімічні закономірності властивостей багатоатомних спиртів засвоєно успішно.

Поширити:

Оцініть матеріал

Натисніть на зірку для оцінки:

Коментарі

Залишити відповідь:

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься

Назад