Question

Si tenemos 100 gramos de sacarosa con una pureza del 89,4% y 100 mL de agua(d=1 g/mL), con un rendimiento de la reacción del 70%. Responder las siguientes preguntas.

C12H22O11 + H2O -> C6H12O6 
Sacarosa Glucosa 

C6H12O6 -> C2H5OH + CO2


A. Balancear las reacciones.
B. Calcular la cantidad de glucosa que se obtiene de la reacción.
C. Calcular la cantidad de etanol formado si en la reacción participa toda la glucosa obtenida en el numeral anterior y el rendimiento de la reacción es del 75%.
D. Determine el volumen de dióxido de carbono producido a condiciones normales de P y T. 

Answer 1

Consideremos la primera reacción química balanceada:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 2 C₆H₁₂O₆

   342 g      18 g         360 g             datos estequiométricos

100 g, 89.4%   100 g      70% rdto    datos del problema

De acuerdo al enunciado, la pureza de la sacarosa es del 89.4%, por lo tanto, de los 100 gramos de sacarosa de dicha pureza, 89.4 gramos son puros.

A su vez, hay 100 mL de agua, cuya densidad es de 1 g/mL. Por lo tanto, los 100 mL equivalen a 100 gramos de agua.

Cada 342 gramos de sacarosa, se requieren 18 gramos de agua, entonces:

342 g sacarosa ---- 18 g agua

89.4 g sacarosa ---- x = 4.70 g agua

Como se dispone de más agua de la estequiométricamente necesaria, ésta actúa como reactivo en exceso, y la sacarosa es el reactivo limitante.

342 g sacarosa ---- 360 g glucosa

89.4 g sacarosa ---- x = 94.10 g glucosa

Se obtienen 94.10 gramos de glucosa.

Segunda reacción química balanceada:

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

  180 g           92 g         88 g       datos estequiométricos

  89.4 g            75% rdto              datos del inciso anterior y del problema  

180 g glucosa ---- 92 g etanol

89.4 g glucosa ----- x = 45.69 g etanol → si el rdto fuera del 100%

Como el rendimiento es del 75%,

100% rendimiento ---- 45.69 g etanol

75% rendimiento ---- x = 34.27 g etanol

Se formarán 34.27 gramos de etanol.

Para determinar el volumen de CO₂ en CNPT, debemos recordar que un mol de cualquier gas en esas condiciones ocupa 22.4 L, entonces:

180 g glucosa ----- 2 moles CO₂

89.4 g glucosa ----- x = 0.993 moles CO₂ → si el rdto fuera del 100%

Como el rendimiento de la reacción es del 75%,

100% ---- 0.993 moles CO₂

75% ----- x = 0.745 moles CO₂

1 mol ---- 22.4 L

0.745 moles ---- x = 16.7 L

El volumen de CO₂ producido en CNTP es de 16.7 litros.