Tính khối lượng cellulose trong 1 tấn mùn cưa và số mol tương ứng.

Viết PTHH và tính theo PTHH để được số mol ethanol.

Từ đó tính khối lượng và thể tích tương ứng của ethanol.

Từ đó tính được thể tích xăng E5.

Khối lượng cellulose trong 1 tấn mùn cưa là: ${{m}_{cellul\text{os}e}}=1000.50%=500kg$

Số mol cellulose trong 1 tấn mùn cưa là: ${{n}_{cellulose}}=\frac{500}{162n}=\frac{250}{81n}$ kmol,

PTHH: ${{\left( {{C}_{6}}{{H}_{10}}{{O}_{5}} \right)}_{n}}+\text{ }n{{H}_{2}}O~\to 2n{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH+2nC{{O}_{2}}$

Tính theo PTHH, số mol ethanol thu được là: ${{n}_{{{C}_{2}}{{H}_{5}}\text{O}H}}=\frac{250}{81n}.2n.60%=\frac{100}{27}kmol$

Khối lượng ethanol thu được là: ${{m}_{{{C}_{2}}{{H}_{5}}\text{O}H}}=\frac{100}{27}.46\approx 170,37kg$

Thể tích ethanol thu được là: ${{V}_{{{C}_{2}}{{H}_{5}}OH}}=170,27:0,8=212,963L$

Thể tích xăng E5 thu được là: ${{V}_{xang}}=212,963:5%=4259L$

Để giải bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

1. Tính khối lượng cellulose có trong 1 tấn mùn cưa:
   • Theo đề bài, mùn cưa chứa 50% cellulose.
   • Do đó, khối lượng cellulose là:
     \[ m_{\text{cellulose}} = 1 \text{ tấn} \times 50\% = 0,5 \text{ tấn} = 500\text{ kg} \]
2. Tính khối lượng ethanol tạo ra từ cellulose:
   • Phương trình phản ứng chuyển hóa cellulose thành ethanol là: \[ \text{C}_6\text{H}_{10}\text{O}_5 \xrightarrow{H_2O, \ \text{enzym}} \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} \]
   • Ta cần chú ý rằng cellulose có thể được xem là (C₆H₁₀O₅)_n tạo ra 2n C₂H₅OH.
   • Khối lượng mol của C₆H₁₀O₅ là 162 g/mol và của C₂H₅OH là 46 g/mol.
   • Với hiệu suất 60%, khối lượng ethanol thực tế sản xuất được là: \[ m_{\text{ethanol (thực tế)}} = 500 \text{ kg} \times \frac{2 \times 46}{162} \times 60\% = 170,37 \text{ kg} \]
3. Tính thể tích ethanol thu được:
   • Khối lượng riêng của ethanol là 0,8 g/mL = 0,8 kg/L.
   • Thể tích ethanol là:
     \[ V_{\text{ethanol}} = \frac{m_{\text{ethanol (thực tế)}}}{0,8 \text{ kg/L}} = \frac{170,37 \text{ kg}}{0,8 \text{ kg/L}} = 212,96 \text{ L} \]
4. Tính thể tích xăng E5 được pha chế:
   • Xăng E5 chứa 5% ethanol về thể tích.
   • Thể tích xăng E5 là:
     \[ V_{\text{xăng E5}} = \frac{V_{\text{ethanol}}}{5\%} = \frac{212,96 \text{ L}}{0,05} = 4259,2 \text{ L} \]

Vậy lượng ethanol thu được có thể dùng để pha chế được 4259,2 lít xăng E5.

• Chú ý đến việc chuyển đổi đơn vị từ khối lượng sang thể tích khi tính toán.
• Đảm bảo áp dụng đúng hiệu suất khi tính lượng sản phẩm thực tế.
• Kiểm tra lại để đảm bảo sử dụng đúng các hệ số hóa học và nguyên tắc bảo toàn khối lượng trong phản ứng hóa học.
• Nắm rõ tỉ lệ phần trăm thể tích trong xăng E5 để tính thể tích tổng khi pha trộn.