Chúng ta có đề bài như sau:

Cho 2,5 kg glucozo chứa 20% tạp chất lên men thành rượu etylic. Trong quá trình chế biến rượu bị hao hụt mất 10%.

a, Tính khối lượng rượu thu được.
b, Nếu pha loãng rượu đó thành rượu 40 độ thì thu được bao nhiêu lít, biết rằng khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml.

Đầu tiên, chúng ta sẽ phân tích đề bài và xác định các thông tin đã cho cũng như yêu cầu của bài toán.

Thông tin đã cho:
– Khối lượng glucozo ban đầu: 2,5 kg
– Tỷ lệ tạp chất trong glucozo: 20%
– Hiệu suất phản ứng lên men: 100% (vì đề bài không nói rõ, ta mặc định là 100% phản ứng xảy ra hoàn toàn theo phương trình)
– Tỷ lệ hao hụt trong quá trình chế biến rượu: 10%
– Độ rượu sau khi pha loãng: 40 độ
– Khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất: 0,8 g/ml

Yêu cầu:
a, Tính khối lượng rượu etylic nguyên chất thu được sau phản ứng và chế biến.
b, Tính thể tích dung dịch rượu 40 độ thu được.

Bây giờ, chúng ta sẽ đi vào giải chi tiết từng phần.

Phần a: Tính khối lượng rượu thu được

Bước 1: Tính khối lượng glucozo nguyên chất có trong hỗn hợp ban đầu.
Khối lượng hỗn hợp glucozo là 2,5 kg. Tỷ lệ tạp chất là 20%, vậy tỷ lệ glucozo nguyên chất sẽ là 100% – 20% = 80%.
Khối lượng glucozo nguyên chất = Khối lượng hỗn hợp \(\times\) Tỷ lệ glucozo nguyên chất
Khối lượng glucozo nguyên chất = 2,5 kg \(\times\) 80% = 2,5 kg \(\times\) 0,8 = 2 kg

Bước 2: Viết phương trình phản ứng lên men glucozo thành rượu etylic.
Phản ứng lên men glucozo là một phản ứng quan trọng trong chương trình Hóa học 12.
Phương trình phản ứng:
\[ C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{men, 30-35^\circ C} 2C_2H_5OH + 2CO_2 \]

Bước 3: Tính khối lượng mol của glucozo (C₆H₁₂O₆) và rượu etylic (C₂H₅OH).
Khối lượng mol của C: 12 g/mol
Khối lượng mol của H: 1 g/mol
Khối lượng mol của O: 16 g/mol

\( M_{C_6H_{12}O_6} = 6 \times 12 + 12 \times 1 + 6 \times 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \text{ g/mol} \)
\( M_{C_2H_5OH} = 2 \times 12 + 5 \times 1 + 16 + 1 = 24 + 5 + 16 + 1 = 46 \text{ g/mol} \)

Bước 4: Tính số mol glucozo nguyên chất đã phản ứng.
Ta đã có khối lượng glucozo nguyên chất là 2 kg = 2000 g.
Số mol glucozo = Khối lượng glucozo / Khối lượng mol glucozo
\( n_{C_6H_{12}O_6} = \frac{2000 \text{ g}}{180 \text{ g/mol}} = \frac{100}{9} \text{ mol} \)

Bước 5: Dựa vào phương trình phản ứng, tính số mol rượu etylic thu được theo lý thuyết.
Theo phương trình phản ứng, cứ 1 mol glucozo lên men sẽ tạo ra 2 mol rượu etylic.
\( n_{C_2H_5OH} \text{(lý thuyết)} = 2 \times n_{C_6H_{12}O_6} = 2 \times \frac{100}{9} \text{ mol} = \frac{200}{9} \text{ mol} \)

Bước 6: Tính khối lượng rượu etylic thu được theo lý thuyết.
Khối lượng rượu etylic (lý thuyết) = Số mol rượu etylic (lý thuyết) \(\times\) Khối lượng mol rượu etylic
Khối lượng rượu etylic (lý thuyết) = \( \frac{200}{9} \text{ mol} \times 46 \text{ g/mol} = \frac{9200}{9} \text{ g} \)

Bước 7: Tính khối lượng rượu etylic thu được thực tế sau khi bị hao hụt 10%.
Trong quá trình chế biến, rượu bị hao hụt mất 10%, nghĩa là hiệu suất thu hồi rượu thực tế là 100% – 10% = 90%.
Khối lượng rượu thu được (thực tế) = Khối lượng rượu (lý thuyết) \(\times\) Hiệu suất thu hồi
Khối lượng rượu thu được (thực tế) = \( \frac{9200}{9} \text{ g} \times 90\% = \frac{9200}{9} \text{ g} \times 0,9 = \frac{9200}{9} \times \frac{9}{10} \text{ g} = 920 \text{ g} \)

Vậy, khối lượng rượu etylic nguyên chất thu được là 920 g.

Phần b: Tính thể tích dung dịch rượu 40 độ thu được

Bước 1: Hiểu về “độ rượu”.
“Độ rượu” là số ml rượu etylic nguyên chất có trong 100 ml dung dịch rượu.
Ví dụ: Rượu 40 độ có nghĩa là trong 100 ml dung dịch rượu thì có 40 ml rượu etylic nguyên chất.

Bước 2: Tính thể tích rượu etylic nguyên chất thu được từ phần a.
Ta đã có khối lượng rượu etylic nguyên chất thu được là 920 g.
Khối lượng riêng của rượu etylic nguyên chất là 0,8 g/ml.
Thể tích rượu etylic nguyên chất = Khối lượng rượu nguyên chất / Khối lượng riêng rượu nguyên chất
Thể tích rượu nguyên chất = \( \frac{920 \text{ g}}{0,8 \text{ g/ml}} = 1150 \text{ ml} \)

Bước 3: Tính thể tích dung dịch rượu 40 độ thu được.
Ta biết rằng 1150 ml rượu etylic nguyên chất chiếm 40% thể tích dung dịch rượu 40 độ.
Thể tích dung dịch rượu 40 độ = (Thể tích rượu nguyên chất / Độ rượu) \(\times\) 100
Thể tích dung dịch rượu 40 độ = \( \frac{1150 \text{ ml}}{40} \times 100 = 1150 \times \frac{100}{40} \text{ ml} = 1150 \times 2,5 \text{ ml} = 2875 \text{ ml} \)

Đổi sang lít: 1 lít = 1000 ml.
Thể tích dung dịch rượu 40 độ = \( \frac{2875 \text{ ml}}{1000} = 2,875 \text{ lít} \)

Vậy, nếu pha loãng rượu đó thành rượu 40 độ thì thu được 2,875 lít.

Các em thấy đó, bài toán này tưởng chừng phức tạp nhưng nếu chúng ta đi từng bước một cách cẩn thận, áp dụng đúng các công thức và định luật hóa học thì sẽ giải quyết được. Các em về nhà ôn tập lại các dạng bài tương tự nhé! Nếu có gì thắc mắc, đừng ngần ngại hỏi thầy.