Глава III. Неметаллы и их соединения. § 23. Кислородсодержащие органические соединения — с. 123
§ 23. Примените свои знания.
3. Напишите уравнение реакции получения этилового спирта из этилена.
Этиловый спирт получают реакцией присоединения воды к этилену (гидратацией):
CH₂=CH₂ + H₂O → C₂H₅OH (t, катализатор).
Двойная связь в молекуле этилена разрывается, один атом углерода присоединяет водород, другой — гидроксильную группу –OH. Баланс: слева 2 C, 6 H, 1 O; справа 2 C, 6 H, 1 O.
CH₂=CH₂ + H₂O → C₂H₅OH (t, катализатор).
Двойная связь в молекуле этилена разрывается, один атом углерода присоединяет водород, другой — гидроксильную группу –OH. Баланс: слева 2 C, 6 H, 1 O; справа 2 C, 6 H, 1 O.
§ 23. Примените свои знания.
4. Охарактеризуйте области применения этанола, его физиологическое действие на организм человека.
Применение этанола: сырьё для получения многих органических веществ (уксусной кислоты, каучука, эфиров); растворитель для лаков, красок, эмалей, средств бытовой химии; компонент парфюмерных и косметических препаратов; в медицине — антисептик, для приготовления настоек и экстрактов; в пищевой промышленности; как моторное топливо в смеси с бензином или в чистом виде.
Физиологическое действие: этанол — наркотическое вещество. Даже при разовом употреблении нарушается работа нервной системы (замедляется реакция, ослабевает внимание и самоконтроль), большие дозы могут привести к смерти. При систематическом употреблении развивается алкоголизм — неизлечимое хроническое заболевание: гибнут нервные клетки и клетки печени, нарушается работа сердца, снижается вероятность рождения здорового ребёнка.
Физиологическое действие: этанол — наркотическое вещество. Даже при разовом употреблении нарушается работа нервной системы (замедляется реакция, ослабевает внимание и самоконтроль), большие дозы могут привести к смерти. При систематическом употреблении развивается алкоголизм — неизлечимое хроническое заболевание: гибнут нервные клетки и клетки печени, нарушается работа сердца, снижается вероятность рождения здорового ребёнка.
§ 23. Примените свои знания.
5. В чём заключается принципиальное отличие многоатомных спиртов от одноатомных?
Принципиальное отличие — в числе гидроксильных групп –OH в молекуле. В одноатомных спиртах (метанол CH₃OH, этанол C₂H₅OH) она одна, а в многоатомных их две и более: в этиленгликоле две, в глицерине три. Каждая группа –OH должна быть связана со своим атомом углерода, поэтому в многоатомном спирте не менее двух атомов углерода.
Это влияет на свойства: многоатомные спирты более вязкие, сладковатые на вкус, высококипящие, очень гигроскопичны (глицерин поглощает влагу из воздуха), водные растворы замерзают при очень низких температурах (антифризы).
Это влияет на свойства: многоатомные спирты более вязкие, сладковатые на вкус, высококипящие, очень гигроскопичны (глицерин поглощает влагу из воздуха), водные растворы замерзают при очень низких температурах (антифризы).
§ 23. Примените свои знания.
6. Напишите, какие вещества вступили в реакции, если в результате получились следующие вещества: а) … → 2CH₃COOK + CO₂ + H₂O; б) … → (CH₃COO)₂Zn + H₂; в) … → 2CH₃COONa + H₂O; г) … → (CH₃COO)₂Mg + 2H₂O. Составьте уравнения реакций.
а) Уксусная кислота и карбонат калия (реакция кислоты с солью, выделяется газ):
2CH₃COOH + K₂CO₃ = 2CH₃COOK + CO₂↑ + H₂O
б) Уксусная кислота и цинк (металл стоит в ряду напряжений до водорода):
2CH₃COOH + Zn = (CH₃COO)₂Zn + H₂↑
в) Уксусная кислота и оксид натрия (основный оксид):
2CH₃COOH + Na₂O = 2CH₃COONa + H₂O
(Возможен и другой вариант: уксусная кислота и гидроксид натрия, 2CH₃COOH + 2NaOH = 2CH₃COONa + 2H₂O — тогда в правой части воды получается больше; по заданному уравнению подходит оксид натрия.)
г) Уксусная кислота и гидроксид магния (нерастворимое основание, реакция нейтрализации):
2CH₃COOH + Mg(OH)₂ = (CH₃COO)₂Mg + 2H₂O
Баланс атомов проверен: в каждом уравнении число атомов C, H, O, а также K, Zn, Na, Mg слева и справа одинаково.
2CH₃COOH + K₂CO₃ = 2CH₃COOK + CO₂↑ + H₂O
б) Уксусная кислота и цинк (металл стоит в ряду напряжений до водорода):
2CH₃COOH + Zn = (CH₃COO)₂Zn + H₂↑
в) Уксусная кислота и оксид натрия (основный оксид):
2CH₃COOH + Na₂O = 2CH₃COONa + H₂O
(Возможен и другой вариант: уксусная кислота и гидроксид натрия, 2CH₃COOH + 2NaOH = 2CH₃COONa + 2H₂O — тогда в правой части воды получается больше; по заданному уравнению подходит оксид натрия.)
г) Уксусная кислота и гидроксид магния (нерастворимое основание, реакция нейтрализации):
2CH₃COOH + Mg(OH)₂ = (CH₃COO)₂Mg + 2H₂O
Баланс атомов проверен: в каждом уравнении число атомов C, H, O, а также K, Zn, Na, Mg слева и справа одинаково.
§ 23. Примените свои знания.
7. Какую массу воды нужно добавить к 40 г 70%-ного раствора глицерина, чтобы получить 5%-ный раствор?
Дано: m(р-ра 1) = 40 г; w₁(глицерина) = 70 % = 0,7; w₂ = 5 % = 0,05.
Найти: m(H₂O) — ?
Решение:
1) Масса глицерина в исходном растворе: m(глицерина) = 40 г · 0,7 = 28 г. При добавлении воды она не изменяется.
2) Масса конечного раствора: m(р-ра 2) = m(глицерина) / w₂ = 28 г / 0,05 = 560 г.
3) Масса добавленной воды: m(H₂O) = 560 г − 40 г = 520 г.
Ответ: нужно добавить 520 г воды.
Найти: m(H₂O) — ?
Решение:
1) Масса глицерина в исходном растворе: m(глицерина) = 40 г · 0,7 = 28 г. При добавлении воды она не изменяется.
2) Масса конечного раствора: m(р-ра 2) = m(глицерина) / w₂ = 28 г / 0,05 = 560 г.
3) Масса добавленной воды: m(H₂O) = 560 г − 40 г = 520 г.
Ответ: нужно добавить 520 г воды.
§ 23. Примените свои знания.
8. Смешали 90 г 10%-ного раствора уксусной кислоты и 160 г 5%-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе.
Дано: m(р-ра CH₃COOH) = 90 г, w = 10 %; m(р-ра NaOH) = 160 г, w = 5 %.
Найти: w(веществ) в полученном растворе — ?
Решение:
1) CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O.
2) m(CH₃COOH) = 90 г · 0,10 = 9 г; M(CH₃COOH) = 60 г/моль; n = 9 / 60 = 0,15 моль.
3) m(NaOH) = 160 г · 0,05 = 8 г; M(NaOH) = 40 г/моль; n = 8 / 40 = 0,2 моль.
4) По уравнению вещества реагируют 1 : 1, значит, кислота в недостатке, щёлочь в избытке: прореагировало 0,15 моль NaOH, осталось 0,2 − 0,15 = 0,05 моль, или 0,05 · 40 = 2 г NaOH.
5) n(CH₃COONa) = n(CH₃COOH) = 0,15 моль; M(CH₃COONa) = 82 г/моль; m(CH₃COONa) = 0,15 · 82 = 12,3 г.
6) Газа и осадка не образуется, поэтому масса раствора m = 90 + 160 = 250 г.
7) w(CH₃COONa) = 12,3 / 250 · 100 % = 4,92 %; w(NaOH) = 2 / 250 · 100 % = 0,80 %.
Ответ: w(CH₃COONa) = 4,92 %; w(NaOH) = 0,80 %.
Найти: w(веществ) в полученном растворе — ?
Решение:
1) CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O.
2) m(CH₃COOH) = 90 г · 0,10 = 9 г; M(CH₃COOH) = 60 г/моль; n = 9 / 60 = 0,15 моль.
3) m(NaOH) = 160 г · 0,05 = 8 г; M(NaOH) = 40 г/моль; n = 8 / 40 = 0,2 моль.
4) По уравнению вещества реагируют 1 : 1, значит, кислота в недостатке, щёлочь в избытке: прореагировало 0,15 моль NaOH, осталось 0,2 − 0,15 = 0,05 моль, или 0,05 · 40 = 2 г NaOH.
5) n(CH₃COONa) = n(CH₃COOH) = 0,15 моль; M(CH₃COONa) = 82 г/моль; m(CH₃COONa) = 0,15 · 82 = 12,3 г.
6) Газа и осадка не образуется, поэтому масса раствора m = 90 + 160 = 250 г.
7) w(CH₃COONa) = 12,3 / 250 · 100 % = 4,92 %; w(NaOH) = 2 / 250 · 100 % = 0,80 %.
Ответ: w(CH₃COONa) = 4,92 %; w(NaOH) = 0,80 %.
§ 23. Используйте дополнительную информацию и выразите своё мнение.
9. Подготовьте сообщение по теме «Алкоголизм и его профилактика», используя возможности Интернета.
Алкоголизм и его профилактика
Алкоголизм — тяжёлое хроническое заболевание, вызванное систематическим употреблением спиртных напитков, действующее вещество которых — этиловый спирт C₂H₅OH. Этанол всасывается в кровь и действует на нервную систему как наркотик: ослабляются самоконтроль, внимание и координация движений. При регулярном употреблении развивается зависимость — организму требуются всё новые порции спирта.
Последствия: гибнут нервные клетки, поражаются печень (жировое перерождение, цирроз), сердце, сосуды, желудок; снижаются память и интеллект, меняется личность; растёт риск несчастных случаев и преступлений; у потомства повышена вероятность врождённых пороков развития. Особенно опасен алкоголь для подростков, у которых зависимость формируется быстрее.
Профилактика: ведение здорового образа жизни, занятия спортом, творчеством, интересное общение; осознанный отказ от спиртного; умение говорить «нет» в компании; информирование о вреде алкоголя в семье и школе; при первых признаках зависимости — обращение к врачу-наркологу, поддержка семьи; государственные меры — ограничение продажи алкоголя несовершеннолетним и рекламы спиртных напитков.
Оговорка: сообщение даёт основу текста; адреса использованных источников нужно указать самостоятельно.
Алкоголизм — тяжёлое хроническое заболевание, вызванное систематическим употреблением спиртных напитков, действующее вещество которых — этиловый спирт C₂H₅OH. Этанол всасывается в кровь и действует на нервную систему как наркотик: ослабляются самоконтроль, внимание и координация движений. При регулярном употреблении развивается зависимость — организму требуются всё новые порции спирта.
Последствия: гибнут нервные клетки, поражаются печень (жировое перерождение, цирроз), сердце, сосуды, желудок; снижаются память и интеллект, меняется личность; растёт риск несчастных случаев и преступлений; у потомства повышена вероятность врождённых пороков развития. Особенно опасен алкоголь для подростков, у которых зависимость формируется быстрее.
Профилактика: ведение здорового образа жизни, занятия спортом, творчеством, интересное общение; осознанный отказ от спиртного; умение говорить «нет» в компании; информирование о вреде алкоголя в семье и школе; при первых признаках зависимости — обращение к врачу-наркологу, поддержка семьи; государственные меры — ограничение продажи алкоголя несовершеннолетним и рекламы спиртных напитков.
Оговорка: сообщение даёт основу текста; адреса использованных источников нужно указать самостоятельно.
§ 24. Вопрос в начале параграфа. Если углерод — главный элемент живой природы, то кремний — главный элемент неживой природы. Почему?
Кремний — второй по содержанию (после кислорода) элемент в земной коре. В свободном виде в природе он не встречается, но его оксид SiO₂ (кремнезём, кварц, песок) и силикаты (соединения кремния с оксидами металлов) составляют около 90 % массы литосферы: из них состоят горные породы, глины, песок, полевые шпаты, слюды, многие драгоценные и поделочные камни. Поэтому кремний — основа минерального, неживого мира, как углерод — основа живой природы.