by 
Ο Friedrich Wöhler, γεννημένος στις 31 Ιουλίου 1800 (χρόνια πολλά για αύριο!), ήταν ο πρώτος που σύνθεσε οργανική ένωση (ουρία, (NH2)2CO ) από ανόργανη (κυανικό αμμώνιο). Η ανακάλυψή του το 1828 θεμελίωσε τη σύγχρονη οργανική χημεία. Ας δούμε μια άσκηση επανω σε αυτή την ουσία.
Ποσοτικός προσδιορισμός ουρίας στο αίμα
Έστω διάλυμα Y1, όγκου 9 mL που περιέχει αμμωνία και έχει τιμή pH=10,5.
Σε 1 mL από το αίμα του μικρού Ασκληπιού προστίθεται το ένζυμο ουρεάση οπότε σε κατάλληλες συνθήκες πραγματοποιείται η αντίδραση που περιγράφεται από την χημική εξίσωση (1):
(NH2)2CO + H2O (ουρεάση) → 2 NH3 + CO2 (1)
Όλη η ποσότητα της παραγόμενης αμμωνίας συλλέγεται κατάλληλα και διαλύεται στο διάλυμα Υ1, οπότε τελικά προκύπτει το διάλυμα Υ2.
Για την ογκομέτρηση του διαλύματος Υ2 από πρότυπο διάλυμα HCl Υ3 με pH=2, απαιτούνται συνολικά 10 mL μέχρι το ισοδύναμο σημείο.
Κατά την ογκομέτρηση του διαλύματος Υ2 και αφού έχουν προστεθεί 5 mL HCl, το pH του διαλύματος που έχει προκύψει είναι ίσο με 9.
Έστω ένα άλλο διάλυμα Y4 όγκου 20 mL που περιέχει αμμωνία και έχει τιμή pH=11.
Σε 2 mL από το αίμα του μικρού Ιπποκράτη προστίθεται το ένζυμο ουρεάση οπότε σε κατάλληλες συνθήκες πραγματοποιείται η αντίδραση που περιγράφεται από την χημική εξίσωση (1).
Όλη η ποσότητα της παραγόμενης αμμωνίας συλλέγεται κατάλληλα και διαλύεται στο διάλυμα Υ4, οπότε τελικά προκύπτει το διάλυμα Υ5.
Για την ογκομέτρηση του διαλύματος Υ5 από πρότυπο διάλυμα HCl Υ6 με pH=1, απαιτούνται συνολικά 20,4 mL μέχρι το ισοδύναμο σημείο.
Να υπολογίσετε:
- Την τιμή Kbγια την ΝΗ3.
- Τη συγκέντρωση HCl στο διάλυμα Υ3.
- Τη συγκέντρωση αμμωνίας στο διάλυμα Υ1.
- Την περιεκτικότητα της ουρίας εκφρασμένη σε mg/dL στο αίμα του Ασκληπιού.
- Τη συγκέντρωση HCl στο διάλυμα Υ6.
- Τη συγκέντρωση αμμωνίας στο διάλυμα Υ4.
- Τον βαθμό ιοντισμού της αμμωνίας στο διάλυμα Υ4.
- Την περιεκτικότητα της ουρίας εκφρασμένη σε mg/dL στο αίμα του Ιπποκράτη.
9. Ο Ασκληπιός ή ο Ιπποκράτης έχει μη φυσιολογικές τιμές ουρίας στο αίμα του;
- Οι φυσιολογικές τιμές ουρίας (NH2)2CO, στο αίμα ενός ανθρώπου είναι από 10 mg/dL (min) έως 50 mg/dL (max).
- Όλα τα διαλύματα είναι υδατικά.
- Κw=10-14
- Θερμοκρασία 25 oC
- Επιτρέπονται οι γνωστές προσεγγίσεις.
- Mr(ουρίας)=60
- 1 dL=100 mL
Καλή επιτυχία !
Παναγιώτη, με μια πρώτη ματιά, δύο γρήγορες/εύθυμες ερωτήσεις-επισημάνσεις: 1. Γιατί Ασκληπιός και Ιπποκράτης; !!!!!, 2. Ο τύπος της ουρίας στην εικόνα με τον Wohler δεν είναι λανθασμένος;
(καλα αρχισαμε … ουτε τον τυπο δεν ειδα) Θοδωρή έχεις δικιο στην δευτερη φωτο είναι λαθος – τα ονοματα επιλεχθησαν για προσθηκη ενδιαφεροντος και αρχαιοελληνικου αρωματοςλογω της συσχετισης (με την Ιατρικη) για το θεμα αυτο
https://en.wikipedia.org/wiki/Berthelot%27s_reagent εδώ η επίσημη μέθοδος προσδιορισμού της ουριας
Παναγιώτη καλησπέρα. Και πάλι ωραίο θέμα. Δεν ξέρω αν άθελά σου ή ηθελημένα, σκαλίζεις μια πληγή. Πραγματικά θα ήθελα πολύ να μάθω πώς θα χειρίζονταν τη μονάδα μέτρησης mg/dL π.χ. 20 μαθητές. Έχω την αίσθηση ότι σε αντίθεση με τους Φυσικούς, δίνουμε ελάχιστη προσοχή στις μονάδες μέτρησης. Δεν ξέρω αν έχω δίκιο.
Και παρεμπιπτόντως: ο Ιπποκράτης μάλλον τρώει πολλά κοψίδια.
Καλησπέρα Δημήτρη ευχαριστώ για τον χρόνο σου, η καρδιά (και τα νεφρά) του Ιπποκράτη κι αν ξέρει πόσα κοψιδια έφαγε – χρησιμοποιησα (όχι εσκεμμένα) τις μονάδες που εμφανίζονται και στις εξετάσεις αίματος – νομίζω θα υπάρχει προβληματακι στις μετατροπές μονάδων – μάλλον κι εγώ θα είχα θέματακι σαν μαθητής.
Και μια μικρή παρατήρηση. Όπως έλυσα το πρόβλημα, είναι απαραίτητη η γνώση της συγκέντρωσης του HCl στο Υ3. Οπότε λογικά θα πρέπει και στα ζητούμενα να προηγείται. Εκτός αν έχεις ακολουθήσει άλλη πορεία.
Καλησπέρα Δημήτρη, νομίζω αναφέρω ότι … HCl Υ3 με pH=2, άρα c=0,01 M, ισως εγω δεν καταλαβα την ερωτηση, αλλα ΟΚ αλλάζω την σειρά στα ερωτηματα.
Μια χαρά το αναφέρεις. Απλά νομίζω ότι για να λυθεί η άσκηση ξεκινάς από αυτό ακριβώς. Δηλ ότι πρώτα απ’ όλα βρίσκεις τη C του HCl. Αλλά εκεί που γράφεις “Να υπολογίσετε” το ζητάς τρίτο στη σειρά. Για αυτό λέω μην τυχόν έχεις ακολουθήσει άλλη πορεία επίλυσης. Αν ακολουθήσαμε την ίδια σκέψη, πρώτα C(HCl), μετά Kb κλπ.
Σωστά Δημήτρη, το άλλαξα, σωστή η ιδέα σου
Να υπολογίσετε:
1) Την τιμή Kb για την ΝΗ3. Kb=10-5
2) Τη συγκέντρωση HCl στο διάλυμα Υ3. c=0,01 M
3) Τη συγκέντρωση αμμωνίας στο διάλυμα Υ1. c=0,01 M
4) Την ποσότητα ουρίας εκφρασμένη σε mg/dL στο αίμα του Ασκληπιού. 30 mg/dL
5) Τη συγκέντρωση HCl στο διάλυμα Υ6. c=0,1 M
6) Τη συγκέντρωση αμμωνίας στο διάλυμα Υ4. c=0,1 M
7) Τον βαθμό ιοντισμού της αμμωνίας στο διάλυμα Υ4. α=1%
8) Την ποσότητα ουρίας εκφρασμένη σε mg/dL στο αίμα του Ιπποκράτη. 60 mg/dL
9) Ο Ασκληπιός ή ο Ιπποκράτης έχει μη φυσιολογικές τιμές ουρίας στο αίμα του;
O Ιπποκράτης έχει μη φυσιολογικές τιμές ουρίας στο αίμα του >50 mg/dL.
Λύση της άσκησης (με πρώτη απάντηση του 2ου ερωτήματος)
2η σελίδα:
3η σελίδα:
Καλησπέρα Δημήτρη , σε ευχαριστώ πολυ για τις αναλυτικές απαντήσεις , που βοηθούν παρά πολύ – χωρίς να θέλω να παρέμβω στον τρόπο σκέψης σου , το πρώτο ερώτημα λύνεται και ανεξάρτητα , ευχαριστώ και πάλι για την εξαιρετική δουλειά σου !
Καλημέρα σε όλους.Μια διαφορετική προσέγγιση για τον προσδιορισμό της Κb της αμμωνίας..
Aπιδεικυετσι ότι στο μέσο της ογκομέτρησης,δλδ,όταν έχουν προστεθεί 5ml δ/τος Υ3,οι συγκεντρώσεις αμμωνίας και ιόντων αμμωνίου θα είναι ΙΣΕΣ.
Για το σκοπό αυτό παραθέτω την παρακάτω συλλογιστική πορεία:
Όταν βρισκόμαστε στο μέσο της ογκομέτρησης του Υ2 με διάλυμα HCl ,,δλδ όταν έχουν προστεθεί 5 ml έχουμε:
1.pH=9 ,άρα pOH=5 οπότε [ΟΗ]=10^-5 Μ
2.Αν είναι α τα mol της αμμωνίας στο δ/μα Υ2 και β τα mol του ΗCl στο δ/μα Υ3 όγκου 10 ml, τότε επειδή η αμμωνία και το υδροχωριο αντιδρούν με αναλογία 1:1,στο ισοδύναμο σημείο θα έχουμε πλήρη εξουδετέρωση της αμμωνίας και επομένως θα είναι α=β
3. Όταν έχουν προστεθεί 5ml δ/τος Υ3(μέσο ογκομέτρησης ), Θα έχουν αντιδράσει β/2 mol HCl ,με β/2 mole NH3,και θα έχουν προκύψει β/2mol NH4Cl,ενώ θα έχουν απομείνει και α-β/2=β-β/2=β/2 mol NH3.
4.Επομενως έχουμε ρυθμιστικό δ/μα αμμωνίας και χλωριούχο αμμωνίου,που περιέχει ίσες ποσότητες mol των
συστατικών αυτών, άρα οι συγκεντρώσεις αμμωνίας και αμμωνίου θα είναι ίσες.
Έτσι για την Κb της αμμωνίας θα έχουμε:
Κb=[NH4]•[OH]/[NH3] και επειδή [NH4]=[NH3],θα έχουμε τελικά Κb=[OH]=10^-5.