Номер 5, страница 227 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

5. В процессе спиртового брожения глюкозы выделился углекислый газ объёмом $1,12 \text{ дм}^3$ (н. у.).

a) Напишите уравнение протекающей химической реакции.

б) Вычислите массу полученного в ходе брожения этилового спирта.

а) Спиртовое брожение глюкозы — это биохимический процесс, в ходе которого глюкоза ($C_6H_{12}O_6$) под действием ферментов, выделяемых дрожжами, распадается на этиловый спирт ($C_2H_5OH$) и диоксид углерода (углекислый газ, $CO_2$). Уравнение этой химической реакции имеет следующий вид:

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

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

б) Дано:
Объем углекислого газа $V(CO_2) = 1,12 \, \text{дм}^3$ (н. у.)

$V(CO_2) = 1,12 \, \text{дм}^3 = 1,12 \times 10^{-3} \, \text{м}^3$

Найти:
Масса этилового спирта $m(C_2H_5OH)$

Решение:
1. Вычислим количество вещества (моль) выделившегося углекислого газа. Так как объем измерен при нормальных условиях (н. у.), для расчета используем молярный объем газа $V_m = 22,4 \, \text{дм}^3/\text{моль}$.
$n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{1,12 \, \text{дм}^3}{22,4 \, \text{дм}^3/\text{моль}} = 0,05 \, \text{моль}$.

2. Используя уравнение реакции, найдем количество вещества образовавшегося этилового спирта. Согласно уравнению $C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2$, стехиометрические коэффициенты перед этиловым спиртом и углекислым газом равны (2 и 2). Это означает, что их количества вещества соотносятся как 1:1.
$n(C_2H_5OH) = n(CO_2) = 0,05 \, \text{моль}$.

3. Рассчитаем молярную массу этилового спирта ($C_2H_5OH$), используя относительные атомные массы элементов: $Ar(C) \approx 12$, $Ar(H) \approx 1$, $Ar(O) \approx 16$.
$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46 \, \text{г/моль}$.

4. Определим массу полученного этилового спирта по формуле $m = n \cdot M$.
$m(C_2H_5OH) = n(C_2H_5OH) \cdot M(C_2H_5OH) = 0,05 \, \text{моль} \cdot 46 \, \text{г/моль} = 2,3 \, \text{г}$.

Ответ: 2,3 г.