高校化学「中和」中和滴定に用いる器具�A

高校化学「中和」中和滴定に用いる器具�A

■問題

ビュレット、ホールピペット、コニカルビーカー、メスフラスコ、これら４つの実験器具について、適切なものを答えよ。

(1) 正確な濃度の溶液を調製するのに用いる器具はどれか？

(2) 一定体積の溶液を正確にとるのに用いる器具はどれか？

(3) 濃度変化を避けるため、使用する溶液で内側を洗浄して用いる器具はどれか？


↓解答解説はお知らせの下↓


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■解答解説

(3) 濃度変化を避けるため、使用する溶液で内側を洗浄して用いる器具はどれか？
→ビュレット、ホールピペット
いわゆる「共洗い」ですね。
内部が水で濡れていると、中に入れる溶液の濃度が変化してしまうため、使用する溶液で内部をよく洗浄します。


(1)に戻る→正確な濃度の溶液を調製するのに用いる器具


◆関連項目
基本的なｐＨの計算問題
物質量、濃度、化学反応式と量的関係まとめ

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高校化学「中和」中和滴定に用いる器具�@

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■問題

ビュレット、ホールピペット、コニカルビーカー、メスフラスコ、これら４つの実験器具について、適切なものを答えよ。

(1) 正確な濃度の溶液を調製するのに用いる器具はどれか？

(2) 一定体積の溶液を正確にとるのに用いる器具はどれか？


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■解答解説

(1) 正確な濃度の溶液を調製するのに用いる器具はどれか？
→メスフラスコ
一定濃度の水溶液を調製するのに適しています。

(2) 一定体積の溶液を正確にとるのに用いる器具はどれか？
→ホールピペット
一定体積の水溶液を調製するのに適しています。使用する水溶液で内側を洗って(共洗いをして)、中に入れる溶液の濃度が変わらないようにします。


次の問題→共洗いをする器具


◆関連項目
基本的なｐＨの計算問題
物質量、濃度、化学反応式と量的関係まとめ

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高校化学「中和」希硫酸にアンモニアを吸収させてから水酸化ナトリウム水溶液を加える問題

高校化学「中和」希硫酸にアンモニアを吸収させてから水酸化ナトリウム水溶液を加える問題

■問題

０．２０ｍｏｌ／Ｌの希硫酸１０ｍＬに、標準状態で５６ｍＬのアンモニアを吸収させた。この混合水溶液を中和するのに、０．１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液は何ｍＬ必要か求めよ。


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■解答解説

少しだけ難しい中和の量的関係の問題です。

中和するときは、水素イオンと水酸化物イオンの物質量が等しくなります。
だからまずは、使う薬品の物質量を求めます。

「０．２０ｍｏｌ／Ｌの希硫酸１０ｍＬ」に含まれる硫酸Ｈ₂ＳＯ₄は、

０．２０×１０／１０００＝２．０×１０^-1×１０^-2＝２．０×１０^-3[ｍｏｌ]

です。
硫酸は２価の酸なので、Ｈ⁺の物質量は硫酸の物質量の２倍です。
つまり、水素イオンの物質量は、

４．０×１０^-3[ｍｏｌ]

ですね。
これにまずはアンモニアを吸収させます。

気体は１ｍｏｌ＝２２．４Ｌだから、５６ｍＬ＝０．０５６Ｌのアンモニアは、０．０５６／２２．４＝０．００２５ｍｏｌです。
２．５×１０^-3ｍｏｌですね。

アンモニアは１価の塩基だから、このアンモニアから生じるＯＨ^-は、そのまま２．５×１０^-3ｍｏｌです。

吸収させると中和反応が起こり、この時点で、４．０×１０^-3−２．５×１０^-3＝１．５×１０^-3ｍｏｌの水素イオンが残っています。

この混合水溶液に０．１０ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を加えて中和します。
ＯＨ^-があと、１．５×１０^-3ｍｏｌあれば、ちょうど中和できますね。

加える水酸化ナトリウム水溶液をｘＬとすると、

０．１０×ｘ＝１．５×１０^-3
　　　　ｘ＝１．５×１０^-2[Ｌ]

ｍＬで聞いているので、単位を変換すると、

１．５×１０^-2×１０³＝１５[ｍＬ]

つまり、加える水酸化ナトリウム水溶液は、１５ｍＬです！


◆関連項目
モル濃度
物質量、濃度、化学反応式と量的関係まとめ

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高校化学「中和」標準状態で５．６Ｌのアンモニアを水に溶かして…

高校化学「中和」標準状態で５．６Ｌのアンモニアを水に溶かして…

■問題

標準状態で５．６Ｌのアンモニアを水に溶かして２５０ｍＬとした。この水溶液の１０ｍＬを中和するのに必要な０．１０ｍｏｌ／Ｌの塩酸は何ｍＬか求めよ。


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■解答解説

基本的な中和の量的関係の問題です。

中和するときは、水素イオンと水酸化物イオンの物質量が等しくなります。
だからまずは、使う薬品の物質量を求めます。

気体は１ｍｏｌ＝２２．４Ｌだから、５．６Ｌのアンモニアは、５．６／２２．４＝０．２５ｍｏｌです。

これを水に溶かして２５０ｍＬ＝０．２５Ｌとしたので、そのモル濃度は、

０．２５／０．２５＝１．０[ｍｏｌ／Ｌ]

となります。

この水溶液１０ｍＬ＝０．０１０Ｌに含まれるアンモニアは、０．０１０ｍｏｌですね。

アンモニアは１価の塩基なので、ＯＨ^-の物質量も０．０１０ｍｏｌです。

ということは、中和に必要な水素イオンも０．０１０ｍｏｌです。

塩酸は１価の酸で、今回使う塩酸の濃度は０．１０ｍｏｌ／Ｌです。
この塩酸を使って水素イオンを０．０１０ｍｏｌ含むのは、何ｍＬかを求めればＯＫです。

求める体積をｘＬとすれば、

０．１０×ｘ＝０．０１０
　　　　ｘ＝０．０１０／０．１０
　　　　ｘ＝０．１０[Ｌ]

問題では、ｍＬで聞いているので、単位を直せば、

０．１０Ｌ＝１００ｍＬ

となります！


◆関連項目
モル濃度、水素イオン濃度指数(ＰＨ)
物質量、濃度、化学反応式と量的関係まとめ

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高校化学「酸と塩基」化学基礎の範囲のｐＨの計算�C

高校化学「酸と塩基」化学基礎の範囲のｐＨの計算�C

■問題

水溶液のｐＨに関する次の問いに答えよ。ただし、水のイオン積Ｋ_Wを１．０×１０^-14(ｍｏｌ／Ｌ)²とする。

(1) １．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌの塩酸のｐＨを求めよ。

(2) (1)の水溶液を１００倍に薄めると、ｐＨはいくらになるか？

(3) １．０×１０^-1ｍｏｌ／Ｌの酢酸水溶液のｐＨを求めよ。ただし、酢酸の電離度を０．０１０とする。

(4) １．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液のｐＨを求めよ。


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■解答解説

水酸化ナトリウムの電離式は以下のようになります。

ＮａＯＨ→Ｎａ⁺＋ＯＨ^-

つまり、１：１：１で、ＮａＯＨの物質量とＯＨ^-の物質量は同じです。

水に含まれるＨ⁺とＯＨ^-のモル濃度の積は一定で、これを水のイオン積といいます。
Ｋ_Wを１．０×１０^-14(ｍｏｌ／Ｌ)²というのは、つまり、
Ｈ⁺とＯＨ^-のモル濃度をかけると、１．０×１０^-14になる。という意味です。
積がわかっているのだから、どちらか片方がわかれば、残り片方もわかる。というわけです。

今回はＮａＯＨ濃度は１．０×１０^-2なので、ＯＨ^-の濃度も１．０×１０^-2です。

Ｋ_Wを１．０×１０^-14(ｍｏｌ／Ｌ)²より、
[Ｈ⁺]＝１．０×１０¹²ｍｏｌ／Ｌです。

ということで、求めるｐＨは１２です！


この問題の最初に戻る→１．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌの塩酸のｐＨ


◆関連項目
モル濃度、水素イオン濃度指数(ＰＨ)
物質量、濃度、化学反応式と量的関係まとめ

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高校化学「酸と塩基」化学基礎の範囲のｐＨの計算�B

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■問題

水溶液のｐＨに関する次の問いに答えよ。ただし、水のイオン積Ｋ_Wを１．０×１０^-14(ｍｏｌ／Ｌ)²とする。

(1) １．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌの塩酸のｐＨを求めよ。

(2) (1)の水溶液を１００倍に薄めると、ｐＨはいくらになるか？

(3) １．０×１０^-1ｍｏｌ／Ｌの酢酸水溶液のｐＨを求めよ。ただし、酢酸の電離度を０．０１０とする。


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■解答解説

酢酸は弱酸で、弱酸は水に溶けていても電離してイオンになるのは、その一部だけです。
その電離する割合が「電離度」です。

今回の酢酸の電離度は、０．０１０と定められています。
これは溶けた酢酸のうち、０．０１０の割合だけが電離する。ということです。

酢酸の電離式は以下のようになります。

ＣＨ₃ＣＯＯＨ→ＣＨ₃ＣＯＯ^-＋Ｈ⁺

つまり、１：１：１で、電離した酢酸とできる水素イオンの物質量は同じになります。

酢酸の濃度は、１．０×１０^-1ｍｏｌ／Ｌで、電離度は０．０１０＝１．０×１０^-2だから、水素イオン濃度は、

[Ｈ⁺]＝１．０×１０^-1×１．０×１０^-2
　　＝１．０×１０^-3[ｍｏｌ／Ｌ]

つまり、求めるｐＨは３です！


次の問題→水酸化ナトリウム水溶液のｐＨ


◆関連項目
モル濃度、水素イオン濃度指数(ＰＨ)
物質量、濃度、化学反応式と量的関係まとめ

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高校化学「酸と塩基」化学基礎の範囲のｐＨの計算�A

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■問題

水溶液のｐＨに関する次の問いに答えよ。ただし、水のイオン積Ｋ_Wを１．０×１０^-14(ｍｏｌ／Ｌ)²とする。

(1) １．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌの塩酸のｐＨを求めよ。

(2) (1)の水溶液を１００倍に薄めると、ｐＨはいくらになるか？


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■解答解説

ｐＨは水素イオン濃度指数のことです。

「Ｈ+のモル濃度の逆数の常用対数」

で求めることができます。
対数は数学２で習うので、化学基礎の段階ではまだわからない人も多いと思います。
普通の高校のカリキュラムでは、化学基礎は高１，数学２は高２なので当然そうなります。
つまり、化学基礎の範囲では、ちゃんとした対数の計算をしなくてもわかる範囲でしか問われません。
ではどうみれば良いかというと、「水素イオンのモル濃度の指数の数字」と考えれば、化学基礎の範囲ではほとんどＯＫです。

(1)では「塩酸の濃度は１．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌ」で、(2)ではこれを１００倍に薄めます。

つまり、濃度は１／１００になります。

もともとの水素イオンのモル濃度は１．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌだったので、１／１００の濃度になれば、

１．０×１０^-4ｍｏｌ／Ｌですね。

これをｐＨに直せば、ｐＨ＝４です。


次の問題→酢酸水溶液のｐＨ


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高校化学「酸と塩基」化学基礎の範囲のｐＨの計算�@

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■問題

水溶液のｐＨに関する次の問いに答えよ。ただし、水のイオン積Ｋ_Wを１．０×１０^-14(ｍｏｌ／Ｌ)²とする。

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■解答解説

ｐＨは水素イオン濃度指数のことです。

「Ｈ+のモル濃度の逆数の常用対数」

で求めることができます。
対数は数学２で習うので、化学基礎の段階ではまだわからない人も多いと思います。
普通の高校のカリキュラムでは、化学基礎は高１，数学２は高２なので当然そうなります。
つまり、化学基礎の範囲では、ちゃんとした対数の計算をしなくてもわかる範囲でしか問われません。
ではどうみれば良いかというと、「水素イオンのモル濃度の指数の数字」と考えれば、化学基礎の範囲ではほとんどＯＫです。

今回の問題では、「塩酸の濃度は１．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌ」で、塩酸は水溶液中で以下のように電離します。

ＨＣｌ→Ｈ⁺＋Ｃｌ^-

だから、塩酸１に対して水素イオン１の割合、つまり、塩酸の物質量と水素イオンの物質量は等しくなります。
ということは、水素イオンのモル濃度も１．０×１０^-2ｍｏｌ／Ｌです。

このモル濃度の指数の数字は２だから、ｐＨ＝２です！


次の問題→薄めた場合


◆関連項目
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高校化学「高分子化合物」ナイロンの生成�B

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■問題

水５０ｍＬに、２．３２ｇのヘキサメチレンジアミンと１．６０ｇの水酸化ナトリウムを溶かした溶液Ａと、四塩化炭素５０ｍＬに４．７８ｇのセバシン酸ジクロリドを溶かした溶液Ｂを調整した。
溶液Ｂをビーカーに入れ、溶液Ａをガラス棒に伝わらせて静かに流し込むと、ＡとＢが接触した界面に膜状のナイロンが生成した。この膜をピンセットでつまみ上げると、新しく接触する界面でただちに重合がおこり、連続してナイロンが生成した。

(1) このナイロンが生成する反応を化学反応式で表せ。

(2) この実験における水酸化ナトリウムの役割を答えよ。

(3) このナイロンの分子量が２．４０×１０⁴であるとき、ナイロンの重合度ｎはいくらか。整数値で求めよ。


(3)の解答はこのページ下

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■解答

(1)で解答したように、この反応の化学反応式は以下のようになります。

ｎＨ₂Ｎ−(ＣＨ₂)₆−ＮＨ₂＋ｎＣｌ−ＣＯ−(ＣＨ₂)₈−ＣＯ−Ｃｌ→［−ＨＮ−(ＣＨ₂)₆−ＮＨ−ＣＯ−(ＣＨ₂)₈−ＣＯ−]_n＋２ｎＨＣｌ

まずは、このナイロンの分子量をｎを使って表します。

［−ＨＮ−(ＣＨ₂)₆−ＮＨ−ＣＯ−(ＣＨ₂)₈−ＣＯ−]_n

Ｃが１６個、Ｈが３０個、Ｏが２個、Ｎが２個あるので、

１２×１６＋１×３０＋１６×２＋１４×２＝１９２＋３０＋３２＋２８＝２８２

つまり、このナイロンの分子量は２８２ｎです。

これが問題で与えられた分子量と等しいはずですね。だから、イコールで結んで解けばＯＫです！

２８２ｎ＝２．４０×１０⁴
　　　ｎ＝２．４０×１０⁴／２８２
　　　　＝１．２０×１０⁴／１４１
　　　　＝８５．１…

整数値で答えるので、重合度は８５です。

つまり、８５個の同じ構造が連鎖した形になっている。というわけです。


この問題の最初に戻る→化学反応式


◆関連項目
重合
高分子化合物


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高校化学「高分子化合物」ナイロンの生成�A

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■問題

水５０ｍＬに、２．３２ｇのヘキサメチレンジアミンと１．６０ｇの水酸化ナトリウムを溶かした溶液Ａと、四塩化炭素５０ｍＬに４．７８ｇのセバシン酸ジクロリドを溶かした溶液Ｂを調整した。
溶液Ｂをビーカーに入れ、溶液Ａをガラス棒に伝わらせて静かに流し込むと、ＡとＢが接触した界面に膜状のナイロンが生成した。この膜をピンセットでつまみ上げると、新しく接触する界面でただちに重合がおこり、連続してナイロンが生成した。

(1) このナイロンが生成する反応を化学反応式で表せ。

(2) この実験における水酸化ナトリウムの役割を答えよ。


(2)の解答はこのページ下

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■解答

まず、(1)で解答したように、この反応の化学反応式は以下のようになります。

ｎＨ₂Ｎ−(ＣＨ₂)₆−ＮＨ₂＋ｎＣｌ−ＣＯ−(ＣＨ₂)₈−ＣＯ−Ｃｌ→［−ＨＮ−(ＣＨ₂)₆−ＮＨ−ＣＯ−(ＣＨ₂)₈−ＣＯ−]_n＋２ｎＨＣｌ

目的物質のナイロン６１０のほかに、ＨＣｌが生じます。

ＨＣｌは酸性なので、もちろん塩基性の物質と反応します。

この反応にかかわる物質のうち、ヘキサメチレンジアミンは−ＮＨ₂をもち、ＨＣｌと反応しやすい性質があります。
そこで、−ＮＨ₂よりもＨＣｌと反応しやすい強塩基の水酸化ナトリウムを加えて、ＨＣｌを中和する。というわけです。

つまり、「この重合反応で生じる塩化水素を中和する」のが、水酸化ナトリウムを加える目的です。


次の問題→ナイロンの重合度


◆関連項目
重合
高分子化合物


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高校化学「高分子化合物」ナイロンの生成�@

高校化学「高分子化合物」ナイロンの生成�@

■問題

水５０ｍＬに、２．３２ｇのヘキサメチレンジアミンと１．６０ｇの水酸化ナトリウムを溶かした溶液Ａと、四塩化炭素５０ｍＬに４．７８ｇのセバシン酸ジクロリドを溶かした溶液Ｂを調整した。
溶液Ｂをビーカーに入れ、溶液Ａをガラス棒に伝わらせて静かに流し込むと、ＡとＢが接触した界面に膜状のナイロンが生成した。この膜をピンセットでつまみ上げると、新しく接触する界面でただちに重合がおこり、連続してナイロンが生成した。

(1) このナイロンが生成する反応を化学反応式で表せ。


解答はこのページ下

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■解答

ヘキサメチレンジアミンは、Ｈ₂Ｎ−(ＣＨ₂)₆−ＮＨ₂
セバシン酸ジクロリドは、Ｃｌ−ＣＯ−(ＣＨ₂)₈−ＣＯ−Ｃｌ
です。

これらの両端が結びついてアミド結合−ＮＨ−ＣＯ−ができる。と考えます。
−ＮＨ₂のＨ，−ＣＯ−ＣｌのＣｌをそれぞれ失って余ったうで同士が結合してアミド結合ができますね。
そしてそのＨとＣｌが結合してＨＣｌができる。という流れです。
というわけで化学反応式は、

ｎＨ₂Ｎ−(ＣＨ₂)₆−ＮＨ₂＋ｎＣｌ−ＣＯ−(ＣＨ₂)₈−ＣＯ−Ｃｌ→［−ＨＮ−(ＣＨ₂)₆−ＮＨ−ＣＯ−(ＣＨ₂)₈−ＣＯ−]_n＋２ｎＨＣｌ

ちなみに、ジアミンとカルボン酸を原料として合成されるナイロンはそれぞれの炭素数をｘ，ｙとして、「ナイロンｘｙ」または「ｘ，ｙ−ナイロン」と呼ばれます。
今回は、ヘキサメチレンジアミンの炭素数は６，セバシン酸ジクロリドの炭素数は１０だから、「ナイロン６１０」または「６，１０−ナイロン」という名称になります。


次の問題→水酸化ナトリウムの役割


◆関連項目
重合
高分子化合物


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高校化学「高分子化合物」ポリエチレンを完全燃焼して生じる二酸化炭素

高校化学「高分子化合物」ポリエチレンを完全燃焼して生じる二酸化炭素

■問題

ポリエチレンについての次の問いに答えよ。

(1) ポリエチレンの平均分子量を２．８×１０⁵とすると、このポリエチレンの平均重合度ｎはいくらか求めよ。




(2) ポリエチレン２．８ｇを完全燃焼させて生じる二酸化炭素は標準状態で何Ｌか？



解答はこのページ下

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■解答

ポリエチレンの単量体にはＣが２個含まれているので、分子量２８ｎのポリエチレン１ｍｏｌが完全燃焼すると、２ｎｍｏｌの二酸化炭素が生じます。

２．８ｇのポリエチレンは、２．８／２８ｎ＝０．１／ｎ[ｍｏｌ]ですね。

ということは、生じる二酸化炭素は、２ｎ×０．１／ｎ＝０．２[ｍｏｌ]です。

１ｍｏｌ＝２２．４Ｌだから、求める体積は、

０．２×２２．４＝４．４８

有効数字を２桁とすれば、４．５Ｌとなります。


前の問題に戻る→ポリエチレンの平均重合度ｎ


◆関連項目
ポリエチレン、重合
高分子化合物


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高校化学「高分子化合物」平均重合度の計算

高校化学「高分子化合物」平均重合度の計算

■問題

ポリエチレンについての次の問いに答えよ。

(1) ポリエチレンの平均分子量を２．８×１０⁵とすると、このポリエチレンの平均重合度ｎはいくらか求めよ。




解答はこのページ下

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■解答

単位化合物(単量体)が連続的に多数結合してできた化合物を重合体といい、重合体をつくる化学反応を重合といいます。
そして、重合度とは、１つの分子の中の重合の個数のことです。

ポリエチレンの構造式から分子量を計算すると、単量体は−ＣＨ₂−ＣＨ₂−で、Ｃが２個、Ｈが４個だから、

１２×２＋１×４＝２４＋４＝２８

ですね。つまりポリエチレンの分子量は２８ｎとなります。

今回のポリエチレンの分子量は、２．８×１０⁵だから、

２８ｎ＝２．８×１０⁵
　　ｎ＝１．０×１０⁴

というわけで、求める重合度は１．０×１０⁴となります。


次の問題→ポリエチレンを完全燃焼させたとき


◆関連項目
ポリエチレン、重合
高分子化合物


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高校化学(用語)「必須アミノ酸」

高校化学(用語)「必須アミノ酸」

★必須アミノ酸(essential amino acid)
体内では合成できず、食物からの摂取が必要なα−アミノ酸のこと。
フェニルアラニン、メチオニン、リシン、ロイシンなど。


◆関連項目
主なアミノ酸
高分子化合物


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高校化学(用語)「ヘキソース」

高校化学(用語)「ヘキソース」

★ヘキソース(hexose)
炭素原子を６個もつ単糖類の総称。
分子式はＣ₆Ｈ₁₂Ｏ₆で、六炭糖ともいう。


最も代表的な単糖のグルコースはヘキソースです。
他には、フルクトース、ガラクトースなど。


◆関連項目
単糖、ペントース
高分子化合物


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高校化学(用語)「ペントース」

高校化学(用語)「ペントース」

★ペントース(pentose)
炭素原子を５個もつ単糖類の総称。
五炭糖ともいう。


リボース、キシロースの分子式はＣ₅Ｈ₁₀Ｏ₅です。
デオキシリボースは、ここからＯを一つ取り外したものなので、Ｃ₅Ｈ₁₀Ｏ₄です。


◆関連項目
単糖
高分子化合物


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高校化学「高分子化合物」セルロースの反応�C

高校化学「高分子化合物」セルロースの反応�C

■問題

セルロースの化学変化について次の空欄を埋めよ。

(1) セルロースを酵素[　]によって加水分解すると、二糖の[　]が得られる。

(2) (1)で得られた二糖をさらに酵素[　]よって加水分解すると、単糖の[　]が得られる。

(3) セルロースに混酸(濃硝酸と濃硫酸の混合物)を作用させると[　]化がおこり、[　]を生じる。

(4) セルロースに無水酢酸を作用させると[　]化がおこり、[　]を生じる。


解答はこのページ下

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■解答

(4) セルロースに無水酢酸を作用させると[アセチル]化がおこり、[トリアセチルセルロース]を生じる。


(3) セルロースに混酸(濃硝酸と濃硫酸の混合物)を作用させると[エステル]化がおこり、[トリニトロセルロース]を生じる。

セルロースの構成単位であるグルコースにはヒドロキシ基が３つ含まれるので、

[Ｃ₆Ｈ₇Ｏ₂(ＯＨ)₃]_n

と表すこともあります。
今回は無水酢酸を作用させるので、アセチル化がおこります。

この３つのＯＨがそれぞれアセチル化されたというわけです、

この反応の反応式は以下のようになります。

[Ｃ₆Ｈ₇Ｏ₂(ＯＨ)₃]_n＋３ｎ(ＣＨ₃ＣＯ)₂Ｏ→[Ｃ₆Ｈ₇Ｏ₂(ＯＣＯＣＨ₃)₃]_n＋３ｎＣＨ₃ＣＯＯＨ

[Ｃ₆Ｈ₇Ｏ₂(ＯＣＯＣＨ₃)₃]_nがトリアセチルセルロースです。


この問題の最初に戻る→セルロースの加水分解


◆関連項目
セルロース
高分子化合物


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高校化学「高分子化合物」セルロースの反応�B

高校化学「高分子化合物」セルロースの反応�B

■問題

セルロースの化学変化について次の空欄を埋めよ。

(1) セルロースを酵素[　]によって加水分解すると、二糖の[　]が得られる。

(2) (1)で得られた二糖をさらに酵素[　]よって加水分解すると、単糖の[　]が得られる。

(3) セルロースに混酸(濃硝酸と濃硫酸の混合物)を作用させると[　]化がおこり、[　]を生じる。


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■解答

(3) セルロースに混酸(濃硝酸と濃硫酸の混合物)を作用させると[エステル]化がおこり、[トリニトロセルロース]を生じる。

セルロースの構成単位であるグルコースにはヒドロキシ基が３つ含まれるので、

[Ｃ₆Ｈ₇Ｏ₂(ＯＨ)₃]_n

と表すこともあります。
今回は「エステル化」なので、反応式を考える場合は、この形で捉えるとわかりやすいです。
この３つのＯＨにニトロ基がついたというイメージです。

この反応の反応式は以下のようになります。

[Ｃ₆Ｈ₇Ｏ₂(ＯＨ)₃]_n＋３ｎＨＮＯ₃→[Ｃ₆Ｈ₇Ｏ₂(ＯＮＯ₂)₃]_n＋３ｎＨ₂Ｏ


次の問題→無水酢酸を作用させた場合


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セルロース
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高校化学「高分子化合物」セルロースの反応�A

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■問題

セルロースの化学変化について次の空欄を埋めよ。

(1) セルロースを酵素[　]によって加水分解すると、二糖の[　]が得られる。

(2) (1)で得られた二糖をさらに酵素[　]よって加水分解すると、単糖の[　]が得られる。


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■解答

(1)の反応で得られた二糖はセロビオースですね。

セロビオースは酵素[セロビアーゼ]で加水分解されて単糖の[グルコース]が得られます。


Ｃ₁₂Ｈ₂₂Ｏ₁₁＋Ｈ₂Ｏ→２Ｃ₆Ｈ₁₂Ｏ₆


次の問題→混酸を作用させた場合


◆関連項目
セルロース
高分子化合物


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高校化学「高分子化合物」セルロースの反応�@

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■問題

セルロースの化学変化について次の空欄を埋めよ。

(1) セルロースを酵素[　]によって加水分解すると、二糖の[　]が得られる。


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■解答

(1) セルロースを酵素[セルラーゼ]によって加水分解すると、二糖の[セロビオース]が得られる。

この反応式は以下のようになります。

２(Ｃ₆Ｈ₁₀Ｏ₅)_n＋ｎＨ₂Ｏ→ｎＣ₁₂Ｈ₂₂Ｏ₁₁


次の問題→さらに加水分解


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