TAKÁCS  CSABA  KÉMIA  EMLÉKVERSENY,

IX. osztály,II. forduló - megoldás2008 / 2009 –es tanév, XIV. évfolyam

1.  (Dalton nem lépte túl a görög bölcsek tanításait az atom oszthatatlanságára vonatkozóan, de kiegészítette azt.) Kísérletei alapján megállapította:

      (a) - ugyanannak az elemnek az atomjai azonosak,                                               (0,5 p)

      (b) - a különféle elemek atomjai eltérnek egymástól;                                (0,5 p)

      (c)  - ahány kémiai elem van, annyi féle  atom létezik;                                          (0,5 p)

      (d) - az atom oszthatatlan; kísérleteiben azt tapasztalta, hogy a különféle atomok a természetes számok  arányában vegyülnek egymással.                                  (0,75 p)

2.  a)   Nyulas Ferenc ; született Köszvényesremetén  (Nyárádremete), Maros megye, 1758

            jún. 25; 50 évet élt; meghalt 1808 dec. 27.)                                                          (0,75 p)

b)   Iskolai tanulmányait  a mikházi (Maros megye) kolostor mellett működő algimnáziumban kezdte, majd Marosvásárhelyen és Kolozsváron folytatta.  (0,75 p)

c)   1788-ban  orvosdoktori oklevelet szerzett Pesten (és ezzel hazatért Erdélybe, Szamosújvárra).                                                                                                    (0,5 p)

d)   „Erdély országi orvos vizeknek bontásáról közönségesen” című 3 kötetes műve 1800-ban jelent meg Kolozsváron.                                                                                (0,75 p )

e)   150 műszóval gyarapította a megadott tudományos nyelvezetet.                              (0,50 p)

f)    A mangánt (Mn) mutatta ki.                                                                                   (0,25 p)

3.  a) hidridion;             b) nitridion;           c) hipoklorition;           d) klorition;         e) klorátion;

      f) perklorátion;         g) kromát-on;        h) rodanidion (szulfocianidion);                 i) azidion;

      j) tioszulfátion;         k) hidrogén-foszfátion;            l) dihidrogén-foszfátion;

      m) manganátion;      n) permanganátion;                o) bikromát-ion.                   (15x0,4= 6,0 p)

4.  a) Az atomok átmérője 10−10 m nagyságrendű.                                                           (0,25 p)

      b) Az atommagok átmérője kb. 5 nagyságrenddel (100000-szer) kisebb, mint a atomok

          átmérője.                                                                                                                 (0,5 p)

c) A proton tömege kb. 1850-szer nagyobb, mint az elektron tömege.

    Vagy: A proton tömege kb. megegyezik a neutron tömegével.                              (0,25 p)

d) Az elektronok tömege elhanyagolhatóan kicsi a protonok és neutronok tömegéhez

    viszonyítva.                                                                                                             (0,5 p)

e) Az atomok tömegét jó közelítéssel a protonok és neutronok együttes tömege határozza

    meg.                                                                                                                       (0,25 p)

f) Egy atomban a protonok és elektronok száma mindig azonos, mivel  minden atom elektromosan

   semleges.                                                                                                                 (0,75 p)

g) Az elektronok és a protonok ellentétes , de egyenlő nagyságú elektromos töltést hordoznak.

                                                                                                                                                                          (0,25 p)

h) A legegyszerűbb atom a H, amely mindössze egy elektront és egy protont tartalmaz.(0,5 p)

i) A természetben található legnagyobb rendszámú elem az urán, Z = 92.                       (0,5 p)

j) Az azonos protonszámú, de különböző neutronszámú atomokat izotópoknak nevezzük.

                                                                                                                                                                          (0,5 p)

k) A természetes hidrogénben a legnagyobb arányban a prócium (11H), majd a deutérium

     (Dº21H, kb. 0,0115 %) és a trícium (Tº31H, kb. 10−15 −10−15 %)fordul elő.                   (0,75 p)

l) Egy elem atomtömege azt mutatja meg, hogy az illető elem atomja hányszor nehezebb a

   126C-izotóp tömegének 1/12.edénél.                                                                    (0,75 p)

m) A kémiai reakciók során csak az atomok elektronjainak a száma változhat, a protonok és neutronok száma változatlan marad.                                                           (0,75 p)

5.  a)   A Z - értéke alapján ez az elem a VIII. főcsoportba (ill. 18. csoportba) tartozik, vagyis a

      Rn alatti nemesgáz. Mint ilyen feltehetőleg a nemesgázakra általában jellemző   

     kémiai tulajdonságokkal kell rendelkezzen: a lezárt elektronhéjak miatt stabil az

     elektronszerkezete, így nagyon kicsi a reakciókészsége.                                   (2,0 p)

      b)                                                                     (1,0 p)

      Neutron szám az Uuo - ban:  294 - 118 = 176 neutron.                                          (0,5 p)

6.  a)   Az As helyenként elemi állapotban is előfordul a természetben, de leginkább az

            ásványai az elterjedtek. Az emlősök szervezetében pl. a májban, vesében, bőrben

            mutatható ki.                                                                                                        (0,5 p)

            A  P a természetben elsősorban foszfát alakjában fordul elő (ásványok, emberi és állati

            szervezet).                                                                                                              (0,25 p)

      b)   Az  As nem mérgező, de könnyen átalakul mérgező As2O3-dá (As-trioxid). A mérgezés

tünetei: hasmenés, bénulás, hajhullás. Az As a májban, vesében, bőrben, hajszálakban raktározódik. Folyamatos felvétellel a szervezet hozzászokik az „arzénesedés” néven ismert mérgezéshez. Az As ugyanakkor rákkeltő hatású is.                                      (0,75 p)

A P allotróp módosulatai közül a sárgafoszfor (=fehérfoszfor) nagyon mérgező: a szervezetbe jutva csontelhalást okoz.                                                            (0,5 p)

      c)   A  SO2 a levegőben  - főleg S-tartalmú anyagok feldolgozásával foglalkozó iparágak

környékén - egyik legjellemzőbb levegőszennyező anyag, amely savas esőt is okoz. Ezen kívül a vulkáni gázok összetevője.                                                         (0,75 p)

A  CO - a C-tartalmú tüzelőanyagok tökéletlen égése során képződik.              (0,25 p)

d)    Mindkét oxid mérgező hatású. A  SO2 köhögést, ingerlő fulladást okoz, míg a  CO

            belégzése fejfájást, hányingert, gyengeséget idéz elő.                                      (0,75 p)

      e)   A  CO-nak a vér hemoglobinjához való kötődési hajlama kb. 250-szer nagyobb, mint az

            oxigéné.                                                                                                                  (0,25 p)

            A  CO elektronhiányos molekula lévén erősebben kötődik a hemoglobinhoz, mint az

oxigén, és ezáltal gátolja az O2 megkötődését; az O2 hiány okozza a d)-pontban megadott hatásokat.                                                                                                               (0,5 p)

7.  A.   Az ásványvíz a hőmérséklettől függetlenül az a természetben előforduló víz, amely

több, mint 1000 mg/dm3 oldott szilárd alkotórészt vagy egyes , ritkán előforduló, de biológiailag aktív elemekből (Li, Br, I, F, As, Ra, stb.) kimutatható mennyiséget tartalmaz.                                                                                                             (1,50 p)

      B. Ásványvíznek minősíthető az a természetes víz is, amelyben az oldott szilárd alkotórészek mennyisége nem éri el az A-ban megadott értéket, de oldott gázállapotú anyagok mennyisége jelentős, pl. szabad szénsavtartalma legalább 500 mg/dm3.              (0,75 p)

8.  Azért helytelen a kifejezés, mert nem a hidrogén hatására, hanem a H2O2 - ból (hidrogén-

peroxid), amely könnyen bomló vegyület, felszabaduló oxigén roncsolja el a festékanyagot: H2O2 ® H2O + [O]                                                                       (1,5 p)

A naszcensz (atomos) oxigén nagyon reakcióképes, és a festékanyagok molekuláival reagálva elbontja azokat, így „megszűnik” a színük.                                                   (0,5 p)

A  H2O2 - oldat kb. 30 tömeg-%-os kell legyen ahhoz, hogy a „színtelenítő” hatását kifejtse.

                                                                                                                                                                          (0,5 p)

9.  A szikes talaj Na2CO3 - t tartalmaz ,amelynek kristályhidrátja: Na2CO3×10H2O összetételű. A Nap melege a kristályvizet elpárologtatja és a talajban a Na2CO3 marad, amely összetétele miatt lúgos kémhatású só, így az ilyen talajok is lúgos kémhatásúak. Ezt a kémhatást kevés növény bírja ki, a növények többsége ilyen talajon kipusztul, kopár lesz a terület.                                                                                                                            (1,25 p)

10. A.  - a r=m/V összefüggésből kiszámítható az 1 kg-os Au-rúd térfogata:

            rAu = 19,32 g/cm3 (kg/dm3)        VAu = 51,7 cm3  a térfogata                                      (1,5 p)

            - pl. amennyiben egy kocka alakú Au-darabról lenne szó, ennek oldalai = 3,72 cm

            kellene legyen;

- egy ugyanilyen térfogatú rúd hossza több, mint 3,72 cm , magassága és szélessége kevesebb, mint 3,72 cm kell legyen; tehát az 1 kg-os Au-rúd elférhet egy tenyérben.  (1,5 p)

       B. - a r=m/V összefüggésből kiszámítható a Hg tömege:

      rHg = 13,59 g/cm3 (kg/dm3)        és  VHg = 76 cm x 1 cm2 = 76 cm3                              (1,0 p)

      mHg = 13,59 g/cm3 x 76 cm3 = 1032,8 g Hg (ill. kb. 1033g Hg vagy 1,033 kg Hg)    (0,75  p)

11.      a)        Heves pezsgés látható.                                                                                         (0,25 p)      

      A reakció azért mehet végbe, mert az erősebb sav (HCl-oldat) kiűzi sójából a gyengébb  

      savat (H2CO3), amely elbomlik H2O + CO2 -re és a felszabaduló CO2 gáz okozza a

      pezsgést.    NaHCO3 + HCl ® NaCl + H2O + CO2                                      (2x0,75=1,5 p)

b)   A gyomorégést a gyomorsav = HCl túltengése okozza, tehát ezt kell megszüntetni. Az a)-válasz alapján ez NaHCO3 - tal megoldható, mivel semleges kémhatású termék (NaCl) marad vissza.                                                                                                                  (1,0 p)

c)   A szalalkáli hideg vízben nem oldódik, meleg vízben oldódik.                                (0,5 p)

      A vizes oldat lúgos kémhatású.                                                                            (0,25 p)

      Az (NH4)2CO3 (szalalkáli) gyenge sav (H2CO3) és gyenge bázis (NH3(aq)) sója. Vizes oldatban disszociál és az oldat kémhatását a két komponens állandójának értéke határozza meg. Az NH3(aq) bázisállandója (1,8x10−5) nagyobb, mint a H2CO3 savállandója (4,3x10−7), ezért bázikus kémhatású a szalalkáli vizes oldata.             (0,75 p)

      (Megj. a megadott szimpózium anyagában nincs magyarázat!)

d)   Melegítés hatására a szalalkáli elbomlik és a száraz kémcső falán vízpára csapódik le, ugyanakkor ammónia szag érzékelhető.                                                             (0,5 p)

      (NH4)2CO3 ® 2NH3 ­ + CO2 ­ + H2O                                                                          (0,75 p)

12. a)                                                                                                                               (5,0 p)

6 G

<

7 A

>

1 A

<

2M

<

3 E

<

9 D

>

4 Z

<

8  Z

>

5 Ő

Ù

  

Ú

  

Ù

  

Ù

  

Ù

  

Ú

  

Ú

  

Ú

  

Ù

9M

>

3 Á

<

4 G

<

7 Y

<

8 A

>

5 U

>

1 A

<

2 S

<

6 G

Ú

  

Ù

  

Ù

  

Ú

  

Ú

  

Ú

  

Ù

  

Ù

  

Ú

2 G

<

8 L

>

5 Á

>

1 Ú

<

6 R

>

4 J

<

9 H

>

7 U

>

3  Y

Ù

  

Ú

  

Ú

  

Ù

  

Ú

  

Ù

  

Ú

  

Ú

  

Ú

8 L

>

5 A

>

3 Z

<

9 D

>

4 Á

<

6 F

<

7 Ö

>

1 O

<

2 Z

Ú

  

Ú

  

Ù

  

Ú

  

Ù

  

Ú

  

Ú

  

Ù

  

Ù

 1L

<

2 E

<

6 R

<

8 N

>

7  É

>

3 G

<

5 Ö

>

4 K

<

 9E

Ù

  

Ù

  

Ù

  

Ú

  

Ú

  

Ú

  

Ú

  

Ù

  

Ú

4 L

<

9 É

>

7 E

>

5 E

>

1 K

<

2 M

<

3 E

<

6 G

<

8 D

Ù

  

Ú

  

Ù

  

Ú

  

Ù

  

Ù

  

Ù

  

Ú

  

Ú

7 I

>

1 S

<

9 T

>

3 H

>

2 É

<

8 N

>

6 M

>

5 Z

>

4 E

Ú

  

Ù

  

Ú

  

Ù

  

Ù

  

Ú

  

Ù

  

Ú

  

Ù

 5 J

>

4 P

>

2 G

<

6 Á

<

9 Ű

>

1 A

<

8 M

>

3 É

<

7 R

Ú

  

Ù

  

Ù

  

Ú

  

Ú

  

Ù

  

Ú

  

Ù

  

Ú

3 Z

<

6 K

<

8 D

>

4 L

<

5 E

<

7 E

>

2 Ö

<

9ÉS

>

1 K

b)   „A mezőgazdaság ugyanúgy járul hozzá a Föld légkörének melegedéséhez, mint a gép-járműközlekedés.”                                                                                                    (0,5 p)

c)   A jelenség „üvegházhatás” néven ismert.                                                             (0,25 p)

d)               Az üvegházhatás kifejezés onnan ered, hogy a légkör a Napból érkező rövid hullámhosszú sugarakat átengedi, míg a talajról kisugárzott hosszú hullámhosszú sugarakat elnyeli és folyamatosan visszasugározza, akárcsak az üvegházak, vagy az ablaküveg. (Ez természetes folyamat, ha nem létezne, akkor a nappalok és éjszakák hőmérséklete szélsőségesen ingadozna és a Föld átlagos hőmérséklete – 18 oC lenne.) (1,0 p)

e)   A  CH4 és CO2 – on kívül a freonok (C, F, Cl tartalmú vegyületek), valamint a N-oxidok, főleg a N2O okozza az üvegházhatást.                                                                  (0,75 p)

Megjegyzés: a 4b) kérdés helyesen:

b)    Az atommagok átmérője kb. 10-szer nagyobb, mint  az atomok átmérője.(0,5 p)

Ezért minden versenyző, aki valamilyen választ adott erre a kérdésre, megkapja a megadott pontszámot (0,5 p)