Задание 2, страница 211 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Задание 2.

В разных пакетах под номерами имеются образцы волокон.

Используя таблицу 2, определите, какие именно волокна вам выданы. Напишите формулы структурных звеньев выданных вам волокон.

Таблица 2

Для определения типа волокна в каждом из пронумерованных пакетов необходимо провести ряд тестов, описанных в таблице 2, и сравнить полученные результаты с эталонными.

1. Проба на горение: небольшой пучок волокон вносится в пламя спиртовки или горелки. Наблюдают за характером горения, цветом пламени, запахом и остатком после сгорания (зола, шарик).

2. Химические тесты: образцы волокон помещают в пробирки с концентрированными кислотами ($HNO_3$, $H_2SO_4$) и щелочью ($NaOH$) и наблюдают за изменениями (растворение, набухание, изменение цвета).

На основании этих экспериментов можно сделать следующие выводы для каждого типа волокна:

Хлопок

Образец, идентифицированный как хлопок, будет быстро сгорать ровным пламенем, распространяя запах жженой бумаги. После сгорания останется небольшое количество серого пепла. При действии концентрированной серной и азотной кислот волокно растворится. В концентрированном растворе гидроксида натрия хлопок набухнет, но не растворится. Хлопок является природным целлюлозным волокном.

Формула структурного звена целлюлозы (хлопка):

$[-C_6H_7O_2(OH)_3-]_n$

Ответ: Волокно - хлопок. Структурное звено - остаток β-глюкозы. Формула звена: $[-C_6H_7O_2(OH)_3-]_n$.

Вискозное волокно

Вискоза, как и хлопок, является целлюлозным волокном (гидратцеллюлоза), поэтому горит так же быстро и с запахом жженой бумаги. Основное отличие от хлопка проявляется в химических свойствах: вискозное волокно растворяется не только в концентрированных кислотах ($HNO_3$, $H_2SO_4$), но и в концентрированном растворе $NaOH$. При растворении в серной кислоте раствор приобретает красно-коричневый цвет.

Формула структурного звена вискозы химически идентична хлопку:

$[-C_6H_7O_2(OH)_3-]_n$

Ответ: Волокно - вискозное. Структурное звено - остаток β-глюкозы. Формула звена: $[-C_6H_7O_2(OH)_3-]_n$.

Шерсть и шелк натуральный

Эти белковые волокна горят медленно, с характерным запахом паленого пера или рога. На конце образуется хрупкий черный шарик. Ключевой реакцией является взаимодействие с концентрированной азотной кислотой (ксантопротеиновая реакция), в результате чего волокно окрашивается в желтый цвет. В концентрированной серной кислоте оно разрушается, а в щелочи растворяется.

Формула структурного звена белков (полипептидов):

$[-NH-CHR-CO-]_n$

где R – боковая группа, различная для разных аминокислот.

Ответ: Волокно - шерсть или натуральный шелк. Структурное звено - остаток аминокислоты. Общая формула звена: $[-NH-CHR-CO-]_n$.

Ацетатное волокно

Ацетатное волокно горит в пламени, но гаснет при удалении из него. В процессе горения оно плавится (спекается), образуя темный, твердый, но нехрупкий шарик. Волокно растворяется в концентрированных азотной и серной кислотах. В концентрированном растворе $NaOH$ оно желтеет и постепенно растворяется в результате омыления (гидролиза).

Формула структурного звена ацетатного волокна (ацетилцеллюлозы):

$[C_6H_7O_2(OH)_{3-x}(OCOCH_3)_x]_n$

где x - степень замещения, обычно близкая к 2.

Ответ: Волокно - ацетатное. Структурное звено - остаток частично ацетилированной целлюлозы. Формула звена: $[C_6H_7O_2(OH)_{3-x}(OCOCH_3)_x]_n$.

Капрон

Капрон относится к синтетическим полиамидным волокнам. При нагревании он не горит, а плавится, размягчается, образуя твердый, нехрупкий и блестящий шарик. Капрон растворяется в концентрированных кислотах ($HNO_3$, $H_2SO_4$), но устойчив к действию концентрированных щелочей (не растворяется в $NaOH$).

Формула структурного звена капрона (поли-ε-капроамида):

$[-NH-(CH_2)_5-CO-]_n$

Ответ: Волокно - капрон. Структурное звено - остаток ε-аминокапроновой кислоты. Формула звена: $[-NH-(CH_2)_5-CO-]_n$.