Номер 51, страница 90 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.51. Чем обусловлена высокая вязкость глицерина и его водных растворов?

Решение

Высокая вязкость глицерина и его водных растворов обусловлена сильными межмолекулярными взаимодействиями, а именно образованием разветвленной сети водородных связей.

Глицерин (пропан-1,2,3-триол) имеет химическую формулу $C_3H_5(OH)_3$. Особенностью строения его молекулы является наличие трех гидроксильных групп (-OH). Атомы водорода в этих группах, связанные с электроотрицательными атомами кислорода, обладают частичным положительным зарядом, а атомы кислорода — частичным отрицательным. Это приводит к возможности образования прочных межмолекулярных водородных связей.

Каждая молекула глицерина может участвовать в образовании нескольких водородных связей с соседними молекулами глицерина. Наличие трех гидроксильных групп позволяет создавать очень густую и прочную трехмерную сетку водородных связей. Эта сетка сильно ограничивает подвижность молекул, затрудняя их перемещение друг относительно друга. Внутреннее трение в жидкости, которое и определяет ее вязкость, становится очень высоким.

В водных растворах глицерина ситуация аналогична. Молекулы воды ($H_2O$) также способны образовывать водородные связи. При смешивании глицерина с водой образуется общая сетка водородных связей, в которой участвуют как молекулы глицерина, так и молекулы воды. Молекулы глицерина образуют связи и друг с другом, и с молекулами воды. Это взаимодействие также сильно затрудняет течение жидкости, поддерживая высокую вязкость раствора. Вязкость водно-глицеринового раствора зависит от концентрации глицерина, но в любом случае она значительно выше вязкости чистой воды из-за этой сложной системы межмолекулярных связей.

Таким образом, ключевым фактором, определяющим высокую вязкость глицерина и его водных растворов, является способность его молекул образовывать разветвленную и прочную сетку водородных связей.

Ответ: Высокая вязкость глицерина и его водных растворов обусловлена наличием в молекуле глицерина ($C_3H_5(OH)_3$) трех гидроксильных групп (-OH), которые способны образовывать разветвленную и прочную трехмерную сетку водородных связей как между молекулами самого глицерина, так и с молекулами воды в растворе. Эта сетка сильных межмолекулярных взаимодействий ограничивает подвижность молекул, что и приводит к высокому внутреннему трению (вязкости).