Megoldás: IX. osztály 2001/2002-es tanév IV. forduló

 

1. a) Tantál (Ta) (0,5 p)

  • b) Andreas Ekeberg (1767-1813) fedezte fel 1802-ben egy svédországi ásványban (elemi állapotban csak 1903-ban tudta előállítani W.v.Bolton). (0,5 p)

    c) Tantalosz, görög mitológiai alak, Jupiter fia nevéről kapta a tantál elnevezést, akit Zeusz örök éhségre és szomjúságra ítélt, mert elárulta az istenek fiát. A Ta-oxid nem vesz fel vizet (nem reagál) sőt savoldatban sem oldódik (kivétel a HF oldat). (1,5 p)

  • d) Folysavban (HF oldat) (0,5 p)

  • e) +5, +1 (ritkábban), +3 és +4 (1,0 p)
    f) 0,00029 % (0,5 p)

    g) A tantált: elektromos kondenzátorokban, kémiai reaktorok burkolására, acélok ötvözésére, repülőgép és rakétagyártásban; (1,0 p)

  • TaC: vágószerszámok gyártására (0,25 p)

    Ta2O5 : különleges üvegek gyártása és dielektromos detektorként. (0,25 p)

  • (Ízzószálként is használták, de a volfrám kiszorította, valamint sok területen a rozsdamentes acél helyettesíti ezt a drága anyagot).
  • h) A niobiummal (Nb). (0,25 p)

     

    2. a) As, Eu, Ra, Rn, Si, Th, Ne, V: Svante Arrhenius, 1903 (1,75 + 0,25 p)

    b) Ru, Te, Er, Hf, Nd, Sr, T, O, Re: Ernest Rutherford, 1908 (1,75 + 0,25 p)

    c) W, D, Fr, Al, Ne, Re, Er,: Alfred Werner, 1913 (1,75 + 0,25 p)

    d) Zr, Ti, Ha, Rb, Fe; Fritz Haber, 1918 (1,75 + 0,25 p)

    e) Cd, Dy, D, Ir, Kr, Es, Fe, O; Frederick Soddy, 1921 (1,75 + 0,25 p)

     

  • 3. a) Az elektron tömege elhanyagolhatóan kicsi a proton és a neutron tömegéhez viszonyítva (kb. 1837-szer könnyebb, így atomtömeg számításoknál nem vesszük figyelembe). (0,75 p)

    b) Az n = 5 héjban 5 féle orbitál létezik (s, p, d, f, g), de ezek közül g nek olyan nagy az energiája, hogy csak a 8. héjban kerülhetnek rá elektronok (a Z = 121 rendszámú elem esetében lesz majd!);

    - egy hájban (n) a maximálisan létező elektronok számát 2n2 összefüggés adja meg; így az 5. héjban 2x52 = 50 elektron lehet maximálisan (5s2 5p6 5d10 5f14 5g18). (1,5 p)

    c) Egy molekula apoláris jellegét a kovalens kötés típusa csak akkor határozza meg, ha a kötés is apoláris; pl. N2 , O2 stb. Más esetben lehet a molekula apoláris, miközben az alkotó atomok között poláris kovalens kötés alakul ki, de ezek szimmetrikus elhelyezkedésben vannak a molekulában; pl. CCl4 ban a C -Cl kötés poláris, de a vegyértékszögek miatt (109o28A) teljesen szimmetrikus térszerkezetű a molekula és az elektroneltolódások térben kiegyenlítik egymást, tehát a molekula apoláris jellegű. (1,5 p)

    4. a)

  • Állatöv

    Periódus

    Szimbólumkövek

    Kémiai összetétel

    VízöntőI. 21 - II. 18Sólyomszem; türkizSiO2 ; CuAl6[(OH)2IPO4]4.4H2O
    HalakII. 19 - III. 20Ametiszt; ametiszt kvarcSiO2 ; SiO2
    KosIII. 21 - IV. 20Piros jáspis; piros karneolSiO2 ; SiO2
    BikaIV. 21 - V. 20Narancsszínű karneol; rózsakvarcSiO2 ; SiO2
    IkrekV. 21 - VI. 20Citrin; tigrisszemSiO2 ; SiO2
    RákVI. 21 - VII. 20Zöld aventurin, krizoprázSiO2 ; SiO2
    OroszlánVII. 21 - VIII. 22Hegyikristály; aranyszínű kvarcSiO2 ; SiO2
    SzűzVIII. 23 - IX. 22Sárga achát; sárga citrinSiO2 ; SiO2
    MérlegIX. 23 - X. 22Narancsszínű citrin; füstkvarcSiO2 ; SiO2
    SkorpióX. 23 - XI. 22Vérvörös karneol; szárderSiO2 ; SiO2
    NyilasXI. 23 - XII. 22Kékkvarc; kalcedonSiO2 ; SiO2
    BakXII. 22 - I. 20Ónix; kvarcmacskaszemSiO2 ; SiO2

    (0,25x12 + 24x0,15 = 6,6 p )

  • b) Egy kivételével mind a SiO2 különböző módosulatai, illetve változatai (ezek a különbségek a nagyon változatos kísérő anyagok jelenlétének tulajdoníthatók, amelyek mindegyikben előfordulnak és ezáltal a szjnt, a szerkezetet stb. befolyásolják). (0,4 p)

    c) pl. ametiszt: természetfölötti erőt tulajdonítanak neki - szerencsét hoz, szilárdságot ad; az ókorban részegség ellen talizmánként viselték;

    kalcedon: az ókorban gemmaként és talizmánként használták gyengeelméjűség és búskomorság ellen;

    karneol: az ókorban vérzéscsillapítónak és haragot enyhítőnek tartották;

    heliotróp: az ókorban különleges erőt tulajdonítottak neki, mert a piros pettyeket Krisztus vérének tekintették;

    achát: több, mint 3000 éve amulettként használták a villám és a vihar ellen, a szomjúság csillapítására, a férfiak beszédkészségének fokozására;

    jáspis: az ókorban amulettként használták látási zavarok és a földeket sújtó szárazság ellen;

    nemesopál: Európában szerencsétlenséget hozó kőnek számított, ezzel szemben Keleten a hőség és a remény jelképe;

    gyémánt: pl. az ókorban (Plinius feljegyzése alapján) Rómában minden fogoly és rabszolga megszabadulhatott fogságából, ha a gyémántot képes volt kézzel összetörni; a régi hiedelem szerint ugyanis nagy keménysége (erre utal a neve is) lehetetlenné teszi összetörését. Stb. (4x0,5=2,0 p)

  • 5. a)

    Érme értéke

    Átmérője (mm)

    Tömege (g)

    Kémiai összetétele

    2 euro

    25,25

    8,50

    Cu-Ni ötvözet (gyűrű); ); Ni bevonatú ötvözet (közepe)

    1 euro

    23,25

    7,50

    Cu-Zn-Ni ötvözet (gyűrű); Cu-Ni ötvözet, Ni bevonattal (közepe)

    50 cent

    24,25

    7,00

    Cu - Al * Zn * Sn ötvözet

    20 cent

    22,25

    5,70

    Cu -Al - Zn - Sn ötvözet

    10 cent

    19,75

    4,10

    Cu - Al - Zn - Sn ötvözet

    5 cent

    21,25

    3,90

    Cu bevonatú acél

    2 cent

    18,75

    3,60

    Cu bevonatú acél

    1 cent

    16,25

    2,30

    Cu bevonatú acél
  • (8x0,1 + 8x0,1 + 8x0,4 = 4,80 p)

    b) A tervezők allergiamentes érméket szerettek volna előállítani, de a szakvélemény szerint ez nem teljesen sikerült, mivel az euro érmék elegendő Ni-t tartalmaznak ahhoz, hogy allergiát okozzanak az erre érzékenyek esetében. Az emberek kb. 10 %-a ugyanis allergiás a Ni-re: bőrük kiszárad és viszketeggé válik. Ez főleg akkor jelentkezik, ha valaki huzamosabb ideig érintkezik ilyen fémmel, pl. pénztárosok, ékszerészek, stb. Az új érmékből a szokásosnál több nikkel oldódhat ki és okzhat problémát. (1,20 p)

    6. - az iskolaudvar felülete: X m2 (0,75 p)

    - az esővíz térfogata: V = 0,005X m3 / perc; 5 perc alatt: V = 0,025X m3 (0,5 p)

    - az esővíz tömege: m = 0,99x103 kg/m3 x0,025X m3 = 24,75X kg víz (0,75)

    - a víz anyagmennyisége. 24,75X kg / 18 kg/kmol = 1,375X kmol víz (1,0 p)

    - az oxigén atomok száma: n = 8,25x1026 X db. Oxigén atom (0,5 p)

    7. a) A hőmérséklet rohamosan emelkedik. (0,5 p)

    b) CaO + H2O - Ca(OH)2 + Q exoterm (hőtermelő) folyamat (0,5 + 0,25 p)

    c) Kallinikosz fegyvere és az arab kézigránát hasonló elv alapján működött: a CaO + H2O reakciójából felszabaduló hő meggyújtotta a kőolajat. (0,5 p)

    Vízzel azért nem lehetett eloltani, mert a kőolaj sűrűsége kisebb a vízénél, így annak felszínén marad, érintkezik a levegő oxigénjével, amely viszont táplálja az égést. (1,0 p)

    A vitorlások fedélzetén keletkezett tűz oka: amikor a hajó léket kapott, a rakodótérbe szivárgott víz a CaO - dal érintkezve olyan nagy mennyiségű hőt szabadított fel, amely a fából készült tengeri járműt meggyújtotta. (1,25 p)

  • 8. Lépcsőfokos rejtvény

  • Megoldás: AKKUMULÁTORSAV = kénsav ; (2x0,25 p)

    az akkumulátorba használt kénsav koncentrációja: c = 38 % , sűrűsége: r = 1,27 g/cm3

  • (vagy c = 30 % , sűrűség 1,27 g/cm3 is elfogadott a forrásanyagok miatt!) (2x0,25 p)

     

    A

    I

    11 R            

    T

    O

    5 M           

    M

    O

    R

    F

              

    P

    1 A

    T

    I

    T

             

    L

    K

    Í

    M

    I

    13 A        

    N

    H

    I

    D

    R

    I

    9 T       

    M

    A

    L

    G

    Á

    M

    O

    2 K      

    L

    7 L

    O

    T

    R

    O

    P

    I

    A

         
    6 U

    R

    I

    P

    I

    G

    M

    E

    N

    T

        
    14 V

    O

    G

    A

    D

    R

    O

    12 S

    Z

    Á

    M

       

    N

    T

    I

    M

    O

    N

    3 K

    L

    O

    R

    I

    D

      

    L

    4 U

    M

    Í

    N

    I

    U

    M

    B

    R

    10 O

    N

    Z

     

    L

    K

    8 Á

    L

    I

    F

    Ö

    L

    D

    F

    É

    M

    E

    K

    (13x0,5 = 6,5 p)