10 класс Строение моносахаридов. Линейные и циклические структуры § 59. Строение моносахаридов. Линейные и циклические структуры

ГДЗ по химии, 10 класс, Еремин, номер 59.3: Строение моносахаридов. Линейные и циклические структуры

Химия; углубленное обучение — Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др.; под редакцией Лунина В.В.

Юлия Громова, преподаватель химии Шпаргача обновлено 12 сентября 2026

← 59.2 59.4 →

Условие

Найдите простейшую формулу углевода, если массовая доля кислорода в нем составляет 49,4%.

Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.

Пошаговое решение

Для решения задачи нам необходимо определить простейшую (эмпирическую) формулу углевода. Углеводы состоят из углерода (C), водорода (H) и кислорода (O). Мы знаем массовую долю кислорода, но не знаем доли остальных элементов напрямую. Однако для многих простых углеводов характерна общая формула вида C_n(H₂O)_m, где отношение атомов водорода к кислороду часто составляет 2:1. Но в условии сказано «углевод», и мы должны опираться только на данные о кислороде и стандартные валентности/составы.

Давайте рассуждать строго математически. Пусть формула углевода будет C_xH_yO_z. Нам дана массовая доля кислорода w(O)/=49,4%=0,494.

Шаг 1. Анализ состава и предположение

В школьном курсе химии под «простейшей формулой углевода» чаще всего подразумевается глюкоза или фруктоза, либо их эмпирическая формула. Большинство моносахаридов имеют общую формулу C_nH_2nO_n. Проверим эту гипотезу.

Если формула имеет вид CH₂O (это простейшая формула для n=1, формальдегида, который технически является сахаром в широком смысле, но обычно углеводы начинаются с n≥3), то:

Молярная масса M(CH₂O)=12+2·1+16=30 г/моль.
Массовая доля кислорода: w(O)=16/30≈0,533=53,3% Это не совпадает с 49,4%.

Попробуем другую распространенную группу — дисахариды или полисахариды, у которых может быть другой состав, или же проверим конкретный моносахарид, например, пентозу (C₅H₁₀O₅) или гексозу (C₆H₁₂O₆).

Для гексозы (C₆H₁₂O₆):

M=6·12+12·1+6·16=72+12+96=180 г/моль.
w(O)=96/180≈0,533=53,3%. Тоже не подходит.

Значит, соотношение C:H:O не равно 1:2:1. Давайте найдем точное соотношение.

Шаг 2. Вычисление через систему уравнений

Пусть в молекуле содержится x атомов углерода, y атомов водорода и z атомов кислорода.

Массовая доля кислорода равна:

16z/12x+y+16z=0,494

Так как это углевод, обычно предполагается целочисленное соотношение атомов. Часто в таких задачах подразумевается, что водород и углерод составляют оставшиеся 100%-49,4%=50,6% массы.

Однако без дополнительных данных о соотношении C и H задача может иметь много решений. Но есть классический подход: проверить известные простые сахара.

Рассмотрим дезоксирибозу (C₅H₁₀O₄):

M=5·12+10·1+4·16=60+10+64=134 г/моль.
w(O)=64/134≈0,477=47,7%. Близко, но нет.

Рассмотрим рибозу (C₅H₁₀O₅):

M=150 г/моль.
w(O)=80/150≈53,3%.

Давайте попробуем вывести формулу алгебраически, допустив, что это один из типичных представителей. Если мы посмотрим на число 49,4%, оно очень близко к 16/32,4? Нет. Давайте перевернем дробь: 1/0,494≈2,024. Это значит, что молярная масса примерно в 2 раза больше массы кислорода в молекуле. Если z=1, то M≈32,4. Формула CH₂O дает M=30. C₂H₄O₂ (уксусная кислота, не углевод) дает M=60, w(O)=53%. Если z=2, то M≈64,8. Масса O=32. Остаток 32,8. Это может быть C₂H₄ (24+4=28) -> C₂H₄O₂ (не подходит по доле). Если z=3, то M≈97,2. Масса O=48. Остаток 49,2. Это может быть C₃H₆ (36+6=42) -> C₃H₆O₃ (триоза). M=90. w(O)=48/90=53%. Подождите, давайте проверим фруктозу/глюкозу еще раз. Может быть, я ошибся в расчетах? C₆H₁₂O₆: 16·6/180=96/180=0,533. А что если это сахароза (C₁₂H₂₂O₁₁)? M=342 г/моль. w(O)=16·11/342=176/342≈0,514=51,4%. Ближе, но нет. Что если это мальтоза (C₁₂H₂₂O₁₁)? Та же формула. Давайте посмотрим на крахмал/целлюлозу (C₆H₁₀O₅)_n. Эмпирическая формула C₆H₁₀O₅. M=6·12+10·1+5·16=72+10+80=162 г/моль. w(O)=80/162≈0,4938=49,4%. Бинго! Массовая доля кислорода в звене крахмала или целлюлозы (полисахаридах) составляет ровно 49,4%.

Шаг 3. Определение простейшей формулы

Мы установили, что соединению соответствует эмпирическая формула C₆H₁₀O₅.

Проверим вычисления:

Масса углерода: 6·12=72
Масса водорода: 10·1=10
Масса кислорода: 5·16=80
Общая молярная масса: 72+10+80=162 г/моль
Массовая доля кислорода: 80/162·100%≈49,38%≈49,4%

Формула C₆H₁₀O₅ является простейшей (эмпирической) формулой для данного типа углеводов (полисахаридов, образованных остатками глюкозы после потери воды при полимеризации).

Ответ

Простейшая формула углевода: C₆H₁₀O₅.

Ответ

C_6H_10O_5

Задача решается подбором или расчетом массовой доли кислорода для известных классов углеводов. Ключевой момент — распознавание того, что 49,4% соответствует эмпирической формуле полисахаридов (крахмал, целлюлоза) C₆H₁₀O₅, так как для моносахаридов (C_nH_2nO_n) доля кислорода выше (~53%), а для дисахаридов (~51%). В контексте темы 'Строение моносахаридов' вопрос может казаться странным, но 'углевод' — понятие широкое. Простейшая формула именно такова.

Как решение?

Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.

Подробность

У вас другое условие?

Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.

Решить по фото

Частые вопросы

Это точный номер 59.3 из моего учебника?

Номер совпадает с учебником «Химия; углубленное обучение», Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др.; под редакцией Лунина В.В.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.

Какой ответ в задании 59.3?

Краткий ответ: C_6H_10O_5.

Как пользоваться этим разбором?

Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.

Какой учебник имеется в виду?

«Химия; углубленное обучение», Еремин В.В., Кузьменко Н.Е., Теренин В.И. и др.; под редакцией Лунина В.В.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 59. Строение моносахаридов. Линейные и циклические структуры.

Можно ли списать ответ без решения?

Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.