Il calore liberato durante la fermentazione del succo d’uva

Ivo ha scritto:
Mi può aiutare a risolvere questo problema?
Il glucosio, C₆H₁₂O_6(s), si trasforma in alcool etilico, C₂H₅OH_(l), e diossido di carbonio durante la reazione di fermentazione del succo d’uva.

a) Qual è la variazione di entalpia standard di questa reazione?
b) Che quantità di calore si libera quando si producono 1,500 L di vino con un contenuto del 13,00% di alcool etilico (d = 0,789 g/mL) mediante la fermentazione del succo d’uva?
(ΔH°_f : C₆H₁₂O_6(s) = -1275,2 kJ/mol;  C₂H₅OH_(l) =  -277,7 kJ/mol;  CO_2(g) = -393,5 kJ/mol)

Nel ringraziarla in anticipo le porgo i più cordiali saluti.

Ecco l’aiuto:

Il ΔH di qualsiasi reazione corrisponde alla differenza tra la sommatoria (Σ) dei calori di formazione dei prodotti, ΔH_{f. prodotti}, e la sommatoria dei calori di formazione dei reagenti, ΔH_{f. reagenti}, cioè:

ΔH_reazione = ΣΔH_{f. prodotti} – ΣΔH_{f. reagenti}

Una volta calcolato il ΔH_reazione, ti basta ricordare che la variazione di entalpia standard di reazione corrisponde al calore (Q) liberato o assorbito dalla reazione quando avviene a pressione costante. Conoscendo il volume del vino prodotto e la percentuale di alcol che esso contiene (ricorda che il grado alcolico è una percentuale in volume), si può determinare il volume di alcol etilico; tramite la densità si risale alla massa di alcol e da questa si determina la quantità in moli di alcol etilico. Moltiplicando il risultato per la variazione di entalpia standard della reazione riferita a una mole di alcol etilico si ottiene il valore cercato.

Reazione e calcoli sono questi:

C₆H₁₂O_6(s) → 2 CH₃CH₂OH_(l)  + 2 CO_2(g)

ΔH°_reazione = (2 ΔH°_f. CH₃CH₂OH_(l) + 2 ΔH°_f. CO_2(g)) – ΔH°_f. C₆H₁₂O_6(s) = 2 mol×(-277,7 kJ/mol) + 2 mol×(-393,5 kJ/mol) – 1 mol×(-1275,2 kJ/mol) = -67,2 kJ

67,2 kJ = Q liberato durante la produzione di 2 mol di alcol

Q_molare (liberato durante la produzione di 1 mol di alcol) = 67,2 kJ/2 mol = 33,6 kJ/mol

V_{alcol etilico} = V_vino × %_alcol/100 = 1,500 L·13,00/100 = 0,195 L = 195 mL

m_{alcol etilico} = d·V = 0,789 g/mL×195 mL = 154 g

 n_{alcol etilico} = m_{alcol etilico}/m_molare = 154 g/ 46,06844 g/mol = 3,34 mol

Q_totale = n·Q_molare = 3,34 mol×33,6 kJ/mol = 112 kJ

In conclusione, il calore che si libera quando si producono mediante fermentazione del succo d’uva 1,500 L di vino con un grado alcolico del 13,00%, è pari a 112 kJ.

Ecco fatto…Cari saluti anche a te.