Il Test sulla specifica attività metanogena ha il compito di verificare in laboratorio quanto funzionano i batteri Archaea del nostro digestore.
Test con l’acido acetico
Il substrato su cui eseguire la prova è l’acido acetico. La specifica attività metanogena è stechiometricamente semplice. L’acido acetico è facile da reperire ed è l’acido più importante nella produzione del metano.
Una molecola di acido acetico si trasforma in una molecole di metano e una di anidride carbonica.
Calcoliamo quanto metano produce una mole di acido acetico:
Peso della mole di Acido acetico
Acido acetico: C2H4O2, peso di una mole 60 grammi (2 x 12 + 4 x 1 + 2 x 16).
1° Breve ripasso di chimica:
Il 12 è il peso atomico del Carbonio, cioè il doppio del suo numero atomico che è 6, perché 6 sono i protoni presenti nel nucleo del Carbonio, ecc.
La mole è un volume che contiene un numero costante di atomi, è il famoso numero di Avogadro, il suo valore è circa 6×10 alla 23.
Peso della mole di Metano
Metano: CH4, peso di una mole 16 grammi (1 x 12 + 4 x 1).
Peso della mole di Anidride carbonica
Anidride carbonica: CO2, peso di una mole 44 grammi (1 x 12 + 2 x 16).
2° Breve ripasso di chimica:
Una mole di gas è contenuta in condizioni normali N in 22,4 dm3.
Sono normali: 20 °C (293.15 K, 68 °F) e 1 atm (101.325 N/m2) o 0 °C (273.15 K, 32 °F) e 1 atm (101.325 N/m2).
Volume della mole di Acido acetico
Volume 22,4 dm3/60 gr peso di una mole di acido acetico= 0,373 dm3/grammo.
Un grammo di acido acetico libera 0,373 dm3 o 373 cm3 di metano.
Test con l’acetato di sodio
Se all’acetato di sodio aggiungo acqua ottengo metano e bicarbonato di sodio:
C2H3NaO2 + H2O > CH4 + NaHCO3
calcoliamo quanto metano produce una mole di acetato di sodio:
Peso della mole di Acetato di sodio
Acetato di sodio: C2H3NaO2, peso teorico di una mole 82 grammi (2 x 12 + 3 x 1 + 1 x 23 + 2 x 16), (il sodio ha massa 23 anche se ha numero atomico 11).
Volume della mole di Acetato di sodio
La resa in metano sarà 22,4 dm3/82 gr = 0,273 dm3/grammo.
Un grammo di acetato di sodio libera 0,273 dm3 o 273 cm3 di metano.
Esito delle fermentazioni di una mole di acido acetico e una mole di acetato di sodio:
una mole di | cm3 di metano |
Acido acetico | 373 |
Acetato di sodio | 273 |