Επιµέλεια: Οµάδα Χηµικών της Ώθησης ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Transcript

1 Επιµέλεια: Οµάδα Χηµικών της Ώθησης ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

2 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Παρασκευή, 4 Μαΐου 0 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΧΗΜΕΙΑ-ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑ A Στις ερωτήσεις Α και Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. A. Από τα παρακάτω ρυθμιστικά διαλύματα, περισσότερο όξινο είναι το: α) ΝΗ Μ - ΝΗ4Cl 0, β) ΝΗ Μ - ΝΗ4Cl γ) ΝΗ 0, Μ - ΝΗ4Cl δ) ΝΗ 0, Μ - ΝΗ4Cl 0, Μονάδες Απάντηση: α A. Κατά την αραίωση υδατικού διαλύματος CΗCOONa με ΗΟ, ελαττώνεται: α) ο αριθμός mol OH β) η [HO + ] γ) το ph δ) ο αριθμός mol Na + Απάντηση: γ Μονάδες A. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α) Το ph υδατικού διαλύματος ΝaF είναι μεγαλύτερο από το ph υδατικού διαλύματος ΝaCl. β) Αν αναμείξουμε ίσους όγκους διαλυμάτων NaOH με ph0 και ph αντίστοιχα, προκύπτει διάλυμα με ph. (Μονάδες ) Να αιτιολογήσετε όλες τις απαντήσεις σας. (Μονάδες 4) Μονάδες 6 Απάντηση: α) Σωστό Στο διάλυμα του NaF λαμβάνουν χώρα οι παρακάτω αντιδράσεις: (Μ) NaF Na + + F - τελικά To ιόν Νa + δεν αντιδρά με μόρια ΗΟ, διότι προέρχεται από ισχυρό ηλεκτρολύτη.

3 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 () F - + ΗΟ HF + OH - Iσορροπία -x x x + Το διάλυμα θα είναι βασικό, αφού ΟΗ ] > [Η Ο ]. [ Στο διάλυμα του NaCl λαμβάνει χώρα η διάσταση: (Μ) NaCl Na + + Cl - τελικά Tα ιόντα Νa +, Cl - δεν αντιδρούν με μόρια ΗΟ, διότι προέρχονται από ισχυρούς ηλεκτρολύτες. + Το διάλυμα θα είναι ουδέτερο, αφού ΟΗ ] [Η Ο ] από τον αυτοϊοντισμό του ΗΟ. [ β) Λάθος Διάλυμα Δ (διάλυμα NaOH με ph0). (Μ) NaOH Na + + OH - τελικά C C C ph 0 K 0 w poh 4[OH ] 0 C 0 Διάλυμα Δ (διάλυμα NaOH με ph). (Μ) NaOH Na + + OH - τελικά C C C ph K 0 w poh [OH ] 0 C 0 Για το τελικό διάλυμα ισχύει: C V + CV CV 0 V+ 0 V CV0 + 0 C 0 0 C C 50,5 0 (Μ) NaOH Na + + OH - τελικά C C C [OH ] C [OH ] 50,5 0 poh 4 log 50,5 (ph)., διαφορετικό από το poh

4 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 A4. Για την ογκομέτρηση οξέος με βάση (αλκαλιμετρία) γίνεται χρήση της διπλανής διάταξης: α) Να ονομαστούν τα γυάλινα σκεύη Α και Β. (Μονάδες ) β) Ποιο από τα διαλύματα Γ και Δ είναι το πρότυπο και ποιο το ογκομετρούμενο; (Μονάδα ) Μονάδες Απάντηση: α) A: προχοΐδα Β: κωνική φιάλη β) Γ: πρότυπο διάλυμα Β: ογκομετρούμενο διάλυμα A5. α) Κορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη (Α) κατά την οξείδωσή της με διάλυμα KnO4/HSO4 δίνει οργανική ένωση Β, ενώ με αφυδάτωσή της δίνει ένωση Γ. Η ένωση Γ με προσθήκη ΗΟ σε όξινο περιβάλλον δίνει ως κύριο προϊόν την ένωση Δ. Κατά την αντίδραση των ενώσεων Β και Δ παίρνουμε την οργανική ένωση Ε, ενώ κατά την αντίδραση των ενώσεων Α και Β παίρνουμε την οργανική ένωση Ζ. Οι ενώσεις Ε και Ζ έχουν μοριακό τύπο C6HO. Να γραφούν οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ. (Μονάδες 6) β) Να γραφεί η χημική εξίσωση της αντίδρασης οξείδωσης της -βουτανόλης με διάλυμα KnO4/HSO4. (Μονάδες ) γ) Να προτείνετε δύο τρόπους πειραματικής διάκρισης της -προπανόλης από το προπανικό οξύ (να μη γραφούν χημικές εξισώσεις). (Μονάδες ) Μονάδες 0 Απάντηση: α) Α: CHCHCHOH B: CHCHCOOH Γ: CHCHCH Δ: CHCHCH ΟΗ E: CHCHCΟΟCHCH CH Z: CHCHCOOCHCHCH 4

5 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 β) 5CHCHCHCH + KnO4 + HSO4 5CHCHCCH + nso4 + KSO4 + 8HO OH O γ) i) Με επίδραση μικρής ποσότητας όξινου διαλύματος ΚΜnO4 (ερυθροϊώδες) θα παρατηρηθεί αποχρωματισμός από τη -προπανόλη, εφόσον αυτή οξειδώνεται, ενώ το προπανικό οξύ δεν αντιδρά. ii) ε επίδραση ΝaCO το προπανικό οξύ αντιδρά και δίνει αέριο (CO), ενώ η -προπανόλη δεν αντιδρά. ΘΕΜΑ Β Διαθέτουμε τα παρακάτω υδατικά διαλύματα: Διάλυμα Δ: CHCOOH (Ka 0 5 ) Διάλυμα Δ: HCl 0, Διάλυμα Δ: CHCOONa 0,4 Διάλυμα Δ4: NaOH 0,075 Μ Β. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Δ (Μονάδες ) και ο βαθμός ιοντισμού του CHCOOH (Μονάδα ). Μονάδες 4 Β. Διάλυμα Δ5 προκύπτει με ανάμειξη 500mL διαλύματος Δ και 500mL διαλύματος Δ. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Δ5 (Μονάδες 4) και ο βαθμός ιοντισμού του CHCOOH (Μονάδες ). Μονάδες 6 Β. Σε 500mL διαλύματος Δ προσθέτουμε 500mL διαλύματος Δ. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος που προκύπτει. Μονάδες 7 Β4. Στο διάλυμα Δ5 προστίθενται 4L διαλύματος Δ4 και προκύπτει το διάλυμα Δ6. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Δ6. Μονάδες 8 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία 5 C Κw0 Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν να γίνουν οι γνωστές προσεγγίσεις. Μονάδες 9 Απάντηση: Β. () CHCOOΗ + ΗΟ CHCOO - + ΗΟ + αρχικά ιοντίζονται x παράγονται - x x ισορροπία -x x x 5

6 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 x Kα x Kα 0 < 0 K x α x x 0 [H α Δ O + ] x 0 x 0 α phδ Δ 0 Β. Κατά την ανάμειξη των δύο διαλυμάτων δε πραγματοποιείται αντίδραση μεταξύ των διαλυμένων ουσιών. Αλλάζουν όμως οι συγκεντρώσεις των διαλυμάτων. CV 0,5 CHCOOH: C V C Vτελ. C C 0,05Μ Vτελ. CV 0, 0,5 HCl: C V C Vτελ. C C Μ V τελ. (Μ) HCl + HO HO + + Cl - τελικά To ιόν Cl - δεν αντιδρά με μόρια ΗΟ, διότι προέρχεται από ισχυρό ηλεκτρολύτες. () CHCOOΗ + ΗΟ CHCOO - + ΗΟ + αρχικά 0,05 ιοντίζονται y παράγονται - y y ισορροπία 0,05-y y y+ y(y+ ) Kα 0,05 y Kα < 0 0,05 y 0,05 K 0,05 και λόγω ΕΚΙ + y α y 0 0,05 5 y [ H O αδ 5 + ] + y y ,05 phδ 5 Δ 0 α 5 Β. Κατά την ανάμειξη των δύο διαλυμάτων πραγματοποιείται αντίδραση μεταξύ των διαλυμένων ουσιών. C V 0,4 0,5 0,mol nch COONa nhcl CV 0, 0,5 mol 6

7 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 (mol) CHCOOΝa + HCl CHCOOH + NaCl αρχικά 0, αντιδρούν παράγονται - - τελικά - Vτελ.V + V 000mL Vτελ.L C CH COONa Μ C CH COOH Μ C Ν acl Μ (Μ) NaCl Na + + Cl - τελικά Tα ιόντα Νa +, Cl - δεν αντιδρούν με μόρια ΗΟ, διότι προέρχονται από ισχυρούς ηλεκτρολύτες. () CHCOONa CHCOO - + Na + τελικά () CHCOOΗ + ΗΟ CHCOO - + ΗΟ + αρχικά ιοντίζονται ω παράγονται - ω ω ισορροπία -ω ω+ ω (ω+ )ω Kα ω Kα 0 < 0 και λόγω ΕΚΙ [H O + ] 0 5 ω K + ω ph5 α ω 0 5 ω 0 5 Μ Β4. Κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων πραγματοποιείται αντίδραση μεταξύ των διαλυμένων ουσιών. n 0,05 0,05mol CH COOΗ n HCl mol 0, mol n αοη Ν 7

8 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 (mol) HCl + ΝaOH NaCl + HO αρχικά 5 αντιδρούν παράγονται - - τελικά - 0,05 (mol) CHCOOH + NaOH CHCOONa + HO αρχικά 0,05 0,05 αντιδρούν 0,05 0,05 παράγονται - - 0,05 τελικά - - 0,05 Vτελ.V4 + V5 5L 0,05 C CH COONa 0,0Μ 5 C Ν acl 0,0Μ 5 (Μ) NaCl Na + + Cl - τελικά 0,0 0,0 0,0 Tα ιόντα Νa +, Cl - δεν αντιδρούν με μόρια ΗΟ, διότι προέρχονται από ισχυρούς ηλεκτρολύτες. () CHCOONa CHCOO - + Na + τελικά 0,0 0,0 0,0 () CHCOO - + ΗΟ CHCOOH + OH - αρχικά 0,0 ιοντίζονται k παράγονται - k k ισορροπία 0,0-k k k Κ K 0 w 9 0 b(chcoo ) 5 Kα(CH COOH) 0 k Kb 0,0 k Kb 7 0 < 0 0,0 K 0,0 k 0,0 b k 0 0,0 9 k 0 5,5 [ OH K w 5,5 ] 0 poh 5,5 0 4 ph Δ 6 8,5 8

9 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 ΘΕΜΑ Γ Γ. Δίνεται τμήμα νουκλεοτιδικής αλυσίδας DNA που αποτελείται από τρία νουκλεοτίδια: α) Να γράψετε τα ονόματα των τμημάτων Χ, Υ, Ζ καθώς και το όνομα του δεσμού μεταξύ των τμημάτων Υ Χ Υ. (Μονάδες 4) β) Να αντιστοιχίσετε τα άκρα Α και Β με τα άκρα 5 και της νουκλεοτιδικής αλυσίδας. (Μονάδα ) Μονάδες 5 Γ. Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. α) Η καλσιτονίνη αυξάνει την περιεκτικότητα του πλάσματος σε ασβέστιο. β) Η καζεΐνη έχει ως ρόλο την αποθήκευση ασβεστίου. γ) Η λακτόζη παρεμποδίζει την απορρόφηση ασβεστίου. δ) Τα ιόντα ασβεστίου δεν ρυθμίζουν τη μυϊκή συστολή. Μονάδες 4 Γ. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιο σας, δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή τη λέξη Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α) Κατά την αλκοολική ζύμωση συμβαίνει επανοξείδωση του NADH σε NAD +. β) Στον αναβολισμό συμβαίνει διάσπαση βιομορίων σε απλούστερες ενώσεις. γ) Τα αμινοξέα και οι πρωτεΐνες παρουσιάζουν αμφολυτικό χαρακτήρα. δ) Τα τελικά προϊόντα του αερόβιου μεταβολισμού είναι CO και HO. Μονάδες 8 9

10 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Γ4. Να γράψετε στο τετράδιό σας τα γράμματα της Στήλης Ι και, δίπλα σε κάθε γράμμα, έναν από τους αριθμούς της Στήλης ΙΙ, ώστε να προκύπτει η σωστή αντιστοίχιση. (Ένα στοιχείο της Στήλης IΙ περισσεύει). ΣΤΗΛΗ Ι ΣΤΗΛΗ ΙΙ α. Ενδοκρινείς αδένες. στήριξη β. Αίμα. παραγωγή ορμονών γ. Νευρικό σύστημα. απέκκριση δ. Νεφροί 4. μέσο μεταφοράς 5. αποδοχή και μεταβίβαση ερεθισμάτων Μονάδες 8 Απάντηση: Γ. α) X: φωσφορική ομάδα (φωσφορικό) Y: -δεοξυ-d-ριβόζη (σάκχαρο, πεντόζη) Z: Αζωτούχος βάση (Αδενίνη, Θυμίνη, Κυτοσίνη, Γουανίνη) Ο δεσμός μεταξύ των τμημάτων Y-X-Y ονομάζεται φωσφοδιεστερικός. β) Άκρο Α 5 Άκρο Β Γ. Σωστή η β Γ. α Σωστή β Λανθασμένη γ Σωστή δ Σωστή Γ4. α- β-4 γ-5 δ- ΘΕΜΑ Δ Δ. Διαθέτουμε τα ένζυμα Ε και Ε που καταλύουν τη βιοχημική αντίδραση S P α) Από μελέτη της κινητικής συμπεριφοράς του ενζύμου Ε στην παραπάνω αντίδραση προκύπτει το διάγραμμα ταχύτητας/συγκέντρωσης υποστρώματος: 0

11 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Για το ένζυμο Ε, ποια είναι η τιμή της Κm; (Μονάδες ) β) Από πειραματικές μετρήσεις που έγιναν με το ένζυμο Ε στις ίδιες συνθήκες και για την ίδια αντίδραση, προέκυψαν τα παρακάτω πειραματικά δεδομένα: Για [S] 0,μmol/L μετρήθηκε V unit. Δίνεται: Vmax 0, unit. Για το ένζυμο Ε, να υπολογίσετε την τιμή της Κm. (Μονάδες 4) γ) Από τη σύγκριση των τιμών Κm και Κm, τι συμπέρασμα προκύπτει για τη συγγένεια των δύο ενζύμων ως προς το υπόστρωμα S; (Μονάδες 4) Μονάδες 0 Δ. Όταν ένα πεπτίδιο υδρολύεται με ένζυμο Α, προκύπτουν τα μικρότερα πεπτίδια: et Ser Cys Phe Pro Tyr His Lys Ala Ala Όταν το ίδιο πεπτίδιο υδρολύεται με ένζυμο Β, προκύπτουν τα μικρότερα πεπτίδια: Cys His Lys Ala Ala Phe et Ser Pro Tyr α) Να κατασκευάσετε τον πεπτιδικό χάρτη των επικαλυπτόμενων θραυσμάτων (peptide map). (Μονάδες ) β) Να προσδιορίσετε την πρωτοταγή δομή του πεπτιδίου. (Μονάδες ) Μονάδες 5

12 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Δ. Από την υδρόλυση ενός τριπεπτιδίου παίρνουμε τα ακόλουθα αμινοξέα: Ala, Gly, Val. α) Να γραφούν όλες οι δυνατές πρωτοταγείς δομές του τριπεπτιδίου. (Μονάδες ) β) Πόσοι πεπτιδικοί δεσμοί περιέχονται στο μόριο του; (Μονάδα ) γ) Με ποιους τρόπους μπορούν να υδρολυθούν οι πεπτιδικοί δεσμοί σε μια πρωτεΐνη; (Μονάδες 6) Μονάδες 0 Απάντηση: Δ. α) Γνωρίζουμε ότι η Km ισούται με τη συγκέντρωση του υποστρώματος [S], όταν η ταχύτητα της ενζυμικής αντίδρασης είναι η μισή της μέγιστης. Επομένως για το ένζυμο Ε έχουμε: μmol K m L β) Με χρήση της εξίσωσης ichaelis-enten υπολογίζουμε την τιμή της K m, για το ένζυμο Ε: μmol V 0,unit 0, max [S] V unit L K + [S] μmol m Km + 0, L 0,06 μmol Km 0, 0,4 L K m μmol 0,06 L + μmol 0, γ) Επειδή η Km του Ε είναι μικρότερη από την K m του Ε, συμπεραίνουμε ότι το ένζυμο Ε έχει μεγαλύτερη συγγένεια ως προς το υπόστρωμα S σε σχέση με το ένζυμο Ε. Αυτό συμβαίνει διότι όσο μικρότερη είναι η τιμή της K m, τόσο μεγαλύτερη είναι η συγγένεια ενζύμου-υποστρώματος. Δ. α) et-ser et-ser-cys Cys-His-Lys His-Lys-Ala-Ala Ala-Ala-Phe Phe-Pro-Tyr Pro-Tyr β) Η πρωτοταγής δομή είναι: et-ser-cys-his-lys-ala-ala-phe-pro-tyr L

13 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Δ. α) Οι δυνατές δομές του τριπεπτιδίου θα είναι: Ala-Gly-Val Ala-Val-Gly Gly-Ala-Val Gly-Val-Ala Val-Ala-Gly Val-Gly-Ala β) Στο μόριο του τριπεπτιδίου περιέχονται δύο πεπτιδικοί δεσμοί. γ) Οι πρωτεΐνες, όπως και τα πεπτίδια, μπορούν να υδρολυθούν διασπώντας τον πεπτιδικό δεσμό. Από την υδρόλυση των πρωτεϊνών σχηματίζονται πεπτίδια ή και αμινοξέα. Η υδρόλυση μπορεί να γίνει: i) με βρασμό της πρωτεΐνης με διαλύματα βάσεων, αλλά κυρίως με διαλύματα οξέων, όπως διάλυμα HCl. Τέτοια υδρόλυση ονομάζεται χημική υδρόλυση. ii) με κατεργασία με κατάλληλα ένζυμα, οπότε ονομάζεται ενζυμική υδρόλυση. Τα ένζυμα που προκαλούν υδρόλυση των πρωτεϊνών ονομάζονται πρωτεολυτικά ένζυμα ή πρωτεάσες. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Τα σημερινά θέματα αντιμετωπίζονται σχετικά εύκολα από τους καλά προετοιμασμένους υποψηφίους. Τα ερωτήματα Α α, Α β θα έπρεπε να διακρίνονται από μεγαλύτερη σαφήνεια. Στο Α α θα πρέπει να αναφέρεται κοινή θερμοκρασία και στο Α β πρέπει να αναφέρεται θερμοκρασία 5 ο C ή Κw0-4.