Биовыщелачивание — это современный биотехнологический процесс, при котором микроорганизмы используются для извлечения различных металлов из бедной руды, для которой применение традиционных методов металлургии было бы неэффективным и нерентабельным.

В ходе промышленного биовыщелачивания руду измельчают для увеличения площади поверхности, а затем добавляют питательную среду и культуры микроорганизмов, способных продуцировать синильную кислоту (HCN). К таким культурам относятся, например, бактерии Pseudomonas putida.

Известно, что за 20 часов 1 литр культуры этих бактерий выделяет в среду 20 мг HCN.

Синильная кислота растворяет золото, образуя растворимый комплекс «золото–цианид» по следующей реакции:
Au + 2HCN + 0,5O₂ → Au(CN)₂⁻ + H₂O


Однако эффективность этого процесса на открытом воздухе невелика: всего 15% образованной бактериями синильной кислоты вступает в реакцию с целевым металлом.

После растворения золото можно извлечь из раствора различными методами. Самый дешёвый и масштабно применяемый способ — восстановление цинком, при котором 95% растворённого золота регенерируется в виде чистого металла:
2Au(CN)₂⁻ + Zn → 2Au + Zn(CN)₄²⁻


На горно-обогатительном комбинате золотую руду засеяли 3000 литрами активной культуры Pseudomonas putida.


Порядок выполнения задания:
1) запишите уравнения химических реакций растворения золота и его последующего восстановления цинком;
2) рассчитайте общую массу (в граммах) и количество вещества (моль) синильной кислоты, образовавшейся за 20 часов работы бактерий во всем объеме культуры.


Используя данные, выполните задания (a–c).
a) определите теоретическое количество вещества (моль) золота, которое могло бы раствориться, если бы вся синтезированная синильная кислота прореагировала без потерь;
b) рассчитайте практическое количество вещества (моль) золота, перешедшего в растворимый комплекс, с учётом реальной эффективности процесса связывания;
c) вычислите итоговую массу (в граммах) чистого восстановленного золота, полученного после завершения реакции с цинком.


Справочные материалы:

молярная масса золота (Au) — 197 г/моль, синильной кислоты (HCN) — 27 г/моль, цинка (Zn) — 65 г/моль, кислорода (O₂) — 32 г/моль. Число Авогадро составляет 6,022 × 10²³. Молярный объём газа при нормальных условиях равен 22,4 л/моль.
Примечание: все промежуточные и итоговые вычисления проводите с точностью до сотых.


Внимание! Данная письменная работа является заданием с развёрнутым ответом. Поэтому способ решения и все соответствующие ему расчёты следует последовательно записать в лист ответов.