12 ε Απξηιίνπ 2011 Γξαζηεξηφηεηα 1 «Σα πάληα πεξί κπχξαο» 1
Γεληθέο Οδεγίεο Να θνξάηε εξγαζηεξηαθή κπινχδα θαη γπαιηά αζθαιείαο γηα φζε ψξα βξίζθεζηε ζην εξγαζηήξην Απαγνξεχεηαη λα κεηαθέξεηε ηξφθηκα θαη πνηά ζην εξγαζηήξην. Παξέρνληαη γάληηα κηαο ρξήζεο ηα νπνία πξέπεη λα θνξάηε φηαλ ρξεζηκνπνηείηαη ρεκηθέο νπζίεο. Να ρξεζηκνπνηείηε κφλν ην κνιχβη, ην ζηπιφ θαη ηελ ππνινγηζηηθή κεραλή πνπ παξέρνληαη απφ ην εξγαζηήξην. Σην ηέινο ηνπ πεηξάκαηνο λα παξαδψζεηε φια ηα θχιια ραξηί πνπ ζα ρξεζηκνπνηήζεηε (ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ πξνρείξν). Όια ηα απνηειέζκαηα πξέπεη λα θαηαρσξνχληαη ζην θχιιν απαληήζεσλ. Οη ππνινγηζκνί ζαο λα θαίλνληαη ζην θχιιν απαληήζεσλ. Θα βαζκνινγεζνχλ κφλν ην θχιιν απαληήζεσλ θαη ηα επηζπλαπηφκελα θχιια πνπ ζα παξαδψζεηε. Μπνξείηε λα αθνινπζήζεηε φπνηα ζεηξά ζέιεηε θαηά ηελ εθηέιεζε ηεο δξαζηεξηφηεηαο. Όηαλ νινθιεξψζεηε ηελ δξαζηεξηφηεηα θαη παξαδψζεηε ην θχιιν απαληήζεσλ καδί κε ηα επηζπλαπηφκελα λα αθήζεηε φια ηα άιια ζηνλ πάγθν εξγαζίαο. Απαγνξεχεηαη λα κεηαθέξεηαη νηηδήπνηε έμσ απφ ην εξγαζηήξην.. 2
Δηζαγσγή Κάζε έζλνο έρεη ηελ δηθή ηνπ ηζηνξία, παξαδνζηαθά θαγεηά θαη πνηά. Καζψο ην ελδηαθέξνλ γηα ηα θιαζζηθά Τζέρηθα θαγεηά ππνβαζκίδεηαη ζηαδηαθά, ε δεκνηηθφηεηα ηεο Τζερηθήο κπχξαο παξακέλεη ζηαζεξή αμία. Ζ Τζέρηθε κπχξα δελ είλαη απιψο έλα πνηφ. Δίλαη πεγή εζληθήο πεξεθάληαο. Σηελ Βνεκία, κπνξείο λα θαηαθξίλεηο ηα πάληα εθηφο απφ ηε Τζέρηθε κπχξα! Ζ κπχξα δελ είλαη θαηλνχξηα αλαθάιπςε. Παξάγεηαη εδψ θαη ηνπιάρηζηνλ 10 000 ρξφληααθνχ ε θήκε ηεο μεθηλά απφ ηνλ αξραίν Αηγππηηαθφ πνιηηηζκφ. Ζ κπχξα ζηελ αξραία Αίγππην ήηαλ δηαθνξεηηθή απφ ηε ζχγρξνλε εθδνρή αθνχ δελ πεξηείρε ιπθίζθν. Δίλαη αζαθέο ην πνπ θαη πφηε πξσηνρξεζηκνπνηήζεθε ν ιπθίζθνο σο ζπζηαηηθφ ηεο κπχξαο, φκσο, ε παξαγσγή ηεο κπχξαο κε πξνζζήθε ιπθίζθνπ πηνζεηήζεθε ακέζσο απφ ηα ζιαβηθά θχια. Σηα ζθνηεηλά ρξφληα ηνπ κεζαίσλα ε παξαγσγή ηεο κπχξαο ζηε Βνεκία γηλφηαλ θπξίσο ζε κνλαζηήξηα θαη γχξσ απφ απηά. Απφ ηνλ δέθαην αηψλα ηδξχνληαη δπζνπνηία ηνλίδνπκε φκσο φηη ε κπχξα ζηα ρξφληα απηά δηαθέξεη θα πάιη απφ ηε ζχγρξνλε κπχξα. Ζ κπχξα ζηε ζχγρξνλε ηεο κνξθή παξάγεηαη απφ ην 18 ν αηψλα θαη κεηά. Ζ ηζέρηθε κπχξα παξάγεηαη ζήκεξα απφ 18 εηαηξείεο. Πξψηνο ζε παξαγσγή είλαη ν ζπλεηαηξηζκφο Pilsner Urquell θαη αθνινπζνχλ νη εηαηξείεο Staropramen θαη Budweiser. Οη Τζέρνη εθηφο απφ ηε δπζνπνηία είλαη εμαηξεηηθά θαινί ζηελ θαηαλάισζε ηεο κπχξαο, αθνχ θαηέρνπλ εδψ θαη αξθεηφ λεξφ ηελ πξψηε ζέζε παγθφζκηα. Αμίδεη λα ζεκεησζεί φηη νη θαηαλαισηέο κπχξαο ζηελ Τζερία έρνπλ λα επηιέμνπλ αλάκεζα ζε 470 κάξθεο! Δίλαη αληηιεπηφ φηη ην ηζέρηθν είλαη έλα έζλνο κπηξνπνιηηηζκνχ. Σηελ ηππηθή ηζέρηθε κππξαξία ζπλαληνχληαη φιεο νη θνηλσληθέο ηάμεηο ζε έλα ίζν θαη ήζπρν πεξηβάιινλ. Σηε ηζέρηθε κππξαξία άλζξσπνη απφ φιν ηνλ θφζκν ζπλαληηνχληαη γηα ξαληεβνχ,θηιηθέο ζπδεηήζεηο κέρξη θαη γηα ζεκαληηθέο εκπνξηθέο ζπκθσλίεο... 3
(Adapted by Michael A. Cotter from the story Small beer on the Bummel by Petra Kněžíková) Έηζη μεθηλά ε κηθξή καο ηζηνξία. (δηαζθεπή από ηνλ Michael A. Cotter βαζηζκέλε ζηελ ηζηνξία Small beer on the Bummel ηεο Petra Kněžíková) Μηα θνξά θαη έλαλ θαηξφ, πξηλ απφ πνιιά ρξφληα, ζε κηα καθξηλή ρψξα δνχζαλ επηπρηζκέλνη κέζα ζε έλα κηθξφ ραξηνθηβψηην ν θχξηνο θαη ε θπξία Beerbellow κε ηα δέθα παηδηά ηνπο. Μηα κέξα ν Smallbeer, ν κηθξφηεξνο γηφο ηνπο, είπε: «Γελ ζέισ λα δσ άιιν ζ απηφ ην κηθξφ θνπηί. Φεχγσ ηψξα γηα ηε κεγάιε πφιε ηνπ Pardubice. Έβαιε ηα έμη είδε ιπθίζθσλ ζηελ ηζάληα ηνπ θαη μεθίλεζε κφλνο ηνπ γηα λα αλαδεηήζεη ηελ ηχρε ηνπ. Αξθεηέο εβδνκάδεο αξγφηεξα έθηαζε ζην βαζίιεην ηεο EUSOπφιεο 2011. Με κεγάιε έθπιεμε είδε φηη φινη νη ππήθννη πελζνχζαλ. Ο Smallbeer ξψηεζε κηα θνπέια πνπ ζπλάληεζε ζην δξφκν, γηαηί φινη ήηαλ ηφζν θαηζνχθεδεο θαη ιππεκέλνη. Απηή ηνπ απάληεζε φηη ε πςεινηάηε πξηγθίπηζζα Clear-Plum-Brandy, κνλαρνθφξε ηνπ Βαζηιηά θαη ηεο Βαζίιηζζαο, βξηζθφηαλ ζε ζνβαξφ θίλδπλν θαη θαλείο δελ ήμεξε πψο λα ηε ζψζεη. Ο Βαζηιηάο είρε ππνζρεζεί λα δψζεη ην ρέξη ηεο κνλάθξηβεο θφξεο ηνπ ζην γελλαίν κπνπθάιη πνπ ζα έζσδε ηελ πξηγθίπηζζα απφ ηνλ ηξνκεξφ Δπηαθέθαιν Κάξνιν ηνλ Μέζπζν, πνπ δνχζε ζε κηα ζπειηά θαη είρε νξθηζηεί λα ηελ πηεί! Οη ππήθννη ηνπ βαζηιηά πξφζθεξαλ ζηνλ Δπηαθέθαιν Κάξνιν ηνλ Μέζπζν πνιιά δηαθνξεηηθά είδε νηλνπλεπκαησδψλ πνηψλ, πξνθεηκέλνπ λα ζψζνπλ ηελ πξηγθίπηζζα, αιιά απηφο ηα ήπηε φια θαη απιά δήηεζε θαη άιια. Ο Smallbeer πήγε ζην μελνδνρείν Hurkabice φπνπ έκελαλ πνιιά ιακπξά λεαξά κπνπθάιηα απφ δηάθνξεο ρψξεο, πξφζπκα λα ζψζνπλ ηελ πξηγθίπηζζα απφ ηε καληψδε δίςα ηνπ Δπηαθέθαινπ. Μεηά ην δείπλν ν Smallbeer έθαλε κηα βφιηα γχξσ απφ ην θάζηξν φπνπ είδε ηελ πξηγθίπηζζα λα ζηέθεηαη πίζσ απφ έλα παξάζπξν. Ήηαλ φκνξθε, αγλή, έμη θνξέο απνζηαγκέλε, κε ην κπνπθάιη ηεο λα ιάκπεη ζηνλ απνγεπκαηηλφ ήιην. Κνηηάρηεθαλ θαη αγαπήζεθαλ κε ηελ πξψηε καηηά. Τφηε ν Smallbeer απνθάζηζε φηη πξέπεη λα ζψζεη ηελ πξηγθίπηζζα, ρσξίο φκσο λα ζπζηαζηεί. Πξνρψξεζε ζηελ πχιε ηνπ θάζηξνπ θαη δήηεζε αθξφαζε απφ ην Βαζηιηά. Δίπε φηη είρε έλα ζρέδην γηα λα ζψζεη ηελ πξηγθίπηζζα. Ο Βαζηιηάο απειπηζκέλνο ζπκθψλεζε λα ηνλ δεη. Ο Smallbeer εμήγεζε ζην Βαζηιηά ην ζρέδηφ ηνπ. «Αλ ηα θαηαθέξεηο ηφηε ζα γίλεηο πξίγθηπαο, ζα παληξεπηείο ηε κνλάθξηβε θφξε κνπ θαη ζα είζαη ν δηάδνρνο ηνπ ζξφλνπ. Αλ φκσο απνηχρεηο, ηφηε ζα ζε ξίμσ ζηα άγξηα, νξκεηηθά λεξά ηνπ πφηακνπ πνπ ζα ζε παξαζχξνπλ ζηνλ θαηαξξάθηε, ζα ζπλζιηβείο ζηα βξάρηα θαη ζα ραζείο γηα πάληα. O Smallbeer ήηαλ ηφζν εξσηεπκέλνο κε ηελ πξηγθίπηζζα πνπ ήηαλ δηαηεζεηκέλνο λα ξηζθάξεη ηε δσή ηνπ γη απηή. Δθείλν ην βξάδπ, θαη αθνχ έθιεηζαλ νη κππξαξίεο, ν Δπηαθέθαινο Μεζχζνο Charles επέζηξεθε πνιχ κεζπζκέλνο απφ ην Hurkabice θαη ηφηε ν Smallbeer ηνπ θψλαμε λα πεξάζεη απφ ηελ απέλαληη φρζε ηνπ πνηακηνχ, Δί, Δί, κπνξείο λα πηείο θαη εκέλα, ζε παξαθαιψ πηεο κε. Ο Δπηαθέθαινο Μέζπζνο Charles πήδεμε ζην πνηάκη θαη πξνζπάζεζε λα θνιπκπήζεη κέρξη ηελ απέλαληη φρζε. Όκσο ην ξεχκα ήηαλ πνιχ δπλαηφ θαη ε ζηάζκε ηνπ λεξνχ πνιχ πςειή θαη έηζη ηνλ παξέζπξε ζε θαηαξξάθηε, θαη απφ ηφηε δελ ηνλ μαλαείδε θαλείο πνηέ... Ο θφζκνο απφ εθείλν ην βξάδπ ιέεη φηη ν ήρνο ηνπ θαηαξξάθηε είλαη ηα νπξιηαρηά ηνπ 4
Δπηαθέθαινπ Μέζπζνπ Charles πνπ αθνχζηεθαλ θαζψο έπεθηε κέρξη λα ηζαθηζηεί ζηνπο βξάρνπο πνπ βξίζθνληαλ απφ θάησ. Τψξα πνπ ε απεηιή ηνπ Δπηαθέθαινπ Μέζπζνπ Charles έρεη εθιείςεη θαη ε πξηγθίπηζζα είλαη πιένλ αζθαιήο, ν αγλψκσλ βαζηιηάο δελ θξάηεζε ηνλ ιφγν ηνπ. Όκσο ε πξηγθίπηζζα ηνλ παξαθάιεζε λα ηεο επηηξέςεη λα ηνλ παληξεπηεί. Ο βαζηιηάο ζπκθψλεζε κε ηελ πξνυπφζεζε φηη ν Smallbeer ζα ηα θαηάθεξλε ζε αθφκε κία δνθηκαζία. Δίζαη έλαο μέλνο ζην βαζίιεηφ κνπ ηνπ είπε, θαλέλαο δελ μέξεη ηίπνηα γηα ζέλα εδψ. Αιιά αλ καο δηδάμεηο ην πσο θηηάρλεηαη ε κπχξα ζα ζπλαηλέζσ λα παληξεπηείο ηελ θφξε κνπ. Θα βνεζήζεηε ηνλ Smallbeer λα μεπεξάζεη θαη ηελ ηειεπηαία δνθηκαζία θαη λα παληξεπηεί ηελ πξηγθίπηζζα πνπ πιένλ είλαη θαη απηή εξσηεπκέλε καδί ηνπ; Ο ρξφλνο πνπ ζα ρξεηαζηείηε γηα λα νινθιεξψζεηε ηα πεηξάκαηα ηεο ελφηεηαο Α (Α-ΗΗΗ θαη Α-IV) είλαη ηνπιάρηζηνλ 60 min. A. Βνεζήζηε ηνλ Smallbeer λα κειεηήζεη ηoπο δπκνκχθεηεο θαη ηε δχκσζε ΠΡΟΒΛΖΜΑ A.I: ΟΗ ΕΤΜΟΜΤΚΖΣΔ (ΑΚΥΑΡΟΜΤΚΖΣΔ) Οη δπκνκχθεηεο είλαη επθαξπσηηθνί κηθξννξγαληζκνί πνπ ηαμηλνκνχληαη ζην Βαζίιεην ησλ Μπθήησλ. Θεσξείηαη φηη ηα 1500 είδε πνπ έρνπλ έσο ηψξα πεξηγξαθεί, απνηεινχλ κηα κηθξή νκάδα απφ φιεο ηα είδε δπκψλ. Οη δπκνκχθεηεο δελ θαηαηάζζνληαη ζε κία κνλαδηθή ηαμηλνκεηηθή ή θπινγελεηηθή νκάδα. Ο φξνο «δπκνκχθεηεο» ζπλήζσο ρξεζηκνπνηείηαη σο ζπλψλπκν ηνπ Saccharomyces cerevisiae, αιιά ε θπινγελεηηθή πνηθηιφηεηα ησλ δπκνκπθήησλ θαίλεηαη απφ ην γεγνλφο φηη δηαθξίλνληαη ζε δχν θχια, ηνπο Ascomycota θαη ηνπο Basidiomycota. Τα είδε Saccharomyces cerevisiae ρξεζηκνπνηνχληαη ζην δχκσκα ηνπ ςσκηνχ θαη ζηελ παξαγσγή αιθννινχρσλ πνηψλ εδψ θαη ρηιηάδεο ρξφληα. Δίλαη επίζεο ηδηαίηεξα ζεκαληηθφο ν ξφινο ηνπο σο νξγαληζκνχ πξνηχπνπ ζηελ έξεπλα ζηνλ ηνκέα ηεο ζχγρξνλεο Μνξηαθήο Βηνινγίαο θαη είλαη έλαο απφ ηνπο πνιχ θαιά κειεηεκέλνπο επθαξπσηηθνχο κηθξννξγαληζκνχο. Άιια είδε κπθήησλ φπσο ε Candida albicans, είλαη επθαηξηαθά παζνγφλα θαη κπνξνχλ λα πξνθαιέζνπλ ζνβαξέο αζζέλεηεο ζηνλ άλζξσπν. Οη δπκνκχθεηεο θαηαηάζζνληαη ζηνπο αξραηφηεξνπο νξγαληζκνχο. Σε αλαζθαθέο ζηελ Αίγππην, νη Αξραηνιφγνη βξήθαλ αξραίεο κπιφπεηξεο θαη θνχξλνπο ςεζίκαηνο γηα δπκσηφ ςσκί θαη επίζεο αλαπαξαζηάζεηο ειηθίαο 4.000 εηψλ γηα θνχξλνπο θαη δπζνπνηίεο. Τν 1857, ν Γάιινο κηθξνβηνιφγνο Louis Pasteur απέδεημε ζηελ εξγαζία ηνπ κε ηίηιν "Mémoire sur la fermentation alcoolique" φηη ε αιθννιηθή δχκσζε ήηαλ απνηέιεζκα ηεο δξαζηεξηφηεηαο δσληαλψλ κηθξννξγαληζκψλ θαη δελ νθεηιφηαλ ζηε δξάζε ρεκηθψλ (αλφξγαλσλ) θαηαιπηψλ. Ο Pasteur απέδεημε φηη ρνξεγψληαο θπζαιίδεο νμπγφλνπ ζε θαιιηέξγεηεο δπκνκπθήησλ, ελψ απμαλφηαλ ν ξπζκφο αχμεζεο ηνπ πιεζπζκνχ ησλ κηθξννξγαληζκψλ, εληνχηνηο ε δηαδηθαζία ηεο δχκσζεο αλαζηειιφηαλ κία παξαηήξεζε πνπ αξγφηεξα νλνκάζηεθε "Pasteur effect". Οη δπκνκχθεηεο είλαη ρεκεηνεηεξφηξνθνη νξγαληζκνί αθνχ ρξεζηκνπνηνχλ νξγαληθέο ελψζεηο σο ελεξγεηαθή πεγή θαη δε ρξεηάδνληαη ειηαθή αθηηλνβνιία γηα λα αλαπηπρζνχλ. Ψο πεγή άλζξαθα ρξεζηκνπνηνχλ ζάθραξα θαη θπξίσο εμφδεο φπσο ε γιπθφδε θαη ε θξνπθηφδε ή δηζαθραξίηεο φπσο ε ζαθραξφδε θαη ε καιηφδε. Οξηζκέλνη δπκνκχθεηεο απαηηνχλ νμπγφλν 5
γηα ηελ αεξφβηα θπηηαξηθή αλαπλνή (ππνρξεσηηθά αεξφβηνη), ελψ άιινη είλαη αλαεξφβηνη ζηνπο νπνίνπο φκσο παξαηεξνχληαη θαη αεξφβηεο δηαδηθαζίεο παξαγσγήο ελέξγεηαο (πξναηξεηηθά αλαεξφβηνη). A.I.1 Πνηεο είλαη νη πξνυπνζέζεηο κε βάζε ηηο νπνίεο ν S. cerevisiae απνηειεί έλα ζεκαληηθφ νξγαληζκφ ζηελ επηζηεκνληθή έξεπλα; Να ζεκεηψζεηε ζην Φχιιν Απαληήζεσλ δίπια απφ θάζε πξφηαζε, ην γξάκκα Σ (Σ=True) αλ ζεσξείηε φηη ε πξφηαζε είλαη ζσζηή ή ην γξάκκα F (F=False) αλ ε πξφηαζε ζεσξείηε φηη είλαη ιαλζαζκέλε. A B C D Ο S. cerevisiae είλαη κηθξφο κνλνθχηηαξνο νξγαληζκφο πνπ έρεη κηθξφ ρξφλν αλαπαξαγσγήο (δηπιαζηάδεηαη θάζε 1.25 κε 2 ψξεο ζηνπο 30 C) θαη κπνξεί εχθνια λα θαιιηεξγεζεί. Ο S. cerevisiae κπνξεί εχθνια λα ηξνπνπνηεζεί είηε κε ηε πξνζζήθε λέσλ γνληδίσλ είηε κε ηελ έιιεηςε γνληδίσλ πνπ πξνθαιείηαη απφ νκφινγν αλαζπλδπαζκφ. Ψο επθαξπσηηθφο νξγαληζκφο, ηα θχηηαξα ηνπ S. cerevisiae δηαζέηνπλ ηελ πνιχπινθε θπηηαξηθή δνκή πνπ δηαζέηνπλ ηα θχηηαξα ησλ θπηηθψλ θαη ησλ δσηθψλ νξγαληζκνί. Ζ έξεπλα ηνπ S. cerevisiae ζεσξήζεθε, ηνπιάρηζηνλ αξρηθά, κεγάιεο ζεκαζίαο θαη νηθνλνκηθά επσθειήο, ιφγσ ηεο εθηεηακέλεο ρξήζεο ηνπ ζηε βηνκεραλία. ΠΡΟΒΛΖΜΑ A.II: ΑΛΚΟΟΛΗΚΖ ΕΤΜΩΖ A.II.1 Ζ αιθννιηθή δχκσζε είλαη κία βηνινγηθή δηαδηθαζία θαηά ηελ νπνία ηα ζάθραξα φπσο ε γιπθφδε, ε θξνπθηφδε θαη ε ζαθραξφδε κεηαηξέπνληαη ζε ελέξγεηα γηα ην θχηηαξν. Καηά ηε ζπγθεθξηκέλε κεηαβνιηθή δηαδηθαζία παξάγνληαη θαη πξντφληα φπσο ε αηζαλφιε θαη ην δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. Έλα απφ ηα απαξαίηεηα ζηάδηα ηεο αιθννιηθήο δχκσζεο είλαη ε γιπθφιπζε. Πνηεο απφ ηηο αθφινπζεο δηαπηζηψζεηο είλαη αιεζηλέο (ηζρχνπλ) γηα ηε γιπθφιπζε; Να ζεκεηψζεηε ζην Φχιιν Απαληήζεσλ δίπια απφ θάζε πξφηαζε, ην γξάκκα Σ (Σ=True) αλ ζεσξείηε φηη ε πξφηαζε είλαη ζσζηή ή ην γξάκκα F (F=False) αλ ε πξφηαζε ζεσξείηε φηη είλαη ιαλζαζκέλε. A B C D Έλα απφ ηα πξντφληα είλαη ην λεξφ. Γέθα κφξηα ADP (γηα θάζε κφξην γιπθφδεο) κεηαηξέπνληαη ζε δέθα κφξηα ATP Ζ γιπθφιπζε είλαη ηππηθφ ραξαθηεξηζηηθφ κφλν γηα ηνπο επθαξπσηηθνχο νξγαληζκνχο. Ζ γιπθφιπζε πξαγκαηνπνηείηαη ζηα κηηνρφλδξηα, φπνπ ην ππξνζηαθπιηθφ νμχ πνπ είλαη ην ηειηθφ πξντφλ εηζέξρεηαη ζηνλ θχθιν ηνπ Krebs. A.II.2 Ση είλαη ππεχζπλν γηα ην θνχζθσκα ηεο δχκεο ηνπ ςσκηνχ; Να ζεκεηψζεηε ζην Φχιιν Απαληήζεσλ δίπια απφ θάζε πξφηαζε, ην γξάκκα Σ (Σ=True) αλ ζεσξείηε φηη ε πξφηαζε είλαη ζσζηή ή ην γξάκκα F (F=False) αλ ε πξφηαζε ζεσξείηε φηη είλαη ιαλζαζκέλε. A B Καηά ηε δηάξθεηα ηεο δχκσζεο παξάγεηαη ζεξκφηεηα, ε νπνία πξνθαιεί ηελ εμάηκηζε ηνπ λεξνχ θαη δεκηνπξγνχληαη θπζαιίδεο ζηε δχκε. Οη δπκνκχθεηεο παξάγνπλ δηνμείδην ηνπ άλζξαθα, ην νπνίν δεκηνπξγεί θπζαιίδεο ζηε δχκε. 6
C D Οη δπκνκχθεηεο παξάγνπλ αηζαλφιε θαη ζεξκφηεηα. Ζ αηζαλφιε εμαηκίδεηαη θαη δεκηνπξγεί θπζαιίδεο ζηε δχκε. Οη θπζαιίδεο ζηε δχκε είλαη θελνί ρψξνη πνπ δεκηνπξγνχληαη ζηα ζεκεία εθείλα φπνπ νη δπκνκχθεηεο έρνπλ θαηαλαιψζεη ηηο ζξεπηηθέο νπζίεο ηνπ δπκαξηνχ κε ζπλέπεηα λα θνπζθψλεη ην δπκάξη ιφγσ ηεο δηαίξεζεο ησλ δπκνκπθήησλ θαη έηζη νη δπκνκχθεηεο λα απνηεινχλ ζεκαληηθφ κέξνο ηεο κάδαο ηνπ δπκαξηνχ. 7
A.II.3 Σα πεξηζζφηεξα αιθννινχρα πνηά παξάγνληαη απφ ηελ αιθννιηθή δχκσζε ησλ δπκνκπθήησλ. Σν θξαζί θαη ην θνληάθ (κπξάληπ) παξάγνληαη απφ ηε δχκσζε ησλ θπζηθψλ ζαθράξσλ πνπ πεξηέρνληαη ζηα θξνχηα θαη θπξίσο ζηα ζηαθχιηα. Σν ξνχκη παξάγεηαη απφ ηε δχκσζε ησλ ζαθράξσλ ηνπ θαιακνζάθραξνπ. Ζ κπχξα θαη ην νπίζθη παξάγνληαη απφ ηε δχκσζε ηνπ ακχινπ. Οη δπκνκχθεηεο δελ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηήζνπλ απεπζείαο ην άκπιν ζηε δχκσζε. Σν άκπιν πξέπεη πξψηα λα δηαζπαζηεί ζε απιά ζάθραξα πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζηε δχκσζε. Πνηα ηερλνινγία (κέζνδνο) ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε κεηαηξνπή ηνπ ακχινπ ζε απιά ζάθραξα ζηε δπζνπνηία; Να ζεκεηψζεηε ζην Φχιιν Απαληήζεσλ δίπια απφ θάζε πξφηαζε, ην γξάκκα Σ (Σ=True) αλ ζεσξείηε φηη ε πξφηαζε είλαη ζσζηή ή ην γξάκκα F (F=False) αλ ε πξφηαζε ζεσξείηε φηη είλαη ιαλζαζκέλε. A B C D Οη ζπφξνη πνπ έρνπλ βιαζηήζεη απνηεινχλ πεγή ηνπ ελδχκνπ ακπιάζε, πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηε ζπγθεθξηκέλε δηαδηθαζία. Οη ζπφξνη ζεξκαίλνληαη θαη ε πςειή ζεξκνθξαζία δηαζπά ην άκπιν ζε απιά ζάθραξα πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζηε δχκσζε. Τν έλδπκν ακπιάζε παξάγεηαη ζηα βαθηήξηα, απνκνλψλεηαη θαη ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ επεμεξγαζία ηνπ ακχινπ. Αξρηθά επεμεξγαδφκαζηε ηνπο ζπφξνπο κε βαθηήξηα ή κε δπκνκχθεηεο πνπ δηαζπνχλ ην άκπιν θαη κεηά πξνζζέηνπκε δπκνκχθεηεο πνπ παξάγνπλ αηζαλφιε. Ζ ηθαλφηεηα ησλ δπκνκπθήησλ λα κεηαηξέπνπλ ηα ζάθραξα ζε αηζαλφιε ρξεζηκνπνηείηαη απφ ηε Βηνκεραλία Βηνηερλνινγίαο γηα ηελ παξαγσγή θαπζίκνπ απφ αηζαλφιε. Τν πιηθφ κε ηε κεγαιχηεξε ελεξγεηαθή πεξηεθηηθφηεηα/m 2 πνπ αλαπηχζζεηαη ζηελ Τζερία θαη ρξεζηκνπνηείηαη ζηελ αιθννιηθή δχκσζε είλαη ηα ζαθραξφηεπηια (Beta vulgaris). Τα ζαθραξφηεπηια κπνξνχλ αλαπηπρζνχλ ζε πνιιέο πεξηνρέο ήπηνπ θιίκαηνο. Καηά ηε δηάξθεηα ηεο αξρηθήο πεξηφδνπ αλάπηπμήο ηνπ, ην ζαθραξφηεπηιν, ζρεκαηίδεη κία κεγάιε ξίδα (1 2 kg), ηεο νπνίαο ε κάδα απνηειείηαη απφ ζαθραξφδε ζε πνζνζηφ έσο θαη 20% θ.β. Τα ζαθραξφηεπηια παξάγνπλ έσο θαη 60 ηφλνπο θνλδχισλ αλά εθηάξην (10 000 m 2 ) ζηηο θιηκαηηθέο ζπλζήθεο. Σηα λεζηά Åland, παξάγεηαη έλα πνηφ πνπ κνηάδεη κε ξνχκη θαη έρεη ην εκπνξηθφ Kobba Libre. Σε νξηζκέλεο ρψξεο ηεο Δπξψπεο θαη εηδηθά ζηελ Τζερία θαη ζηελ Γεξκαλία, ηα ζαθραξφηεπηια ρξεζηκνπνηνχληαη επίζεο γηα ηελ παξαγσγή αιθννινχρσλ πνηψλ θαη βφηθαο - (απφ ηελ Wikipedia). A.II.4 Γξάςηε ζην Φχιιν Απαληήζεσλ δχν ρεκηθέο εμηζψζεηο ζηηο νπνίεο ν δηαζαθραξίηεο ζαθραξφδε κεηαηξέπεηαη αξρηθά ζηνπο κνλνζαθραξίηεο γιπθφδε θαη θξνπθηφδε θαη κεηά ζε αηζαλφιε θαη CO 2. A.II.5 Γξάςηε ζην Φχιιν Απαληήζεσλ ηε ζπλνιηθή αληίδξαζε ηεο κεηαηξνπήο ηεο ζαθραξφδεο ζε αηζαλφιε κε βάζε ηηο δχν παξαπάλσ εμηζψζεηο. A.II.6 Πφζε αηζαλφιε κπνξεί λα παξαρζεί ζεσξεηηθά απφ 1 kg ξίδεο ζαθραξφηεπηισλ; Γξάςηε ηνπο ππνινγηζκνχο ζαο ζην Φχιιν Απαληήζεσλ. 8
A.II.7 Γηα πνην ιφγν είλαη πηζαλφ λα πεηχρνπκε ηελ ζεσξεηηθά κέγηζηε πνζφηεηα κεηαηξεπφκελεο ζαθραξφδεο ρξεζηκνπνηψληαο κηθξννξγαληζκνχο πνπ δηεμάγνπλ δχκσζε; Να ζεκεηψζεηε ζην Φχιιν Απαληήζεσλ δίπια απφ θάζε πξφηαζε, ην γξάκκα Σ (Σ=True) αλ ζεσξείηε φηη ε πξφηαζε είλαη ζσζηή ή ην γξάκκα F (F=False) αλ ε πξφηαζε ζεσξείηε φηη είλαη ιαλζαζκέλε. A νξηζκέλε πνζφηεηα άλζξαθα απειεπζεξψλεηαη ζε κνξθή CO 2 B C D νξηζκέλε πνζφηεηα ζαθραξφδεο ζα απνκείλεη ζην δηάιπκα ρσξίο λα έρεη ππνζηεί δχκσζε, γηαηί ε αηζαλφιε ζα παξεκπνδίζεη ηε δηαδηθαζία ηεο δχκσζεο. νξηζκέλε πνζφηεηα άλζξαθα ζα θαηαιήμεη ζηα καθξνκφξηα επηηξέπνληαο ζην κηθξννξγαληζκφ λα αλαπηπρζεί θαη λα δηαηξεζεί. ηα αληηδξψληα πνηέ δελ κεηαηξέπνληαη 100% ζε πξντφληα. A.II.8 Έλα ιίηξν αηζαλφιεο πνπ πεξηέρεη πεξίπνπ 21.5 MJ ελέξγεηαο (!!! ζηελ πξαγκαηηθφηεηα έλα ιίηξν δηαιχκαηνο αηζαλφιεο πεξηέρεη 96% αηζαλφιεο, ε ππθλφηεηα ηνπ δηαιχκαηνο 96% αηζαλφιεο είλαη 800 g/l!!!). Ση πνζνζηφ % απφ ηε ζπλνιηθή έθηαζε ηεο Σζερίαο (ε ζπλνιηθή έθηαζε ηεο Σζερίαο είλαη πεξίπνπ 78866 km 2 ε Σζερία είλαη ε 116 ε ρψξα ζε κέγεζνο ζηνλ θφζκν) κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ θαιιηέξγεηα ζαθραξφηεπηισλ, αλ ε Σζερία, ε νπνία θαηαλαιψλεη ελέξγεηα ίζε κε 496 TWh (1Wh = 3600J) αλά έηνο, απνθαζίζεη λα θαιχςεη φιεο ηηο ελεξγεηαθέο ηεο αλάγθεο απφ ηελ παξαγσγή αηζαλφιεο πνπ πξνέξρεηαη απφ ηε ζαθραξφδε ησλ ζαθραξφηεπηισλ. Παξαθαινχκε, κε ζπκπεξηιάβεηε ζηνπο ππνινγηζκνχο ζαο ηελ επηπιένλ ελέξγεηα πνπ ζα δαπαλήζεηε γηα ηελ παξαγσγή ησλ ζαθραξφηεπηισλ. Γξάςηε ηνπο ππνινγηζκνχο ζαο ζην Φχιιν Απαληήζεσλ. A.II.9 Ση πνζνζηφ % απφ ηε ζπλνιηθή έθηαζε ηεο Σζερίαο (ε ζπλνιηθή έθηαζε ηεο Σζερίαο είλαη πεξίπνπ 78866 km 2 ) κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα ηελ θαιιηέξγεηα ζαθραξφηεπηισλ αλ ε Σζερία απνθαζίζεη λα ρξεζηκνπνηεί αηζαλφιε πνπ παξάγεηαη απφ ζαθραξφηεπηια, σο θαχζηκν γηα φια ηα απηνθίλεηα; Ζ Σζερία εηζάγεη θάζε ρξφλν πεξίπνπ 6 εθαηνκκχξηα ηφλνπο αξγνχ πεηξειαίνπ θαη ρξεηάδεηαη 5 εθαηνκκχξηα ηφλνπο πεηξειαίνπ ληίδει γηα ηελ θίλεζε ησλ απηνθηλήησλ θαη ησλ ηξαίλσλ ηεο. Έλα ιίηξν πεηξειαίνπ ληίδει πεξηέρεη θαηά κέζν φξν 32 MJ ελέξγεηαο, ε κέζε ππθλφηεηά ηνπ είλαη 0,785 kg/l. Παξαθαινχκε, κε ζπκπεξηιάβεηε ζηνπο ππνινγηζκνχο ζαο ηελ επηπιένλ ελέξγεηα πνπ ζα δαπαλήζεηε γηα ηελ παξαγσγή ησλ ζαθραξφηεπηισλ. Γξάςηε ηνπο ππνινγηζκνχο ζαο ζην Φχιιν Απαληήζεσλ. A.II.10 Πφζα Kg χιεο θαη αληηχιεο πξέπεη λα κεηαηξαπνχλ ζε ηζνδχλακε ελέξγεηα (εμαυισζνχλ) ψζηε λα πάξνπκε ελέξγεηα ίζε κε ηελ ελέξγεηα πνπ θαηαλαιψλεηαη ζηελ Σζερία ζε εηήζηα βάζε; Γξάςηε ηνπο ππνινγηζκνχο ζαο ζην Φχιιν Απαληήζεσλ. 9
A.II.11.!!! ΣΟΝ ΔΛΔΤΘΔΡΟ Α ΥΡΟΝΟ ΜΟΝΟ ζα δηαγσληζηείηε γηα έλα εηδηθφ βξαβείν!!! Φαληαζηείηε φηη έρεηε ηε δχλακε λα κεηαηξέςεηε (αιιάμεηε) ην ζρήκα ηεο Σζερίαο έηζη ψζηε λα ηθαλνπνηεί φιεο ηηο ελεξγεηαθέο ηεο αλάγθεο απφ ηελ παξαγσγή ζαθραξφηεπηισλ. Γηα λα θάλνπκε ην ζηφρν πην απιφ ζεσξήζηε φηη ε Σζερία είλαη έλα λεζί κε ηεηξάγσλν ζρήκα. Μπνξείηε λα πξαγκαηνπνηήζεηε νπνηαδήπνηε αιιαγή θαληαζηείηε. ρεδηάζηε ην θαηαιιειφηεξν ζρήκα ζην πιαίζην θαη πεξηγξάςηε ηα κεγέζε ζε km. 10
ΠΡΟΒΛΖΜΑ A.III: ΑΝΔΚΣΗΚΟΣΖΣΑ ΣΖΝ ΑΗΘΑΝΟΛΖ Ζ αλάπηπμε απνηθηψλ δπκνκπθήησλ Saccharomyces cerevisiae κε απμεκέλε αλεθηηθφηεηα ζηελ αηζαλφιε απφ κεηαιιαμνγέλεζε ηνπ γνληδίνπ πνπ είλαη ππεχζπλν γηα ηε θαηαζθεπή πξσηεΐλεο πνπ πξνζδέλεηαη ζηελ πεξηνρή ΣΑΣΑ θαη πξνζδηνξηζκφο λέσλ γνληδίσλ πνπ ζρεηίδνληαη κε ηελ αλεθηηθφηεηα ζηελ αηζαλφιε. Jungwoo Yang 1 θαη ζπλεξγ. Biotechnol. Bioeng. Article first published online: 3 APR 2011 Ζ έξεπλα γηα ηνλ εληνπηζκφ δηαθνξεηηθψλ ηχπσλ ζαθραξνκπθήησλ κε απμεκέλε αλεθηηθφηεηα ζηελ αηζαλφιε είλαη πνιχ ζεκαληηθή. Ο ζηφρνο ζαο είλαη λα ραξαθηεξίζεηε ηελ αλεθηηθφηεηα ζηελ αηζαλφιε (ηθαλφηεηα λα αλαπηχζζνληαη ζε ζξεπηηθφ πιηθφ πνπ πεξηέρεη αηζαλφιε) ηνπ θνηλνχ ζαθραξνκχθεηα (καγηά). Υιηθά θαη ζθεχε: 3 Κσληθέο θηάιεο 3 πιαζηηθά κπαιφληα 4,5g θχβνπο δάραξεο 3 x 8 g καγηά κπχξαο (baking yeast) 96 % αηζαλφιε (pure ethanol) Νεξφ βξχζεο (ριηαξφ) Γπάιηλα ζηθψληα θαη απηφκαηεο πηπέηεο Παξαζθεπή ζξεπηηθψλ πιηθψλ γηα ηελ θαιιηέξγεηα ηεο δχκεο: Σηηο ηξεηο θσληθέο θηάιεο (Α, Β, C), παξαζθεπάζηε ηξία δηαθνξεηηθά ζξεπηηθά πιηθά (ππνζηξψκαηα) - (100ml) ψζηε: A. λα πεξηέρεη 0% αηζαλφιε B.λα πεξηέρεη 10% αηζαλφιε C. λα πεξηέρεη 20% αηζαλφιε Τνπνζεηήζηε (εκβνιηαζκφο) ηε καγηά κπχξαο πνπ ζαο έρεη δνζεί ζηηο θσληθέο θηάιεο (Α, Β, C ) - (θάζε θσληθή θηάιε πεξηέρεη 8g καγηάο) ρεδηάζηε θαη εθηειέζηε έλα πείξακα απφ ην νπνίν κπνξείηε λα πξνζδηνξίζεηε ηελ απφδνζε ηνπ θαηαβνιηζκνχ ησλ δπκνκπθήησλ ζε πεξηβάιινλ αηζαλφιεο. A.III.1 Παξαηεξείζηε θαη ζρεδηάζηε ηα απνηειέζκαηα ζην θαηάιιειν ρψξν ηνπ Φχιινπ Απαληήζεσλ. εκεηψζηε ηε κεδεληθή ζπγθέληξσζε ηεο αηζαλφιεο σο Α, ηε ζπγθέληξσζε 10% σο Β θαη ηε ζπγθέληξσζε 20% σο C. Με βηαζηείηε λα απνθαζίζεηε, λα πεξηκέλεηε ηνπιάρηζηνλ 60 ιεπηά. Καηαγξάςηε ην ρξφλν πνπ αθήζαηε ηε δχκσζε λα εμειηρζεί (ζε ιεπηά). 11
A.III.2 Πξνζπαζήζηε λα εθθξάζεηε πνζνηηθά ηελ θαηαβνιηθή δξαζηεξηφηεηα (σο ην κέηξν ηνπ CO 2 πνπ παξάγεηαη ζε δηαθνξεηηθά δηαιχκαηα ζχκθσλα κε ην πείξακα C.II.). Ζ θαηαβνιηθή δξαζηεξηφηεηα ζηε θηάιε Α λα ζεσξεζεί σο 100%. A.III.3 Πνηνη κεηαβνιίηεο (πξντφληα) ηνπ θαηαβνιηζκνχ ηεο ζαθραξφδεο ζα παξαρζνχλ ζηηο ηξεηο δηαθνξεηηθέο ζπλζήθεο αλάπηπμεο A-C (ρξεζηκνπνηήζηε ρεκηθνχο ηχπνπο) A.III.4 Πνηνο ηχπνο/ηχπνη κεηαβνιηζκνχ (αεξφβηνο αλαεξφβηνο), εάλ ππάξρεη, αλακέλεηε ζην ηέινο ηνπ πεηξάκαηφο ζαο ζηηο ηξεηο δηαθνξεηηθέο ζπλζήθεο αλάπηπμεο A-C; Υξεζηκνπνηήζηε ηηο ζπληκήζεηο AE γηα ηνλ αεξφβην θαη AN γηα ηνλ αλαεξφβην. A.III.5 Πνηνο είλαη ν βαζηθφο πεξηνξηζηηθφο παξάγνληαο, εάλ ππάξρεη, γηα ηελ αλάπηπμε ησλ δπκνκπθήησλ ζηηο δηαθνξεηηθέο ζπλζήθεο A θαη C; Υξεζηκνπνηήζηε ηε ζχληκεζε O γηα ην O 2, S γηα ηελ ζαθραξφδε, C γηα ην CO 2, E γηα ηελ αηζαλφιε, T γηα ηε ζεξκνθξαζία θαη Ν γηα θαλέλα παξάγνληα. ΠΡΟΒΛΖΜΑ.IV: Ζ «ΔΞΖΜΔΡΩΖ» ΣΟΤ ΑΚΥΑΡΟΜΤΚΖΣΑ Τν θπζηθφ πεξηβάιινλ πνιχ ζπάληα παξέρεη ζηνπο κηθξννξγαληζκνχο ηηο ηδαληθέο ζπλζήθεο θαη ηνπο παξάγνληεο πνπ επηηξέπνπλ ηε κέγηζηε αλάπηπμε θαη αλαπαξαγσγή. Οη κηθξννξγαληζκνί ζηε θχζε πξέπεη λα αληαπεμέιζνπλ ζε ζπλζήθεο φπσο έιιεηςε ζξεπηηθψλ νπζηψλ, αιιαγή ζεξκνθξαζίαο θαη έιιεηςε πγξαζίαο θαη ζα πξέπεη λα επηβηψλνπλ γηα κεγάια ρξνληθά δηαζηήκαηα ρσξίο λα αλαπαξάγνληαη. Έλαο απφ ηνπο ηξφπνπο λα επηβηψζνπλ ζε δπζκελείο ζπλζήθεο είλαη ν ζρεκαηηζκφο, κε αλαπαξαγσγή, απνηθηψλ, φπνπ ηα θχηηαξα ηνπ ζαθραξνκχθεηα ζπλεξγάδνληαη. Γελ απνηειεί έθπιεμε ην γεγνλφο φηη ν άγξηνο ηχπνο δπκνκχθεηα ζρεκαηίδεη δηαθνξεηηθέο απνηθίεο απφ ηνλ «εμεκεξσκέλν» (κεηαιιαγκέλν) ηχπν. Οη απνηθίεο ηνπ άγξηνπ ηχπνπ δπκνκχθεηα είραλ επηιεγεί γηα ζεκαληηθέο δηαδηθαζίεο θαιιηεξγψληαο ηνπο ζε βέιηηζηεο ζπλζήθεο αλάπηπμεο πνπ κεηψλνπλ ηελ αλάγθε ζπλεξγαζίαο. Ο ζθνπφο ηεο δξαζηεξηφηεηάο ζαο είλαη πξψηα λα αλαγλσξίζεηε ηηο απνηθίεο ηνπ άγξηνπ ηχπνπ ζαθραξνκχθεηα θαη ηηο απνηθίεο ηνπ εμεκεξσκέλνπ ηχπνπ ζαθραξνκχθεηα θαη κεηά λα ζπγθξίλεηε ηε κνξθνινγία θαη ηηο πξνζαξκνγέο ησλ δηαθνξεηηθψλ ηχπσλ. A.IV.1 αο δίλεηε ηξπβιίν Petri ζην νπνίν νη απνηθίεο κεγαιψλνπλ ζε πινχζην απφ ζξεπηηθέο νπζίεο ππφζηξσκα (ζξεπηηθφ πιηθφ). Οη απνηθίεο έρνπλ δηαθνξεηηθή κνξθνινγία. Να αλαγλσξίζεηε ηνλ άγξην ηχπν θαη ηνλ «εμεκεξσκέλν» ηχπν ζαθραξνκχθεηα. ην θχιιν απαληήζεσλ λα ζρεδηάζεηε ηηο δηαθνξεηηθέο κνξθνινγηθά απνηθίεο πνπ έρεηε αλαγλσξίζεη. Γηα λα αλαγλσξίζεηε ηηο δηαθνξεηηθέο κνξθνινγηθά απνηθίεο πξέπεη λα ρξεζηκνπνηήζεηε ηε κηθξφηεξε κεγέζπλζε αληηθεηκεληθνχ θαθνχ ηνπ κηθξνζθνπίνπ ή θαη ην κεγεζπληηθφ θαθφ. 12
A.IV.2 Αθνχ αλαγλσξίζεηε ηηο δηαθνξεηηθέο κνξθνινγηθά απνηθίεο ζαθραξνκχθεηα λα ρξεζηκνπνηήζεηε δχν κχηεο πηπέηαο (pipette tip), γηα λα πάξεηε απφ θάζε απνηθία κηθξή πνζφηεηα θπηηάξσλ. Να ζηάμεηε απφ κία ζηαγφλα λεξνχ (10 microliters) ζε δχν αληηθεηκελνθφξεο πιάθεο γηα λα κεηαθέξεηε ηα θχηηαξα ησλ δηαθνξεηηθψλ απνηθηψλ ζηηο αληίζηνηρεο πιάθεο, λα ηα αλακίμεηε θαη λα ηα παξαηεξήζεηε θάησ απφ ην κηθξνζθφπην. Να ζπγθξίλεηε ηηο δηαθνξεηηθέο κνξθνινγίεο θπηηάξσλ θαη λα ζρεδηάζεηε ζην θχιιν απαληήζεσλ φια ηα θχηηαξα ηνπ νπηηθνχ ζαο πεδίνπ. Με αζηεξίζθν λα ζεκεηψζεηε ηηο πην ζεκαληηθέο δηαθνξέο κεηαμχ ησλ δηαθνξεηηθψλ ηχπσλ θπηηάξσλ. A.IV.3 Να ραξαθηεξίζεηε ηνλ άγξην θαη «εμεκεξσκέλν» ηχπν απνηθψλ αμηνπνηψληαο ην αληηδξαζηήξην (ρξσζηηθή) Coomassie Brilliant Blue R Σην θάησ κέξνο ηνπ ηξπβιίνπ Petri λα θπθιψζεηε κε δηαθνξεηηθά ρξψκαηα ηνπιάρηζηνλ πέληε (5) απνηθίεο απφ ηνπο δηαθνξεηηθνχο ηχπνπο ζαθραξνκχθεηα («εμεκεξσκέλνπ» θαη άγξηνπ ηχπνπ) Ξεπιχλεηε ηηο απνηθίεο ηνπ ζαθραξνκχθεηα κε λεξφ βξχζεο (tap water) Να θαζαξίζεηε ηα απνκεηλάξηα απφ ηηο απνηθίεο ρξεζηκνπνηψληαο κπαηνλέηα (μπιάθη απηηψλ - cotton-bud) κε πξνζνρή ψζηε λα κελ θαηαζηξέςεηε ηελ επηθάλεηα ηνπ ζξεπηηθνχ πιηθνχ (αγαξφδε) Να ρξσκαηίζεηε γηα δέθα (10) ιεπηά ηελ αγαξφδε ρξεζηκνπνηψληαο ην αληηδξαζηήξην Coomassie Brilliant Blue R (λα πξνζζέζεηε κε ην ζηαγνλφκεηξν 5 ml αληηδξαζηεξίνπ Coomassie Brilliant Blue R) Να μεπιχλεηε ζχληνκα ηε ρξσζηηθή κε λεξφ βξχζεο θαη λα αδεηάζεηε ην λεξφ απφ ην ηξπβιίν. Να παξαηεξήζεηε ηα ζεκάδηα πνπ άθεζε ε κπιε ρξσζηηθή θαη λα ζρεδηάζεηε ζην θχιιν απαληήζεσλ ηνλ άγξην θαη «εμεκεξσκέλν» ηχπν ζαθραξνκχθεηα. Γηα λα αλαγλσξίζεηε ηηο δηαθνξεηηθέο κνξθνινγηθά απνηθίεο πξέπεη λα ρξεζηκνπνηήζεηε ηε κηθξφηεξε κεγέζπλζε αληηθεηκεληθνχ θαθνχ ηνπ κηθξνζθνπίνπ ή θαη ην κεγεζπληηθφ θαθφ. A.IV.4 Να ζεκεηψζεηε πνηα/εο πξφηαζε/πξνηάζεηο αθνξνχλ ηνλ εμεκεξσκέλν ηχπν θπηηάξσλ ζε ζρέζε κε ηνλ άγξην ηχπν θπηηάξσλ ζαθραξνκχθεηα. Να ζεκεηψζεηε ζην Φχιιν Απαληήζεσλ δίπια απφ θάζε πξφηαζε, ην γξάκκα Σ (Σ=True) αλ ζεσξείηε φηη ε πξφηαζε είλαη ζσζηή ή ην γξάκκα F (F=False) αλ ε πξφηαζε ζεσξείηε φηη είλαη ιαλζαζκέλε. A Οη «εμεκεξσκέλεο» απνηθίεο έρνπλ πνιππινθφηεξε δνκή γηαηί ππάξρεη πεξηβαιινληηθή πίεζε ζε ζπλζήθεο πινχζηεο ζε ελέξγεηα, ε νπνία πξνσζεί ηε ζπλεξγαζία κεηαμχ κεκνλσκέλσλ θπηηάξσλ. B Σηηο άγξηνπ ηχπνπ απνηθίεο, πνπ έρνπλ απνκνλσζεί απφ πξαγκαηηθά πεξηβάιινληα ηα θχηηαξα δηαθνξνπνηνχληαη ζε επίιεθηεο ππννκάδεο πνπ πξνζαξκφδνληαη (εηδηθεχνληαη) γηα ζπγθεθξηκέλεο ιεηηνπξγίεο. Ζ απνηθία γίλεηαη δνκηθά πνιππινθφηεξε. C Οη νξγαληζκνί ζε βέιηηζηεο ζπλζήθεο ηείλνπλ λα ράζνπλ ζπγθεθξηκέλα ραξαθηεξηζηηθά, ζηε δηθηά καο πεξίπησζε ηε δπλαηφηεηα λα παξάγνπλ απνηθίεο κε πνιχπινθεο δνκέο, πνπ δελ είλαη ρξήζηκεο φηαλ ηα θχηηαξα βξίζθνληαη ζε θαιιηέξγεηα κε ζξεπηηθέο νπζίεο ή ζην δπκάξη ηνπ ςσκηνχ. D Δμνηθεησκέλεο απνηθίεο είλαη νκαιέο θαη ππνιείπνληαη ζε δνκηθή πνιππινθφηεηα θαη παξάγνληαη απφ θχηηαξα πνπ δελ έρνπλ ηε δπλαηφηεηα λα δηαθνξνπνηεζνχλ ζε επίιεθηεο ππννκάδεο. 13
B. Πψο ζα βνεζήζνπκε ηνλ Smallbeer λα πξνζδηνξίζεη ηα ζάθραξα πνπ απέκεηλαλ κεηά ηε δχκσζε Ζ αλεθηηθφηεηα ηεο δχκεο ζηελ αηζαλφιε είλαη πξναπαηηνχκελε γηα ηνλ πνζνηηθή κεηαηξνπή ησλ ζαθράξσλ ζε αιθνφιε. Σηελ πξάμε, ηα ζάθραξα πνπ παξακέλνπλ κεηά ηε δχκσζε δίλνπλ ηα γεπζηηθά ραξαθηεξηζηηθά ζε θάζε κπχξα ή θξαζί. Τα ελαπνκείλαηα ζάθραξα, ζπλήζσο κεηξνχληαη ζε γξακκάξηα ζαθράξνπ αλά ιίηξν πνηνχ (g/l). Αθφκα θαη ζηα πην μεξά θξαζηά δελ ζπλαληάκε πεξηεθηηθφηεηα ζαθράξσλ κηθξφηεξε απφ 1 g/l γεγνλφο πνπ νθείιεηαη ζηα κε δπκψζηκα ζάθραξα. Αληίζεηα, θξαζί κε πάλσ απφ 45 g/l ζεσξείηαη γιπθφ, αλ θαη πνιιά απφ ηα γιπθά θξαζηά έρνπλ πνιχ κεγαιχηεξα επίπεδα ζαθράξσλ. Γηα παξάδεηγκα ην θξαζί Château d'yquem πεξηέρεη κεηαμχ 100 θαη 150 g/l ελαπνκείλαληα ζάθραξα. Ο πηo γιπθφο ηχπνο Tokaji, ή Eszencia πεξηέρεη πάλσ απφ 450 g/l, ελψ θάπνηεο πνηθηιίεο θζάλνπλ ηελ ηηκή 900 g/l. Πφζν γιπθηά γεχζε ζα έρεη έλα θξαζί θαζνξίδεηαη επίζεο απφ παξάγνληεο φπσο ε νμχηεηα, ηα επίπεδα αιθνφιεο θαη ε παξνπζία θάπνησλ ηχπσλ ηαληλψλ αιιά θαη απφ ην θαηά πφζν ην θξαζί είλαη αθξψδεο ή φρη. Υπάξρεη κηα αλαγθαηφηεηα λα παξάγνπκε κπχξα κε ρακειά επίπεδα ζαθράξσλ, εηδηθή γηα ηνπο δηαβεηηθνχο νη νπνίνη δελ κπνξνχλ λα ειέγμνπλ ηελ είζνδν ηεο γιπθφδεο ζηα θχηηαξα. Δίλαη θαλεξφ φηη ε ελαπνκείλαζα, κε δπκσζείζα γιπθφδε ζηε κπχξα, εγθπκνλεί κεγάιν θίλδπλν γηα ηνπο δηαβεηηθνχο. Ζ γεξκαληθή κπχξα Diatbier παξαζθεπάδεηαη εηδηθά γηα ηνπο δηαβεηηθνχο. Σε απηή ηε κπχξα γίλεηαη πιήξεο κεηαηξνπή ησλ ζαθράξσλ ζε νηλφπλεπκα ηδίνπ επηπέδνπ κε ηηο ζπλεζηζκέλεο κπχξεο, αιιά κε ζρεδφλ κεδεληθά ελαπνκείλαληα ζάθραξα. Τν απνηέιεζκα είλαη θάηη παξφκνην ζε γεχζε κε ηελ μεξή κπχξα. Ζ κέηξεζε ησλ ελαπνκεηλάλησλ ζαθράξσλ, ζε δηαθνξεηηθά ζηάδηα δχκσζεο, είλαη ζεκαληηθή γηα ηνπ δπζνπνηνχο θαη ηνπο νηλνπνηνχο. Θα εθηειέζεηε ηελ εξγαζία ηνπο απηή ρξεζηκνπνηψληαο κία απφ ηηο πνην αθξηβείο ρεκηθέο ηερληθέο. Ησδνκεηξηθφο πξνζδηνξηζκφο ησλ ζαθράξσλ πνπ κπνξνχλ λα αλαρζνχλ (αλάγνληα ζάθραξα) Τα αλάγνληα ζάθραξα κπνξνχλ λα πξνζδηνξηζηνχλ φηαλ κηα πνζφηεηα δείγκαηνο αληηδξάζεη κε πεξίζζεηα δηαιχκαηνο ζεηηθνχ ραιθνχ (CuSO 4 ) ζε βαζηθφ δηάιπκα ηξπγηθψλ (αληηδξαζηήξην Fehling) θάησ απφ ειεγρφκελεο ζπλζήθεο ρξφλνπ, ζεξκνθξαζίαο, ζπγθέληξσζεο θαη ζχζηαζεο ηνπ δηαιχκαηνο, έηζη ψζηε ε πνζφηεηα ησλ θαηηφλησλ ραιθνχ πνπ αλάγνληαη είλαη αλάινγε ηεο πνζφηεηαο ησλ αλαγφλησλ ζαθράξσλ ζην δείγκα. Σε κία παξαιιαγή ηεο κεζφδνπ Schoorl ε ζπγθέληξσζε ησλ αλαγφλησλ ζαθράξσλ (εθθξαζκέλσλ ζε γιπθφδε) ππνινγίδεηαη κε ησδνκεηξηθφ πξνζδηνξηζκφ ησλ θαηηφλησλ ραιθνχ ηα νπνία δελ έρνπλ αλαρζεί απφ ην αληηδξαζηήξην Fehling θαη παξακέλνπλ ζην δηάιπκα. Σε απηή ηελ πεξίπησζε, ηα θαηηφληα ραιθνχ πνπ παξέκεηλαλ, κεηαηξέπνληαη πιήξσο ζε ησδηνχρν ραιθφ θαη ηψδην ζχκθσλα κε ηελ παξαθάησ εμίζσζε. 2 Cu 2+ + 4 I - 2 CuI + I 2 Τν ηψδην πνπ παξάγεηαη, πξνζδηνξίδεηαη κε νγθνκέηξεζε, ρξεζηκνπνηψληαο πξφηππν δηάιπκα ζεηνζεηηθνχ λαηξίνπ θαη δείθηε άκπιν. Ζ δηαθνξά ηνπ φγθνπ ζεηνζεηηθνχ λαηξίνπ πνπ θαηαλαιψλεηαη γηα ηελ νγθνκέηξεζε ηνπ δείγκαηνο γιπθφδεο θαη ηνπ φγθνπ ζεηνζεηηθνχ λαηξίνπ πνπ θαηαλαιψλεηαη ζηελ νγθνκέηξεζε ίδηαο πνζφηεηαο απνζηαγκέλνπ λεξνχ (πνπ απνθαιείηαη θαη ηπθιφ δείγκα), ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ εχξεζε ηεο πνζφηεηαο ηεο γιπθφδεο 14
πνπ ππάξρεη ζην δείγκα κε βάζε ηνλ Πίλαθα 1. Απηή ε κέζνδνο έρεη ζρεδηαζηεί εηδηθά γηα πδαηνδηαιπηέο δεμηξίλεο θαη καιηνδεμηξίλεο θαη εθαξκφδεηαη θαη ζε άιια ζάθραξα, φπσο ζηξφπηα γιπθφδεο ρακειήο πεξηεθηηθφηεηαο ζε δεμηξίλεο (κεηξεκέλσλ ζε ηζνδχλακα δεμηξίλεο DE). Οη δεμηξίλεο είλαη ηξνπνπνηεκέλν άκπιν, ην νπνίν παξαζθεπάδεηαη κε ζεξκηθή επεμεξγαζία ηνπ ακχινπ, ζε ζηεξεή θαηάζηαζε, κε ή ρσξίο ηελ πξνζζήθε κηθξψλ πνζνηήησλ αληηδξαζηεξίσλ. Ζ κέζνδνο δελ πξνηείλεηαη γηα δείγκαηα πάλσ απφ 30 DE, δηφηη ζε απηά ηα δείγκαηα δελ ππάξρεη γξακκηθή ζρέζε κεηαμχ ησλ θαηηφλησλ ραιθνχ θαη αλαγφλησλ ζαθράξσλ. θεχε θαη αληηδξαζηήξηα: Γείγκα: Γιπθφδε (ζε πιαζηηθφ θηαιίδην) Σθεύε: Ογθνκεηξηθή θηάιε 100ml 2 θσληθέο θηάιεο (250ml) 2-3 ζθαηξηθέο θηάιεο νγθνκέηξεζεο (250ml) 2 ζηθψληα 10 ml 1 πξνρντδα 25 ml 2 ρσληά 1 ρσλί ζηεξεψλ 2 πνηήξηα δέζεσο 150ml 1 πδξνβνιέαο κε απνζηαγκέλν λεξφ Αληηδξαζηήξηα: Γηάιπκα Fehling A Γηάιπκα Fehling Β Πξφηππν δηάιπκα δηρξσκηθνχ θαιίνπ (K 2 Cr 2 O 7 ) ζπγθέληξσζεο πνπ ζα ζαο δνζεί Γηάιπκα ζεηνζεηηθνχ λάηξηνπ (Na 2 S 2 O 3 ) ζπγθέληξσζεο πεξίπνπ 0,1Μ Σηεξεφ ησδηνχρν θάιην (KI) Γηάιπκα ζεηηθνχ νμένο 2 Μ H 2 SO 4 Γείθηεο άκπιν ΠΡΟΒΛΖΜΑ B.I: ΑΚΡΗΒΖ ΟΓΚΟΜΔΣΡΖΖ (ΣΗΣΛΟΓΟΣΖΖ) ΓΗΑΛΤΜΑΣΟ Na 2 S 2 O 3 ΤΓΚΔΝΣΡΩΖ ΠΔΡΗΠΟΤ 0,1Μ Σε κηα ζθαηξηθή θηάιε νγθνκέηξεζεο (250ml), ε νπνία πεξηέρεη 5 ml πξφηππνπ δηαιχκαηνο δηρξσκηθνχ θαιίνπ (K 2 Cr 2 O 7 ) (ηα 5 ml ζα πξνζηεζνχλ απφ ηνπο δηνξγαλσηέο), πξνζζέζηε πεξίπνπ 50 ml απνζηαγκέλνπ λεξνχ. Πξνζζέζηε κε ηνλ νγθνκεηξηθφ θχιηλδξν 5 ml δηαιχκαηνο H 2 SO 4 2 M Πξνζζέζηε πεξίπνπ 1 g ζηεξενχ KI θαη αλαδεχζηε θαιά 15
Ογθνκεηξήζηε κε πξφηππν δηάιπκα ζεηνζεηηθνχ λαηξίνπ 0,1 M (Na 2 S 2 O 3 ) κέρξη λα εκθαληζηεί έλα ειαθξχ θίηξηλν ρξψκα Πξνζζέζηε, κε ηνλ νγθνκεηξηθφ θχιηλδξν, 5mL δείθηε ακχινπ θαη ζπλερίζηε ηελ νγθνκέηξεζε κέρξη λα εμαθαληζηεί ην κπιε ρξψκα θαη λα εκθαληζηεί ην ειαθξχ κπιε πξάζηλν ρξψκα ησλ ηφλησλ Cr 3+. Σην θχιιν απαληήζεσλ θαηαγξάςηε ηελ αξρηθή έλδεημε ηεο πξνρντδαο, ηελ ηειηθή έλδεημε ηεο πξνρντδαο θαη ηνλ φγθν πνπ πξνθχπηεη απφ ηε δηαθνξά Δθηειέζηε δπν ηνπιάρηζηνλ νγθνκεηξήζεηο (ηξεηο αλ θξίλεηε απαξαίηεην) Υπνινγίζηε ηε ζπγθέληξσζε ηνπ δηαιχκαηνο Na 2 S 2 O 3. Καηαγξάςηε ηνπο ππνινγηζκνχο θαη ην απνηέιεζκα ζην θχιιν απαληήζεσλ Ζ ηηηινδφηεζε πεξηγξάθεηαη απφ ηηο αθφινπζεο εμηζψζεηο: Cr 2 O 7 2- + 6 I - + 14 H + 2 Cr 3+ + 3 I 2 + 7 H 2 O I 2 + 2 S 2 O 3 2-2 I - + S 4 O 6 2- ΠΡΟΒΛΖΜΑ B.II: ANAΛΤΖ ΓΔΗΓΜΑΣΟ ΓΛΤΚΟΕΖ Μεηαθέξεηε πιήξσο ην δείγκα γιπθφδεο απφ ην πιαζηηθφ θηαιίδην ζηελ νγθνκεηξηθή θηάιε ησλ 100 ml θαη ζπκπιεξψζηε κε απεζηαγκέλν λεξφ κέρξη ηε ραξαγή. Πξνζζέζηε κε ην ζηθψλην 10 ml δηαιχκαηνο Fehling A θαη ζηε ζπλέρεηα 10 ml δηαιχκαηνο Fehling Β, ζε κηα θσληθή θηάιε 250 ml Πξνζζέζηε 10 ml απφ ην δείγκα (δηάιπκα γιπθφδεο) θαη 20 ml απνζηαγκέλνπ λεξνχ ψζηε ν ζπλνιηθφο φγθνο ηνπ ηειηθνχ κίγκαηνο λα είλαη 50 ml. Αλακίμηε κε ειαθξά αλάδεπζε. Πξνζζέζηε 2 κηθξά γπάιηλα ζθαηξίδηα βξαζκνχ (γηα ηελ απνθπγή εθηίλαμεο θαηά ην βξαζκφ) θαη ηνπνζεηείζηε ζην ζηφκην ηεο θηάιεο έλα κηθξφ ρσλί Θέζηε ζε ιεηηνπξγία ηε ζεξκαληηθή εζηία θαη αθήζηε ηε λα ζεξκαλζεί Τνπνζεηείζηε ηε θηάιε (πξνζνρή ε θηάιε λα είλαη εμσηεξηθά ζηεγλή!) ζηε ζεξκαληηθή εζηία πνπ ζαο παξέρεηαη. Ο βξαζκφο πξέπεη λα μεθηλήζεη κεηά απφ ρξφλν φρη κεγαιχηεξν απφ 3min. Γηάξθεηα βξαζκνχ αθξηβψο 2 min (ζπλνιηθφο ρξφλνο ζέξκαλζεο 5 min) Χχμηε ηε θηάιε γξήγνξα ζε θξχν λεξφ (πδαηφινπηξν) κέρξη ζεξκνθξαζία δσκαηίνπ Πξνζζέζηε πεξίπνπ 2 g ζηεξενχ KI θαη αλαδεχεζηε θαιά. Πξνζζέζηε κε νγθνκεηξηθφ θχιηλδξν 15 ml H 2 SO 4 2 M (ην δηάιπκα ζα γίλεη θαθέ ιφγσ ζρεκαηηζκνχ ησδίνπ, δηαθνξεηηθά πξνζζέζηε άιια 15 ml). 16
Ογθνκεηξείζηε ακέζσο κε ην πξφηππν δηάιπκα ζεηνζεηηθνχ λαηξίνπ 0,1Μ (Na 2 S 2 O 3 ) κέρξη ζρεκαηηζκνχ ειαθξνχ θίηξηλνπ ρξψκαηνο. Πξνζζέζηε κε νγθνκεηξηθφ θχιηλδξν 5 ml δείθηε ακχινπ θαη ζπλερίζηε ηελ νγθνκέηξεζε κέρξη ηελ εμαθάληζε ηνπ κπιε ρξψκαηνο. Καηαγξάςηε ζην θχιιν απαληήζεσλ ηελ αξρηθή θαη ηελ ηειηθή έλδεημε ηεο πξνρνίδαο θαζψο θαη ηνλ φγθν ηνπ ζεηνζεηηθνχ λαηξίνπ 0,1Μ πνπ πξνθχπηεη απφ ηε δηαθνξά ησλ δχν κεηξήζεσλ Δθηειέζηε δπν ηνπιάρηζηνλ νγθνκεηξήζεηο (ηξεηο αλ θξίλεηε απαξαίηεην) Δθηειέζηε νγθνκέηξεζε ρξεζηκνπνηψληαο 10 ml απνζηαγκέλνπ λεξνχ αληί 10 ml δηαιχκαηνο γιπθφδεο (ηπθιφ). Ζ δηαθνξά ηνπ κέζνπ φγθνπ ηνπ ζεηνζεηηθνχ πνπ θαηαλαιψζεθε γηα ηελ νγθνκέηξεζε ηνπ δείγκαηνο θαη ηνπ φγθνπ ηνπ ζεηνζεηηθνχ πνπ θαηαλαιψζεθε ζηελ νγθνκέηξεζε ηνπ ηπθινχ, ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ εχξεζε ηεο πνζφηεηαο ηεο γιπθφδεο πνπ ππάξρεη ζην δείγκα κε βάζε ηνλ Πίλαθα 1. Σε πεξίπησζε πνπ ε ηηκή ηνπ φγθνπ πνπ βξήθαηε δελ είλαη αθέξαηνο αξηζκφο, ππνζέζηε φηη ππάξρεη αλαινγηθή (γξακκηθή) ζρέζε κεηαμχ ηνπ φγθνπ ηνπ ζεηνζεηηθνχ θαη ηεο πνζφηεηαο ηεο γιπθφδεο Τα απνηειέζκαηα πξέπεη λα εθθξαζζνχλ ζε mg γιπθφδεο ζην αξρηθφ δηάιπκα γιπθφδεο πκπιεξψζηε ηνπο ππνινγηζκνχο θαη ηα απνηειέζκαηα ζην θχιιν απαληήζεσλ! 17
Πίλαθαο 1: Σρέζε πνζφηεηαο γιπθφδεο ζε mg κε ηνλ φγθν ηνπ πξνηχπνπ δηαιχκαηνο Na 2 S 2 O 3 φγθνο (ml) Na 2 S 2 O 3 0,1Μ πνπ ηζνδπλακεί κε ηελ πνζφηεηα ηφλησλ ραιθνχ πνπ αλάρζεθε. γιπθφδε πνζφηεηα (mg) Na 2 S 2 O 3 φγθνο (ml) γιπθφδε πνζφηεηα (mg) Na 2 S 2 O 3 φγθνο(ml) γιπθφδε πνζφηεηα(mg) 1.0 3.2 9.0 28.9 17.0 56.3 2.0 6.3 10.0 32.3 18.0 59.8 3.0 9.4 11.0 35.7 19.0 63.3 4.0 12.6 12.0 39.0 20.0 66.9 5.0 15.9 13.0 42.4 21.0 70.7 6.0 19.2 14.0 45.8 22.0 74.5 7.0 22.4 15.0 49.3 23.0 78.5 8.0 25.6 16.0 52.8 24.0 82.6 ΠΡΟΒΛΖΜΑ B.III: ΤΜΠΛΖΡΩΜΑΣΗΚΔ ΔΡΩΣΖΔΗ B.III.1 Γξάςηε ηηο ρεκηθέο εμηζψζεηο πνπ πεξηγξάθνπλ ηελ αληίδξαζε ηνπ ησδίνπ κε ηηο αθφινπζεο ρεκηθέο νπζίεο a) HCHO (θνξκαιδευδε) + ΟΖ - b) CH 3 COCH 3 (αθεηφλε) + ΟΖ - c) (L-αζθνξβηθφ νμχ) 18
B.III.2 Πνην είλαη ην ραξαθηεξηζηηθφ ζηε δνκή ηνπ κνξίνπ ηεο γιπθφδεο; Πνηα είλαη ε θπζηθνρεκηθή ηδηφηεηα πνπ ζρεηίδεηαη κε ηε δνκή ηνπ κνξίνπ ηεο γιπθφδεο θαη κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε ελφξγαλε κέζνδν πξνζδηνξηζκνχ αληίζηνηρσλ νπζηψλ. Δπηιέμηε κηα ζσζηή νξηδφληηα γξακκή απφ ηνλ παξαθάησ πίλαθα ζην θχιιν απαληήζεσλ Χαρακηηριζηικό ηης Φσζικοτημικές Ενόργανη μέθοδος δομής ιδιόηηηες ζπδπγηαθφ ζχζηεκα δεζκψλ απνξξφθεζε ππεξηψδνπο θαζκαηνθσηνκεηξία UV θσηφο (UV) αζχκκεηξα (ρεηξνκνξθηθά) ζηξνθή επηπέδνπ πνισζηκεηξία άηνκα άλζξαθα πνιψζεσο ραξαθηεξηζηηθέο νκάδεο πηεηηθφηεηα αέξηα ρξσκαηνγξαθία εζηεξνκάδα πηεηηθφηεηα αέξηα ρξσκαηνγξαθία 19
C. Αο βνεζήζνπκε ηνλ Smallbeer λα κειεηήζεη ηε κπχξα απφ κφλνο ηνπ. Σηε Βνεκία ε ηζέρηθε κπχξα ραξαθηεξίδεηαη παξαδνζηαθά απφ ηνπο αιθννιηθνχο βαζκνχο (πεξηεθηηθφηεηα φγθν ζε φγθν), γηα παξάδεηγκα 10 ν βαζκψλ κπχξα ή 12 ν βαζκψλ κπχξα. Ο αιθννιηθόο βαζκόο θαζνξίδεηαη από ηε ζπγθέληξωζε ηεο γιπθόδεο πξηλ ηε δύκωζε. Τν πεξηερφκελν ηεο κπχξαο ζε αηζαλφιε (αιθνφιε) εμαξηάηαη απφ ηελ πνζφηεηα ησλ ζαθράξσλ πνπ δπκψλνληαη θαη κεηαζρεκαηίδνληαη ζε αηζαλφιε (αιθνφιε). Σηηο κέξεο καο, ν αιθννιηθφο βαζκφο απνδίδεηαη σο ην πνζνζηφ ηεο κάδαο ησλ ζαθράξσλ ζε ζρέζε κε ηε κάδα ηνπ γιεχθνπ. Τν πξψην ελδηάκεζν πξντφλ ζηε δηαδηθαζία δχκσζεο ηεο κπχξαο νλνκάδεηαη γιεχθνο, ην νπνίν είλαη ζε έλαο ρπιφο πνπ απνηειείηαη απφ αιεζκέλε βχλε αλακεκεηγκέλε κε ριηαξφ λεξφ έηζη ψζηε λα κπνξεί λα δηαιπηνπνηεζεί ην άκπιν θαη λα ελεξγνπνηεζνχλ μαλά ηα έλδπκα ηεο βχλεο. Ολνκάδεηαη θαη «γιπθφ γιεχθνο» αθνχ είλαη δηάιπκα ζαθράξσλ θαη άιισλ νπζηψλ ρσξίο φκσο λα πεξηέρεη ιπθίζθν. Πξνζζέηνληαο καγηά, ηα ζάθραξα αληηδξνχλ θαη ζρεκαηίδνπλ αηζαλφιε (αιθνφιε) θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. Ζ πεξηεθηηθφηεηα ηνπ ηειηθνχ δηαιχκαηνο ζε αιθνφιε εμαξηάηαη απ ηε ππθλφηεηα ηνπ γιεχθνπο ην νπνίν είλαη πιένλ εκπινπηηζκέλν κε ιπθίζθν θαζψο επίζεο θαη απφ ηελ ηειηθή ππθλφηεηα ηνπ δηαιχκαηνο ηεο κπχξαο. Τν πνζνζηφ ηνπ φγθνπ ηεο αιθνφιεο θαηά πξνζέγγηζε ππνινγίδεηαη απφ ηνλ ηχπν: Όγθνο Αηζαλόιεο (αιθνόιεο) ζε πνζνζηό επί ηηο εθαηό (%) = (ξ hw - ξ)/k φπνπ ξ hw είλαη ε ππθλφηεηα ηνπ γιεχθνπο πνπ είλαη εκπινπηηζκέλν κε ιπθίζθν (ζε kg/m 3 ), ξ είλαη ε ηειηθή ππθλφηεηα ηνπ δηαιχκαηνο ηεο κπχξαο (ζε kg/m 3 ) θαη k είλαη κία ζηαζεξά πνπ ιακβάλεη ηελ ηηκή 7,45 kg/m 3. Ο βαζκφο ηεο κπχξαο κπνξεί ζπλεπψο λα πξνζδηνξηζηεί πνιιαπιαζηάδνληαο ην πνζνζηφ ηνπ φγθνπ ηεο αιθνφιεο κε έλαλ ζπληειεζηή πνπ ιακβάλεη ηηκή 2,5 (θαζαξφο αξηζκφο), δειαδή: Βαζκόο Μπύξαο = 2.5 Όγθνο Αηζαλόιεο (Αιθνόιεο) ζε πνζνζηό επί ηηο εθαηό (%). Δμαηηίαο ησλ δηαθνξεηηθψλ ζπγθεληξψζεσλ ζαθράξσλ πνπ παξακέλνπλ ρσξίο λα δπκσζνχλ, νη κπχξεο δηαθνξεηηθψλ αιθννιηθψλ βαζκψλ έρνπλ επίζεο θαη δηαθνξεηηθέο ηηκέο ππθλφηεηαο. Όζν πςειφηεξνο είλαη ν αιθννιηθφο βαζκφο, ηφζν πςειφηεξε είλαη ε ηειηθή ππθλφηεηα ηεο κπχξαο. Ζ ππθλφηεηα κπνξεί, φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα 1, λα κεηξεζεί κε ηε ρξήζε ελφο ππθλφκεηξνπ. Τν ππθλφκεηξν ζπλήζσο θαηαζθεπάδεηαη απφ έλα πάιηλν δνρείν ην νπνίν θιείλεη κε έλα πψκα πνπ εθάπηεηαη πνιχ θαιά κε ηα ηνηρψκαηα ηνπ πάιηλνπ ιαηκνχ ηνπ δνρείνπ. Τν πψκα δηαπεξλά δηακπεξψο έλαο ηξηρνεηδήο (πνιχ κηθξήο δηακέηξνπ) ζσιήλαο. Τν δνρείν κπνξνχκε λα ην γεκίδνπκε κε πνιχ κεγάιε αθξίβεηα κε δηαθνξεηηθά πγξά πνπ έρνπλ φκσο ηνλ ίδην αθξηβψο φγθν. 20
Σρήκα 1 - Ππθλόκεηξν (Πεγή: Wikimedia Commons) Δάλ γλσξίδνπκε ηελ ππθλφηεηα ελφο πγξνχ, ην θαζνξίδνπκε σο πγξφ αλαθνξάο. Επγίδνπκε άδεην ην δνρείν θαη αθνινχζσο γεκάην κε ην πγξφ αλαθνξάο. Έηζη απφ ηε κάδα θαη ηελ ππθλφηεηα ηνπ πγξνχ αλαθνξάο κπνξνχκε λα ππνινγίζνπκε ηνλ φγθν ηνπ ππθλφκεηξνπ. Σηε ζπλέρεηα κπνξνχκε λα ππνινγίδνπκε ηελ ππθλφηεηα θάπνηνπ πγξνχ απφ ηελ κάδα ηνπ θαη ηνλ φγθν ηνπ ππθλφκεηξνπ. ΠΡΟΒΛΖΜΑ C.I: ΜΔΣΡΖΖ ΠΤΚΝΟΣΖΣΑ ΚΑΗ ΠΡΟΓΗΟΡΗΜΟ ΣΟΤ ΑΛΚΟΟΛΗΚΟΤ ΒΑΘΜΟΤ ΣΖ ΜΠΤΡΑ πζθεπέο θαη Τιηθά: δχν κπνπθάιηα κπχξαο, απνζηαγκέλν λεξφ (δεηήζηε ην απφ ηνλ ππεχζπλν ηνπ εξγαζηεξίνπ), δπγαξηέο (ηηο νπνίεο ζα ρξεζηκνπνηήζεη θαη κία άιιε νκάδα), πάιηλε ξάβδν αλαδεπηήξαο, ηξία πνηήξηα δέζεσο, έλα κηθξφ πάιηλν δνρείν, πψκα κε ηξηρνεηδή ζσιήλα κηθξήο δηακέηξνπ πνπ ην δηαπεξλά, παλάθη γηα θαζάξηζκα, γεσκεηξηθά φξγαλα. Πεηξακαηηθή δηαδηθαζία: 1. Αδεηάζηε ηελ θάζε κπχξα ζε έλα πνηήξη δέζεσο θαη αλαδεχζηε ην θαζέλα κε ηηο πάιηλεο ξάβδνπο έηζη ψζηε νη θπζαιίδεο ηνπ αεξίνπ λα θχγνπλ απφ ηε κπχξα. Αθήζηε θαη ηα δχν δείγκαηα κπχξαο λα κείλνπλ κεξηθά ιεπηά ζηε ζεξκνθξαζία ηνπ εξγαζηεξίνπ αλαδεχνληαο πεξηζηαζηαθά. Σηε ζπλέρεηα αδεηάζηε απνζηαγκέλν λεξφ ζην ηξίην πνηήξη δέζεσο θαη πεξηκέλεηε έηζη ψζηε λα έξζεη επίζεο ζε ηζνξξνπία ε ζεξκνθξαζία ηνπ λεξνχ κε ηε ζεξκνθξαζία ηνπ εξγαζηεξίνπ. 2. Παξάιιεια, δπγίζηε ην άδεην πάιηλν δνρείν ην νπνίν ζέινπκε λα ιεηηνπξγήζεη σο ππθλφκεηξν,καδί κε ην πψκα (θξνληίζηε λα είλαη ζηεγλφ). Πάξηε αθξηβψο πέληε κεηξήζεηο ηεο κάδαο ηνπ πάιηλνπ δνρείνπ καδί κε ην πψκα. Καηαρσξήζηε ηηο κεηξήζεηο ζαο ζηελ δεχηεξε ζηήιε ηνπ πίλαθα C.I.1 πνπ βξίζθεηαη ζην θχιιν απαληήζεσλ θαη ππνινγίζηε ηε κέζε ηηκή ηεο κάδαο. 3. Γεκίζηε ην ππθλφκεηξν κε απνζηαγκέλν λεξφ έσο ην ρείινο. Τνπνζεηήζηε ην πψκα. Κάπνηα πνζφηεηα λεξνχ ζα ππεξρεηιίζεη δηακέζνπ ηνπ ηξηρνεηδνχο ζσιήλα. Σθνππίζηε πνιχ πξνζεθηηθά ην ππθλφκεηξν θαη θαηφπηλ δπγίζηε ην. Δπαλαιάβεηε ηε κέηξεζε πέληε 21
θνξέο. Δίλαη πνιχ ζεκαληηθφ λα κελ αδεηάζεηε ην ππθλφκεηξν κεηά απφ θάζε κέηξεζε. Αξθεί λα πξνζζέηεηε απνζηαγκέλν λεξφ σο ην ρείινο θαη ζηε ζπλέρεηα λα ηνπνζεηείηε ην πψκα θαη λα ζθνππίδεηε πνιχ πξνζεθηηθά πξηλ πξαγκαηνπνηήζεηε θάζε δχγηζε. Καηαρσξήζηε ηηο κεηξήζεηο ζαο ζηελ ηξίηε ζηήιε ηνπ πίλαθα C.I.1 πνπ βξίζθεηαη ζην θχιιν απαληήζεσλ θαη ππνινγίζηε ηε κέζε ηηκή ηεο κάδαο ηνπ γεκάηνπ κε απνζηαγκέλν λεξφ πάιηλνπ δνρείνπ. 4. Αδεηάζηε θαη μεπιχλεηε ην ππθλφκεηξν. Σηε ζπλέρεηα γεκίζηε ην κε ην δείγκα ηεο αλνηρηφρξσκεο κπχξαο. Τνπνζεηήζηε ην πψκα θαη ζθνππίζηε πνιχ πξνζεθηηθά ην ππθλφκεηξν. Δίλαη πνιχ ζεκαληηθφ λα ζηγνπξεπηείηε φηη δελ ππάξρνπλ θπζαιίδεο αέξηνπ θάησ απφ ην πψκα. Αθνχ ην δηαπηζηψζεηε, δπγίζηε. Δπαλαιάβεηε ηε κέηξεζε πέληε θνξέο ρσξίο λα αδεηάδεηε ην ππθλφκεηξν κεηά απφ θάζε κέηξεζε. Δίλαη αξθεηφ λα ζπκπιεξψλεηε ην δείγκα κπχξαο έηζη ψζηε λα γεκίδεη ην ππθλφκεηξν κέρξη ην ρείινο θαη λα επαλαηνπνζεηείηε ην πψκα. Καηαρσξήζηε ηηο κεηξήζεηο ζαο ζηελ ηέηαξηε ζηήιε ηνπ πίλαθα C.I.1 πνπ βξίζθεηαη θχιιν απαληήζεσλ θαη ππνινγίζηε ηε κέζε ηηκή. 5.Αδεηάζηε, μεπιχλεηε κε άθζνλν λεξφ θαη ζθνππίζηε ην ππθλφκεηξν. Δπαλαιάβεηε αθξηβψο ηελ ίδηα δηαδηθαζία πνπ θάλαηε γηα ηελ αλνηρηφρξσκε κπχξα θαη γηα ην δείγκα ηηο ζθνπξφρξσκεο κπχξαο. Μελ μεράζεηε θαη ζε απηέο ηηο κεηξήζεηο λα ζηγνπξεπηείηε γηα ην φηη δελ ππάξρνπλ θπζαιίδεο αεξίνπ θάησ απφ ην πψκα. Καηαρσξήζηε ηηο κεηξήζεηο ζαο ζηελ πέκπηε ζηήιε ηνπ πίλαθα C.I.1 πνπ βξίζθεηαη θχιιν απαληήζεσλ θαη ππνινγίζηε ηε κέζε ηηκή. Σρήκα 2 Ππθλόκεηξν κε δείγκα καύξεο κπύξαο ζε δπγαξηά αο πξνηξέπνπκε λα μεθηλήζεηε ηψξα ηελ επίιπζε ηνπ ΠΡΟΒΛΖΜΑΣΟ C.II. Θα έρεηε αξθεηφ ρξφλν λα επηζηξέςεηε θαη λα επεμεξγαζηείηε ηα δεδνκέλα πνπ ιάβαηε θαηά ηελ πεηξακαηηθή δηαδηθαζία ηνπ ΠΡΟΒΛΖΜΑΣΟ C.I, θαηά ηελ πεηξακαηηθή δηαδηθαζία ηνπ ΠΡΟΒΛΖΜΑΣΟ C.IΗ!! 22
6.Υπνινγίζηε ηε κάδα ηνπ απνζηαγκέλνπ λεξνχ πνπ πεξηέρεηαη ζην ππθλφκεηξν (ζπκβνιίζηε ηελ κε m w ), ηεο κάδαο ηνπ δείγκαηνο ηεο αλνηρηφρξσκεο κπχξαο πνπ πεξηέρεηαη ζην ππθλφκεηξν (ζπκβνιίζηε ηελ κε m 1 ), θαη ηε κάδα ηνπ δείγκαηνο ηεο ζθνπξφρξσκεο κπχξαο πνπ πεξηέρεηε ζην ππθλφκεηξν (ζπκβνιίζηε ηε κε m 2 ). Σηε ζπλέρεηα θαηαρσξήζηε ηηο κάδεο ζην πεδίν C.I.2 ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. 7.Αληηγξάςηε ηε ζεξκνθξαζία ηνπ εξγαζηεξίνπ απφ ηνλ πίλαθα ηνπ εξγαζηεξίνπ ζην θχιιν απαληήζεσλ. Φξεζηκνπνηήζηε ηε γξαθηθή παξάζηαζε 1 πνπ θαίλεηαη πην θάησ γηα λα θαζνξίζεηε ηελ ππθλφηεηα ηνπ απνζηαγκέλνπ λεξνχ. Σηε ζπλέρεηα ππνινγίζηε ηνλ φγθν ηνπ απνζηαγκέλνπ λεξνχ πνπ πεξηέρεηαη ζην ππθλφκεηξν. Καηαρσξήζηε ηηο ηηκέο πνπ ππνινγίζαηε ζην πεδίν C.I.3 ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. 8.Γξάςηε ζην πεδίν C.I.4 ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ ηε ζρέζε πνπ εθθξάδεη ηελ ππθλφηεηα ηνπ δείγκαηνο ηεο κπχξαο ζε ζρέζε κε ηελ κάδα ηνπ δείγκαηνο θαη ηνλ φγθν V W. Υπνινγίζηε ηελ ππθλφηεηα ηνπ δείγκαηνο ηεο αλνηρηφρξσκεο κπχξαο (ξ 1 ) θαζψο επίζεο θαη ηελ ππθλφηεηα ηνπ δείγκαηνο ηεο ζθνπξφρξσκεο κπχξαο (ξ 2 ). Καηαρσξήζηε ηα απνηειέζκαηα ζαο πεδίν C.I.4 ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. 9.Υπνινγίζηε ηνλ φγθν ηεο Αηζαλφιεο (Αιθνφιεο) ζε πνζνζηφ επί ηηο εθαηό (%) θαη αθνινχζσο ηνλ αιθννιηθφ βαζκφ ηνπ δείγκαηνο ηεο αλνηρηφρξσκεο κπχξαο. Δπαλαιάβεηε ηελ ίδηα δηαδηθαζία θαη γηα ην δείγκα ηεο ζθνπξφρξσκεο κπχξαο. Γίλνληαη: ε ππθλφηεηα ηνπ γιεχθνπο εκπινπηηζκέλν κε ιπθίζθν ηεο αλνηρηφρξσκεο κπχξαο ξ 1hw = 1040 kg/m 3 θαη ηνπ γιεχθνπο εκπινπηηζκέλν κε ιπθίζθν ηεο ζθνπξφρξσκεο κπχξαο ξ 2hw = 1080 kg/m 3. Καηαρσξήζηε ηα απνηειέζκαηα ζαο πεδίν C.I.5 ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. 1004 ρ/kg m -3 1002 1000 998 996 994 992 990 988 986 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Γξαθηθή παξάζηαζε 1 Η εμάξηεζε ηεο ππθλόηεηαο ηνπ απνζηαγκέλνπ λεξνύ από ηε ζεξκνθξαζία (όποσ t είναι η θερμοκραζία θ 0 C) t/ C 23
Έλαο άιινο ηξφπνο γηα λα κεηξήζνπκε ππθλφηεηα πγξψλ είλαη λα ρξεζηκνπνηήζνπκε έλα πγξφκεηξν, φπσο θαίλεηαη ζην Σρήκα 3. Έλα πγξφκεηξν ζπλήζσο θαηαζθεπάδεηαη απφ γπαιί θαη απνηειείηαη απφ έλα θπιηλδξηθφ ζηέιερνο ζηε βάζε ηνπ νπνίνπ (ζθνχξα πεξηνρή ζην ζρήκα 3) είλαη ηνπνζεηεκέλνο είηε πδξάξγπξνο είηε ζθάγηα απφ κφιπβδν, έηζη ψζηε φηαλ ην ηνπνζεηήζνπκε κέζα ζε πγξφ ηνπ νπνίνπ ζέινπκε λα κεηξήζνπκε ηελ ππθλφηεηα, λα επηπιέεη ζε θαηαθφξπθε ζέζε. Γηα λα ππνινγίζνπκε ηελ άγλσζηε ππθλφηεηα θάπνηνπ πγξνχ γεκίδνπκε κε απηφ έλα ςειφ θπιηλδξηθφ ζσιήλα (βαζκνλνκεκέλνο νγθνκεηξηθφο θχιηλδξνο). Αθνινχζσο, βπζίδνπκε ην πγξφκεηξν πξνζεθηηθά ζε απηφ θαη ην αθήλνπκε λα επηπιεχζεη ειεχζεξα. Τέινο, ζεκεηψλνπκε ην ζεκείν ζην νπνίν ε ειεχζεξε επηθάλεηα ηνπ πγξνχ αθνπκπάεη ην ζηέιερνο ηνπ πγξνκέηξνπ. Ζ αξρή ιεηηνπξγίαο ηνπ πγξνκέηξνπ βαζίδεηαη ζηελ αξρή ηνπ Αξρηκήδε. C.I.6 Γηα ιφγνπο απιφηεηαο, ζεσξήζηε φηη ην πγξφκεηξφ ζαο θηηάρλεηαη απφ δνθηκαζηηθφ ζσιήλα (ζηαζεξήο δηαηνκήο) κε ην βαξίδην (πδξάξγπξνο ή ζθάγηα απφ κφιπβδν) λα ηνπνζεηείηαη ζηνλ ππζκέλα ηνπ δνθηκαζηηθνχ ζσιήλα κήθνπο 20cm. Έλαο ηέηνηνο ζσιήλαο φηαλ ηνπνζεηεζεί ζε απνζηαγκέλν λεξφ βπζίδεηαη ην κηζφ κήθνο ηνπ κέζα ζην λεξφ. Υπνινγίζηε απφ ηελ ηζνδπλακία Άλσζεο θαη βάξνπο ηνπ ζσιήλα,ιφγσ ηζνξξνπίαο, ην κήθνο ηνπ ζσιήλα πνπ ζα βπζίδεηαη κέζα ζε θάζε δείγκα κπχξαο. Καηαρσξήζηε ηνπο ππνινγηζκνχο θαη ηα απνηειέζκαηά ζαο ζην θχιιν απαληήζεσλ. Σρήκα 3 - Υγξόκεηξν (Πεγή: Wikimedia Commons) ΠΡΟΒΛΖΜΑ C.II: ΠΟΟΣΗΚΖ ΔΚΣΗΜΖΖ ΣΖ ΠΑΡΑΓΩΓΖ CO 2 ΑΠΟ ΣΖ ΜΑΓΗΑ ΣΖ ΜΠΤΡΑ Όπσο έρεηε δεη ζην κέξνο A.II, φηαλ ε καγηά ηεο κπχξαο απνξξνθά θαη κεηαβνιίδεη ηε δάραξε, παξάγεη αηζαλφιε θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα. Μεηξψληαο ηνλ φγθν θαη ηελ πίεζε ηνπ CO 2 πνπ παξάγεηαη κπνξνχκε λα ππνινγίζνπκε ηελ πνζφηεηα ηνπ CO 2 (ζπγθξίλεηε ηελ κε ην πξφβιεκα TASK A.III1) ρξεζηκνπνηψληαο ηελ θαηαζηαηηθή εμίζσζε ησλ ηδαληθψλ αεξίσλ pv nrt φπνπ ην p είλαη ε πίεζε ηνπ αεξίνπ, ην V είλαη ν φγθνο ηνπ αεξίνπ, ην n είλαη ε δεηνχκελε πνζφηεηα ηνπ αεξίνπ ζε κνι, ην R είλαη ε παγθφζκηα ζηαζεξά ησλ ηδαληθψλ αεξίσλ (R = 8.314 J mol -1 K -1 ) θαη T είλαη ε ζεξκνθξαζία ζηελ θιίκαθα Kelvin. ( Ζ ζεξκνθξαζία ζηελ θιίκαθα Kelvin κπνξεί λα ππνινγηζηεί απφ ηελ ζεξκνθξαζία ζε βαζκνχο θειζίνπ πνπ είλαη γξακκέλε ζηνλ πίλαθα ηνπ εξγαζηεξίνπ). 24
Αλ δερηνχκε φηη ην ζρήκα ηνπ κπαινληνχ είλαη ζθαίξα, ηφηε γηα ηελ πίεζε p ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα κέζα ζην θνπζθσκέλν κπαιφλη ηζρχεη ε αθφινπζε εμίζσζε C p p a r, φπνπ p a είλαη ε αηκνζθαηξηθή πίεζε, r είλαη ε αθηίλα ηνπ θνπζθσκέλνπ κπαινληνχ θαη C είλαη κηα ζηαζεξά. (Ζ ζηαζεξά C ζρεηίδεηαη κε ην πιηθφ θαη ην πάρνο ηνπ κπαινληνχ). πζθεπέο θαη πιηθά: δπγαξηέο (ηηο νπνίεο ζα ρξεζηκνπνηεί θαη κηα άιιε νκάδα), πάιηλε ξάβδνο (αλαδεπηήξαο), πνηήξη δέζεσο, κηθξή πάιηλε θηάιε πψκα (ηελ νπνία ρξεζηκνπνηήζαηε σο ππθλφκεηξν ζην πξφβιεκα C.I), γεσκεηξηθά φξγαλα, δχν θχιια ηεηξαγσληζκέλν ραξηί, κπαιφλη, 2 θχβνπο δάραξεο, καγηά κπχξαο (πεξίπνπ 20g), έλα ξνιφη (ην νπνίν ζα ρξεζηκνπνηεί θαη κηα άιιε νκάδα). Πεηξακαηηθή Γηαδηθαζία 1. Επγίζηε ηνπο 2 θχβνπο καδί. Καηαρσξήζηε ην απνηέιεζκα ηεο κέηξεζεο ζαο ζην πεδίν (C.II.1) ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. 2. Υπνινγίζηε ηελ ζεξκνθξαζία ηνπ εξγαζηεξίνπ ζε βαζκνχο Κέιβηλ. Καηαρσξήζηε ην απνηέιεζκα ηνπ ππνινγηζκνχ ζαο ζην πεδίν (C.II.2) ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. 3. Γεκίζηε ηε κηθξή πάιηλε θηάιε κέρξη ην ρείινο, κε λεξφ ηεο βξχζεο ην νπνίν λα βξίζθεηαη ζηε ζεξκνθξαζία ηνπ εξγαζηεξίνπ. Αδεηάζηε ην λεξφ απφ ηε κηθξή πάιηλε θηάιε ζην πνηήξη δέζεσο. Πξνζζέζηε καγηά κπχξαο ζην πνηήξη δέζεσο θαη δηαιχζηε θαιά ηνπο δχν θχβνπο δάραξεο κέζα ζε απηφ. Φξεζηκνπνηψληαο ηελ πάιηλε ξάβδναλαδεπηήξα κεηαηξέςεηε ηε κάγηα ζε αξαηφ ρπιφ αλαδεχνληαο πεξηζηξνθηθά ην δνρείν. 4. Αθνχ μεπιχλεηε ηε κηθξή πάιηλε θηάιε αδεηάζηε ζε απηφ ην δηάιπκα ηεο καγηάο πνπ βξίζθεηαη ζην πνηήξη δέζεσο. Τνπνζεηήζηε πξνζεθηηθά ην κπαιφλη γχξσ απφ ην ρείινο ηεο κηθξήο πάιηλεο θηάιεο φπσο θαίλεηαη ζην αθφινπζν ζρήκα Fig 4. Μελ ηεληψζεηε ππεξβνιηθά ην κπαιφλη δηφηη κπνξεί λα επεξεάζεηε ηελ ειαζηηθφηεηα ηνπ. Αλ ζπάζεη ην κπαιφλη δεηήζηε απφ ηνλ ππεχζπλν ηνπ εξγαζηεξίνπ λα ην αληηθαηαζηήζεη. Σρήκα 4 Τνπνζέηεζε κπαινληνύ γύξω από ην ρείινο ηεο κηθξήο πάιηλεο θηάιεο 25
5. Παξαηεξήζηε πξνζεθηηθά ην κπαιφλη λα θνπζθψλεη. Μεηά απφ 40 ιεπηά, κεηξήζηε ηε δηάκεηξν d ηνπ κπαινληνχ θαη θαηαρσξήζηε ηε κέηξεζε ζαο ζηε δεχηεξε ζεηξά ηνπ πίλαθα πνπ βξίζθεηαη ζην πεδίν C.II.3 ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. Δπαλαιάβεηε ηε κέηξεζε θάζε 10 ιεπηά θαη θαηαρσξήζηε ηελ ζηελ θαηάιιειε ζέζε ηνπ πίλαθα κέρξη λα ζπκπιεξσζεί ν πίλαθαο. Γηα λα κεηξήζεηε ηε δηάκεηξν ηνπ θνπζθσκέλνπ κπαινληνχ ζα ρξεζηκνπνηήζεηε ην ράξαθα θαη ηα δχν νξζνγψληα ηξίγσλα πνπ έρεηε ζηε δηάζεζε ζαο. 6. Να εμάγεηε ηε ζρέζε πνπ απνδίδεη ηελ δεηνχκελε πνζφηεηα ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα ζε κνι (n) ζε ζρέζε κε ηε δηάκεηξν ηνπ κπαινληνχ (d), ηε ζεξκνθξαζία ηνπ εξγαζηεξίνπ ζε βαζκνχο Κέιβηλ θαη ηηο ζηαζεξέο. Καηαρσξήζηε ηνπο ππνινγηζκνχο ζαο θαζψο θαη ηε δεηνχκελε ζρέζε ζην πεδίν (C.II.4) ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. 7. Γηα θάζε ηηκή ηεο δηακέηξνπ ηνπ κπαινληνχ πνπ κεηξήζαηε, ππνινγίζηε ηνλ αληίζηνηρν φγθν ηνπ αεξίνπ πνπ πεξηέρεη ην κπαιφλη (V), ηελ αληίζηνηρε ηηκή ηεο πίεζεο (p), θαη ηελ αληίζηνηρε πνζφηεηα ηνπ αεξηνχ ζε κνι. Καηαρσξήζηε ηα απνηειέζκαηα ζαο ζηνλ πίλαθα πνπ βξίζθεηαη ζην πεδίν C.II.3 ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. Να ζεσξήζεηε φηη ην κπαιφλη είλαη ηέιεηα ζθαίξα θαη λα αγλνήζεηε ηνλ φγθν ηνπ αεξίνπ πνπ βξίζθεηαη ζηελ άθξε ηνπ κπαινληνχ. Ζ ηξέρνπζα ηηκή ηεο αηκνζθαηξηθήο πίεζεο βξίζθεηαη γξακκέλε ζηνλ πίλαθα ηνπ εξγαζηεξίνπ. Ζ ηηκή ηεο ζηαζεξάο C είλαη C = 240 Pa m. Να αγλνήζεηε επίζεο ηελ πνζφηεηα ηνπ αηκνζθαηξηθνχ αέξα πνπ βξίζθεηαη αξρηθά ζην κπαιφλη.. 8. Σρεδηάζηε ηε γξαθηθή παξάζηαζε ηεο πίεζεο ηνπ αεξίνπ ζε ζρέζε κε ην ρξφλν. (Να νλνκάζεηε ηε γξαθηθή παξάζηαζε απηή Graph C1). Αθνινχζσο, λα ζρεδηάζεηε ηε γξαθηθή παξάζηαζε ηεο πνζφηεηαο ησλ κνι ηνπ αεξίνπ πνπ παξάγεηαη ζε ζρέζε κε ην ρξφλν.(να νλνκάζεηε ηε γξαθηθή παξάζηαζε απηή Graph C2) C.II.5 Να ππνζέζεηε φηη νιφθιεξε ε πνζφηεηα ηεο δάραξεο κεηαηξάπεθε ζε αηζαλφιε θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα θαη λα πξνζδηνξίζεηε ηε κέγηζηε πνζφηεηα ζε κνι ηνπ δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθα πνπ παξάγεηαη ρξεζηκνπνηψληαο ηα απνηειέζκαηα ηνπ πξνβιήκαηνο A.II. Ζ κνξηαθή κάδα ηεο δάραξεο είλαη 342 gr/mole. Καηαρσξήζηε ηνπο ππνινγηζκνχο ζαο θαη ηελ απάληεζε ζην πεδίν C.II.5 ηνπ θχιινπ απαληήζεσλ. ΚΑΛΖ ΔΠΗΣΤΥΗΑ!!! 26