Bài tập phản ứng thủy phân và lên men

$\begin{array}{l}{C_{12}}{H_{22}}{O_{11}} \to 1glucozo + 1fructozo\\{n_{sac}} = {n_{glu}} = 2,5(mol)\\ \Rightarrow {m_{saccarozo}} = 2,5.\,342 = 855g\end{array}$

n_sac = 1 (mol) = n_glu => m_glu = 180g

1sac → 1glu + 1fruc

 x      →   x   →  x

Ta có 180x + 180x = 270 => x = 0,75 (mol)

m_sac = 0,75. 342= 256,5 (g)

$ {n_{tb}} = \frac{{324}}{{162n}} = \frac{2}{n}\,mol$

${({C_6}{H_{10}}{O_5})_n}+n{{H}_{2}}O \to n{C_6}{H_{12}}{O_6}$

${n_{{C_6}{H_{12}}{O_6}}} = n.{n_{{{\left( {{C_6}{H_{10}}{O_5}} \right)}_n}}} = 2mol$

=> m_glu = n_glu . M_glu . H% = 2 . 180 . 75% = 270g

- Khoai chứa 25% tinh bột

\( =  > {n_{tb}} = \dfrac{{1.25\% }}{{162n}} = \dfrac{1}{{648n}}\,mol\)

\({({C_6}{H_{10}}{O_5})_n} \to n{C_6}{H_{12}}{O_6}\)

\({n_{{C_6}{H_{12}}{O_6}}} = n.{n_{{{\left( {{C_6}{H_{10}}{O_5}} \right)}_n}}} = \dfrac{1}{{648}}mol\)

=> m_glu = n_glu . M_glu . H% = \(\dfrac{1}{{648}}\) . 180 . 75% = 0,20833 tấn = 208,33kg

n_{xenlulozơphản ứng}=  m : M= (1. 0,5. 0,8): 162 = 1/405 (kmol)

n_glu = n_xenlulozo = 1/405 (kmol) => m_glu = 1/405.180 = 0,444 (kg)

\(n{\,_{tb}} = \dfrac{{1.70\% }}{{162n}} = \dfrac{7}{{1620n}}mol\)

(C₆H₁₀O₅)_n → nC₆H₁₂O₆  →2nC₂H₅OH  +   2nCO₂

\(\begin{array}{l}{n_{{C_2}{H_5}OH}} = 2{n_{tb}} = \dfrac{{14}}{{1620}}mol\\ =  > {m_{{C_2}{H_5}OH}} = {n_{{C_2}{H_5}OH}}.{M_{{C_2}{H_5}OH}}.H = \dfrac{{14}}{{1620}}.46.0,85 \approx 0,338\,\tan \end{array}\)

BTNT C: n_CO2 = n_CaCO3 = 1,5 (mol)

\({{n}_{tb\,pu}}=~\dfrac{1}{2}{{n}_{glu}}=\text{ }\dfrac{1}{2}{{n}_{CO2}}=\text{ }0,75\text{ }\left( mol \right)\)

\( =  > {\rm{ }}{m_{ly\,thuyet}} = \dfrac{{{m_{thuc\,te}}}}{{H\% }} = \dfrac{{0,75.162}}{{81\% }} = 150g\)

BTNT: n_CO2 = n_CaCO3 = 7,5 (mol)

(C₆H₁₀O₅)_{n\(\xrightarrow{80%}\)} C₆H₁₂O_{6 \(\xrightarrow{80%}\)}2C₂H₅OH + 2CO₂

\({{n}_{tinh bột\,LT}}=\text{ }\dfrac{1}{2}{{n}_{CO2}}=\text{ }3,75\text{ }\left( mol \right)\)

n tinh bột = n glucozo = 3,75 mol

Áp dụng công thức: \(  H\%  = \dfrac{{{m_{thuc\,te}}}}{{{m_{ly\,thuyet}}}}.100\%  =  > {m_{ly\,thuyet}} = \dfrac{{m{\,_{thuc\,te}}}}{{H\% }} = \dfrac{{3,75\,.\,162}}{{80\% .80\% }} \approx 949,2g\)

n_{CaCO3 (1)} = 0,55mol

n_{CaCO3 (2)} = 0,1mol => n_Ca(HCO3)2 = 0,1mol

BTNT C: n_CO2 = n_CaCO3(1) + 2n_Ca(HCO3)2 = 0,75 (mol)

(C₆H₁₀O₅)_n → C₆H₁₂O₆  →2C₂H₅OH  +   2CO₂

n_{tb(phản ứng)} =\(\dfrac{1}{2}.{n_{C{O_2}}}\) = 0,375 (mol)

\(H\%  = \dfrac{{{m_{thuc\,te}}}}{{{m_{ly\,thuyet}}}}.100\%  =  > {m_{ly\,thuyet}} = \dfrac{{m{\,_{thuc\,te}}}}{{H\% }} = \dfrac{{0,375.162}}{{81\% }} = 75g\)

 n_xenlulozo = 0,4 (mol)

 n_{C2H5OH(lí  thuyết)} = 2 n_xenlulozo = 0,8 (mol)

=> m _{C2H5OH (thực tế thu được)} = n_{C2H5OH(lí  thuyết)}. M_C2H5OH. H = 0,8. 46. 0,6 = 22,08 (g)

\({n_{{C_2}{H_5}OH{\rm{ }}}} = \dfrac{2}{{46}}\)

1Xenlulozơ → 1glucozơ→ 2C₂H₅OH

_nxenlulozo = \(\dfrac{1}{2}\) . n_C2H5OH = \(\dfrac{1}{{46}}\)

\({m_{xenlulozo}}\, = \dfrac{{n.M}}{{{H_1}.{H_2}}} = \dfrac{1}{{70\% .50\% }}.\dfrac{1}{{46}}.162 \approx 10,062\tan  = 10062kg\)

m_{ancol(thực tế)} = V.D = 1135,8 . 0,8 = 908,64 (kg)

1tinh bột → 1glucozơ→ 2C₂H₅OH

\(\begin{array}{l}{n_{tb}} = \dfrac{{{{10.10}^3}.0,2}}{{162}} = \dfrac{{{{10}^3}}}{{81}}(kmol)\\ =  > {n_{ancol(li\,thuyet)}} = \dfrac{{{{2.10}^3}}}{{81}}(kmol) =  > {m_{ancol(li\,thuyet)}} = 1135,802\,(kg)\\ =  > \% H = \dfrac{{{m_{ancol(thuc\,te)}}}}{{{m_{ancol(li\,thuyet)}}}}.100\%  = \dfrac{{908,64}}{{1135,802}}.100\%  = 80\% \end{array}\)

\(\begin{array}{l} D_r^0 = \dfrac{{{V_{\,nguyen\,chat}}}}{{{V_{hh}}}}.100;\,\,\,\,\\ =  > {V_{nguyen\,chat}} = \dfrac{{10.46}}{{100}} = 4,6(lit)\\  D = \dfrac{{{m_{{C_2}{H_5}OH}}}}{{{V_{nguyen\,chat}}}}\\{m_{{C_2}{H_5}OH}} = {V_{nguyen\,chat}}.D = 4,6.0,8 = 3,68(kg)\\ =  > {n_{_{{C_2}{H_5}OH}}} = 0,08(kmol)\\ =  > {n_{tb}} = 0,04(kmol)\\ =  > {m_{tb\,can\,lay}} = \dfrac{{{n_{tb}}\,.\,{M_{tb}}}}{{H\% }} = \dfrac{{0,04.162}}{{72\% }} = 9(kg)\end{array}\)

\(\begin{array}{l} {m_{tb}} = 1.80\% .80\%  = 0,64kg\\{n_{tb(phan\,ung)}} = \dfrac{8}{{2025}}(kmol)\\ =  > {n_{ancol(thu\,duoc)}} = 2{n_{tb(phan\,ung)}} = \dfrac{{16}}{{2025}}(mol)\\  {m_{ancol(thu\,duoc)}} = \dfrac{{16}}{{2025}}.46 = \dfrac{{736}}{{2025}}(kg)\\  {V_{nguyen\,chat}} = \dfrac{{{m_{ancol(thu\,duoc)}}}}{D}\\  {V_{{\rm{dd}}\,ruou}} = \dfrac{{{V_{nguyenchat}}}}{{_{do\,ruou}}}.100 \approx 1(lit)\end{array}\)

n_Glu = 90 :180 = 0,5 (mol)

Vì %H = 70% nên số mol glucozo tham gia phản ứng là:

n_Glu pư = n_glu bđ. %H = 0,5.0,7 = 0,35 (mol)

C₆H₁₂O₆ \(\xrightarrow({len\,men}){{{t^0}}}\) 2C₂H₅OH + 2CO₂

0,35                  →                         0,7 (mol)

=> n_CO2 = 0,7 (mol) => V_CO2(đktc) = 0,7.22,4 = 15,68 (l)

Trong các phát biểu đã cho, có phát biểu đúng: (1), (2), (4), (6), (7).

(1) và (2) đúng. Khi để rớt H₂SO₄ đậm đặc vào quần áo bằng vải sợi bông (có thành phần là xenlulozơ), chỗ vải đó bị đen lại và thủng ngay là do H₂SO₄ đặc có tính háo nước và làm xenlulozơ bị than hóa. Còn khi rớt HCl vào vải sợi bông, xenlulozơ bị thủy phân dưới xúc tác axit vô cơ nên dần mủn ra sau đó mới bị bục.

(3) sai. Tinh bột không dùng để chế tạo sợi thiên nhiên và nhân tạo.

(4) đúng. Khi thủy phân hỗn hợp tinh bột và xenlulozơ trong môi trường axit, chỉ thu được một loại monosaccarit duy nhất là glucozơ.

(5) sai. Trong phân tử của tinh bột và xenlulozơ không có nhóm –CHO (hoặc nhóm có thể chuyển hóa thành nhóm –CHO trong môi trường kiềm) nên tinh bột và xenlulozơ không tham gia phản ứng tráng bạc.

(6) đúng.

(7) đúng. Tinh bột có rất nhiều trong các loại hạt (gạo, mì, ngô, ...), củ, quả. Tinh bột chứa trong hạt là nguồn dự trữ nguyên liệu và năng lượng cho hạt nảy mầm thành cây con.

n_(C6H10O5)n = m : M = 81 : 162 = 0,5 (mol)

Sơ đồ: (C₆H₁₀O₅)_n → nC₆H₁₂O₆ → 2nCO₂

(mol)     0,5                                  → 1             

(bỏ qua hệ số n tính toán không thay đổi)

Theo sơ đồ: n_CO2 lí thuyết = 2n_(C6H10O5)n = 2.0,5 = 1 (mol)

Vì %H = 75%

=> n_CO2 thực tế  = n_CO2 lí thuyết ×%H = 1×75% = 0,75 (mol)

Hấp thụ CO₂ vào dd Ca(OH)₂ có pư

n_CaCO3 = n_{CO2 thực tế} = 0,75 (mol)

⟹ m_CaCO3 = n.M = 0,75. 100 = 75 (g)

Ta có: n_glucozo = n_saccarozo = 0,2 mol

Suy ra m_{glucozo (Lý thuyết)} = 0,2.180 = 36 (gam)

Do hiệu suất phản ứng đạt 92% nên m_{glucozo (thực tế)} = 36.92% = 33,12 (gam).

n_C6H12O6 = 54 : 180 = 0,3 (mol)

PTHH: C₆H₁₂O₆   \(\buildrel {men\,ruou} \over\longrightarrow \) 2C₂H₅OH + 2CO₂

               0,3                      → 0,6 (mol)

n_C2H5OH  = 2n_C6H12O6 = 2.03 = 0,6 (mol)

→ m_{C2H5OH lí thuyết} = 0,6.46 = 27,6 (g)

Vì %H = 75% nên

m_{C2H5OH thực tế} = m_{C2H5OH lí thuyết}×%H : 100% =  27,6×75%:100% = 20,7 (g)