Sztöchiometria

1. Három szilárd vegyületből álló porkeverék elemi összetétele a következő:

Ca: 25,51%; Si: 14,02%; C: 9,29%, H: 0,28% és O: 50,90%.

A keverék 1,0000 grammját salétromsavban oldva, 124,60 cm3, p=105 Pa nyomású, T=300 K hőmérsékletű gáz fejlődik. A gáz az égést nem táplálja és meszes vízben elnyeletve csapadékleválást okoz. Az edény alján áttetsző kristályos anyag marad vissza, ami további vizsgálódás során igen inertnek bizonyul, ásványi savaknak, lúgoknak, szerves oldószereknek ellenáll, de HF-oldatban oldódik. A kapott savanyú oldat 10,95 cm3 térfogatú 0,05 mol/dm3 koncentrációjú KMnO4-oldatot képes elszínteleníteni.

Mi a három anyag összegképlete és neve, mi a keverék tömegszázalékos összetétele?Ar(Ca) = 40,08; Ar(Si) = 28,09; Ar(C) = 12,01; Ar(H) = 1,01; Ar(O) = 16,00; R = 8,314 J/mol/K

Eredmény: Az első anyag összegképlete: ..... , neve: ..... és ..,.. %-ban, a második összegképlete: ....., neve: ..... és ..,.. %-ban, a harmadik összegképlete: ..... , neve: ..... és ..,.. %-ban van jelen a keverékben.

2. Egy rövid szénláncú telített szénhidrogén (CnH2n+2; n<5) három különböző oxigéntartalmú származékaiból álló folyadékelegy 0,6230 g-ját 1,200 dm3 (p=105 Pa, T=298 K) oxigénben elégetjük. Az égésterméket meszesvizes oldatba vezetjük. Mindhárom származék csak egy funkcióscsoportot tartalmaz! Az elnyeletés után visszamaradt, megszárított gáz térfogata, a korábbi hőmérsékletre visszahűtve, és nyomásra visszaállítva, 171,8 cm3. A meszesvizes edényben levált, leszűrt, megszárított csapadék tömege 3,0027 g.

Mely szénatomszámú vegyületek lehetnek az elegyben? Lehettek-e az elegyben izomerek és ha igen melyek? Milyen lehet az elegy molszázalékos összetétele?Ar(Ca) = 40,08; Ar(C) = 12,01; Ar(H) = 1,01; Ar(O) = 16,00; R = 8,314 J/mol/K

Eredmények: A vegyületek szénatomszáma n = .... . Az első komponens a ..... , amely ..... mol%-ban van az oldatban, a második komponens a ..... , amely ..... mol%-ban van az oldatban, a harmadik komponens a ..... , amely ..... mol%-ban van az oldatban. Izomerek lehetségesek/nem lehetségesek. Ha igen akkor azok a következők:

3. Egy alföldi szikes talajból nyerhető xNa2CO3·yNaHCO3·2H2O összetételű só és dolomit keverékét 900 oC-ra hevítjük 105 Pa nyomáson, miközben 780,3 cm3 gáz fejlődik, mely egy része szobahőmérsékleten lecsapódik, a többi meszes vízből 0,3003 g csapadékot választ le. A hevítés után a maradék anyag 40,0 cm3 0,25 mol/dm3

koncentrációjú sósavval közömbösíthető, miközben a fejlődő gázt meszes vízbe vezetve szintén 0,3003 g csapadékot kapunk. Adja meg a só pontos összetételét! Számítsa ki, hogy a keverék tömegszázalékos összetételét! (A Na2CO3 bomlási hőmérséklete > 1000 oC.)

Ar(Na) = 22,99; Ar(Ca) = 40,08; Ar(Mg) = 24,31; Ar(C) = 12,01; Ar(O) = 16,00; Ar(H) = 1,01; R = 8,314 J/mol/K; 0 oC = 273,15 K

4. Zárt térben lévő ismeretlen összetételű metil-amin – levegő elegyen szikrát ütünk keresztül, a reakció lejátszódása után (a metil-amin nitrogéntartalma elemi nitrogénné ég el) a kapott gázelegy nyomása a kiindulási térfogatban és 150 oC véghőmérsékleten 1,5 -ször akkora, mint az eredeti gázelegy nyomása 20 oC-on. Mi a keletkező és a kiindulási gázelegy térfogat%-os összetétele?

A levegő összetétele: 20,0 V/V% O2, 80,0 V/V% N2; R = 8,314 J/mol/K; 0 oC = 273,15 KEredmény: a metil-amin égésének reakcióegyenlet; a kiindulási és a keletkező gázelegy összetétele: ??,? V/V%

5. Két szilárd állapotú szervetlen só – amelyek mindegyikét külön-külön is Kipp-készülékben gázfejlesztésre használunk – keverékének 0,6555 g-ját sósavban oldjuk, miközben egy kétkomponensű gázkeverék képződik. A gázkeveréket savas KI-oldaton buborékoltatjuk át, ami az egyik komponens elnyelődésekor elemi jódot szabadít fel, amit 56,0 cm3 0,1 mol/dm3 koncentrációjú Na2S2O3-oldattal tudunk elszínteleníteni. A maradék gáz nem éghető, és nem is táplálja az égést. Erősebb oxidálószer (pl. K2S2O8) hatására a feltárt, savas oldat ibolyaszínű lesz. Ugyanakkor kénsav hatására fehér csapadék válik le belőle. A porkeverék egy másik 0,6856 g-os részletét fokozatosan 1000 oC fölé hevítve szintén egy kétkomponensű gázelegy képződik, amelyet telített bárium-hidroxid-oldaton átvezetve 0,9867 g fehér csapadék képződik. A másik, az oldatban rosszul oldódó gáz, táplálja az égést. Melyik két anyag alkotta keveréket, és mi volt a tömegszázalékos összetétele?

A relatív atomtömegeket két tizedesre kerekítve használják fel!Eredmény: a két anyag neve és képlete; ??,? m/m%-os összetétel; az azonosításhoz szükséges reakcióegyenletek

6. Egy egy-, egy két- és egy háromvegyértékű fémből álló keverékben a fémek atomjainak aránya rendre 1:20:4. A keverékben az egy- és a háromvegyértékű fém tömege megegyezik. A keverék adott tömegű részletét fölös mennyiségű sósavban oldva 1,5925 dm3 standardállapotú hidrogéngáz keletkezik és 0,270 g fém marad vissza. Az előzővel azonos tömegű és összetételű minta nátrium-hidroxid-oldattal 367,5 cm3 standardállapotú hidrogéngázt fejleszt és 1,485g fém marad vissza. Mely három fémet tartalmazta a minta? Határozza meg a minta m/m%-os összetételét valamint, hogy mekkora tömegű részleteket oldottunk fel!

Megoldás: a minta ??,?? m/m% ...-t, ??,?? m/m% ...-t és ??,?? m/m% ...-t tartalmazott, a keverék tömege ?,??? g

7. Azonos szénatomszámú nyíltláncú telített egyértékű karbonsavból, nyíltláncú telített egyértékű alkoholból és nyíltláncú telített egyértékű aldehidből álló elegy három azonos tömegű és összetételű részletét vizsgáljuk. Az első részletet elégetve 12,25 dm3

standardállapotú CO2 gáz és 12,6 g víz keletkezik. A második részletet fém nátriummal reagáltatva 3,675 dm3 standardállapotú hidrogéngáz képződik. A harmadik részletével elvégezve az ezüsttükörpróbát 107,87 g ezüst válik le. Milyen vegyületekből áll az elegy, mi a m/m%-os és a n/n%-os összetétele? Ar(Ag) = 107,87, Ar(H) = 1,01; Ar(C) = 12,01; Ar(O) = 16,00;

Megoldás: a minta ??,?? m/m% ...-t, ??,?? m/m% ...-t és ??,?? m/m% ...-t tartalmazott

8. Egy telítetlen nyíltláncú egyértékű karbonsav (CxHyO2 ; x<12) elégetésekor 0,9010 g vizet és 1,5333dm3 25oC-os 0,97 bar nyomású széndioxidot kapunk. Ha az ismeretlen sav 3,4248 g-jából 100,08 cm3 törzsoldatot készítünk és ennek 10,024 cm3-ét savas közegben bromidionok jelenlétében 0,1039 mol/dm3 koncentrációjú kálium-bromát-oldattal megtitráljuk, 9,64 cm3 mérőoldat fogy. Mi(k) lehet(nek) az ismeretlen telítetlen karbonsav(ak) összegképlete, szerkezete és neve, ha királis szénatomot is tartalmaz(nak)? Ar(H) = 1,01; Ar(C) = 12,01; Ar(O) = 16,00; R = 8,314 J/mol/K; 0 oC = 273,15 K.

Megoldás: az ismeretlen karbonsav(ak) összegképlete, szerkezete és neve

9. A levegő ózontartalmának meghatározása során a vizsgálni kívánt levegőmintát egy 0,8 cm átmérőjű csövön keresztül, 35,81 cm/s lineáris áramlási sebességgel juttatják el majd buborékoltatják keresztül egy savas kémhatású, nagy mennyiségű kálium-jodidot tartalmazó elnyelető oldaton. Az elnyeletést 24 órán keresztül folytatják. Milyen koncentrációjú Na2S2O3 oldattal titráljuk az oldatot az elnyeletést követően, ha azt akarjuk, hogy a fogyott mérőoldat mL-einek száma megegyezzen a levegő 1 m3-ében lévő ózon mikrogrammban kifejezett tömegével? Ar(O) = 16,00

Megoldás: a Na2S2O3 oldat koncentrációja Cx = ?,??.10?? mol/dm3

10. A halogénizzók gyártásakor, az 1 cm belső átmérőjű és 1,5 cm hosszúságú henger alakú izzóba a külső nyomással megegyező, 1 bar nyomású, 25°C hőmérsékletű argon mellett 0,5162 mg dibróm-metánt is bemérnek. A lezárt izzót ellenőrzés céljából felvillantják, aminek következtében a brómozott szénhidrogén elbomlik. Az így kapott gázelegy analízise azt mutatja, hogy az argon mellett HBr, CO és CO2 van jelen, ez utóbbi kettő 2:3 arányban. Mivel volt szennyezve és mekkora tisztaságú az argon? Mekkora túlnyomást kell kompenzálnia az izzó falának, üzem közben, ha az izzóban lévő gáz hőmérséklete a termikus egyensúly beálltakor eléri a 350°C-ot? Ar(H) = 1,01; Ar(C) = 12,01; Ar(O) = 16,00; Ar(Br) = 79,91;

Megoldás: A szennyező anyag a(z) ... és koncentrációja ??,?? térfogat%. Az izzónak ?,???x10?? Pa túlnyomást kell kibírnia.

11. CsOH-ból úgy távolítjuk el a karbonát szennyeződést, hogy a szilárd mintát a számított mennyiségűnél 20%-kal több Ba(OH)2

.8H2O-val és minimálisan szükséges vízzel keverjük össze, majd a leváló BaCO3/Ba(OH)2 keveréket szűréssel eltávolítjuk az oldatból. Előzetes mérések alapján egy kereskedelmi forgalomban beszerzett minta 89,66 m/m% CsOH.H2O-t tartalmaz, a fennmaradó rész teljes mértékben kristályvízmentes Cs2CO3. (i) Milyen tömegarányban kell ezt a mintát Ba(OH)2

.8H2O-val és vízzel elkevernünk, ha azt szeretnénk, hogy a szűrés után 14,839 mol/dm3 koncentrációjú, 2,8014 g/cm3 sűrűségű CsOH törzsoldatot kapjunk. (Megjegyzendő, hogy a BaCO3 és a Ba(OH)2 oldhatósága egy ilyen magas koncentrációjú CsOH oldatban gyakorlatilag nulla, és belőle a Ba(OH)2 kristályvízmentes formában válik ki.) (ii) Hány százalék vízmentes Cs2CO3-ot tartalmaz az a CsOH.H2O/Cs2CO3 keverék, amelyhez a megadott koncentrációjú CsOH törzsoldat fenti recept szerinti karbonátmentesítése során már nem szükséges vizet adni? Ar(H) = 1,01; Ar(O) = 16,00; Ar(Cs) = 132,91; Ar(Ba)=137,34; Ar(C) = 12,00.

Megoldás: (i) a CsOH.H2O/Cs2CO3 keverék: Ba(OH)2.8H2O : H2O tömegaránya

1:?,???:?,???; (ii) a minta Cs2CO3 tartalma ??,?? m/m%.

12. 1,5 g ezüst-, réz- és krómtartalmú ötvözetet savban oldunk. Az így keletkezett oldatot, amely Ag+, Cu2+ és Cr3+- ionokat tartalmaz, 500 cm3-re hígítottuk. Az ezüst és a réz eltávolítása után az oldat tizedrészében lévő krómionokat kromátionokká oxidáljuk. Az így kapott oldathoz 25,00 cm3 0,1 mol/dm3 koncentrációjú vas(II)-só oldatot adunk. A vas(II)-felesleg oxidálására savas közegben 17,20 cm3 0,0200 mol/dm3 koncentrációjú kálium-permanganát-oldat fogy. Ha 200 cm3 kiindulási oldatot elektrolizáljuk, a három fém teljes leválasztása 2A erősségű árammal és 90 %-os áramkihasználással 14 perc 30 másodpercig tart. Számítsa ki az ötvözet tömeg-százalékos összetételét! Ar(Cu) = 63,54; Ar(Cr) = 52,00; Ar(Mn) = 54,94; Ar(Fe) = 55,85; Ar(O) = 16,00;

Megoldás: Az ötvözet ??,?? % ezüstöt, ??,?? % rezet és ??,?? % krómot tartalmaz

13. Egy 5,00 m3-es tartályban egy a második periódusban található nemfémes elem négyféle gáz halmazállapotú oxidjának a keveréke található. A gázkeverék nyomása 105 Pa és hőmérséklete 298 K. A keverékben lévő komponensek közül az, amely az elemet a legalacsonyabb oxidációs állapotban tartalmazza, meglehetősen inert. Ma az élelmiszeriparban használják, korábban orvosi felhasználása is volt. Másik két oxidról azt tudjuk, hogy egymással monomer - dimer viszonyban vannak és a dimer disszociációs egyensúlyi állandója Kp = 1,15 104 Pa. A negyedik oxidról tudjuk, hogy oxigénnel szobahőmérsékleten is reagál, és a reakció eredménye a monomer oxid. A négy oxidból kettő paramágneses, kettő diamágneses. Melyik elemről van szó? Adja meg az eredeti elegy molszázalékos összetételét, ha a fenti tartályt fokozatosan 258 K-re hűtve a nyomás 3,0304 104 Pa-ra csökken. A dimer-oxid ezen a hőmérsékleten színtelen kristályok formájában van jelen, amelyek térfogata elhanyagolható. A tartályban az eredeti állapotot visszaállítva, majd a negyedik oxidot teljes mennyiségé-ben, megfelelő mennyiségű oxigénnel feloxidálva, a nyomás 298 K-en, az egyensúly beállása után az eredeti 88,86%-ára csökkent.

Megoldás: Az elem neve: ... , az elegyben lévő oxidok összegképletei és a mol%-os koncentrációjuk az eredeti elegyben.

14. Egy vegyszerkatalógusból rendelhető, szervetlen szilárd anyag 0,8392 g-ját vízben oldva gáz fejlődik és egy enyhén zavaros oldatot kapunk. Az oldatot sósavval titrálva az feltisztul és 160,00 cm3 0,5 mol/dm3 sósav-oldat fogy a közömbösítéshez. A közömbösített oldatot ammónia-oldattal kezelve, majd kevés szilárd NH4Cl hozzáadása után főzve jól szűrhető fehér csapadék válik le. A csapadékot szűrve, majd súlyállandóságig izzítva 1,0196 g fehér port kapunk. A szűrlet fotometriás vizsgálata azt mutatja, hogy egy fémion még jelentős koncentrációban van az oldatban. A reakciósor elején fejlődött gázt felfogva azt tapasztaljuk, hogy azt a Pd-szivacs ugyanúgy elnyeli mint a hidrogéngázt, azonban a hidrogén esetében azonos térfogatú gáz elnyelésekor a tömegnövekedés csak 66,89%-a a reakció során fejlődött gáz elnyelésekor tapasztaltnak. Azt is tudjuk róla, hogy nem radioaktív. Mi volt a szilárd anyag összetétele? (A relatív atomtömegeket két tizedesre kerekítve használja!)

Megoldás: A vegyszer összegképlete: ... , neve: ... .

Oldatok, koncentrációk

15. V térfogatú 20 m/m%-os, 1,10 g/cm3 sűrűségű sósavat és 3V térfogatú, 3,34 mol/dm3

koncentrációjú NaOH-oldatot külön-külön 1-1 dm3-re hígítunk. A keletkezett oldatok azonos térfogatú részleteit összeöntve 12-es pH-jú oldatot kapunk.

(a) Mekkora térfogatú oldatokból indultunk ki?(b) Az eredeti lúgoldatot hányszorosára kellett volna hígítani, hogy 12-es pH-jú oldatot kapjunk?Ar(H) = 1,01; Ar(O) = 16,00; Ar(Na) = 22,99; Ar(Cl) = 35,45; Kv = 1,00´10–14 (mol/dm3)2

Eredmény: (a) ??,?? cm3 HCl- és ??,?? cm3 NaOH-oldat; (b) ??-szeres hígítás

16. 12 g telített vízmentes dikarbonsavat 100 g vízzel összerázunk, 20 oC-on telített egyensúlyi rendszer alakul ki, melyben a telített oldattal kristályos dikarbonsav van egyensúlyban (a dikarbonsav mólonként 2 mol vízzel kristályosodik). A telített oldat 9,077 m/m%-os. A keletkezett oldat egy tizedét 10 cm3 2,2 mol/dm3 koncentrációjú NaOH-oldat közömbösíti.

(a) Adja meg a dikarbonsav nevét és képletét!(b) A maradék oldat egy tizedét kénsavas közegben KMnO4-oldattal megtitrálva 19,8 cm3-es fogyást tapasztaltunk. Mekkora volt a KMnO4-oldat koncentrációja?Ar(H) = 1,01; Ar(C) = 12,01; Ar(O) = 16,00Eredmény: (a) a dikarbonsav neve és képlete; (b) ?,?? mol/dm3 a KMnO4-oldat koncentrációja; reakcióegyenlet

17. Kénsav- és NaOH-oldatot 4:1 térfogatarányban elegyítve 1,39-es pH-jú oldatot kapunk, ha 1:3 térfogatarányban öntjük össze a pH 12,60-nak adódik. Mekkora volt a kiindulási oldatok koncentrációja? (Az összeöntéskor bekövetkező térfogatváltozástól eltekintünk)

Megoldás: cNaOH = ?,???? M, cH2SO4 = ?,???? M

Termokémia

18. A nálunk is elterjedőben lévő légkondícionálók egyik kellemetlen mellékterméke, amikor az utcán a nyakunkba csöppen a külső falra felszerelt egységből a víz. Ez a víz azért kondenzál le, mert a levegőt lehűtve az túltelítetté válik. A levegő nedvességtartalmát a relatív páratartalommal szokták jellemezni. Ez azt mondja meg, hogy a levegő páratartalma hány százaléka a víz adott hőmérsékleten lévő gőznyomásából származó telített vízgőztartalomnak. Ez Egerben ritkán emelkedik 50% fölé, míg a trópusokon 95-100% is lehet.

Számítsuk ki, hogy mennyi víz felfogására alkalmas edényről kell gondoskodnunk Egerben, illetve a trópusokon, ha egy kis, 3 m x 4 m-es, 2,7 m magas, iroda levegőjét a külső hőmérsékletről 20°C-ra akarunk lehűteni. A külső hőmérséklet Egerben 35°C, a trópusokon 45°C. A relatív páratartalom Egerben 50%, a trópusokon 95%. a külső nyomás mindkét helyen 105 Pa. A víz gőznyomása 20°C-on 2337,77 Pa, 35°C-on, 5622,77 Pa, míg 45°C-on 9583,04 Pa. Ar(H) = 1,01; Ar(O) = 16,00; ρ(víz) = 0,998 g/cm3; R = 8,314 J/mol/K, 0°C = 273,15 K.

Eredmény: V(Eger) = ..,.. cm3; V(trópus) = ..,.. cm3.

19. Ősszel a must erjedése során szőlőcukor etanollá és széndioxiddá alakul és ez utóbbi miatt nem lehet a pincékbe lemenni. Anélkül, hogy oxigénpalackkal ellátva lemenne a hordókhoz, állapítsa meg, hogy a folyamat eredményeként felmelegszik, vagy lehűl-e az erjedő must?Ismerjük a következő folyamatok reakcióhőit:

C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) ΔH1 = - 2806,40 kJ/mol (1)

C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH2 = - 1366,82 kJ/mol (2)

C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH3 = - 393,51 kJ/mol (3)

2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH4 = - 571,66 kJ/mol (4)

A glükóz oldáshője: ΔH5 = -2,76 kJ/mol, az etanolé: ΔH6 = -0,70 kJ/mol

Eredmény: A bruttó erjedési folyamat reakcióhője: ΔHerj. = ...,.. kJ/mol, azaz a folyamat ....term, azaz a must ...... .

Reakciókinetika

20. Bonyolult, pl. szerves vegyületek esetén lehetséges, hogy adott reakciókörülmények között a molekula nemcsak egyfajta reakcióutat követhet, hanem független utakon, többféle termékké alakulhat. Az ilyen reakciók egymástól teljesen függetlenül zajlanak le.

Egy olyan reakciórendszerben, ahol az A kiindulási anyag elsőrendű reakcióban B, és szintén elsőrendű kinetika szerint C termékké alakul, számítsuk ki a két párhuzamos elsőrendű reakció sebességi együtthatóját, ha tudjuk, hogy a kiindulási anyag koncentrációja 120 s alatt a felére csökkent, és a termékben B koncentrációja másfélszerese C koncentrációjának. (Elsőrendű az a reakció, amelyik sebessége első hatványon függ a kiindulási anyag koncentrációjától, és az kiindulási anyag fogyását ugyanaz a függvény írja le, mint amelyik a radioaktív bomlásét.)

Eredmény: kb = .... s-1; kc = .... s-1;

21. A hidrogénnek három izotópja fordul elő a természetben: a stabil hidrogén és deutérium valamint a 12,3 év felezési idővel bomló trícium. A vizek radioaktivitása mesterséges szennyeződés hiányában elsősorban a vízmolekula egyik hidrogénje helyére beépülő trícium miatt alakul ki. A Tisza vízéből vett mintában a trícium és a stabil hidrogén atomok arányát 2,03´10-18-nak mérték. Mekkora lesz ez az arány 5,1 év múlva ugyanebben a mintában, ha a tárolás során további trícium atomok nem képződhetnek? Hány darab trícium atomot tartalmaz 12,04 g víz az eredeti mintából 40 év múlva? (A deutériumtartalomtól eltekintünk.) Ar(1H)=1,01; Ar(3H)=3,02; Ar(O)=16,00; NA=6,02´1023 mol-1

Megoldás: a trícium bomlásának reakcióegyenlete; ?,??´10?? a trícium és a stabil hidrogén atomok aránya, ?,??´10?? darab trícium atom

Kémiai Egyensúlyok

22. Számítsuk ki annak a 0,1000 mol/dm3 bemérési koncentrációjú, kétértékű, gyenge savnak az első és második savi disszociációs állandóját, ha tudjuk, hogy pH = 2,69-re állított oldatában a disszociálatlan alak egyensúlyi koncentrációja [H2A] tízszerese az egyszer disszociált alakénak [HA-], illetve ha pH=5,60-ra állítjuk az oldatot, akkor az egyszeresen disszociált alak egyensúlyi koncentrációja [HA-] a tízszerese a teljesen disszociálténak [A2-]. Számítsuk ki, hogy milyen koncentrációban vannak jelen az egyes formák, ha a pH-t 5,15-re állítjuk a fenti oldatban!

Eredmény: K1 = .,.... 10-..; K2 = .,.... 10-..; [H2A] = .,... 10-.. mol/dm3; [HA-] = .,... 10-.. mol/dm3; [A2-] = .,... 10-.. mol/dm3.

23. A kristályos nátrium-karbonát (Na2CO3.10H2O) oldhatóságát vizsgálták desztillált

vízben 25 °C-on. A telített oldat pH-ja 10,20 és kristályvíz mentes nátrium-karbonátra nézve 21 tömegszázalékos volt. Sűrűsége ρ= 1,250 g/cm3. Mekkora az oldhatósági szorzat értéke, ha a szénsav savi disszociációs állandói: K1= 4 x 10-7 mol/dm3 és K2= 5 x 10-11 mol/dm3.

Mekkora térfogatú (p=105 Pa, T=298 K) széndioxid elnyelése után várható, hogy 1 dm3 8,00 mol/dm3 koncentrációjú NaOH-oldatban kristályos nátrium-karbonát válik ki?

Ar(Na) = 23,00; Ar(C) = 12,01; Ar(H) = 1,01; Ar(O) = 16,00; R = 8,314 J/mol/K;Kv = 1,00 x 10-14 (mol/dm3)2

Eredmény: Az oldhatósági szorzat L = ..,.. . A só kiválása ..,.. dm3 széndioxid elnyelése felett várható.

24. A citromsav (H3C6H5O7 = H3A) teljesen disszociált anionja a citrátion komplexet képez bizonyos kétértékű fémionokkal, köztük a Ba2+-ionnal is. A [BaA]– komplex stabilitási állandójának a logaritmusa 2,30. A sav disszociációs állandói Ks1 = 8,7´10–

4 mol/dm3; Ks2 = 1,8´10–5 mol/dm3; Ks3 = 4,0´10–6 mol/dm3. Mekkora a citromsav különböző mértékben protonált formáinak, a Ba2+- és a komplex-ionnak a koncentrációja abban az oldatban, amelyben a Ba2+-ion bemérési koncentrációja 0,2 mol/dm3, míg a citromsavé 0,2 mol/dm3 és az oldat pH-ját 4,15-re állítottuk. Számítsa ki azt is, hogy hány mol sósav gázt kell elnyeletni 1 dm3 ilyen oldatban, hogy a pH=3,75 állapot beálljon!

Eredmény: a ?,????´10–? mol/dm3 a citromsav különböző mértékben protonált formáinak, ?,????´10–? mol/dm3 Ba2+-ionnak és ?,????´10–? mol/dm3 a komplex-ionnak a koncentrációja; ??,???? mol HCl-t kell elnyeletni

25. Elegyet készítünk 2,70 cm3 96 tömeg%-os ecetsavból (HAc, sűrűsége: 1,0589 g/cm3) 1,80 cm3 94 tömeg%-os etil-alkoholból (EtOH, sűrűsége: 0,8120 g/cm3). Feltöltjük vízzel, és a pH-ját beállítjuk 4,70-re az egyensúlyi elegyben úgy, hogy a végső térfogat 300,00 cm3 legyen. Az ecetsav disszociációs egyensúlyi állandója Ks = 1,753 10-5 mol/dm3, míg az etil-acetát disszociációs állandója Kd = 0,1500 mol/dm3. Adja meg az elegy egyensúlyi összetételét! Ar(H)= 1,01; Ar(C)= 12,01; Ar(O)= 16,00;

Megoldás: [HAc] = ?,????? mol/dm3; [Ac-] = ?,????? mol/dm3; [EtAc] = ?,????? mol/dm3; [EtOH] = ?,????? mol/dm3

26. Egy egyértékű gyenge sav (HA) 0,1 mol/dm3 koncentrációjú oldatának pH-ja 2,38. Egy másik szintén egyértékű gyenge sav (HS) szintén 0,1 mol/dm3 koncentrációjú oldatának pH-ja 2,40. Milyen arányban elegyítettük a két savat abban az oldatban, amelyben a két sav együttes koncentrációja 0,050 mol/dm3, és az oldat pH-ja 2,54-re áll be? Adja meg a két sav disszociációs egyensúlyi állandóit is!

Megoldás: A két sav bemérési koncentrációinak az aránya: ??,??; Kd(HA) = ?,???x10?? (mol/dm3); Kd(HS) = ?,???x10?? (mol/dm3)

Alkalmazások

27. Nyolc kémcsőben külön-külön vízben oldva van a következő nyolc anyag: AgNO3, BaCl2, Co(NO3)2, CuCl2, HCl, H2S, Na2CO3, NH3. A kémcsövek azonban csak betűkkel vannak jelölve A-tól H-ig. Rendelkezésünkre áll megfelelő számú tiszta kémcső, így a nyolc oldatot egymással kölcsönösen reakcióba víve a következőket tapasztaljuk:

A fehér csapadékot ad C-vel, D-vel és G-vel is, ugyanakkor sárgásfehér csapadékot ad F-fel, míg fekete csapadékot H-val. A reakciója E-vel először barna csapadékot eredményez, ami további E hozzáadására feloldódik.B-t E-vel összeöntve kék csapadék válik le, ami levegőn állva megbarnul, és további E hozzáadásakor barnásvörös oldatot adva feloldódik. B-t F-fel reagáltatva szintén kék csapadékot ad, de az nem barnul meg és nem oldódik fel a feleslegben. B-ben kis mennyiségű H sötét zavarosodást okoz, de kevés C hozzáadása ezt megszünteti.C-hez E-t közelítve gőzeik fehér füstszerű jelenséget mutatnak, összeöntve őket az oldat felmelegszik, de csapadék leválása nincs. C-t és F-t összeöntve, színtelen szagtalan, nem éghető gáz fejlődik. C és H reakciójakor intenzív záptojásszagú gáz fejlődik.D-be cseppentve E-t kék csapadék válik le, amely további E hozzáadására intenzív kék oldatot adva feloldódik.E és H reakciójakor az oldat felmelegszik.F-ből G hozzáadására fehér csapadék válik le.

Melyik betű, melyik oldatot jelöli és miért? Írja fel az összes reakcióegyenletet is!

Eredmény: A megfelel .....-nek, B megfelel ..... stb. Reakcióegyenletek.

28. A vér pH-ja 7,40. Feltételezve, hogy a vérben a pufferhatást egyedül az oldott széndioxid és a hidrogénkarbonát ion közt fennálló sav-bázis egyensúly biztosítja, számítsa ki a koncentráció arányukat, ha a szénsav savi disszociációs állandói: Ks1 = 4,5´10–7 mol/dm3, Ks2 = 4,7´10–11 mol/dm3 és Kv = 1,0´10–14 (mol/dm3)2.Eredmény: [HCO3

–]/[CO2]=??,?

29. Egy gépkocsi 100 km-en 7,40 liter 98-as oktánszámú benzint fogyaszt. Számítsa ki, hogy hány m3 CO2 kerül a környezetbe egy enyhe, őszi nap során (20 oC, 1,023 bar) miközben ezzel a gépkocsival megtesszük a Eger és Székesfehérvár közti távolságot (185 km); feltételezve, hogy a benzin kizárólag az oktánszám definíciójának megfelelő szénhidrogéneket tartalmazza megfelelő arányban, és az égésük tökéletes.n-heptán = 0,684 g/cm3; i-oktán = 0,692 g/cm3; Ar(H) = 1,01; Ar(C) = 12,01;R = 8,314 J/mol/K; 0 oC = 273,15 K

Eredmény: a szénhidrogének tökéletes égésének reakcióegyenletei, ??,?? m3 CO2-kibocsátás

30. Két, szobahőmérsékleten szilárd halmazállapotú elem keveréke, szobahőmérsékleten, levegőn állva nem reagálnak egymással. Meggyújtva, heves, robbanásszerű reakcióban egy szilárd vegyületté egyesülnek. Külön-külön kezelve őket, az egyik levegőn nem gyújtható meg, míg a másik meggyújtva légnemű termékké ég el. A két elem kémiailag nem egyenértékű mennyiségeket tartalmazó, 1,1346 g tömegű elegyét begyújtjuk. A reakció során gáznemű termék is képződik, amit vízben elnyeletve, az jód-oldattal oxidálható. Az oxidált oldathoz 20 cm3 0,2500 mol/dm3 koncentrációjú BaCl2-oldat fehér csapadék képződése közben kvantitatíven reagál a termékkel. A két elem begyújtásából származó szilárd termék teljes mennyiségét, mind a 0,9743 g-ot, sósavban oldva gáz fejlődik és az oldatot ammónia-oldattal reagáltatva, először fehér csapadék válik le, amely további ammónia-oldat adagolásakor feloldódik. Az így kapott pH = 10 körüli oldat Eriokrómfekete-T mellett EDTA-val (etilén-diamin-tetra-acetát - A4-) titrálható. Az oldatban lévő fémmel az EDTA 1:1 arányú komplexet alkot és az ekvivalenciapont eléréséhez 80,00 cm3 0,1250 mol/dm3 fogy. Melyik két elem keverékéről van szó és mi a keverék tömegszázalékos összetétele? Írja fel a reakcióegyenleteket is és indokolja, hogy a különböző lehetséges megoldások közül melyik és miért zárható ki?

Megoldás: a két elem a(z) ... és a(z) ... . A reakcióegyenletek: ... . A keverék ??,?? % ...-ot és ??,?? % ...-ot tartalmaz.

31. Az ezüst-klorid és az ezüst-bromid oldhatósági szorzata 1,08*10-10 és 1,0*10-12. Elválaszthatóak e a klorid és bromid ionok egymás mellől analitikai pontossággal 0,01-0,01 mólos oldatukból? Analitikai elválasztás alatt a jobb mint 99-1%-os arány elérését értjük!

32. Adja meg a titrálás %-os hibáját, ha ecetsav oldatot (0,1 M) nátrium-hidroxiddal titrálunk (0,1M) timolftalein indikátor mellett! A tomolftalein indikátor exponense 9,6!

33. Hogyan változik meg a rendszer redoxpotenciálja, ha a vas(II)-t és vas(III)-at 0,01-0,01 mol/dm3-es koncentrációban tartalmazó oldathoz 0,2 mol 2,2’-dipiridilt adunk! A vas(II) 1/3 molarányban képez komplexet a dipiridillel, melynek stabilitási szorzata 17,6! A vas(II)/vas(III) rendszer standard elektródpotenciálja: +0,772 V

34. A 2000. évi ciánszennyezés alatt a TV 2 érdekes kísérletet mutatott be. Először előállítottak egy olyan NaCN oldatot, melynek koncentrációja azonos volt a szennyezéskor mért értékekkel. Ebben az oldatban az akváriumi halak gyorsan elpusztultak. Ha viszont vas(II)-szulfátot adtak az oldathoz, a halak tovább éltek! A hírműsor szerint a vas(II)-szulfát adagolással jelentősen csökkenthető lett volna a kár mértéke.A kísérletet megismételve a szennyezés hullámból származó mintával, a vas adagolás után is elpusztultak a halak. Erről a hírműsorokban már nem volt szó…A háttér tisztázása okán egy szakértő kísérletsorozatot tervezett. Ennek lényeges része a cianidion-szelektív elektródával történő koncentráció meghatározás. A kalibrálás eredményei az alábbi táblázatban láthatók:

1,00ppm NaCN 10,00ppm NaCN 100,00ppm NaCN0,01 mol/dm3 NaOH 497,3 mV 438,2 mV 379,1 mV0,001 mol/dm3 NaOH 497,7 mV 438,6 mV 379,5 mVpH=7,5 puffer 598,9 mV 539,8 mV 480,7 mV

a./ Követi e az elektród működése a Nernst egyenletet? Mennyi HCN savi disszociáció állandója a mérések alapján?

A kísérlet következő lépéseként 100 cm3 49 mg/dm3 NaCN-ot tartalmazó és 7,5-re pufferelt oldathoz 40 mg FeSO4*7H2O-ot adtak az oldathoz! Ezen a pH-n a vízben oldott oxigén és vas(II) között kvantitatív reakció játszódik le, melynek terméke vas(III)-hidroxid! A csapadék nem lép reakcióba a cianidionokkal!

b./ Mi a reakció rendezett egyenlete?

A kísérlet körülményei között az oldat oldott oxigéntartalma 8 mg/dm3 volt. Az így elkészített oldatokban a cianidion-szelektív elektróda jele 585,9 mV volt. A vas(ii) ccsak egyetlen fajta, hatos koordinációjú komplexek képez a cianidionnal!

c./ Mi a komplex képződésének ionegyenlete? Mennyi a komplex stabilitási szorzata?

A szakirodalom halakra a következő cianid toxicitás értékeket adja meg (LC50: medián 24 órás letális koncentráció)

LC50

Cianidion* 2,1 mg/dm3

Na4[Fe(CN)6] x 3H2O 6*103 mg/dm3

* teljes komplexben nem kötött ciand = [HCN] + [CN-]

Az oldott oxigén elfogyása a kísérletben a kis térfogat miatt nem jelentős probléma, de természetes körülmények között valószínűleg az lenne!

d./ Összhangban vannak ezek a z eredmények a TV2 hiradójában bemutatott kísérlet tapasztalataival?

Kevéssé ismert tény, hogy a szennyezés fémeket is tartalmazott, főként rezet! A réz környezetünkben főként réz(II) formában van jelen, a szennyezés hullámban viszont réz(I)-ként volt jelen!

e./ Mi a réz(II)-ion és a cianid-ion közötti redox reakció egyenlete?

A szennyezés hullámból vett minta pH-ja 7,5 volt, teljes cianid-ion tartalma (amely a komplexben kötött és nem kötött, valamint protonált cianid-ionokat is magában foglalja)0 26 ppm, teljes réz tartalma 21 ppm volt. A mintában a cianid szelektív elektród jele 534,6 mV volt, a szabad réz(I) tartalmat elektrokémia úton meghatározva 2*10-15 mol/dm3-nek becsülték!A réz(I) lépcsőzetesen képez komplexet a cianidionnal, a lehetséges legnagyobb koordinációs szám 3. Az oldott oxigén, melynek kezdeti koncentrációja 8 mg/dm3 nem reagál réz cianokomplexeivel!

f./ Leválik e az oldatban réz(Ii)-cianid cspadék? (LCuCN=3,5*10-19)

g./ Mi a koordinációs száma és stabilitási szorzata a réz(I) mintában lévő cianokomplexeinek?

A réz(I) cianokomplexeinek toxicitása nagyon hasonló a NaCN-éhoz, a [Cu(CN)2]- LC50 értéke 4,5 mg/dm3. Az előző minta 100 cm3-hez 40 mg szilárd FeSO4*7H2O-ot adva a cianidion szelektív elektród jele 592,3 mV-nak adódott.

h./ Mi a különböző komplexek koncentrációja ebben az oldatban? A toxicitások alapján mit várhatunk erre az oldatra? Megegyezik ez a várakozás a tévéből kimaradt kísérlet tapasztalataival?

A feladatokat írta: Név:Széchenyiné Lőrincz Ilona SzolnokTóth Magdolna Hajdúszoboszló ........................................………..Lektorálta:Pénzes Ferenc Iskola:Pápa

……………………………… Beküldési határidő: 2006. nov.15.

Curie Kémia Emlékverseny10. évfolyam I. forduló

2006/2007

1. Feladat 6 pontp+ és e- szám б és π kötések száma téralkata

NH3

CH2OSO3

XeF4

2. Feladat 5 pontKémiatörténet. Egy mondatban foglald össze miről váltak híressé az alábbi személyek!

1) Daniel Rutherford : 2) Oláh György : 3) Luigi Galvan : 4) Friedrich Wöhler : 5) Richard A. Zsigmondy :

3. Feladat 6 pontRendezd az alábbi egyenleteket oxidációs szám segítségével! Határozd meg mely elem oxidálódik és redukálódik!

… KO2 + … CO2 … K2 CO3 + …. O2

… B2 H6+ …. NH3 … B3N3 H6 + …. H2 4. Feladat 5 pont Döntsd el az alábbi általános kémiai kérdésekről, hogy igazak vagy hamisak!

1) Az oldáshő kifejezi, hogy mekkora a hőváltozás, ha egy mól anyagot 1 dm3

szobahőmérsékletű vízben feloldunk.2) A szilárd anyagok magasabb hőmérsékleten bizonyosan jobban oldódnak. 3) Katalizátor alkalmazásával meggyorsíthatjuk a kémiai átalakulást.4) Egy bizonyos elem atomjai között nem alakulhat ki molekularács. 5) A 3d atompálya magasabb energiaszinten található, mint a 4s. 6) Az M héjon 18 elektronnak van hely. 7) A fém vegyületek nem kristályosodhatnak atomrácsban. 8) A szilárd ammóniában találhatók hidrogénhíd kötések. 9) A dinamikus egyensúly beálltakor az ellentétes irányú reakciók sebessége 0. 10) Avogadro-tétele csak ideális gázokra vonatkozik.

5. Feladat 6 ponta) Miért ég az egyik gyertya cseppmentesen, míg folyik a másik? b) Miért világít mocsaras vidékeken a lidércfény?

6. Feladat 6 pont0,500 g szénhidrogént oxigénben elégetve 0,282 g víz és 1,717 g CO2 képződik. Ha a szénhidrogén mennyiségének egy részét elpárologtattuk volna, akkor a gőz térfoga egy negyed része az ugyanolyan tömegű és állapotú oxigéngáznak. Mi a szénhidrogén összegképlete? Ar(C)=12,01; Ar(O)= 16,00; Ar(H)= 1,01.

7. feladat 6 pontEgy ismeretlen gáz halmazállapotú szénhidrogén 18,9 cm3-ét szobahőmérsékleten 170,1cm3

oxigénnel keverjük, majd a keveréket meggyújtjuk. Az égésterméket eredeti hőmérsékletre visszahűtve a maradék gáz térfogata 132,3 cm3. A gázt lúgoldaton átvezetve térfogata 75,6 cm3-re csökken. Mi a szénhidrogén képlete és neve?

A feladatokat írta: Név:Tóth MagdolnaHőgyes Endre Gimnázium, Hajdúszoboszló ........................................………..Lektorálta: Iskola:Pénzes Ferenc …………………………………Pápa Beküldési határidő:2006.dec.10.

Curie Kémia Emlékverseny10. évfolyam II. forduló

2006/20071. Feladat 6 pontSzénhidrogének és tulajdonságaik. Benzol és acetilén tulajdonságaik.

benzol acetilénKi állította elő tiszta állapotban

Szerkezeti képlete

Halmazállapota szobahőmérsékletenÉgésének jellemzője

π kötések száma 1 molekulában

Írd fel katalitikus hidrogénezésének egyenletét

2. Feladat 6 pontHogyan reagál az 1:1 arányú izoprén bróm keverék? Írd fel a keletkező 3 termék szerkezeti képletét és nevezd el azt, amely cisz-transz izomériával rendelkezik.

3. Feladat 8 pont0,03 mol szénhidrogént tökéletesen elégetve a képződő gázelegy 71,4 n/n% széndioxidot és vízgőzt tartalmaz. A képződő CO2-ot elnyeletve Ca(OH)2-ban 30g terméket kapunk. Mi a szénhidrogén köznapi neve?

4. Feladat 6 pontKémiatörténet. Hogyan kacsolódnak az alábbi személyek a szerves kémiához?Szent-Györgyi Albert:

Kekulé:

Lavoisier:

Wöhler:

Emil Fischler:

Cahu, Ingold, Prelog:

5. Feladat 4 pont Mely szerves vegyületek a fő komponensei a következő hétköznapjainkban is használatos anyagoknak?

a) dinamitb) teflon-edényc) kaucsukd) fagyálló hűtőfolyadéke) kézfinomító krémf) dissous-gázg) kristálycukorh) Kalmopyrin

6. Feladat 10 pont Egy alifás, telített monokarbonsav egyértékű, telített alkohollal reagál. A keletkezett vegyületben a szén tömege 53,71%-a a kiindulási anyagok össztömegének. Az alkoholban a hidrogén tömege 2,5-szerese a karbonsavban levő hidrogén tömegének. Add meg az alkohol és a karbonsav összegképletét, lehetséges szerkezeti képleteit és azok nevét!

Ar(C)=12,01; Ar(O)= 16,00; Ar(H)= 1,01.

A feladatokat írta: Név:Széchenyiné Lőrincz IlonaSzolnok ........................................………..Lektorálta:Pénzes Ferenc Iskola:Pápa

……………………………… Beküldési határidő: 2007.01.05.

Curie Kémia Emlékverseny10. évfolyam III. forduló

2006/20071. Feladat 6 pontKapcsold össze a halogénezett szénhidrogéneket, felhasználási lehetőségeikkel!

1) 1-4 diklór-bután A) rovarölőszer2) oli(tetrofluor-etilén) B) fagyasztásos helyi érzéstelenítés3) hexaklór-ciklohexán C) rendkívüli hőálló,

ezért szerkezeti anyagként használják.4) etil-klorid D)mezőgazdaságban magvak

fertőtlenítésére használják. 5) metil-bromid E) nylon műanyag alapanyagai

készíthetők belőle.6) klór-difluor-metán F) Hűtőgépek hütőfolyadéka

2. Feladat 8 pont Számítás. 1,16 g cisz-alként (A) klórozva 2,63 g diklór-alkánt kapunk. A reakció terméke (B) királis molekula. Ha az (A) molekulát HCl-val addicionáljuk, akkor (C) keletkezik. Rajzold fel szerkezeti képletét!

3. Feladat 5 pont A kémia történet 5 alakjáról kell eldöntened, hogy mivel foglalkozott.Van der Waals, Johannes Diderik:

Ramsay, Sir William:

Stern Otto:

La Chatelier, Henry:

Fehling, Hermann:

4.feladat 3 pontMiért kell másféle patron a habszifonba, mint a szódásszifonba?

5.feladat 7 pontEcetsavat és etanolt reagáltatunk egymással. Ha adott mennyiségű savat 1 mol alkohollal reagáltatunk, akkor 74,30 g észter keletkezik, ha pedig 2 mol alkohollal, akkor 117,333 g észter képződik. Hány mól ecetsavat tartalmazott a minta?

6. feladat 7 pontEgy oxigént nem tartalmazó, nitrogéntartalmú vegyületet oxigénfeleslegben elégetünk. A Füstgáz térfogatszázalékos összetétele a következő lett: 35,42% CO2, 48,3% vízgőz, 6,9% N2, 10,3% O2.

Határozd meg a vegyület összegképletét, ha moláris tömege 120 g/mol-nál kisebb! Add meg kegy konstitúcióját, annak nevét, valamint határozd meg, hogy hány %-os volt az égetéskor az oxigénfelesleg!

A feladatokat írta: Név:Tóth Magdolna HajdúszoboszlóSszéchenyiné Lőrincz Ilona Szolnok ........................................………..Lektorálta: Iskola:Pénzes FerencPápa ……………………………………….

Beküldési határidő: 2007. jan. 31.Curie Kémia Emlékverseny

10. évfolyam IV. forduló 2006/20071.Feladat 6 pontMilyen vegyület keletkezik a felsoroltakból? Képlettel válaszolj!

a) Vízzel: formaldehidből, kálcium-karbidból, etilaminbólb) NaOH-dal: etilkloridból, szén-monoxidból, fenolbólc) cc. HCl-dal: terc-butanolból, glicinből, butadiénbőld) cc. H2SO4-ből: i-propanolból, toluolból, hangyasavból

2.Feladat 10 pontMetánból kiindulva acetaldehidet állítanak elő. Az acetaldehid egy részét ecetsavvá, másik részét etanollá alakítják. A savból és az alkoholból aztán észtert állítanak elő. Az egyensúlyi elegy 41,00 g-ja 8,34 m/m% savat és 28,83 m/m% alkoholt tartalmaz.Írd fel a végbement folyamatok reakcióegyenleteit! Számítsd ki az észter tömegét az egyensúlyban, illetve, hogy mekkora térfogatú standardállapotú metánra volt szükség a sav és az alkohol előállításához 100%-os hatásfokkal számolva!

3.Feladat 8 pont100,00 cm3, 35 tömeg%-os, 1,0437 g/cm3 sűrűségű ecetsavoldatban sztöchiometrikus mennyiségű NaOH-ot oldottunk fel. Az oldatot 20oC-ra hűtve hány gramm só kristályosodik ki, ha 20oC-on 100 g víz 46,5 gramm Na-acetát old és ekkor a telített oldat CH3COONa.3H2O csapadékkal tart egyensúlyt?

4. Feladat 4 pontMilyen oxo vegyület keletkezik a következő alkoholokból enyhe oxidáció hatására? Írd fel a képletét és add meg a nevét!

a) pentan-2-ol:b) n-propil-alkohol:c) 2-metil ciklopentanol: d) 2-4 dimetilpentán-3-ol:

5. Feladat 7 pont Számítás. Egy telített nyíltláncú alkohol 53,33 m/m% szenet tartalmaz. Ha a vegyületet elégetjük,

akkor az égéstermékben = 0,80. Ha az alkoholt nyomás alatt foszforsavval reagáltatjuk, akkor

vízvesztést szenved. Ennek a vegyületnek 1 molját 5,50 mol O2-nel lehet tökéletesen elégetni. A vegyületben két különböző jellegű szénatom található. Mely két vegyületről van szó? Írj szerkezeti képletet is!

6. Feladat 5 pont Kémiatörténet. Mely tudósról lehet szó?

- Német kémikus, feltalálta a szén-cink elemet, valamint a magas hőmérsékletet biztosító gázégőt:

- Hazai kolloid kémia megteremtője. Ostwalddal közösen üledékszabályt állítottak föl: - Francia fizikus, megállapította, hogy a ferromágneses rend az anyagra jellemző hőmérsékleten

felbomlik. Vizsgálta a Becquerel féle sugárzást:- Amerikai Nobel-díjas kémikus a C-14-es izotópos kormeghatározás módszerének kidolgozója:

- Orosz botanikus a kromatográfia úttörője. Ezzel a módszerrel 2 komponensre választotta szét a klorofilt:

A feladatokat írta: Név:Tóth MagdolnaHőgyes Endre Gimnázium, Hajdúszoboszló ........................................………..Lektorálta: Iskola:Pénzes Ferenc …………………………………Pápa Beküldési határidő: 2006.nov.15.

Curie Kémia Emlékverseny11-12. évfolyam I. forduló

2006/2007

1. Feladat 12 ponta) A reális gázok nem tökéletesek, ezért nem követik pontosan tökéletes gázok

állapotegyenletét (pV=nRT).Hogyan szól van der Waals 1873-ban javasolt egyenlete, amely a gázok közötti taszító- és vonzó hatások együttes hatását tükrözi? (2 pont)

b) Nerst 1937-es oxfordi előadását azzal fejezte be, hogy míg az első főtétel megfogalmazásához három ember kellett és a másodikhoz kettő, addig a harmadik főtételt egyedül kellett megalkotnia. (Tegyük hozzá, ez utóbbinak viszont kisebb a jelentősége, mint az elsőnek és a másodiknak.) Nerst még hozzátette: az extrapolációból következik, hogy több főtétel nem létezik.Mit mond ki a termodinamika három főtétele? Hogy szól a Nerst által nem említett nulladik főtétel? (7 pont)

c) Mit jelent a kolligatív sajátosság? Hogyan változik meg a tiszta oldószerhez képest a híg oldat forráspontja és fagyáspontja? Mi az oka a változásnak? (3 pont)

2.Feladat 5 pontKísérletelemzés A hidrogén-peroxid állás közben is elbomlik vízre és oxigénre.Hogyan változik meg a bomlás sebessége, ha az oldatot lehűtjük, illetve a H2O2 koncentrációját növeljük?Kataláz enzim hozzáadására heves pezsgést tapasztalunk. Mi a szerepe az enzimnek a folyamatban? Hogyan befolyásolja az aktiválási energiát és a reakciósebességet? Milyen más anyagot használhattunk volna ebben a reakcióban az enzim helyett?Szén-diszulfid és kataláz enzim együttes hozzáadásával jelentősen csökken a gázfejlődés. Mi lehet a magyarázat?Milyen anyagok az inhibitorok?

3. Feladat 10 pontÁllapítsd meg és indokold, hogyan változik a KNO3 oldhatósága a hőmérséklet emelésével, illetve a nyomás növelésével? (10 pont)

Az alábbi adatok állnak rendelkezésünkre: A szilárd KNO3 képződéshője -493 kJ/mol A hidratált K+-ionok képződéshője -251 kJ/mol A hidratált NO3

--ionok képződéshője -207 kJ/mol A szilárd KNO3 sűrűsége 18oC-on 1,80 g/cm3

A 18oC-on telített oldat sűrűsége 1,13 g/cm3

A víz sűrűsége 18oC-on 1,00 g/cm3

18oC-on és 0,101 MPa nyomáson 100 g víz 29,8 g KNO3-ot old.

4. Feladat 5 pontA metán hőbontásához: 2 CH4(g)= C2H2(g)+ 3 H2(g), Q= 376,7 kJ/mol szükséges hőt a metán egy részének teljes elégetéséből fedezzük: CH4(g)+ 2 O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g), Q= -803,1 kJ/mol. Milyen térfogatarányban kell elégetni, illetve hőbontásnak alávetni a metánt, ha az égés során felszabaduló hőnek csak 40%-a fordítódik a metán hőbontására, és a hőbontás során a metánnak csak a fele alakul át acetilénné? 5. Faladat 8 pontEgy 0,6 dm3 térfogatú reaktorban a 3 H2 + N2 ⇌ 2 NH3 reakciót vizsgáljuk. A vizsgálat kezdetekor a keverék 18,7 g. A hidrogént és nitrogént 3:1 mól arányban tartalmazó elegyet vezetünk a reaktorba, majd azt lezárjuk.420 oC hőmérsékleten az egyensúly beállta után a nyomás a reaktorban 1,92*107

Pa.Mekkora az egyes komponensek anyagmennyisége az egyensúlyi elegyben? Mekkora az egyensúlyi állandó?

Curie Kémia Emlékverseny11-12. évfolyam II. forduló

2006/2007

1. Feladat 8 ponta) Az első szárazelemet 1868-ban egy francia állította össze. Ki volt ő? Milyen

elektródokat, illetve milyen elektrolitot használt? (4 pont)b) A lítium elemek több jó tulajdonsággal rendelkeznek, bár ezekért drágán kell fizetnünk.

Sorolj fel legalább két előnyös tulajdonságát ennek a fajta elemnek! (2 pont)c) A nikkel-kadmium akkumulátor használata lassan kimegy a divatból. Bár jól terhelhető

elemről van szó, a memóriaeffektus miatt csak speciális töltőkkel üzemeltethető gazdaságosan. De mi az a memóriaeffektus? (2 pont)

2. Feladat 10 pontNégyféle asszociáció

A. OxidálószerB. RedukálószerC. MindkettőD. Egyik sem

1. Jellemzően ilyen anyag a klór2. Így viselkedik a HCl vízzel való reakciójában3. Más anyagot elektronleadásra kényszerít4. Valamely részecskéjének a reakcióban csökken az oxidációs száma5. Ilyen anyag a konyhasó, miközben oldódik

A. AnódB. KatódC. MindkettőD. Egyik sem

1. Felületén gáz nem fejlődhet2. Történhet rajta oxidáció és redukció is3. Tömege a reakció során változhat4. Ilyen lehet a standard hidrogénelektród5. Pozitív pólus minden esetben

3. Feladat 15 pontSzámolási feladatok20 tömeg %-os, 1,100 g/cm3 sűrűségű sósavoldatot 10 órán át 6A áramerősséggel elektrolizálunk. A keletkezett oldat 10g-ja 27,40 cm3 1,000 mólos NaOH-oldattal semlegesíthető.Milyen térfogatú volt a 20 %-os oldat? Mennyi az elektrolízis során keletkezett gázok össztérfogata normálállapotban? (Az áramkihasználás 100 %-os, a párolgástól eltekintünk.)

4. Feladat 7 pont10 g tömegű réztárgyat ezüsttel vonunk be ezüsttel, ezért 250g 4 tömeg%-os ezüst-nitrát-oldatba helyeztük. Amikor kivesszük a tárgyat az oldatból, az oldat AgNO3-tartalma 16,99 tömeg %-kal csökkent. Mekkora az ezüsttel bevont tárgy tömege?

A feladatokat írta: Név:Tóth MagdolnaHőgyes Endre Gimnázium, Hajdúszoboszló ........................................………..Lektorálta: Iskola:Pénzes FerencPápa …………………………………

Beküldési határidő: 2007.jan.05.

Curie Kémia Emlékverseny11-12. évfolyam

III. forduló 2006/2007

1. Mennyiségi összehasonlítás 12 pontTedd ki a megfelelő relációjelet (<,=,>)!

A metil-amin vízoldhatósága Az anilin vízoldhatóságaA metán diffúzióképessége 25oC-on A bután diffúzióképessége 25oC-on

A nyílt láncú D-glükóz kiralitáscentrumainak száma

A gyűrűs D-glükóz kiralitáscentrumainak száma

A glükóz vizes oldatában a β-izomerek száma

A glükóz vizes oldatában a α-izomerek száma

A DNS reakcióképessége Az RNS reakcióképességeA piridin bázicitása Az imidazol bázicitása

A glicin vizes oldatának pH-ja A glicin nátrium-sójából készített vizes oldat pH-ja

A fenol forráspontja Az anilin forráspontjaA piridin és víz reakciójának

egyensúlyi állandó értéke 20oC-onA piridin és sósav reakciójának

egyensúlyi állandó értéke 20oC-onAz etil-acetát molekula stabilitása Az N-etil-acetamid-molekula stabilitásaA benzol szubsztitúciós hajlama A piridin szubsztitúciós hajlama

A hexán molekulák közötti diszperziós kölcsönhatás erőssége

A benzol molekulák közötti diszperziós kölcsönhatás erőssége

2. Kísérletelemzés 8 pont

Az alábbi egyenletekben A-H betűkkel különböző vegyületeket jelöltünk. (Az egyenletek a sztöchiometriai viszonyokat is kifejezik!)Add meg a nyolc vegyület konstitúciós képletét!

CaO + 3C→A+B (2000oC-on)

A +2 H2O→C+ Ca(OH)2

C+ H2O→D (H2SO4, HgSO4 mellett)

D+H2→ E (katalizátorral)

D+ 2 Ag++2OH-→F+ 2Ag+H2O

F+ NaOH→G+H2OG+NaOH→H+Na2CO3 (hevítés)

2H→C+3H2 (1200oC-on)

H+H2O→B+ 3H2 (1000oC-on)

3. Számolási feladatok 6 pontOxálsavoldat titrálására fogyott 8,71 cm3 0,1 mólos NaOH-oldat. Hány cm3 0,02 mólos KMnO4-oldat oxidálható ugyanezzel a savoldattal?

4. Feladat 14 pontKét gázhalmazállapotú, nyílt láncú szénhidrogén elegyének levegőre vonatkoztatott relatív sűrűsége 1,17. Az elegy 300 cm3-e O oC-on, standard nyomáson 26,7 cm3 0,4 mólos szén-tetrakloridos brómoldatot színtelenít el. A gáz térfogata eközben 180 cm3-re csökken. A visszamaradó gázból oxidációval olyan egyértékű karbonsavat állítottunk elő, melynek 1 g-ja 0,933 g KOH-dal semlegesíthető.Mi a két szénhidrogén összegképlete? Írd fel a lehetséges izomerek konstitúciós képletét, és nevezd is el azokat! (18 pont)

A feladatokat írta: Név:Tóth MagdolnaHőgyes Endre Gimnázium, Hajdúszoboszló ........................................………..Lektorálta: Iskola:Pénzes Ferenc …………………………………Pápa Beküldési határidő: 2007.jan.31.

Curie Kémia Emlékverseny11-12. évfolyam

IV. forduló 2006/2007

1. Kísérletelemzés 8 pont A és B fehér színű, vízben jól oldódó só, anionjuk megegyező. Az A vegyület vizes oldata savas kémhatású. Ha a szilárd anyagra tömény NaOH-oldatot öntünk, szúrós szagú gáz felszabadulását észleljük, mely vízben jól oldódik, lúgos kémhatást okozva. A B vegyület vizes oldata semleges kémhatású, lángfestése sárga. Ha a szilárd anyagra tömény kénsavat öntünk, szintén szúrós szagú gáz felszabadulását észleljük, amely vízben savas kémhatást okozva oldódik. A kísérletben felszabaduló két gáz egymáshoz viszonyított relatív sűrűsége azonos állapotban 0,466.

a) A tapasztalatok és adatok felhasználásával állapítsd meg A és B vegyület összegképletét!b) Írd fel a gázfejlődést leíró reakcióegyenleteket mindkét vegyület esetében!c) Egyenlet felírásával magyarázd meg az A vegyület vizes oldatának kémhatását!

2. Kiegészítéses feladat 14 pontKén-dioxid Etin

Milyen a molekula alakja? Rajzold is le!Hány szigma-kötés van a molekulában?

Hány pi-kötés van a molekulában?A molekulában levő nemkötő

elektronpárok számaMilyen oldószerben oldódik jól a

vegyület?Vízzel való reakciója (adott esetben katalizátor) Reakcióegyenletet írj!

Oxigénnel való reakciója Reakcióegyenletet írj!

Hogyan reagál brómos vízzel?Reakcióegyenletet írj!Előállítására egy példaReakcióegyenletet írj!

3. Számolási feladat 8 pontEgy kénsav- és egy sósavoldatból keveréket készítünk. Az első keverék készítésénél a kénsavoldat és sósavoldat térfogataránya 1:2 volt, a másodiknál éppen fordítva.

A második keverék ugyanakkora térfogata 35,7%-kal több NaOH-dal semlegesíthető. Számold ki az oldatok koncentrációjának arányát!(Az oldatok keverésekor térfogatváltozás nem lép

fel!)

4. Számolási feladat 10 pontMg-Al-Cu porkeverékből kivett minta pontosan fél mol anyagot tartalmaz. Sósavat öntve rá 7,35 dm 3

standardállapotú hidrogéngáz fejlődik. A minta sósavban nem oldódó részét forró, tömény kénsavban

oldjuk, majd hígítás után kikristályosítjuk az oldott anyagot: 62,5 g kristályvíztartalmú anyag képződik. (Feltételezzük, hogy a folyamatok teljesen végbemennek.)

a) Milyen a porkeverék mol%-os összetétele?b) A képződött hidrogéngáz hány %-át fejlesztették a minta egyes komponensei?c) Hány gramm a bemért minta?