Сколько теплоты выделится при окислении 9.2 г этанола в пероксисомах и митохондриях клеток печени? ΔH°f, 298(Н2О2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии, и конкретнее — закон про количество теплоты при химических реакциях. Коэффициенты перед веществами в приведенном ниже уравнении химической реакции показывают количество веществ, участвующих в реакции.

\[ C_2H_5OH(l) + \frac{3}{2} O_2(g) \rightarrow 2 CO_2(g) + 3 H_2O(l) \]

Согласно данной реакции, одна молекула этанола (C2H5OH) окисляется до образования двух молекул углекислого газа (CO2) и трех молекул воды (H2O).

Для решения задачи нам необходимо знать изменение стандартной энтальпии образования всех веществ, участвующих в реакции.

Дано:
\(\Delta H_f, 298(H2O2, водн.) = -191 кДж/моль\)
\(\Delta H_f, 298(C2H5OH, ж) = -278 кДж/моль\)
\(\Delta H_f, 298(CH3COOH, ж) = -192 кДж/моль\)
\(\Delta H_f, 298(H2O, ж) = -286 кДж/моль\)

Изменение стандартной энтальпии образования реактантов и продуктов можно использовать для определения количества теплоты, выделяющегося или поглощающегося при данной реакции.

Теплота, выделяющаяся при окислении 9.2 г этанола, может быть рассчитана следующим образом:

1. Расчет молей этанола:
Молярная масса этанола (C2H5OH):
\(C = 12.01\) г/моль
\(H = 1.008\) г/моль
\(O = 16.00\) г/моль

Таким образом:
\(2 \times 12.01 + 5 \times 1.008 + 16.00 = 46.07\) г/моль (молярная масса этанола)

Количество молей этанола:
\(9.2\) г / \(46.07\) г/моль = \(0.2\) моль (округляем до одной десятой)

2. Расчет количества теплоты:
Теплота окисления 1 моля этанола может быть рассчитана по разнице энтальпий образования продуктов и реактантов:

\(\Delta H = 2 \times \Delta H_f, 298(CO2, г) + 3 \times \Delta H_f, 298(H2O, ж) - \Delta H_f, 298(C2H5OH, ж)\)

Подставим значения:
\(\Delta H = 2 \times 0 + 3 \times (-286) - (-278) = 2 \times (-286) + 8 (-278) = -572 - 2224 = -2796\) кДж/моль

Теплота, выделяющаяся при окислении 0.2 моль этанола:
\(-2796\) кДж/моль \times 0.2 моль = \(-559.2\) кДж

Ответ: При окислении 9.2 г этанола в пероксисомах и митохондриях клеток печени выделится \(559\) кДж теплоты.