Номер 4, страница 377 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 66. Белки. Глава 6. Биологически активные вещества - номер 4, страница 377.

Условие.

4. Сколько граммов воды израсходуется при полном гидролизе 10,0 г инсулина (см. предыдущую задачу), если известно, что в состав этого белка входит 51 аминокислотный остаток?

Решение.

Решение 2.

Дано:

$m(\text{инсулина}) = 10.0 \text{ г}$

$N(\text{аминокислотных остатков}) = 51$

Найти:

$m(H_2O) - ?$

Решение:

Полный гидролиз белка — это процесс разрыва всех пептидных связей, соединяющих аминокислотные остатки, с присоединением по одной молекуле воды на каждую разрываемую связь.

В условии сказано, что белок инсулин состоит из 51 аминокислотного остатка. В действительности, молекула инсулина состоит из двух отдельных полипептидных цепей (цепь А — 21 остаток, цепь Б — 30 остатков), и общее число пептидных связей в ней равно $(21-1) + (30-1) = 49$. Однако, поскольку в условии задачи это не уточняется и дано лишь общее число остатков, для решения будем использовать упрощенную модель: считать белок единой цепью. В этом случае число пептидных связей в белке, состоящем из $N$ аминокислотных остатков, равно $N-1$.

Число пептидных связей = $51 - 1 = 50$.

Следовательно, для полного гидролиза одной молекулы инсулина требуется 50 молекул воды. Схему реакции можно записать в виде мольных соотношений:

$1 \text{ моль инсулина} + 50 \text{ моль } H_2O \rightarrow 51 \text{ моль аминокислот}$

Для дальнейших расчетов необходима молярная масса инсулина. В условии есть отсылка к предыдущей задаче, где эта величина, вероятно, была приведена. Будем использовать справочное значение молярной массы человеческого инсулина: $M(\text{инсулина}) \approx 5808 \text{ г/моль}$. Молярная масса воды $M(H_2O) = 18 \text{ г/моль}$.

1. Найдем количество вещества инсулина массой 10,0 г:

$n(\text{инсулина}) = \frac{m(\text{инсулина})}{M(\text{инсулина})} = \frac{10.0 \text{ г}}{5808 \text{ г/моль}} \approx 0.001722 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции найдем количество вещества воды, которое потребуется для гидролиза:

$n(H_2O) = 50 \times n(\text{инсулина}) = 50 \times 0.001722 \text{ моль} \approx 0.0861 \text{ моль}$

3. Рассчитаем массу этого количества воды:

$m(H_2O) = n(H_2O) \times M(H_2O) = 0.0861 \text{ моль} \times 18 \text{ г/моль} \approx 1.5498 \text{ г}$

Масса инсулина в условии дана с точностью до трех значащих цифр (10,0), поэтому и ответ следует округлить до трех значащих цифр.

Ответ: $m(H_2O) \approx 1.55 \text{ г}$.