Từ xa xưa con người đã biết lên men các loại ngũ cốc hoa quả để tạo ra các đồ uống có cồn (có chứa ethanol – một alcohol quen thuộc). Ngày nay, alcohol được sử dụng phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau như làm dung môi, nguyên liệu hoá học, nhiên liệu, xăng sinh học…
a) Ethyl alcohol dễ tan trong nước vì có thể tạo liên kết hydrogen với phân tử nước.
b) Tiến hành sản xuất rượu vang bằng phương pháp lên men rượu với nguyên liệu là 16 kg quả nho tươi chứa 15% glucose về khối lượng), thu được 12,8 lít rượu vang 12°. Biết khối lượng riêng của ethyl alcohol là 0,8 g/mL. Giả thiết trong thành phần quả nho tươi chỉ có glucose bị lên men rượu, hiệu suất toàn bộ quá trình sản xuất là 72%.
c) Ta có thể tách ethanol ra khỏi dung dịch ethanol – nước bằng phương pháp chưng cất thường.
d) Một người uống hết 3 lon bia loại 330 mL có độ cồn 5°. Sau 4h, người này bị cảnh sát giao thông kiểm tra nồng độ cồn bằng máy đo hơi thở sử dụng dung dịch K2Cr2O7 trong môi trường acid. Khi dẫn 1,00 lít khí thở qua dung dịch K2Cr2O7 thì trong máy xảy ra phản ứng hóa học sau:
C2H5OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3COOH + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Số mol Cr2O72- trong dung dịch giảm từ 10^-4 mol xuống 9,6.10^-5 mol. Biết nồng độ ethanol (mg/L) trong hơi thở tỷ lệ với nồng độ ethanol trong máu là 1 : 2100. Khối lượng riêng ethanol là 0,8 g/mL, giả sử người này cơ thể chứa 5 lít máu.
Nếu tổng lượng ethanol đi vào khí thở là 10%, còn lại được hấp thụ vào máu. Tốc độ đào thải của cơ thể không đổi theo thời gian. Sau khi uống, thời gian tối thiểu để người này không còn nồng độ cồn trong máu là 4,4 giờ (chỉ làm tròn kết quả ở phép tính cuối cùng đến hàng phần mười).
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, ethyl alcohol tạo liên kết hydrogen liên phân tử với H2O nên tan tốt trong H2O.
(b) Sai:
C6H12O6 —> 2C2H5OH + 2CO2
mC2H5OH = 16.15%.72%.2.46/180 = 0,8832 kg
—> V rượu vang 12° = 0,8832/(12%.0,8) = 9,2 L
(c) Đúng, cả ethanol và H2O đều có nhiệt độ sôi tương đối thấp và chênh lệch nhau (tương ứng 78,3°C và 100°C) nên có thể tách ethanol ra khỏi dung dịch ethanol – nước bằng phương pháp chưng cất thường.
Chưng cất thường không thể thu được ethanol khan mà chỉ thu được ethanol có nồng độ cao hơn.
(d) Đúng
3C2H5OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 → 3CH3COOH + 2Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 11H2O
nK2Cr2O7 phản ứng = 10^-4 – 9,6.10^-5 = 4.10^-6 mol
—> nC2H5OH trong 1L hơi thở = 6.10^-6 mol
⇔ 6.10^-6.1000.46 = 0,276 mg/L
—> Nồng độ C2H5OH trong máu = 0,276.2100 = 579,6 mg/L
—> mC2H5OH trong máu = 5.579,6 = 2898 mg = 2,898 gam
—> mC2H5OH tổng = 2,898/90% = 3,22 gam
mC2H5OH đã uống = 3.330.5%.0,8 = 39,6 gam
Trung bình mỗi giờ người này đào thải (39,6 – 3,22)/4 = 9,095 gam/h
Thời gian cần thiết để đào thải hết = 39,6/9,095 ≈ 4,4h
