Номер 4, страница 175 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 23. Бытовая химия. Глава 5. Химия в жизни и обществе - номер 4, страница 175.

Условие.

4. Старый совет гласит: если шерстяное изделие колется, надо постирать его с хозяйственным мылом в горячей воде. В чём химический смысл данной операции?

Решение.

Решение 2.

Решение

Химический смысл этого совета заключается во взаимодействии компонентов шерсти и хозяйственного мыла в горячей воде. Разберем этот процесс по шагам.

1. Состав шерсти. Шерсть представляет собой натуральное волокно, состоящее в основном из белка кератина. Кератин — это сложный полимер, построенный из аминокислот. Его макромолекулы имеют прочную структуру благодаря наличию дисульфидных мостиков (–S–S–) между полипептидными цепями. Поверхность шерстяных волокон покрыта микроскопическими чешуйками. Именно эти жесткие волокна с острыми чешуйками и вызывают ощущение колкости.

2. Состав и свойства хозяйственного мыла. Хозяйственное мыло — это натриевая соль высших карбоновых (жирных) кислот (например, стеарат натрия $C_{17}H_{35}COONa$). При растворении в воде мыло подвергается гидролизу по аниону, так как образовано сильным основанием ($NaOH$) и слабой кислотой ($R-COOH$). В результате этого процесса в растворе накапливаются гидроксид-ионы ($OH^{-}$), что создает щелочную среду (pH > 7).

Уравнение гидролиза в ионном виде:
$R-COO^{-} + H_2O \rightleftharpoons R-COOH + OH^{-}$

3. Химическое взаимодействие. Когда шерстяное изделие стирают в горячем щелочном растворе хозяйственного мыла, происходит щелочной гидролиз белка кератина. Под действием щелочи и высокой температуры происходит частичное разрушение химических связей в белке:

• разрываются наиболее уязвимые дисульфидные мостики (–S–S–), которые отвечают за жесткость и упругость волокна;
• частично гидролизуются пептидные связи (–CO–NH–).

Этот процесс приводит к частичной деструкции (разрушению) белковой структуры. В результате волокна шерсти становятся более мягкими и пластичными. Кроме того, щелочная среда сглаживает острые края чешуек на поверхности волокон, делая их менее колючими.

Таким образом, данная операция — это химическая модификация шерстяного волокна с целью его смягчения.

Ответ: Химический смысл данной операции заключается в щелочном гидролизе белка кератина, из которого состоит шерсть. Хозяйственное мыло создает в горячей воде щелочную среду, которая частично разрушает дисульфидные и пептидные связи в молекулах кератина. Это приводит к смягчению волокон и сглаживанию их чешуйчатой поверхности, в результате чего шерстяное изделие становится менее колючим.