Question

У процесі спиртового бродіння розчину глюкози утворився (н.у.) вуглекислий газ об’ємом 112 м3. Визначте масу безводного етанолу, що утворився.

Answer 1

Для розв'язання цієї задачі необхідно скористатися рівнянням реакції спиртового бродіння глюкози:

C6H12O6 → 2 С2Н5ОН + 2 CO2

Згідно з рівнянням, на кожну молекулу глюкози утворюється дві молекули етанолу та дві молекули вуглекислого газу.

Вуглекислий газ утворився об'ємом 112 м3 при нормальних умовах, тому можна визначити кількість молекул CO2 за допомогою формули газового закону Авогадро:

n = V / Vm,

де V - об'єм газу, Vm - молярний об'єм (22,4 л/моль) при нормальних умовах.

Отже, кількість молекул CO2:

n(CO2) = V(CO2) / Vm = 112 м3 / 22,4 л/моль = 5000 моль.

Згідно з рівнянням реакції, на 1 моль глюкози утворюється 2 молі етанолу, тому кількість молекул етанолу:

n(етанол) = n(CO2) / 2 = 2500 моль.

Тепер можна обчислити масу безводного етанолу за формулою:

m = n * M,

де n - кількість молекул, а M - молярна маса етанолу (46,07 г/моль).

Отже, маса безводного етанолу:

m(етанол) = n(етанол) * M = 2500 моль * 46,07 г/моль = 115,175 кг.

Таким чином, маса безводного етанолу, що утворився, становить 115,175 кг.

Answer 2

Ответ:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

Молярная масса глюкозы (C6H12O6) = 180 г/моль

Молярная масса этилового спирта (C2H5OH) = 46 г/моль

Объем CO2 = 112 м3

Из уравнения реакции можно видеть, что 1 моль глюкозы дает 2 моля этилового спирта, значит, количество молей этилового спирта равно количеству молей глюкозы, умноженному на 2.

n(C2H5OH) = 2 * n(C6H12O6)

n = m/M, где m - масса в граммах, M - молярная масса в г/моль

m(C2H5OH) = 2 * M(C2H5OH) * n(C6H12O6)

m(C2H5OH) = 2 * 46 г/моль * (112 м3 * 10^3 см3/м3) / (22.4 л/моль) / 180 г/моль

m(C2H5OH) = 3545 г = 3.545 кг (округляем до 3 знаков после запятой)

Answer 3

Для визначення маси безводного етанолу, який утворився під час спиртового бродіння глюкози, спочатку потрібно знати хімічну реакцію, яка відбувається під час цього процесу.

Реакція спиртового бродіння глюкози виглядає наступним чином:

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2

За цією реакцією одна молекула глюкози (C6H12O6) перетворюється на дві молекули етанолу (C2H5OH) і дві молекули вуглекислого газу (CO2).

Для визначення маси безводного етанолу, спочатку потрібно визначити кількість молей вуглекислого газу, який утворився, використовуючи об'єм газу і ідеальне газове рівняння.

PV = nRT

де P - тиск (у паскалях), V - об'єм (у метрах кубічних), n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала (приблизно 8.314 Дж/(моль·К)), T - температура (у кельвінах).

Ми знаємо об'єм (V) газу, який дорівнює 112 м³. Також ми можемо припустити, що тиск і температура під час бродіння відповідали стандартним умовам (101.3 кПа і 273 К).

Тепер ми можемо розрахувати кількість молей CO2:

PV = nRT

(101.3 кПа) * (112 м³) = n * (8.314 Дж/(моль·К)) * (273 К)

n = (101.3 кПа * 112 м³) / (8.314 Дж/(моль·К) * 273 К) ≈ 4559 молей CO2

Оскільки за реакцією 1 моль глюкози утворює 2 молі етанолу, ми знаємо, що утворилося 4559 моль CO2, то утворилось б також 2 * 4559 = 9118 молей етанолу (C2H5OH).

Далі, ми можемо знайти масу безводного етанолу, використовуючи масу молекули етанолу і кількість молей:

Маса етанолу = кількість молей * маса молекули

Маса молекули етанолу (C2H5OH) = 2 * маса атома водню + 5 * маса атома вуглецю + 1 * маса атома кисню

Маса атома водню ≈ 1 г/моль Маса атома вуглецю ≈ 12 г/моль Маса атома кисню ≈ 16 г/моль

Маса молекули етанолу (C2H5OH) = 2 * 1 г/моль + 5 * 12 г/моль + 1 * 16 г/моль = 2 г/моль + 60 г/моль + 16 г/моль = 78 г/моль

Тепер, ми можемо обчислити масу безводного етанолу:

Маса етанолу = 9118 моль * 78 г/моль ≈ 712,164 г

Отже, маса безводного етанолу, що утворився під час спиртового бродіння глюкози, дорівнює приблизно 712,164 г (або 0,712164 кг).