Chimica

STECHIOMETRIA DELLA BIRRA

Ho deciso di preparare la birra nella cantina di casa.
In una botticella di plastica di 25 L ho collocato acqua, malto, zucchero (1000 g) e lievito per un volume totale di 23 L di soluzione.
La temperatura media della cantina è 18 °C.
Dopo alcune ore la fermentazione è costante e nel gorgogliatore -serve a tenere la miscela
separata dall'aria e quindi dall'ossigeno - si forma una bolla di gas mediamente ogni
2,35 s.
Ho calcolato che il gas sposta l'equivalente di 1,5 mm di acqua.
Dopo un determinato periodo di tempo il gas è costituito sicuramente da diossido di carbonio
(anidride carbonica) che si origina dallo zucchero e dal malto.
Dallo zucchero e dal malto si forma glucosio (C6H12O6)
e da quest'ultimo alcool etilico (C2H6O) e CO2.
La relazione di pressione tra mmH2O e Pa è 9,81 Pa/mmH2O
Per i gas c'è questa relazione: il prodotto di Pressione e Volume in rapporto al prodotto
tra moli e Temperatura assoluta è un valore costante pari a 8,31 Pa m3/mol K.
Ho pesato la botticella con una bilancia tecnica prima dell'inizio della fermentazione
26,3 kg
Dato che attraverso il gorgogliatore il diossido di carbonio prodotto si disperde nell'atmosfera
al termine della fermentazione, nelle bottiglie, introdurrò 5,0 g di saccarosio/L.
In questo modo la fermentazione potrà procedere e otterrò una bevanda gassata.
La ricetta della preparazione specifica che si otterrà una birra al 4,5 % di alcol (V/V).
La densità dell'alcool è 0,789 g cm-3.
La densità finale della birra è 1,008 g cm-3.

conoscenze e rielaborazione
1 In quali rapporti stechiometrici stanno glucosio, anidride carbonica e alcol ?
2 Quali sono le masse molari delle tre sostanze?
3 Se da una molecola di saccarosio e una di acqua ottengo glucosio e fruttosio,
che hanno la stessa composizione, come rappresenterò la reazione?
4 Come posso determinare quante moli di diossido di carbonio vengono
sviluppate ogni secondo?
5 Dal dato precedente come determino il glucosio trasformato/secondo?
6 Quale sensibilità ha la bilancia che ho utilizzato?
7 Dopo quanto tempo riuscirò a determinare una variazione di peso?
8 come posso interpretare 4,5%(V/V) ?
9 Quanti grammi di alcol conterrà una bottiglia da 33 cL ?

abilità grafiche
1 disegnare la formula tridimensionale del glucosio e indicare
opportunamente le distanze e gli angoli di legame
In life - in your blood and inside cells of plants and animals -
most of the glucose consists of molecules shaped into a ring (actually a 6-sided figure, a hexagon)
The C-C, C-H, and O-H bond lengths deviate only slightly from their means of 0.1523 nm, 0.1098 nm, and 0.0968 nm.
The C(1)-O(1) bond length, 0.1389 nm, is significantly shorter than the mean value, 0.1420 nm, of the other C-O bonds.
The valence angle of the ring oxygen is 113.8 degrees.
2 Tracciare i diagrammi che illustrano le relazioni tra le grandezze
che ritenete afferenti alla situazione

abilità linguistiche
1 Caratteristiche degli elementi presenti nelle sostanze chimiche
2 Cambiamenti climatici e le origini del diossido di carbonio
3 I rapporti quantitativi nelle trasformazioni chimiche
4 Perché la composizione del gas nella botticella non è costante?