Megoldások

H11. pH = 0,2 	→ [H3O+] = 0,631 M

Az összes szulfát 1 / 34,2 · 100% = 97 %-a protonált.
[Cl–] = 30 g dm–3 / 35,5 g mol–1 = 0,845 M 
[SO42–] + [HSO4–] = 42 g dm–3 / 96 g mol–1 = 0,438 M
[SO42–]= 0,0128 M		 [HSO4–] = 0,424 M

A hiányzó kationkoncentráció az oldat töltésegyensúlyából adódik:
[Cl–] + 2·[SO42–] + [HSO4–] – [H3O+] = 0,66 M

A karbonátokból nem csak a szabad, hanem a hidrogénszulfátban kötött sav is CO2-t fejleszt. Σ H+ = [HSO4–] + [H3O+] = 1,05 M

A fejlődő gázt vegyük 40°C-osnak (a feladatban nem szerepelt, más értelmes feltételezés is elfogadható). A gáz moláris térfogata:

Összesen fejlődne Vvíz· Σ H+ ·Vm = 0,46 km3 gáz.

H12. A szabad sav koncentrációja a vérben és a gyomorban is megegyezik, bár a két oldalon eltérő mértékben deprotonálódik.

A kért arány:

Az aszpirintartalom mérésekor az átlagfogyás 5,38 cm3-ében 2,69 mmol HCl volt. A kiindulási minta a bemért NaOH-ból tehát 22,5 – 5·2,69 = 9,04 mmol-t fogyasztott. A reakció a következő:

A keletkező szalicilát és acetát ionok a mérést nem zavarják, hisz a fenolftalein átcsapásakor még nem lépnek reakcióba.
Az aszpirin pontos moláris tömege 180,17 g/mol, azaz a bemért porminta aszpirintartalma: 

H13. A minta kalciumtartalma az oxalátionokkal Ca(COO)2 összetételű csapadékot ad. Az oxálsav feleslege reagál a permanganát ionokkal:
2 MnO4– + 5 (COOH)2 + 6 H+ = 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
A fogyott 0,613 mmol permanganát 1,53 mmol oxaláttal reagált. A bemérésből fennmaradó 25·0,173 – 1,53 = 2,79 mmol oxalát ugyanannyi kalciumot kötött meg. 
A Ca-tartalom tehát .
Ha a mintában olyan szennyezők vannak, amelyek akadályozzák a kalcium-oxalát képződését, de a permanganátos reakciót nem zavarják, akkor a valódinál kisebb kalciumtartalomra következtethetünk. A kalciumionokkal pl. bizonyos komplexképző anyagok (EDTA) reagálhatnak így. Az oxalátnál oldhatatlanabb kalcium-csapadékot képző anyagok is így hatnának, de ilyen nem lehetett a mintában, mert maradék nélkül feloldódott. 
A csapadékképző reakciót erősen savas kémhatást okozó szennyezők is gátolhatják.
Szintén kisebb kalciumtartalmat észlelnénk, ha a szennyező a permanganátot fogyasztaná. Ilyen lehetne pl. a NaNO2.
Akkor tűnne a kalcium-tartalom nagyobbnak, ha a szennyező az oxalátionok feleslegével reagálna. Erős oxidálószerek, pl. maga a permanganát így hatnának. Az oxaláttal csapadékot képző ionok, pl. egy báriumsó is ilyen szennyező lenne.

H14. Az A gáz  moláris tömege

Az első reakcióban reagáló 0,651 g A gáz 5 mmol, a reakciópartner 0,380 g, azaz 10 mmol F2. A reakció:
A + 2 F2 → B
B moláris tömege 130 + 76 = 206 g/mol lesz.
A második reakcióban 5 mmol B reagál és standard állapotúnak tekintve 124/24,5 = 5 mmol oxigén fejlődik. B és C tömegkülönbsége megfelel ugyanennyi F2 tömegének, ezért a reakció:
B + F2O2 → C + O2
Jó közelítéssel (131 g/mol) a moláris tömegek és a reakciósor a xenonra és fluoridvegyületeire jellemző.
Xe + 2 F2 → XeF4
XeF4 + F2O2 → XeF6 + O2
A xenon-fluoridok hidrogénnel reagálva xenont és hidrogén-fluoridot adnak. XeF2x + x H2 → Xe + 2x HF.
Ha a D xenon-fluorid reakciójában 2 ekvivalens HF keletkezik, akkor az csak a xenon-difluorid lehet.
Xe + F2 → XeF2
XeF2 + H2 → Xe + 2 HF
HF + NaOH → NaF + H2O
A XeF4 síknégyzetes alakú molekula.

H15. a) Az A vegyület a következő anion nátriumsója (ionos jellegű, nincs benne Na-C kötés): 

b) Propánsav akkor keletkezik, ha metil-bromidot használunk 3-fenil-butánsav előállításához (1-bróm-etil)-benzol, C6H5-CHBr-CH3 szükséges.
2 metil-propánsav úgy szintetizálható, hogy egymás után a malonészter mindkét hidrogénatomját lecseréljük, ami úgy tehető meg, hogy kétszeres mennyiségű nátrium-etoxidot és metil-bromidot használunk.
c) A Z vegyület az amid csoportból keletkező ecetsav. A kapott leucin királis vegyület, de ebben a reakcióban a két enantiomer egyforma valószínűséggel keletkezik, ezért racém elegyet kapunk.

d) 

Feladatok

A formai követelményeknek megfelelő dolgozatokat a nevezési lappal együtt a következő címen várjuk 2005. február 15-ig:
Olimpiai előkészítő
ELTE Általános és Szervetlen Kémiai Tanszék
Budapest 112
Pf. 32
1518

H21. 80,0 g kálium-szulfátból 60°C-on telített oldatot készítünk és bárium-nitrátot szórunk bele. A kapott elegyet 60 °C-on hosszasan keverjük, majd még melegen leszűrjük.
Milyen esetben (hány g beleszórása) nem fogjuk számottevő mennyiségű szilárd anyag kiválását tapasztalni a leszűrt oldatot 20°C-ra hűtve? Mi és mekkora tömegben marad a szűrőn ilyenkor? Amikor mégis válik ki szilárd anyag a hűtés során, mi lesz az?
Adatok:

	M (g/mol)	A telített oldat összetétele 20°C-on (m/m %)	A telített oldat összetétele 60°C-on (m/m %)	
Ba(NO3)2	261,3	8,0	17,0	
K2SO4	174,2	10,0	15,2	
KNO3	101,1	24,0	52,6	
Tekintsük az egyes sók vízben való oldódását durva közelítéssel egymástól függetlennek.

H22. Vegyi üzemekben kősó oldatot elektrolizálnak grafit elektródok között, majd a katódtérben keletkező oldatot az anódtérben keletkező gázzal reagáltatják. Mit állítanak így elő? Válaszát egészítse ki a reakció és az elektródfolyamatok egyenleteivel!
Az eljárást követni lehet az oldat pH-ját követve. Ha a reakció előtt az oldat pH-ja 13,3 volt, mekkora pH elérésekor lesz a reakció teljes?
A valóságban már magasabb pH-n abbahagyják a gáz adagolását. Vajon miért?
A hipoklórossav disszociáció-állandója 3,02·10–8.

H23. 60,0 cm3 20,0 tömegszázalékos, 1,22 g/cm3 sűrűségű NaOH oldatot mértek be egy jól záró égetőbombába. Egy ismeretlen, egyenes szénláncú klórozott szénhidrogén 3,24 grammját oxigénfeleslegben elégették a bombában. Az égéstermékek mind elnyelődtek az oldatban, amelynek tömeggyarapodása 7,73 gramm lett.
A kapott oldatot 250 cm3-re hígították és 20 cm3-es részleteit 1,015 M sósavoldattal titrálták metilnarancs indikátor mellett. A végső fogyás (forralás után) 24,83 cm3 volt.

a.)	Adja meg a lejátszódó reakciók egyenleteit!
b.)	Milyen pH-nál jelez az indikátor? Miért volt szükséges a forralás?
c.)	Mi volt az elégetett vegyület összegképlete?
d.)	Adja meg az összes lehetséges konstitúciós izomer szerkezetét!
német feladat
H24. Na2S2O3-mérőoldatot faktorozunk 10,00 cm3 8,333·10–4 M-os káliumbijodát oldatra. 10,00 cm3 helyett a fogyás 9,88 cm3. Ugyanennek a tioszulfát oldatnak 10,00 cm3-re 3,98 cm3 I2-oldat fogy.
Egy oxidálódott Na2S 134,0 mg-os részletéből 100,0 cm3-es törzsoldatot készítünk. A I2-mérőoldat fogyása semleges oldatban 10,04 cm3 a 10,00 cm3 törzsoldatra.
a)	A nátrium-tioszulfát hány százaléka diszproporcionálódott a szén-dioxid hatására?
b)	A nátrium-szulfid hány százaléka oxidálódott nátrium-tioszulfáttá a levegő oxigénjének hatására?
c)	A nátrium-szulfid törzsoldat 50,00 cm3-es részletét anioncserélő gyantán vezetjük át. Az így előkészített oldat 25,00 cm3-es mintáját 0,1 M  f = 1,151 HCl-oldattal titrálva mennyi a fogyás?
Az anion cserélőn végbemenő folyamat:
n R–NH3+OH– + An– = (R–NH3+)nAn– + n OH–
A nátrium-tioszulfát diszproporcionálódásának kiegészítendő egyenlete:
…S2O32– + …CO2 + …H2O = …
A nátrium-szulfid oxidációjának kiegészítendő egyenlete:
…Na2S + …O2 + …H2O = …
Varga Szilárd
H25. A következőkben egy klinikai minta analízisét követhetjük végig. A minta egy vízoldhatatlan kristályos anyag. A korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy a minta Ca, C, H, O tartalmú vegyület. A további vizsgálatok során feltételezzük, hogy a minta egységes.
•	Karl-Fischer-szerint mérjük a kristályaink víztartalmát. 10,00 cm3 módosított Karl-Fischer-oldatba (kéndioxid, piridin és jodidionok metanolos oldata) teszünk 95 mg mintát és elektrokémiai úton generálunk ekvivalens mennyiségű jódot. A használt töltésmennyiség 125,56 C. Az ismeretlen helyett 25 mg kristályos timsót feloldva az ekvivalenciapont eléréséhez 122,0 C töltés szükséges.
•	110 mg mintát 20,00 cm3 0,05 M f = 1,023 EDTE-mérőoldatban, NH3/NH4Cl-os közegben oldunk fel. Az EDTE felesleget 0,05 M  f = 0,985 Zn2+-mérőoldattal mérjük vissza. A fogyás: 5,47 cm3.
•	72 mg-os részletét a mintánknak kénsavas közegben titráljuk melegen 0,02 M f = 0,979 KMnO4-mérőoldattal. A fogyás: 10,07 cm3.
a)	Mi a minta pontos képlete?
b)	Írja fel a lejátszódó folyamatok egyenletét!
c)	Honnan származhat ez a kristályos anyag?
d)	Rajzolja fel azt a grafikont, amit a minta hevítése során nyerünk, ha a hőmérséklet függvényében ábrázoljuk a tömegváltozást! Megj: (I) a változások ugrásszerűek, (II) a hevítés végén égetett mészhez jutunk, (III) a független változót jelöld T1, T2, stb.-vel, (IV) a méréshez analitikai mérleget használunk, tehát csak a szilárd anyag tömegét ismerjük.
Varga Szilárd

HO6. 100 ml 0,1M NH3 oldathoz szilárd MgCl2-t adagolunk apránként. Mennyit kell adagolni ahhoz, hogy az oldat pH-ja két egységet csökkenjen? Szilárd NH4Cl-ot az elegyhez adva a csapadék feloldható. Hány grammra van ehhez szükség? Mi lesz a végső pH? 
Adatok: pKb(NH3) = 4,73, L(Mg(OH)2) = 1,8·10–11.
Az oldat térfogatváltozásától tekintsünk el. 

HO7 A fém-szén kötéseket tartalmazó fémorganikus vegyületek közül sok mutat a klasszikus kémia szempontjából szokatlan szerkezeteket. 

Bizonyos ligandumok a központi fématomhoz egyszerre több atomjukkal is kapcsolódhatnak. A fenti molibdénvegyületben a benzol mind a hat szénatomja azonos távolságban kötődik a Mo atomhoz. Azaz a benzol ligandum ún. haptocitása 6. A vegyület képletében ezt az η6 jelölés jelzi: Mo-(η6-C6H6)(CO)3.
A ferrocénben, Fe(η5-C5H5)2 a ligandum a ciklopentadienilgyök (C5H5, rövidítése Cp), ennek 5 CH csoportja egy síkalkatú szabályos ötszöget alkot, ami némileg a benzolra emlékeztet. Magában a C5H5 nem stabil, de komplexei igen stabilak lehetnek.
A fenti platina-komplexben az etilén dihapto (η2) ligandumként viselkedik. Mindkét szénatom kötési távolságon belül van a platinától, a kettejük közti π kötés elektronpárja vesz részt a koordinációban.
Számos stabil fémorganikus vegyület szerkezetének megértésében segítségünkre lehet a központi atom vegyértékhéján levő elektronok száma. Az elektronok megszámlálása során a fématomokat és a ligandumokat általában semlegesnek tekintjük, így a fématom vegyértékhéján alapállapotban található elektronok számához hozzáadjuk a ligandumok által donált elektronokat. Ha a komplexnek töltése van, akkor annak értékét az elektronok számához hozzáadjuk, vagy levonjuk abból. Hány elektront adnak a különféle ligandumok? 
•	egyszeres kötéssel kapcsolódó csoportok, mint például egy alkil-csoport, vagy a fenti platina komplex kloro csoportja 1 elektrondonornak tekinthető, hasonlóan a hagyományos kovalens kötésekhez.
•	egy ligandum nemkötő, magános elektronpárjával kapcsolódva szintén 2 elektront tud donálni. Nagyon stabil komplexeket képes így alkotni a szén-monoxid.
•	ha egy alkén kettős kötésének π-elektronpárjával kapcsolódik a központi fémhez, azt 2 elektronos hozzájárulásnak tekintjük. 
•	a nitrogén-monoxid szintén könnyen képez komplexeket, de nitrogénatomján egy párosítatlan elektron is van a nemkötő elektronpáron kívül, így bizonyos esetekben a képződő nitrozilvegyületekben 3 elektront képes donálni.
•	egy benzolmolekula η6 kapcsolódása során teljes π-elektronfelhőjével, 6 elektronnal számolhatunk.
•	a ciklopentadienilgyök η5 kapcsolódását 5 π-elektronos hozzájárulásnak tekinthetjük. 
A tapasztalatok azt mutatják, hogy a legtöbb stabil fémorganikus komplex esetén 18 elektront tudunk így összeszámolni. Ez a központi atom s, p és d pályáinak teljes betöltöttségének felel meg, és analóg az oktett szabállyal.
Nézzük a fenti vegyületeket: a ferrocén vasatomjának 8 elektronja a két ciklopentadienil csoport 5-5 elektronjával, a nikkel-tetrakarbonil nikkelatomjának 10 elektronja a 4 karbonil 4x2 elektronjával, a molibdén 6 elektronja a benzol 6 és a karbonilok 3x2 elektronjával kiadja a 18 elektront. 
A 18-elektronos szabály alól vannak szép számmal kivételek. A fenti platinasó is ilyen: a fém 10 elektronjához az etilén 2, a klorocsoportok 3x1 elektronját és a negatív töltést okozó 1 elektront hozzászámítva csak 16 elektront kapunk. A platinafémek körében az ilyen 16 elektronos kivételek gyakoriak, de előállítottak számos más, a szabálynak meg nem felelő vegyületet. 
Mindazonáltal a szabály teljesülése erősen utal a vegyület stabilitására. Például finom eloszlású nikkelt szén-monoxid atmoszférában hevítve az illékony Ni(CO)4 keletkezik. Hasonló vegyület vasból is előállítható, de összetétele a 18-elektronos szabálynak megfelelően Fe(CO)5. Páratlan elektronszámú fémek esetén a 18 elektron összejöhet, ha pl. kialakul egy fém-fém kötés. A kobalt legegyszerűbb karbonil vegyületének képlete Co2(CO)8, a szerkezetét az ábra mutatja. A fém-fém kötésen kívül híd helyzetbe kerülő karbonil csoportok is vannak a molekulában. Az egyes fématomok vegyértékhéján levő elektronok megszámlálása során a fém-fém kötés és a híd helyzetű karbonil is egy-egy elektront hoz. A kobalt 9 elektronjához a 3 karbonil 3x2, a 2 híd karbonil 2x1, a Co-Co kötés 1 elektronja jön, a 18 elektron ismét megvan.

Mangánsókat CO jelenlétében redukálva egy karbonil vegyület keletkezik, amiben nem lehet karbonil-hidat észlelni. Mi a vegyület szerkezete?
A vegyületet apoláris oldószerekben fel lehet oldani. Két ekvivalens nátriummal reagálva egy sószerű vegyület keletkezik. Mi ez?
A vas-pentakarbonil oldatát fénnyel besugározva egy másik karbonilvegyület keletkezése volt tapasztalható, amiben kétféle karbonilcsoport jelenlétét tudták kimutatni 2:1 arányban. A reakcióban egy mol kiindulási anyagból fél molnyi CO szabadult fel. Milyen szerkezetű komplex keletkezett?
A dikobalt-oktakarbonil könnyen, két lépcsőben reagál nitrogén-monoxiddal. Milyen vegyületek képződnek?
Mutassa meg a kérdésekben előforduló összes fémorganikus komplexre, hogy teljesül-e rá a 18 elektronos szabály!