MEGOLDÁS: XI.-XII osztály, I. forduló, 2001 / 2002–es tanév, VII. évfolyam

 

 

  1. A pH jelölés a francia „puissance d’hydrogéne” kifejezésbol származik és a hatványkitevore (tíznek a hatványára) utal. (2x0,5 = 1 p)

A pH fogalmat Sorensen dán biokémikus vezette be 1909-ben. (2x0,25 = 0,5 p)

 

2. - a hidrazin molekula szerkezete: H2N – NH2 ; (0,75 p)

- a nitrogén molekula szerkezete: No N; (0,5 p)

  • - az azonos atomok közötti egyes kovalens kötés nagyobb távolságot jelent, mert kevesebb elektron biztosítja az összekapcsolódást ? kisebb a kötési energia; (1,25 p)
  • - tehát a hidrazinban a két N – atom között nagyobb a kötéstávolság, mint a N2 molekulában

    (0,5 p)

  • a hidrazinban 1,47 A , míg a nitrogén molekulában 1,09 A. (0,5 p)
  • 3. CnH2n+2 14n + 2 < 120 ? n < 8,42 14n + 2 > 100 ? n > 7 (1,5 p)

    - tehát: n = 8 C8H18 (0,5 p)

  • - egyetlen monoklór származék csak úgy keletkezhet, ha minden szubsztitúcióra alkalmas C-atom azonos rendu; (H3C)3 C – C(CH3)3 ; (0,75 p)
  • - egyetlen monoklór származék szerkezete: (H3C)3 C – C(CH3)2CH2Cl (0,5 p)

    - diklórszármazék izomérek száma:

    (H3C)3 C – C(CH3)(CH2Cl)2 ; ClH2C(H3C)2 C – C(CH3)2CH2Cl ; : (H3C)3 C – C(CH3)2CHCl2 (0,75 p)

     

    4. a) színtelen b) szagtalan c) benzin vagy petróleum szagú d) szagtalan

    e) alacsonyabb f) magasabb g) szilárdakat; C 3 17 h) apoláris

    i) apoláris vagy gyengén poláris oldószerben j) éter, kloroform, benzol, CCl4 , stb.

    k) kisebb l) fokozatosan no m) 1 L n < 5 n) n < 20 (14x0,25 = 3,5 p)

     

  • 5. A CH4 és C2H6 enyhén mérgezo; a C3H8 és C4H10 , valamint a cseppfolyós alkánok gozei gyenge érzésteleníto, illetve altató hatásúak. (0,5p + 0,75 p)

    Az n L 12 C – atomszámú alkánok könnyen beépülnek a szervezetbe, ott a zsírszövetekben tárolódnak és így fejtik ki káros hatásukat. (0,75p + 0,5 p)

    Az altató hatásnak megfeleloen, néhány alkán munkahelyen megengedett koncentrációja:

    C3H8 0,1 % ; C4H10 0,1 % ; C5H12 0,1 % ; C6H14 0,1 % ; C7H16 0,05 % ; C8H18 0,05 %. (4x0,5 = 2 p)

  • 6.

    a1) - a Cl-atom 7 vegyértékelektronja közül csak 3 - mal vesz részt a Cl – F kötések kialakításában, 2 nemköto elektronpár marad, amelyek enyhe taszítása miatt a F – F kötésszög kissé csökken a 90o fokhoz viszonyítva ( a szimmetrikus, ideális "T" alakú elrendezodéshez képest a reális érték 87,5o) (2 p)

  • a2) - az elobbiekben ismertetett szerkezet miatt a 3 db. Cl – F kötéstávolság nem azonos értéku; a taszítás miatt két Cl – F kötés hosszabb (169,8 pm) és egy Cl – F kötés rövidebb (159,8 pm)

    (1,5 p)

  • b) - a ClF3 édeskés, fullasztó hatású; már 0,1 ppm hígításban is mérgezo, a borre maró hatású;

  • - gozei megtámadják az orr, torok és a szem nyálkahártyáját; a szemekben maradandó károsodást okoz, a borön égési sebeket, fekélyeket hoz létre; "alattomos tulajdonsága", hogy a fájdalom nem azonnal jelentkezik. (1,5 p)
  • c) - hevesen reagál olyan anyagokkal, amelyeket általában inerteknek tartunk, így spontán

  • meggyújtja az azbesztet, fát, stb., ezért a II. világháborúban gyújtóbombaként használták az angol városok elleni támadásokban;

    - az 1950-es években rakéta hajtóanyagként használták (hidrazinnal, N2H4, rendkívül exoterm a reakciója, melynek során nagy mennyiségu gáz keletkezik: 3N2H4 + 4ClF3 ® 3N2 + 12HF + 2Cl2 )

    - rendkívül értékes ez a vegyület a nukleáris futoanyagok újrafeldolgozásában (a nukleáris reaktorok kiégett futoelemei U -t, Pu -t, I -izotópot és lantanidákat tartalmaznak, amelyekkel a ClF3 reakcióba lép; az U - mal illékony UF6 keletkezik, amely könnyen elválasztható a többi hasadási termékbol keletkezett nem illékony fluoridtól);

    - az utóbbi évtizedekben a félvezeto iparban van nagy szerepe, mivel az itt alkalmazott eszközök legjobb tisztítószere;

    - reakciókészsége miatt nem tartozik az üvegház-gázok közé és nem károsítja az ózonpajzsot.

    (2 p)

  • 7. 13P4 + 10P2I4 + 128H2O ® 40PH4I + 32H3PO4 (2 p)

     

  • 8. a) A friss tojás belseje általában baktérium- és penészgomba mentes. Száraz, meleg helyen tárolt tojás héján, a mikroszkopikus pórusokon keresztül, víz párolog el, és ennek „pótlására” levego hatol be kívülrol. Így jutnak be a rothasztó baktériumok, penészgombák, stb.; ezeknek kiváló táptalajt biztosít a tojásfehérje, így gyorsan elszaporodnak és rothadást idéznek elo. Ennek a folyamatnak eredményeként a fehérje S-tartalma kellemetlen szagú H2S formájában válik szabaddá. Ezt a folyamatot a behatoló levego oxigéntartalma is elosegíti. (2 p)

    b) A friss tojás surusége átlagosan 1,08 g/cm3, de az a) pontban említett folyamat eredményeként ez folyamatosan csökken (naponta kb. 0,0017 – 0,0018 –al). A romlás esetén a suruség rendszerint 1,015 g/cm3 alá csökken. A H2S – en kívül ammónia, metil-amin, stb. gázok is fejlodnek a tojásenzimek hatására és mindezek a tojás suruségének csökkenését idézik elo.

    Házilag az ún. úszópróba segítségével ellenorizhetjük a tojás állapotát: a 10 %-os konyhasóoldat surusége 1,077 g/cm3, tehát ebben a friss tojás elsüllyed, az állott vagy romlott tojás lebeg vagy feljön a tetejére. Szobahomérsékleten a 2 % -os konyhasóoldat surusége 1,014 g/cm3 , amelyben az állott tojás lebeg, a romlott pedig feljön a tetejére. (3 p)

  • 9. tf. % = mol % gázok esetében (Avogadro törvénye alapján)

    - a metán – etán gázelegy összetétele:

  • r = Melegy / Vst. = [(16x 3 30y) : x + z] / 24,5 = 0,9388 g/dm3

    ahol „x” és „y” a metán és etán tf. %-át jelenti az adott elegyben

    x = y tehát 50 tf. % metán és 50 tf. % etán (1 p)

    [(MXO2 x50 + MYO2 x50)/100] / 24,5 = 1,8368 MXO2 + MYO2 = 90 (0,75 p)

    AX + 32 + Ay + 32 = 90 AX + AY = 26 ? X és Y elemek a C és a N lehet, mert csak erre az esetre teljesül a matematikai feltétel (AC = 12 és AN = 14) (1,25 p)

    - ismeretlen gázelegy átlagos moláris tömege: M = (44x50 + 46x50) / 100 = 45 (0,5 p)

    10. A megadott feltételek betartása mellett, mindig a cukros víz kell megfagyjon hamarabb.

    Magyarázat: - a vízben oldott szilárd anyagok mindig az oldott részecskék suruségével arányosan csökkentik a víz fagyáspontját (pl. ha kétszer annyi részecske van a vízben, mint korábban, kétszer annyit csökken a fagyáspont). (1 p)

    Elso tényezo: - a só is, a cukor is oldódik a vízben, így mindketto csökkenti a fagyáspontot, de a só jobban, mint a cukor. Ennek az a magyarázata, hogy a só (NaCl) sokkal több oldott részecskét juttat a vízbe, mint a cukor (mivel az elobbi ionos szerkezetu vegyület, míg a cukor nem.) A konyhasó surusége kb. 40 %-kal nagyobb, mint a répacukoré (kristálycukor), és ebbol következoen egy kiskanál só nehezebb, mint egy kiskanál cukor. (1 p)

    Második tényezo: - a "sómolekula", NaCl, "molekulatömege" (MNaCl = 58,5) kb. csak 8,5 %-a a répacukor (MC12H22O11 = 342) molekulatömegének, így azonos tömegu sóban sokkal több "sómolekula" van, mint ahány cukormolekula. (1 p)

    Harmadik tényezo: - amikor a só feloldódik a vízben Na+ és Cl- ionokra bomlik, tehát a só oldódásakor kétszeresére no a részecskék koncentrációja (a cukormolekulák nem bomlanak fel a vízben - kovalens kötés tartja össze a molekulákat). Végso soron sokkal több oldott részecske kerül a pohárba, ha egy kiskanál sót oldunk fel, mint amikor egy kiskanál cukrot oldunk fel. Ez a magyarázata, hogy a só jobban csökkenti a fagyáspontot, és ezért a sós víz hosszabb ido alatt fagy meg, mint a cukros víz. (2 p)

    11.

  • S

    V

    A

    N

    T

    E

    Arrhenius

    4

     

    1

    9

    0

    3

    5

    6

    7

    3

    8

    9

         
                            

    Z

    S

    I

    G

    M

    O

    N

    D

    Y

    Richard

    9

     

    1

    9

    2

    5

    10

    5

    2

    11

    12

    13

    3

    14

    15

          
                            

    W

    I

    L

    L

    I

    A

    M

    Lipscomb

    5

     

    1

    9

    7

    6

    16

    2

    1

    1

    2

    7

    12

          
                            

    L

    I

    N

    U

    S

    Pauling

    7

     

    1

    9

    5

    4

    1

    2

    3

    4

    5

          
                            

    H

    E

    N

    R

    I

    Moissan

    6

     

    1

    9

    0

    6

    17

    9

    3

    18

    2

          
                            
    Robert

    M

    U

    L

    L

    I

    K

    E

    N

           

    8

     

    1

    9

    6

    6

    12

    4

    1

    1

    2

    19

    9

    3

                 
                            
    Harold

    U

    R

    E

    Y

               

    10

     

    1

    9

    3

    4

    4

    18

    9

    15

                     
                            
    William

    R

    A

    M

    S

    A

    Y

             

    2

     

    1

    9

    0

    4

    18

    7

    12

    5

    7

    15

                   
                            
    Oláh

    G

    Y

    Ö

    R

    G

    Y

             

    1

     

    1

    9

    9

    4

    11

    15

    28

    18

    11

    15

                   
                            
    Walter

    N

    E

    R

    N

    S

    T

             

    3

     

    1

    9

    2

    0

    3

    9

    18

    3

    5

    8

                   

     

     

     

    1.

     

    K

    A

    R

    B

    O

    K

    A

    T

    I

    O

    N

    O

    K

     

    19

    7

    18

    20

    13

    19

    7

    8

    2

    13

    3

    13

    19

                              

    2.

     

    N

    E

    M

    E

    S

    G

    Á

    Z

    O

    K

     

    3.

     

    T

    E

    R

    M

    O

    K

    É

    M

    I

    A

    3

    9

    12

    9

    5

    11

    21

    10

    13

    19

    8

    9

    18

    12

    13

    19

    22

    12

    2

    7

                              

    4.

     

    D

    I

    S

    S

    Z

    O

    C

    I

    Á

    C

    I

    Ó

     

    5.

     

    B

    O

    R

    Á

    N

    O

    K

    14

    2

    5

    5

    10

    13

    23

    2

    21

    23

    2

    24

     

    20

    13

    18

    21

    3

    13

    19

                              

    6.

     

    F

    L

    U

    O

    R

     

    7.

     

    F

    E

    H

    É

    R

    J

    E

    L

    Á

    N

    C

    25

    1

    4

    13

    18

    25

    9

    17

    22

    18

    26

    9

    1

    21

    3

    23

                              

    8.

     

    K

    V

    A

    N

    T

    U

    M

    K

    É

    M

    I

    A

     

    9.

     

    K

    O

    L

    L

    O

    I

    D

    O

    K

    19

    6

    7

    3

    8

    4

    12

    19

    22

    12

    2

    7

     

    19

    13

    1

    1

    13

    2

    14

    13

    19

                              

    10

     

    T

    R

    Í

    C

    I

    U

    M

     

    8

    18

    27

    23

    2

    4

    12

     

    (10x0,25= 2,5 p nevek; 10x0,25= 2,5 p fogalmak; 10x0,25 = 2,5 p sorszámok; 10X0,25= 2,5 p évszámok)

     

     

    1.  
    2. CSAK A XII. osztályos versenyzoknek kötelezo feladatok:

     

    1.  
    2. - majdnem kizárólag tiszta cellulózt; szép fehér, nem törékeny és úgy néz ki, mintha most került volna ki a nyomdából; (1 p)
    3.  
    4. - kevesebb cellulózt tartalmazó faköszörületbol, kéregorleménybol, stb. és így a cellulóz mellett a papír lignitet, poliszacharidokat és egyéb idegen anyagokat is tartalmaz; (1 p)
    5.  
    6. - a cellulóz bomlási folyamata (hidrolízis), amelyet savak, fény, nedvesség, oxigén, valamint foleg a városi levegoben található vegyi szennyezodések gyorsítanak; (1 p)
    7.  
    8. - az ismétlodo egységek neve: anhidrocellulóz, amely két glükóz molekulából álló szerkezeti egység; (1 p)
    9.  
    10. - kb. 10.000 anhidro-glükóz egység, amely kb. 20.000 glükóz molekulát tartalmaz és kb. tizedrészére csökken a gyártási folyamat során; megjegyzés: a cikkben csak az anhidro-cellulóz egységek száma szerepel, amely kétszeres glükóz-egység számot jelent); (1 p)
    11.  
    12. 800 - 1000 glükóz-egység (400-500 anhidrocellulóz egység) érték alatt következik be ez a folyamat; (1 p)
    13.  
    14. - legnagyobb része a gyártás során kerül a papírba; a papírok nedvszívó képességének a csökkentésére rendszerint timsót (fenyogyantával keverve) használnak, amely viszont könnyen hidrolizál, miközben sav keletkezik: [Al(OH)(H2O)5]2+ + H2O U [Al(OH)(H2O)5]2+ + H3O+ ; más savforrások: a levego savas szennyezodései (SO2 , NO2), a papírban található nem cellulóz komponensek savanyú bomlástermékei, stb. (1,5 p)
    15.  
    16. - a homérséklet megnöveli a cellulóz hidrolízisének sebességét; a fény hatására beindul egy ún. fotokémiai bomlási folyamat, amely viszont közvetett úton is végbemehet: a papír szennyezodései elnyelik a fényt, majd az elnyelt energiát átadják a cellulózláncnak; (1 p)
    17.  
    18. - sötét helyen kell tárolni;