|
Nemzetközi Kémiai Diákolimpia, 2003
Levelező előkészítő és válogató tanfolyam, első forduló
A programban részt vehet mindenki, aki szeretne az olimpiai csapatba kerülni
(sőt, ez kifejezetten ajánlott is). De ha valakiben esetleg nincs ennyi
ambíció vagy önbizalom, az sem kizáró tényező: ez a levelező kapcsolat nyitva
áll mindenki számára, akit a kémia a középiskolás anyagon túlmenően is
érdekel, és szeretne is tenni valamit tudásának fejlesztése érdekében.
A részvételnek mindössze az a feltétele, hogy próbáld meg megoldani az alábbi
feladatokat, és a megoldásokat küldd be a megadott címre. Ha nem sikerült
minden feladatot megoldani, akkor is jelentkezhetsz avval, amire jutottál. A
megoldásokkal együtt kérjük, feltétlenül juttasd el hozzánk legfontosabb
adataidat: neved, levelezési címed, esetleges email címed, iskolád nevét,
címét, azt, hogy melyik osztályba jársz, valamint kémiatanárod nevét! Kérjük,
hogy minden feladatot külön lapra írjatok, és a lapokon szerepeljen a
nevetek is!
Olimpiai előkészítő
ELTE Általános és Szervetlen Kémiai Tanszék
1518 Budapest 112, Pf. 32.
Azokkal, akik a megoldásokat 2003. január 3-ig postára adják nekünk, a
továbbiakban rendszeres levelező kapcsolatban állunk majd.
Meg kell említeni, hogy bár a levelező programban mindenki részt vehet, az
olimpiai edzőtáborba csak azokat hívhatjuk be, akik ebben a tanévben
középiskolai tanulók, nem töltik be 20. életévüket, magyar állampolgárok, és
nem kémiára szakosodott intézmény (tehát vegyipari szakközépiskola vagy
technikum) diákjai. (Az utóbbiak számára egy másik nemzetközi versenyt, a
Grand Prix Chimique vetélkedőt rendezik kétévente.)
Budapest, 2002. december 7.
A program közreműködői
Bartók Albert Bődi András Homonnay Zoltán
Igaz Sarolta Kóczán György Kotschy András
Magyarfalvi Gábor Szalay Roland Stirling András
Szabó András Varga Szilárd
Az idei év tervezett programja: Új feladatok postázása Beküldési határidők:
1. levél jan. 3.
2. levél jan. 17. feb. 3.
3. levél febr. 14. márc. 3.
4. levél márc. 14. márc. 31.
Végeredmény és OKTV döntő ápr. 12.
Előkészítők:
I. forduló: április 23-30 (kb. 25 fő részére) II. forduló: május 22-29 (kb 10 fő)
Konzultáció: június 26-27 (a 4 fős csapatnak) Olimpia: július eleje (Athén)
1. Egy mérleg két serpenyőjét két egyforma, 100 g 20 %-os sósavat tartalmazó
lombik egyensúlyozza ki. Az egyikbe pontosan 20 g cinket, a másikba pontosan
20 g márványt dobunk. Mit mutat a mérleg a reakció után? Mi lesz, ha a
lombikok szájára jól táguló léggömböket húztunk?
(M.G.)
2. Harry Potter házi feladatnak kapta Piton professzortól, hogy készítsen 1 latot
egy különleges porból. Ezt hevítve olyan gőzök távoznak, amelyek kis
mennyiségben felvidítják, nagy mennyiségben elkábítják azt aki belélegzi őket.
A recept szerint karbamid kristályait (elkülöníthető pl. hippogriff
vizeletből) kell hosszasan főzni sárkány gyomorsavával, amíg a buborékolás
abba nem marad. A kapott oldathoz holdfényes éjszakán pokolkő oldatát adagolva
csapadék képződik. A csapadékot kiszűrve és a folyadékot bepárolva kapható meg
a kívánt fehér por.
Hermione megvizsgálta a port, és 35% nitrogént és 60% oxigént talált benne hidrogén mellett.
Mi is ez a por? Milyen reakciók játszódnak le? Miért a holdfény? Milyen üstöt használjunk (bádog, réz, ez-üst)? Hány lat kristályból kell kiindulni? (Hermione 40 %-os termeléssel dolgozott.) (észt feladat)
3. Egy Mn, MnO2, Mn3O4 és Al tartalmú keverék
15,71 tömeg % oxigént tartalmaz. A keveréket huzamosabb ideig hevítve (1000
°C, közben heves reakciók is lejátszódnak) oxigéntartalma 37,53 tömeg %-ra nő.
A hevítés során keletkezett keveréket savban oldottuk majd
K2S2O8-al „kezeltük”. Az
oxidálószer feleslegének eltávolítása után megmaradt oldat pontosan kétszer
olyan tömegű vízmentes MnSO4-tal reagál semleges közegben mint az
eredeti kiindulási keverék tömege.
a) Milyen volt a kiindulási keverék tömeg és mól %-os összetétele?
b) Ha a kiindulási keveréket huzamos hevítés helyett egyszerűen begyújtjuk, milyen lesz a keletkezett keverék oxigéntartalma?
c) Az eredeti keverék 1,00 grammját KNO3 és Na2CO3 keverékével megömlesztjük. A keletkezett anyagot elporítjuk, a vízzel oldható részeket eltávolítjuk. Elvileg hány cm3 0,1 mol/dm3-es ecetsavoldat szükséges a maradék oldásához? (I. S.)
4. Az acetil-szalicilsav az „aspirin” (Mt: 180,2) gyenge egyértékű sav, pKs = 3,49. Oldhatósága vízben 3,55 g/dm3. Nátriumsója viszont rendkívül jól oldódik vízben.
a) Számítsa ki a telített aspirin oldat pH-ját!
b) Adja meg az összes részecske koncentrációját!
c) Hány g nátrium-hidroxid szükséges minimálisan ahhoz, hogy 0,1 mol aspirint 1,00 dm3 oldatban tartson!
d) Számítsa ki a c) részben keletkezett oldat pH-ját.
e) A gyomorsav pH-ja 2 körül van. Hány gramm aspirin oldható fel 100 cm3 pH = 2,00 oldatban?
f) Mekkora tömegű Na só oldható fel ugyanilyen körülmények között? (I. S.)
5. A SiO2 kristályt Si-O egyszeres kovalens kötések tartják össze. Minden Si atom 4 oxigén atomhoz kapcsolódik ilyen kötésen keresztül, míg minden egyes oxigén atom 2 Si atomot köt össze. Gyakori kristályhiba, különösen amorf SiO2-ban, hogy az oxigén atomok egy része kiányzik. Ilyenkor a kristály a hiányzó oxigénatom Si szomszédjai között kialakuló Si-Si kötéssel stabilizálódik.
5. Egy SiO1,9 összegképlettel jellemezhető amorf mintában az összes kötés hány %-a a Si-Si kötés?
Adjuk meg egy általánosan SiOx sztöchiometriával jellemezhető amorf mintában az nSi-Si/nSi-O hányadost az x függvényében, ahol nSi-Si a Si-Si kötések, nSi-O pedig a Si-O kötések száma! Adjunk meg ésszerű tartományt x-re! (St.A.)
|
