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15-2

포도당 용액 3,000 L를 발효조에 넣어 초산을 생산한다. 반응 경로가 아래와 같을 때, 포도당 1 kg에서 이론적으로 얻을 수 있는 에탄올과 초산의 양을 각각 구하시오.

[반응식]

C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+56 kcalC_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2 + 56\ \mathrm{kcal}

C2H5OH+O2→CH3COOH+H2O+114 kcalC_2H_5OH + O_2 \rightarrow CH_3COOH + H_2O + 114\ \mathrm{kcal}

(1) 에탄올의 양

(2) 초산의 양

해설

(1) 511.11 g

(2) 666.67 g


[해설]

반응식의 계수가 곧 몰비이므로 포도당 : 에탄올 : 초산 = 1 : 2 : 2이다. 분자량(C6H12O6 180, C2H5OH 46, CH3COOH 60)으로 바꾸면 질량비는 180 : 92 : 120이다.

에탄올 = 1,000 g × (2 × 46) ÷ 180
= 1,000 × 92 ÷ 180
= 511.11 g

초산 = 1,000 g × (2 × 60) ÷ 180
= 1,000 × 120 ÷ 180
= 666.67 g

혼동 주의: 발문의 3,000 L와 반응열(56·114 kcal)은 포도당 1 kg당 이론 수율을 구하는 데 쓰이지 않는다.

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