Каков процент содержания примесей в глюкозе, если при спиртовом брожении 51 литр углекислого газа выделяется

Smurfik

12

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать законы химической реакции спиртового брожения и выразить процент содержания примесей в глюкозе.

В данной реакции:

Глюкоза (C6H12O6) + Ферменты → Этанол (C2H5OH) + Углекислый газ (CO2)

Мы знаем, что при спиртовом брожении 220 грамм глюкозы превращается в 51 литр углекислого газа.

Первым шагом, нужно определить количество вещества углекислого газа (CO2). Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Для учета объема газа в литрах, давление и температуру примем за константы. Универсальную газовую постоянную R можно взять равной 0,0821 л * атм / (мол * K). Таким образом, мы сможем определить количество вещества углекислого газа (n).

Для перевода объема из литров в моли, мы можем использовать соотношение:

1 л = 22,4 л / моль

Теперь мы можем решить уравнение PV = nRT, чтобы найти n:

n = PV / RT

n = 51 л * 0,0821 л * атм / (мол * K) / (1 атм * 273 K)

Теперь мы можем рассчитать количество вещества углекислого газа:

n = 1,963 моль

Далее, используя уравнение реакции, можно определить количество вещества глюкозы, которое превращается в этом процессе. Исходя из уравнения, мы видим, что на каждый моль глюкозы образуется 2 моля этанола и 2 моля углекислого газа.

Следовательно, количество вещества глюкозы будет равно половине количества вещества углекислого газа:

n_глюкозы = 1,963 моль / 2 = 0,982 моль

Наконец, мы можем вычислить процент содержания примесей в глюкозе:

Процент содержания примесей = (масса примесей / масса исходного вещества) * 100%

Масса примесей равна разнице между массой глюкозы и массой продуктов реакции (этанола и углекислого газа):

Масса примесей = Масса глюкозы - (масса этанола + масса углекислого газа)

Масса глюкозы равна 220 грамм.

Масса одного моля этанола (C2H5OH) равна сумме массы атомов, составляющих молекулу этанола. Масса одного моля углекислого газа (CO2) равна сумме массы атомов, составляющих молекулу углекислого газа. Массы атомов можно найти в периодической системе элементов.

Масса одного моля этанола: 2 * масса атома углерода + 6 * масса атома водорода + масса атома кислорода

Масса одного моля углекислого газа: масса атома углерода + 2 * масса атома кислорода

Подставим значения:

Масса одного моля этанола ≈ 2 * 12,01 г/моль + 6 * 1,008 г/моль + 16,00 г/моль ≈ 46,07 г/моль

Масса одного моля углекислого газа ≈ 12,01 г/моль + 2 * 16,00 г/моль ≈ 44,01 г/моль

Теперь мы можем вычислить массу всех продуктов реакции:

Масса этанола = 0,982 моль * 46,07 г/моль ≈ 45,20 г
Масса углекислого газа = 1,963 моль * 44,01 г/моль ≈ 86,50 г

Теперь мы можем вычислить массу примесей:

Масса примесей = 220 г - (45,20 г + 86,50 г) ≈ 88,30 г

Итак, процент содержания примесей в глюкозе равен:

Процент содержания примесей = (88,30 г / 220 г) * 100% ≈ 40,14%

Таким образом, процент содержания примесей в глюкозе при спиртовом брожении составляет около 40,14%.