Какой объем глюкозы подвергся разложению, если при брожении образовалось 224 л (н.у.) газа?

Тема урока: Брожение глюкозы и вычисление объема разложившейся глюкозы

Объяснение: Брожение является процессом анаэробного разложения глюкозы микроорганизмами, в результате которого образуется энергия в форме алкоголя и двуокиси углерода. Когда глюкоза бродится, появляется газ, известный как диоксид углерода (CO2). Вопрос состоит в том, как определить объем разложившейся глюкозы на основе объема образовавшегося газа.

Объем газа, образованного при брожении, напрямую связан с количеством глюкозы, подвергнутой разложению. Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон Гей-Люссака. Согласно этому закону, объем газа прямо пропорционален количеству вещества газа при постоянных условиях температуры и давления. Следовательно, чтобы найти объем разложившейся глюкозы, мы должны знать, сколько молей газа было образовано.

Поскольку задача не предоставляет информацию о температуре и давлении, мы предположим, что они оба равны нормальным условиям (н.у.). Под нормальными условиями 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Это значит, что 1 моль диоксида углерода занимает объем 22,4 литра.

Теперь мы можем использовать соотношение между молярным объемом и количеством газа для расчета объема разложившейся глюкозы. Для этого мы должны выразить количество разложившейся глюкозы в молях, используя соответствующие коэффициенты сбалансированного уравнения реакции брожения глюкозы.

Уравнение реакции брожения глюкозы: C6H12O6 → 2 С2H5OH + 2 CO2

Коэффициенты при глюкозе и углекислом газе равны 1. Это означает, что 1 моль глюкозы разлагается на 2 моля спирта и 2 моля углекислого газа.

Теперь мы можем установить прямую пропорциональность между объемом газа и количеством вещества (в молях), используя коэффициенты сбалансированного уравнения реакции. Значит, 1 моль газа (диоксида углерода) соответствует 1 молю глюкозы, следовательно, 22,4 литра газа (диоксида углерода) соответствует 1 молю глюкозы.

Для наших данных, когда было образовано 224 литра диоксида углерода, мы можем установить пропорцию:

22,4 литра CO2 : 1 моль глюкозы = 224 литра CO2 : х моль глюкозы

Решив эту пропорцию, мы найдем значение x, которое будет представлять объем разложившейся глюкозы.

Пример:
Задача: Какой объем глюкозы подвергся разложению, если при брожении образовалось 224 литра диоксида углерода (н.у.)?

Решение:
22,4 литра CO2 : 1 моль глюкозы = 224 литра CO2 : x моль глюкозы

x = (224 литра CO2 * 1 моль глюкозы) / 22,4 литра CO2

x = 10 моль глюкозы

Таким образом, объем глюкозы, подвергшийся разложению при брожении, составляет 10 литров (нормальных условий).

Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется ознакомиться с процессом брожения и со сбалансированным уравнением реакции. Также полезно знать, что при поиске объема разложившейся глюкозы, важно иметь информацию о количестве образовавшегося газа и использовать соответствующие коэффициенты в уравнении реакции для установления пропорций.

Задача на проверку:
При брожении было образовано 448 литров диоксида углерода. Какой объем глюкозы подвергся разложению? (н.у.)