Найдите массовую долю этанола в растворе, полученном при брожении 10 кг раствора, содержащего 1 кг глюкозы. Какой объем газа (н. у.) выделился при брожении?

Дано: спиртовое брожение;

mр-ра гл. = 10 кг;

m (С₆Н₁₂О₆) = 1 кг;

Найти:w (C₂H₅OH) ; V (СО₂)

Решение:

Спиртовое брожение глюкозы:

С₆Н₁₂О₆ - бр.→ 2 С₂Н₅ОН + 2 СО₂↑

По уравнению реакции из одного моля глюкозы получается 2 моля этанола и 2 моля углекислого газа.

Молярные массы (объем для газа) :

M (C₆Н₁₂О₆) = 6*12 + 12*1 + 6*16 = 180 (г/моль)

М (С₂Н₅ОН) = 2*12 + 5*1 + 16 + 1 = 46 (г/моль)

Vм (СО₂) = 22,4 л

Химические количества исходного и конечных веществ (1 кг = 1000 г) :

n (С₆Н₁₂О₆) = m (С₆Н₁₂О₆) / M (С₆Н₁₂О₆) = 1000/180 = 5, (5) моля

п (С₂Н₅ОН) = n (СО₂) = 2*n (С₆Н₁₂О₆) = 2*5, (5) = 11, (1) ≈ 11,1 моля

V (CO₂) = n (CO₂) * Vм (CO₂) = 11,1*22,4 = 248, 6 (л)

Массовая доля этанола (при 100% выходе)

w (C₂Н₅ОН) = (m (С₂Н₅ОН) / mр-ра) * 100%

m (С₂Н₅ОН) = n (С₂Н₅ОН) * М (С₂Н₅ОН) = 11,1*46 = 510,6 (г)

mр-ра = mр-ра гл. - mгл. + m (С₂Н₅ОН) = 10000 - 1000 + 510,6 = 9510,6 г (10 кг = 10000 г)

w (С₂Н₅ОН) = (510,6/9510,6) * 100% ≈ 5,4 %

Ответ: 5,4 % массовая доля этанола; 248,6 л углекислого газа