Условие задачи

Целлюлоза используется в пищевой промышленности как добавка, препятствующая слёживанию и комкованию порошкообразных продуктов (код E460). Под действием соляной кислоты в желудке человека примерно 5% целлюлозы гидролизуется. Какая масса глюкозы получится при гидролизе из 8,1 г полисахарида?

Решение

Дисциплина задачи – химия (стехиометрия органических соединений).

Задача относится к гидролизу полисахарида (целлюлозы). Целлюлоза состоит из повторяющихся звеньев мономера C₆H₁₀O₅, а продукт гидролиза – глюкоза (C₆H₁₂O₆). При гидролизе к каждым звену целлюлозы присоединяется молекула воды (Н₂О):

C₆H₁₀O₅ + Н₂О → C₆H₁₂O₆.

Для вычисления массы полученной глюкозы необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определим массу целлюлозы, которая гидролизуется. Из 8,1 г целлюлозы под действием соляной кислоты гидролизуется 5 % массы:

m₍гидр₎ = 0,05 × 8,1 г = 0,405 г.

2. Рассчитаем молярные массы:
• Для единичного звена целлюлозы (C₆H₁₀O₅):
M₍целл₎ = 6×12 + 10×1 + 5×16 = 72 + 10 + 80 = 162 г/моль.
• Для глюкозы (C₆H₁₂O₆):
M₍глюк₎ = 6×12 + 12×1 + 6×16 = 72 + 12 + 96 = 180 г/моль.

3. По стехиометрии реакции из одного моль целлюлозы (162 г) получается один моль глюкозы (180 г). Таким образом, масса глюкозы определяется коэффициентом:

k = 180/162 = 1,1111.

4. Найдём массу глюкозы, которая образуется при гидролизе 0,405 г целлюлозы:

m₍глюк₎ = 0,405 г × 1,1111 ≈ 0,45 г.

Ответ: При гидролизе 8,1 г целлюлозы (при условии, что лишь 5 % её массы подвергается реакционному превращению) получается примерно 0,45 г глюкозы.