19. Гліцерол (§ 23)

• Назад до змісту

19.1 Запишіть формули.

Молекулярна формула гліцеролу: $\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3$.

Розгорнута та скорочена структурні формули гліцеролу:

• Скорочена структурна формула: $\text{CH}_2\text{OH}-\text{CHOH}-\text{CH}_2\text{OH}$ (або $\text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3$).
• Розгорнута структурна формула:

  H   H   H
  |   |   |
H-C - C - C-H
  |   |   |
 OH  OH  OH

19.2 Схарактеризуйте фізичні властивості гліцеролу.

Гліцерол — це безбарвна, в’язка, сиропоподібна рідина без запаху, солодка на смак, нетоксична, гігроскопічна, добре розчинна у воді та етанолі в будь-яких співвідношеннях, з густиною $1{,}26\text{ г/см}^3$ і температурою кипіння $+290^\circ\text{C}$.

19.3 Схарактеризуйте хімічні властивості гліцеролу.

а) горіння: гліцерол горить майже безбарвним або синюватим полум’ям з утворенням вуглекислого газу та водяної пари.
Рівняння реакції:
$2\text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3 + 7\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 \uparrow + 8\text{H}_2\text{O}$

б) якісна реакція: взаємодія зі свіжоодержаним купрум(II) гідроксидом $\text{Cu(OH)}_2$ у лужному середовищі, унаслідок чого блакитний осад розчиняється й утворюється прозорий розчин яскраво-синього (волошкового) кольору (купрум(II) гліцерат).

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

1. Кілька крапель гліцеролу помістіть в пробірку і долийте 1–2 мл води. Енергійно струсіть пробірку. Зробіть висновок щодо розчинності гліцеролу у воді

Спостереження: після енергійного струшування вмісту пробірки утворюється прозорий однорідний розчин, межа поділу між рідинами відсутня.

Висновок: гліцерол добре розчиняється у воді в будь-яких співвідношеннях за рахунок наявності трьох гідроксильних груп ($-\text{OH}$), які утворюють численні водневі зв’язки з молекулами води.

19.4 ПОДИВІТЬСЯ ДЕМОНСТРАЦІЮ ЯКІСНОЇ РЕАКЦІЇ НА БАГАТОАТОМНІ СПИРТИ. ОПИШІТЬ СПОСТЕРЕЖЕННЯ ТА ЗРОБІТЬ ВИСНОВКИ.

2. Добудьте купрум(2+) гідроксид взаємодією розчину купрум(2+) сульфату з лугом. Запишіть рівняння реакції.

Під час зливання розчинів купрум(II) сульфату та натрій гідроксиду спостерігається утворення осаду блакитного кольору.

Молекулярне рівняння:
$\text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2\downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4$

Повне йонно-молекулярне рівняння:
$\text{Cu}^{2+} + \text{SO}_4^{2-} + 2\text{Na}^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2\downarrow + 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-}$

Скорочене йонно-молекулярне рівняння:
$\text{Cu}^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{Cu(OH)}_2\downarrow$

3. До осаду, що утворився, додайте невелику кількість розчину гліцеролу і перемішайте суміш. Що відбувається? У який колір забарвлюється розчин?

Під час додавання гліцеролу до блакитного осаду купрум(II) гідроксиду та перемішування суміші осад розчиняється. У результаті утворюється прозорий розчин яскраво-синього кольору.

4. Виконайте такий самий дослід з етиловим спиртом. Поясніть, чому в цьому разі осад не розчиняється.

Під час додавання етилового спирту блакитний осад купрум(II) гідроксиду не розчиняється. Осад не розчиняється тому, що етиловий спирт є одноатомним спиртом і не містить кількох сусідніх гідроксильних груп ($-\text{OH}$), які необхідні для утворення розчинної комплексної сполуки з купрум(II) гідроксидом.

Висновок. Сформулюйте ознаку якісної реакції на гліцерол.

Ознакою якісної реакції на гліцерол та інші багатоатомні спирти з сусідніми гідроксильними групами є розчинення свіжоодержаного блакитного осаду купрум(II) гідроксиду $\text{Cu(OH)}_2$ з утворенням прозорого розчину яскраво-синього кольору.

ЗАВДАННЯ 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:
$w(\text{гліцеролу}) = 35 \% = 0{,}35$
$\rho(\text{р-ну}) = 1{,}07\text{ г/мл}$
$V(\text{р-ну}) = 1{,}3\text{ л} = 1300\text{ мл}$

Обчислити:
$m(\text{гліцеролу})$

Розв’язання:

1. Обчислимо масу гальмівної рідини за формулою:
   $m(\text{р-ну}) = \rho(\text{р-ну}) \cdot V(\text{р-ну})$
   $m(\text{р-ну}) = 1{,}07\text{ г/мл} \cdot 1300\text{ мл} = 1391\text{ г}$

2. Обчислимо масу гліцеролу в цьому об’ємі рідини за формулою:
   $m(\text{гліцеролу}) = m(\text{р-ну}) \cdot w(\text{гліцеролу})$
   $m(\text{гліцеролу}) = 1391\text{ г} \cdot 0{,}35 = 486{,}85\text{ г}$

Відповідь:
Маса гліцеролу становить $486{,}85\text{ г}$.

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

Відомо:
$m(\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3) = 5\text{ г}$
$V_m = 22{,}4\text{ л/моль}$

Обчислити:
$V(\text{O}_2) - ?$
$V(\text{CO}_2) - ?$

Розв’язання:

1. Записуємо рівняння реакції згоряння гліцеролу:
   $2\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3 + 7\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 8\text{H}_2\text{O}$

2. Молярна маса гліцеролу:
   $M(\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 + 3 \cdot 16 = 92\text{ г/моль}$

3. Обчислюємо кількість речовини гліцеролу:
   $n(\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3) = \frac{m}{M} = \frac{5\text{ г}}{92\text{ г/моль}} \approx 0{,}0543\text{ моль}$

4. За рівнянням реакції обчислюємо кількості речовин кисню та вуглекислого газу:
   $n(\text{O}_2) = \frac{7}{2} \cdot n(\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3) = 3{,}5 \cdot 0{,}0543\text{ моль} \approx 0{,}1902\text{ моль}$
   $n(\text{CO}_2) = 3 \cdot n(\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3) = 3 \cdot 0{,}0543\text{ моль} \approx 0{,}163\text{ моль}$

5. Обчислюємо об’єми газів за нормальних умов (н. у.):
   $V(\text{O}_2) = n(\text{O}_2) \cdot V_m = 0{,}1902\text{ моль} \cdot 22{,}4\text{ л/моль} \approx 4{,}26\text{ л}$
   $V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot V_m = 0{,}163\text{ моль} \cdot 22{,}4\text{ л/моль} \approx 3{,}65\text{ л}$

Відповідь: $V(\text{O}_2) \approx 4{,}26\text{ л}$; $V(\text{CO}_2) \approx 3{,}65\text{ л}$.

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

1. Пробірка 1 ($\text{H}_2\text{O}$): Блакитний осад купрум(II) гідроксиду $\text{Cu(OH)}_2$ не розчиняється у воді. Реакція не відбувається.
2. Пробірка 2 ($\text{HCl}$): Блакитний осад $\text{Cu(OH)}_2$ розчиняється, утворюється прозорий синьо-зелений розчин купрум(II) хлориду.
   $\text{Cu(OH)}_2 \downarrow + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CuCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$
3. Пробірка 3 ($\text{CH}_3\text{OH}$): Одноатомний спирт метанол не реагує із купрум(II) гідроксидом за звичайних умов. Блакитний осад не розчиняється, зміни відсутні.
4. Пробірка 4 ($\text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3$): Блакитний осад розчиняється з утворенням прозорого розчину волошково-синього кольору (купрум(II) гліцерату). Це якісна реакція на багатоатомні спирти.
   $2\text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3 + \text{Cu(OH)}_2 \rightarrow \text{Cu(C}_3\text{H}_7\text{O}_3)_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

19.8 Проаналізуйте приклади застосування гліцеролу. Зробіть підписи до малюнків.

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

Підписи до осей діаграми самооцінювання:

1. Засвоєння теоретичного матеріалу
2. Виконання лабораторних дослідів
3. Розв’язування розрахункових задач
4. Оформлення спостережень і висновків
5. Робота в парах / групах

Оцінка діяльності: Усі завдання уроку виконано в повному обсязі, матеріали теми засвоєно на високому рівні.