дано:
- масса раствора глюкозы = 250 г
- массовая доля глюкозы = 18%
- масса глюкозы в растворе = 250 г * 0,18 = 45 г
- масса осадка (сульфата бария, BaSO4) = 93,2 г
найти:
- массовую долю оставшейся глюкозы, этанола и сульфата бария в растворе после брожения.
решение:
1. В процессе спиртового брожения 1 моль глюкозы (C6H12O6) превращается в 2 моля этанола (C2H5OH) и 2 моля углекислого газа (CO2):
C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2 CO2
2. Найдем количество моль осадка (BaSO4).
Молярная масса BaSO4 ≈ 137 (Ba) + 32 (S) + 4*16 (O) = 137 + 32 + 64 = 233 г/моль.
Количество моль BaSO4 = 93,2 г / 233 г/моль ≈ 0,400 моль.
3. Так как каждый моль CO2 реагирует с 1 моль Ba(OH)2 для образования 1 моль BaSO4, то количество моль CO2, которое образовалось, равно количеству моль BaSO4:
Количество моль CO2 ≈ 0,400 моль.
4. Теперь найдем количество моль глюкозы, которое прореагировало:
Из уравнения реакции видно, что на 2 моль CO2 требуется 1 моль глюкозы:
Количество моль глюкозы, прореагировавшей = 0,400 моль CO2 * (1 моль C6H12O6 / 2 моль CO2) = 0,200 моль.
5. Найдем массу прореагировавшей глюкозы:
Молярная масса глюкозы ≈ 180 г/моль.
Масса прореагировавшей глюкозы = 0,200 моль * 180 г/моль = 36 г.
6. Найдем массу оставшейся глюкозы:
Масса оставшейся глюкозы = 45 г - 36 г = 9 г.
7. Найдем массу этанола, который образовался.
Из расчета видно, что на 1 моль глюкозы образуется 2 моль этанола:
Количество моль этанола = 0,200 моль * 2 = 0,400 моль.
Масса этанола = 0,400 моль * 46 г/моль = 18,4 г.
8. Общая масса раствора после брожения:
Масса оставшейся глюкозы + Масса этанола + Масса осадка (BaSO4) = 9 г + 18,4 г + 93,2 г = 120,6 г.
9. Теперь найдем массовые доли веществ в растворе:
- Массовая доля оставшейся глюкозы = 9 г / 120,6 г ≈ 0,0747 (или 7,47%).
- Массовая доля этанола = 18,4 г / 120,6 г ≈ 0,152 (или 15,2%).
- Массовая доля сульфата бария = 93,2 г / 120,6 г ≈ 0,772 (или 77,2%).
Ответ:
Массовые доли веществ в растворе после брожения:
- глюкоза: 7,47%
- этанол: 15,2%
- сульфат бария: 77,2%.