II. Нестандартные задачи

Что мы едим.

Чаще всего химические элементы в организм поступают вместе с пищей, вы можете сами рассчитать, сколько вам необходимо употреблять тех или иных пищевых продуктов, чтоб восполнять определенную норму элементов в организме.

Задание

Решите задачи:

1. В 100 г кураги содержится 2,034 г калия. Сколько кураги нужно съесть, чтобы получить суточную норму калия (1400-7400 мг.)?

2. В куске белого пшеничного хлеба 0,8 мг железа. Сколько кусков нужно съедать в день для удовлетворения суточной потребности в этом элементе (?

3. Человеку в день требуется 1г кальция. Сколько стаканов молока нужно выпивать ежедневно для снабжения организма этим элементом, если 1 стакан молока содержит 280 мг кальция?

4. В суточный рацион взрослого человека должен обязательно входить белок массой 120г. Массовая доля белка в мясе 20%, в рыбе 18%, в сыре – 34%. Какую массу мяса нужно съесть человеку, чтобы обеспечить организм суточной нормой белков? Сделайте пересчет для рыбы и сыра.

5. В состав плодов гороха входит белок с массовой долей 26%, в состав сои – 65%. Эти белки содержат все нужные организму кислоты. Какую массу гороха нужно включить в рацион, чтобы удовлетворить суточную потребность (120г) организма в белке? Сделайте подобный расчет для сои.

6. Суточная потребность человека в фосфоре составляет по массе 1г. Массовая доля содержания фосфора в продуктах питания (%) в мясе - 0,204, в яйцах – 0,224, в сыре – 0,701. Какую массу каждого продукта нужно ввести в рацион, чтобы удовлетворить суточную потребность организма в фосфоре?

7. Суточная потребность организма в кальции составляет 1 г. Эту потребность можно удовлетворить за счет молока. Массовая доля кальция в коровьем молоке составляет 0,13%, а в козьем 0,14%. Какую массу молока нужно ввести в суточный рацион для удовлетворения потребности организма человека в кальции?

Результаты исследований ученых показали, что ежедневный прием молока уменьшает риск возникновения кариеса

8. Ортофосфат кальция составляет минеральную основу костей и зубов. Другие соединения кальция участвуют в нервной и мышечной деятельности, входят в состав тканевой жидкости, ядер и стенок клеточной ткани живого организма. Кальций уменьшает аллергические реакции. Суточная потребность организма в кальции составляет от 0,8 до 2 г. Источниками кальция служат молоко, кефир, творог, сыр, рыба, фасоль, петрушка, зеленый лук, а также яйца, гречка и овсянка, морковь и горох. Обеспечит ли суточную потребность организма в кальции добавление в пищу 1 г карбоната кальция при условии его полного усвоения?

9. Фтор поступает в организм человека с водой и продуктами питания. В некоторых районах содержание фтора в питьевой воде составляет 2 мг/л. рассчитайте массу фтора, попадающую в организм человека ежедневно, если он потребляет примерно 2 л воды в сутки. Напишите уравнения диссоциации фторида натрия и укажите, в каком виде фтор поступает в организм. К чему может привести избыток фтора в организме?

Витамины

Термин витамин был предложен русским ученым Луниным и переводится как амины жизни (vitos – жизнь). Этим подчеркнута значимость этих соединений для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Амины – это соединения, содержащие азот.

Витамины – это незаменимые факторы питания органического происхождения, присутствующие в пище в малых количествах, не являющиеся пластическим материалом, но участвующие в регуляции биохимических и физиологических процессов. К витаминам и витаминоподобным соединениям относится около 20 соединений, которые делятся на две большие группы.

Жирорастворимые витамины (A, D, Е, К) накапливаются в организме, а водорастворимые необходимо употреблять постоянно, так как они выводятся из организма (С, группы В, РР, фолиевая и пантотеновая кислоты)

Не один биохимический процесс не может обходиться без витаминов, самостоятельно же наш организм их не может синтезировать, поэтому витамины постоянно должны поступать в наш организм.

Причиной авитаминоза – недостатка витаминов может быть неправильное питание, физическое или психическое перенапряжение, работа с вредными веществами, нарушение обмена веществ, острые хронические инфекционные заболевания.

Чтобы избежать потери витаминов необходимо:

- потреблять как можно свежие продукты;

- для мытья, вымачивания и приготовления использовать меньше воды;

- лучше есть овощи сырыми;

- по возможности не снимать кожуру с овощей и фруктов;

- не выливайте, используйте овощной отвар – там много витаминов;

- избегайте длительного приготовления овощей;

- предпочитайте замороженные продукты консервированным, в замороженных остается больше витаминов.

Решите задачи

1. Вычислите, какую часть лимона необходимо съедать ежесуточно для того, чтобы восполнить потребность организма в витамине С (50-100 мг). В расчетах следует принять, что масса лимона равна 100 г; содержание витамина С (аскорбиновой кислоты) в лимоне составляет 0,5 %

2. Недостаток в организме никотиновой кислоты (витамина РР) вызывает вялость, раздражительность, подавленное настроение. В сутки его потребность для мальчиков в возрасте 15-18 лет (в мг) численно равна 0,5 моль атомов кальция, а для девочек примерно 0,2 моль атомов фосфора. Вычислите суточную потребность витамина РР.

Для его восполнения в организме употребляйте в пищу гречневую кашу, печень, почки, хлеб грубого помола, финики.

3. Содержание витамина С ( в мг) в 100 г клюквы численно равно 0,1 моль карбоната кальция. Суточная потребность в витамине С в среднем 60 мг. Сколько клюквы необходимо ежедневно для увеличения потребности сопротивляемости организма инфекциям.

4. Суточная потребность в витамине D составляет 0.01мг. Определите, будет ли соблюдена норма потребления витамина D, если принимать один раз в день 5 капель 0,01%-ного раствора в масле. Объём одной капли 0,04мл, плотность раствора 0,92 г/мл.

4. Транспортная система организма - кровь:

Кровь – своеобразная ткань организма, она служит «транспортной системой», переносящей в организме необходимые питательные вещества и кислород. Следовательно, она содержит множество различных ионов.

Содержание металлов в крови

Компоненты крови	Содержание элементов в (мМ -миллимоль)
s - элементы	d – элементы
Na⁺	K⁺	Mg²⁺	Ca²⁺	Mn	Fe	Co	Cu²⁺	Zn²⁺	Mo
Кровь (вся) Кровяные тельца Плазма (92% воды) Сыворотка	85,2 20,9 141,3 140,1	44,5 94,9 4,11 5,06	1,57 2,72 1,13 0,87	- - - 2,42	2,18 1,46 0,73 -	8,59 18,6 - 23,3	0,71 _ _ -	14,8 11,9 18,3 18,1	138,4 - 47,2 226,5	В кро-ви нет

Оказывается, в организме человека содержится некоторое количество и драгоценных металлов

Ме-талл	Содержание в %	Ежедневный прием с пищей	Токсическая доза	Летальная доза
	мышцы	кости	Кровь м/л
Ag	(0,009-0,28) • 10^-4	(0,01-0,44) • 10^-4	< 0,003	0,0014-0,05 мг	60 мг	1,3-6,2 г
Au	-	0,016 •10^-4	0,1-4,2•10^-4	-	Неток-сичен

Выяснено:

· при стрессе возрастает содержание цинка в крови;

· незадолго до инфаркта повышается содержание никеля и марганца;

· при атеросклерозе в венозной крови повышается содержание Mn и Fe и снижается содержание Ni и Со, а в артериальной крови понижается концентрация Zn, Mn,Cu,Co,Mo и увеличивается содержание Pb,Cr,Al;

· при гипертоническом кризе в крови уменьшается Co и Zn;

· сахарный диабет сопровождается падением в крови концентрации Mn;

· при пневмонии понижается содержание в крови Co;

· полагают, что жесткая вода негативно влияет на заболевания сердечно – сосудистой системы, по-видимому, повышенное содержание кадмия, кальция, магния и ванадия неблагоприятны для деятельности сердца;

· при ишемической болезни в сыворотке крови снижается содержание Zn;

· положительное действие на деятельность сердца оказывают также марганец, хром, серебро и цинк, а совместное действие меди и титана вызывает противоположный эффект;

· у агрессивных людей в волосах обнаруживается повышенное содержание свинца, железа, кадмия, кальция, меди и понижение цинка, лития, кобальта.

Задание:

1. В разделе растворы отыщите задачи, связанные с кровеносной системой и решите их.

2. Составьте свои задачи, пользуясь таблицей по содержанию металлов в крови.

3. При изучении химии вы оперировали такими понятиями, как вещество, смесь, раствор. Применимы ли они при характеристики крови?

4. Решите задачу. В одной капле крови содержится около 250 млн. эритроцитов. Каждый эритроцит содержит приблизительно 2.9·10^-8 мг гемоглобина. Молярная масса гемоглобина порядка 67000 г/моль. Каждая молекула гемоглобина содержит 4 атома железа. Какую массу железа может содержать одна капли крови? Сколько молекул кислорода присоединяет 1 молекула гемоглобина?

О многом понемногу.

Большое влияние на здоровье людей оказывает минеральный состав почвы:

· в степных районах Украины в почве понижено содержание цинка, кобальта, йода, что ведет к близорукости;

· пониженное содержание в Краснодарском крае в почве марганца, молибдена, меди, хрома является причиной заболевания раком кожи;

· таежно-лесная нечерноземная зона России характеризуется недостатком кальция, фосфора, калия, кобальта, меди, йода, молибдена, цинка, но избытком стронция и марганца;

· в лесостепной и степной черноземной зоне наблюдается недостаток марганца, калия, плохо сбалансированы с другими элементами йод, цинк и молибден;

· сухостепная, полупустынная и пустынная зоны отличаются повышенным содержанием бора, цинка, сульфатов, часто – стронция, но относительно низким содержанием йода, меди, иногда кобальта.

Задание:

4. Проанализировав состав почв обсудите:

- как избыток и недостаток отдельных минеральных веществ скажется на здоровье проживающих там людей;

- какие меры принять для предотвращения заболеваний;

- составьте задачи, используя данную информацию.

Химия и гигиена

«Человек здоров, пока здоровы его зубы» - утверждали древние. Кариес и пародонтоз – самые распространенные заболевания зубов. По статистике только 3% людей генетически не склонны к этим заболеваниям, в основном, это люди негроидной расы. Они развивается под влиянием микроорганизмов, которые вырабатывают молочную кислоту из остатков пищи, особенно углеводной. Любой дефект эмали зуба (ее состав близок к минералу гидроксидапатиту Ca₅OH(PO₄)₃) приводит к проникновению микроорганизмов во внутренние ткани зуба, что вызывает их воспаление (дентит, пульпит). Образование молочной кислоты, которая появляется в ротовой полости при разложении пищи, особенно углеводной, резко снижает рH слюны от 7,0 –7,5 (нейтральная) до 4,5 – 5 (кислотная). При такой кислотности разрушение эмали ускоряется, поэтому всегда после еды необходимо чистить зубы, язык, а так же полоскать ротовую полость.

Основное средство ухода за зубами – зубная паста. А из чего она состоит?

Зубная паста – это многокомпонентная система, которая имеет следующий состав:

1. Абразивные вещества (чаще всего для этих целей используется карбонат, гидрофосфат и фосфат кальция, диоксиды кремния и титана, оксид алюминия) осуществляют механическую очистку зубов от налета и полировку их;

2. Связующие компоненты (как правило, вещества, выделяемые из морских водорослей или производные целлюлозы – натрийкарбоксиметилцеллюлоза) используются для превращения смеси абразивных порошков в стойкую пасту;

3. Загустители (глицерин, сорбит, полиэтиленгликоль) используются для получения пластичной, выдавливающейся из тюбика массы, также они способствуют сохранению в пасте влаги, улучшают вкусовые качества;

4. Пенообразователи(ПАВ, например, лаурилсульфат натрия –

СН₃ (СН₂)₁₁ OSO₃Na) способствуют очищению

5. Антисептики (формальдегид, хлорированные фенолы, бензойная кислота) устраняют микробы;

6. Соединения фтора переводят Ca₅OH(PO₄)₃ в CaF₂ , а он, в свою, адсорбируется на эмали, предохраняя ее от воздействия кислот, также фторидные соединения подавляют жизнедеятельность бактерий, эмаль не разрушается.

7. Вкусовые добавки (сахарин и его производные) и отдушка (ментол, мятные масла, гвоздичное масло, эвкалиптол) придают зубной пасте приятный запах и вкус.

Решите задачи

1. Плохой уход за зубами, особенно несвоевременное удаление остатков пищи, - одна из причин кариеса. Почему для зубов особенно опасна углеводная пища (белый хлеб, печенье, сахар)?

2. Сколько монофосфата натрия NaF • NaPO₃ содержится в тюбике зубной пасты массой 100г, если на упаковке есть информация, что содержание активного фтора 0,15%?

3. Стоматологи рекомендуют для профилактики кариеса ежегодно использовать 1,5 г. активного фтора. Сколько тюбиковзубнойпасты нужно израсходовать в год, чтобы обеспечить эту норму, если известно, что в тюбике массой 100г содержится 0,15 % активного фтора?

4. На тюбике пасты «Пепсодент плюс» указан состав: монофосфат натрия, оксид алюминия, диоксид титана, лаурилсульфат натрия, карбоксиметилцеллюлоза, вкусоароматические вещества, сахарин, бензойная кислота. Объясните, какую функцию выполняет каждый из компонентов?

Задание:

1. Составьте:

а) кроссворд, пользуясь сведениями о составе зубной пасты

б) расчетные задачи

2. Соберите сведения о составе зубных паст, продаваемых в ваших магазинах, проанализируйте его, подберите для себя наиболее удобную и полезную пасту.

3. Составьте коллекцию зубных паст (коробки от тюбиков) для кабинета химии.