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

2009 / 2010 –es tanév, XV. évfolyam

1.  Kémiatörténeti naptár:   

Az alábbiakban néhány november és december hónapban született kémikus neve adott!

A Te feladatod megadni: a kémikus születési évszámát; nevezd meg a szerves kémia vagy / és általános kémia területén elért kimagasló eredményét(nagyon röviden: 1-2 mondat), és az f)-pont esetében válaszolj a kérdésre!

Megjegyzés: a Nobel-díjas kémikusok esetében nevezd meg, hogy mely területen és melyik évben kapták ezt!      (Bibliográfia: http://www.kfki.hu/~cheminfo/hun/teazo)

      a)   Paul Sabatier:                                                                                                                    (0,4 p)

      b)   Auguste Laurent:                                                                                                    (0,4 p)

      c)   Henry G. J. Moseley                                                                                               (0,3 p)

      d)   Johannes Diderik van der Waals:                                                                         (0,6 p)

      e)   Charles Adolphe Würtz:                                                                                         (0,3 p)

      f)    Andres Celsius: milyen értékeket állapított meg a róla elnevezett hőmérsékleti

            skála 0- és 100 -fokának?                                                                                     (0,4 p)

      g)   Antoine - Henri Becqeurel:                                                                                    (0,4 p)

      h)   Willard Frank Libby:                                                                                              (0,4 p)

      i)    Gerhard Herzberg:                                                                                                 (0,4 p)

2.  A Fülöp-szigeteken termő kókuszdióban megtalálható egy alkán és ezért a bennszülöttek

      petróleumdiónak nevezik ezt a termést.                         

      a)   Mi ennek az alkánnak az összegképlete és ennek megfelelő neve?                     (0,5 p)

      b)   Miért nevezik petróleumdiónak ezt a termést és mire használják? Miért?           (1,0 p)

3.  Írj az alábbi táblázatba olyan vegyületek képletét, amelyekben a C, N és S-atomok a megadott oxidációs számmal szerepelnek!          

(Megjegyzés: Vannak olyan oxidációs állapotok, amelyek nem fordulhatnak  elő a megadott elemet tartalmazó vegyületekben!)                                                                                               (3,75 p)

4.  Mi a szerkezeti képlete és neve:

a) - annak a pentánizomernek, amelyet fény jelenlétében brómozva csak egyetlen monobrómszármazékot eredményez? Magyarázat és reakcióegyenlet! A pentánizomer triviális neve!                                                                                                      (1,75 p)

      b) - annak az oktánizomérnek, amelyet fény jelenlétében klórozva csak egyetlen

      monoklórszármazékot eredményez? Magyarázat és reakcióegyenlet!                     (1,0 p)

c) - annak a C₅H₁₀ összegképletű szénhidrogénnek, amelyet fény jelenlétében brómozva csak egyetlen monobrómszármazékot eredményez? Magyarázat és reakcióegyenlet!   

                                                                                                                             (1,0 p)

      d) - annak a C₅H₁₀ összegképletű szénhidrogénnek, amelynek allilhelyzetű klórozásával két

olyan monoklórozott izomér keletkezik, amelyekben a Cl-tartalmú C-atomok rendűsége azonos? Magyarázat, reakcióegyenlet(ek) és termék(ek) megnevezése!                (2,5 p)

e) - annak a C₆H₁₂ összegképletű elágazó szénhidrogénnek, amelynek allilhelyzetű klórozásával csak egyetlen monoklórszármazék keletkezik! Magyarázat, reakcióegyenlet és termék megnevezése!                                                       (1,25 p)

f) - annak a C₆H₁₂ összegképletű szénhidrogénnek, amelynek K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ oldatával történő oxidációja során csak 3  C-atomos szerves sav keletkezik?  Magyarázat és reakcióegyenlet!                                                                                                    (1,75 p)

5. a) Töltsd ki az alábbi táblázat adatait!                                                                       (6,25 p)

      b) Az 1, 2, 5, 6 és 7 alpontok esetében tüntesd fel a megnevezett reakció egyenletét és a

      szerves termék nevét!                                                                                                (3,40 p)

6.  Adott két azonos tömegű 10 literes acéltartály egy helységben. Az egyikbe (1) száraz levegőt, míg a másikba (2) nedvességgel telített levegőt juttatunk, majd mindkét  tartályt lezárjuk. Mindkettőben a nyomás 2,5 atm lesz.

      a)   Melyik tartályban van több molekula? Magyarázat!                                          (1,0 p)

      b)   Melyik tartálynak lesz nagyobb a tömege a belehelyezett anyagok után? Magyarázat

            (A levegő két fő összetevőjén kívül a többi komponenst elhanyagoljuk!)                        (3,0 p)

            (Adott: H = 1; N = 14; O = 16 atomtömegek).

            Megjegyzés: A válaszokat számítások nélkül add meg!               

7.  Feladat:  (Forrásanyag: KÖKÉL, 2008)

Három homológ gázhalmazállapotú szénhidrogénből álló elegy átlagos moláris tömege 32 g/mol. A komponensek térfogatai mértani sorozatot alkotnak, ahol a q = 0,25. Határozd meg:

a)   A gázelegy térfogatszázalékos összetételét!                                            (3,0 p)                 

b)   A gázelegyben található szénhidrogének képletét és nevét!                               (2,75 p)

c)   Írd fel az M₃ molekulatömegű szénhidrogén lehetséges polimerizációs reakcióit!(1,5 p)

8.  Kísérlet: „Ugráló golyók”

      - Szükséges vegyszerek, anyagok, eszközök:

      - szilárd NaHCO₃, ecetsav oldat, víz, polisztirol darabkák, 1 literes műanyagpalack, egy lyukú dugó és ebbe beleilleszthető tölcsér (tedd a polisztirol darabkákat a tölcsérbe!)

- Kísérlet menete: töltsd meg félig vízzel a műanyagpalackot, tégy bele spatulányi szilárd

NaHCO₃-t , majd tölts hozzá 20-30 ml ecetsav oldatot. Ezután helyezd gyorsan a dugóba illesztett tölcsért a polisztirol darabokkal.

- Kérdések:

a) Mit tapasztalsz a palack lezárása után?                                                                   (0,5 p)

b)   Magyarázd meg az a)-pontban megfigyelt jelenséget és add meg a végbemenő kémiai folyamat egyenletét.                                                                                                (1,5 p)

c)   Miért mehet végbe a b)-pontban megadott átalakulás?                                           (0,5 p)

d)   Mi a NaHCO₃ köznapi megnevezés?                                                                   (0,25 p)

e)   Hol, mikor használjuk a mindennapi gyakorlatban a fenti jelenségeket? Miért?

                                                                                                                                  (1,0 p)

f)    A mindennapi gyakorlatban mit lehet még használni az ecet helyett? Magyarázat!

                                                                                                                                  (0,75 p)

9.  Rejtvény: Sudoku ismétlődő számokkal

Helyezd el a mellékelt ábrában az 1 - 9 számokat úgy, hogy minden sorban, minden oszlopban, valamint a 3x3 - as területeken csak egyszer forduljanak elő. Egy - egy átló mentén a 3x3 - as területeken található 3 szám ismétlődik azonos sorrendben.

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

- először az 1-es számok melletti betűpárokat balról jobbra haladva;

- majd folytasd ugyanebben az irányban a 2-es, 3-as, …, 9-es számok melletti betűpárokkal.

Megjegyzés: a „•” szóközöket jelöl és a szövegben zárójelbe tett évszámok is találhatók.

Megoldásként add meg:

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

b)   Az ábrából kiolvasható szöveget (a megadott szabályok alapján).                               (1,0 p)

c)   Add meg a b) válaszban szereplő kémikus más, a fenti szövegben nem szereplő, kémia történeti jelentőségű eredményeit.                                                                                        (1,5 p

FONTOS: a feladatlapok kitöltését elvégezheted ebben a word-dokumentumban, vagy leírhatod csak a megoldásokat (a feladatok számát feltüntetve) ugyancsak word dokumentumban. Mindkét esetben visszaküldheted a versenyfelhívásban megadott e-mail címre, vagy kinyomtatva postai küldeményként (a megadott postai címre). A scannelést lehetőleg mellőzni kell, mert elég sok bonyodalmat okozott az előző években is, így megtörténhet, hogy használhatatlan a javításra visszaküldött válasz.

CSAK  XI.-XII. OSZTÁLYOS  VERSENYZŐKNEK KÖTELEZŐ FELADATOK:

10.      Elsősegély felszerelések gyakori tartozéka egy-egy hűtő-, illetve melegítőpárna, melyet kitűnően lehet használni sérülések ellátására, fájdalom enyhítésére. Ezek megfelelő méretű műanyagzsákot, amelyek vizet és egy zárt, de könnyen eltörhető tégelyben, általában CaCl₂-t, illetve NH₄NO₃-t tartalmaznak.

      a)   Magyarázd meg a „párnák” működési elvét.                                                         (1,0 p)

      b)   A „párnákban” felhasznált sók közül melyik biztosítja a hűtést, illetve a melegítést? Válaszodat indokold meg az oldáshő algebrai értékei alapján!                          (2,0 p)

      c)   Add meg a moláris oldáshő meghatározását!                                                       (0,75 p)

11.      Létezhet-e mezőgazdaság kémia nélkül? (I) Természet Világa, 2007, Kémia különszám)

      A fenti kérdésre a válasz egyértelműen: NEM.

      „Mi a kémia szerepe abban, hogy mit, hogyan és mennyit eszünk? Nem volt-e jobb évszázadokkal ezelőtt, amikor a sajtó nem riasztott naponta élelmiszereink feltételezett «szennyezéseiről»? Amikor nem kellett azon aggódnunk, hogy azok kémiai vegyületeket tartalmaznak, mint az „organikus élelmiszer” szószólói állítják? Nem akarok vitázni velük, de felvetem a gondolatot, hogy lehetséges-e kemikáliáktól mentes élelmiszer?” 

      (Pavláth Attila, Természet Világa, 2007.I. Kémia különszám)

      a)   A termelés hozamának növelésére asszimilálható nitrogénre van szükség. Milyen lehetőség volt erre az 1850-es években, valamint az 1900-as évek első felétől kezdődően?

                                                                                                                                          (0,75 p)

      b)   Az a)-pont 1900-as évekre vonatkozó vegyületeit hogyan állították elő? Ezek közül melyeknek volt/van termelést növelő hatása? Miért?                                             (2,75 p)

      c)   A kémia hatása a mezőgazdasági termékeket a termelőktől a napi étkezésünkig végigkísérik. Nagyszüleink szalicilsavat használtak tartósítószerként. Mi a szalicilsav képlete és szisztematikus (=kémiai) neve? Írd fel egy lehetséges előállítási folyamatát benzolból kiindulva!                                                                                               (2,0 p)

      d)   A szalicilsavas tartósítás is káros lehet, ha az ilyen táplálék a biológiai környezetéből kikerül. A bekövetkező káros folyamatok a hőmérséklet csökkenésével megakadályozhatók. Az erre a célra kezdetben alkalmazott jégtáblákat később a „jégszekrénye” (=hűtőszekrény) váltották fel. Kb. mikor készült el az első, állandó hőmérsékletet biztosító házi használatú jégszekrény? Ennek nagymértékű elterjedését a Freon-22 felfedezése tette lehetővé. Mi a szisztematikus neve és képlete ennek a hűtőanyagnak?                                       (0,75 p)

      Tudod - e?  hogy miért tapad a folpack fólia?

            A folpack fólia kétféle műanyagból készíthető: polivinilkloridbó (PVC) vagy polietilénből. A  PVC természetes állapotban kemény anyag, de lágyítóanyagok hozzáadásával puhává, rugalmassá tehető. A polietilén eleve lágy anyag.

            A PVC-ből készült folpack fólia valamivel átlátszóbb, mint a polietilénből készült. Mindkettőre jellemző a kifáradás (= a megnyújtás utáni rugalmasságcsökkenés), de nem egyforma mértékben.

            Az alapanyagtól függetlenül a folpack fólia tapadásának két oka van: rugalmas = a kinyújtás után igyekszik eredeti méretére zsugorodni; sztatikus elektromos töltéssel rendelkezik, ezért más tárgyat vonz.

            A rugalmasság a molekulák szerkezetével magyarázható. Mindkét alapanyag óriásmolekulákból (=polimer) áll. Ezek „alapállapotban”, a gyapjú, kaucsuk, stb. szálaihoz hasonlóan girbegörbe, kunkorodott alakú. Amikor a fóliát széthúzzuk, a makromolekulák kiegyenesednek, majd a húzóerő megszűnése után igyekeznek visszanyerni eredeti állapotukat.

            A legtöbb vékony műanyag fóliára, így a folpackra is jellemző, hogy tapad: ez a sztatikus elektromos töltésének köszönhető. Így, amikor leszakítjuk az alatta levő fóliarétegről, vagy lehúzzuk egy felületről elektronokat sodor magával, ezért negatív töltésűvé válik. Ugyanakkor a másik felületen ezért pozitív töltés kialakulása történik és a kettőt most már elektromos vonzás tartja össze.

        (Forrásanyag: „Hogy is van ez?” - Reader’s Digest Válogatás)