MEGOLDÁS:

XI. – XII. osztály, III. forduló, 2003 / 2004 –es tanév,

IX. évfolyam

 

1. a) Kovalens kötéssel összekapocsolt, jól meghatározott számú atomból felépülő

részecskéket (= atomcsoportot) molekulának nevezünk. (1 p)

b) Pl. H2O – víz; NH3 – ammónia; CO – szénmonoxid; CO2 – széndioxid; NO – nitrogén-monoxid; NO2 – nitrogén-dioxid; NH2 – OH - hidroxilamin; H2O2 – hidrogén-peroxid (oxigénesvíz)ł; HNO2 – salétromossav; HNO3 – salétromsav; H2CO3 – szénsav; HCN – hidrogéncianid; HNCO – iozociánsav; HOCN – ciánsav; CH4 – metán; C2H4 – etén; C2H2 – acetilén; CH2O – formaldehid; CH3OH – metanol; CH3CHO – acetaldehid; CH3COOH – ecetsav; HO – CH2 – COOH - hidroxiecetsav;

HCOOH – hangyasav; HCONH2 – formamid (hangyasavamid). (6 p)

2. a) Azt feltételezik, hogy a redukáló őslégkör molekuláiból (NH3 , CH4 , H2O , CO2 , H2 , N2 ) különböző energiák hatására (UV, b - , g – sugártás, stb.) alakulhattak ki az egyszerű szerves molekulák. (0,5 p)

b) Több, mint 3,7 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg a kémiai változások, az élet.

(0,25 p)

c) Nagy részét a CO2 alkotta, annak ellenére, hogy a cianobaktériumok oxigén termelők.

(0,25 p)

d) Feltételezhető, hogy az oxigént az aerob mikrobák és a vulkanikus gőzökkel való reakciók elhasználták. Ugyanakkor a tengervíz vastartalma is oxigént fogyasztott és ebből képződtek a szalagos vasércek. (Kb. 2 milliárd évvel ezelőtt mind több ilyen vörös üledék rakódott le). (1 p)

e) A vasion jelenlétét feltételezik az első fehérjék összetételében, de ugyanakkor egyes moszatokban mangánt is találtak. Ezek a fehérjék azért képződhettek, mert az ősóceánnak nagy volt a vas – és mangánion tartalma. Az ősóceán FeS – ja reagált a ciszteinnel és Fe – S koordinatív kötést hozott létre az aminosav – SH csoportjával. Az ilyen típusú kapcsolódásra általában a d – mező elemei képesek, mivel utolsó elektronhéjukon több üres orbitált tartalmaznak (koordinációs szféra), amelyekre elektront fogadhatnak be az elektron-donorként (ligandum) viselkedő részecskéktől. Vizes közegben a fémionok vízmolekulákkal koordinálódnak, de ezek könnyen kicserélődhetnek erősebb elektrondonorral, pl. – SH csoporttal. (1,5 p)

f) A ligandumokat egy - , két – vagy többfogúnak nevezzük, attól függően, hogy hány koordinatív kötéshez szükséges elektronpárral rendelkeznek (pl. :NH3 ). A két- vagy többfogú ligandumok esetében az elektrondonor atom a molekulában egymástól távolabb kell elhelyezkedjen, pl. H2N – CH2 – CH2 – NH2. Ez utóbbi esetben a ligandumok a fémiont körbefogják úgy, mint a rák ollója a zsákmányát. Ezért nevezik az ilyen szerkezetű komplexeket kelátoknak; görögük: kela = rákolló. (2 p)

g) Oxigén, nitrogén, kén (aminosavak, nukleinsavak stb. Kapcsolódása a fémionokhoz).

(0,25 p)

 

3. R – mondatok:

11 – nagyon gyúlékony; 23 – belélegezve mérgező; 24 – bőrrel érintkezve mérgező;

25 – lenyelve mérgező; 45 – rákot okozhat; 48 – hosszú időn át hatva súlyos

egészségkárosodást okozhat; 20 – belélegezve ártalmas; 22 – lenyelve ártalmas;

38 – bőrizgató hatású; 40 – maradandó egészségkárosodást okozhat (2,5 p)

S – mondatok:

16 – gyújtóforrástól távol tartandó; 29 – csatornába engedni nem szabad;

44 – rosszullét esetén orvoshoz kell fordulni, ha lehetséges a címkét meg kell mutatni; 53 – kerülni kell az expozíciót – használatához külön utasítás szükséges; 36 – megfelelő védőruházatot kell viselni; 37 – megfelelő védőkesztyűt kell viselni (1,5 p)

A benzol veszélyjelei: F és T, a kloroformé pedig Xn . Jelentésük:

F – nagyon gyúlékony T – mérgező Xn – gyengén mérgező, ártalmas

(0,75 p)

4. 7 – 8 millió különböző vegyület (nagyságrend: 106 ) (1 p)

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- szimbólumok postai elküldése: 6 x 0,5 p = 3 p

Részleges pontozás:

- a postai úton el nem küldött, de a feladatlapon ismertetett jelek: 6 x 0,25 = 1,5 p

6. A) a) SO2 + ½ O2 ® SO3 SO3 + H2O ® H2SO4 vagy

SO2 + H2O ® H2SO3 H2SO3 + ½ O2 ® H2SO4 (1 p )

b) pH = 2,25 Þ [H+] = 10-2,25 = 0,005623 mol / dm3 ([H+] = - lg 2,25) (0,5 p)

H2SO4 + H2O ® SO42- + 2H3O+ (0,5 p)

1 mol H2SO4 . . . . . . . . 2 mol H+

x . . . . . . . . . . . . . . 0,005623 mol H+ x = 0,00281 mol H2SO4 / dm3 (1 p)

c) H2SO4 + H2O Û HSO4- + H3O+ (1) HSO4- + H2O Û SO42- + H3O+ (2) (1 p)

K1 = [HSO4-] [H3O+] / [H2SO4] K2 = [SO42-] [H3O+] / [HSO4-] (0,5 p)

A K1 > 1 és a K2 < 1. Az (1) reakcióban az egyensúly gyakorlatilag teljes mértékben a ® nyíl irányába van eltolódva. Molekulaszerkezetből adódik, hogy a H2SO4 molekulában nagy a polarítás és így nagyon könnyen ad le H+ - iont. A HSO4- - ion viszont a csoport negatív töltésre miatt már sokkal nehezebben adja le a H+ - iont. (1 p)

B) legyen „m” kg az elégetett anyag terméke: 0,95m kg tiszta CH4 és 0,95m kg tiszta szén ég el;

- az égés reakcióegyenletei:

(1) CH4 (g) + 2O2 (g) ® CO2 (g) + 2H2O(g) D H1

(2) C(sz) + O2 (g) ® CO2(g) D H2 (1 p)

 

D H1 = - 215x2 – 393 – (-75) = - 748 kJ / mol

1 mol CH4 = 16 g égés . . . . . . . . . . . . . 748 kJ

0,95mx103 g . . . . . . . . . . . x

x = 44,41mx103 kJ hő „m” kg CH4 elégéséből (1 p)

D H2 = - 393 kJ/mol 1 mol C = 12 g C . . . . . . . . . 393 kJ

0,95mx103 g C . . . . . . . . . . . x

x = 31,11x103 kJ hő szabadul fel „m” kg szén égéséből (1 p)

44,41x103 m > 31,11x103 m , tehát a feladat adatai alapján a CH4 – gáz égésével szabadul fel nagyobb hőmennyiség. (0,5 p)

7. a) Röviddel a kísérlet után nem észlelhető semmilyen változás, viszont néhány nap

múlva az oldat zöldes színű lesz. (0,5 p)

b) A réz nem reagál az ecetsavval, mert pozitív standard potenciálú fém (a fémek aktivitási sorában a H után helyezkedik el), viszont néhány nap után a réz felülete a levegő oxigénje hatására lassan oxidálódik, CuO keletkezik, amely már reagál az ecetsavval. (1 p)

Cu +2CH3COOH + ½ O2 ® Cu(CH3COO)2 + H2O

vagy: Cu + ½ O2 ® CuO CuO + 2CH3COOH ® Cu(CH3COO)2 + H2O (0,5 p)

A réz-acetát vízben oldódó vegyület és a hidratált Cu2+ - ionok zöldes színűek. (0,5 p)

  1. A réz fontos nyomelem az emberi szervezet számára; az emberi test kb. 150 mg rezet tartalmaz, a napi szükséglet pedig kb. 2 mg. A vér rézszintje állandó; fontos szerepe van a vérképzésben és befolyásolja a vasfelszívódást. Vérszegénységkor kis mennyiségű adagolása szükséges. A fémréz nem mérgező, de ionjai azonban mérgezőek. A rezet az emberi szervezet viszonylag jól tűri, csak 0,1 g feletti mennyiség ártalmas. Rézmérgezés viszonylag ritkán fordul elő, mert a rézvegyületeknek hánytató hatásuk van (pl. 5 % -os CuSO4 – oldat hánytatószer). A Cu2+ - ionok a mikroorganizmusok számára erős méreg, ezért pl. a rézedénybe kerülő víz sokáig tiszta marad, mert a Cu oxidálódása, majd a vegyület oldódása folytán a vízbe kerülő kis mennyiségű rézionok megölik az alsóbbrendű szervezeteket. (Ezért higiénikusabb a rézpénz, rézkilincs, stb.). A réz elősegíti a Ca – és P – beépülését a csontokba. Mivel a rézionok jelenléte valamennyi élőlény számára nélkülözhetetlen, ezért ennek hiánya vagy fölöslege az élő szervezet megbetegedéséhez vezet. Az egészséges táplálkozás esetében mindez az emberi szervezetben nem alakulhat ki. A réz hiánya vagy felhalmozódása rézanyagcsere zavarokhoz vezet, amely a mályat, vesét károsíthatja, és ugyanakkor a testi és szellemi fejlődés elmaradásával is jár. (3 p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Vonalazós rejtvény

a) Az ábrában a vonalak helyzete: (4 p)

N E

É K

B A

E N

O Z

3

O M

T L

M I

3

Y G

3

H C

A E

É J

F L

3

A R

M É

N Z

V E

D A

1

A Y

4

E F

E D

Á J

1

L O

3

S Ő

Z T

E F

E L

5

S É

2

G E

S Z

É N

B B

2

Z S

E R

T R

N D

H K

Á L

R E

V V

4

E K

Z E

T É

E V

4

O G

M O

7

3

. M

L K

P A

2

S C

O L

6

T D

K E

E L

T A

O S

O H

S S

5

Ú Z

K Y

6

E Z

V I

Á T

6

A N

K K

E K

L U

E K

A A

É T

E V

E T

E T

6

V T

G É

T E

U L

E B

? T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b) „A benzolt Michael Faraday fezte fel és szerkezetével kapcsolatos

hosszú vitának Kekulé vetett véget negyven évvel később. Miért mondják,

hogy Kekulé megálmodta a benzol szerkezetét?” (2 p)

    1. Kekulé 1865 – ben valóban megállapította a benzolgyűrű szerkezetét. Az

egyik anekdota szerint gondolkodva-álmodozva maga elé képzelte a kígyóként tekeredő C-láncokat, majd észrevette, hogy a kígyócska hirtelen megragadta a saját farkát és karikaként nagy sebességgel forogni kezdett. Állítólag ekkor döbbent rá, hogy a benzol szerkezetében a C – atomok gyűrűként kapcsolódnak össze. (2 p)

(Kekulé álmáról sokat tréfálkoztak, pl. a német karikaturisták a benzol szerkezetét hat kis majommal ábrázolták, melyek hol egy, hol két kézzel – lábbal fogództkodnak össze. Sőt még azt is hozzátették, hogy a majmok a szabad kezükkel – lábukkal 1 – 1 banánt is foghatnak, és ez a H-atom.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CSAK XII. osztályos versenyzőknek kötelező feladat

 

9. a) A dioxin erdetileg a 2,3,7,8-tetraklór-dibenzol-p-dioxin nevű vegyületet jelentette,

míg ma a „dioxinok” megnevezés egy összefoglaló név, amelybe a több, mint 3000

mesterségesen előállított poliklórozott aromás vegyületek tartoznak; konkrétan a

dibenzo-p-dioxin és dibenzo-furán poliklórozott vegyületei és izomérje. (1 p)

b) A természetben nem bomlanak le, az élő szervezet zsírszöveteiben pedig hihetetlen mennyiségben képes elraktározódni. (0,5 p)

c) Kémiailag, szerkezetük alapján a ciklikus éterek csoportjába tartoznak. (0,25 p)

d) P C B = poliklórozott-bifenilek

P C D D = poliklórozott –dibenzo-para-dioxin származékok

P C D F = poliklórozott-dibenzo-furán származékok (0,75 p)

e) Főként termikus folyamatok során kerülnek a bioszférába. Ide tartoznak a klórtartalmú hulladékvegyületek megsemmisítése, avar égetése, erdőtüzek. A PVC-gyártó üzemek, a fehérített papírt előállító papírgyárak (klórt használnak), gyomirtó – és fakonzerváló szereket előállító üzemekben pedig melléktermékként keletkeznek. A leghétköznapibb szennyező források is tartalmazzák: gépjárművek kipufogógázai és a házi kandallók égéstermékei. (1,5 p)

f) Befolyásolják a belső elválasztási mirigyek működését, csökkentik a pajzsmirigyhormon termelését, gátolják az immunrendszer működését, felgyorsítják az anyagcserét, fogyasztják a szervezet energiatartalékát, károsítják a májat, a génállományokat (amely az utódoknál okoz fejődési rendellenességeket), zavart idéznek elő a központi idegrendszer és a szív működésében, elősegítik a daganatképződés számtalan formáját. Halálos hatásukat hosszú időn (hetek, hónapok) keresztül fejtik ki. (2,5 p)

g) A szemétégetőkben keletkezett termékek, amelyek a PCDD és PCDF vegyületeket is tartalmazzák, kikerülnek a légkörbe, majd leülepednek a talajra, növényzetre, vizekbe. Innen kerülhetnek be a táplálékláncba. Egyrészt a halak révén juthatnak közvetlenül az emberi szervezetbe, vagy a halliszt tartalmú takarmányok útján először állati szervezetbe (csirke, sertés, szarvasmarha), majd ezen keresztül az emberi szervezetbe. Másrészt a tenyésztett állatok útján, amelyeknek a legeltetése során jut a szervezetükbe, és innen az emberi szervezetbe. (2,5 p)

  1. (1) Ezek a vegyületek először a vietnámi háború idején kerültek a figyelem középpontjába, amikor az amerikai hadsereg lombhullatást előidéző szerekkel permetezte a dzsungelt. Ebben a szerben benne maradt a gyártás során keletkezett erős méreg, a dioxin. Ennek hatására a „kezelt” területeken élők utódai között megnőtt a születési rendellenességek és a torzszülöttek száma.

(2) 1999 – ben Belgiumban kirobbant botrány, ún. „csirkevész”, amikor egy állatorvos különös tüneteket fedezett fel egy farm csirkéin, illetve azok tojásain. Amint kiderült dioxinokkal fertőzött tápszerek fogyasztásának volt az utókövetkezménye, és nem csak a baromfitermékekek kellett sürgősen kivonni a piacról, hanem a sertés és marhahúst is, valamint az ezekből származó minden terméket.

(Bármely eset: 1 p)