Question

В настоящее время для приготовления пищи все используют иодированную соль. Это поваренная соль, в которую внесены добавки, в составе которых есть атомы иода. Использование иодированной соли способствует профилактике развития заболеваний, связанных с дефицитом иода. В настоящее время от дефицита иода на Земле страдает около двух миллиардов человек. Недостаток иода может стать причиной слабоумия, иод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы. Эти гормоны регулируют многие биологические процессы. В качестве иодсодержащей добавки к поваренной соли используется соль калия, в которой массовые доли иода и кислорода соответственно равны 59,30 % и 22,43 %. Установите химическую формулу этой добавки. Одним из гормонов щитовидной железы является тироксин. В состав его молекулы входит 4 атома иода. Рассчитайте для синтеза какого количества молекул тироксина достаточно 3,00 мг вещества, формула которого вами установлена.

Answer 1

Дано:
- Массовая доля иода (I) в добавке = 59,30 %
- Массовая доля кислорода (O) в добавке = 22,43 %
- Массовая доля других элементов в добавке = 100 % - 59,30 % - 22,43 % = 18,27 %

Найти:
- Химическую формулу добавки и количество молекул тироксина, которые можно синтезировать из 3,00 мг этой добавки.

Решение:

1. Предположим, что добавка состоит из трех элементов: калия (K), иода (I) и кислорода (O). Обозначим их массу как Kx, Iy и Oz. У нас есть следующие массовые доли:
   - I: 59,30 %
   - O: 22,43 %
   - K: 18,27 %

2. Введем 100 г добавки для удобства расчетов. Тогда массы элементов будут равны:
   - Масса иода = 59,30 г
   - Масса кислорода = 22,43 г
   - Масса калия = 18,27 г

3. Рассчитаем количество моль каждого элемента:
   - Молярная масса калия (K) = 39,1 г/моль
   - Молярная масса иода (I) = 126,9 г/моль
   - Молярная масса кислорода (O) = 16,0 г/моль

   Количество моль K = 18,27 г / 39,1 г/моль ≈ 0,467 моль  
   Количество моль I = 59,3 г / 126,9 г/моль ≈ 0,467 моль  
   Количество моль O = 22,43 г / 16,0 г/моль ≈ 1,402 моль  

4. Теперь найдем соотношение моль каждого элемента:
   - Для K: 0,467 / 0,467 = 1
   - Для I: 0,467 / 0,467 = 1
   - Для O: 1,402 / 0,467 ≈ 3

5. Соотношение атомов: K1I1O3, то есть формула добавки - KI(O)3, или KIO3.

Теперь рассчитаем количество молекул тироксина, которое можно синтезировать из 3,00 мг KIO3.

6. Молярная масса добавки KIO3:
   M(KIO3) = M(K) + M(I) + 3 * M(O) = 39,1 + 126,9 + 3 * 16,0 = 39,1 + 126,9 + 48,0 = 214 г/моль

7. Найдем количество моль KIO3 в 3,00 мг:
   3,00 мг = 0,00300 г

   Количество моль KIO3 = 0,00300 г / 214 г/моль ≈ 0,0000140 моль

8. Поскольку в одной молекуле тироксина содержится 4 атома иода, количество молекул тироксина, которое можно получить:
   Количество моль тироксина = 0,0000140 моль KIO3 * (4 моль тироксина / 1 моль KIO3) = 0,0000560 моль тироксина

9. Переведем количество моль в количество молекул:
   Количество молекул = 0,0000560 моль * 6,022 * 10^23 молекул/моль ≈ 3,37 * 10^19 молекул

Ответ:
Химическая формула добавки: KIO3; количество молекул тироксина, которое можно синтезировать из 3,00 мг KIO3 составляет примерно 3,37 * 10^19 молекул.