Решить ученик 10 класса иван имеет массу тела 70 кг. проведите следующие расчёты. 1.1. массовую долю водорода (как вида атомов) в живых организмах принимают равной 10%. сколько килограммов водорода содержится в теле ивана? ответ: кг 1.2. масса 1 моль атомов водорода равна 1,0 г. какое количество вещества атомов водорода (моль) содержится в теле ивана? ответ: моль 1.3. газообразный водород состоит из двухатомных молекул – н2. 1 моль любого (идеального) газа при нормальных условиях занимает объём 22,4 л. какой объём (при н.у.) занимал бы содержащийся в теле ивана водород, если бы он был газом? ответ: л
Масса водорода равна массе тела, умноженной на массовую долю водорода:
m(H) = m*w(H) = 70 кг * 10% = 70 кг * 0,10 = 7 кг.
1.2.
Количество вещества атомов водорода найдем как отношение массы водорода к его молярной массе:
n(H) = m(H) / M(H) = 7 кг / 1 г/моль = 7 000 г / 1 г/моль = 7 000 моль.
1.3.
Сначала найдем количество вещества молекулярного водорода. Для этого вновь делим массу водорода (7 кг) на молярную массу молекулярного водорода (M(H₂) = 2 г/моль).
n(H₂) = m(H₂) / M(H₂) = 7 кг / 2 г/моль = 7 000 г / 2 г/моль = 3 500 моль.
Теперь рассчитаем объем водорода V, зная, что 1 моль водорода (если считать его идеальным газом) занимает 22,4 л (Vm):
V = n(H₂) * Vm = 3 500 моль * 22,4 л/моль = 78 400 л (78 м³)
Замечание. При решении примеров 1.2. и 1.3. важно понимать, что масса водорода не зависит от того, является ли водород атомарным (H) или молекулярным (H₂). Действительно, если в 1 кг молекулярного водорода гипотетически разорвутся все связи в молекулах водорода, то мы получим атомарный водород, но масса его от этого не изменится. А вот количество вещества (n) в этом случае изменится - ведь число атомов водорода в такой ситуации станет вдвое больше числа бывших молекул.