Question

Желудочный сок вырабатывается клетками слизистой оболочки желудка и имеет сложный химический состав. Его основное назначение — переваривание пищи. В состав желудочного сока входит соляная кислота. Она поддерживает определённый уровень кислотности в желудке и способствует денатурации белков, что облегчает их последующее расщепление, активирует пищеварительные ферменты, обеспечивает антибактериальное действие желудочного сока. В 1 дм3 желудочного сока в среднем содержится 0,160 моль HCl. В течение суток в желудке взрослого человека вырабатывается около 2 литров желудочного сока. Рассчитайте массовую долю хлороводорода в желудочном соке, приняв плотность желудочного сока равной 1,005 г/см3. Какая масса соляной кислоты вырабатывается в желудке взрослого человека в течение одного года? Для растворения железа какой массы достаточно такого количества кислоты?

Answer 1

дано:  
концентрация HCl в желудочном соке = 0,160 моль/дм3  
объем желудочного сока в сутки = 2 литра = 2 дм3  
плотность желудочного сока = 1,005 г/см3 = 1005 г/дм3  

найти:  
1. массовую долю HCl в желудочном соке  
2. массу соляной кислоты, вырабатываемой в желудке взрослого человека в течение одного года  
3. массу железа, которая может быть растворена этим количеством кислоты  

решение:  
1. Рассчитаем массу HCl в 2 дм3 желудочного сока:  
n(HCl) = 0,160 моль/дм3 * 2 дм3 = 0,320 моль.  
Молярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль.  
масса HCl = n * M = 0,320 моль * 36,5 г/моль = 11,68 г.

2. Рассчитаем массу желудочного сока за сутки:  
масса желудочного сока = плотность * объем = 1005 г/дм3 * 2 дм3 = 2010 г.  
Теперь найдем массовую долю HCl:  
массовая доля HCl = (масса HCl / масса желудочного сока) * 100% = (11,68 г / 2010 г) * 100% ≈ 0,58%.

3. Теперь рассчитаем массу соляной кислоты, вырабатываемой в течение одного года:  
в год 365 дней, значит, масса HCl за год = 11,68 г/сутки * 365 = 4269,2 г.

4. Для растворения железа уравнение реакции выглядит следующим образом:  
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.  
Из уравнения видно, что 1 моль железа реагирует с 2 моль HCl.  
Количество молей HCl за год:  
n(HCl) = 4269,2 г / 36,5 г/моль ≈ 116,7 моль.  
Следовательно, количество растворимого железа:  
n(Fe) = n(HCl) / 2 = 116,7 моль / 2 = 58,35 моль.  
Теперь рассчитываем массу железа:  
молярная масса Fe = 55,85 г/моль.  
масса Fe = n * M = 58,35 моль * 55,85 г/моль ≈ 3256,5 г.

ответ:  
1. массовая доля HCl в желудочном соке ≈ 0,58%  
2. масса соляной кислоты, вырабатываемой в желудке в течение года ≈ 4269,2 г  
3. масса железа, которую можно растворить этой кислотой ≈ 3256,5 г.