Từ tinh bột (có trong các loại ngũ cốc như ngô, lúa mì, đậu tương,…) người ta có thể chuyển hóa thành ethanol (C2H5OH) để sản xuất xăng sinh học. Xăng sinh học được tạo thành khi pha trộn ethanol với xăng truyền thống (coi như chỉ có C8H18)) với tỉ lệ khác nhau. Ví dụ, xăng E5 có tỉ lệ 5% ethanol và 95% thể tích xăng truyền thống.
a) Đốt cháy hoàn toàn 1 mol ethanol giải phóng 1367 kJ nhiệt lượng; đốt cháy hoàn toàn 1 mol C8H18 giải phóng 5450 kJ nhiệt lượng. Tính nhiệt lượng giải phóng khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 L xăng E5. Phương trình hoá học của phản ứng cháy các chất:
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
C8H18 + 12,5O2 → 8CO2 + 9H2O
b) Tính số mol CO2 giải phóng ra khi đốt cháy hoàn toàn 1,0 L xăng E5 và 1,0 L xăng truyền thống.
c) Vì sao việc sử dụng xăng sinh học sẽ là xu hướng của tương lai?
Cho biết: Khối lượng riêng của ethanol nguyên chất là 0,8 g/mL, của xăng truyền thống là 0,7 g/mL.
(a) 1 L (1000 mL) xăng E5 gồm C2H5OH (50 mL) và C8H18 (950 mL)
nC2H5OH = 50.0,8/46 = 20/23 mol
nC8H18 = 950.0,7/114 = 35/6 mol
Q = 1367.20/23 + 5450.35/6 = 32980,36 kJ
(b) nCO2 (1L xăng E5) = 2.20/23 + 8.35/6 = 48,4058 mol
nCO2 (1L xăng truyền thống) = 8.1000.0,7/114 = 49,1228 mol
(c) Sử dụng xăng sinh học sẽ là xu hướng của tương lai vì:
+ Giảm thiểu phát thải khí nhà kính: CO2 từ quá trình đốt cháy C2H5OH là CO2 tuần hoàn (do cây xanh hấp thụ để tạo ra nguyên liệu sản xuất C2H5OH).
+ Giảm phụ thuộc nhập khẩu dầu mỏ, tận dụng nguồn nguyên liệu hiện có.
+ Thúc đẩy kinh tế nông nghiệp.