Opgave Oktober: Hoofdpijn



Dovnload 2.86 Mb.
Pagina3/26
Datum26.10.2018
Grootte2.86 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26

Hint Oefenopgave November

  • E

    en evenwicht wordt gekarakteriseerd door de bijbehorende K-waarde. Voor het
    volgende evenwicht geldt:

De concentraties van de stoffen worden ingevuld in mol/l. Als een van de stoffen water is, wordt dit niet meegenomen.

  • Voor zuren en basen geldt dat pK = - log K. De pK waarde van een zuur geeft een indicatie van de lading bij bepaalde pH. Als de pH gelijk is aan de pK van een zuur, dan is dit zuur precies voor de helft gedissocieerd (reken dit na door [H+] uit de pH te berekenen). Bij lagere pH is het zuur ongedissocieerd (dus ongeladen) en bij hogere pH is het zuur gedissocieerd (dus negatief geladen). Voor basische groepen gaat deze regel ook op, met het verschil dat een base bij pH’s lager dan de pK positief geladen is en bij hogere pH’s ongeladen.

Uitwerkingen November

  1. Een kalkrijke bodem buffert de pH rond de 8. De verhouding van [HCO3-]/[CO32 -] bij pH 8 volgt uit vergelijking (1) en is gelijk aan 102,33. Het carbonaat ion is dus te verwaarlozen t.o.v. het waterstofcarbonaat ion. Uit vergelijking (2) volgt dat de verhouding tussen H2CO3 en HCO3 - bij pH 8 gelijk is aan 10-1,62. Het waterstofcarbonaat ion is dus het dominante ion in oplossing bij pH 8. Bij het oplossen ontstaat er waterstofcarbonaat en er wordt één mol H+ geconsumeerd per mol opgelost kalk.

  2. Het molecuulgewicht van CaCO3 is 100,09 g/mol. 5 gram kalk per kg grond komt dan overeen met 0,05 mol kalk per kg grond. Er is dus 0,05 mol H+ per kg grond nodig om de kalk volledig op te lossen.

  3. De depositie is gegeven per ha, dus beschouwen we 1 ha, 104 m2 grond. 1 ha grond met een diepte van 1 meter geeft 1,7·107 kg grond. Dit geeft, vermenigvuldigd met 5 g kalk / kg grond, 8,5·107 g kalk, wat overeen komt met 8,49·105 mol CaCO3. Dit reageert 1:1 met H+. Er is dus 8,49·105 mol H+ nodig. Bij een depositie van 7800 mol H+/ha/jaar, duurt het 109 jaar om alle kalk te verwijderen. Bij een depositie van 3000 mol H+/ha/jaar zelfs 283 jaar.



CaCO3 + H+ --> Ca2+ + HCO3 -

<--

  1. Voor de evenwichtsconstante van de totaalvergelijking geldt

[Ca2+] · [HCO3 -] [Ca2+] · [CO3 -] [HCO3 -]

Kt= = · = K(1) · K(3)



[CaCO3] [CaCO3] [CO32 -] · [[H+]

  1. Dan volgt: log Kt = log (K(1) · K(3)) = log K(1) + log K(3) = 10,33 - 8,35 = 1,98

Opgave December: Licht in de duisternis

Levende organismen gebruiken een waaier aan stoffen om signalen door te geven, zowel binnen de cel, als tussen cellen of zelfs organen. De concentratie en locatie van deze verbindingen kunnen in een fractie van een seconde sterk veranderen. Een benodigde snelle techniek, die zowel de positie als de concentratie kan bepalen, is het gebruik van fluorescente indicatoren (geven licht af van een andere kleur dan waarmee ze bestraald worden, net zoals het black-light effect op dance-party's) gecombineerd met een fluorescentie microscoop. Deze techniek heeft als voordeel dat een zeer lage intensiteit en dus ook een zeer klein aantal indicator moleculen en veranderingen daarin op micro (10-6 M) tot zelfs nanomolair (10-9 M) schaal meetbaar zijn.

Fluorescente indicatoren worden onder meer toegepast is het onderzoek naar veroudering van cellen en organismen. Cellen zitten vol reparatie- en verdedigingsmechanismen. Uit dierproeven blijkt, dat het mogelijk is de levensduur van niet alleen cellen maar ook van organismen sterk te veranderen.

Een belangrijke oorzaak van beschadiging in cellen is het gebruik van zuurstof voor de verbranding van ons voedsel. Deze stof die voor ons van levensbelang is, leidt ook tot onze dood. De voortdurende beschadiging wordt ook wel oxidatieve stress genoemd. Als gevolg hiervan worden de celmembranen stijver. Membraanprocessen worden dan ontregeld. Om de mate van oxidatieve stress onder verschillende omstandigheden in een celmembraan te meten, kan een fluorescente indicator worden gebruikt. Een cel heeft meerdere membranen, waaronder een celmembraan, een kernmembraan, verschillende mitochondriamembranen etc. die met behulp van moderne microscopen makkelijk en onafhankelijk van elkaar te bestuderen zijn.

1. Ten gevolge van oxidatie wordt de onderstaande rood fluorescerende verbinding op de plek van het butadiëen omgezet van een alkeen naar een dihydroxyalkaan verbinding die groen fluoresceert.



  1. Teken de mogelijke structuurformules van de ontstane verbinding;

  2. Als aan de ontstane verbinding bij a) joodwater wordt toegevoegd zou er dan een snelle ontkleuring ontstaan?

  1. De bovenstaande indicator hoopt zich midden in het membraan op. Beredeneer of een celmembraan hydrofiel of hydrofoob is.

  2. Onder niet-zure omstandigheden zal het indicator molecuul niet willekeurig georiënteerd zijn in het membraan maar daar op een bepaalde manier in steken. Leg uit hoe dat komt en wat de oriëntatie is.

  3. Zonlicht leidt direct tot een sterke toename van de oxidatie in de cellen. Dit zorgt voor het oxideren van de vetten in de membraan wat leidt tot veroudering. We meten de oxidatie in de membraan van twee typen cellen: Cellen welke in het donker groeien en cellen die continu aan zonlicht worden blootgesteld. Welke celmembranen zullen het meest groengekleurd zijn?

In een experiment wordt 1,0 microliter 0,30 micromolair (micro = 10-6) indicator aan een oplossing van 20 microliter toegevoegd waarin zich 14 plantencellen bevinden. Neem aan dat elke plantencel een bolvorm heeft met een diameter van 20 micrometer. Neem aan dat uiteindelijk alle indicator in de celmembraan wordt opgenomen.

  1. Hoeveel mol indicator is er per plantencel beschikbaar?

Een celmembraan is erg dun ~ 20 nanometer (1 nanometer = 1·10-9 cm ), maar vaak wel vloeibaar. Het wordt ook wel een 2 dimensionale vloeistof genoemd. Opgeloste moleculen kunnen niet op elkaar worden gestapeld wel naast elkaar plaatsnemen.

  1. Wat is de concentratie indicator in het membraan in mol m-2?

De hoogste ruimtelijke resolutie die met een lichtmicroscoop kan worden behaald is ongeveer 0,5 micrometer. Dit betekent dat je alle fluorescentie verzameld uit een cirkel met die diameter.

  1. Wat is het aantal indicator moleculen dat op dat moment te zien is?

Om de cel te beschermen tegen oxidatieve stress maakt een cel onder andere antioxidanten aan. Vitamine C is zo'n antioxidant. De meeste diersoorten maken vitamine C zelf aan maar de mens is een van de uitzonderingen. Gebrek aan deze vitamine in het voedsel leidt tot de ziekte scheurbuik. Een ziekte die van ouds her veel levens kostte op zee.

  1. Teken in een diagram van groene fluorescentie intensiteit versus tijd van zowel het gedrag van een cel van een scheurbuik patiënt als die van een gezond persoon. Beide cellen zijn natuurlijk wel met indicator geladen op hetzelfde moment.


Deel met je vrienden:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26


De database wordt beschermd door het auteursrecht ©tand.info 2017
stuur bericht

    Hoofdpagina