Παναγιώτης Κουτσομπόγερας

Αφιερωμένη στον Διονύση Μάργαρη, που μου έδωσε ιδέες από την σχετική δημοσίευσή του εδώ

Γεια σου θετικότατε (και ηλεκτροθετικότατε σαν αλκάλιο) Διονύση – νομιζω πρεπει να το προσθεσεις σαν ερώτημα φυσικό-χημείας – μας ενώνει η κάθοδος και ο Π.Π.!

Καλημέρα Παναγιώτη και σε ευχαριστώ για την αφιέρωση.
Άμεση αντίδραση και χρησιμοποίηση μετάλλου της 1ης ομάδας για εύκολη εξαγωγή ηλεκτρονίων!!!
Λες να το προσθέσω σαν ερώτημα φυσικό-χημείας;

Καλησπέρα. Παναγιώτη εκπληκτική ιδέα/άσκηση-σύνδεση ενέργειας ιοντισμού και έργου εξαγωγής, αλλά και επαγωγικού φαινομένου! Πετάς και το pHλάκι σου στο τέλος και δένει το γλυκό! Μπράβο φίλε. Εγώ θα πω και μια διόρθωση! Ο Αλβέρτος δεν ανακάλυψε το φαινόμενο, έδωσε τη θεωρητική του ερμηνεία με βάση την κβάντωση της ενέργειας της ακτινοβλίας του Planck. Νόμπελ για την ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου.

Και κάτι άλλο που θέλω να συμπληρώσω είναι ότι, πέρα από το Li, στα υπόλοιπα αλκάλια δεν ξέρω αν έχει νόημα να μιλάμε για επαγωγικό φαινόμενο, με την έννοια ότι κάνουν ιοντικούς δεσμούς. Εχω δει, πέρα από τα Grignard, ενώσεις RLi, R2Cu και άλλες οργανομεταλλικές ενώσεις που οι δεσμοί πρέπει να έχουν ένα ποσοστό ομοιοπολικού χαρακτήρα, αλλά ενώσεις του Na, K δεν έχω δει, με την έννοια των οργανομεταλλικών ενώσεων. Πιθανόν να υπάρχουν αλλά δεν έχω υπόψη μου. Θέλω να πω ότι σε ιοντικούς δεσμούς, δεν ξέρω αν έχει νόημα να αναφερθούμε σε επαγωγικό φαινόμενο. Τι λες;

Καλησπέρα Θοδωρή και σ’ ευχαριστώ για τα σχόλια σου και τον χρόνο σου – ήταν πιο πολύ ποιητική άδεια τα σχετικα με την ανακλυψη του φωτοηλεκτρικού φαινόμενου – αλλά εχεις δικιο στο σχολιο σου. Αναφορικα με το +I φαινομενο δεν ειχα στο μυαλο μου απαραιτητη συνδεση με οργανικη χημεια – παρα σαν ιδιοτητα τασης / αποδοσης ηλεκτρονιων σχετιζομενων με την κατανομη των ηλεκτρονιων τους – και στο σχολικο βιβλίο γινεται αναφορα για +Ι ιδιοτητα μεταλλων – κατανοώ όμως αυτό που λες. Βρήκα το CH3Na https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Sodium-methyl Το CH3Na και το CH3K θα αντιδρουν με το νερο με διαφορετικη ταχυτητα λόγω του +Ι του Κ φαντζζομαι (το CH3K πιο εντονα μαλλον)

 
 
1.     Η ενέργεια 1ου ιοντισμού μειώνεται κατά μήκος μιας ομάδας (από πάνω προς τα κάτω), διότι η ατομική ακτίνα αυξάνεται και το εξωτερικό ηλεκτρόνιο απομακρύνεται από τον πυρήνα, με αποτέλεσμα να έλκεται λιγότερο.
2.     Το έργο εξαγωγής (φ) επίσης μειώνεται κατά μήκος της 1ης ομάδας, καθώς τα ηλεκτρόνια συγκρατούνται πιο χαλαρά όσο αυξάνεται το μέγεθος του ατόμου, απαιτώντας έτσι μικρότερη ενέργεια για να απελευθερωθούν.
3.     Συμπλήρωση πίνακα (με βάση την αύξηση του ατομικού αριθμού Z):
·        Λίθιο (Li): Z=3, Περίοδος 2, Ιοντισμός=520, φ=2.9, Ακτίνα=152
·        Νάτριο (Na): Z=11, Περίοδος 3, Ιοντισμός=496, φ=2.4, Ακτίνα=186
·        Κάλιο (K): Z=19, Περίοδος 4, Ιοντισμός=419, φ=2.3, Ακτίνα=227
·        Ρουβίδιο (Rb): Z=37, Περίοδος 5, Ιοντισμός=403, φ=2.2, Ακτίνα=248
·        Καίσιο (Cs): Z=55, Περίοδος 6, Ιοντισμός=376, φ=2.0, Ακτίνα=265
4.     Τα αλκάλια ασκούν +Ι (θετικό) επαγωγικό φαινόμενο, καθώς ως μέταλλα έχουν την τάση να αποβάλλουν ηλεκτρόνια.
5.     Η σειρά αυξανόμενης ισχύος του +Ι φαινομένου είναι: Li < Na < K < Rb < Cs.
6.     Υπολογισμός ηλεκτρονίων:
·        Mole Καλίου = 0.195g / 39g/mol = 0.005 mol.
·        Αριθμός ατόμων = 0.005 mol * 6.02 * 10^23 = 3.01 * 10^21 άτομα.
·        Εφόσον αποσπάται 1 ηλεκτρόνιο ανά άτομο, ο μέγιστος αριθμός είναι 301 * 10^19 ηλεκτρόνια.
7.     Υπολογισμός pH:
·        Έστω x τα moles του K και x τα moles του Na (ισομοριακό μείγμα).
·        39x + 23x = 15.5g => 62x = 15.5 => x = 0.25 mol από το κάθε μέταλλο.
·        Συνολικά moles OH(-) = 0.25 + 0.25 = 0.5 mol.
·        Συγκέντρωση [OH(-)] = 0.5 mol / 5 L = 0.1 M.
·        pOH = -log(0.1) = 1.
·        pH = 14 – 1 = 13.
 
 https://i.ibb.co/Mq3qQxs/5656.png
 

Μου κάνει εντύπωση Βασίλη ότι ο χάρτης του ΕΜΠ που ανέβασες είναι του Απρίλη του 1995 ενω το Τσερνομπιλ έγινε το 1986. Εχεις μηπως τον συνδεσμο γιατι με ενδιαφερει;

Και ολίγη γεωγραφία. Cs-137. Σε ποιες περιοχές της Ελλάδας, δεν θα τρώγατε αρνάκι το Πάσχα?
https://i.ibb.co/rRtv4Lwg/076.gif

Συνολική απόθεση Cs-137 στην Ελλάδα μετά το ατύχημα του Chernobyl
Ο χάρτης αυτός έχει χαραχθεί χρησιμοποιώντας δημοσιευμένη μεθοδολογία [Petropoulos et al., 1996] , με βάση δεδομένα από τη Συλλογή Δεδομένων ΕΜΠ [Simopoulos, 1989]. Ο κ. Σιμόπουλος έφτιαξε, μετά από μετρήσεις που διήρκεσαν σχεδόν δυο μήνες, τον πρώτο ραδιενεργό χάρτη της Ελλάδας. Στην περιοχή της Καρδίτσας και συγκεκριμένα στο χωριό Άγιος Θεόδωρος, σε μια έκταση …σε μια έκταση περίπου 4 χιλιομέτρων, υπήρξε η μεγαλύτερη συγκέντρωση ραδιενέργειας. Υψηλή ραδιενέργεια είχε εντοπιστεί επίσης, σε μια περιοχή κοντά στο Λιτόχωρο, αλλά και κοντά στη Νάουσα. Μετά από πολύχρονες έρευνες διαπίστωσαν ότι η υψηλή ραδιενέργεια σε αυτές τις περιοχές οφειλόταν στις βροχοπτώσεις εκείνης της περιόδου.Η ραδιενέργεια επηρέασε κυρίως τη Βόρεια Ελλάδα και τη Θεσσαλία. Το ραδιενεργό σύννεφο κινούνταν χαμηλά και έτσι ο Όλυμπος και άλλοι ορεινοί όγκοι προστάτεψαν κάποιες περιοχές, όπως την Ήπειρο και την και την Κρήτη. Μετρήσεις που έγιναν δυο δεκαετίες μετά το πυρηνικό ατύχημα, έδειξαν ότι οι εκπομπές του ραδιενεργού καισίου σε διάφορες περιοχές της Ελλάδας έφταναν τα 65 κιλομπεκερέλ ανά τετραγωνικό με το όριο επικινδυνότητας να βρίσκεται στα 5 κιλομπεκερέλ. Αυτό συνέβη γιατί το καίσιο χρειάζεται περίπου 35 χρόνια για να αυτοκαταστραφεί, ενώ κατά άλλους επιστήμονες 80 χρόνια….
Right after the Chernobyl reactor accident a systematic soil sampling and analysis programme has been undertaken by the Nuclear Engineering Section of the National Technical University of Athens in order to detect and quantitatively analyse the long-lived isotopes in the Chernobyl fallout in Greece. In the frame of this programme, 1242 soil samples of 1cm thick surface soil were collected over Greece during the period May – November 1986. The samples were counted and analysed using Ge-detector setups for fission products from the Chernobyl fallout, which led to the mapping of Cs-137 deposition in the form of a five-class histogram, extending between 0 – 150 kBq/m², with boundaries defined by isolines of 5, 15, 35, 65 & 150 kBq/m². To investigate the radiological impact of the Cs-137 fallout on the Greek population, the NEA/OECD computer code PABLM was run using as input the above isoline data. According to the results obtained, the total body collective effective dose commitment of the Greek population is estimated to 340 manSv over the first year after the accident and 8800 manSv over a period of 40 years. Concerning the 6000 inhabitants within the 65 kBq/m² isoline the results are 2 manSv over the first year after the accident and 55 manSv over a period of 40 years. The above radiological impact was further compared to that due to fly ash releases from the Ptolemais Lignite Power Plants, in northern Greece.

Βασίλη καλησπέρα , νομίζω αν θυμάμαι καλά υπήρχε συνολική απαγόρευση κατανάλωσης το 1986 – και μάλλον είχαμε φάει ήδη κάποια ισότοπα

Παναγώτη Καλησπέρα.
Απογόρευση είχε πέσει αλλά μόνο σε φρέσκα λαχανικά και φρούτα. Τα κονσερβαρισμένα, ιδιαίτερα σε μεταλλική συσκευασία, που θα ήταν μόνιμα επιβαρυμένα μέχρι την κατανάλωση τα είχανε ελεύθερα. Επίσης στα κατεψυγμένα λαχανικά έγινε της ….. το καγκελο ( σούπερ κατανάλωση με ανάμιξη παλαιού και φρεσκοκατεψυγμένου υλικού ). Τα μαγειρεμένα κατεψυγμένα λαχανικά εμφάνιζαν διχρωμία. Οπότε μαγειρέψαμε και φάγαμε κάμποσα ισότοπα.

Καλησπέρα Γρηγόρη, είχα ξεχάσει αυτά που αναφέρεις – θυμάμαι αμυδρά και τον σάλο με το φρέσκο γάλα που είχε γίνει.

Πολυμήχανος Οδυσσέας !!!
Το Ραδιενεργό Σιτάρι (1986-1987)
Μετά την πυρηνική καταστροφή στο Τσερνομπίλ τον Απρίλιο του 1986, η Ελλάδα βρέθηκε με μεγάλες ποσότητες μολυσμένου σιταριού.

• Τι συνέβη: Το 1986, φορτία ελληνικού σιταριού στάλθηκαν στην Ιταλία, αλλά επιστράφηκαν ή δεσμεύτηκαν από τις ιταλικές αρχές καθώς βρέθηκαν με επίπεδα ραδιενέργειας έως και τριπλάσια από τα επιτρεπτά όρια της ΕΟΚ.
• Η «επιστροφή»: Τα φορτία αυτά επέστρεψαν στην Ελλάδα και υπήρξαν έντονες καταγγελίες ότι μέρος αυτού του σιταριού αναμίχθηκε με καθαρό και διατέθηκε στην ελληνική αγορά ή ξαναεξήχθηκε κρυφά.

Καλησπέρα Παναγιώτη. Σε ευχαριστώ για την αφιέρωση. Η γνώση και σωστή πληροφόρηση είναι η μόνη ασπίδα προστασίας. Η ραδιενέργεια διδασκόταν στη Φυσική Γενικής Παιδείας στη Γ΄τάξη, όπου κόπηκε ενώ παρέμειναν τα Θρησκευτικά. Αρκετοί μαθητές λένε ότι τα κινητά βγάζουν ραδιενέργεια, χωρίς να συνειδητοποιούν την τεράστια διαφορά της επικινδυνότητας με τα πραγματικά ραδιενεργά υλικά.
Για να μην το βάλω στο σχόλιο έχω ΕΔΩ αναρτήσει ένα πολύ άσχημο Πυρηνικό Ατύχημα που συνέβη στη Βραζιλία το 1987. Το έμαθα από το …Netflix.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ
1) Ηλεκτρονιακή Δομή και Θέση στον Π.Π.
·        Rb (Z=37): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰4s² 4p⁶ 5s¹. (5η Περίοδος, ΙΑ Ομάδα)
·        Cs (Z=55): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s² 5p⁶ 6s¹. (6η Περίοδος, ΙΑ Ομάδα)
2) Ισχύς Βάσεων
Τα CsOH και RbOH είναι ισχυρές βάσεις 
3) Οξειδοαναγωγικός Ρόλος
Το Cs οξειδώνεται (από 0 σε +1), άρα δρα ως αναγωγικό.
4) Κβαντικοί Αριθμοί (για το 5s¹ ηλεκτρόνιο του Rb)
Μια πιθανή τετράδα είναι: (n=5, l=0, ml=0, ms=+1/2).
5) Ατομική Ακτίνα
Το Cs έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα (περισσότερες στιβάδες στην ίδια ομάδα).
6) Ενέργεια Πρώτου Ιοντισμού
Το Rb έχει μεγαλύτερη ενέργεια πρώτου ιοντισμού (το ηλεκτρόνιο σθένους είναι πιο κοντά στον πυρήνα).
7) mol Cs και Rb στο μείγμα
Έστω x mol Cs και y mol Rb.
133x + 85,5y = 30,4 (μάζα)
270x + 160y = 59 (θερμότητα, καθώς ΔH=-540/2 και -320/2 ανά mol)
Λύση συστήματος: x = 0,1 mol Cs και y = 0,2 mol Rb.
8) Λίτρα H₂ (S.T.P.)
n(H₂) = (x + y) / 2 = 0,15 mol.
V = 0,15 * 22,4 = 3,36 L.
9) Θερμότητα καύσης H₂
Q = n(H₂) * |ΔHf H₂O| = 0,15 * 286 = 42,9 kJ.
10) pH διαλύματος Υ1
n(OH⁻) = 0,1 + 0,2 = 0,3 mol.
[OH⁻] = 0,3 / 3 = 0,1 M.
pOH = -log(0,1) = 1, άρα pH = 13.
11) Μάζα Ca (για pH=14)
Για pH=14, [OH⁻]=1 M, άρα n(OH⁻) = 3 mol.
Απαιτούμενα έξτρα mol OH⁻ = 3 – 0,3 = 2,7 mol.
Από την αντίδραση Ca + 2H₂O –> Ca(OH)₂ + H₂, το 1 mol Ca δίνουν 2 mol OH⁻.
Άρα n(Ca) = 2,7 / 2 = 1,35 mol.
Μάζα Ca = 1,35 * 40 = 54 g.
12) mol HCl (για pH=2)
Μεταβολή 11 μονάδων: pH_τελικό = 13 – 11 = 2.
Για pH=2, [H3O⁺]=0,01 M, άρα n(H3O⁺) περίσσεια = 0,01 * 3 = 0,03 mol.
Το HCl πρέπει να εξουδετερώσει τη βάση (0,3 mol) και να περισσέψει 0,03 mol.
n(HCl) = 0,3 + 0,03 = 0,33 mol.

 
ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΗΣ (AI): ΤΟ ΟΠΕΡΟΝΙΟ ΤΗΣ ΛΑΚΤΟZΗΣ
 
Προκαταρκτικοί Υπολογισμοί:
·        Θερμοκρασία: T = 27 + 273 = 300 K.
·        Σταθερά: R * T = 0,082 * 300 = 24,6.
·        Ωσμωτική Πίεση: P = 24,6 matm = 0,0246 atm.
·        Από τον νόμο van’t Hoff (P = C * R * T) => 0,0246 = C * 24,6 =>
C = 0,001 M (ή 10^-3 mol/L) για κάθε αρχικό διάλυμα, αφού είναι ισοτονικά.
·        Για το διάλυμα Υ3: Η προσθήκη 12,5 g τρανσακετυλάσης διπλασιάζει την πίεση (άρα και τα moles), επομένως η αρχική μάζα α ήταν 12,5 g.
ΕΡΩΤΗΜΑ 1: Τελική Ωσμωτική Πίεση
Αφού η ανάμειξη των Υ1, Υ2, Υ3 δίνει τελικό όγκο 1500 mL και οι αρχικοί όγκοι ήταν ίσοι,
τότε ω = 1500 / 3 = 500 mL (ή 0,5 L).
Επειδή αναμειγνύουμε διαλύματα ίδιας συγκέντρωσης (0,001 M) και ίδιας θερμοκρασίας, η τελική συγκέντρωση παραμένει 0,001 M.
Επομένως: P(τελ) = 0,001 * 24,6 = 0,0246 atm = 24,6 matm.
ΕΡΩΤΗΜΑ 2: Σχετικές Μοριακές Μάζες (Mr)
Χρησιμοποιούμε τον τύπο Mr = m / (C * V), όπου C = 0,001 M και V = 0,5 L (άρα C * V = 0,0005 mol).
·        β-γαλακτοσιδάση: Mr1 = 57,5 / 0,0005 = 115.000
·        περμεάση: Mr2 = 22,5 / 0,0005 = 45.000
·        τρανσακετυλάση: Mr3 = 12,5 / 0,0005 = 25.000
ΕΡΩΤΗΜΑ 3: Αριθμός Αμινοξέων
Διαιρούμε το Mr κάθε ενζύμου με τη μέση μάζα αμινοξέος (100):
·        β-γαλακτοσιδάση: 115.000 / 100 = 1.150 αμινοξέα.
·        περμεάση: 45.000 / 100 = 450 αμινοξέα.
·        τρανσακετυλάση: 25.000 / 100 = 250 αμινοξέα.
ΕΡΩΤΗΜΑ 4: Μήκος mRNA (σε νουκλεοτίδια, nt)
Υπολογίζουμε τα νουκλεοτίδια των αμινοξέων (3 * αμινοξέα) συν το κωδικόνιο λήξης (+3) για κάθε ένζυμο.
·        Ένζυμο 1: (1150 * 3) + 3 = 3.453 nt.
·        Ένζυμο 2: (450 * 3) + 3 = 1.353 nt.
·        Ένζυμο 3: (250 * 3) + 3 = 753 nt.
·        Ενδιάμεσα νουκλεοτίδια: 41.
Συνολικό μήκος L = 3.453 + 1.353 + 753 + 41 = 5.600 νουκλεοτίδια.
 

Πολύ όμορφο και πρωτότυπο θέμα Παναγιώτη (καλά δεν εκπλήσσομαι,χαχα), μπράβο φίλε!!

Καλημερα φίλε Αλέξανδρε, να είσαι καλά rock γίγαντα!

Παναγιώτη αν ανέβεις πάνω για τις γιορτές, σε περιμένω για “τζαμάρισμα” στο home garage studio μας (2 drum sets!)

Ευχαριστώ για την αφιέρωση Παναγιώτη. Πάω να πιω λίγο ζαχαρόCola να ανανεώσω τα ένζυμά μου και τα λέμε! Ωραία συνδυαστική άσκηση!

 
ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ (ΑΙ)
1. Ποια είναι η % w/v περιεκτικότητα σε ζάχαρη του αναψυκτικού;
·        Από τις αντιδράσεις (1) και (2), 1 mol ζάχαρης παράγει 2 mol γλυκόζης.
·        Η γλυκόζη με το Fehling δίνει ίζημα Cu₂O (Mr = 143).
·        Mol ιζήματος: n = 17,16 g / 143 g/mol = 0,12 mol Cu₂O.
·        Άρα n(γλυκόζης) = 0,12 mol στο Υ1.
·        Τα mol της ζάχαρης είναι τα μισά: 0,12 / 2 = 0,06 mol.
·        Μάζα ζάχαρης στα 200 mL: m = 0,06 mol * 342 g/mol = 20,52 g.
·        Περιεκτικότητα: (20,52 g / 200 mL) * 100 = 10,26% w/v.
2. Ποια είναι η c(M) γλυκόζης του διαλύματος Υ1;
·        Moles γλυκόζης = 0,12 mol.
·        Όγκος Υ1 = 200 mL = 0,2 L.
·        Συγκέντρωση: C = 0,12 / 0,2 = 0,6 M.
3. Πόσα mL αναψυκτικού ήπιαμε τελικά;
·        Για το Υ3: Π = 4,92 atm, T = 300 K. Από τον νόμο Π = C * R * T => 4,92 = C * 0,082 * 300 => C = 0,2 M (συγκέντρωση γλυκόζης στο Υ3).
·        Αν V ο όγκος αναψυκτικού για το Υ2, τότε n(γλυκόζης) = 2 * (10,26 * V / 100) / 342.
·        Ο τελικός όγκος Υ3 είναι V + 200 mL.
·        Από την επίλυση προκύπτει V = 100 mL.
·        Συνολικό αναψυκτικό που χρησιμοποιήθηκε: 200 mL (Υ1) + 100 mL (Υ2) = 300 mL.
·        Άρα ήπιαμε: 500 – 300 = 200 mL.
4. Πόσα λεπτά μελέτης χρειαζόμαστε για να “κάψουμε” τις θερμίδες;
·        Στα 200 mL που ήπιαμε υπάρχουν: 2 * 10,26 = 20,52 g ζάχαρης.
·        Θερμίδες: 20,52 g * 4 kcal/g = 82,08 kcal.
·        Χρόνος: (82,08 / 13,68) * 10 = 6 * 10 = 60 λεπτά (1 ώρα).
5. Ποια θα ήταν τελικά η c(M) γλυκόζης του διαλύματος Υ1 στους 80°C;
·        Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας (80°C), τα ένζυμα (ιμβερτάση, ισομεράση) υφίστανται  καταστροφή της πρωτεϊνικής τους δομής.
·        Οι αντιδράσεις (1) και (2) δεν πραγματοποιούνται.
·        Άρα δεν παράγεται γλυκόζη και η συγκέντρωσή της θα είναι c = 0 M.
6. Αν πίναμε όλο το μπουκάλι πόσα γραμμάρια ζάχαρης και πόσα kcal θα προσλαμβάναμε;
·        Ζάχαρη: 5 * 10,26 g = 51,3 g.
·        Ενέργεια: 51,3 g * 4 kcal/g = 205,2 kcal.
7. Ποιο % ποσοστό από την απαραίτητη ενέργεια (2052 kcal) προσλαμβάνουμε;
·        Ποσοστό = (205,2 / 2052) * 100 = 10%.

Θοδωρή όντως χρειαζόμαστε δροσιά και ανανέωση ενζύμων +;προσοχή στις θερμίδες !