В процессе фотосинтеза одно растение поглощает 2 куб. г углекислого газа в течение суток. Определите, какое количество глюкозы…

В процессе фотосинтеза растения используют углекислый газ и воду для синтеза глюкозы и кислорода. Уравнение фотосинтеза выглядит следующим образом:

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Это означает, что для того, чтобы синтезировать одну молекулу глюкозы (C₆H₁₂O₆), растению необходимо поглотить шесть молекул углекислого газа и шесть молекул воды.

Задача заключается в том, чтобы рассчитать, какое количество глюкозы будет синтезировано, если растение поглощает 2 кубических сантиметра углекислого газа за сутки.

1. Молекулярная масса углекислого газа (CO₂):

   Углекислый газ состоит из одного атома углерода (C) и двух атомов кислорода (O). Молекулярная масса углекислого газа:

   $\text{Molar mass of CO₂}=12+16\times 2=44\text{г/моль}$

2. Молекулярная масса глюкозы (C₆H₁₂O₆):

   Глюкоза состоит из шести атомов углерода, двенадцати атомов водорода и шести атомов кислорода. Молекулярная масса глюкозы:

   $\text{Molar mass of C₆H₁₂O₆}=6\times 12+12\times 1+6\times 16=180\text{г/моль}$

3. Определим, сколько моль углекислого газа поглощается растением:

   Нам нужно перевести 2 кубических сантиметра углекислого газа в граммы, а затем в моли. Для этого нам необходимо использовать данные о плотности углекислого газа.

   Плотность углекислого газа при стандартных условиях (STP, температура 0°C и давление 1 атм) составляет примерно 1,98 г/л (или 0,00198 г/см³).

   Тогда масса углекислого газа, который растение поглощает:

   2 см3×0,00198 г/см3=0,00396 г2 \, \text{см}^3 \times 0,00198 \, \text{г/см}^3 = 0,00396 \, \text{г}2см3×0,00198г/см3=0,00396г

4. Переведем массу углекислого газа в моли:

   Теперь, используя молекулярную массу углекислого газа, можно найти количество вещества в молях:

   Количество моль CO₂=0,00396 г44 г/моль=9×10−5 моль\text{Количество моль CO₂} = \frac{0,00396 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} = 9 \times 10^{-5} \, \text{моль}Количество моль CO₂=44г/моль0,00396г​=9×10−5моль

5. Определим количество моль глюкозы, которое синтезируется:

   Согласно уравнению фотосинтеза, на каждые 6 моль углекислого газа синтезируется 1 моль глюкозы. Следовательно, количество моль глюкозы, которое может быть синтезировано из 9 × 10⁻⁵ моль CO₂:

   Количество моль глюкозы=9×10−56=1,5×10−5 моль\text{Количество моль глюкозы} = \frac{9 \times 10^{-5}}{6} = 1,5 \times 10^{-5} \, \text{моль}Количество моль глюкозы=69×10−5​=1,5×10−5моль

6. Переведем моли глюкозы в граммы:

   Теперь, используя молекулярную массу глюкозы, можно найти массу глюкозы:

   Масса глюкозы=1,5×10−5 моль×180 г/моль=0,0027 г\text{Масса глюкозы} = 1,5 \times 10^{-5} \, \text{моль} \times 180 \, \text{г/моль} = 0,0027 \, \text{г}Масса глюкозы=1,5×10−5моль×180г/моль=0,0027г

Таким образом, из 2 кубических сантиметров углекислого газа, поглощаемого растением, будет синтезировано около 0,0027 грамма глюкозы.