Bài 5.12 SBT Hóa 12 - Chân trời sáng tạo: Ngô và mía là hai nguyên liệu chính được sử dụng trong sản xuất ethanol...

Ngô và mía là hai nguyên liệu chính được sử dụng trong sản xuất ethanol. Tuy nhiên chúng là những loại cây lương thực quan trọng, trong khi cellulose cũng có thể sản xuất ethanol, nhưng cellulose là nguồn nguyên liệu dồi dào, dễ tìm. Tuy giá thành sản xuất ethanol từ cellulose còn cao, xuất phát từ loại nấm được nuôi cấy để tạo cellulase là enzyme xúc tác cho phản ứng thuỷ phân cellulose thành glucose còn tốn kém nhiều về năng lượng,’nhưng hướng đi này đang hứa hẹn nhiều viễn cảnh mới ở tương lai(*).

a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng điều chế ethanol từ cellulose.

b) Hiện tại, 1 tấn nguyên liệu cellulose khô tạo ra khoảng 240 lít ethanol. Tính hiệu suất của quá trình điều chế. Cho khối lượng riêng của ethanol là 0,79 g/mL.

c) Với những tiến bộ công nghệ đạt được, người ta tin rằng 1 tấn cellulose sắp tới có thể tạo được khoảng 400 lít ethanol. Cho biết hiệu suất của quá trình điều chế ethanol từ cellulose đạt được khi đó.

Dựa vào tính chất hóa học của cellulose.

a) Phương trình hoá học của các phản ứng:

(C₆H₁₀O₅)_{n +} nH₂O → nC₆H₁₂O₆

b) Theo phương trình, cứ 162 g cellulose thu được 92 g ethanol.

Vậy khối lượng ethanol thu được từ 1 tấn cellulose là:

\({m_{ethan{\rm{o}}l}} = \frac{{1000.92}}{{162}} \approx 568kg\) ‘

Do đó hiệu suất của quá trình điều chế là:

\(H = \frac{{240.0.79}}{{568}}.100 \approx 33,39\% \)

c) Do được 240 lít ethanol thì hiệu suất quá trình đạt 33,38%.

Nên được 400 lít ethanol thì hiệu suất quá trình đạt

\(H = \frac{{400.33,39}}{{240}}.100 \approx 55,65\% \)