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 |