Bài 1

Đơn vị cực nhỏ trong các sinh vật diatom tạo cacbohydrat từ

\ce{CO2}

và nước nhờ quang hợp:

\ce{6CO2 + 6H2O ->[\text{năng lượng mặt trời}] C6H12O6 + 6O2}

. (1.1) Trong 5 năm đầu đời cá voi xanh tăng 75 kg mỗi ngày nhờ ăn nhuyễn thể (krill); cá voi phải ăn gấp mười lần khối lượng đó mỗi ngày, và krill cần ăn 10.0 kg diatom để tạo 1.0 kg krill. Giả sử khối lượng tăng của cá voi đến từ cacbohydrat, tính thể tích

\ce{CO2}

ở đktc (0 °C, 101 kPa) mà diatom phải cố định để nuôi một con cá voi trong 5 năm đầu. (1.2) Nước biển chứa

0.23\ \mathrm{cm^3}

\ce{CO2}

hòa tan trong mỗi lít (24 °C, 101 kPa). (i) Cần xử lí bao nhiêu nước biển để lấy lượng

\ce{CO2}

đó? (ii) Cần bao nhiêu phần thể tích đại dương (

1.37\times10^{18}\ \mathrm{m^3}

) cho 1000 con cá voi? (1.3) Ba phần trăm khối lượng cá voi trưởng thành

9.1\times10^{4}

kg là nitơ; khối lượng

\ce{NH4+}

tối đa một con cá voi chết có thể nhả ra là bao nhiêu? (1.4) Mười tám phần trăm khối lượng cá voi là cacbon, quay về khí quyển dưới dạng

\ce{CO2}

;

\ce{CO2}

bị loại bỏ khi phong hóa

\ce{CaSiO3(s) + 2CO2(g) + 3H2O(l) -> Ca^{2+}(aq) + 2HCO3^-(aq) + H4SiO4(aq)}

. Tính khối lượng

\ce{CaSiO3}

tối đa bị phong hóa bởi

\ce{CO2}

từ 1000 con cá voi chết.

Bước 4/4: Giải phóng nitơ và phong hóa CaSiO₃

← Trước Tiếp →

m(\ce{NH4+}) = \frac{0.03 \times 9.1\times10^{4}\ \mathrm{kg}}{14\ \mathrm{g\,mol^{-1}}} \times 18\ \mathrm{g\,mol^{-1}} \approx 3\times10^{3}\ \mathrm{kg};\quad m(\ce{CaSiO3}) = \frac{0.18\times9.1\times10^{7}\ \mathrm{g}}{12}\times\tfrac{1}{2}\times116 \approx 7.5\times10^{10}\ \mathrm{g}\ (1000\ \text{whales})

Phân tích

Một con cá voi chứa $2.7\times10^{6}$ g N $= 1.9\times10^{5}$ mol, tạo $3.4\times10^{6}$ g ≈ $3\times10^{3}$ kg $\ce{NH4+}$ . Cacbon của nó ( $1.6\times10^{4}$ kg $= 1.3\times10^{6}$ mol $\ce{CO2}$ ) phong hóa một nửa số mol $\ce{CaSiO3}$ : $7.5\times10^{7}$ g mỗi con, $7.5\times10^{10}$ g cho 1000 con.

Lỗi hay gặp. Chú ý tỉ lệ 2:1: mỗi mol

\ce{CaSiO3}

tiêu thụ hai mol

\ce{CO2}

, không phải một.