Иногда в качестве разрыхлителя теста применяют вещество, которое при высокой температуре в горячей духовке разлагается на аммиак и углекислый газ. На какой объем (в литрах) увеличился объем теста в духовом шкафу при давлении 1 атм и температуре 1800 С, если при выпечке образовалось 3,4 г аммиака и 4,4 г углекислого газа. Как изменится объем выпечки при остывании до комнатной температуры (200 С) при нормальном атмосферном давлении, если при этом в изделии осталось 15% "кулинарных" газов?

Question

Химия

Мартирий

22 января, 12:48

Иногда в качестве разрыхлителя теста применяют вещество, которое при высокой температуре в горячей духовке разлагается на аммиак и углекислый газ. На какой объем (в литрах) увеличился объем теста в духовом шкафу при давлении 1 атм и температуре 1800 С, если при выпечке образовалось 3,4 г аммиака и 4,4 г углекислого газа. Как изменится объем выпечки при остывании до комнатной температуры (200 С) при нормальном атмосферном давлении, если при этом в изделии осталось 15% "кулинарных" газов?

+3

Ответы (1)

Знаете ответ на вопрос?

Велислава · Answer 1

Изначально разрыхлитель теста добавляется в виде порошка карбоната аммония (NH₄) ₂CO₃. В этом виде он занимает очень маленький объем, и им можно пренебречь.

При нагревании карбонат аммония разлагается с выделением газов, и пренебречь объемами этих газов уже нельзя:

(NH₄) ₂CO₃ = 2 NH₃ + CO₂ + H₂O

n (NH₃) = m/M = 3.4 г / 17 г/моль = 0,2 моль

n (CO₂) = m/M = 4.4 г / 44 г/моль = 0,1 моль

Всего количество вещества газообразных продуктов 0,3 моль

При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает 22,4 литра

Соответственно, 0,3 моль занимают 22,4*0,3 = 6,72 л

Как видим, из нескольких граммов карбоната аммония получается почти 7 литров газов.

Если бы реакция проходила при нормальных условиях, то именно столько газов и выделилось бы и настолько же увеличился объем теста.

Однако из-за повышения температуры объем будет больше. Насколько больше - узнаем с помощью уравнения Менделеева - Клапейрона

p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂,

где p₁, V₁, T₁ - давление, объем и температура при начальных условиях, а p₂, V₂, T₂ - при конечных условиях.

(Нормальные условия p₀ = 101,3 кПа (1 атмосфера), T₀=273 К).

По условиям задачи давление не изменялось и равно 1 атм. Температура, данная в задаче, 180 градусов Цельсия или 180+273 = 453 К

1 атм * 6,72 л / 273 К = 1 атм * V₁ л / 453 К

V₁ = (6,72 л / 273 К) * 453 К = 11.15 л.

Ответ 1: 11.15 л.

Для расчета изменения объема газов при остывании вновь используем уравнение Менделеева-Клапейрона (учитывая, что 20 градусов Цельсия это 293 К) :

1 атм * 11,15 л / 453 К = 1 атм * V₁ л / 293 К

V₁ = (11,15 л / 453 К) * 293 K = 7.21 л.

Фактически, по условиям задачи останется в выпечке только 15% от 7,21 л, то есть 0,15*7,21 = 1,08 л.

Именно на этот объем увеличится выпечка после остывания до комнатной температуры.

Ответ 2: 1,08 л