Задача 9-1. Стандартный физиологический раствор содержит 0,9% хлорида натрия, растворённого в воде (плотность равна 1 г/см³). А) Напишите уравнение электролитической диссоциации хлорида натрия. Б) Какой объём (в см³) стандартного физиологического раствора следует ввести пациенту, чтобы содержание катионов натрия составило 3,01·10²²? В) В реальной медицинской практике часто используют раствор Рингера, добавляя хлорид калия в физиологический раствор. Считайте, что в исходном объёме физраствора 10% катионов натрия заменили на катионы калия путём добавления хлорида калия, при этом суммарное количество анионов хлорида осталось неизменным. Рассчитайте массовую долю хлорида калия (%) в таком растворе, если общая масса раствора не изменилась.

А) При диссоциации хлорида натрия образуются катион натрия и анион хлора:

\(\mathrm{NaCl \rightarrow Na^+ + Cl^-}\).

Б) Находим количество вещества катионов натрия: \(n(\mathrm{Na^+})=\frac{3{,}01\cdot10^{22}}{6{,}02\cdot10^{23}}=0{,}05\) моль. По уравнению диссоциации \(n(\mathrm{NaCl})=n(\mathrm{Na^+})=0{,}05\) моль.

Масса хлорида натрия: \(m(\mathrm{NaCl})=0{,}05\cdot58{,}5=2{,}925\) г. Это 0,9% массы раствора, поэтому \(m_{\text{раствора}}=2{,}925/0{,}009=325\) г. При плотности 1 г/см³ объём раствора равен 325 см³.

В) Рассмотрим 100 г исходного раствора: в нём 0,9 г NaCl. При замене 10% катионов натрия заменяется 10% количества NaCl: \(m(\mathrm{NaCl\,зам.})=0{,}09\) г. Количество KCl, необходимое для замены такого же количества катионов, составляет \(n(\mathrm{KCl})=0{,}09/58{,}5\) моль.

Тогда \(m(\mathrm{KCl})=(0{,}09/58{,}5)\cdot74{,}5\approx0{,}1146\) г. При общей массе раствора 100 г массовая доля KCl равна \(0{,}1146\%\approx0{,}115\%\). Расчёт трактует замену как замещение эквимолярного количества NaCl на KCl, так что общее количество хлорид-ионов не меняется.

Ответ: А) \(\mathrm{NaCl\rightarrow Na^+ + Cl^-}\); Б) 325 см³; В) около 0,115% KCl.