Beküldési határidő: 2011. feb. 11.

Név: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  Helység / iskola: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Kémia tanár neve: . . . . . . . . . . . . . . . . . . Évfolyam (X., XI. vagy XII.) . . . . . .                                                            

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

2010 / 2011 –es tanév, XVI. évfolyam

1.  a) Mi a neve annak a 10 C-atomos főláncú alkánnak, amelynek szerkezetében a lehetséges maximális számú CH₃-csoport található oldalláncban? Írd fel az alkán szerkezetét is! Add meg a vegyület összegképletét és ennek megfelelő megnevezést is!                                (2,25 p)

      b) Milyen termékek keletkezhetnek a fenti szerkezetű szénhidrogén dehidrogénezési folyamata során? Válaszodat magyarázd meg!                                                            (2,25 p)

2.  Szénhidrogének összetétele:

      a)  Hány 1,2,3 és 4 C-atomos oldalláncot tartalmaz az alábbi szénhidrogén? Add meg a molekulaképletét(anélkül, hogy a szerkezetét feltüntetnéd!) Válaszodat magyarázd meg!

      3,3,9,9-tetraetil-5,7-diizobutil-4,8-diizopropil-2,2,6,6,10,10-hexametil-4,8-n-propil-5,7-szekbutil-undekán.                                                                                          (2,50 p)

      b)  Add meg a megnevezését és szerkezetét annak a konjugált oktatetraén főláncú szénhidrogén izomérnek, amely minden lehetséges helyen a legkisebb C-atomszámú oldalláncot tartalmazza!                                                                                    (2,25 p)

      c)   Add meg a megnevezését és szerkezetét annak a kumulált oktatetraén főláncú szénhidrogén izomérnek, amely            a főlánc szélein tartalmazza a C=C kötéseket és ugyanannyi és ugyanolyan oldalláncot tartalmaz, mint a b)-pont szénhidrogénje! (2,25 p)

      d)  Milyen általános képletnek felel meg a b) és c)-pont szénhidrogénje? Válaszodat magyarázd meg!                                                                                                     (0,75 p)

      e)  Add meg a b) és c)-pont szénhidrogénjeinek összegképletét!                        (0,25 p)

      f)   Add meg az e)-pont összetételnek megfelelő normál C-láncú diin izomér szerkezetét, amely két tercier C-atomot tartalmaz! Válaszodat magyarázd meg!                     (1,75 p)

      g)  Add meg az e)-pont összetételének megfelelő normál C-láncú tetraén izomérnek a szerkezetét és megnevezését, amelyben a C=C páronként konjugált helyzetben vannak és a C-lánc nem tartalmaz primer C-atomot! Válaszodat magyarázd meg!          (2,0 p)

3.  a) Adott az alábbi elnevezésű szénhidrogén: 5-etil-3,7-dietilidén-2,2,6-trimetil-oktán. Írd fel a szerkezetét!                                                                                           (0,75 p)

      b)  Helyes vagy nem helyes az a)-pontban megadott elnevezés? Válaszodat magyarázd meg és amennyiben helytelennek tartod, add meg az általad helyesnek minősített elnevezést és ezt is magyarázd meg!                                                              (1,75 p)

      c)   Add meg a szénhidrogén összegképletét és nevezd meg azokat a szénhidrogén csoportokat, amelyek megfelelnek ennek az összetételnek!                            (1,5 p)

4.  Szénhidrogének felosztása

      Milyen szerkezetű szerves vegyületeket jelölnek az alábbi általános képlettel felírható szénhidrogének? Minden válaszodra add meg a megfelelő 5 C-atomos izomér egyik lehetséges szerkezetét és nevét, valamint a C-lánc típusát! (a) C_nH_2n+2; (b) C_nH_2n; (c) C_nH_2n-2 . (Megj.: a gyűrűs C-láncok esetében a legstabilabb izomér szerkezetét add meg!)          (6,5 p)

5.  Az alábbi szöveg alapján válaszolj a kérdésekre! Megj.: lehet, hogy a válaszhoz még további kiegészítő ismeretekre is szükséged lehet!

      A sztratoszférikus ózonréteget leggyakrabban ózonpajzsnak nevezik, ami azonban nem teljesen pontos elnevezés, mert …..

       Az 1970-es évektől az Antarktisz feletti légköri mérési adatok rendszeresen azt igazolják, hogy tavasszal egyre nagyobb kiterjedésű a 150 dobsonnál kevesebb ózont tartalmazó terület. Ezt a jelentős ózonritkulást „ózonlyuknak” szokták nevezni (és így került be a köztudatba is)m habár a kifejezés még kevésbé találó, mint az „ózonpajzs”.

       1974-ig klimatikus okokkal, a szuperszónikus repülők kipufogó gázainak légköri hatásával magyarázták a jelenséget. 1974-ben született az az elmélet, amely a halogénezett szénhidrogéneket teszi felelőssé a káros folyamatokért. Ezek a vegyületek nagyon stabilak, így kémiailag változatlanul jutnak fel a sztratoszférába, ahol az ózon védőhatásának hiányában erős UV sugárzás éri őket. Ez az energia képes lehasítani egy Cl-atomot a molekulából  (1), ez az atom reagál az ózonnal klórmonoxid és O₂ - molekulák fejlődése közben (2). A klórmonoxid újabb ózon molekulát bont oxigénre és Cl-atomra (3); ez utóbbi pedig a (2)-es folyamatnak megfelelően „viszi” tovább az ózonréteg károsítását.  Az ózonréteg pusztulásának okai a fentiek ellenére is még tisztázatlan, de az említett vegyületek meghatározó szerepet töltenek be a reakcióban. 1987-ben a legfejlettebb ipari országok aláírták az „ ózonréteg Károsító Anyagok Montreali Jegyzőkönyvét, amely szerint  a halogénezett szénhidrogének termelése az 1986.os szinten befagyasztják és 1999-re a felére csökkentik.

       (Megj. szöveg: Furka Árpád - Szerves kémia; Kerényi Attila - Általános környezetvédelem)

      a) Véleményed szerint miért nem pontos az „ózonpajzs” elnevezés tudva, hogy az ózonrétegnek UV (ultraibolya)sugárzással szembeni védőszerepe van.                                (0,5 p)

      b) Mit fejez ki egy „dobson” és a szöveg szerint ez milyen vastagságú (mm) ózonréteget jelentene, amely a földi életet nem károsítaná?                                                         (0,75 p)  

      c) Miért kevésbé találó az „ózonlyuk” kifejezés az ózonritkulásra vonatkoztatva? (Megj. az „ózonpajzs” kifejezéshez hasonlóan ez sem felel meg a reális állapotnak.)                                       (0,5 p)

      d)  Milyen más megnevezései ismertek az 1974-ben „bűnösnek” minősített vegyületeknek?                                                                                                       (0,5 p)

      e)  Hogyan magyarázható az említett vegyületnek az ózonkárosító hatása?               (1,0 p)

      f)   Írd fel a szövegben szereplő (1), (2) és (3)-as folyamatok reakcióegyenleteit a freon-11 és freon-12 molekulái esetére!                                                             (2,0 p)

6.  Feladat:

      Egy ismeretlen összetételű alként Pt-katalizátoron hidrogénezve, a termékelegy alkánt és alként tartalmaz. Ez utóbbi elegyet 200^o C-on sztöchiometrikus mennyiségű O₂-gázzal összekeverve 8800 m³ gázelegy keletkezik az égés hőmérsékletén. Ezt az elegyet meggyújtva az égéstermékek térfogata 200^o C-on 10600 m³. Az alkénnek két egyenesláncú izomérje van! Feltételezve, hogy x-térfogat % alkén hidrogéneződik a megadott körülményeken, válaszolj az alábbi kérdésekre!

      a)  Írd fel az „x” függvényében a végbemenő kémiai folyamatokat! Válaszodat magyarázd meg!                                                                                                      (2,75 p)

      b) Mi az alkén kémiai összetétele (molekulaképlete) és hány %-a hidrogéneződött ? (x=?) Válaszodban tüntesd fel a megoldás menetét (és magyarázatot ott, ahol kell!)           (4,75 p)

7.  Kísérlet: Polisztirol oldódása

      Eszközök, vegyszerek: befőttes üveg (min. 800 cm³), aceton (néhány cm³), hosszú polisztirol rúd (1,5-2 m, 2.3 cm² keresztmetszetű). Megj.: az aceton helyett a kozmetikai körömlakk-lemosó is használható.)

      A kísérlet leírása: öntsd az acetont a befőttes üvegbe, majd állítsd bele a polisztirol rudat, és lassan, az oldódás ütemében nyomd lefele, amíg teljesen feloldódik. (A kísérlet attól látványos, hogy nagyon kis mennyiségű oldószerben nagyon nagy térfogatú polisztirol képes feloldódni.)

      a) Miért oldódik a polisztirol az acetonban?                                                       (1,5 p)

      b)  Mi a magyarázata annak, hogy a feloldott anyag térfogata sokkal nagyobb, mint az oldószer térfogata, amelyben feloldódik?                                                               (0,75 p)

      c) A kísérletet eldobandó üvegben kell elvégezni. Miért?                                        (0,5 p)

      Fontos: lehetőleg védőkesztyű és védőszemüveg használatával a szabadban végezd el a kísérletet!

8.  Kakuró rejtvény – „Vegyjelek”

   A sorokhoz illetve oszlopokhoz rendelt számok az adott irányban (nyíl jelzi) található számjegyek összegét jelölik. A hálót 1 – 9 számjegyekkel kell kitöltened úgy, hogy az adott összegben ezek csak egyszer szerepelhetnek (amennyi belőlük az összegbe belefér).

           A megfejtés után olvasd össze a számok melletti betűcsoportokat az alábbi sorrendben:

- először minden 1-es szám melletti betűcsoportot a vízszintes sorok mentén, balról jobbra, majd fentről lefele haladva;

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

      Megj. -a „*” jel szóközöket jelöl!

      Megoldásként add meg:

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

      b) Az ábrából kiolvasott szöveget!                                                                        (1,5 p)

c)             Kitől származik a ma is használatos vegyjelek bevezetésével kapcsolatos idézet? Milyen nemzetiségű volt és mikor élt?                                                                            (1,0 p)

d)   Mi volt a lényege és az előnye az idézetben szereplő vegyjelrendszer bevezetésének?

                                                                                                                          (1,25 p)

CSAK  XI.-XII. OSZTÁLYOS  VERSENYZŐKNEK KÖTELEZŐ FELADATOK:

9.  a)   Legkevesebb hány C-atomos kell legyen az a telítetlen, nyílt C-láncú

      hidroxiszármazék, amely három -OH - csoportot tartalmaz molekulájában? Válaszodat

       magyarázd meg! Add meg a vegyület egy lehetséges szerkezetét és ennek

       megnevezését!                                                                                                (2,25 p)

      b)  Melyik vegyület ég kormozóbb lánggal: a benzol vagy a ciklohexán? Miért?    (0,75 p)

      c)   A b)-pontban megnevezett két szénhidrogén kellő mennyiségű oxigén jelenlétében

      elég. Írd fel a megfelelő folyamatok reakcióegyenleteit!                                        (1,0 p)

      d)   A benzol élettani hatását a 11, 23/24/25, 45 és 48 R-mondatok, valamint az 1/2,

      16, 29, 45 és 53 S-mondatok jelzik. Add meg a fenti számokkal jelölt veszélyességi

       tényezőket!                                                                                                     (4,75 p)

      e)   A ciklohexán élettani hatását, többek között a 11, 38, 65 és 67 R-mondatok és a 16, 25 és 62 S-mondatok jelzik. Add meg a fenti számokkal jelölt veszélyességi tényezőket(csak azokat, amelyek nem szerepelnek a d)-pontban)!                                                            (1,25 p)

      Tudod- e?

        2005-ben a Titán nevű égitestre (a Szaturnusz legnagyobb holdja) leereszkedett a Huygens-űrszonda (amelyet a Titán felfedezőjéről neveztek el). Ez a szonda útközben és az égitestre érve is méréseket végzett. A feldolgozott felvételek időszakos szénhidrogén-folyókkal és -tengerekkel szabdalt, gyakran metánesővel áztatott egzotikus felszínt mutattak. Ezeknek kapcsán komolyan felmerült a lehetősége annak, hogy a metántenger számunkra eddig ismeretlen, furcsa életformáknak adhatna otthont. Elméletileg nem kizárt, hogy egy élő szervezetben más vegyületek is betölthetik a víz oldószerként játszott szerepét és elősegíthetik más típusú élő szervezetek megjelenését. Egy nem vízalapú életforma kialakulásához kedvezőek a Titánon létező körülmények, hiszen itt a légköri szerves reakciók végtermékeként nagyon sokféle szerves termék keletkezik, amelyek között számos olyan vegyület is előfordul, amely az élő szervezet kialakulásához szükséges.