Câu 2 : Thực hiện lên men m gam ethyl alcohol thu được 0,3 mol acetic acid. Tính m? Biết hiệu suất phản ứng là 80%.
Hướng dẫn:
Viết PT
Tìm số mol, khối lượng ethyl alcohol.
Tính m khi biết hiệu suất.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
\({{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{COOH}}}}{\rm{ = }}\frac{{\rm{6}}}{{{\rm{60}}}}{\rm{ = 0,1 (mol); }}{{\rm{n}}_{{{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}{\rm{OH}}}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{5,2}}}}{{46}}{\rm{ }} \approx {\rm{ 0,113 (mol)}}\)
Phương trình hóa học:
Ta có: \(\frac{{0,1}}{1} < \frac{{0,113}}{1}\) => acetic acid hết, ester tính theo acetic acid.
\(\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{COO}}{{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{COOH}}}}{\rm{ = 0,1 (mol) }}\\ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{COO}}{{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}}} = {\rm{0,1}} \times {\rm{88 = 8,8 (g)}}\\ \Rightarrow {\rm{H = }}\frac{{5,28}}{{8,8}} \times 100\% = 60\% \end{array}\)
\(n_{C_6H_{12}O_6}=\dfrac{45}{180}=0,25mol\)
\(C_6H_{12}O_6\underrightarrow{lênmen}2C_2H_5OH+2CO_2\)
0,25 0,5 0,5
\(C_2H_5OH+O_2\underrightarrow{mengiấm}CH_3COOH+H_2O\)
0,5 0,5
\(C_{M_{CH_3COOH}}=\dfrac{0,5}{1}=0,5M\)
\(n_{C_6H_{12}O_6}=\dfrac{45}{180}=0,25\left(mol\right)\)
PTHH:
C6H12O6 --men rượu--> 2CO2 + 2C2H5OH
0,25-------------------------------------->0,5
C2H5OH + O2 --men giấm--> CH3COOH + H2O
0,5------------------------------------->0,5
\(\rightarrow C_{M\left(CH_3COOH\right)}=\dfrac{0,5}{1}=0,5M\)
- Trích mẫu thử.
- Nhỏ vài giọt từng mẫu thử vào giấy quỳ tím.
+ Quỳ tím hóa đỏ: acetic acid.
+ Quỳ tím không đổi màu: ethanol, ethyl acetate. (1)
- Cho mẫu thử nhóm (1) pư với Na.
+ Sủi bọt khí: ethanol.
PT: \(C_2H_5OH+Na\rightarrow C_2H_5ONa+\dfrac{1}{2}H_2\)
+ Không hiện tượng: ethyl acetate.
- Dán nhãn.
\(2CH_3COOH+CuO\rightarrow\left(CH_3COO\right)_2Cu+H_2O\\ n_{CuO}=\dfrac{37}{80}\left(mol\right)=n_{\left(CH_3COO\right)_2Cu}\\ n_{CH_3COOH}=2.\dfrac{37}{80}=\dfrac{37}{40}\left(mol\right)\\ V_{ddCH_3COOH}=\dfrac{\dfrac{37}{40}}{2}=\dfrac{37}{80}\left(l\right)\\ C_{Mdd\left(CH_3COO\right)_2Cu}=\dfrac{\dfrac{37}{80}}{\dfrac{37}{80}}=1\left(M\right)\)
\(a,n_{C_6H_{12}O_6}=\dfrac{450}{180}=2,5\left(mol\right)\)
PTHH: C6H12O6 --men rượu--> 2C2H5OH + 2CO2
2,5-------------------------->5
C2H5OH + O2 --men giấm--> CH3COOH + H2O
5------------------------------------>5
\(b,m_{C_2H_5OH}=5.46=230\left(g\right)\)
\(c,m_{CH_3COOH}=5.80\%.60=240\left(g\right)\)
a)\(n_{C_6H_{12}O_6}=\dfrac{450}{180}=2,5mol\)
\(C_6H_{12}O_6\underrightarrow{menrượu}2C_2H_5OH+2CO_2\)
2,5 5
b)\(m_{C_2H_5OH}=5\cdot46=230g\)
c)\(C_2H_5OH+O_2\underrightarrow{mengiấm}CH_3COOH+H_2O\)
5 5
Thực tế: \(n_{CH_3COOH}=5\cdot80\%=4mol\)
\(m_{CH_3COOH}=4\cdot60=240g\)
\(n_{Na2CO3}=\dfrac{10,6}{106}=0,1\left(mol\right)\)
\(2CH_3COOH+Na_2CO_3\rightarrow2CH3OONa+CO_2+H_2O\)
0,2 0,1 0,2 0,1
a) \(V_{CO2\left(dktc\right)}=0,1.22,4=2,24\left(l\right)\)
\(C_{MCH3COOH}=\dfrac{0,1}{0,2}=0,5\left(M\right)\)
b) \(C_{MCH3COONa}=\dfrac{0,2}{0,2}=1\left(M\right)\)
Chúc bạn học tốt
a) \(m_{C_2H_4O_2}=0,3.60=18\left(g\right)\)
b) \(V_{SO_2}=\dfrac{nRT}{P}=\dfrac{0,15.0,082.\left(273+25\right)}{1}=3,6654\left(l\right)\)
c) \(n_{H_2SO_4}=\dfrac{19,6}{98}=0,2\left(mol\right)\)
a)
$V_{C_2H_5OH} = 200.\dfrac{11,5}{100} = 23(ml)$
$m_{C_2H_5OH} = D.V = 0,8.23 = 18,4(gam)$
$n_{C_2H_5OH} = \dfrac{18,4}{46} = 0,4(mol)$
b)
$n_{C_2H_5OH\ pư} = 0,4.80\% = 0,32(mol)$
$C_2H_5OH + O_2 \xrightarrow{men\ giấm} CH_3COOH + H_2O$
$n_{CH_3COOH} = n_{C_2H_5OH\ pư} = 0,32(mol)$
$C_{M_{CH_3COOH}} = \dfrac{0,32}{0,2} = 1,6M$
Trong 1 mol acetic acid:
\(\left\{{}\begin{matrix}m_C=60.40\%=24\left(g\right)\\m_H=60.6,67\%=4\left(g\right)\\m_O=60-24-4=32\left(g\right)\end{matrix}\right.\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_C=\dfrac{24}{12}=2\left(mol\right)\\n_H=\dfrac{4}{1}=4\left(mol\right)\\n_O=\dfrac{32}{16}=2\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
Vậy CTHH là \(C_2H_4O_2\)
Để giải bài toán này, chúng ta cần áp dụng kiến thức về phản ứng hóa học và hiệu suất phản ứng. Bước 1: Viết phương trình phản ứng Phản ứng giữa ethyl alcohol (C₂H₅OH) và oxy (O₂) trong điều kiện lên men tạo ra acetic acid (CH₃COOH) có thể viết dưới dạng: 𝐶 2 𝐻 5 𝑂 𝐻 + 𝑂 2 → vi khuẩn 𝐶 𝐻 3 𝐶 𝑂 𝑂 𝐻 + 𝐻 2 𝑂 C 2 H 5 OH+O 2 vi khuẩn CH 3 COOH+H 2 O Phản ứng này xảy ra theo tỷ lệ 1:1, nghĩa là 1 mol ethyl alcohol sẽ cho 1 mol acetic acid. Bước 2: Tính số mol acetic acid thu được Chúng ta biết rằng 0,3 mol acetic acid (CH₃COOH) đã được thu được từ quá trình lên men. Vì theo phản ứng hóa học trên, 1 mol ethyl alcohol sẽ cho 1 mol acetic acid, nên số mol ethyl alcohol cần dùng là 0,3 mol. Bước 3: Tính số mol ethyl alcohol cần thiết Giả sử số mol ethyl alcohol (C₂H₅OH) lý thuyết cần dùng để tạo ra 0,3 mol acetic acid là 0,3 mol (theo tỷ lệ phản ứng 1:1). Tuy nhiên, hiệu suất phản ứng không phải là 100%, mà chỉ đạt 80%. Do đó, số mol ethyl alcohol thực tế cần phải dùng để thu được 0,3 mol acetic acid phải lớn hơn 0,3 mol. Tính số mol ethyl alcohol thực tế cần dùng (gọi là 𝑛 thực n thực ) với hiệu suất phản ứng là 80%: 𝑛 thực = 𝑛 l y ˊ thuy e ˆ ˊ t hiệu su a ˆ ˊ t = 0 , 3 0 , 8 = 0 , 375 mol n thực = hiệu su a ˆ ˊ t n l y ˊ thuy e ˆ ˊ t = 0,8 0,3 =0,375mol Bước 4: Tính khối lượng ethyl alcohol Biết số mol ethyl alcohol thực tế cần dùng là 0,375 mol, ta tính khối lượng ethyl alcohol. Khối lượng của ethyl alcohol (C₂H₅OH) được tính theo công thức: 𝑚 = 𝑛 × 𝑀 m=n×M Trong đó: 𝑛 = 0 , 375 mol n=0,375mol là số mol ethyl alcohol. 𝑀 M là mol khối của ethyl alcohol, tính từ công thức hóa học 𝐶 2 𝐻 5 𝑂 𝐻 C 2 H 5 OH: 𝑀 = 2 × 12 + 6 × 1 + 16 = 46 g/mol M=2×12+6×1+16=46g/mol Vậy, khối lượng ethyl alcohol là: 𝑚 = 0 , 375 mol × 46 g/mol = 17 , 25 g m=0,375mol×46g/mol=17,25g Kết luận: Khối lượng ethyl alcohol cần dùng là 17,25 g.