Страница 61 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

13. Разработчики косметических препаратов и косметологи высказывают мнение, что глицерин сушит кожу, а некоторые фирмы по этой же причине не используют глицерин в косметических композициях. Что вы думаете об этом?

Мнение о том, что глицерин сушит кожу, является распространенным, но не совсем корректным. Эффект глицерина зависит от нескольких ключевых факторов, в первую очередь от его концентрации в косметическом средстве и влажности окружающей среды. Чтобы понять это, нужно рассмотреть механизм его действия.

Глицерин (пропан-1,2,3-триол, химическая формула $C_3H_5(OH)_3$) является трехатомным спиртом и классифицируется в косметологии как хумектант — вещество, способное притягивать и удерживать влагу. Это свойство обусловлено наличием трех гигроскопичных гидроксильных групп ($-OH$), которые активно образуют водородные связи с молекулами воды.

При нанесении на кожу косметического средства с глицерином, он начинает притягивать воду. Вопрос в том, откуда он ее берет:

1. Из окружающей среды. Если влажность воздуха достаточно высокая (принято считать, что выше 65-70%), глицерин будет притягивать молекулы воды из воздуха и "доставлять" их в роговой слой эпидермиса. В этом случае он выступает как эффективный увлажнитель, насыщая кожу влагой извне.
2. Из глубоких слоев кожи. Если влажность воздуха низкая (например, в отапливаемых помещениях зимой или в сухом климате), глицерин, не находя достаточного количества влаги в атмосфере, начнет "вытягивать" ее из глубоких слоев дермы и эпидермиса на поверхность. Если косметическое средство при этом не содержит окклюзионных компонентов (создающих на коже защитную пленку, например, силиконы, минеральное масло, воски), эта влага быстро испарится с поверхности, что приведет к увеличению транэпидермальной потери влаги и, как следствие, к обезвоживанию и ощущению сухости.

Кроме того, решающую роль играет концентрация глицерина. В чистом виде или в очень высоких концентрациях (более 10-15%) глицерин действует агрессивно и почти всегда будет вытягивать влагу из кожи, независимо от влажности воздуха. Однако в косметике его обычно используют в безопасных и эффективных концентрациях (2-7%), что позволяет достичь увлажняющего эффекта без риска обезвоживания.

Современные косметические формулы, как правило, сбалансированы. Глицерин в них сочетают с:

• Окклюзионными компонентами: они создают барьер, запирающий влагу в коже.
• Эмолентами: они смягчают кожу и восстанавливают липидный барьер.

Такой комплексный подход позволяет использовать полезные свойства глицерина и нивелировать его потенциальный негативный эффект.

Таким образом, отказ некоторых фирм от использования глицерина может быть как маркетинговым ходом, нацеленным на потребителей, напуганных мифом о его "вредности", так и технологическим решением в пользу других увлажняющих компонентов (например, гиалуроновой кислоты, мочевины, сорбитола). Однако при правильном подходе к созданию рецептуры глицерин был и остается одним из самых доступных, изученных и эффективных увлажнителей в косметологии.

Ответ: Утверждение, что глицерин сушит кожу, является упрощением. Его действие зависит от влажности окружающей среды и концентрации в продукте. В условиях низкой влажности и/или при высокой концентрации глицерин действительно может вытягивать влагу из глубоких слоев кожи, приводя к ее обезвоживанию. Однако в грамотно составленных косметических формулах, где глицерин используется в оптимальной концентрации (обычно до 10%) и сочетается с окклюзионными и смягчающими компонентами, он является эффективным и безопасным увлажняющим ингредиентом, притягивающим влагу к коже. Поэтому полное исключение глицерина из косметики не является обязательным и часто носит маркетинговый характер.

14. Газообразное вещество, о котором пойдёт речь, применяется в аэрозолях бытового, технического, парфюмерно-косметического, фармацевтического назначения. Состав этого вещества $C_2H_6O$, а условное обозначение ДМЭ. Напишите структурную формулу вещества и расшифруйте аббревиатуру ДМЭ. Напишите известные вам структурную формулу и название изомера этого вещества.

Вещество с молекулярной формулой $C_2H_6O$ и условным обозначением ДМЭ относится к классу простых эфиров.

Напишите структурную формулу вещества и расшифруйте аббревиатуру ДМЭ.
Аббревиатура ДМЭ расшифровывается как Диметиловый эфир. Это простейший представитель класса простых эфиров. Его молекула состоит из двух метильных групп ($CH_3$), соединенных через атом кислорода.
Структурная формула диметилового эфира:
$CH_3-O-CH_3$

Ответ: Структурная формула вещества — $CH_3-O-CH_3$. Аббревиатура ДМЭ расшифровывается как диметиловый эфир.

Напишите известные вам структурную формулу и название изомера этого вещества.
Изомеры — это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (одну и ту же молекулярную формулу), но разное строение и, следовательно, разные свойства. Для общей формулы $C_2H_6O$ существует межклассовый изомер, относящийся к классу одноатомных спиртов.
Этим изомером является этанол, также известный как этиловый спирт.
Структурная формула этанола:
$CH_3-CH_2-OH$

Ответ: Структурная формула изомера — $CH_3-CH_2-OH$, название — этанол (этиловый спирт).

1. К одноатомным спиртам относится вещество, формула которого

1) ${C_6H_5OH}$

2) ${CH_3-CH=CH-CH_2}$

3) ${CH_2-CH_2 \\ | \quad | \\ OH \quad OH}$

4) ${CH_3-CH_2-CH_2OH}$

Решение

Для ответа на вопрос необходимо определить, какая из предложенных формул соответствует одноатомному спирту. Одноатомные спирты — это органические соединения, в молекулах которых содержится одна гидроксильная группа ($-OH$), соединенная с насыщенным углеводородным радикалом (то есть с атомом углерода в состоянии $sp^3$-гибридизации).

Рассмотрим каждый вариант:

1) Вещество с формулой, показанной на первом рисунке, — это фенол ($C_6H_5OH$). У фенолов гидроксильная группа присоединена непосредственно к бензольному кольцу. Их выделяют в отдельный класс соединений, отличный от спиртов, из-за их специфических химических свойств.

2) Формула $CH_3–CH=CH–CH_2$ представляет собой бутен-2. Это углеводород из класса алкенов, он не содержит гидроксильной группы, поэтому не является спиртом.

3) Формула $CH_2(OH)–CH_2(OH)$ — это этандиол-1,2 (этиленгликоль). Данное вещество является спиртом, но содержит две гидроксильные группы, следовательно, это двухатомный (или многоатомный) спирт.

4) Формула $CH_3–CH_2–CH_2OH$ — это пропанол-1. Молекула этого соединения содержит одну гидроксильную группу ($-OH$), связанную с насыщенным атомом углерода. Это полностью соответствует определению одноатомного спирта.

Таким образом, вещество, относящееся к одноатомным спиртам, представлено под номером 4.

Ответ: 4.

2. Укажите формулу бутанола-2.

1) $\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{OH}$

2) $\text{CH}_3-\overset{\text{OH}}{\underset{\text{CH}_3}{|\text{C}}}-\text{CH}_3$

3) $\text{CH}_3-\text{CH}_2-\overset{\text{OH}}{|\text{CH}}-\text{CH}_3$

4) $\text{CH}_3-\overset{\text{OH}}{|\text{CH}}-\text{CH}_3$

Решение

Для того чтобы указать верную формулу бутанола-2, необходимо проанализировать его название в соответствии с номенклатурой ИЮПАК. Название "бутанол-2" говорит о следующем:
- Корень "бутан" указывает, что в основе соединения лежит углеродная цепь из четырех атомов углерода ($C_4$).
- Суффикс "-ол" означает, что это спирт, содержащий одну гидроксильную группу ($–OH$).
- Цифра "2" (локант) указывает, что гидроксильная группа находится у второго атома углерода в главной цепи. Нумерация цепи всегда начинается с того конца, к которому ближе функциональная группа, чтобы она получила наименьший номер.

Проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) Формула $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$.
Это спирт с неразветвленной цепью из четырех атомов углерода. Гидроксильная группа находится у первого атома углерода. Следовательно, это бутанол-1.

2) Формула, в которой к одному атому углерода присоединены три метильные группы и одна гидроксильная группа.
В этой молекуле самая длинная углеродная цепь состоит из трех атомов (пропан). У второго атома этой цепи находятся метильный заместитель ($-CH_3$) и гидроксильная группа ($-OH$). Название этого соединения — 2-метилпропанол-2.

3) Формула $CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3$.
Здесь углеродная цепь состоит из четырех атомов. Чтобы атом углерода с группой $-OH$ получил наименьший номер, нумерацию цепи нужно начать справа. Таким образом, гидроксильная группа находится у второго атома углерода. Это и есть бутанол-2.

4) Формула $CH_3-CH(OH)-CH_3$.
Данное соединение имеет углеродную цепь из трех атомов (пропан) с гидроксильной группой у второго атома. Это пропанол-2.

Исходя из анализа, верной является формула, представленная под номером 3.

Ответ: 3

3. К изомерам пентанола-1 относится

1) бутанол-1

2) пентанол-2

3) бутанол-1

4) пропанол-2

Решение

Изомеры — это химические соединения, которые имеют одинаковый качественный и количественный состав (то есть одинаковую молекулярную формулу), но разное строение и, следовательно, разные свойства. Чтобы найти изомер пентанола-1, необходимо найти соединение с такой же молекулярной формулой, но другой структурной формулой.

Сначала определим молекулярную формулу пентанола-1. Пентанол-1 относится к классу предельных одноатомных спиртов, общая формула которых $C_nH_{2n+2}O$. Корень "пент-" в названии означает, что в углеродной цепи содержится 5 атомов углерода ($n=5$).

Таким образом, молекулярная формула пентанола-1: $C_5H_{2 \cdot 5 + 2}O$, что соответствует $C_5H_{12}O$.

Теперь проанализируем каждый из предложенных вариантов:

1) бутанол-1: Корень "бут-" указывает на 4 атома углерода ($n=4$). Молекулярная формула этого спирта — $C_4H_{10}O$. Формула не совпадает с $C_5H_{12}O$, следовательно, это не изомер.

2) пентанол-2: Корень "пент-" указывает на 5 атомов углерода ($n=5$). Молекулярная формула этого спирта — $C_5H_{12}O$. Формула совпадает с формулой пентанола-1. При этом структура у пентанола-2 (гидроксильная группа у второго атома углерода) отличается от структуры пентанола-1 (гидроксильная группа у первого атома углерода). Следовательно, пентанол-2 является изомером пентанола-1 (изомером положения функциональной группы).

3) бутанол-1: Аналогично первому пункту, это соединение с формулой $C_4H_{10}O$, не являющееся изомером пентанола-1.

4) пропанол-2: Корень "проп-" указывает на 3 атома углерода ($n=3$). Молекулярная формула этого спирта — $C_3H_8O$. Формула не совпадает с $C_5H_{12}O$, следовательно, это не изомер.

Таким образом, единственным соединением из списка, которое является изомером пентанола-1, является пентанол-2.

Ответ: 2) пентанол-2.