Номер 6, страница 93 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

6. Рассчитайте объём углекислого газа (н. у.), который выделяется при спиртовом брожении 200 кг $9\%$-ного раствора глюкозы. Какая масса этилового спирта при этом получится?

Дано:

$m_{р-ра}(C_6H_{12}O_6) = 200 \text{ кг}$
$\omega(C_6H_{12}O_6) = 9\% = 0.09$

Найти:

$V(CO_2) - ?$
$m(C_2H_5OH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции спиртового брожения глюкозы:

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2 \uparrow$

2. Найдем массу чистой глюкозы в растворе, которая вступает в реакцию:

$m(C_6H_{12}O_6) = m_{р-ра}(C_6H_{12}O_6) \cdot \omega(C_6H_{12}O_6) = 200 \text{ кг} \cdot 0.09 = 18 \text{ кг}$

3. Рассчитаем молярную массу глюкозы:

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 180 \text{ г/моль} = 180 \text{ кг/кмоль}$

4. Найдем количество вещества глюкозы в киломолях:

$n(C_6H_{12}O_6) = \frac{m(C_6H_{12}O_6)}{M(C_6H_{12}O_6)} = \frac{18 \text{ кг}}{180 \text{ кг/кмоль}} = 0.1 \text{ кмоль}$

5. По уравнению реакции определим количество вещества продуктов. Соотношение количеств веществ $n(C_6H_{12}O_6) : n(C_2H_5OH) : n(CO_2) = 1 : 2 : 2$.

$n(CO_2) = 2 \cdot n(C_6H_{12}O_6) = 2 \cdot 0.1 \text{ кмоль} = 0.2 \text{ кмоль}$

$n(C_2H_5OH) = 2 \cdot n(C_6H_{12}O_6) = 2 \cdot 0.1 \text{ кмоль} = 0.2 \text{ кмоль}$

Расчет объема углекислого газа

Объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.) находим, используя молярный объем газа $V_m = 22.4 \text{ л/моль} = 22.4 \text{ м}^3\text{/кмоль}$:

$V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m = 0.2 \text{ кмоль} \cdot 22.4 \text{ м}^3\text{/кмоль} = 4.48 \text{ м}^3$

Ответ: объем выделившегося углекислого газа составляет $4.48 \text{ м}^3$.

Расчет массы этилового спирта

Рассчитаем молярную массу этилового спирта:

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46 \text{ г/моль} = 46 \text{ кг/кмоль}$

Найдем массу образовавшегося этилового спирта:

$m(C_2H_5OH) = n(C_2H_5OH) \cdot M(C_2H_5OH) = 0.2 \text{ кмоль} \cdot 46 \text{ кг/кмоль} = 9.2 \text{ кг}$

Ответ: масса полученного этилового спирта равна $9.2 \text{ кг}$.