Рассчитать количество теплоты, которое выделится при полном окислении в условиях организма 45 г глюкозы С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О(ж), если стандартные энтальпии образования…
Рассчитать количество теплоты, которое выделится при полном окислении в условиях организма 45 г глюкозы С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О(ж), если стандартные энтальпии образования глюкозы, углекислого газа и жидкой воды соответственно равны –1273,0 кДж/моль, -393,5кДж/моль и –285,8кДж/моль. Принять, что ∆Н реакции от температуры не зависит. Способствует ли энтальпийный фактор протеканию данного биологического процесса? Ответ объяснить
Для расчета количества теплоты, выделяющегося при полном окислении глюкозы, необходимо использовать формулу для вычисления изменения энтальпии реакции:
\[ \Delta H_{реакции} = \Sigma H_{продукты} - \Sigma H_{реагенты} \]
Теперь давайте определим, какие вещества участвуют в реакции, и их стандартные энтальпии образования:
- Глюкоза (\(C_6H_{12}O_6\)): \(-1273,0 \, кДж/моль\)
- Углекислый газ (\(CO_2\)): \(-393,5 \, кДж/моль\)
- Жидкая вода (\(H_2O\)): \(-285,8 \, кДж/моль\)
Исходя из уравнения реакции: \[ C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O \]
Расчет энтальпии реакции:
Находим энтальпии продуктов:
- Для углекислого газа: \(6 \times (-393,5) = -2361,0 \, кДж\)
- Для воды: \(6 \times (-285,8) = -1714,8 \, кДж\)
Общее значение для продуктов: \[ H_{продукты} = -2361,0 - 1714,8 = -4075,8 \, кДж \]
Энергия для реактанта:
- Глюкоза: \(-1273,0 \, кДж\)
- Кислород можно считать как 0, так как его стандартная энтальпия образования зафиксирована по умолчанию.
Теперь мы можем подставить значения в формулу изменения энтальпии:
\[ \Delta H_{реакции} = -4075,8 - (-1273,0) = -2802,8 \, кДж \]
Теперь найдем, сколько энергии выделится при окислении 45 г глюкозы. Сначала находим количество молей глюкозы:
Молярная масса глюкозы (\(C_6H_{12}O_6\)) = \(6 \times 12 + 12 \times 1 + 6 \times 16 = 180 \, г/моль\)
Количество молей в 45 г: \[ n = \frac{45 \, г}{180 \, г/моль} = 0,25 \, моль \]
Теперь можем вычислить общее количество выделившегося теплоты:
\[ Q = n \times \Delta H_{реакции} = 0,25 \, моль \times (-2802,8 \, кДж/моль) = -700,7 \, кДж \]
Таким образом, при полном окислении 45 г глюкозы выделится 700,7 кДж тепла.
Что касается вопроса о том, способствует ли энтальпийный фактор протеканию данного биологического процесса: да, высокое выделение энергии (тепла) делает реакцию термодинамически выгодной. Это способствует ее протеканию в организме, где энергия используется для различных биологических процессов. Как правило, реакции с отрицательным изменением энтальпии являются спонтанными, что способствует их протеканию.
