Номер 1172, страница 183 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1172. *Мочевина является основным продуктом распада белков. В процессе синтеза мочевины обезвреживается аммиак — очень токсичное для организма человека вещество, особенно для мозга. В среднем в течение суток из организма взрослого человека удаляется 20–35 г мочевины. Рассчитайте, какая масса аммиака обезвреживается в организме взрослого человека за неделю.

Дано:

Масса мочевины, удаляемая за сутки $m_{\text{сутки}}((\text{NH}_2)_2\text{CO}) = 20-35 \text{ г}$

Период времени $t = 1 \text{ неделя} = 7 \text{ суток}$

Перевод данных в систему СИ:

$m_{\text{сутки}}((\text{NH}_2)_2\text{CO}) = (0,02-0,035) \text{ кг}$

$t = 7 \text{ суток} = 7 \times 24 \text{ ч} \times 3600 \frac{\text{с}}{\text{ч}} = 604800 \text{ с}$

Найти:

Массу аммиака, обезвреживаемого за неделю $m_{\text{неделя}}(\text{NH}_3) - ?$

Решение:

1. Сначала рассчитаем диапазон массы мочевины, которая удаляется из организма взрослого человека за неделю. В неделе 7 суток.

Минимальная масса мочевины за неделю:

$m_{\text{min}}((\text{NH}_2)_2\text{CO}) = 20 \frac{\text{г}}{\text{сутки}} \times 7 \text{ суток} = 140 \text{ г}$

Максимальная масса мочевины за неделю:

$m_{\text{max}}((\text{NH}_2)_2\text{CO}) = 35 \frac{\text{г}}{\text{сутки}} \times 7 \text{ суток} = 245 \text{ г}$

2. Процесс синтеза мочевины из аммиака и углекислого газа в организме можно описать следующим суммарным уравнением реакции:

$2\text{NH}_3 + \text{CO}_2 \rightarrow (\text{NH}_2)_2\text{CO} + \text{H}_2\text{O}$

Из уравнения видно, что для образования 1 моль мочевины $((\text{NH}_2)_2\text{CO})$ расходуется 2 моль аммиака $(\text{NH}_3)$.

3. Рассчитаем молярные массы аммиака и мочевины. Будем использовать округленные значения атомных масс: $Ar(\text{H})=1$, $Ar(\text{C})=12$, $Ar(\text{N})=14$, $Ar(\text{O})=16$.

Молярная масса аммиака:

$M(\text{NH}_3) = 14 + 3 \times 1 = 17 \text{ г/моль}$

Молярная масса мочевины:

$M((\text{NH}_2)_2\text{CO}) = (14 + 1 \times 2) \times 2 + 12 + 16 = 60 \text{ г/моль}$

4. Составим пропорцию для нахождения массы аммиака, необходимого для синтеза определенной массы мочевины. Согласно уравнению реакции, для получения 60 г мочевины (1 моль) требуется $2 \times 17 = 34$ г аммиака (2 моль).

Обозначим искомую массу аммиака как $m(\text{NH}_3)$, а массу образовавшейся мочевины как $m((\text{NH}_2)_2\text{CO})$. Тогда соотношение масс будет следующим:

$\frac{m(\text{NH}_3)}{m((\text{NH}_2)_2\text{CO})} = \frac{2 \times M(\text{NH}_3)}{M((\text{NH}_2)_2\text{CO})} = \frac{34 \text{ г}}{60 \text{ г}}$

Из этой пропорции выразим массу аммиака:

$m(\text{NH}_3) = m((\text{NH}_2)_2\text{CO}) \times \frac{34}{60}$

5. Рассчитаем диапазон массы обезвреженного аммиака за неделю, подставив минимальное и максимальное значения массы мочевины.

Минимальная масса аммиака:

$m_{\text{min}}(\text{NH}_3) = 140 \text{ г} \times \frac{34}{60} \approx 79,3 \text{ г}$

Максимальная масса аммиака:

$m_{\text{max}}(\text{NH}_3) = 245 \text{ г} \times \frac{34}{60} \approx 138,8 \text{ г}$

Таким образом, за неделю в организме взрослого человека обезвреживается от 79,3 до 138,8 г аммиака.

Ответ: за неделю в организме взрослого человека обезвреживается от 79,3 г до 138,8 г аммиака.