Dạng bài: Phản ứng lên men của glucozơ

A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập

PTHH:

C₆H₁₂O₆  $ \overset{len men}{\rightarrow}$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

Nhận xét:

• Cứ 1 mol Glucozo lên men tọa 2 mol ancol và 2  mol CO₂

1. Phản ứng lên men với hiệu suất 100%

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH.
• Bước 3: Đặt số mol vào PTHH. Xác định số mol các chất có liên quan.
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận.

Ví dụ 1: Khi lên men 360 gam glucozơ với hiệu suất 100%. Tính khối lượng ancol etylic thu được.

Ta có: nC₆H₁₂O₁₆ = $\frac{360}{180}$  =  2   (mol)
PTHH: C₆H₁₂O₆  $ \overset{len men}{\rightarrow}$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

P.ư                2                                           -> 4

=> Khối lượng C₂H₅OH thu được là: 4.46 = 184 (g)   

2. Phản ứng lên men có số mol CO₂ hoặc rượu cho trước

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH.
• Bước 3: Đặt số mol vào PTHH , xác định số mol của 1 chất theo thực tế, theo lí thuyết
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận.

Ví dụ 2: Lên men dung dịch chứa 300 gam glucozơ thu được 92 gam ancol etylic. Tính hiệu suất quá trình lên men tạo thành ancol etylic.

Ta có: nC₂H₅OH = $\frac{92}{46}$  =  2 (mol)

PTHH: C₆H₁₂O₆  $ \overset{len men}{\rightarrow}$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

P.ư              1<-                                               2

=> Theo thực tế: n C₆H₁₂O₆  = 1 (mol) => m C₆H₁₂O₆ = 180 (g)

Theo lí thuyết m C₆H₁₂O₆ = 300 (g)

=> Hiệu suất quá trình lên men =   $\frac{180}{300}$.100%  =  60%

3. Phản ứng lên men có số mol CO₂ được tính dựa vào kết tủa CaCO₃

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH.
• Bước 3: Tính số mol CO₂ dựa vào khối lượng kết tủa CaCO₃.
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận.

Ví dụ 3: Lên men hoàn toàn m gam glucozơ thành ancol etylic. Toàn bộ khí CO₂ sinh ra trong quá trình này được hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)₂ dư tạo ra 40 gam kết tủa. Nếu hiệu suất của quá trình lên men là 75% , tính giá trị của m.

Khi cho CO₂ hấp phụ vào dd Ca(OH)₂ dư:

        CO₂ + Ca(OH)₂ →   CaCO₃ + H₂O

P.ư   0,4<-                          0,4

Theo PTHH => m↓ = mCaCO₃ = 40g

=> nCaCO₃ = $ \frac{40}{100} $ = 0,4 (mol)

=> nCO₂ = nCaCO₃ = 0,4 (mol)

Lên men glucozo:

            C₆H₁₂O₆  $ \overset{len men}{\rightarrow}$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

P.ư              0,2<-                                                       0,4

=> Theo thực tế: n C₆H₁₂O₆  = 0,2 (mol) => m C₆H₁₂O₆ = 0,2.180 = 36 (g)

 Hiệu suất quá trình lên men =   $ \frac{m_{tt}}{m_{lt}} $.100%  =  75%

=> Khối lượng  glucozo đã dùng là: $ \frac{36}{0,75} $ = 48 (g) => m = 48 (g)

4. Phản ứng lên men có số mol C₂H₅OH được tính dựa vào độ rượu

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Tính số mol C₂H₅OH được tính dựa vào độ rượu theo CT: Độ rượu = $ \frac{V_{ruou}}{V_{dd}} $ .
• Bước 3: Viết PTHH.
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận.

Ví dụ 4: Tính khối lượng glucozơ cần dùng để điều chế 1 lít dung dịch ancol (rượu) etylic 40^o (khối lượng riêng 0,8 g/ml) với hiệu suất 80%.

Ta có:  Độ rượu = $ \frac{V_{ruou}}{V_{dd}} $ = 40⁰ => V_rượu = 0,4.1 = 0,4 (lít) = 400ml

D = $\frac{m}{V}$ = $\frac{m}{400}$ = 0,8 => mC₂H₅OH = 320 (g)

=> nC₂H₅OH = $\frac{320}{46}$ = $\frac{160}{23}$ (mol)

         C₆H₁₂O₆  $ \overset{len men}{\rightarrow}$ 2C₂H₅OH + 2CO₂

P.ư            $\frac{80}{23}$ <-                                                       $$\frac{160}{23}$ $

=> Theo thực tế: n C₆H₁₂O₆  = $\frac{80}{23}$ (mol) => m C₆H₁₂O₆ = $\frac{80}{23}$.180 = 626,09 (g)

 Hiệu suất quá trình lên men =   $ \frac{m_{tt}}{m_{lt}} $.100%  =  80%

=> Khối lượng  glucozo đã dùng là: $ \frac{626,09 }{0,8} $ = 782,61 (g)