Ванадоциты. Расчетная задача.
На фотографии изображена колония асцидий – морских хордовых животных, ведущих прикрепленный образ жизни. Асцидии способны накапливать тяжелый металл ванадий, токсичный для большинства населяющих Землю организмов, в больших концентрациях, которые превышают концентрацию ванадия в окружающей среде в 10 миллионов раз! Для аккумулирования ванадия у этих животных есть специальные клетки – ванадоциты, циркулирующие в крови. Концентрация ванадия в них может достигать 350 ммоль/л! Ванадоциты имеют форму шара с диаметром 12 мкм. Примите, что количество ванадоцитов составляет 1010 на асцидию и ванадий накапливается только в ванадоцитах. Посчитайте, какую массу ванадия может аккумулировать колония из 100 асцидий.
Справочные данные: относительная атомная масса ванадия составляет 51 а.е.м. ; объем шара V = 4/3 \pi R 3.
1. Найдем объем одного ванадоцита:
V=4/3*3.14*(6*10-6 ) 3=904.32 *10-18 м 3 3 балла.
Если в ходе решения объем одного ванадоцита был найден неверно, то вся задача оценивалась в 0 баллов.
2. Найдем суммарный объем ванадоцитов:
Vс=10-18 *904.32*1012=10-6 *904.32 м3= 10-3 *904.32 л=0.904 л. 3 балла.
3. Т.к. концентрация ванадия в ванадоцитах составляет 350 ммоль/л, а общий объем ванадоцитов известен, то найдем количество ванадия в организме по формуле:
v=С*V=0.904 л * 350 ммоль/л= 316.5 мМоль. 3 балла.
4. Найдем массу ванадия, аккумулированного одной колонией:
m= 316.5 мМоль * 0.051 г=16.2 г 2 балла.
Допускалось округление, в том числе и числа \pi до 3
Ответ: масса ванадия составляет 16.2 г.
1 балл за пункт в решении ставился, если в вычислениях на данном этапе была допущена ошибка, искажающая дальнейший ход решения, но при этом участником были верно описаны действия, которые необходимо выполнить. За вычисления, в которых была допущена ошибка и при этом отсутствовало описание выполняемых действий, 1 балл не ставился. Если ошибка была допущена при переводе одних единиц измерения в другие (например, микрометры в метры), то пункт оценивался в 0 баллов. За ответ, недосчитанный до конца (например, с сохранением числа \pi ), оценка снижалась на 2 балла за все задание. Если единицы измерения не были указаны, то все задание оценивалось в 0 баллов. Ответы без решения оценивались в 0 баллов.