Номер 2, страница 76, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Сколько граммов спирта можно получить из 1 кг кукурузных зерен, которые содержат 70% крахмала по массе?

Ответ: 398 г.

Дано:

$m(кукурузных \ зерен) = 1 \ кг$

$ω(крахмала) = 70\%$

$m(кукурузных \ зерен) = 1 \ кг = 1000 \ г$

$ω(крахмала) = 70\% = 0.7$

Найти:

$m(спирта) - ?$

Решение:

Процесс получения этилового спирта (этанола) из крахмала включает две основные стадии: гидролиз крахмала до глюкозы и последующее спиртовое брожение глюкозы.

1. Гидролиз крахмала (полисахарид) до глюкозы (моносахарид):

$(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2o \rightarrow nC_6H_{12}O_6$

2. Спиртовое брожение глюкозы с образованием этанола и углекислого газа:

$C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2$

Из уравнений видно, что из одного мономерного звена крахмала $(C_6H_{10}O_5)$ в конечном итоге образуется две молекулы этанола $(C_2H_5OH)$. Запишем суммарную схему для расчетов:

$C_6H_{10}O_5 \rightarrow 2C_2H_5OH$

Сначала определим массу чистого крахмала, содержащегося в 1 кг кукурузных зерен:

$m(крахмала) = m(кукурузных \ зерен) \cdot ω(крахмала)$

$m(крахмала) = 1000 \ г \cdot 0.7 = 700 \ г$

Далее рассчитаем молярные массы мономерного звена крахмала и этанола.

Молярная масса мономерного звена крахмала $(C_6H_{10}O_5)$:

$M(C_6H_{10}O_5) = 6 \cdot Ar(C) + 10 \cdot Ar(H) + 5 \cdot Ar(O) = 6 \cdot 12 + 10 \cdot 1 + 5 \cdot 16 = 162 \ г/моль$

Молярная масса этанола $(C_2H_5OH)$:

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46 \ г/моль$

Согласно стехиометрии процесса, из $162 \ г$ мономерных звеньев крахмала образуется $2 \cdot 46 = 92 \ г$ этанола.

Составим пропорцию для расчета массы спирта, получаемого из 700 г крахмала:

Из $162 \ г$ крахмала ($C_6H_{10}O_5$) образуется $92 \ г$ спирта ($C_2H_5OH$)

Из $700 \ г$ крахмала ($C_6H_{10}O_5$) образуется $x \ г$ спирта ($C_2H_5OH$)

$x = \frac{700 \ г \cdot 92 \ г}{162 \ г} = \frac{64400}{162} \approx 397.53 \ г$

Округляя полученное значение до целого числа, получаем 398 г.

Ответ: 398 г.