Номер 1505, страница 237 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1505. Поступление с пищей йода в организм необходимо для синтеза гормонов щитовидной железы трийодтиронина и тироксина. При недостатке йода в продуктах питания может наблюдаться увеличение щитовидной железы — простой зоб. Развитие зоба легко предупредить. С этой целью в поваренную соль добавляют йодид калия. Йодированная поваренная пищевая соль «Полесье» содержит около 40 мг йодида калия на 1 кг соли. Рассчитайте химическое количество тироксина, для синтеза которого достаточно йода, содержащегося в 1 кг соли «Полесье». Учтите, что в состав молекулы тироксина входит 4 атома йода.

Дано:

масса йодида калия в 1 кг соли, $m(\text{KI}) = 40 \text{ мг}$

количество атомов йода в 1 молекуле тироксина $= 4$

Перевод в систему СИ:

$m(\text{KI}) = 40 \text{ мг} = 40 \cdot 10^{-3} \text{ г} = 0.04 \text{ г}$

Найти:

химическое количество тироксина, $n(\text{тироксин}) - ?$

Решение:

1. Рассчитаем молярную массу йодида калия ($KI$). Для этого воспользуемся периодической системой химических элементов, взяв относительные атомные массы калия ($K$) и йода ($I$):

$Ar(K) \approx 39 \text{ а.е.м.}$

$Ar(I) \approx 127 \text{ а.е.м.}$

Молярная масса $KI$ равна сумме молярных масс калия и йода:

$M(KI) = M(K) + M(I) = 39 \text{ г/моль} + 127 \text{ г/моль} = 166 \text{ г/моль}$

2. Найдем химическое количество (число моль) йодида калия, содержащегося в 1 кг соли, по формуле $n = m/M$:

$n(\text{KI}) = \frac{m(\text{KI})}{M(\text{KI})} = \frac{0.04 \text{ г}}{166 \text{ г/моль}} \approx 0.00024096 \text{ моль}$

3. В одной формульной единице $KI$ содержится один атом йода ($I$), следовательно, химическое количество атомов йода равно химическому количеству йодида калия:

$n(\text{I}) = n(\text{KI}) \approx 0.00024096 \text{ моль}$

4. Согласно условию задачи, для синтеза одной молекулы тироксина необходимо 4 атома йода. Это означает, что для синтеза 1 моль тироксина необходимо 4 моль атомов йода. Таким образом, химическое количество тироксина, которое можно синтезировать, в 4 раза меньше химического количества доступных атомов йода:

$n(\text{тироксин}) = \frac{n(\text{I})}{4} = \frac{0.00024096 \text{ моль}}{4} \approx 0.00006024 \text{ моль}$

Учитывая, что исходное значение массы "около 40 мг" задано с двумя значащими цифрами, целесообразно округлить результат до соответствующей точности:

$n(\text{тироксин}) \approx 6.0 \cdot 10^{-5} \text{ моль}$

Ответ: химическое количество тироксина, для синтеза которого достаточно йода, содержащегося в 1 кг соли «Полесье», составляет приблизительно $6.0 \cdot 10^{-5} \text{ моль}$.