Номер 5, страница 354 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 62. Полисахариды. Глава 6. Биологически активные вещества - номер 5, страница 354.

Условие.

5. Напишите схемы получения этилового спирта из картофеля и древесины.

Решение.

Решение 2.

Схема получения из картофеля

Основным углеводом в картофеле является крахмал ($(C_6H_{10}O_5)_n$), который является полисахаридом. Процесс получения этанола из крахмала включает две основные химические стадии:

1. Гидролиз крахмала (осахаривание). На этой стадии полимерные цепи крахмала расщепляются до мономера — глюкозы. Процесс катализируется ферментами (например, амилазой из солода) или кислотой при нагревании.

Уравнение реакции гидролиза:

$(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{ферменты, t} nC_6H_{12}O_6$

2. Спиртовое брожение глюкозы. Образовавшаяся глюкоза под действием ферментов, выделяемых дрожжами, превращается в этиловый спирт (этанол) и углекислый газ. Этот процесс протекает в анаэробных (бескислородных) условиях.

Уравнение реакции брожения:

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2$

Полученную спиртосодержащую смесь (брагу) очищают и концентрируют методом дистилляции (перегонки).

Ответ:
Общая технологическая цепочка: крахмал $\rightarrow$ глюкоза $\rightarrow$ этиловый спирт.
Схема химических превращений:
1. $(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \rightarrow nC_6H_{12}O_6$
2. $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2$

Схема получения из древесины

Древесина в основном состоит из целлюлозы (клетчатки), которая, как и крахмал, является полисахаридом с формулой ($(C_6H_{10}O_5)_n$), но с более прочной структурой. Получение этанола из древесины (гидролизный способ) также включает стадии гидролиза и брожения.

1. Гидролиз целлюлозы. Из-за высокой прочности целлюлозы ее гидролиз проводят в жестких условиях: измельченную древесину (опилки) обрабатывают раствором серной кислоты при высокой температуре и давлении.

Уравнение реакции гидролиза:

$(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{H_2SO_4, t, p} nC_6H_{12}O_6$

2. Спиртовое брожение глюкозы. После нейтрализации кислоты полученный раствор глюкозы сбраживают с помощью специальных дрожжей. Процесс аналогичен брожению при получении спирта из пищевого сырья.

Уравнение реакции брожения:

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2$

Полученный таким образом спирт (гидролизный) используется в технических целях, так как содержит ядовитые примеси (например, метанол).

Ответ:
Общая технологическая цепочка: целлюлоза $\rightarrow$ глюкоза $\rightarrow$ этиловый спирт.
Схема химических превращений:
1. $(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \rightarrow nC_6H_{12}O_6$
2. $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2$