Boldog Új Évet kívánok

Beküldési határidő: 2014.jan.13.

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

Kémia tanár neve: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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

2013 / 2014 –es tanév, XIX. évfolyam

1. „Össze-vissza” 2,5 p-os kérdések (egymástól független kérdéscsoportok).

A) Mi a kémiai összetétele a plumbánnak és sztannánnak ? Milyen halmazállapotúak? A molekula összetétele és atomaránya alapján magyarázd meg az elnevezések „-án” végződését! (2,5 p)

B) a) Mi volt az „életerő-elmélet” latin megnevezése? ………………………..

b) Mit állított ez az elmélet?

c) Ki (név és nemzetiség) és hogyan döntötte meg az „életerő-elméletet”? (2,5 p)

C) a) Írd fel az 1,2,3-triciklopropil-ciklopropán szerkezeti képletét!

b) Add meg a molekulaképletét és a TE-t (telítetlebnségi érték).

c) Magyarázd meg miért nem létezhet ez a szerkezetű vegyület? (2,5 p)

D) Írd fel mindazoknak a 4 C-atomos szénhidrogéneknek a szerkezetét és elnevezését, amelyeknek TE ³ 1. (Az instabil, gyakorlatilag nem létező szerkezeteket is!) (2,5 p)

E) Add meg a C₄ összetételű alkadién homológjainak lehetséges nyílt C-láncú szerkezeti képletét és ezek megnevezését! (2,5 p)

F) Írd fel az a) – c) szénhidrogének szerkezeti képletét, a polimerizációjuk során keletkezett termékek képletét és a polimer nevét (kémiai vagy triviális név):

a) 1-butén; b) izobutén; c) izoprén. (2,5 p)

G) Egyre többször halljuk / olvassuk a „fenntartható (zöld) kémia” fogalmát. Röviden fogalmazd meg, hogy mire vonatkozik ez az elv. (2,5 p)

H) Mit nevezünk: a) megújuló – és b) nem megújuló energiaforrásnak? Írj min. 2-2 példát! Milyen környezeti hatása van az a) és b) energiaforrások felhasználásának? (2,5 p)

2. Add meg az alábbi fogalmak rövid meghatározását (ahol kell, írj szerkezeti képletet is)!

a) Biogáz:

b) Földgáz:

c) Izomerizáció:

d) „Olefinizoméria”:

e) Konfigurációs izomerek:

f) Konstitúciós izomerek:

g) Krakkolás:

h) Elimináció:

i) Szubsztitúció:

j) Axiális helyzetű ligandumok:

k) Ekvatoriális helyzetű ligandumok:

l) Vonalas képlet:

m) Heterociklusos szerves vegyületek:

n) Markovnyikov-szabály (általánosan!):

o) Poliének:

p) Gumi:

q) Kaucsuk:

(10,25 p)

3. Állapítsd meg a következő kijelentések igaz (I) vagy hamis (H) voltát! „X”-el jelöld a választ a

táblázatban. A válaszodat a megfelelő reakcióegyenletekkel és / vagy a szükséges számításokkal igazold! (Atomtömegek: H = 1, C = 12, O = 16, Cl = 35,5)

	I	H
a)
b)
c)

a) A metán klórozása során keletkezett szerves termékelegy tömegszázalékos klórtartalma 70,0 és 92,0 % között változhat. (2,0 p)

b) A komponenseket 1-1 mólarányban tartalmazó PB-gázkeverék elégetéséhez 57,5-ször több, azonos állapotú, 20 tf.% O₂-t tartalmazó levegő szükséges (100%-os átalakulás esetén). (1,75 p)

c) Az oktánt 65-szörös térfogatú, azonos állapotú levegőben elégetve, az égéstermék összetétele: 1,0 tf.% O₂; 11,0 tf.% CO₂; 13,0 tf.% H₂O-gőz és 75,0 tf.% N₂.

(Megj. a levegő: 20 tf.% O₂ + 80 tf.% N₂). (3,5 p)

4. Ujjlenyomat készítése

Szükséges anyagok, eszközök: 0,33 mol/dm³ konc. AgNO₃ –olat, szűrőpapír vagy fehér írópapír, szórópalack, üveglap.

A kísérlet menete: Tedd a szűrőpapírt / fehér papírt (min. 20x20cm) az üveglapra és készíts erre több ujjlenyomatot: dörzsöld a hüvelykujjadat a homlokodhoz, majd helyezd az ujjad bal szélét a papírraés lassan görgesd, amíg az ujjad jobb széle is eléri a papírt.

Megj. ha túl zsíros a bőröd vagy smink van az arcodon, dörzsöld az ujjadat a tenyeredhez! Töltsd az AgNO₃ –oldatot a szórópalackba, majd fújd be a papírt az oldattal. Tedd a papírt napfényre vagy minél világosabb helyre, majd figyeld meg a változást kb. 15-20 perc múlva.

a) Milyen változás figyelhető meg a papír felületén? (0,5 p)

b) Miért kell a homlokodhoz vagy a tenyeredhez dörzsölnöd az ujjadat a lenyomat előtt? (0,75 p)

c) Zsíros bőr vagy smink használata esetén miért nem lehet a homlokhoz dörzsölni az ujjat?

(0,75 p)

d) Magyarázd meg az ujjlenyomat kimutatásának kémiai folyamatát és írd fel a megfelelő reakcióegyenleteket is! (2,5 p)

5. Sudoku – szélső szorzatokkal

Helyezd el az 1 -9 számokat úgy, hogy azok csak egyszer forduljanak elő minden sorban, minden

oszlopban, valamint minden 3x3-as területen. A háló szélein található számok az adott sor/oszlop

első 3 számának szorzatát jelölik az adott irányból. Megfejtés után olvasd össze a számok melletti

betűpárokat, illetve betű és írásjel párokat az alábbi sorrendben:

- először a bal felső 3x3-as terület 1-9 számai melletti párokat;

- folytasd a következő, jobbra levő 3x3-as terület 1-9 számaival;

- majd sorban a többi 3x3-as területek 1-9 számaival. (A „·” szóközöket jelöl).

Helyes megfejtés esetén az 1863. aug. 23-án Budapesten megjelent „Vasárnapi Újság”-ban

található „A gyufa vegytani tekintetben” című cikk egy részlete olvasható, amelynek folytatása az

ábra alatt található, korabeli helyesírással.

270

504

252

S·

„VE

, A

·S

, G

189

ÜN

B·

K·

Y·

YÚ

360

G·

Y·

·C

, S

ÜK

280

126

É,

K·

ÉK

ÁN

·E

ÁM

·L

·A

E·

·A

·T

T·

ÜV

·É

ÜK,

135

·É

. E

315

180

112

120

hogy a szén gyönyörű élénk színben kezd égni. (1)Ha kihúzzuk, ismét alig fog csillámlani; ha beteszsjük, újra fellobog, és égni fog mindaddig, míg a szén egészen föl lesz emésztve. Az üvegben tehát mégiscsak kell valami egyébnek lenni, mint a közönséges levegő. De mi történnék akkor, ha e kísérletet nagy mennyiségű szénnel tennők? Ez is végig oly szépen fog-e égni? Nem. (2)A faszénnek csupán bizonyos mennyisége ég ugy meg, és aztán vége mindennek. (3)És ekkor a kísérletet nem is lehet ismételni ha újabb élenynyel nem töltjük meg: mivel már ekkor nincs benne éleny. De hová lett az éleny az üvegből? kérde az avatatlan. És mivé lett a szénnek azon része, amely tökéletesen megégett? Végre pedig: mi van most az üvegben? Megfelelek e kérdésre is. (4)Az éleny nem enyészett el, és a széndarab sem enyészett el, sőt inkább monnó )mind a kettő) most is benn van az üvegben, csak hogy mássá átalakulva: mert a kettőből uj légnem lett, melyet szénsavnak nevezünk.”

Megoldásként add meg:

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

b) Az ábrában található idézett szöveg részét! (0,75 p)

c) Röviden fogalmazd át a fenti szövegrész első mondatát mai fogalmakkal. (0,5 p)

d) Magyarázd meg az ábra alatti szöveg (1), (2), (3) és (4)-el jelölt mondatait mai fogalmakkal. (A magyarázathoz szükségesek a nem számozott mondatok is.) (2,75 p)

CSAK XI.-XII. OSZTÁLYOS VERSENYZŐKNEK KÖTELEZŐ FELADATOK:

6. Add meg az alábbi „számok” meghatározását és válaszolj a kérdésekre (ahol van)!

a) Savszám. Írd fel a meghatározásnak megfelelő folyamat általános reakcióját! (1,25 p)

b) Szappanszám (elszappanosítási szám). Írd fel a meghatározásban szereplő folyamatok általános reakcióegyenleteit! (1,75 p)

c) Észterszám. Írd fel a meghatározásnak megfelelő folyamat általános reakcióját!(1,25p)

d) Jódszám (=Hübl-féle szám). Mit fejez ki ez a szám? Írd fel a meghatározás egy lehetséges általános reakcióegyenletét! (1,75 p)

e) Hidroxilszám. (1,0 p)

f) Adott az alábbi táblázat:

Zsír / olaj	Szappanszám	Jódszám	Zsír / olaj	Szappanszám	Jódszám
Csukamájolaj	180 – 197	150 – 175	Olivaolaj	185 – 196	80 – 82
Földimogyoró-olaj	185 – 195	84 – 105	Pálmaolaj	195 – 205	44 – 58
Kókuszzsír	205 – 262	7 – 10	Szójaolaj	188 – 195	120 – 136
Lesütött zsír	193 – 202	60	Ürüfaggyú	192 – 198	31 – 47

Feltételezve, hogy a megadott zsírok/olajok csak triglicerideket tartalmaznak (=nincs bennük szabad zsírsav), milyen következtetések vonhatók le az adott zsírok/olajok összetételében szereplő zsírsavak molekulatömegeire (szappanszám), illetve ezek telítetlenségére (jódszám) vonatkozóan. Válaszodat számítással igazold: (1) a szappanszám esetében 190 és 200-as átlagértékekkel számolva, (2) a jódszámnál pedig 70 és 80-as átlagértékkel számolva, majd ezekhez viszonyítva indokold a válaszaidat. (3,0 p)

Tudod-e? – hogy minden természetes szerves vegyületből biogáz képződik?

Minden természetes szerves vegyület (zsír, szacharidok és fehérje) a levegő oxigénjének távollétében (anaerob körülmények), mikroorganizmusok hatására metántartalmú biogázzá alakul. Ezek a baktériumok mindenütt jelen vannak.

Metángázos lebontáson megy keresztül a szántással, ásással a termőföldbe beleforgatott elszáradt növény, a trágyadombok anyaga és más elpusztult élőlényből származó anyag. A fenti körülmények között a metángáz „haszontalanul” távozik; a talaj pórusaiból kifele szivárog. Ezt a vegyületet a „metánfaló baktériumok” CO₂-dá oxidálják és így megvédik a légkört az üvegházhatású metántól.

A fenti folyamatot tudatosan is irányítani lehet és így jelentős „zöld energiához” = biogázhoz juthatunk, amelynek fűtőértéke a földgázéhoz hasonló. Egy ilyen biogáz telep a mezőgazdasági termelés színhelyén a háztartáshoz szükséges fűtő és világítógázt képes biztosítani. A városi szemét egy része is lebontható biogázzá és így hasznosabbá válhat, mintha a szemét lerakása majd utólagos elégetése.