37℃ 101.33 kPa 10.0 g C6H12O6 CO2 vol 100 kPa 298 K 15.0 g glucose O2 vol

37℃ 101.33 kPa 10.0 g C6H12O6 CO2 vol 100 kPa 298 K 15.0 g glucose O2 vol

The metabolic oxidation of glucose, C6H12O6, in our bodies produces CO2, which is expelled from our lungs as a gas:

C6H12O6(aq) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)

a) Calculate the volume of dry CO2 produced at normal body temperature, 37℃, and 101.33 kPa when 10.0 g of glucose is consumed in this reaction.

b) Calculate the volume of oxygen you would need, at 100 kPa and 298 K, to completely oxidize 15.0 g of glucose.

우리 몸에서는 글루코스(C6H12O6)의 대사 산화를 통해

CO2를 생산하여 폐에서 기체로 방출한다.

C6H12O6(aq) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)

a) 37℃, 101.33 kPa에서 10.0 g의 글루코스가 위 반응에서

소모될 때, 생성되는 건조한 CO2의 부피를 계산하시오.

b) 100 kPa, 298 K에서 15.0 g의 글루코스를 완전히

산화시키기 위해 필요한 산소의 부피를 계산하시오.

a) Calculate the volume of dry CO2 produced at normal body temperature, 37℃, and 101.33 kPa when 10.0 g of glucose is consumed in this reaction.

glucose, C6H12O6의 몰질량 = 180.16 g/mol 이므로,

10.0 g / (180.16 g/mol) = 0.055506 mol C6H12O6

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

C6H12O6(aq) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)

C6H12O6 : CO2 = 1 : 6 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.055506 mol C6H12O6 반응 시,

생성되는 CO2의 몰수를 계산하면,

C6H12O6 : CO2 = 1 : 6 = 0.055506 mol : ? mol

? = 6 × 0.055506 = 0.333036 mol CO2

1 atm = 101.325 kPa 이므로,

101.33 kPa × (1 atm / 101.325 kPa) ≒ 1 atm

PV = nRT 로부터,

( 참고 https://ywpop.blogspot.com/2024/05/ideal-gas-equation-pv-nrt.html )

V = nRT / P

= (0.333036) (0.08206) (273.15 + 37) / (1)

= 8.476 L CO2

[참고] glucose의 질량(g) = x 일 때,

반응물 O2 또는 생성물 CO2의 부피(L)

= (x / 180.16 × 6) (0.08206) (273.15 + ℃) / (atm)

= (10.0 / 180.16 × 6) (0.08206) (273.15 + 37) / (1)

= 8.476 L CO2

b) Calculate the volume of oxygen you would need, at 100 kPa and 298 K, to completely oxidize 15.0 g of glucose.

15.0 g / (180.16 g/mol) = 0.083259 mol C6H12O6

C6H12O6(aq) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)

C6H12O6 : O2 = 1 : 6 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.083259 mol C6H12O6 산화에 필요한

O2의 몰수를 계산하면,

C6H12O6 : O2 = 1 : 6 = 0.083259 mol : ? mol

? = 6 × 0.083259 = 0.499554 mol O2

1 atm = 101.325 kPa 이므로,

100 kPa × (1 atm / 101.325 kPa) = 0.9869 atm

V = nRT / P

= (0.499554) (0.08206) (298) / (0.9869)

= 12.38 L O2

[참고] glucose의 질량(g) = x 일 때,

반응물 O2 또는 생성물 CO2의 부피(L)

= (x / 180.16 × 6) (0.08206) (273.15 + ℃) / (atm)

= (15.0 / 180.16 × 6) (0.08206) (298) / (100 / 101.325)

= 12.38 L O2

37℃ 0.970 atm 24.5 g C6H12O6 CO2 vol 1.00 atm 298 K 50.0 g glucose O2 vol

The metabolic oxidation of glucose, C6H12O6, in our bodies produces CO2, which is expelled from our lungs as a gas:

C6H12O6(aq) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)

a) Calculate the volume of dry CO2 produced at body temperature (37℃) and 0.970 atm when 24.5 g of glucose is consumed in this reaction.

(24.5 / 180.16 × 6) (0.08206) (273.15 + 37) / (0.970)

= 21.41 L CO2

b) Calculate the volume of oxygen you would need, at 1.00 atm and 298 K, to completely oxidize 50.0 g of glucose.

(50.0 / 180.16 × 6) (0.08206) (298) / (1.00)

= 40.72 L O2

[키워드] 글루코스 화학량론 기준, glucose 화학량론 기준, C6H12O6 화학량론 기준