Λύσεις ερωτήσεων-ασκήσεων κεφ. 9 (1-7) (σελ. 112) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΑΙΣΘΗΤΙΚΗΣ – ΚΟΜΜΩΤΙΚΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις ερωτήσεων-ασκήσεων κεφ. 9 (1-7)

Πλήρεις λύσεις των 7 ερωτήσεων του κεφαλαίου 9 — οι περιεκτικότητες του εμπορίου, η έννοια του vol, η μετατροπή των 12 vol σε % w/v, ο ρόλος του οξυζενέ στην Κομμωτική, και οι τρεις ασκήσεις αραίωσης με τη σχέση Cαρχ·Vαρχ = Cτελ·Vτελ.

Ερώτηση 1 — Οι περιεκτικότητες του εμπορίου

Ερώτηση: Σε ποια περιεκτικότητα σε vol υπάρχει το οξυζενέ στο εμπόριο;

Απάντηση:

• Η απάντηση (σελ. 108): η περιεκτικότητα των διαλυμάτων του υπεροξειδίου του υδρογόνου εκφράζεται συνήθως σε «vol» και διατίθεται στο εμπόριο σε 4 κυρίως συγκεντρώσεις: 10, 20, 40 και 100 vol.

  Η αντιστοιχία με την % w/v (σελ. 108) | % w/v | vol | |---|---| | 3 | 10 | | 6 | 20 | | 9 | 30 | | 12 | 40 | | 30 | 100 |

  Το Perhydrol (σελ. 109): το διάλυμα οξυζενέ 30% w/v ή 100 vol φέρεται στο εμπόριο με την ονομασία Perhydrol® (περυντρόλ)· από το διάλυμα αυτό με αραίωση μπορούμε να παρασκευάσουμε διάλυμα οξυζενέ οποιασδήποτε περιεκτικότητας.

  Και στην πράξη της βαφής (σελ. 110): το οξυζενέ περιέχεται ως κύριο συστατικό στην «οξειδωτική κρέμα» σε περιεκτικότητες συνήθως 20, 30 ή 40 vol.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η περιεκτικότητα των διαλυμάτων του οξυζενέ εκφράζεται συνήθως σε vol και το οξυζενέ διατίθεται στο εμπόριο σε τέσσερις κυρίως συγκεντρώσεις: 10, 20, 40 και 100 vol, που αντιστοιχούν σε 3%, 6%, 12% και 30% w/v. Το διάλυμα των 100 vol ή 30% w/v φέρεται στο εμπόριο με την ονομασία Perhydrol, και από αυτό μπορούμε με αραίωση να παρασκευάσουμε διάλυμα οποιασδήποτε περιεκτικότητας. Στην οξειδωτική κρέμα της βαφής το οξυζενέ περιέχεται συνήθως σε 20, 30 ή 40 vol.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 2 — Τι σημαίνει διάλυμα 30 vol

Ερώτηση: Τι σημαίνει διάλυμα οξυζενέ 30 vol;

Απάντηση:

• Η απάντηση: σημαίνει ότι το διάλυμα, κατά την πλήρη αποσύνθεσή του από τη θερμότητα, παράγει 30 φορές τον όγκο του σε οξυγόνο σε κανονικές συνθήκες (STP) — δηλαδή 100 mL διαλύματος 30 vol δίνουν 3000 mL (3 L) αερίου Ο2 σε STP.

  Ο ορισμός (σελ. 108): η περιεκτικότητα σε vol δείχνει τον όγκο του οξυγόνου (Ο2) που ελευθερώνεται σε STP, όταν το διάλυμα του οξυζενέ θερμανθεί· διάλυμα 10 vol σημαίνει ότι το διάλυμα κατά την πλήρη αποσύνθεση του από την θερμότητα, παράγει 10 φορές τον όγκο του σε οξυγόνο σε κανονικές συνθήκες: θερμοκρασία 0°C και πίεση 1 atm (STP, Standard Temperature and Pressure).

  Η αντίδραση (σελ. 108-109): 2Η2O2 → 2Η2O + O2.

  Και η % w/v περιεκτικότητά του: από τον πίνακα της σελ. 108, 30 vol ↔ 9% w/v. | Μέγεθος | Τιμή | |---|---| | περιεκτικότητα σε vol | 30 vol | | όγκος Ο2 από 100 mL διαλύματος | 3000 mL σε STP | | % w/v περιεκτικότητα | 9% w/v | | g Η2Ο2 σε 100 mL διαλύματος | 9 g |

  Ο έλεγχος με τους υπολογισμούς (μέθοδος σελ. 109): 2 x 34 g Η2Ο2 παρέχουν 22400 mL αέριο Ο2 σε STP, άρα για 3000 mL: χ = 2 x 34 x 3000 / 22400 = 9,1 g — δηλαδή περίπου 9 g σε 100 mL, ήτοι 9% w/v, όπως ακριβώς δίνει και ο πίνακας του βιβλίου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Διάλυμα οξυζενέ 30 vol σημαίνει ότι το διάλυμα αυτό, κατά την πλήρη αποσύνθεσή του από τη θερμότητα, παράγει τριάντα φορές τον όγκο του σε οξυγόνο σε κανονικές συνθήκες, δηλαδή σε θερμοκρασία μηδέν βαθμών Κελσίου και πίεση μίας ατμόσφαιρας. Έτσι 100 mL διαλύματος 30 vol ελευθερώνουν 3000 mL αερίου οξυγόνου. Σύμφωνα με τον πίνακα του βιβλίου, το διάλυμα των 30 vol αντιστοιχεί σε περιεκτικότητα 9% w/v, δηλαδή περιέχει 9 γραμμάρια υπεροξειδίου του υδρογόνου σε κάθε 100 mL διαλύματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 3 — Από τα vol στην % w/v περιεκτικότητα

Ερώτηση: Ένα διάλυμα οξυζενέ είναι 12 vol. Να βρεθεί η % w/v περιεκτικότητά του. Δίνονται ΑrH=1 και ΑrO=16.

Απάντηση:

• Τα δεδομένα | Μέγεθος | Τιμή | |---|---| | περιεκτικότητα | 12 vol | | Αr(Η) | 1 | | Αr(Ο) | 16 | | Mr(Η2Ο2) | 2·1 + 2·16 = 34 |

  Βήμα 1 — ο όγκος του Ο2: θεωρούμε 100 mL διαλύματος· αφού είναι 12 vol, θα δώσει 12 φορές τον όγκο του σε οξυγόνο: V(O2) = 12 x 100 mL = 1200 mL σε STP.

  Βήμα 2 — η αντίδραση (σελ. 109): 2Η2O2 → 2Η2O + O2 2 x 34 g Η2Ο2 παρέχουν 22400 mL αέριο Ο2 σε STP χ g » » 1200 mL »

  Βήμα 3 — η αναλογία χ = 2 x 34 x 1200 / 22400 = 81600 / 22400 = 3,64 g

  Βήμα 4 — η % w/v περιεκτικότητα: βρήκαμε 3,64 g Η2Ο2 σε 100 mL διαλύματος, άρα Η2Ο2 ≈ 3,6% w/v.

  Ο έλεγχος με τον πίνακα (σελ. 108): 10 vol ↔ 3% w/v και 40 vol ↔ 12% w/v — η σχέση είναι ανάλογη, οπότε 12 vol πρέπει να δίνουν 12/10 x 3% = 3,6% w/v. ✔

  Πρόσεξε: ο γραμμομοριακός όγκος 22400 mL (22,4 L) αφορά 1 mol αερίου σε STP — γι' αυτό και η αναλογία γράφεται από 2 mol Η2Ο2 προς 1 mol Ο2.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Θεωρούμε 100 mL διαλύματος. Επειδή το διάλυμα είναι 12 vol, κατά την πλήρη διάσπασή του θα ελευθερώσει δώδεκα φορές τον όγκο του σε οξυγόνο, δηλαδή 1200 mL αερίου οξυγόνου σε κανονικές συνθήκες. Από την αντίδραση 2Η2Ο2 δίνει 2Η2Ο συν Ο2 προκύπτει ότι δύο επί τριάντα τέσσερα γραμμάρια υπεροξειδίου του υδρογόνου παρέχουν 22400 mL οξυγόνου. Με απλή μέθοδο των τριών, για τα 1200 mL χρειάζονται δύο επί τριάντα τέσσερα επί χίλια διακόσια διά είκοσι δύο χιλιάδες τετρακόσια, δηλαδή περίπου 3,64 γραμμάρια. Επειδή η ποσότητα αυτή περιέχεται σε 100 mL διαλύματος, η περιεκτικότητα είναι περίπου 3,6% w/v. Το αποτέλεσμα επιβεβαιώνεται και από τον πίνακα του βιβλίου, όπου τα 10 vol αντιστοιχούν σε 3% και τα 40 vol σε 12%.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 4 — Ο ρόλος του οξυζενέ στην Κομμωτική

Ερώτηση: Ποιος ο ρόλος του οξυζενέ στην Κομμωτική;

Απάντηση:

• Γενικά (σελ. 109): το οξυζενέ χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό, αντισηπτικό, απορρυπαντικός και λευκαντικός παράγοντας· στην κομμωτική χρησιμοποιείται ως αποχρωστικό των μαλλιών (ντεκαπάζ), στη βαφή και στην περμανάντ.

  Οι τρεις χρήσεις στην Κομμωτική | Διαδικασία | Ρόλος | |---|---| | Ντεκαπάζ (αποχρωματισμός) | ως αποχρωστικό των μαλλιών | | Βαφή | χρησιμοποιείται για μερικό αποχρωματισμό της τρίχας με οξείδωση της μελανίνης· περιέχεται ως κύριο συστατικό στην «οξειδωτική κρέμα» σε περιεκτικότητες συνήθως 20, 30 ή 40 vol· ο σταθεροποιητής (οξύ) που περιέχεται στην κρέμα, εξουδετερώνεται με διάλυμα αμμωνίας κατά την εφαρμογή (σελ. 110) | | Περμανάντ | χρησιμοποιείται στο στάδιο του φιξαρίσματος· το οξυζενέ περιέχεται στη λοσιόν φιξαρίσματος και ο ρόλος του είναι διπλός: αφ' ενός να οξειδώσει τους δισουλφιδικούς δεσμούς στην τρίχα που είχαν υποστεί αναγωγή από τη λοσιόν περμανάντ και αφετέρου να εξουδετερώσει τα υπολείμματα της λοσιόν (σελ. 110) |

  Γιατί μπορεί να τα κάνει όλα αυτά (σελ. 108): To Η2Ο2 παίρνει μέρος σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις κυρίως ως οξειδωτικό· και (κεφ. 5, σελ. 73): το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2) ή οξυζενέ, χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό σώμα στην Κομμωτική στα διάφορα στάδια της βαφής των μαλλιών και στην περμανάντ (permanent wave).

  Η σύνδεση με τη δομή της τρίχας (κεφ. 8): οι δισουλφιδικοί δεσμοί (S-S) μεταξύ των ατόμων θείου της κυστεΐνης είναι εκείνοι που ανάγονται από τη λοσιόν περμανάντ (θειογλυκολικό οξύ, αναγωγικό) και επανοξειδώνονται από το οξυζενέ στο φιξάρισμα — έτσι σταθεροποιείται το νέο σχήμα της τρίχας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Γενικά το οξυζενέ χρησιμοποιείται ως οξειδωτικό, αντισηπτικό, απορρυπαντικός και λευκαντικός παράγοντας. Στην Κομμωτική ειδικότερα έχει τρεις χρήσεις. Χρησιμοποιείται ως αποχρωστικό των μαλλιών, δηλαδή στο ντεκαπάζ. Στη βαφή προκαλεί μερικό αποχρωματισμό της τρίχας με οξείδωση της μελανίνης και περιέχεται ως κύριο συστατικό στην οξειδωτική κρέμα, σε περιεκτικότητες συνήθως 20, 30 ή 40 vol, ενώ ο σταθεροποιητής της κρέμας εξουδετερώνεται με διάλυμα αμμωνίας κατά την εφαρμογή. Και στην περμανάντ χρησιμοποιείται στο στάδιο του φιξαρίσματος, όπου ο ρόλος του είναι διπλός: αφενός οξειδώνει τους δισουλφιδικούς δεσμούς της τρίχας που είχαν υποστεί αναγωγή από τη λοσιόν περμανάντ, και αφετέρου εξουδετερώνει τα υπολείμματα της λοσιόν.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 5 — Αραίωση από 40 vol σε 20 vol

Ερώτηση: Να υπολογιστεί ο όγκος του διαλύματος οξυζενέ συγκέντρωσης 40 vol που θα χρησιμοποιήσουμε, για να παρασκευάσουμε 100 mL διαλύματος οξυζενέ 20 vol.

Απάντηση:

• Τα δεδομένα | Μέγεθος | Τιμή | |---|---| | Cαρχ | 40 vol | | Vαρχ | ζητούμενο | | Cτελ | 20 vol | | Vτελ | 100 mL |

  Η σχέση (σελ. 110): Cαρχ·Vαρχ = Cτελ·Vτελ (1)

  Η λύση Vαρχ = Cτελ · Vτελ / Cαρχ Vαρχ = 20 vol x 100 mL / 40 vol Vαρχ = 50 mL

  Η απάντηση: θα χρησιμοποιήσουμε 50 mL διαλύματος 40 vol και θα συμπληρώσουμε με νερό μέχρι τα 100 mL (δηλαδή θα προσθέσουμε 50 mL νερό).

  Ο έλεγχος: η συγκέντρωση υποδιπλασιάζεται (40 → 20 vol), άρα ο όγκος πρέπει να διπλασιαστεί — από 50 mL σε 100 mL. ✔

  Το αντίστοιχο παράδειγμα του βιβλίου (1ο Παράδειγμα, σελ. 111): να υπολογιστεί ο όγκος του διαλύματος οξυζενέ συγκέντρωσης 100 vol που θα χρησιμοποιήσουμε για να παρασκευάσουμε 200 mL διαλύματος οξυζενέ 20 vol· Vαρχ = 20 vol x 200 mL / 100 vol → Vαρχ = 40 mL.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εφαρμόζουμε τη σχέση της αραίωσης, σύμφωνα με την οποία η αρχική συγκέντρωση επί τον αρχικό όγκο ισούται με την τελική συγκέντρωση επί τον τελικό όγκο. Λύνοντας ως προς τον αρχικό όγκο, έχουμε είκοσι vol επί εκατό χιλιοστόλιτρα διά σαράντα vol, δηλαδή πενήντα χιλιοστόλιτρα. Θα χρησιμοποιήσουμε λοιπόν 50 mL από το διάλυμα των 40 vol και θα συμπληρώσουμε με νερό μέχρι τα 100 mL. Το αποτέλεσμα ελέγχεται εύκολα: αφού η συγκέντρωση υποδιπλασιάζεται, ο όγκος πρέπει να διπλασιαστεί.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 6 — Η συγκέντρωση του μίγματος βαφής

Ερώτηση: Να υπολογιστεί η συγκέντρωση σε vol του οξυζενέ σ' ένα μίγμα βαφής, που προέκυψε από την ανάμιξη 60 mL βαφής και 30 mL κρέμας οξυζενέ συγκέντρωσης 20 vol.

Απάντηση:

• Τα δεδομένα | Μέγεθος | Τιμή | |---|---| | Cαρχ | 20 vol (η κρέμα οξυζενέ) | | Vαρχ | 30 mL (μόνο η κρέμα οξυζενέ) | | Vτελ | 60 mL + 30 mL = 90 mL (όλο το μίγμα) | | Cτελ | ζητούμενο |

  Η σχέση (σελ. 110): Cαρχ·Vαρχ = Cτελ·Vτελ (1)

  Η λύση Cτελ = Cαρχ · Vαρχ / Vτελ Cτελ = 20 vol x 30 mL / (60+30) mL Cτελ = 600 / 90 Cτελ ≈ 6,7 vol

  Η απάντηση: η συγκέντρωση του οξυζενέ στο μίγμα βαφής είναι περίπου 6,7 vol.

  Η παγίδα: ο Vαρχ είναι μόνο τα 30 mL της κρέμας οξυζενέ — η βαφή δεν περιέχει οξυζενέ· ο Vτελ όμως είναι όλο το μίγμα (90 mL), γιατί μέσα σ' αυτό αραιώνεται το οξυζενέ.

  Το αντίστοιχο παράδειγμα του βιβλίου (2ο Παράδειγμα, σελ. 111): ανάμιξη 100 mL βαφής και 60 mL κρέμας οξυζενέ συγκέντρωσης 20 vol → Cτελ = 20 vol x 60 mL / (100+60) mL → Cτελ = 7,5 vol.

  Ο έλεγχος: το οξυζενέ αποτελεί 30/90 = 1/3 του μίγματος, άρα η συγκέντρωσή του γίνεται 20/3 ≈ 6,7 vol. ✔

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εφαρμόζουμε τη σχέση της αραίωσης. Ως αρχική συγκέντρωση παίρνουμε τα 20 vol της κρέμας οξυζενέ και ως αρχικό όγκο μόνο τα 30 mL της κρέμας, αφού η βαφή δεν περιέχει οξυζενέ. Ως τελικό όγκο παίρνουμε το άθροισμα των δύο, δηλαδή 60 συν 30, ίσον 90 mL. Έτσι η τελική συγκέντρωση είναι είκοσι vol επί τριάντα χιλιοστόλιτρα διά ενενήντα χιλιοστόλιτρα, δηλαδή περίπου 6,7 vol. Το αποτέλεσμα ελέγχεται και διαισθητικά: αφού το οξυζενέ αποτελεί το ένα τρίτο του μίγματος, η συγκέντρωσή του γίνεται το ένα τρίτο των είκοσι vol.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ερώτηση 7 — Η ζητούμενη συγκέντρωση της οξειδωτικής κρέμας

Ερώτηση: Να υπολογιστεί η συγκέντρωση σε vol μιας οξειδωτικής κρέμας 40 mL, την οποία θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε, για να παρασκευάσουμε μίγμα βαφής όγκου 80 mL και συγκέντρωσης 10 vol.

Απάντηση:

• Τα δεδομένα | Μέγεθος | Τιμή | |---|---| | Cαρχ | ζητούμενο | | Vαρχ | 40 mL (η οξειδωτική κρέμα) | | Cτελ | 10 vol | | Vτελ | 80 mL (όλο το μίγμα βαφής) |

  Η σχέση (σελ. 110): Cαρχ·Vαρχ = Cτελ·Vτελ (1)

  Η λύση Cαρχ = Cτελ · Vτελ / Vαρχ Cαρχ = 10 vol x 80 mL / 40 mL Cαρχ = 20 vol

  Η απάντηση: χρειαζόμαστε οξειδωτική κρέμα 20 vol — μία από τις συγκεντρώσεις που κυκλοφορούν στο εμπόριο (σελ. 108: 10, 20, 40 και 100 vol) και μάλιστα από τις συνηθισμένες της βαφής (σελ. 110: συνήθως 20, 30 ή 40 vol).

  Ο έλεγχος: η κρέμα των 40 mL αποτελεί το μισό του μίγματος των 80 mL, άρα αραιώνεται στο μισό — για να καταλήξουμε σε 10 vol πρέπει να ξεκινήσουμε από το διπλάσιο, δηλαδή 20 vol. ✔

  Το αντίστοιχο παράδειγμα του βιβλίου (3ο Παράδειγμα, σελ. 111): οξειδωτική κρέμα 20 mL για μίγμα βαφής όγκου 100 mL και συγκέντρωσης 10 vol → Cαρχ = 10 vol x 100 mL / 20 mL → Cαρχ = 50 vol.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εφαρμόζουμε πάλι τη σχέση της αραίωσης, λύνοντας αυτή τη φορά ως προς την αρχική συγκέντρωση. Έχουμε δέκα vol επί ογδόντα χιλιοστόλιτρα διά σαράντα χιλιοστόλιτρα, δηλαδή είκοσι vol. Χρειαζόμαστε λοιπόν οξειδωτική κρέμα των 20 vol, που είναι άλλωστε μία από τις συγκεντρώσεις του εμπορίου και μάλιστα από τις συνηθισμένες στη βαφή. Ο έλεγχος είναι απλός: αφού τα 40 mL της κρέμας αποτελούν το μισό του τελικού μίγματος των 80 mL, η συγκέντρωση υποδιπλασιάζεται, άρα για να καταλήξουμε σε 10 vol πρέπει να ξεκινήσουμε από 20 vol.

Κριτήρια αξιολόγησης: