MEGOLDÁS:
XI.-XII. osztály, II. forduló, 2001 / 2002 –es tanév, VII. évfolyam
1. a) Az archeometria a modern természettudományos eredmények felhasználásával igyekszik
– megállapítja az anyagösszetételt
– kormeghatározás, esetleges hasznosítás megállapítása
– konzerválási lehetőségek
– leletfelderítés
– adatfeldolgozás (1,50 p)
b) – a műkincsek valódiságának felderítése, az esetleges hamisítások megállapítása (0,50 p)
– a salakzárvány-tartalom a vastárgy korára utal
– a salakzárvány nyomelemei a feldolgozott vasérc lelőhelyére utal
– a nyomelem és izotópanalízis támpontot nyújt az eredet megítélésében (1,50 p)
2. p – hidroxi – acetanilid; p – OH – C6H4 – NH – COCH3 ; láz- és fájdalomcsillapító. (1,50 p)
p – metil – amino – fenol (metol): p-HO – C6H4 – NH – CH3 (2x0,25 = 0,50 p)
p – dihidroxi – benzol (hidrokinon): p-HO – C6H4 – OH (2x0,25 = 0,50 p)
amino – ecetsav (glicin; glokokol) : H2N – CH2 – COOH (2x0,25 = 0,50 p)
p – amino – fenol : p-H2N – C6H4 – OH (2x0,25 = 0,50 p)
p – fenilén – diamin: p-H2N – C6H4 – NH2 (2x0,25 = 0,50 p)
4. Természetes eredetű kábítószer: lizergsav – dietilamid (C20H25N3O) . (0,50 p)
Az alapvegyület (lizergsav: C16H16N2O2 ) bizonyos gombák által fertőzött gabonaszemeken képződő anyarozsban található. Az embernél már egészen kis mennyiségben is (0,0003 mg/kg testsúly skizofréniához hasonló tüneteket vált ki, elmezavart okoz, valamint jellegzetes hallucinációkat.
(2,50 p)
5. A porfin molekula felelős a vér vörös színéért (görög: porpyros = bíbor). A molekula szerkezetében sokelektronos p -rendszer található, és ezért már a látható (zöld) fény energiája is elegendő ahhoz, hogy a porfin legmagasabb betöltött energiaszintjéről elektron ugorjon át a legmélyebb üres szintre. Tehát ha az elnyelt fény zöld színű, akkor az anyag vörösnek látszik. (2,50 p)
6. A könnyűfémek (pl. Na, K, stb.), valamint az ammóniumsók is ugyanúgy kicsapják a fehérjéket az oldatból, mint a nehézfémek (pl. Cu, Pb, Hg, stb), de míg ez utóbbiakkal a folyamat vissza-fordíthatatlan, a könnyű fémekkel kicsapott oldathoz vizet adva, újra oldatba vihetők, vagyis ezekkel a folyamat reverzibilis. Többek között ez a jelenség játszik közre abban, hogy sós étel fogyasztás után szomjasak vagyunk, mert a szervezetünk sok vizet kíván. (2,50 p)
7. a) – a víz poláris, ún. protolitikus oldószer, jó oldószere az ionos és poláris vegyületeknek;
- autoprotolízise egyensúlyi folyamat: H2O + H2O U H3O+ + HO- , amelyre felírható az egyensúlyi állandó: K = [H3O+] [HO-] / [H2O]2 ; mivel a H2O mennyisége csak igen kis mértékben változik, vagyis gyakorlatilag a [H2O] = állandó, így bevonható az egyensúlyi állandóba; ez a víz ionszorzata: Kvíz = [H3O+] [HO-], amelynek értéke 25 oC-on 10-14. (1,50 p)
b) – a pH oz oldat hidrogénion-koncentrációjának tízes alapú negatív logaritmusa: pH = -lg [H+];
- svas oldatokban: 0 L pH < 7, bázikus oldatokban: 7< pH L 14; semleges oldatban: pH = 7 (1,50 p)
d) – a savak disszociációja egyensúlyi folyamat és ezért a tömeghatás törvénye alapján felírható a disszociációs állandó, amelynek számértéke a savak erősségét jellemzi: ha > 1, erős sav, ha 1 – 10-4 között van, akkor középerős sav, ha 10-4 – 10-10 , akkor gyenge sav, ha < 10-10 , akkor nagyon gyenge savat jelöl. (1,50 p)
e) – a nemfémek oxidjai vízzel reagálva savakat eredményeznek, és ezeknek vizes oldatai savas kémhatást mutatnak; pl: SO3 + H2O ® H2SO4 kénsav N2O5 + H2O ® 2HNO3 salétromsav P2O5 + 3H2O ® 2H3PO4 foszforsav , stb. (2,0 p)
f) – a fémek oxidjai vízzel reagálva bázisokat képeznek, melyeknek vizes oldatai lúgos kémha-tásúak; pl. CaO + H2O ® Ca(OH)2 kalcium-hidroxid Na2O + H2O ® 2NaOH nátrium-hidroxid
stb. (2,0 p)
8. Pl. Rama-harmónia margarin: E 471, E 330, E 322, E 202, E 160b, E 100;
E 100: kurkuminok – ízfokozó anyagok; E 160b: bixin és norbixin – aroma és ízfokozók, színezékek;
E 202: kálium-szorbát, tartósítószer; E 270: tejsav, savanyúságot szabályozó; E 322: lecitinek – emulgeátor hatásúak; E 330: citromsav – savanyúságot szabályozó; E 471: zsírsavak mono- és digliceridjei – emulgeáló hatásúak; (2,0 p)
1 mol H2O = 18 g = 0,018 kg (ill. 0,01802 kg)
- fagyáskor:
m = E/c2 = -6000/(3x108)2 = - 6,66x10-14 kg tömegcsökkenés (a “ – ” jel utal erre) (1,0 p)
%-ban kifejezve: D m = 6,66x10-14 x100/0,018 = 3,7x10-10 %-kal csökken a víz tömege (1,0 p)
- párolgáskor:
m = 44020/(3x108)2 = 4,89x10-13 kg tömegnövekedés (1,0 p)
%-ban kifejezve: D m = 4,89x10-13 x100/0,018 = 2,71x10-9 %-kal nő a vjz tömege (1,0 p)
tömegváltozás.
b) – az Al-fólia a kialakuló galvánelem anódja lesz; (0,50 p)
c) – a NaHCO3 vizes oldata elektrolit szerepet tölt be a kialakuló galvánelemben; (0,50 p)
d) Al – 3e- ® Al3+ oxidáció Ag2S + 2e- ® 2Ag + S2- redukció (1,50 p)
e) – az edény melegítése csak a végbemenő folyamat sebességét befolyásolja, gyorsítja (0,50 p)
11. Rejtvény: "Párkereső az arénekben"
(4,50 p)
“Az enzimek kristályosíthatóságának felfedezéséért.” (0,75 p)
Summer, James Batcheller, J. N. Northrop és W. M. Stanley; 1946-ban kaptak kémiai Nobel díjat. (1,25 p)
CSAK XII. osztályos versenyzőknek kötelező feladatok:
12. a) H2C=CH – O – CH=CH2 + 5[O] ® 2CO2 + 3H2O + HOOC – O – COOH
— 2CO2 + H2O (1,50 p)
vagy: HO – CH2 – CH=CH – CHO + 6[O] ® 2HOOC – COOH
2HOOC – COOH + 2[O] ® 4CO2 + 2H2O (1,50 p)
b) (ClCH2)2C=CH – CH2 – CH3 +3[O] ® (ClCH2)2C=O + CH3 – CH2 – COOH (2,0 p)
b) – a környezetre gyakorolt hatásuk: használat közben, valamint elégetve is környeze-tszennyezőek, kioldódva pedig talaj és vízszennyezést okoznak;
- a szerves oldószerek általában narkotikus hatásuk miatt jelentenek veszélyt az egészségre; közöttük vannak olyanok, amelyek a zsírszövetekben raktározódnak el és csak évek múlva jelentkezik a káros hatásuk; (2,0 p)
c) – a környezetvédő azt ajánlja, hogy a filcek helyett inkább használjunk színes ceruzákat, lakkozatlan faburkolattal – habár ezeknek is lehet káros hatásuk; amennyiben filcet használunk, az legyen szerves oldószer és formaldehid mentes (vizes hígítású). (2,0 p)