Номер 2, страница 56, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

•2. Человек выдыхает в сутки до 1300 г углекислого газа. Рассматривая образование углекислого газа как процесс окисления глюкозы $C_6H_{12}O_6$ определите потерю массы человеком в сутки при дыхании ($CO_2$ и $H_2O$).

Ответ: 1,83 кг.

Дано:

Масса выдыхаемого углекислого газа в сутки: $m(CO_2) = 1300 \text{ г}$

Процесс: окисление глюкозы $C_6H_{12}O_6$

Продукты дыхания, приводящие к потере массы: $CO_2$ и $H_2O$

Перевод в СИ:

$m(CO_2) = 1,3 \text{ кг}$

Найти:

$m_{потери}$ — общую суточную потерю массы за счет выдыхания $CO_2$ и $H_2O$.

Решение:

Процесс полного окисления глюкозы в организме (клеточное дыхание) описывается следующим уравнением химической реакции:

$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O$

Из уравнения видно, что на каждые 6 моль образовавшегося углекислого газа ($CO_2$) приходится 6 моль образовавшейся воды ($H_2O$). Следовательно, их молярное соотношение равно 1:1, и количество вещества (число молей, $\nu$) этих продуктов одинаково:

$\nu(CO_2) = \nu(H_2O)$

1. Найдем количество вещества углекислого газа, которое человек выдыхает в сутки. Для этого сначала вычислим молярную массу $CO_2$, используя относительные атомные массы: $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.

$M(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 \text{ г/моль} + 2 \cdot 16 \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль}$

Теперь рассчитаем количество вещества $CO_2$ в 1300 г:

$\nu(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{1300 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} \approx 29,545 \text{ моль}$

2. Так как $\nu(H_2O) = \nu(CO_2)$, количество вещества воды, образующейся в процессе, также составляет примерно 29,545 моль.

$\nu(H_2O) \approx 29,545 \text{ моль}$

3. Рассчитаем массу этой воды. Сначала найдем молярную массу воды $H_2O$, используя относительные атомные массы: $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

$M(H_2O) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(O) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 18 \text{ г/моль}$

Теперь рассчитаем массу образовавшейся воды:

$m(H_2O) = \nu(H_2O) \cdot M(H_2O) \approx 29,545 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} \approx 531,82 \text{ г}$

4. Общая потеря массы человеком в сутки при дыхании — это сумма масс выдыхаемого углекислого газа и паров воды.

$m_{потери} = m(CO_2) + m(H_2O)$

$m_{потери} = 1300 \text{ г} + 531,82 \text{ г} = 1831,82 \text{ г}$

5. Переведем результат в килограммы и округлим до сотых долей.

$m_{потери} = \frac{1831,82}{1000} \text{ кг} \approx 1,83 \text{ кг}$

Ответ: 1,83 кг.