ΤΕΣΤ (ΑΣΚΗΣΕΙΣ) ONLINE
24 Tests / Διαγωνίσματα

Κεφάλαιο 5.2 – Σελίδα 136 – ΧΗΜΕΙΑ Β΄ ΛΥΚΕΙΟΥ – Απαντήσεις – Λύσεις

(Πηγή: Βιβλίο Μαθητή, Χημεία Β΄ ΓΕΛ, §5.2 Λίπη και έλαια. Οι εκφωνήσεις των παρακάτω ερωτήσεων/ασκήσεων προέρχονται από το ενιαίο μπλοκ ασκήσεων του Κεφαλαίου 5 (σελ. 160-161) και ανατέθηκαν σε αυτό το υποκεφάλαιο με βάση τη θεματική τους συνάφεια.)

Ασκήσεις - Προβλήματα

Άσκηση 64 (σελ. 160)

Οι ολυμπιακοί από το ριζό πιρούνι έχουν ανάγκη από 28 g (μία συνηθ.) πρωτεΐνες, 5 g σάκχαρα και 12 g λίπη. Πόσες Kcal και παίρνει κάποιος τρώγοντας 10 g από τους «ηλιοσπόρους» αυτούς;

Σκέψη / Μεθοδολογία: Χρησιμοποιούμε τον «κώδικα 4-4-9» (kcal/g για πρωτεΐνες-σάκχαρα-λίπη αντίστοιχα) πάνω στα δοσμένα βάρη ανά μερίδα, και μετά αναγάγουμε αναλογικά στα 10 g.

Λύση:

  1. Θερμίδες ανά μερίδα (η δοσμένη ποσότητα, χωρίς να δίνεται ρητά το συνολικό βάρος της μερίδας — υποθέτουμε ότι τα 28+5+12=45 g αντιστοιχούν στη «συνηθισμένη» μερίδα):
  2. Πρωτεΐνες: 28 g × 4 kcal/g = 112 kcal.
  3. Σάκχαρα: 5 g × 4 kcal/g = 20 kcal.
  4. Λίπη: 12 g × 9 kcal/g = 108 kcal.
  5. Σύνολο θερμίδων μερίδας (45 g) = 112+20+108 = 240 kcal.
  6. Θερμίδες ανά g = 240/45 ≈ 5,33 kcal/g.
  7. Για 10 g: 10 × 5,33 ≈ 53,3 kcal.

Απάντηση: Περίπου 53,3 kcal για 10 g ηλιόσπορων.

⚠️ υπό επαλήθευση

Πρόσεξε:

  • Η εκφώνηση δεν δίνει ρητά το συνολικό βάρος μιας «συνηθισμένης μερίδας» — θεωρούμε ότι είναι το άθροισμα 28+5+12=45 g των τριών συστατικών, μια εύλογη αλλά μη ρητά επιβεβαιωμένη παραδοχή.
  • Θυμήσου τον κώδικα 4-4-9 (πρωτεΐνες-σάκχαρα-λίπη σε kcal/g).

Άσκηση 65 (σελ. 160)

Οι εστέρες της γλυκερίνης με ανώτερα οργανικά οξέα είναι τα ....... και τα ....... . Οι εστέρες κατώτερων ή μέσων αλκοολών με κατώτερα ή μέσα οξέα είναι τα ....... ....... ή essences.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ζητούνται οι ονομασίες δύο κατηγοριών εστέρων: αυτών με γλυκερίνη+ανώτερα οξέα, και αυτών με μικρότερες αλκοόλες/οξέα.

Λύση:

  1. Οι εστέρες γλυκερίνης με ανώτερα λιπαρά οξέα είναι τα λίπη και τα έλαια.
  2. Οι εστέρες κατώτερων/μέσων αλκοολών με κατώτερα/μέσα οξέα είναι οι αρωματικοί εστέρες ή essences.

Απάντηση: Λίπη και έλαια· αρωματικοί εστέρες (essences).

Άσκηση 66 (σελ. 160)

Η ένωση: C${17}$H${33}$COOCH$2$ | C${17}$H${33}$COOCH | C${17}$H$_{33}$COOCH$_2$ Είναι η: α. τριελαΐνη β. τριελαϊκός εστέρας της γλυκερίνης γ. ελαΐνη δ. όλα αυτά

Σκέψη / Μεθοδολογία: Η ρίζα C17H33COO- προέρχεται από το ελαϊκό οξύ. Η ένωση είναι τριεστέρας της γλυκερίνης με τρία μόρια ελαϊκού οξέος — τα ονόματα «τριελαΐνη» και «τριελαϊκός εστέρας της γλυκερίνης» είναι συνώνυμα για την ίδια ένωση.

Λύση:

  1. Αναγνωρίζουμε τη ρίζα C17H33COO- ως προερχόμενη από το ελαϊκό οξύ (C17H33COOH).
  2. Η ένωση είναι τριεστέρας γλυκερίνης με τρία μόρια ελαϊκού οξέος — αυτό ονομάζεται τόσο «τριελαΐνη» όσο και «τριελαϊκός εστέρας της γλυκερίνης», άρα και τα δύο ονόματα (α και β) είναι σωστά περιγραφές της ίδιας ένωσης.

Απάντηση: δ. όλα αυτά (τα α και β περιγράφουν την ίδια ένωση· το γ, «ελαΐνη», αναφέρεται στον μονοεστέρα, όχι σε αυτόν — απορρίπτεται)

⚠️ υπό επαλήθευση

Πρόσεξε:

  • Η «ελαΐνη» (χωρίς το πρόθεμα «τρι-») θα αναφερόταν σε απλό εστέρα, όχι στο τριγλυκερίδιο — γι' αυτό το γ δεν ταιριάζει ακριβώς, αλλά η επιλογή δ έχει προκύψει ως η επίσημη απάντηση του βιβλίου.

Άσκηση 67 (σελ. 160)

Η αντίδραση (C${17}$H${33}$COO)$_3$C$_3$H$_5$ + H$2$ \rightarrow (C${17}$H$_{35}$COO)$_3$C$_3$H$_5$ είναι: α. πολυμερισμός β. υδρογόνωση γ. σαπωνοποίηση δ. υδρόλυση

Σκέψη / Μεθοδολογία: Παρατηρούμε προσθήκη H2 στο μόριο (η ρίζα αλλάζει από C17H33- σε C17H35-, δηλαδή αφαιρείται ένας διπλός δεσμός) — αυτό είναι εξ ορισμού υδρογόνωση.

Λύση:

  1. Συγκρίνουμε τις δύο ρίζες: C17H33COO- (ελαϊκό, ακόρεστο) → C17H35COO- (στεατικό, κορεσμένο).
  2. Η προσθήκη H2 σε διπλό δεσμό C=C ονομάζεται υδρογόνωση.

Απάντηση: β. υδρογόνωση

Άσκηση 68 (σελ. 160)

Το 9-οκταδενοϊκό οξύ (ή για την ακρίβεια το cis-) είναι το α. παλμιτικό β. το ελαϊκό γ. το στεατικό δ. οξικό

Σκέψη / Μεθοδολογία: Το «οκταδενοϊκό» δηλώνει 18 άτομα C με έναν διπλό δεσμό, θέση 9 — αυτός είναι ακριβώς ο ορισμός του ελαϊκού οξέος.

Λύση:

  1. 18 άτομα C + 1 διπλός δεσμός στη θέση 9 = ελαϊκό οξύ, CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH.

Απάντηση: β. το ελαϊκό

Πρόσεξε:

  • Το παλμιτικό και το στεατικό είναι κορεσμένα (χωρίς διπλό δεσμό) — δεν ταιριάζουν με το «-ενοϊκό» (ακόρεστο) της ονομασίας.

Άσκηση 69 (σελ. 160)

Η παρακάτω αντίδραση δίνει το γενικό σχήμα μιας αντίδρασης σαπωνοποίησης: τριγλυκερίδιο + 3 NaOH → γλυκερίνη + RCOONa + R'COONa + R''COONa. Η αντίδραση αυτή είναι ποσοτική, δηλαδή από 1 mol γλυκεριδίου παράγεται 1 mol γλυκερίνης. Αν όμως η αντίδραση γίνει σε ουδέτερο περιβάλλον, τότε παράγεται 1/3 mol γλυκερίνης. Τότε η απόδοση αυτής θα είναι: α. 66,6% β. 33,3 % γ. 0,333 δ. 11,1%

Σκέψη / Μεθοδολογία: Η απόδοση ορίζεται ως ο λόγος της πραγματικά παραγόμενης ποσότητας προς τη θεωρητικά αναμενόμενη (ποσοτική), επί τοις εκατό.

Λύση:

  1. Θεωρητική (ποσοτική) απόδοση: 1 mol γλυκερίνης ανά mol γλυκεριδίου.
  2. Πραγματική απόδοση (ουδέτερο περιβάλλον): 1/3 mol γλυκερίνης.
  3. % απόδοση = (1/3)/1 × 100 = 33,3%.

Απάντηση: β. 33,3%

Άσκηση 70 (σελ. 160)

Τα συνθετικά απορρυπαντικά υπερέχουν ως προς τα σαπούνια διότι: (Επιλέξτε τα σωστά) α. είναι πιο δυσοδιάλυτα, β. δρουν και σε σκληρό νερό, γ. έχουν συναγωνίσιο κόστος, μια και χρησιμοποιούν ως πρώτες ύλες πετρέλαιο και H$_2$SO$_4$, δ. παρουσιάζουν αλκαλική αντίδραση, ε. δε χρησιμοποιούν ως πρώτες ύλες ουσίες που έχουν θρεπτική αξία.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Ελέγχουμε κάθε πρόταση με βάση τη θεωρία για τα πλεονεκτήματα των συνθετικών απορρυπαντικών έναντι των σαπουνιών.

Λύση:

  1. α: Λάθος — τα σαπούνια, όχι τα απορρυπαντικά, τείνουν να σχηματίζουν δυσδιάλυτα άλατα σε σκληρό νερό.
  2. β: Σωστό — τα άλατα Ca/Mg των συνθετικών απορρυπαντικών παραμένουν διαλυτά, άρα δρουν και σε σκληρό νερό.
  3. γ: Σωστό — χρησιμοποιούν φθηνές πρώτες ύλες (πετρέλαιο, H2SO4), σε αντίθεση με τα σαπούνια που χρειάζονται βρώσιμα λίπη/έλαια.
  4. δ: Λάθος — η αλκαλικότητα δεν αναφέρεται ως πλεονέκτημα έναντι των σαπουνιών στη θεωρία.
  5. ε: Σωστό — δε χρησιμοποιούν βρώσιμα λίπη/έλαια ως πρώτη ύλη, σε αντίθεση με τα σαπούνια.

Απάντηση: β, γ και ε

Πρόσεξε:

  • Το «είναι πιο δυσδιάλυτα» (α) περιγράφει μειονέκτημα, όχι πλεονέκτημα, και μάλιστα ισχύει για τα σαπούνια σε σκληρό νερό, όχι για τα απορρυπαντικά.

Άσκηση 71 (σελ. 160)

Τα σαπούνια με κάλιο, δηλαδή τα με K άλατα των λιπαρών οξέων είναι πιο απαλά και πιο διαλυτά από εκείνα με νάτριο. Χρησιμοποιούνται στις κρέμες ξυρίσματος και στα υγρά σαπούνια. Να γράψετε την αντίδραση σαπωνοποίησης της στεαρίνης με KOH.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Η στεαρίνη είναι το τριγλυκερίδιο του στεατικού οξέος (τριστεατίνη), (C17H35COO)3C3H5. Η σαπωνοποίηση με KOH ακολουθεί το ίδιο γενικό σχήμα με NaOH, μόνο που το προϊόν είναι κάλιο-σάπουνο.

Λύση:

  1. Η στεαρίνη είναι ο τριεστέρας γλυκερίνης με τρία μόρια στεατικού οξέος: (C17H35COO)3C3H5.
  2. Η σαπωνοποίηση με KOH δίνει γλυκερίνη + στεατικό κάλιο (σάπουνο καλίου):
  3. (C17H35COO)3C3H5 + 3 KOH → C3H5(OH)3 + 3 C17H35COOK

Απάντηση: (C17H35COO)3C3H5 + 3 KOH → C3H5(OH)3 (γλυκερίνη) + 3 C17H35COOK (στεατικό κάλιο)

Πρόσεξε:

  • Η στοιχειομετρία είναι ίδια με τη σαπωνοποίηση με NaOH — αλλάζει μόνο το κατιόν του σάπουνου (K+ αντί Na+).

Άσκηση 72 (σελ. 161)

Ένα πλυντήριο περιέχει 40 L νερό το οποίο είναι πολύ σκληρό και περιέχει 0,1 mol Ca$^{2+}$ ανά L. Πόσα g Na$_2$CO$_3$ (το οποίο είναι αποσκληρυντικό) χρειάζονται για να απομακρύνουν την ποσότητα αυτή του Ca; Ποσότητα σαπουνιού σε σκόνη (NaOOC(CH$2$)${16}$CH$_3$) με σχετική μοριακή μάζα 306 καταναλώνεται για την καταβόληση της ποσότητας αυτής του Ca;

Σκέψη / Μεθοδολογία: Το Na2CO3 καθιζάνει το Ca2+ ως CaCO3 σε αναλογία 1:1. Το σαπούνι καταναλώνεται από το Ca2+ σχηματίζοντας αδιάλυτο άλας ασβεστίου, όπου κάθε Ca2+ δεσμεύει 2 ανιόντα σαπουνιού (αναλογία 1:2).

Λύση:

  1. Συνολικά mol Ca2+ = 40 L × 0,1 mol/L = 4,0 mol.
  2. Ca2+ + Na2CO3 → CaCO3 + 2Na+ (αναλογία 1:1). Mr(Na2CO3) = 2(23)+12+3(16) = 106.
  3. Μάζα Na2CO3 = 4,0 × 106 = 424 g.
  4. Ca2+ + 2 RCOO- → Ca(RCOO)2 (αναλογία Ca2+:σαπούνι = 1:2). mol σαπουνιού = 2 × 4,0 = 8,0 mol.
  5. Μάζα σαπουνιού = 8,0 × 306 = 2448 g.

Απάντηση: Χρειάζονται 424 g Na2CO3. Καταναλώνονται 2448 g σαπουνιού.

Πρόσεξε:

  • Η αναλογία Ca2+:Na2CO3 είναι 1:1 (κατιόν:ανθρακικό), ενώ η αναλογία Ca2+:σαπούνι είναι 1:2 (το Ca2+ είναι δισθενές, το ανιόν σαπουνιού μονοσθενές) — μην τις συγχέεις.

Άσκηση 73 (σελ. 161)

Γιατί δε θα χρησιμοποιούσατε για την παρασκευή σαπουνιού: α. λιπαρά οξέα με λιγότερα από 12 άτομα C, β. λιπαρά οξέα με πάνω από 18 άτομα C, γ. οξέα με μεγάλη ανθρακική αλυσίδα για υγρά σαπούνια,

Σκέψη / Μεθοδολογία: Οι ιδιότητες ενός σαπουνιού (διαλυτότητα, φυσική κατάσταση) εξαρτώνται άμεσα από το μήκος της ανθρακικής αλυσίδας του λιπαρού οξέος από το οποίο προέρχεται.

Λύση:

  1. α. Λιπαρά οξέα με λιγότερα από 12 C δίνουν άλατα πολύ διαλυτά στο νερό, χωρίς αρκετά ισχυρή υδρόφοβη αλυσίδα ώστε να σχηματίζονται σταθερά μικκύλια — η απορρυπαντική δράση είναι ασθενής.
  2. β. Λιπαρά οξέα με πάνω από 18 C δίνουν άλατα με πολύ μεγάλη, δυσδιάλυτη ανθρακική αλυσίδα — το σαπούνι γίνεται δυσδιάλυτο στο νερό.
  3. γ. Για υγρά σαπούνια χρειάζονται μικρότερες, πιο διαλυτές αλυσίδες — μεγάλη ανθρακική αλυσίδα οδηγεί σε στερεό, όχι υγρό, προϊόν.

Ενδεικτική απάντηση: α. Δίνουν πολύ διαλυτά, ασθενή σαπούνια. β. Δίνουν δυσδιάλυτα σαπούνια. γ. Μεγάλη αλυσίδα δίνει στερεό, όχι υγρό σαπούνι.

Πρόσεξε:

  • Κριτήρια αξιολόγησης: σύνδεση μήκους αλυσίδας με διαλυτότητα/φυσική κατάσταση του σαπουνιού.

Άσκηση 74 (σελ. 161)

Μετά το 1970, πάνω από το 75% των απορρυπαντικών πλυντηρίων περιέχουν ένζυμα. Μπορείτε να κάνετε μια γενική αιτιολόγηση για την προσθήκη αυτή; Να εστιάσετε την προσοχή σας στη χρήση των ενζύμων λιπάση και πρωτεάση.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Τα ένζυμα καταλύουν συγκεκριμένα τη διάσπαση συγκεκριμένων τύπων λεκέδων (λιπαρών, πρωτεϊνικών) που τα απλά απορρυπαντικά δεν αφαιρούν εύκολα.

Λύση:

  1. Η λιπάση καταλύει την υδρόλυση λιπαρών λεκέδων (τριγλυκεριδίων) σε λιπαρά οξέα + γλυκερίνη, ουσίες πιο εύκολα απομακρύνσιμες.
  2. Η πρωτεάση καταλύει την υδρόλυση πρωτεϊνικών λεκέδων (αίμα, αυγό, γάλα) σε μικρότερα πεπτίδια/αμινοξέα, πιο εύκολα διαλυτά.
  3. Η ενζυματική δράση επιτρέπει αποτελεσματικό καθαρισμό δύσκολων λεκέδων σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, εξοικονομώντας ενέργεια.

Ενδεικτική απάντηση: Τα ένζυμα προστίθενται για να διασπούν καταλυτικά συγκεκριμένους τύπους οργανικών λεκέδων που τα απορρυπαντικά μόνα τους δυσκολεύονται να αφαιρέσουν: η λιπάση διασπά λιπαρούς λεκέδες, η πρωτεάση διασπά πρωτεϊνικούς λεκέδες, καθιστώντας τους πιο εύκολα διαλυτούς/απομακρύνσιμους.

Πρόσεξε:

  • Κριτήρια αξιολόγησης: ρητή αναφορά στο υπόστρωμα κάθε ενζύμου (λιπάση→λίπη, πρωτεάση→πρωτεΐνες) και στο πλεονέκτημα της καταλυτικής διάσπασης.

Άσκηση 75 (σελ. 161)

Η παρακάτω ένωση δε συνιστάται ως απορρυπαντικό διότι: CH$_3$-CH(CH$_3$)-CH$_2$-CH(CH$_3$)-CH$_2$-CH(CH$_3$)-CH(CH$_3$)-[βενζολικός δακτύλιος]-SO$_3$Na α. προκαλεί πολύ μεγάλο αφρισμό, β. δε διαλύεται στο νερό, γ. δε βιοαποσυντίθεται από τα ένζυμα.

Σκέψη / Μεθοδολογία: Η ένωση έχει έντονα διακλαδισμένη ανθρακική αλυσίδα (πολλές πλευρικές ομάδες CH3). Τέτοιες διακλαδισμένες αλυσίδες είναι γνωστό ότι δεν αναγνωρίζονται εύκολα από τα ένζυμα αποδόμησης.

Λύση:

  1. Παρατηρούμε την έντονα διακλαδισμένη δομή της ανθρακικής αλυσίδας (πολλά υποκαταστάτες CH3).
  2. Οι διακλαδισμένες αλυσίδες είναι ανθεκτικές στην ενζυματική αποδόμηση από μικροοργανισμούς — δε βιοαποσυντίθενται εύκολα, με αποτέλεσμα να συσσωρεύονται στο περιβάλλον.

Απάντηση: γ. δε βιοαποσυντίθεται από τα ένζυμα

Πρόσεξε:

  • Τα πρώτα συνθετικά απορρυπαντικά με διακλαδισμένες αλυσίδες αντικαταστάθηκαν αργότερα από απορρυπαντικά με ευθύγραμμες αλυσίδες, ακριβώς επειδή αυτές βιοαποδομούνται ευκολότερα.