Megoldás:

X. osztály, II. forduló, 2002 / 2003 –es tanév, VIII. évfolyam

1. a) A környezet hatására a fémek felületéről kiinduló kémiai átalakulások. (1 p)
b) Latin eredetű: „corrodere" = szétrágni kifejezésből származik. (0,5 p)
c) A passzív védelem során elzárják a felületet a környezettől, de amennyiben a bevonat megsérül, megszűnik a védőhatás. Ezzel szemben az aktív felületvédelem körébe olyan eljárások tartoznak, amelyeknél a bevonat megsérülésekor sem szűnik meg a védőhatás. (1,5 p)
d) Passzív védelem:
- mázolás, lakkozás: jól tapadó, összefüggő réteggel, pl. olajfestés során felvitt réteggel történő védelem; az alapozó festékben a korrózió megindulását gátló kémiai anyagokat is tesznek;
- zománcozás: vékony, üveghez hasonló szilikátbevonat felvitele a megvédendő felületre; a zománc lepattogzásával viszont megindul a fém korróziója;
- passzív réteg kialakítása vagy a védőréteg vastagságának növelése a fém felületén, pl. az Al felületén az Al2O3 - réteg vastagságának növelése;
- fémbevonat készítése kisebb redukáló képességű (elektrokémiai értelemben: nehezebben oxidálódik vagyis nehezebben ad le elektront) fémből; leggyakrabban ónt és nikkelt alkalmaznak, mivel mindkettő tömör védőréteget alkot és nem korrodálódik, viszont csak addig védenek, amíg a felületük meg nem sérül. (bármelyik 2 helyes válasz: 3 p )
Aktív védelem:
- fémbevonat készítése nagyobb redukáló képességű (elektrokémiai értelemben: könnyebben oxidálódik vagyis könnyebben ad le elektront) fémből; pl. a cinkkel bevont vaslemez (horganyzott bádog); a cink nem korrodálódik, illetve, ha a bevonat megsérül, akkor a cink reagál és az alatta levő vas mindaddig változatlan marad amíg cink található a felületén;
- katódos fémvédelemi eljárás: a megvédendő fémhez egy nagyobb redukáló képességű fémet kapcsolnak; erre a célra általában Mg - Al ötvözetet használnak. (Ezt a módszert főleg a talajon, talajban, vízben elhelyezett fémalkatrészek védelmére használják). (bármelyik 2 helyes válasz: 3 p)
(Megjegyzés: ezeknél az eljárásoknál a védő fémet időnként pótolni kell, de ez lényegesen olcsóbb, mint a teljes fémalkatrészek cseréje)

2. a) Na2Cr2O7 + 2NH4Cl ® Cr2O3 + 2NaCl + N2 + 4H2O (2 p)
b) M (Na2Cr2O7) = 262 M (Cr2O3) = 152
mpigment = 152x1000/262 = 580,15 g pigment (Cr2O3) (1 p)

3. A tűző Nap melegének hatására a kerékben (zárt rendszer) a levegő felmelegszik és kitágulni
igyekszik. Ezáltal nő a kerékben levő nyomás, jobban feszül a kerék fala, amely csak bizonyos nyomásértékeknek tud ellenállni. Amennyiben ez a folyamat huzamosabb ideig tart, a kerék gumifala felhasad (és ha ez menet közben történik rendkívül balesetveszélyes lehet). (3 p)

4. a) A tömény kénsav higroszkópos (vízelvonó) anyag. Amennyiben az ablaküvegek közé helyezzük
elnyeli az ott levő, illetve oda jutott vízpárát és így a külső, hidegebb felület nem párásodik be.
(2 p)
b) Ugyanezt a poharat nem lehet a helységben az ablakba tenni, mert a savgőzöktől a szobában
található vastárgyak korrodeálódnak, más tárgyakra is károsan hat és belélegezve káros az emberi szervezetre is. (2 p)

5. A hideg levegő közvetlenül a víz felszínével érintkezik és itt alakul ki az első jégréteg. Ugyanakkor a jégben a vízmolekulák kapcsolódása „üreges" szerkezetet eredményez, ezért sűrűsége kisebb, mint a vízé, így a felszínen marad. Ugyancsak a jég „üreges" kristályszerkezetéből adódik, hogy jó hőszigetelő is. Ez a két tényező felelős azért, hogy a jég védi az alatta levő vízréteget a megfagyástól. (3 p)

6. Mindkét esetben a levegő hőszigetelő tulajdonsága a magyarázat. A kötött ruhadarabokban azért sok a levegő a fonalszálak között, mert ezek lazán kerülnek egymás mellé. A réteges öltözködés esetén pedig a ruharétegek között marad levegőréteg. (3 p)

7. A kekszben sokkal több a cukor és a só, mint a kenyérben, és ezek higroszkópos tulajdonságúak. Ugyanakkor a keksz tésztaanyaga tömörebb, mint a kenyéré és így segíti a felvett nedvesség megtartását. Ezzel szemben a kenyér tésztaanyaga lukacsos, amely lehetővé teszi a benne levő nedvesség elpárolgását. (3 p)

8. A magasban kisebb a légköri nyomás, mint a Föld felszínéhez közelebb eső rétegben („ritkább a levegő, vagyis a levegőt alkotó gázrészecskék, móltömegük miatt alacsonyabban helyezkednek el, a fenti légkörbe kevesebb jut belőlük.) A kisebb nyomás hatására a léggömbben levő gáz is igyekszik kitágulni, a léggömbök fala rugalmasságuk miatt bizonyos nyomásértékig ellenállnak, majd egy adott értéken túl szétreped. (3 p)

9. - a metán anyagmennyisége: n = 400 / 24,5 = 16,326 mol (0,75 p)
- az elégetett metánból felszabadult hőmennyiség: Q = 890 x 16,326 = 1450,14 kJ (0,75 p)
- a fenti hőmennyiség 60 %-a: Qhasznos = 8718,08 kJ (0,75 p)
1 g víznek 1o -kal történő felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség: 4,18 J (0,75 p)
- a hőmérsékletnövekedés a víz felmelegítése során: Dt = 80 - 30 = 50o (0,5 p)
1 g víznek 50o - kal történő felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség: Q = 209 J (0,5 p)
- a felhasználható hőmennyiséggel felmelegíthető víz tömege:
m = 8718,08x103 / 209 = 41713,3 g = 41,713 kg víz (1,5 p)
Megjegyzés: a FIRKA 2001/2002 3-as számban megadott megoldás téves!

10. a) A Cola elszíntelenedik (vagy esetleg csak halványodik a színe), mivel az aktív szén megköti a nagy molekulájú színezőanyagokat. (1,5 p)
b) Metil-naranxs indikátor mellett a H3PO4 mint egyértékű erős sav reagál (0,5 p)
H3PO4 + NaOH ® NaH2PO4 + H2O (1 p)
Vagy: fenolftalein mellett, mint kétértékű gyenge sav reagál
H3PO4 + 2NaOH ® Na2HPO4 + 2H2O
- jelöljük V (cm3) - vel az elfogyott NaOH oldat térfogatát (ha 50 cm3 Colát titráltunk)
nNaOH = 0,1V / 1000 ml
- metil-narancs esetén: 1 mol H3PO4 reagál 1 mol NaOH - dal
nsav = (0,1V/1000)/50 mol/cm3 = 0,1V/50 mol/dm3
msav = (0,1V/50)98 g/dm3 = 196V mg/dm3 (2,5 p)
vagy: fenolftalein esetén: 1 mol H3PO4 reagál 2 mol NaOH - dal
nsav = (0,1V/2x1000)/50 mol/cm3 = 0,1V/100 mol/dm3
msav = (0,1V/100)98 g/dm3 = 98V mg/dm3
Megjegyzés: az eredmény, bármelyik indikátor használatával, a kísérleti határon belül kb. 700 mg/dm3
kell legyen!
c) A savanyú ízt, és ugyanakkor a jellegzetes fanyar ízt biztosítja. (0,5 p)

11. Széf - rejtvény

A

B

C

D

E

F

a) C 4 gombot (0,5 p)

1.

42 U

4 4 L

23 6 L

3 2 B

19 2 L

415 B

b) A számozás sorrendje (2 p)

TÓK

EZEM

EGYI

KNEV

ESTE

NTHA

c) „Elemnek nevezem mindazokat az

2.

35 4 L

27 2 J

10 3 L

28 2 J

34 4 B

29 4 L

eredeti és egyszerű, semmi mást nem

EKK

AMÁ

ÉSEG

SIKB

ELY

ÓLEL

tartalmazó testeket, amelyek egyikét

3.

14 2 L

7 3 L

22 2 F

13 3 B

20 1 J

21 3 B

sem lehet a másikból előállítani, és

MÁST

KATA

LYEK

EMMI

KET ,

AME

amelyekké az összetett testek bont-

4.

16 4 J

6 1 F

1 1 J

2 3 F

17 2 L

40 3 F

hatók.” (5 p)

TART

DAZO

ELE

MNE

ALM

EKBO

 

5.

15 1 F

5 1 F

11 1 J

12 2 F

32 2 L

31 1 B

 

NEM

MIN

YSZE

RŰ , S

NI , É

LÍTA

 

6.

36 3 J

8 1 J

9 4 F

37 1 L

18 5 F

30 1 F

 

ÉAZO

ZERE

DETI

SSZE

AZÓT

ŐÁL

 

7.

25 1 J

26 5 F

24 2 B

38 2 J

33 5 F

39 3 F

 

EML

EHET

KÉTS

TETT

SAM

TEST