5. В процессе фотосинтеза образовалось 58 г глюкозы. Какой объём углекислого газа и воды необходимо взять для протекания того процесса?

Решение:

Уравнение фотосинтеза:

• 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Молярная масса глюкозы (C₆H₁₂O₆) ≈ 180 г/моль.

Молярная масса углекислого газа (CO₂) ≈ 44 г/моль.

Молярная масса воды (H₂O) ≈ 18 г/моль.

Расчет углекислого газа (CO₂):

Из уравнения: 6 моль CO₂ (6 * 44 г = 264 г) → 1 моль глюкозы (180 г).

Для 58 г глюкозы потребуется CO₂:

• Масса CO₂ = (58 г глюкозы * 264 г CO₂) / 180 г глюкозы ≈ 85.13 г CO₂

Для перевода массы CO₂ в объем при нормальных условиях (н.у.) используем молярный объем газов (22.4 л/моль):

• Количество моль CO₂ = 85.13 г / 44 г/моль ≈ 1.935 моль
• Объем CO₂ = 1.935 моль * 22.4 л/моль ≈ 43.34 л

Расчет воды (H₂O):

Из уравнения: 6 моль H₂O (6 * 18 г = 108 г) → 1 моль глюкозы (180 г).

Для 58 г глюкозы потребуется H₂O:

• Масса H₂O = (58 г глюкозы * 108 г H₂O) / 180 г глюкозы ≈ 34.8 г H₂O

Для перевода массы H₂O в объем при нормальных условиях (н.у.) используем молярный объем газов (22.4 л/моль), предполагая, что вода находится в газообразном состоянии в условиях фотосинтеза (что является упрощением, так как вода обычно жидкая, но для стехиометрического расчета объема газа используется этот подход):

• Количество моль H₂O = 34.8 г / 18 г/моль ≈ 1.933 моль
• Объем H₂O = 1.933 моль * 22.4 л/моль ≈ 43.3 л

Ответ: Необходимо взять ≈ 43.34 л углекислого газа и ≈ 43.3 л воды (при н.у.).