10 l vin cu 10% alcool (densitate=1,1g/m cub),se afla intr-o damigeana, care nu este bine inchisa.Afla:
a. care este compozitia amestecului rezultat in urma fermentarii a 70% din alcool;
b. ce volum de aer (cu 20% O molecular) este necesar;
c. ce cantitate de caldura s-ar fi obtinut, daca alcoolul separat din vin ar fi fost ars (putere calorica C2H5OH=kcal/kg).

1

Răspunsuri

2014-06-05T23:35:31+03:00
A) Inteleg ca ro = 1,1 g/cm cub(si nu pe metru cub !...) este densitatea vinului, iar procentele date in enunt pentru alcool(10% si 70%) sunt masice. Eu in aceasta ipoteza voi rezolva.

Nu sunt sigur daca e corect, dar eu asa m-am gandit. Oricum, verifica si tu.

10 l = 10 dm cubi = 10000cm cubi.

Masa de vin este: m = V*ro = 10000*1,1 = 11000(g vin). = 11( kg vin).

Masa de etanol continuta in 11 kg vin este: 10*11/100 = 1,1(kg etanol).
Restul de 11 - 1,1 = 9,9(kg) presupunem ca este apa.

Daca fermenteaza 70% din cele 1,1 kg etanol, masa de alcool fermentat este:

1,1*70/100 = 0,77(kg etanol).

Raman nefermentate 1,1 - 0,77 = 0,33(kg etanol).

Cred ca pentru fermentare te referi la ecuatia:

C2H5OH  +  3O2  =>  2CO2  +  3H2O

In urma fermentarii se degaja CO2 care paraseste sistemul(damigeana nu este bine inchisa) si apa lichida care ramane in sistem.

Calculam masa de apa rezultata din fermentarea a 0,77 kg etanol.

Masa molara pentru C2H5OH este 2*12 + 6*1 + 1*16 = 46(g/mol).
Masa molara a H2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol).

Daca din 1*46 kg etanol rezulta 3*18 kg apa
Atunci din 0,77 kg etanol vor rezulta x kg apa

x = 0,77*3*18/46 = 0,903913(kg apa) = aprox. 0,90(kg apa)

Amestecul din damigeana dupa fermentare va contine: etanol nefermentat(0,33 kg) si apa(cele 9,9 kg din componenta initiala a vinului plus cele 0,9 kg rezultate din reactia chimica, adica in total 9.9 kg + 0,9 kg = 10,8 kg).

Total masa amestec in damigeana dupa fermentare: 0,33 + 10,8 = 11,13(kg amestec).

Banuiesc ca te intereseaza compozitia PROCENTUALA masica la sfarsitul fermentarii.

Daca in 11,13 kg amestec se gasesc 0,33 kg etanol si 10,8 kg apa
Atunci in 100 kg amestec se vor gasi p1 kg etanol si p2 kg apa

p1 = 0,33*100/11,13 = aprox. 2,965(kg etanol).

p2 = 10,8*100/11,13 = aprox. 97,035(kg apa).

Deci amestecul va contine la sfarsit: 2,965% etanol si 97,035% apa(procente masice).

b)

Presupunem ca lucram in c.n., deci volumul unui mol de gaz este 22,4 litri.

Gasim volumul de O2 necesar oxidarii a 0,77 kg etanol.

C2H5OH  +  3O2  =>  2CO2  +  3H2O

Daca 1*46 kg etanol reactioneaza cu 3*22,4 metri cubi O2
Atunci 0,77 kg etanol vor reactiona cu y metri cubi O2

y = 0,77*3*22,4/46 = aprox. 1,1248695(metri cubi O2) = 1,125(metri cubi O2).

Si acum gasim volumul de aer cu 20%(volume) de O2.

Daca in 100 metri cubi aer  se gasesc 20 metri cubi O2
Atunci in V metri cubi aer se vor gasi 1,125 metri cubi O2

V = 1,125*100/20 = 5,625(metri cubi aer).

c)

Masa de etanol aflata la inceput in vin este 1,1 kg etanol.

Caldura obtinuta prin arderea unui combustibil de putere calorica q este: Q = m*q.

Din enunt lipseste valoarea puterii calorice q !

Masa de etanol care trebuie inmultita cu q este 1,1 kg etanol.

Ramane ca inmultirea sa o faci tu.
Succes !
.



Gasim acum procentele masice. Daca in 11,53 kg amestec se gasesc 0,33 kg etanol, 10,2 kg apa si 1 kg acid acetic Atunci in 100 kg amestec se vor gasi p1 kg etanol, p2 kg apa si p3 kg acid acetic. p1 = 0,33*100/11,53 = aprox. 2,86(kg etanol); p2 = 10,2*100/11,53 = aprox. 88,46(kg apa); p3 = 1*100/11,53 = aprox. 8,68(kg acid acetic). Deci avem(% masa): 2,86% etanol; 88,67% apa si 8,68% acid acetic. Asta este finalul rezolvarii punctului a).
punctul b). Lucram in c.n., deci volumul unui mol de gaz este 22,4 litri. C2H5OH + O2 => CH3COOH + H2O..Daca 1*46 kg etanol reactioneaza cu 1*22,4 metri cubi O2 Atunci 0,77 kg etanol vor reactiona cu y metri cubi O2 y = 0,77*22,4/46 = aprox. 0,375(metri cubi O2). Daca in 100 metri cubi aer se gasesc20 metri cubi O2 Atunci in V metri cubi aer se vor gasi 0,375 metri cubi O2 V = 0,375*100/20 = 1,875(metri cubi aer).
punctul b). Lucram in c.n., deci volumul unui mol de gaz este 22,4 litri. C2H5OH + O2 => CH3COOH + H2O..Daca 1*46 kg etanol reactioneaza cu 1*22,4 metri cubi O2 Atunci 0,77 kg etanol vor reactiona cu y metri cubi O2 y = 0,77*22,4/46 = aprox. 0,375(metri cubi O2). Daca in 100 metri cubi aer se gasesc20 metri cubi O2 Atunci in V metri cubi aer se vor gasi 0,375 metri cubi O2 V = 0,375*100/20 = 1,875(metri cubi aer). Punctul c) este rezolvat corect, dar fara o data numerica.
punctul b). Lucram in c.n., deci volumul unui mol de gaz este 22,4 litri. C2H5OH + O2 => CH3COOH + H2O..Daca 1*46 kg etanol reactioneaza cu 1*22,4 metri cubi O2 Atunci 0,77 kg etanol vor reactiona cu y metri cubi O2 y = 0,77*22,4/46 = aprox. 0,375(metri cubi O2). Daca in 100 metri cubi aer se gasesc20 metri cubi O2 Atunci in V metri cubi aer se vor gasi 0,375 metri cubi O2 V = 0,375*100/20 = 1,875(metri cubi aer). Punctul c) este rezolvat corect, dar fara o data numerica.Scuze !
Imi pare rau ca am scris eronat ecuatia reactiei. Scuze si cred ca te vei descurca citind comentariile mele de la aceasta problema(cu acesta pe care-l scriu acum sunt in total 8 comentarii). Citeste-le si pe cele de la inceput, pentru ca ultimele apar de mai multe ori. Succes !