Хорошо известно, что организмы в своем составе содержат различные химические элементы. В тоже время, организм человека нуждается в регулярном поступлении элементов извне, т. е. в химически сбалансированной пище, так как недостаток или избыток любого из элементов отрицательно сказывается на здоровье человека. В зависимости от концентрации химического элемента в организме человека, их условно делят на макро- и микроэлементы.
Макроэлементами принято считать те химические элементы, содержание в организме которых более 0,005% массы тела. Содержание макроэлементов в организме достаточно постоянно, но даже сравнительно большие отклонения от нормы совместимы с жизнедеятельностью организма. К этой группе относятся водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций. Около 96% от массы тела человека приходится на - водород (H), кислород (O), углерод (C), азот (N). Они поступают в организм преимущественно в связанном виде с пищей, водой, воздухом и участвуют в большинстве химических реакций, протекающих в организме. Кроме того, эти элементы входят в состав белков, жиров и углеводов.
К этой же группе химических элементов относятся кальций (Ca), фосфор (Р), калий (К), натрий (Na), хлор (Cl), магний (Mg) и сера (S). На их долю в сумме приходится около 4 % от массы организма. Их роль сводится к:
СаСО3 → СаО + СО2↑ (р.1)
CO2 + NaOH(разб.) → NaHCО3 (р.2) или
СО2 + 2NaOH(конц.) → Na2CO3 + H2O (р.3)
По р.1: n(CO2)= n(СаСО3)
n(СаСО3) = m/M = 40 / 100 = 0,4 моль ⇒ n(CO2)=0,4 моль
n(NaOH) = m/M = m(р-ра) ∙ ω / М
m(NaOH) = m(р-ра) ∙ ω
m(р-ра) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра)
⇒ n(NaOH) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра) ∙ ω / M(NaOH) = 350 ∙ 1,076 ∙ 0,07 / 40 = 0,66 моль
7% р-р это почти 2М, но все-таки недостаточно конц., поэтому начнем с р.2
По р.2 n(NaOH)= n(СО2) = n(NaHCО3) ⇒ для реакции с 0,4 моль СО2 требуются 0,4 моль NaOH, весь СО2 прореагирует, 0,66 – 0,4 = 0,26 моль NaOH останутся в избытке, и образуются 0,4 моль NaHCО3.
В рез. реакции в полученном растворе будут:
m(NaOH, изб.) = n(NaOH, изб.) ∙ М(NaOH, изб.) = 0,26 ∙ 40 = 10,4 г
m(NaHCО3) = n(NaHCО3) ∙ М(NaHCО3) = 0,4 ∙ 84 = 33,6 г
Вода в реакции не участвовала, поэтому масса растворителя не изменилась:
m(воды) = m(р-ра) - m(NaOH)
m(р-ра) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра) = 350 ∙ 1,076 = 376,6 г
m(NaOH) = m(р-ра) ∙ ω = 376,6 ∙ 0,07 = 26,4 г
⇒ m(воды) = 376,6 - 26,4 = 350,2 г
Массовые доли (ω, %) веществ в полученном растворе:
ω%(в-ва) = m(в-ва) ∙ 100 / m(получ. р-ра)
m(получ. р-ра) = m(воды) + m(NaHCО3) + m(NaOH, изб.)
m(получ. р-ра)= 350,2 + 33,6 + 10,4 = 394,2 г
ω%(NaHCО3) = 33,6 ∙ 100 / 394,2 = 8,52%
ω%(NaOH) = 10,4 ∙ 100 / 394,2 = 2,64%