Номер 1, страница 70, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. Какие химические свойства глюкозы и глицерина являются общими и чем эти вещества отличаются друг от друга? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Общие свойства глюкозы и глицерина

И глюкоза ($C_6H_{12}O_6$), и глицерин ($C_3H_5(OH)_3$) являются многоатомными спиртами, так как их молекулы содержат несколько гидроксогрупп (-OH). Глицерин — трехатомный спирт, а глюкоза (в нециклической форме) содержит пять гидроксогрупп. Это структурное сходство определяет их общие химические свойства.

Ключевым общим свойством является качественная реакция на многоатомные спирты — взаимодействие со свежеосажденным гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$). При комнатной температуре оба вещества растворяют голубой осадок $Cu(OH)_2$, образуя прозрачные растворы ярко-синего цвета. Это происходит за счет образования комплексных соединений — глицерата меди(II) и сахарата меди(II) (в случае глюкозы).

Уравнение реакции для глицерина:

$2CH_2(OH)-CH(OH)-CH_2(OH) + Cu(OH)_2 \rightarrow \text{комплексное соединение ярко-синего цвета (глицерат меди(II))} + 2H_2O$

Уравнение реакции для глюкозы:

$2C_6H_{12}O_6 + Cu(OH)_2 \rightarrow \text{комплексное соединение ярко-синего цвета (сахарат меди(II))} + 2H_2O$

Ответ: Общим свойством глюкозы и глицерина является их способность как многоатомных спиртов реагировать с гидроксидом меди(II) без нагревания с образованием комплексных соединений синего цвета.

Отличительные свойства глюкозы и глицерина

Главное различие в химическом строении заключается в том, что глюкоза, помимо гидроксогрупп, содержит альдегидную группу (-CHO) в своей ациклической (открытой) форме. Таким образом, глюкоза является альдегидоспиртом, в то время как глицерин — только многоатомным спиртом. Наличие альдегидной группы обуславливает специфические свойства глюкозы, которые не характерны для глицерина.

1. Реакции окисления (качественные реакции на альдегидную группу)

а) Окисление гидроксидом меди(II) при нагревании.

В отличие от глицерина, глюкоза при нагревании с $Cu(OH)_2$ проявляет восстановительные свойства. Ярко-синий раствор (полученный на первом этапе) при кипячении изменяет цвет на оранжево-красный из-за образования осадка оксида меди(I) ($Cu_2O$). Сама глюкоза при этом окисляется до глюконовой кислоты.

Уравнение реакции для глюкозы:

$CH_2OH-(CHOH)_4-CHo + 2Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH-(CHOH)_4-COOH + Cu_2O\downarrow + 2H_2O$

Глицерин в этих условиях не реагирует, раствор остается синим.

б) Реакция «серебряного зеркала» с аммиачным раствором оксида серебра (реактивом Толленса).

Глюкоза вступает в эту реакцию, так как содержит альдегидную группу. Она окисляется, восстанавливая ионы серебра ($Ag^+$) до металлического серебра ($Ag$), которое оседает на стенках сосуда в виде зеркального налета.

Уравнение реакции для глюкозы:

$CH_2OH-(CHOH)_4-CHo + 2[Ag(NH_3)_2]OH \xrightarrow{t^\circ} CH_2OH-(CHOH)_4-COONH_4 + 2Ag\downarrow + 3NH_3 + H_2O$

Глицерин, не имея альдегидной группы, в реакцию «серебряного зеркала» не вступает.

2. Специфические свойства (брожение)

Глюкоза, являясь моносахаридом, способна к различным видам брожения под действием ферментов микроорганизмов. Например, спиртовое брожение под действием дрожжей.

Уравнение реакции спиртового брожения глюкозы:

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{ферменты дрожжей}} 2C_2H_5OH + 2CO_2\uparrow$

Глицерин не подвергается спиртовому брожению.

Ответ: Отличия в свойствах глюкозы и глицерина обусловлены наличием у глюкозы альдегидной группы. Благодаря ей глюкоза, в отличие от глицерина, вступает в реакции окисления (реакция «серебряного зеркала», окисление $Cu(OH)_2$ при нагревании) и способна к брожению.