Номер 8, страница 237 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

8. Массовая доля крахмала в кукурузе составляет 65 %. Суммарный выход получения этанола из кукурузы равен 70 % от теоретически возможного. Укажите массу этанола, которая будет получена из 324 г кукурузы.

Дано:

$m(кукурузы) = 324 \text{ г}$

$\omega(крахмала) = 65 \% \text{ или } 0.65$

$\eta(этанола) = 70 \% \text{ или } 0.70$

Найти:

$m(этанола) - ?$

Решение:

1. Сначала найдем массу крахмала, содержащегося в 324 г кукурузы. Массовая доля крахмала составляет 65%.

$m(крахмала) = m(кукурузы) \times \omega(крахмала) = 324 \text{ г} \times 0.65 = 210.6 \text{ г}$

2. Процесс получения этанола из крахмала включает две основные стадии: гидролиз крахмала до глюкозы и последующее спиртовое брожение глюкозы. Запишем уравнения реакций:

а) Гидролиз крахмала (формула мономерного звена $(C_6H_{10}O_5)_n$):

$(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \rightarrow nC_6H_{12}O_6$

б) Спиртовое брожение глюкозы ($C_6H_{12}O_6$):

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

Из этих уравнений видно, что из одного мономерного звена крахмала ($C_6H_{10}O_5$) в конечном итоге образуются две молекулы этанола ($C_2H_5OH$). Суммарная схема для стехиометрических расчетов выглядит так:

$C_6H_{10}O_5 \rightarrow 2C_2H_5OH$

3. Рассчитаем молярные массы мономерного звена крахмала и этанола:

$M(C_6H_{10}O_5) = 6 \times 12 + 10 \times 1 + 5 \times 16 = 162 \text{ г/моль}$

$M(C_2H_5OH) = 2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 46 \text{ г/моль}$

4. Теперь рассчитаем теоретически возможную массу этанола ($m_{теор}$), которую можно получить из 210.6 г крахмала, используя пропорцию на основе суммарной схемы:

Из $162 \text{ г}$ $C_6H_{10}O_5$ теоретически получается $2 \times 46 = 92 \text{ г}$ $C_2H_5OH$.

Из $210.6 \text{ г}$ $C_6H_{10}O_5$ теоретически получается $x \text{ г}$ $C_2H_5OH$.

$x = m_{теор}(этанола) = \frac{210.6 \text{ г} \times 92 \text{ г}}{162 \text{ г}} \approx 119.6 \text{ г}$

5. Суммарный выход продукта составляет 70 % от теоретически возможного. Рассчитаем практическую массу полученного этанола ($m_{практ}$):

$m_{практ}(этанола) = m_{теор}(этанола) \times \eta(этанола) = 119.6 \text{ г} \times 0.70 = 83.72 \text{ г}$

Ответ: масса этанола, которая будет получена, составляет 83.72 г.