TAKÁCS  CSABA  KÉMIA  EMLÉKVERSENY,  X.-XII. osztály, III. forduló,

2008 / 2009 –es tanév, XIV. évfolyam

1.  a) Milyen szerves vegyületeket nevezünk annuléneknek és mi az általános képletük?                                                                                                                                       (1,5 p)

      b) Miért nem léteznek páratlan C-atomszámú annulének?                                     (0,75 p)

      c) Milyen hibridállapotúak az annulének C-atomjai? Magyarázat!                        (0,75 p)

d) Írd fel a [4] annulén, [6] annulén, [8] annulén és [18] annulén szerkezeti képletét és add meg a kémiai elnevezésüket.                                                                      (4,25 p)

      e) n C-atomot tartalmazó annulénben mennyi a pi-elektronok száma?         ˙(0,5 p)

2.  Adott:   A: etán;  B: CH₄O;  C: benzol;  D: acetilén;  E: propén;  F: 1,3-butadién;

      G: etanol;  H: egyik sem.

      A feladatod, hogy azonosítsd a vegyületeket - írd a négyzetbe a megfelelő betűt!

A fenti megoldás után add meg az 1, 2, 3, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 19, 20 -as számú folyamatok reakcióegyenleteit is!                                                            (6,5 p)

      a) A glükóz erjedési folyamatának egyik terméke.

      b) Dehidrogénezés során keletkezett termékének enyhe oxidációjával  glikol keletkezik.

      c) Homológjának teljes nitrálásával robbanó tulajdonságú termék keletkezik.

      d) Homológ sorának harmadik tagja.

      e) A dehidratációjával keletkezett vegyület hidrogénezésével az A keletkezik.

      f) Telítetlenségi száma (egyenértéke): TSz. = 4.

      g) Enyhe oxidációjával sóskasav keletkezik.

      h) Erélyes oxidációjával a g.-pontban megadott sav is keletkezik.

      i) A következő két felső homológja ég a palackozott gáz használatakor..

      j) intermolekuláris dehidratációjával a G vegyület funkciós izomérje keletkezik.

      k) Homológjának trimerizációjával a szimmetrikus trimetil-benzol keletkezik.

      l) Homológját CH₃Cl-al alkílezve két izomer termék keletkezik.

      m) Polimerizációjával keletkezett termékében a C:H atomarány: 1 : 2.

      n) Teljes hidrogénezésével keletkezett vegyület telítetlenségi sáma (TSz)=1.

      o) Részleges hidrogénezésével keletkezett termék a homológ sor harmadik tagja.

      p) A gliceringyártás (több egymás utáni reakció) kiindulóanyaga.

      r) Vizes oldata a biológiai preparátumok tartósítószere.  

      s) Láncizomérje is van.

      t) A legegyszerűbb szerves savval képezett észtere több, mint 50 tömeg-%  oxigént tartalmaz.

      u) Felső homológjának egyik izomérjéből képződik a kaucsuk.                     (20x0,15=3,0 p)

3.  Írd fel az izoprén alábbi előállítási folyamatait és nevezd meg a közbeeső termékeket!

      a) (1) propén dimerizációja ® A;    (2) A izomerizációja ® B;   (3) B pirolízise ® izoprén + CH₄

                                                                                                                                       (2,75 p)      b) (1) acetilén + aceton addíció ® C;    C + H₂ (fém katalizátor/Pb) ® D;

          (3) D dehidratáció ® izoprén                                                                              (3,0 p) 

4.  Poli(vinil-alkohol)-os kérdések

      a) A poli(vinil-alkohol), a vízoldhatóság szempontjából egy különleges műanyag. Miért?

                                                                                                                                       (0,25 p)

      b) Mi a nemzetközi 3 betűs rövidítése ennek a műanyagnak?                                    (0,25 p)

c) Ezt a polimert nem lehet előállítani az elnevezésében szereplő monomerjéből. Magyarázat!                                                                                                 (1,0 p)

      d) Melyik vegyület polimerizációjával állítják elő ezt a műanyagot? Írd fel a monomer előállítási reakcióját acetilénből kiindulva (a monomer mindkét komponensét ebből kell előállítani), majd a polimerizációt és végül az ezt követő reakciót, amely a polimert eredményezi. (3,0 p)

      e) Az a)-pontban megadott tulajdonságon kívül milyen más sajátos tulajdonságai vannak ennek a polimernek (biológiai lebonthatóság, oldékonyság, bomlási hőmérséklet, elektromos feltöltődés, rugalmasság szempontjából)?                                                                                             (1,5 p)

5.  Miért nem tanácsos éjszaka sok növényt tartalmazó szobában aludni? A válaszodat reakcióegyenletekkel is igazold.                                                                                   (1,75 p)

6.  Feladat

      a) Feloldható-e a naftalin benzolban? Válaszodat magyarázd meg!                         (1,5 p)

      b) Amennyiben a fenti válaszod pozitív, add meg 32 g naftalinból és 78 g benzolból keletkezett oldat:

      b1) tömegtörtjét (w)            b2) tömegszázalékát (x) b3) móltörtjét (n)

      b4) mólszázalékát (X)          b5) az oldat 1 móljának tömegét.

      Tüntesd fel a számításokat is! (A_H = 1; A_C = 12).

7.  Kísérlet: Langyos mézes tea torokfájásra

      A különböző gyógyszerek, gyógyszerhatású készítmények esetén állandóan azt halljuk, hogy „ a kockázatáról és mellékhatásáról kérdezze meg orvosát, gyógyszerészét”. Ezt nem kell megtenned torokfájás esetén, ha langyos, mézes teát fogyasztasz.

      A torokfájást általában baktériumok okozzák, tehát a „gyógyszer” baktériumölő hatású kell legyen, és ezt az adott készítményekben levő anyagokból felszabaduló oxigén biztosítja. Az erre a célra használható „gyógyszerekben” a hidrogén-peroxid különböző vegyületekkel alkotott származékai találhatók és ezek biztosítják a baktériumülő hatású oxigént.

      A mézes tea egyik hatóanyaga ugyancsak H₂O₂ , a mézben végbemenő glükózoxidáció egyik terméke. A folyamatot katalizáló enzim leghatékonyabban 37 ^oC-on biztosítja a H₂O₂ keletkezését.

      A mézes tea H₂O₂ tartalmának vizsgálatára végezd el az alábbi kísérletet!

      Szükséges anyagok: méz, cc.H₂SO₄ - oldat, 0,1 mol/dm³ K₂Cr₂O₇ - oldat.

      Eszközök: 4 db. kémcső, hőmérő, üvegbot.

      Végrehajtás:

      Készíts 10 - 10 cm³ különböző hőmérsékletű teát (vagy vizet): pl. 20, 40, 60 és 80 ^oC, töltsd egy-egy kémcsőbe, majd tégy mindegyikbe 1 - 1 g mézet (fontos, hogy mindegyik kémcsőbe azonos mennyiségű méz kerüljön) és az üvegbottal óvatosan keverd össze. Savanyítsd meg az oldatot pár csepp kon. kénsav oldattal, majd adj hozzá 2-3 cm³ K₂Cr₂O₇ - oldat.

      a) Figyeld meg a különböző hőmérsékletű kémcsövek tartalmának színváltozását! Mit tapasztalsz (szín és a kialakulási sebessége)?                                                                 (1,75 p)

      b) Hogyan magyarázható, hogy a különböző hőmérsékletű kémcsövekben nem azonos sebességgel alakult ki a színváltozás?                                                                         (1,75 p)

      c) Írd fel a kémcsőben levő komponensek között végbemenő reakció egyenletét! Melyik termék jelenléte okozza a színváltozást? Magyarázat!                                                 (2,0 p)

8.  Rejtvény: Sudoku oldalösszegekkel

      A sudoku szabályai értelmében minden függőleges oszlopban, vízszintes sorban és a 3x3 - as területeken az 1 - 9 számok csak egyszer szerepelhetnek.

      Ebben a sudokuban a megoldást az ábra szélein található számok határozzák meg; ezek azt jelentik, hogy mennyi az adott irányban az oszlop, illetve sor első 3 számértékének összege.

      A megoldás után olvasd össze a négyzetekben található betűpárokat az alábbi sorrendben:

      - először az első sorban, a számok  növekvő sorrendjében található betűket;

      - majd ugyanebben a sorrendben a 2., 3., …., 9. sorban található betűpárokat. (A * szóközöket jelöl.)

      Megoldásként add meg:

      a) A számokkal kitöltött ábrát.                                                                                    (4,0 p)

      b) Az ábrából kiolvasott mondatot (a szöveg egy 1923-as kiadású „Organikus chemia” című könyvből származik).                                                                                       (2,5 p)

      c) Add meg a fenti szövegben található vegyületek képletét, valamint az említett ipari felhasználás rövid meghatározását.                                                                                              (1,5 p)

CSAK  XI.-XII. OSZTÁLYOS  VERSENYZŐKNEK KÖTELEZŐ FELADATOK:

        (Forrásanyag: 2003. Pécsi 3. Kémikus Diákszimpózium kiadványkötete)

9.  Mézes kérdések:

      a) Melyek a mézben található fontosabb cukrok és ezek közül melyik adja a méz nagy édességét?                                                                                                    (1,0 p)

      b) Az összes cukrok közül melyiket érzi a legédesebbnek az ember és melyiket a méh?

                                                                                                                                       (0,75 p)

      c) Milyen hatása van a fruktóznak és a glükóznak a méz kristályosodására?      (0,75 p)

      d) Milyen kémhatású a méz és melyek azok a vegyületek, amelyek ezt okozzák? Add meg legkevesebb 3 vegyületnek a köznapi nevét és az összevont szerkezeti képletét!  (3,0 p)

      e) Miért nem ajánlott fémedényekben tárolni a mézet?                             (1,0 p)

f) A mézben nagyon sokféle vegyület megtalálható. Sorold fel azokat a vegyületcsoportokat, amelyeknek képviselői előfordulnak a mézben!                (1,5 p)

g) Kb. hány féle vegyületet tartalmaz a méhviasz? Sorold fel ezeket a vegyületcsoportokat és a %-os előfordulási arányukat.                                                                  (2,0 p)

      Tudod-e? - hogy mire használható a háztartásban az olaj?

·         A salátaolaj nem feltétlenül jó a dízelmotornak, de a fejlett európai országokban egyre

több üzemanyagtöltő állomáson kapható már biodízelolaj, amely annyiban különbözik a salátaolajtól, hogy zsírmolekuláját glicerinre és 3 zsírsavra bontották.

·         Az újonnan vásárolt termékről (nem ruházat) gyakran nehéz eltávolítani az árcímkét: a

papír letéphető, de a ragacsos hátoldal általában az árún marad. Egy kevés olajjal ledörzsölhető ez a maradék (csak vízzel lemosható terméken alkalmazható).

·         A politúrozott bútorokról eltávolíthatók a csúnya foltok, ha erős, körkörös mozdulatokkal

bedörzsöljük étolajjal. Hagyjuk hatni az étolajat, majd azután fényesítjük a felületét.

·         A mélyhűtőbe tett dobozok sok esetben egymáshoz fagynak, mivel túl sok pára kerül be.

Az összefagyás megakadályozható, ha a dobozok oldalát vékonyan bekenjük olajjal.

·         Az olajok többsége alkalmas sütésre, főzésre, ha nem hevítjük 30 percnél tovább 160 ^oC

fölé. Minél több a telített és egyszeresen telítetlen zsírsav az olajban, annál inkább alkalmas sütésre, főzésre. Széles körben elterjedt tévhit, hogy a hidegen sajtolt olajat nem szabad hevíteni.

·         Az olajok tartósítószerként is használhatók. Pl. a Földközi-tenger térségében a gyorsan

romló zöldségeket, halat és fűszereket is olajban tartósítják. A nyár és az ősz „kincseit” még a következő tavaszon is élvezhetik (olivaolaj itt mindig bőven van). Miután elfogy az olajban tartósított fűszer, zöldség, a megmaradt olaj  főzéshez használható, mivel jellegzetes aromája van