Номер 3, страница 94 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Какие реакции называют реакциями гидролиза? дегидрирования? дегидратации? Какие катализаторы используют в этих реакциях?

Реакции гидролиза

Реакциями гидролиза (от др.-греч. ὕδωρ — вода и λύσις — разложение) называют реакции обменного взаимодействия вещества с водой, приводящие к его разложению. В органической химии гидролиз — это расщепление органического соединения под действием воды, часто в присутствии катализатора.

Примеры реакций гидролиза:

• Гидролиз сложных эфиров с образованием кислоты и спирта: $CH_3COOC_2H_5 + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + C_2H_5OH$
• Гидролиз сахарозы на глюкозу и фруктозу: $C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 \text{(глюкоза)} + C_6H_{12}O_6 \text{(фруктоза)}$
• Гидролиз жиров, приводящий к образованию глицерина и высших карбоновых кислот.

Катализаторами в реакциях гидролиза органических веществ обычно выступают сильные кислоты (серная $H_2SO_4$, соляная $HCl$) или щелочи ($NaOH$, $KOH$). В биологических системах эти реакции катализируются ферментами (например, амилазами, липазами, протеазами).

Ответ: Реакции гидролиза — это реакции разложения веществ при их взаимодействии с водой. Катализаторами служат кислоты, щелочи или ферменты.

Реакции дегидрирования

Реакциями дегидрирования называют реакции отщепления молекулярного водорода ($H_2$) от молекулы органического соединения. Это окислительно-восстановительный процесс, в котором органическое вещество окисляется.

Примеры реакций дегидрирования:

• Получение алкенов из алканов: $C_2H_6 \xrightarrow{t, Pt} C_2H_4 + H_2$
• Получение альдегидов из первичных спиртов: $CH_3CH_2OH \xrightarrow{t, Cu} CH_3CHO + H_2$
• Получение кетонов из вторичных спиртов: $CH_3CH(OH)CH_3 \xrightarrow{t, Cu} CH_3C(O)CH_3 + H_2$

Реакции дегидрирования обычно проводят при высокой температуре (400–600 °C) в присутствии катализаторов. В качестве катализаторов используют металлы, такие как платина ($Pt$), палладий ($Pd$), никель ($Ni$), медь ($Cu$), а также оксиды металлов, например, оксид хрома(III) ($Cr_2O_3$) или оксид цинка ($ZnO$).

Ответ: Реакции дегидрирования — это реакции отщепления водорода от молекулы органического вещества. Катализаторами являются металлы ($Pt, Pd, Ni, Cu$) или их оксиды ($Cr_2O_3, ZnO$), реакция требует высокой температуры.

Реакции дегидратации

Реакциями дегидратации называют реакции отщепления молекулы воды ($H_2O$) от молекулы органического или неорганического вещества.

В зависимости от условий, дегидратация может быть внутримолекулярной или межмолекулярной.

• Внутримолекулярная дегидратация приводит к образованию кратной связи. Пример — получение этилена из этанола: $C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4(конц.), t > 140^\circ C} CH_2=CH_2 + H_2O$
• Межмолекулярная дегидратация приводит к соединению двух молекул. Пример — получение диэтилового эфира из этанола: $2C_2H_5OH \xrightarrow{H_2SO_4(конц.), t < 140^\circ C} C_2H_5-O-C_2H_5 + H_2O$

В качестве катализаторов и одновременно водоотнимающих средств в реакциях дегидратации используют концентрированную серную кислоту ($H_2SO_4$), ортофосфорную кислоту ($H_3PO_4$) или оксид алюминия ($Al_2O_3$) при нагревании.

Ответ: Реакции дегидратации — это реакции отщепления воды от молекулы вещества. Катализаторами и водоотнимающими агентами выступают концентрированная $H_2SO_4$, $H_3PO_4$ или $Al_2O_3$ при нагревании.