«Здоровье»

Решение задач – неотъемлемая часть учебной программы по химии. Практика показывает, что ученики с большим интересом решают задачи, прикладного характера,содержащие информацию актуальную для них лично. Конечно, области интересов у всех очень отличаются, но есть у них точки пересечения. Одна из таких точек – сам человек, его здоровье. Задачи по химии, содержащие информацию о функционировании организма человека, о взаимовлиянии человека и окружающей среды, о негативных биохимических последствиях вредных привычек, ориентируют учащихся на выбор позитивных жизненных приоритетов и форм поведения.

1. 
   Медицинская кислородная подушка имеет объем около 15 л. Вычислите, сколько минут можно ею пользоваться, если при дыхании человек расходует примерно 1/3 г кислорода в минуту.
   
2. 
   При дыхании человек обычно потребляет 20 г кислорода в час, используя лишь 1/5 часть его содержания в воздухе. На какой срок хватит человеку 10 м³ воздуха при условии поглощения образующегося углекислого газа?
   
3. 
   Специалисты-диетологи советуют каждому человеку употреблять в сутки не более 5 г поваренной соли. Чрезмерное потребление соли приводит к отекам и повышенному давлению крови. Рассчитайте, сколько моль поваренной соли должна съедает ваша семья за неделю.
   
4. 
   При спокойном дыхании (16 вдохов в минуту) в течение одного вдоха в легкие поступает около 400 мл воздуха. Определите объем (н.у.) и массу кислорода и углекислого газа, содержащихся в том объеме воздуха, который проходит через легкие человека за час. В воздухе 21 % кислорода и 0,03 % углекислого газа по объему. (ответ: 81л или 115 г О₂; 0,1 л или 0,2 г СО₂).
   
5. 
   Отравляющее действие сероводорода объясняется тем, что он с железом гемоглобина крови образует сульфид железа. В рабочем помещении объемом 1800 м³ произошла утечка 20 л сероводорода (н.у.). Определите содержание сероводорода в воздухе (в мг/м³). Допустимо ли такое содержание сероводорода в помещении, если ПДК этого газа в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м³?
   
6. 
   Никель относится к микроэлементам. Он участвует в регуляции метаболизма гемоглобина, дыхательных процессов в митохондриях. Его избыток вызывает заболевания легких, злокачественные новообразования. Главными источниками поступления никеля являются пища и вдыхаемый воздух (для некурящих - 0,001 мг в сутки). Одна сигарета содержит 0,002 мг никеля, около 10 % которого высвобождается через струю дыма. Рассчитайте, сколько моль никеля попадет в организм человека, выкурившего 10 сигарет.
   

7. 
   Адреналин– гормон надпочечников. Выделяется в кровь на проявление как положительных, так и отрицательных эмоций. «Гормон атаки» заставляет учащенно биться сердце, повышает мышечный тонус, сужает сосуды, увеличивая ее свертываемость. Если после выброса гормона не последует разрядка, то возможен стресс. Разрядкой может служить пробежка, плавание, танцы и т.д.
   

8. 
   Фенилэтиламин оказывает стимулирующее воздействие на мозг на стадии увлечения или влюбленности. Это вещество стоит в одном ряду с так называемыми амфетаминами, возбуждающими средствами, под воздействием которых возникает приподнятое настроение и эйфория.) Его состав: 79,4% углерода, 11,6% азота, 9% водорода. Относительная плотность вещества по водороду 60,5. Определите молекулярную формулу вещества. (Ответ: C₈H₁₁N)
   
9. 
   При сгорании 2,3 г вещества образовалось 4,4 г углекислого газа и 2,7 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 1,59. Определите молекулярную формулу вещества и охарактеризуйте его действие на организм.
   

10. 
    Йод участвует в образовании гормонов щитовидной железы, регулирующих рост клеток, функции нервной системы, работу репродуктивной, сердечно-сосудистой и др. систем организма. Человек получает йод с продуктами питания. Наиболее богаты йодом морские продукты. Для профилактики дефицита йода используют йодированную соль, содержащую 55 мкг йода на 1 кг поваренной соли. Сколько йодата калия (КIO₃)потребуется для получения 1 кг иодированной соли?
    
11. 
    В белках содержится 16% азота. Определите массу азота в составе белков организма человека, имеющего массу 70 кг (содержание белка составляет 17% от массы тела).
    
12. 
    По приведенным ниже данным определите массу отдельных химических элементов и важнейших соединений в организме человека массой 70 кг. Средние массовые доли элементов в человеческом организме: 62,5 % кислорода, 19,5 % углерода, 10,0 % водорода, 3,0 % азота, 1,7 % серы, 0,2 % натрия, 0,04 % магния и 1,66 % других элементов. Средние массовые доли некоторых соединений в организме человека: 64% неорганических веществ (60% воды, 4% минеральных солей), 36% органических веществ (19% белков, 15% углеводов, 1% липидов, 1% нуклеиновых кислот).
    
13. 
    В пшеничном хлебе содержится 5,7 % белка, в картофеле его содержание равно 1,3 %, а в говяжьем мясе – 19%. Определите массу азота в 500 г пшеничного хлеба, картофеля и мяса, если его содержание в белке составляет 16%.
    
14. 
    Масса костей составляет 20% от общей массы тела. В костях человека содержится 22% неорганическитх веществ, из них на долю гидрофосфата кальция приходится 85%. Определите массу фосфата кальция в вашем организме. Потребность организма в кальции и фосфоре выше чем для других элементов. Подумайте, с чем это связано. Перечислите несколько пищевых источников этих элементов. К каким последствиям может привести недостаток этих элементов в пище?
    
15. 
    В состав скелета человека входит 10% карбоната кальция, 85% гидрофосфата кальция, 1,5% гидрофосфата магния, 0,3% фторида магния. Эти соли составляют 22% от массы костной ткани, на которую, в свою очередь, приходится 20% от массы тела. Определите массу кальция в организме человека массой 70 кг.
    
16. 
    Всем известно ощущение оскомины после обильного потребления кислых фруктов. При этом зубы становятся очень чувствительны к горячей и холодной пище. Но это ощущение проходит, если 2 раза в день чистить зубы фтористой зубной пастой. Как можно объяснить все эти явления с позиций химии, если известно, что состав зубной эмали близок к составу минерала гидроксоапатита Ca₅OH(PO₄)3? Вычислите массу монофторфосфата натрия Na₂PO₃F в тюбике зубной пасты массой 100 г, если на упаковке есть информация о том, что содержание активного фтора составляет 0,15%.
    
17. 
    Зубная паста «Crest» производства США содержит, как указано на упаковке, 0,454% фторида олова (2) SnF₂, а зубная паста «FM extra DENT»производства Болгарии содержит 0,8% монофторфосфата натрия Na₂PO₃F. Какая из этих паст является более сильнодействующим средством для профилактики кариеса
    
18. 
    При некоторых заболеваниях в кровь вводят 0,85%-ный раствор поваренной соли, называемый физиологическим. Вычислите: а) массы воды и соли, необходимых для получения 5 кг физиологического раствора; б) массу соли, которая вводится в организм при вливании 400г физиологического раствора.
    
19. 
    Раствор хлорида кальция применяется в медицине в качестве кровоостанавливающего средства. Вычислите массу ионов кальция, поступающих в организм при приеме внутрь столовой ложки (15 мл) раствора, содержащего 5 г кристаллогидрата состава CaCl₂× 6H₂O в 10 мл.
    
20. 
    В желудочном соке человека массовая доля соляной кислоты в среднем составляет 0,5%. Определите количество вещества хлороводорода, поступающего в желудок за год, если в сутки вырабатывается 1,5 кг желудочного сока.
    
21. 
    Смесь бромидов калия и натрия применяется в медицине при расстройствах нервной системы. Вычислите массу бромид-анионов, которые поступят в организм человека, принявшего десертную ложку (10 мл) раствора, 1 л которого содержит по 30 г указанных солей.
    
22. 
    В течение 21 дня лечения на курорте в Кисловодске больной ежедневно выпивал по 1 л лечебной минеральной воды. Подсчитайте массу минеральных солей, которые поступили в его организм за это время. (минеральная вода представляет собой 0,9%-ный раствор солей, ее плотность равна 1 г/мл).
    
23. 
    В медицинской практике для промывания ран и полоскания горла применяют 0,5%-ный раствор перманганата калия. Вычислите объемы насыщенного раствора перманганата калия (содержащего 6,4 г этой соли в 100 г воды) и чистой воды, необходимых для приготовления 1 л 0,5%-ного раствора (плотность 1 г/см³).
    
24. 
    При ожогах кислотой следует быстро промыть пораженное место струей холодной воды, а затем нейтрализовать остатки кислоты 2%-ным раствором соды Na₂CO₃, а затем снова водой. Что достигается такой обработкой? Рассчитайте массы соли и воды, необходимых для приготовления 2 л такого раствора (плотность раствора 1 г/мл).
    
25. 
    Нашатырный спирт –это 10 %-ный водный раствор газа аммиака. Он используется в медицине как средство, активизирующее работу дыхательного центра. Резкое вдыхание аммиака может привести к потере сознания. Рассчитайте объем аммиака (н.у.), необходимый для получения 300 г нашатырного спирта.
    
26. 
    Глауберова соль широко используется как слабительное средство. Какова формула этого вещества? Рассчитайте массовую долю ( в %) безводной соли в растворе, полученном при растворении 64,4 г глауберовой соли в 135,6 г воды.
    
27. 
    Фенол (карболовая кислота) - первое антисептическое средство, используемое в хирургии с 1867 г. Какое количество (по массе) фенола нужно взять для приготовления 20 кг 2 %-ного раствора карболовой кислоты, до недавнего времени применяемого для дезинфекции помещений? Подумайте, почему в настоящее время это вещество не пользуется популярностью в медицине?(Ответ: 0,4 кг)
    

28. 
    Растворимые соли бария чрезвычайно ядовиты. Суспензия сульфата бария используется для рентгенографии желудка, объясните почему это не приводит к отравлению. Определите массы 49%-ного раствора серной кислоты и 26%-ного раствора хлорида бария, которые нужно взять , чтобы получить 250 г 45%-ногй суспензии бари ( сульфата бария).
    
29. 
    Разные вещества применяют по-разному. Назовите вещество, которое может и спасти человека в случае сердечного заболевания, и мгновенно уничтожить множество людей. Почему оно так действует? Рассчитайте, сколько этого вещества образуется при взаимодействии 184 г глицерина с азотной кислотой.
    
30. 
    Немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер, служивший лекарем при королевском дворе, установил, что одно открытое им вещество обладает сильным слабительным действием. Он назвал это вещество удивительной солью и считал его эликсиром жизни. Назовите это вещество и рассчитайте его массу в растворе, образовавшемся при взаимодействии раствора медного купороса с 16 г гидроксида натрия.
    
31. 
    В состав хрустального стекла входят оксиды кальция, кремния, свинца. Можно ли хранить в хрустальной посуде маринад, кислое варенье? Почему? Рассчитайте массу соли, полученной при взаимодействии 2,23 г оксида свинца с раствором уксусной кислоты.
    
32. 
    Русские хирурги Федор Иванович Иноземцев и Николай Иванович Пирогов в 1847 г для осуществления сложных операций наряду с эфиром и хлороформом успешно использовали и «веселящий газ», получаемый путем разложения нитрата аммония (NH₄NO₃ = N₂O + 2H₂O). Рассчитайте объем «веселящего газа» образовавшегося при разложении 120 г NH₄NO_3.
    
33. 
    Некоторое вещество, содержащееся в древесном дыме, позволяет получать копченую рыбу и колбасу, а раствор этого вещества используется для консервирования биологических препаратов. Сколько грамм этого вещества образуется при окислении 2 моль метилового спирта.
    
34. 
    …Полна народу зала,
    

Толпа мазуркой занята;

Кругом и шум и теснота.

Если у танцующих в таких условиях людей измерить рН крови, то ее среда окажется не близкой к нейтральной, а слабокислой. Почему? Рассчитайте, объем углекислого газа, образовавшегося при окислении 36 г глюкозы.

35. 
    «Дырочки» придают хлебу пышность, а появляются они в результате спиртового брожения:
    

Рассчитайте объем углекислого газа, полученного при брожении 36 г глюкозы.

36. 
    В современном производстве маргарина используют растительные жиры, которые в основном содержат непредельные жирные кислоты (главным образом олеиновую С17Н33СООН). Жидкие жиры превращаются в твердые гидрированием. Рассчитайте объем водорода, необходимого для гидрирования 4 моль такого жира.
    

37. 
    Суспензия сульфата бария используется для рентгенографии желудка. Определите массу осадка, образовавшегося при сливании 50г 5-процентного раствора хлорида бария и 50 г 5-процентного раствора серной кислоты. Определите массовые доли веществ, оставшихся в растворе.
    

38. 
    Некоторые фирмы по производству детских игрушек добавляют в сырье сульфат бария. Как вы думаете, с какой целью это делается? Определите выход продукта реакции (в %) от теоретического, если известно, что при сливании растворов, содержащих 62,4 г хлорида бария и 32 г сульфата меди(2) выделилось 40 г осадка.
    
39. 
    Фенол используется для производства красителей, пластмасс, лекарств, взрывчатых веществ. Он содержится в сточных водах многих предприятий и является самым опасным загрязнителем природной среды. Фенол легко проникает в организм человека через кожу, а пары с вдыхаемым воздухом поступают в легкие, вызывая тяжелые заболевания. ПДК фенола в воздухе составляет 0,01 мг/м³. Определите, будет ли превышена ПДК, если в помещении объемом 60 м³ произошло испарение фенола, полученного окислением 3,13 г кумола, если выход продукта реакции составляет 75 %. (Ответ: 1,84 г)
    
40. 
    Этанол – противоречивое вещество. Он «губит телесное здоровье людей, губит умственные способности… и ,что ужаснее всего, губит души людей и их потомство.» (Л.Н.Толстой). Он же служит сырьем для производства каучука, уксусной кислоты, диэтилового эфира. Рассчитайте, какую массу этанола можно получить из 336 м³ этилена, если потери в производстве составляют 10 %. (Ответ:621 кг).
    
41. 
    «Похититель разума,» - так называли этанол философы древности. Как вы думаете, почему? Это же вещество обладает выраженными дезинфицирующими свойствами, обладает высокой растворяющей способностью, является сырьем для промышленности, поэтому производство этанола имеет большое значение. Рассчитайте массовую долю выхода этилового спирта от теоретически возможного, если при взаимодействии этилена объемом 56 м³ с достаточным количеством воды получили 100 кг этилового спирта. (Ответ:86,96%)
    
42. 
    Массовая доля крахмала в картофеле составляет 20 %. Вычислите массу глюкозы, которую можно получить из картофеля массой 1125 кг, если выход глюкозы равен 80 % от теоретического. Расчет вести на одно элементарное звено крахмала. Подумайте, почему человек употребляет в пищу крахмал, но не ест древесину, содержащую целлюлозу. (Ответ: 200 кг)
    

43. 
    Напишите уравнение химической реакции «сгорания» одного моля глюкозы с образованием углекислого газа, воды и выделением энергии. Это уравнение отражает процесс, который происходит в организме. Даже когда человек спит, ему на покрытие энергетических расходов каждый час требуется 350 кДж энергии, примерно такова же мощность 100 Вт лампочки. Рассчитайте массу «сжигаемой» в организме за ночь глюкозы.
    
44. 
    Жиры – самый эффективный источник энергии для организма. При окислении в клетках 1 г жира (до углекислого газа и воды) выделяется 40 кДж энергии. Это вдвое больше чем можно получить из белков и углеводов и примерно равно энергии сгорания 1 г бензина в двигателе автомобиля. Рассчитайте массу тристеарата необходимого для покрытия энергетических затрат человека, занимающегося работой не требующей физических усилий. Известно, что его энергетические затраты составляют в среднем 2200 ккал в сутки.