Λύσεις — Θεωρία Κεφ. 2 · Διαλύματα (σελ. 48) – ΚΛΙΝΙΚΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι Β΄ ΕΠΑΛ

ΚΛΙΝΙΚΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι Β΄ ΕΠΑΛ ΚΛΙΝΙΚΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι Β΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Θεωρία Κεφ. 2 · Διαλύματα (σελ. 48) – ΚΛΙΝΙΚΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι Β΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Θεωρία Κεφ. 2 · Διαλύματα (σελ. 48)

Απαντήσεις στις 28 ερωτήσεις του βιβλίου (9 αριθμητικές παρασκευές).

Διαλύτης ΚΑΙ διαλυτότητα

Ερώτηση: 1. Τι καλούμε διαλυτικό μέσο ή διαλύτη, τι διαλυτέα ουσία και τι διαλυτότητα μιας ουσίας;

Απάντηση:

Διαλύτης: το υγρό στο οποίο γίνεται η διάλυση (ή αυτό σε μεγαλύτερη αναλογία). Διαλυτέα ουσία: αυτή που διαλύεται (σε μικρότερη αναλογία). Διαλυτότητα: η μέγιστη ποσότητα (g) ουσίας που διαλύεται σε 100 mL διαλύτη σε ορισμένες συνθήκες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Διαλύτης=το υγρό της διάλυσης· διαλυτέα=η διαλυόμενη· διαλυτότητα=μέγιστη ποσότητα/100mL.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: οι 3 ορισμοί.

Ακόρεστο/κορεσμένο/υπέρκορο

Ερώτηση: 2. Ποιο διάλυμα ονομάζεται ακόρεστο, ποιο κορεσμένο και ποιο υπέρκορο;

Απάντηση:

Ακόρεστο: περιέχει λιγότερη ουσία από τη διαλυτότητα (χωράει κι άλλη). Κορεσμένο: περιέχει όση ορίζει η διαλυτότητα. Υπέρκορο: περιέχει περισσότερη (σε ειδικές συνθήκες, π.χ. θέρμανση· με την εξάλειψή τους η επιπλέον ουσία επανεμφανίζεται ως ίζημα).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ακόρεστο<διαλυτότητα· κορεσμένο=διαλυτότητα· υπέρκορο>διαλυτότητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: σύγκριση με τη διαλυτότητα.

Πυκνότητα

Ερώτηση: 3. Τι είναι πυκνότητα διαλύματος;

Απάντηση:

Το πηλίκο της μάζας προς τον όγκο: \(d=\dfrac{m}{V}\), σε g/mL. (Το ειδικό βάρος \(E.B.=\dfrac{B}{V}\) συμπίπτει αριθμητικά με την πυκνότητα σε g/mL.)

Σύνοψη: (ενδεικτική) d = m/V (g/mL).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: μάζα/όγκος.

Περιεκτικότητα

Ερώτηση: 4. Τι εκφράζει ο όρος περιεκτικότητα διαλύματος; Ποιες εκφράσεις του όρου χρησιμοποιούνται συνήθως;

Απάντηση:

Την ποσότητα διαλυμένης ουσίας σε ορισμένη ποσότητα διαλύματος. Εκφράσεις: %W/W (g ουσίας/100 g διαλύματος), %V/V (mL/100 mL), %W/V (g/100 mL διαλύματος).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ποσότητα ουσίας/ποσότητα διαλύματος· %W/W, %V/V, %W/V.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: ορισμός + οι 3 εκφράσεις.

Μοριακότητα (Μ)

Ερώτηση: 5. Τι εκφράζει ο όρος μοριακότητα διαλύματος (Μ);

Απάντηση:

Τον αριθμό των γραμμομορίων (mol) της διαλυμένης ουσίας σε ένα λίτρο διαλύματος. (π.χ. 0,2 Μ = 0,2 mol/L.)

Σύνοψη: (ενδεικτική) mol διαλυμένης ουσίας ανά λίτρο διαλύματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: mol/λίτρο διαλύματος.

Γραμμομοριακότητα (m)

Ερώτηση: 6. Τι εκφράζει ο όρος γραμμομοριακότητα διαλύματος (m);

Απάντηση:

Τα γραμμομόρια (mol) της διαλυμένης ουσίας που περιέχονται σε 1000 g διαλύτη (μοριακή συγκέντρωση κατά βάρος).

Σύνοψη: (ενδεικτική) mol ουσίας ανά 1000 g διαλύτη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: mol/1000 g διαλύτη (όχι διαλύματος).

Κανονικότητα (Ν)

Ερώτηση: 7. Τι εκφράζει ο όρος κανονικότητα διαλύματος (Ν);

Απάντηση:

Τον αριθμό των γραμμοϊσοδυνάμων (Eq) της διαλυμένης ουσίας σε ένα λίτρο διαλύματος (μόνο για ιοντικές ενώσεις). \(Eq=\dfrac{M.B.}{\text{σθένος}}\).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Eq ουσίας ανά λίτρο διαλύματος (Eq=ΜΒ/σθένος).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: Eq/λίτρο + ορισμός Eq.

Συγκέντρωση ιόντος

Ερώτηση: 8. Τι είναι συγκέντρωση ιόντος ενός διαλύματος;

Απάντηση:

Ο αριθμός των γραμμοϊόντων μιας ουσίας που είναι διαλυμένη σε ένα λίτρο διαλύματος· συμβολίζεται με το σύμβολο του ιόντος σε αγκύλες, π.χ. [OH⁻].

Σύνοψη: (ενδεικτική) Γραμμοϊόντα ανά λίτρο· συμβολισμός [ιόν].

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: γραμμοϊόντα/λίτρο + αγκύλες.

Μοριακά vs ιοντικά

Ερώτηση: 9. Κατά τι διαφέρουν τα μοριακά διαλύματα (ή διαλύματα μη ηλεκτρολυτών) από τα διαλύματα ηλεκτρολυτών (ή ιοντικά διαλύματα);

Απάντηση:

Μοριακά (μη ηλεκτρολύτες): η ουσία βρίσκεται ως μόρια, ηλεκτρικά ουδέτερα → δεν άγουν το ρεύμα. Ιοντικά (ηλεκτρολύτες: οξέα/βάσεις/άλατα): μέρος της ουσίας βρίσκεται ως ιόντα → εμφανίζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα (ισχυροί=πλήρης διάσταση, ασθενείς=μερική).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μοριακά=μόρια, χωρίς αγωγιμότητα· ιοντικά=ιόντα, με αγωγιμότητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: μόρια/ιόντα + αγωγιμότητα.

Απιονισμός

Ερώτηση: 10. Πώς επιτυγχάνεται ο απιονισμός του νερού;

Απάντηση:

Το νερό βρύσης περνά μέσα από στρώμα ιοντοανταλλακτικών ρητινών, οι οποίες συγκρατούν τα διαλυμένα άλατα (NaCl, CaCl₂ κ.λπ.) και ίχνη μετάλλων/οργανικών ουσιών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πέρασμα νερού μέσα από ιοντοανταλλακτικές ρητίνες (συγκρατούν τα άλατα).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: ιοντοανταλλακτικές ρητίνες.

Ποιότητα απιονισμένου

Ερώτηση: 11. Από τι εξαρτάται η ποιότητα του απιονισμένου νερού;

Απάντηση:

Από την ποιότητα των ρητινών, τη σκληρότητα (περιεκτικότητα σε άλατα) του νερού ύδρευσης και την περιεκτικότητά του σε χλώριο (από τη χλωρίωση).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ποιότητα ρητινών, σκληρότητα νερού, περιεκτικότητα σε χλώριο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: οι 3 παράγοντες.

Απεσταγμένο νερό

Ερώτηση: 12. Πώς παρασκευάζεται το απεσταγμένο νερό;

Απάντηση:

Στους αποστακτήρες: το νερό βρύσης θερμαίνεται και εξατμίζεται, οι ατμοί ψύχονται, υγροποιούνται και συλλέγονται → απομακρύνονται άλατα, στερεά και οργανικές ουσίες (A.D. = Aqua Distilata).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εξάτμιση + υγροποίηση των ατμών στους αποστακτήρες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: απόσταξη (εξάτμιση/υγροποίηση).

pH

Ερώτηση: 13. Τι είναι το pH και τι εκφράζει;

Απάντηση:

\(pH=-\log[H^+]\): εκφράζει την ενεργό (πραγματική) οξύτητα ενός διαλύματος (ανάλογη με τον αριθμό των H⁺, όχι με το ποσό του οξέος). Ουδέτερο = 7, όξινα 0–7, αλκαλικά 7–14.

Σύνοψη: (ενδεικτική) pH = −log[H⁺]· ενεργός οξύτητα (7 ουδέτερο).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: ορισμός + ενεργός οξύτητα.

Δείκτες

Ερώτηση: 14. Τι είναι δείκτες;

Απάντηση:

Ενώσεις (ασθενή οργανικά οξέα/βάσεις) που αλλάζουν χρώμα σε καθορισμένα όρια pH (π.χ. φαινολοφθαλεΐνη: άχρωμη <8,3, κόκκινη >10). Χρησιμεύουν για εκτίμηση pH και ογκομετρήσεις (τελικό σημείο εξουδετέρωσης).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ενώσεις που αλλάζουν χρώμα σε ορισμένα όρια pH.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: αλλαγή χρώματος με το pH + χρήση.

NaCl 5% W/V

Ερώτηση: 15. Να παρασκευάσετε 500 mL διαλύματος NaCl 5% W/V.

Λύση:

5% W/V σημαίνει 5 g NaCl σε 100 mL διαλύματος.
Για 500 mL: \(x=5\text{ g}\times\dfrac{500}{100}=25\) g NaCl.

Απάντηση: Ζυγίζουμε 25 g NaCl και τα διαλύουμε σε απεσταγμένο νερό μέχρι τελικού όγκου 500 mL.

Πρόσεξε:

%W/V → g = %·V/100. Επαλήθευση: 5·500/100 = 25 g.

Οξικό οξύ 4% W/V

Ερώτηση: 16. Να παρασκευάσετε 1 L διαλύματος οξεικού οξέος 4% W/V.

Λύση:

4% W/V = 4 g σε 100 mL. Για 1 L = 1000 mL:
\(x=4\text{ g}\times\dfrac{1000}{100}=40\) g οξεικού οξέος.

Απάντηση: Ζυγίζουμε 40 g οξεικού οξέος και συμπληρώνουμε με απεσταγμένο νερό μέχρι 1000 mL.

Πρόσεξε:

4·1000/100 = 40 g.

HCl 3% από 37% W/W

Ερώτηση: 17. Να παρασκευάσετε 200 mL διαλύματος HCl 3% W/V από πυκνό διάλυμα HCl 37% W/W με ειδικό βάρος 1,20.

Λύση:

Ζητούμενο 3% W/V → σε 200 mL: \(3\times\dfrac{200}{100}=6\) g HCl.
Πυκνό 37% W/W → σε 100 g διαλύματος 37 g ουσίας· για 6 g ουσίας: \(x=100\times\dfrac{6}{37}=16{,}22\) g πυκνού διαλύματος.
Όγκος: \(V=\dfrac{B}{E.B.}=\dfrac{16{,}22}{1{,}20}=13{,}51\) mL.

Απάντηση: Παίρνουμε ≈ 13,51 mL πυκνού HCl και αραιώνουμε (ρίχνοντας το οξύ στο νερό) μέχρι 200 mL.

Πρόσεξε:

Βήματα: g ουσίας → g πυκνού διαλύματος (W/W) → όγκος με V = B/Ε.Β. (6 g → 16,22 g → 13,51 mL).

NaOH 1 Μ

Ερώτηση: 18. Να παρασκευάσετε 200 mL διαλύματος NaOH 1 Μ.

Λύση:

Μ.Β. NaOH = 23 + 16 + 1 = 40. 1 Μ = 1 mol σε 1000 mL = 40 g σε 1000 mL.
Για 200 mL: \(x=40\times\dfrac{200}{1000}=8\) g NaOH.

Απάντηση: Ζυγίζουμε 8 g NaOH και διαλύουμε μέχρι τελικού όγκου 200 mL.

Πρόσεξε:

g = M·V(L)·Μ.Β. = 1·0,2·40 = 8 g.

Οξικό 1 Μ από 100% W/W

Ερώτηση: 19. Να παρασκευάσετε 500 mL διαλύματος οξεικού οξέος 1 Μ, από πυκνό διάλυμα οξεικού οξέος 100% W/W και ειδικό βάρος 1,05.

Λύση:

Μ.Β. CH₃COOH = 12 + 3 + 12 + 16 + 16 + 1 = 60.
1 Μ → σε 500 mL: \(0{,}5\) mol → \(0{,}5\times60=30\) g ουσίας.
Πυκνό 100% W/W → 30 g ουσίας = 30 g διαλύματος.
Όγκος: \(V=\dfrac{B}{E.B.}=\dfrac{30}{1{,}05}=28{,}57\) mL.

Απάντηση: Παίρνουμε ≈ 28,57 mL πυκνού οξεικού οξέος και αραιώνουμε μέχρι 500 mL.

Πρόσεξε:

100% W/W → g ουσίας = g διαλύματος· V = 30/1,05 = 28,57 mL. Το οξύ προστίθεται στο νερό και όχι αντίστροφα.

NaCl 3% από 5%

Ερώτηση: 20. Να παρασκευάσετε 250 mL διαλύματος NaCl 3% από πυκνό διάλυμα 5%.

Λύση:

Τύπος αραίωσης \(C_1V_1=C_2V_2\): \(V_1=\dfrac{C_2V_2}{C_1}=\dfrac{3\times250}{5}=150\) mL.

Απάντηση: Παίρνουμε 150 mL του διαλύματος 5% και αραιώνουμε μέχρι 250 mL.

Πρόσεξε:

C₁V₁=C₂V₂ → V₁=3·250/5=150 mL.

NaOH 0,2 Ν από 2 Ν

Ερώτηση: 21. Να παρασκευάσετε 200 mL διαλύματος NaOH 0,2 Ν από πυκνό διάλυμα 2 Ν.

Λύση:

\(C_1V_1=C_2V_2\): \(V_1=\dfrac{0{,}2\times200}{2}=20\) mL.

Απάντηση: Παίρνουμε 20 mL του διαλύματος 2 Ν και αραιώνουμε μέχρι 200 mL.

Πρόσεξε:

V₁=0,2·200/2=20 mL.

Ανάμιξη 5% ΚΑΙ 20% → 10%

Ερώτηση: 22. Να παρασκευάσετε διάλυμα 10% από δύο διαλύματα 5% και 20%.

Λύση:

Σχήμα Bretey: στα πάνω άκρα του Χ οι περιεκτικότητες 5 και 20, στο κέντρο το 10.
Κάτω άκρα (διαφορές από το 10): για το 5% → \(|20-10|=10\) mL· για το 20% → \(|5-10|=5\) mL.
Άρα αναμιγνύουμε 10 mL διαλύματος 5% + 5 mL διαλύματος 20% (σύνολο 15 mL 10%). Έλεγχος: \(\dfrac{10\cdot5+5\cdot20}{15}=10\%\).

Απάντηση: Αναμιγνύουμε 10 μέρη του 5% με 5 μέρη του 20% → διάλυμα 10%.

Πρόσεξε:

Σχήμα Bretey: οι κάτω αριθμοί είναι οι διαφορές των αρχικών περιεκτικοτήτων από τη ζητούμενη. Έλεγχος: (10·5 + 5·20)/15 = 10%.

Αλκοόλη 70° από 95°

Ερώτηση: 23. Να παρασκευάσετε διάλυμα αλκοόλης 70° από διάλυμα αλκοόλης 95°.

Λύση:

Τεχνική Lowi: βάζουμε σε ογκομετρικό κύλινδρο mL αλκοόλης ίσα με τον βαθμό του τελικού διαλύματος (70 mL αλκοόλης 95°).
Συμπληρώνουμε απεσταγμένο νερό μέχρι ο τελικός όγκος (mL) να ισούται με τον βαθμό της αρχικής αλκοόλης (95 mL).

Απάντηση: Βάζουμε 70 mL αλκοόλης 95° και συμπληρώνουμε νερό μέχρι τελικού όγκου 95 mL.

Πρόσεξε:

Lowi: mL αρχικής = βαθμός τελικού· τελικός όγκος = βαθμός αρχικής. (Εναλλακτικά C₁V₁=C₂V₂ για δεδομένο όγκο.)

Ώσμωση

Ερώτηση: 24. Τι είναι ώσμωση;

Απάντηση:

Το φαινόμενο της μεταφοράς μορίων διαλύτη από ένα αραιότερο διάλυμα σε ένα πυκνότερο, μέσω ημιπερατής μεμβράνης (που αφήνει να περνά ο διαλύτης, όχι η διαλυμένη ουσία), μέχρι να εξισωθούν οι συγκεντρώσεις.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μεταφορά διαλύτη αραιό→πυκνό μέσω ημιπερατής μεμβράνης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: διαλύτης + ημιπερατή μεμβράνη + αραιό→πυκνό.

Υπότονο/υπέρτονο/ισότονο

Ερώτηση: 25. Πότε ένα διάλυμα λέγεται υπότονο, πότε υπέρτονο και πότε ισότονο ως προς κάποιο άλλο διάλυμα;

Απάντηση:

Ισότονα: διαλύματα με την ίδια ωσμωτική πίεση. Υπότονο: αυτό με τη μικρότερη ωσμωτική πίεση (αραιότερο). Υπέρτονο: αυτό με τη μεγαλύτερη (πυκνότερο). (Στην ιατρική η σύγκριση γίνεται με τον φυσιολογικό ορό.)

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ισότονα=ίδια ωσμωτ. πίεση· υπότονο=μικρότερη· υπέρτονο=μεγαλύτερη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: σύγκριση ωσμωτικής πίεσης.

Αιμόλυση ΚΑΙ συρρίκνωση

Ερώτηση: 26. Πότε παρατηρείται αιμόλυση των ερυθρών αιμοσφαιρίων και πότε συρρίκνωση; Γιατί συμβαίνουν τα φαινόμενα αυτά;

Απάντηση:

Αιμόλυση: όταν τα ερυθρά βρεθούν σε υπότονο διάλυμα → λόγω ώσμωσης μπαίνει νερό, διογκώνονται και σπάνε.
Συρρίκνωση (πλασμόλυση): σε υπέρτονο διάλυμα → βγαίνει νερό από το εσωτερικό τους και συρρικνώνονται. Γι' αυτό τα ενέσιμα πρέπει να είναι ισότονα (NaCl 0,9%).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Υπότονο→αιμόλυση (μπαίνει νερό)· υπέρτονο→συρρίκνωση (βγαίνει νερό).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: υπότονο/υπέρτονο + κατεύθυνση νερού.

Ρυθμιστικά διαλύματα

Ερώτηση: 27. Τι είναι τα ρυθμιστικά διαλύματα;

Απάντηση:

Διαλύματα (buffers) που διατηρούν πρακτικά σταθερό το pH: όταν προστεθεί λίγο οξύ, το εξουδετερώνει η συζυγής βάση· όταν προστεθεί λίγη βάση, το εξουδετερώνει το συζυγές οξύ του ρυθμιστικού διαλύματος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Διαλύματα που κρατούν σταθερό το pH (συζυγές οξύ-βάση).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κριτήριο: σταθερό pH + μηχανισμός εξουδετέρωσης.

Ρυθμιστικά στον οργανισμό

Ερώτηση: 28. Γιατί είναι σημαντική η ύπαρξη ρυθμιστικών διαλυμάτων στον ανθρώπινο οργανισμό;

Απάντηση:

Το αίμα περιέχει ρυθμιστικά διαλύματα που επιτρέπουν μόνο μικρή διακύμανση του pH του, μεταξύ 7,35 και 7,45.
Αν το pH μειωθεί στο 7,2 ή υπερβεί το 7,6, εμφανίζονται παρενέργειες· επιπλέον οι χημικές και ενζυμικές λειτουργίες του οργανισμού γίνονται φυσιολογικά μόνο σε σταθερό pH.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Κρατούν το pH του αίματος μεταξύ 7,35 και 7,45· τιμές κάτω από 7,2 ή πάνω από 7,6 προκαλούν παρενέργειες.

Κριτήρια αξιολόγησης: