Care este volumul de CO2, care se obtine la 27 grade C si 2.5 atm rezultat prin fermentatie acetica a 50 L vin dedensitate= 1.04 g/cm3 cu 28% glucoza.
Răspunsuri la întrebare
O variantă de rezolvare
Prima dată, glucoza din vin fermentează la alcool etilic, sub acțiunea unor bacterii.
md glucoză(g)......................X (g)
Glucoza:C₆H₁₂O₆........⇒2CO₂ +2C₂H₃OH fermentație alcoolică
Din 50 L vin
D=1,04 g/cm3
28% C₆H₁₂O₆
md=?
Urmează fermentarea acetică a alcoolui etic, sub acțiunea unor bacterii, în prezența O₂din aer.
2 C₂H₅OH ........+ nO₂ -------2CH₃COOH +m H₂O fermentație acetică
Reacția globală de fermentație acetică a glucozei este:
C₆H₁₂O₆ .....+nO₂......→2CO₂+ mH₂O + 2CH₂COOH
Trebuie să calculăm din stoechiometria reacției de fermentație alcoolică, masa de CO₂ care rezultă din glucoza adusă de 50 L vin, cu densitatea dată și 28 % glucoză. Apoi vom calcula volumul de CO₂la temperatura și presiunea de lucru, cu legea gazelor ideale. O altă variantă ar fi, să calculăm câte volume de CO₂ rezultă în condiții normale de temperatură și presiune și apoi să aplicăm relația P₀V₀/T₀=PV/T
Date cunoscute
1.Volum vin ce conține 28% glucoză=50 L=50.1000 mL (cm³)
2.Densitate vin=1,04 g/mL
3.Concentrația procentuală de glucoză=28%
4.A H=1, A C=12, A O=16
5.Știm ce este calcul pe baza reacției chimice, care este calcul stoechiometric, cu substanțe pure. Nu se pun în ecuația chimică concentrații procentuale, volume, mase de soluții, ci doar masele, numărul de moli (volume molare) la substanțele pure.
6. Observăm că reacția de producere CO₂ este egalată, privind bilanțul de atomi.
7. Relația matematică pentru calcularea concentrației procentuale de glucoză este:
C%m = md glucoză (g).100% / m vin (g)
8. Legea gazelor ideale are expresia matematică:
p.V=n.R.T , unde : n=m/M; R=constanta universală a gazelor=0,082atm.L/mol.K
Nu știm și vom calcula
1) masa de vin = msoluție în concentrația procentuală de 28%. O calculăm cu densitatea și volumul:
d=m(g)/V(ml); m=d(g/mL) .V(mL)
m vin= 1,04 g/mL. 50000 mL=52000 g
2) masa dizolvată de glucoză în 52000 g de vin cu 28% concentrația procentuală de glucoză. Ne folosim de relația de calcul pentru C%m.
28%=md.100%/ 52000g; md=28.52000g/100
md=14560 g de glucoză
3) masa de CO2 produsă de 14560 glucoză=?=X. Aplicăm calculul stoechiometric.
14560g........X
C₆H₁₂O6⇒2CO₂ +2C₂H₃OH
1 mol...........2mol......2mol
180g/mol.....2.44g/mol
M C₆H₁₂O6=6.12+12.1+6.16=180 g/mol
M CO2=12+2.16=44g/mol
X CO2= 14560g.2.44g/mol / 180g/mol = 7118 g
4. Calculăm volumul de CO2, în condițiile date, cu legea gazelor ideale (perfecte), fiindcă știm:
mCO2=7118 g
T (grade K) =273+27 grade C=300 K
p=2,5 atm
M CO2=44
Rezultă, prin înlocuire în relație:
2,5 atm. V=7118 g/44g/mol. ( 0,082 atm.L/mol.K).300K
V=(161,7.24,6)/2,5=1591 L
1L=dm³; 1mL=1 cm³
1m³=1000dm³=1000L; 1L =1: 1000 m³
R: 1591 L aprox=1,59 m³