Từ 1 tấn tinh bột ngô có thể sản xuất được bao nhiêu lít xăng E5 (chứa 5% ethanol về thể tích), biết tinh bột ngô chứa 75% tinh bột, hiệu suất chung của cả quá trình điều chế ethanol là 70%, khối lượng...

Giải bài toán: Từ tinh bột ngô sản xuất xăng E5
Đây là một bài toán hay kết hợp nhiều kiến thức hóa học, đặc biệt là phần ứng dụng.

Phân tích đề bài và giải:
1. Tìm khối lượng tinh bột tinh khiết:

Trong 1 tấn tinh bột ngô, khối lượng tinh bột tinh khiết là: 1 tấn * 75% = 0,75 tấn = 750 kg.
2. Tìm số mol tinh bột:

Khối lượng mol của tinh bột (C₆H₁₀O₅)n ≈ 162n g/mol (n lớn, nhưng ta có thể coi gần đúng là 162 g/mol cho tính toán).
Số mol tinh bột: n(tinh bột) = m/M = 750000g / 162g/mol ≈ 4629,6 mol.
3. Tính số mol ethanol lý thuyết:

1 mol tinh bột (C₆H₁₀O₅)n lên men tạo ra 2n mol ethanol (C₂H₅OH).
Giả sử n = 1, ta có: n(ethanol lý thuyết) = 2 * n(tinh bột) ≈ 2 * 4629,6 = 9259,2 mol.
4. Tính số mol ethanol thực tế thu được:

Hiệu suất quá trình là 70%, nên số mol ethanol thực tế thu được: n(ethanol thực tế) = n(ethanol lý thuyết) * 70% ≈ 9259,2 * 0.7 ≈ 6481,44 mol.
5. Tính khối lượng và thể tích ethanol thực tế:

Khối lượng ethanol: m(ethanol) = n * M = 6481,44 mol * 46 g/mol ≈ 298144,64 g.
Thể tích ethanol: V(ethanol) = m/D = 298144,64 g / 0,8 g/mL ≈ 372680,8 mL = 372,68 L.
6. Tính thể tích xăng E5:

Trong xăng E5, ethanol chiếm 5% về thể tích.
Vậy thể tích xăng E5 cần là: V(E5) = V(ethanol) / 0,05 ≈ 372,68 L / 0,05 ≈ 7453,6 L.
Kết luận:

Từ 1 tấn tinh bột ngô, có thể sản xuất được khoảng 7453,6 lít xăng E5.

Nhận xét:
Giá trị gần đúng: Do các giá trị mol của tinh bột lớn và có nhiều phép tính làm tròn, kết quả cuối cùng chỉ là giá trị gần đúng.
Yếu tố ảnh hưởng: Hiệu suất phản ứng, độ tinh khiết của tinh bột, điều kiện phản ứng đều có thể ảnh hưởng đến lượng ethanol thu được.
Ứng dụng thực tế: Bài toán này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ nguồn nguyên liệu tái tạo như tinh bột.