Чтобы найти массовую долю этанола в водном растворе глюкозы, следуем следующим шагам:
- Определим массу глюкозы в растворе:
- Масса раствора = 10 кг.
- Массовая доля глюкозы = 10%. Это означает, что в 100 г раствора содержится 10 г глюкозы.
- Следовательно, в 10 кг (10000 г) раствора масса глюкозы будет:
(10 г / 100 г) * 10000 г = 1000 г.
- Определим массу глюкозы, которая прореагировала:
- 90% глюкозы прореагировало, значит:
(90 / 100) * 1000 г = 900 г.
- Узнаем, сколько этанола образовалось:
- При брожении 1 молекулы глюкозы (C6H12O6) образуется 2 молекулы этанола (C2H5OH) и 2 молекулы CO2.
- Молярная масса глюкозы = 180 г/моль, молярная масса этанола = 46 г/моль.
- Сначала найдем количество молей глюкозы, которое прореагировало:
900 г / 180 г/моль = 5 моль.
- Теперь найдем массу этанола, образовавшегося из 5 моль глюкозы:
5 моль глюкозы образуют 10 моль этанола (5 моль * 2).
- Теперь находим массу этанола:
10 моль * 46 г/моль = 460 г.
- Теперь найдем общую массу раствора после реакции:
- После спиртового брожения, масса раствора останется 10 кг, так как углекислый газ уходит в атмосферу и не учитывается в массе раствора.
- Общая масса раствора = масса глюкозы (которая осталась) + масса этанола + масса воды.
- Масса оставшейся глюкозы = 1000 г - 900 г = 100 г.
- Итак, общая масса раствора = 100 г + 460 г + масса воды (которая изначально была в растворе).
- Масса воды = 10 кг - 1000 г (масса глюкозы) = 9000 г.
- Общая масса раствора = 100 г + 460 г + 9000 г = 9560 г.
- Теперь найдем массовую долю этанола:
- Массовая доля этанола = (масса этанола / общая масса раствора) * 100%.
- Подставляем значения:
(460 г / 9560 г) * 100% ≈ 4.82%.
Таким образом, массовая доля этанола в водном растворе глюкозы составляет примерно 4.82%.