Для расчета объема кислорода, выделенного в процессе фотосинтеза, сначала нужно рассмотреть общее уравнение фотосинтеза:
[ 6CO_2 + 6H_2O \rightarrow C6H{12}O_6 + 6O_2 ]
Из этого уравнения видно, что на каждую молекулу глюкозы (C₆H₁₂O₆) синтезируется 6 молекул кислорода (O₂).
- Определим количество молей глюкозы, синтезированных из 90 тонн.
Молярная масса глюкозы (C₆H₁₂O₆) составляет:
- Углерод (C): 12 г/моль × 6 = 72 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль × 12 = 12 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль × 6 = 96 г/моль
Общая молярная масса глюкозы:
[ 72 + 12 + 96 = 180 \text{ г/моль} ]
Теперь переведем 90 тонн глюкозы в граммы:
[ 90 \text{ т} = 90,000 \text{ кг} = 90,000,000 \text{ г} ]
Теперь найдем количество молей глюкозы:
[ n = \frac{m}{M} = \frac{90,000,000 \text{ г}}{180 \text{ г/моль}} = 500,000 \text{ моль} ]
- Определим количество молей кислорода, выделившихся при синтезе этой глюкозы.
Согласно уравнению фотосинтеза, на каждую молекулу глюкозы выделяется 6 молекул кислорода. Следовательно:
[ n(O_2) = n(C6H{12}O_6) \times 6 = 500,000 \text{ моль} \times 6 = 3,000,000 \text{ моль O}_2 ]
- Переведем количество молей кислорода в объем.
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем примерно 22.4 литра. Таким образом, объем выделившегося кислорода будет:
[ V(O_2) = n(O_2) \times 22.4 \text{ л/моль} = 3,000,000 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 67,200,000 \text{ л} ]
Таким образом, при синтезе 90 тонн глюкозы выделилось примерно 67,200,000 литров кислорода.