Номер 3, страница 113 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

3. Почему сахароза хорошо растворима в воде?

Решение

Хорошая растворимость сахарозы в воде объясняется фундаментальным химическим принципом «подобное растворяется в подобном». И вода, и сахароза являются полярными веществами, способными к образованию водородных связей.

Молекула воды ($H_2O$) — это полярный растворитель. Атом кислорода более электроотрицателен, чем атомы водорода, поэтому он притягивает к себе электроны, создавая на себе частичный отрицательный заряд ($\delta^-$), а на атомах водорода — частичные положительные заряды ($\delta^+$). Эта полярность (дипольный момент) позволяет молекулам воды активно взаимодействовать друг с другом и с другими полярными молекулами посредством водородных связей.

Молекула сахарозы ($C_{12}H_{22}O_{11}$) также является сильно полярной. В её химической структуре содержится большое количество гидроксильных групп (—OH). Связь кислород-водород в этих группах полярна, что делает всю молекулу сахарозы восприимчивой к взаимодействию с полярными растворителями.

Когда кристаллы сахарозы попадают в воду, полярные молекулы воды притягиваются к полярным гидроксильным группам сахарозы. Между атомами водорода молекул воды и атомами кислорода в группах —OH сахарозы (а также между атомами кислорода воды и атомами водорода сахарозы) образуются многочисленные водородные связи. Энергия, которая выделяется при образовании этих связей (процесс гидратации), оказывается достаточной, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения, удерживающие молекулы сахарозы в кристаллической решетке. В результате отдельные молекулы сахарозы отрываются от кристалла, окружаются «шубой» из молекул воды и равномерно распределяются по всему объему растворителя.

Ответ:

Сахароза хорошо растворима в воде, потому что молекулы обоих веществ полярны. Большое количество гидроксильных групп (—OH) в молекуле сахарозы позволяет ей образовывать прочные водородные связи с полярными молекулами воды. Это взаимодействие приводит к разрушению кристаллической решетки сахара и переходу его молекул в раствор.