Question

Обчисліть, яка маса етанолу та який обʼєм вуглекислого газу утворяться під час спиртового бродіння 90 г глюкози.

Answer 1

Під час спиртового бродіння глюкози утворюються етанол (C2H5OH) і вуглекислий газ (CO2).

Молекулярна маса глюкози (C6H12O6) дорівнює 180 г/моль.

За реакцією спиртового бродіння одна молекула глюкози перетворюється на дві молекули етанолу і дві молекули вуглекислого газу.

Таким чином, для 90 г глюкози ми можемо обчислити масу етанолу та обʼєм вуглекислого газу, використовуючи молярні співвідношення.

Маса етанолу:

Молярна маса етанолу (C2H5OH) = 46 г/моль

Кількість молей глюкози = маса / молярна маса = 90 г / 180 г/моль = 0,5 моль

Кількість молей етанолу = 2 * кількість молей глюкози = 2 * 0,5 моль = 1 моль

Маса етанолу = кількість молей * молярна маса = 1 моль * 46 г/моль = 46 г

Отже, маса етанолу, яка утвориться під час спиртового бродіння 90 г глюкози, дорівнює 46 г.

Обʼєм вуглекислого газу:

Кількість молей вуглекислого газу = 2 * кількість молей глюкози = 2 * 0,5 моль = 1 моль

За ідеальних умов (нормальні умови температури та тиску), 1 моль будь-якого газу займає обʼєм 22,4 л.

Отже, обʼєм вуглекислого газу, який утвориться під час спиртового бродіння 90 г глюкози, дорівнює 22,4 л.

Таким чином, під час спиртового бродіння 90 г глюкози утвориться 46 г етанолу і 22,4 л вуглекислого газу.

Answer 2

Для розрахунку маси етанолу та об'єму вуглекислого газу, утворених під час спиртового бродіння 90 г глюкози, спочатку знайдемо молекулярну формулу глюкози (C6H12O6).

Молекулярна маса глюкози (C6H12O6) = 6 * молекулярна маса вуглецю (C) + 12 * молекулярна маса водню (H) + 6 * молекулярна маса кисню (O) = 6 * 12.01 г/моль + 12 * 1.01 г/моль + 6 * 16.00 г/моль = 72.06 г/моль

За хімічним рівнянням бродіння глюкози утворюється 2 молекули етанолу (C2H5OH) та 2 молекули вуглекислого газу (CO2) на кожну молекулу глюкози.

Маса етанолу = (маса глюкози * коефіцієнт стехіометрії етанолу) / молекулярна маса глюкози = (90 г * 2) / 72.06 г/моль ≈ 2.49 г етанолу

Об'єм вуглекислого газу можна розрахувати за допомогою ідеального газового закону, який встановлює залежність між об'ємом газу, кількістю речовини та температурою.

Об'єм вуглекислого газу = (мольна кількість вуглекислого газу * газова постійна * температура) / тиск

Мольна кількість вуглекислого газу = (маса глюкози * коефіцієнт стехіометрії вуглекислого газу) / молекулярна маса глюкози = (90 г * 2) / 72.06 г/моль ≈ 2.49 моль

Припустимо, що температура та тиск залишаються стандартними (0 °C та 1 атм). Газова постійна (R) становить 0.0821 л * атм / (моль * К).

Об'єм вуглекислого газу = (2.49 моль * 0.0821 л * атм / (моль * К) * 273 К) / 1 атм ≈ 55.8 л вуглекислого газу

Таким чином, під час спиртового бродіння 90 г глюкози утвориться приблизно 2.49 г етанолу та 55.8 л вуглекислого газу.