Si tenemos 50 gramos de sacarosa con una pureza del 67,4% y 300 mL de agua (d=1 g/mL), con un rendimiento de la reacción del 89,6%.
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 67%.
D. Determine el volumen de dióxido de carbono producido a condiciones normales de P y T.
Respuestas
- A . Las ecuaciones balanceadas son respectivamente
1) C12H22O11 + H2O -> 2C6H12O6
2) C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2CO2
- B La cantidad de glucosa obtenida en la reacción especificada es 31.8 g
- C. La masa de etanol obtenida es 6.081 g
- D. Volumen de CO2 producido en condiciones normales es 5.901 L
Explicación:
Balanceando las ecuaciones
1) C12H22O11 + H2O -> 2C6H12O6
Colocar un 2 a la molécula de glucosa
2) C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2CO2
Colocar un 2 a la molécula de etanol y un 2 a la de CO2
B. De los datos se obtiene los moles
m= 50 g
PM sacarosa= 342.3 g/mol
PM glucosa = 180.156 g/mol
Calculando moles sacarosa
moles= m/PM
moles= 50 g/342.3 g/mol = 0.146 moles
B. Como la reacción esta determinada por la pureza de la solución de sacarosa de 67.4 %
( sacarosa % m/m )= (masa soluto / masa solución )
masa soluto = 50 gramos / (sacarosa % m/m)
masa soluto = 50 gramos *0.674= 33.7 g
Densidad = m/V
densidad de la sacarosa= 1.59 g/cm3= 1.59/g/ml
V soluto= m/ Densidad= 33.7 g / 1.59 g/ml = 21.195 ml *1 L/1000 ml= 0.0212 L
Vsolución= V soluto +V solvente = 0.0212 L +0.300L= 0.3212 L
moles soluto= m/PM = 33.7 g / 342. 3 g/mol= 0.0985 mol
moles reales de sacarosa que intervienen en la reacción
De la primera reacción 1 se tiene estequiométricamente la relación de mol
1 mol de sacarosa ----- 2 moles de glucosa
0. 0985 mol sacarosa ----- x moles glucosa
x= 0.0985 mol sacarosa * 2 mol glucosa / 1 mol sacarosa= 0.197 moles glucosa
masa glucosa obtenida
m= moles *PM
m= 0.197 mol * 180.156 g/mol = 35.491 g
Como el rendimiento de la reacción es de 89.6 esto ajustara la masa de glucosa pura obtenida
m glucosa= 35.491 g * 0.896 = 31.8 g
C. La cantidad de etanol
Estequiometricamente
1 mol de glucosa ------- 1 mol de etanol
0.197 mol -------------- x
x= 0.197 mol *1 /1 = 0.197 mol
Considerando un rendimiento del 67% de la reacción
moles reales = 0.197 mol *0.67 = 0.132 mol
masa etanol= 0.132 mol *46.07 g/mol = 6.081 g
D. Volumen de CO2
Aplicando ley de estado gases ideales
Condiciones Normales
T= 273 K
P= 1 atm
R = 0.082 atm *L/ K*mol
p*V = nRT
V= nRT/ p
Estequiometricamente
1 mol glucosa-------------- 2 mol CO2
(0.197 mol *0.67) ------- x
Asumiendo el rendimiento real dado
x= (0.197 mol *0.67) *2 /1 = 0.264 mol de CO2
V= 0.264 mol * 0.082 atm*L / K* mol * 273 K / 1 atm = 5.901 L
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