OEFENOPGAVEN. Inleiding Scheikunde voor anesthesiemedewerkers en operatie-assistenten i.o.

Transcriptie

1 OEFENOPGAVEN Inleiding Scheikunde voor anesthesiemedewerkers en operatie-assistenten i.o. voorjaar 2010

2 1. Hoeveel protonen, neutronen en elektronen zijn aanwezig in de volgende deeltjes? a) F - b) He c) 14 C d) e) 17 O 2-25 Mg Beschouw de volgende deeltjes met bijbehorende elektronentoestanden: I S 2- * : K2 L7 M9 II Na + : K2 L8 III O: K2 L6 a) Welke van deze toestanden zijn stabiel? b) Hoe kunnen de instabiele ( aangeslagen ) toestanden gestabiliseerd worden? 3. Welke lading acht je het meest waarschijnlijk voor de ionen van a) aluminium b) broom c) waterstof 4. Zijn de volgende deeltjes metalen, atomaire stoffen, moleculaire stoffen of zouten? a) F 2 b) He c) Pb d) CaO e) C 2 H 6 O f) FeSO 4 5. Wat is de reden voor het feit dat de edelgassen buitengewoon onreactief zijn? 6. De hoogte van het kook- en smeltpunt van een stof wordt bepaald door de sterkte van de krachten tussen de deeltjes waaruit die stof is opgebouwd. Bij moleculaire stoffen zijn dat de zogenaamde vanderwaalskrachten, bij zouten de ionbinding en bij metalen de metaalbinding. Vanderwaalskrachten zijn veel zwakker dan elektrostatische krachten (zoals de ion- en metaalbinding). a) Komt de aggregatietoestand van ethaan bij kamertemperatuur overeen met de toestand die je op grond van het bovenstaande zou verwachten? Chloroform (CHCl 3 ) werd zo n honderd jaar geleden gebruikt om iemand te bedwelmen. Omdat de werkzame en dodelijke dosis niet ver uit elkaar liggen, is het echter al snel in onbruik geraakt en vervangen door o.a. ether en lachgas. b) Teken de structuurformule van chloroform. Natriumpentothal, waarvan de structuurformule hiernaast staat afgebeeld, is eveneens een anestheticum, hoewel het beter bekend staat onder de naam waarheidsserum. Deze uitwerking is echter nooit eenduidig bewezen. 2

3 c) Wat is de molecuulformule van natriumpentothal? d) Chloroform is een vloeistof, natriumpentothal een vaste stof. Geef hiervoor een mogelijke verklaring. 7. Maak de volgende reactievergelijkingen kloppend: a) Na + H 2 O NaOH + H 2 b) CuO + CH 4 CO 2 + H 2 O + Cu c) NH 3 + O 2 H 2 O + NO 8. Om algehele anesthesie te bewerkstelligen kan intraveneus propofol worden toegediend. De inductiedosis van propofol bedraagt ca. 2 mg / kg. a) Hoeveel mmol propofol is nodig om een man van 80 kg in slaap te brengen? b) Verwacht je dat propofol goed oplost in water? 9. Hoeveel broomionen (aantal deeltjes!) bevinden zich in 0,4 gram magnesiumbromide? 10. Botcement, dat o.a. gebruikt wordt om gewrichtsprotheses vast te lijmen, wordt bereid uit de vloeistof methylmethacrylaat. Onder invloed van toevoegingen als N,N- dimethylparatoluidine en benzoylperoxide gaan de methylmethacrylaatmoleculen aan elkaar zitten en vormen zo een lange keten (polymeer), die we polymethylmethacrylaat (PMMA 1 ) noemen. Aangezien PMMA een vaste stof is, wordt het cement langzaam hard na aanbrengen. Van beide verbindingen is de structuurformule hieronder weergegeven. methylmethacrylaat polymethylmethacrylaat a) Verklaar waarom methylmethacrylaat een vloeistof is en polymethylmethacrylaat een vaste stof. b) Hoeveel gram botcement kan ontstaan uit 0,25 mol methylmethacrylaat? Om het gewricht beter zichtbaar te maken op röntgenfoto s wordt een zout als bariumsulfaat (BaSO 4 ) of zirconiumdioxide aan het cement toegevoegd. c) Geef de formule van zirconiumdioxide. 11. Onze bloedglucosespiegel houdt gewoonlijk een waarde tussen de 4 en 7 mmol.l - 1 aan. In geval van hyperglycemie ligt deze waarde aanzienlijk hoger. Dit uit zich in hevige dorst, veelvuldig plassen en sufheid. Hyperglycemie kan ontstaan als het lichaam te weinig insuline aanmaakt. Insuline is een hormoon dat nodig is om glucose in weefsels op te kunnen nemen. Bereken hoeveel gram glucose in het bloed moet worden opgenomen om de bloedglucosespiegel te laten stijgen van 6 mmol.l - 1 naar 16 mmol.l - 1. De molecuulformule van glucose is C 6 H 12 O 6. Ga uit van een bloedvolume van 6 L. Neem aan dat er geen glucose uit het bloed verdwijnt. 1 PMMA kennen we ook wel als plexiglas, dat bijv. voor ruiten van ME- busjes gebruikt wordt 3

4 12. Reageren de volgende deeltjes als zuren of basen? Hoeveel H + kan ieder deeltje afstaan of opnemen? a) HF b) CH 3 COOH c) 3- PO 4 d) CaO 13. Bereken ph van de volgende oplossingen: a) 2M HCl b) 0,7M HNO 3 c) 3mM KOH d) 0,1% Ca(OH) Zet de volgende oplossingen op volgorde van lage naar hoge ph: a) goede douchezeep b) slechte douchezeep c) gootsteenontstopper (op basis van loog) d) cola e) tomatensap f) bloed 15. Lees de volgende passage uit de oratie van professor Albert Dahan, bij aanvaarding van het ambt van hoogleraar in de anesthesiologie aan de Leidse Universiteit. ( ) Ons lichaam heeft een continue behoefte aan zuurstof, de brandstof die nodig is voor de productie van energie. Daarnaast moeten afvalstoffen, zoals koolzuur, worden afgevoerd. Onze longen hebben de belangrijke taak de opname van zuurstof en de afgifte van koolzuur te garanderen. De aansturing van onze longen vindt plaats via een systeem dat gebruik maakt van twee sensoren. Een sensor vinden we in de hals, ter plekke van de splitsing van de halsslagader in een klein orgaantje, het glomuslichaampje. De locatie van het orgaantje is dusdanig strategisch dat het ook wel de waakhond van onze hersenen wordt genoemd. Deze perifere sensor reageert direct indien te weinig zuurstof (hypoxie) het normale functioneren van de hersenen dreigt te verstoren. De tweede sensor vinden we in de hersenstam. Deze centrale sensor is gevoelig voor koolzuur en bewaakt net als de perifere sensor onze hersenen. Worden de perifere en centrale sensoren geactiveerd door bijvoorbeeld een tekort aan zuurstof in het lichaam of een teveel aan koolzuur in het bloed dan leidt dit direct tot een toename van de ademhaling. We gaan hyperventileren. Met als gevolg dat de zuurstofopname en koolzuurafgifte via de longen stijgen. Het is ironisch dat vooral deze twee sensoren uiterst gevoelig zijn voor de effecten van anesthetica en pijnstillers. Anesthetica en met name de inhalatieanesthetica zoals halothaan, isofluraan en sevofluraan, schakelen de perifere sensor uit; pijnstillers schakelen de centrale sensor uit. ( ) a) Waarom wordt het tegelijkertijd toedienen van zowel pijnstillers (m.n. morfine- analogen zoals fentanyl) als anesthetica/slaapmiddelen sterk afgeraden? Stoffen die de ademhaling stimuleren, werken veelal ook op bovengenoemde sensoren. Een voorbeeld van zo n stof is doxapram. b) Wat voor invloed kan een overdosis doxapram op de ph van het bloed hebben? c) Hoe probeert het lichaam hiervoor indien nodig te compenseren? 4

5 16. Als het lichaam voor de energievoorziening vet gaat verbranden in plaats van koolhydraten, ontstaan grote hoeveelheden van zogenaamde ketonen. Een dergelijke toestand kan ontstaan bij langdurige hongerstaking, bij alcoholisme en bij type 1 diabetes mellitus. Langdurige productie van ketonen veroorzaakt metabole acidose. Mensen die hier last van hebben zijn herkenbaar aan de karakteristieke lucht van nagellakremover of van overrijpe appeltjes die om hen heen hangt. De structuurformules van de belangrijkse van deze ketonen zijn gegeven. a) Beschrijf hoe ophoping van deze ketonen acidose kan veroorzaken. Maak hierbij gebruik van een onderdeel uit de hier rechts weergegeven structuurformules. b) Hyperglycemie (zie ook opg. 11) gaat vaak vergezeld van overmatige urineproductie, hetgeen tot uitdroging kan leiden. Wat voor effect heeft deze vochtonttrekking op de acidose? 17. Er wordt een patiënt binnengebracht die al enkele dagen griepverschijnselen heeft, maar nu ook ernstige hemolytische anemie (bloedarmoede door bovenmatige afbraak van rode bloedcellen) ontwikkelt. Onderzoek wijst uit dat de patiënt chronisch is blootgesteld aan naftaleen (een stof die naar mottenballen stinkt), uitgescheiden door termieten (houtvretende insecten). Zolang de patiënt normaal (stevig) at, was de dosis naftaleen te laag om duidelijke ziekteverschijnselen te veroorzaken. Pas toen de patiënt de griep kreeg en minder voedsel binnenkreeg, begonnen de symptomen van naftaleenvergiftiging zich te openbaren. a) Teken de schematische structuurformule van naftaleen. b) Geef een verklaring voor de verschijnselen van de patiënt. Denk hierbij aan de basale metabole processen die in ons lichaam plaatsvinden en betrek in je uitleg de hiernaast afgebeelde structuurformule van naftaleen. 18. Een verrassend tegengif voor methanolvergiftiging is ethanol. Verklaar dit met behulp van het gegeven dat methanol en ethanol door hetzelfde enzym worden afgebroken. 19. Hieronder staan de structuren afgebeeld van vitamine C (ascorbinezuur) en van vitamine A (retinol). Beschrijf het lot van beide stoffen bij overconsumptie. vitamine C vitamine A Ruben E. A. Musson Afdeling Klinische Chemie Leids Universitair Medisch Centrum e- mail: r.e.a.musson@lumc.nl 5