Лабораторная работа, страница 161 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Получение этанола гидратацией этилена и брожением глюкозы

Реактивы: этиловый спирт, серная кислота (конц.), 10 г глюкозы, вода, дрожжи.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: колба, большой стакан, вода, пробка с трубкой, спиртовка, промывалки, штатив.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с растворами кислот, щелочей и нагревательными приборами.

Получение этанола гидратацией этилена.

Ход работы

1. Соберите прибор, как показано на рисунке.

2. В колбу налейте смесь этанола с концентрированной серной кислотой и насыпьте немного фарфоровой крошки. К колбе присоедините одну или две промывалки с серной кислотой для удержания паров спирта и пробирку с концентрированной серной кислотой для поглощения этилена. Колбу с содержимым осторожно нагрейте. Во время опыта надо следить, чтобы кислоту из пробирки не перебросило в промывалку. Примерно через 10 мин пропускания газа опыт прекращают. При этом сперва вынимают трубку из пробирки и только после этого прекращают нагревание. Полученный раствор этилена в кислоте выливают понемногу в перегонную колбу, содержащую около 100 мл воды, все время охлаждая колбу в токе холодной воды, чтобы избежать потери спирта.

Получение этанола брожением глюкозы.

3. Приготовьте раствор из 10 г глюкозы и 50 мл воды. Налейте раствор в колбу, добавьте 2 г дрожжей, разведенных в теплой воде. Закройте ее пробкой с трубкой.

Брожение идет при температуре 30-35o C, поэтому колбу с содержимым поместите в стакан с теплой водой (вода должна быть чуть теплой). Нагревание продолжайте в течение всего урока. Процесс брожения требует много времени. Для того чтобы брожение прошло достаточно полно, по окончании занятия закройте колбу воздушным шариком и оставьте рядом с теплой батареей для следующего занятия — демонстрации перегонки спирта.

Вопросы и задания:

Напишите уравнения реакции получения этанола: а) гидратацией этилена; б) брожением глюкозы; в) получения глюкозы из крахмала.

а) гидратацией этилена

Реакция гидратации этилена (этена) — это процесс присоединения молекулы воды к этилену по двойной связи. Реакция протекает в кислой среде (в присутствии серной или ортофосфорной кислоты в качестве катализатора), при высокой температуре и давлении. В результате образуется этиловый спирт (этанол).

Уравнение реакции в общем виде:

$CH_2=CH_2 + H_2o \xrightarrow{H^+, t, p} C_2H_5OH$

Ответ: $CH_2=CH_2 + H_2o \xrightarrow{H^+, t, p} C_2H_5OH$.

б) брожением глюкозы

Спиртовое брожение глюкозы — это биохимический процесс, протекающий под действием ферментов дрожжей. В ходе этого процесса молекула глюкозы ($C_6H_{12}O_6$) расщепляется на две молекулы этанола ($C_2H_5OH$) и две молекулы диоксида углерода ($CO_2$).

Суммарное уравнение реакции:

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2\uparrow$

Ответ: $C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2\uparrow$.

в) получения глюкозы из крахмала

Крахмал является полисахаридом, состоящим из остатков глюкозы. Получение глюкозы из крахмала происходит в результате реакции гидролиза, то есть взаимодействия крахмала с водой. Этот процесс катализируется кислотами (например, серной кислотой) при нагревании или происходит под действием специальных ферментов (амилаз).

Уравнение реакции гидролиза крахмала:

$(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2o \xrightarrow{H^+ \text{ или ферменты}} nC_6H_{12}O_6$

Ответ: $(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2o \xrightarrow{H^+ \text{ или ферменты}} nC_6H_{12}O_6$.