Одно из важных свойств глюкозы — брожение под действием разных ферментов с образованием продуктов, широко применяемых в органическом синтезе. Массы продуктов, образующихся при спиртовом брожении 50 г глюкозы, содержащей 10% примесей
А) 12,2 г СО₂
В) 23 г С₂Н₅ОН
C) 21 г CO₂
D) 25,6 г С₂Н₅ОН
Е) 22 г СО₂
F) 2,2 г С₂Н₅ОН
G) 46 г С₂Н₅ОН
Н) 44 г С₂Н₅ОН
Задание сводится к вычислению массы продуктов (этанола и углекислого газа), которые получаются при спиртовом брожении глюкозы с учётом её чистоты (90% чистой глюкозы в 50 г образца).
Реакция ферментации выглядит так:
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂.
В одной молекуле глюкозы приброжение даёт 2 молекулы этанола и 2 молекулы CO₂.
Шаг 1. Определим количество чистой глюкозы:
50 г × 0.9 = 45 г.
Шаг 2. Рассчитаем число молей глюкозы, зная, что её молярная масса ~180 г/моль:
45 г / 180 г/моль = 0.25 моль.
Шаг 3. Найдём число молей этанола и CO₂:
Этанола: 0.25 моль × 2 = 0.5 моль.
CO₂: 0.25 моль × 2 = 0.5 моль.
Шаг 4. Вычислим массу продуктов:
Этанола: 0.5 моль × 46 г/моль = 23 г.
CO₂: 0.5 моль × 44 г/моль = 22 г.
Теперь разберём варианты по очереди:
А) 12,2 г CO₂ – масса CO₂ рассчитана неверно (правильное значение 22 г).
В) 23 г C₂H₅OH – соответствует полученному значению для этанола (23 г).
С) 21 г CO₂ – масса CO₂ рассчитана неверно (правильное значение 22 г).
D) 25,6 г C₂H₅OH – масса этанола рассчитана неверно.
Е) 22 г CO₂ – соответствует полученному значению для CO₂ (22 г).
F) 2,2 г C₂H₅OH – слишком малая масса для этанола.
G) 46 г C₂H₅OH – масса этанола завышена.
Н) 44 г C₂H₅OH – масса этанола завышена.
Верными ответами являются вариант В (23 г этанола) и вариант Е (22 г CO₂).