*, && #+& %-& %)%% & * &% + $ % !" #!$"" #%& $!#!'(!!"$!"%#)!!!*

! "# * & "# & / $ %

"

$ % *' , % $ % %

&

& & "# && +

' (& +

% +&

#

% (%( (& ,)' + $ % ,$ . ) % *) *

% (%(

0

)

0

& $

!

! " " "

"

"

& ) && ) % # & ) % - & % ) %% & *

$! " − 1 234 5 1

"

8

+ $, #-!)$ . / $ #$ #' ' , 0$ ! ', ! " 1, '# 1, # & $! #! ' $! 0 !* − 51 1 34 5 1 − 71 5 1 $! 0 $ - 1 #-!)$ ! ! $!0− − 5 1 28 1 5 1 2 9 71

02 % 0.

" 0 1.

%

, &

( %

&

&

(

%

# !$"" #% %# ) ! ! !* 5 1 6 71 34 5 1 2

) ! ! ) !! ! ) ! ! 3 ) ! 0! ! "# ! -!/ & ) ! 0 !(

&

! 1

"

$! 1 #$

−

$! #! ' −

51 #

34− & −

5 1 65

' 0$" ! # "% 0 ! ( !

#%

!

" !

#

! (*

#%

/ # " #

#

% #$

# $!

# 3 $! - 1 - 1 ! # # $! # ! #! 5 " 4 , 51 , # ! 6 ! ! " " 4 . , 51 7 1 ) #) ! % 0- . ) $ # !!$! ' ' $##- . , 5 #% 02 , ! / # )2! ! " # %## ! , 51 , ' 2 . % #% / $ # $ $ $! # $ ! / # 5 71 ) ! ! 2 ! " % # -! ! 1 , - 0$ ! ! #$ 0- . # ! "" # # $##- 8 # $#$ - $

!

! #% 0- . ) ! " . $! - 1 0 51 #-!)$ ! ! , '' % $ 0! : 234; <=>!

, # ! # ! - . ' , !/ ! $ $ ! " . # !

,

!

0 ' , ! ! ! # $ #$ - $ $! 0 . 4 #% $!0- 6# 914 #% !3 $!0:468234; = >

!

! "

!

#-!)$ # ! ! "". # # . / $ #

" !!

$ - 1 $! - 10 $ −

1

9

#-!)$ ! −

5

$! 0

5 " 4

,

5

/ # $!

!

! "

%& #2!

#

#

!

!!

$, 0$

! ! !!

' ##2

65 71

#-!)$

1

$" ' ,

"#$

!

" :

51 6 !

!

!

!

"

& $! #! '

#% 0 $

. 4 $! 0 #%

!

5

1

!* ! (

$!0-

51 , # ! 6 ! ! " " 4 14 , 5 . 4 ! − 5 ! ' ' $#5 15 , 1 "- " ! . 5 , 5 # !!$! %## ! " "!% 02 & 2! , # ! ( 4, 5 # ; < !1 ! % 0- . - 0$ ! " #$ 0! # $##- . ' , $!!$ - $ $!0) # #-!)$ ! ! $!$ ! / ! $ 0 #% !3 0 !# $ , # / ! $ $ . 914 , '' % ! #2 " ! . " ! #% ! $!0! - # ! ! " " ! $! ! 4' , ! # " # 2! = 5

% ? &

%

@

& %+ %

%, & +

A

234− 5 8

@ (megoldással)

& 586

7 −

34 5 5

−

9

C

D

$

& 0 % & @

#

@

C D

0 #

2

−

9

5

% #

34 5 2 7 −

7

5 −

65 79

&

&

0

8

−

−

5=

−

5 ! 65

5 34−

5 28

−

596

&A &

&

A *&

& @

@

"&

"&

5B

@

0

0

% #

% #

&

&

&A &

&A &

A *@

A *&

%

,

@

"

&

0

&

0

&

&

# * %) @

"

&

0

"

&

(

'

"

&

0

&

%%

@

( %

*

&

(

%%

( %

@

&

%

,

@

2005/2006 évi OKTV harmadik, laboratóriumi forduló, I. kategória

2. feladatsor (A megoldást a keretekben piros színnel jelöltük.) 1. feladat

Egy ősi analitikai módszer: forrasztócső-próba

7 pont

A geológiában, metallurgiában többszáz éve használnak egy analitikai eljárást, mely nemcsak egyszerűségével tűnik ki, de sokszor meglepően hatékonynak is bizonyul.

Verődék fémrög nélkül

fém+ verődék

Fém verődék nélkül

Az eljárás, melyet "forrasztócső-próbának" neveznek azon alapszik, hogy ha egy gyertya lángjába vékony csövön keresztül oldalról belefújunk, a lángból egy vékony, hegyes, igen magas hőmérsékletű csóva csap ki, melynek segítségével -igaz csak néhány mg- nagyon magas olvadáspontú anyag is könnyen megolvasztható. Ha az olvasztást faszénlemezen végezzük, a különböző szervetlen vegyületek fémtartalma esetenként redukálódik. Ilyenkor a tiszta fém marad vissza, ami fizikai tulajdonságai alapján könnyen azonosítható. Nehezen redukálható fémek esetén a jellegzetes színű oxidok maradnak hátra, mint "verődék". Ha a vizsgálandó anyag szerves vegyületet is tartalmaz, az a forrasztócső-próba során elég, a meghatározást nem zavarja. Alkálifémek üvegszerű olvadéka pedig beszívódik a szénbe. A vizsgálathoz a faszénbe egy kis gödröcskét vájunk, és ebbe rakjuk a vizsgálandó anyag és Na2CO3 keverékét. Az elegyre egy csepp vizet is cseppentünk, majd a gyertyalángba fújunk óvatosan a "forrasztócső" segítségével. A hegyes lángot a szénben lévő anyagra irányítjuk. A Na2CO3 hamar megolvad, és így az olvadéka megakadályozza, hogy a vizsgálandó anyagot a szénről lefújjuk. A vizsgálat kis gyakorlatot igényel, a kiadott fémsó-mintákkal érdemes néhány próbát végezni. A fém azonosításához a verődék rögöcske színén kívül a fémrögöcske mechanikai sajátságait is vizsgáljuk (csípőfogóval megszorítjuk, és nézzük, hogy elporlik, vagy deformálódik). A fémek azonosítását az alábbi táblázat segíti: Nyújtható fehér: Nyújtható sárga: Vörös fémpikkely: Szürke fémpikkely, mágneses: Szürke fémpikkely, nyújtható: Nyújtható fémrög, sárga verődék: Rideg fémrög, sárga verődék: Rideg fémrög, fehér verődék: Fehér verődék (fokhagyma szag): Fehér, forrón sárga verődék: Barna verődék: Szürke verődék, vörös szegély (retek szag): Fehér verődék, barnásvörös szegély: Fehér, nem olvadó anyag:

Sn, Ag Au Cu Fe, Co, Ni Pt Pb Bi Sb As Zn Cd Se Te Ca, Sr, Mg, Al

2005/2006 évi OKTV harmadik, laboratóriumi forduló, I. kategória Vizsgáld meg a kiadott 3 mintát, állapítsd meg milyen fémet tartalmaz! (A minták szerves színezéket is tartalmaznak, megtévesztés céljából.) Minta jele

Fémtartalom

3×2 pont Az eljárás nem alkalmas többféle fémet tartalmazó minták vizsgálatára, ugyanis ilyenkor félrevezető eredményt ad. Például ha réz és ón egyszerre van jelen, az "forrasztócsőpróbával" könnyen aranynak nézhető. Miért? Ötvözetek képződnek, a példában bronz. Az ötvözetek fizikai tulajdonságai pedig jelentősen eltérhetnek az alkotókétól.

1 pont

2005/2006 évi OKTV harmadik, laboratóriumi forduló, I. kategória 2. feladat

Nehézfém-jodidok

8 pont

Gyakori feladat fémionok azonosítása kémiai reakciókkal. Nehézfémek meghatározására a jodid-ionok különösen alkalmasnak bizonyultak. Vizsgáld meg, hogy hogyan reagál a kiadott Ag+, Pb2+, Hg22+, Hg2+ és Bi3+ oldat KIoldattal. Először csak kis mennyiségű KI-oldatot adj a fémion-oldatához, és rögzítsd tapasztalataidat az alábbi táblázatban. További KI reagens hatására az esetek egy részében jodokomplexek képződnek. A keletkező komplexekben a fémion 4 jodid-ionnal reagál. A kísérleteket 3-4 ml oldattal végezd! Töltsd ki a táblázatot! fémion Ag+ Pb2+ Hg22+ Hg2+ Bi3+

tapasztalat, kevés KI sárga csapadék sárga csapadék zöld csapadék piros csapadék fekete csapadék

Írd fel az Ag+ és Bi3+ ionegyenletét! Ag+ + I- = AgI Bi3+ + 3 I- = BiI3 BiI3 + I- = [BiI4]-

2+

tapasztalat, KI feleslege színtelen oldat csapadék megfeketedik színtelen oldat narancssárga oldat 5×0.5 pont ionok KI-dal (és annak feleslegével) való reakciójának

2+

+

3 pont

A Cu -ionok különösen reagálnak KI-dal: a Cu -ionok Cu -ionná redukálódnak. Végezd el a kísérletet, mit tapasztalsz? Csapadék keletkezik, az oldat barnára színeződik, mely szín a csapadék színét (fehér) elfedi. 1 pont Adj az elegyhez 3-4ml hexánt, és rázd össze a kémcsövet! Mit tapasztalsz? A hexános fázis ibolyaszínűre színeződik 0.5 pont Magyarázd meg a Cu2+-ionok KI-os reakciója során nyert tapasztalataidat! Írj egyenletet! Cu2+ + 2 I- = CuI + 1/2 I2 Eltűnik a Cu2+ kék színe, a keletkező jód hexánnal kirázható. 1 pont

2005/2006 évi OKTV harmadik, laboratóriumi forduló, I. kategória 3. feladat

Gázállandó meghatározása

5 pont

Ebben a kísérletben egy nagyon egyszerű módszerrel meghatározzuk az egyetemes gázállandó értékét. A szén-dioxid atmoszférikus nyomáson lehűtve a cseppfolyós állapot kihagyásával megfagy: szárazjeget kapunk. Számold ki, hogy kb. hány g szárazjégből keletkezik 2 liter CO2-gáz (szobahőmérsékleten)! 2L/(24L/mol)×4g/mol=0,34g. 0.5 pont Mérj le egy körülbelül ekkora szárazjég-rudacskát! Ha egy kicsit kisebb, vagy nagyobb a szárazjég az nem gond, de a tömeget mg-pontossággal mérd. A lemért szárazjeget gyorsan rakd be a lufiba, a lufiból szorítsd ki a levegőt, és kösd be a száját. Hagyd a szárazjeget elpárologni: felfújódik a lufi. Mérd meg a lufi kerületét mérőszallaggal, és számítsd ki a lufi térfogatát. A lufit tekintsük gömb alakúnak (Vgömb=4/3r3π). A lufiban kb. 1500Pa túlnyomás uralkodik. Töltsd ki a táblázatot! Bemért CO2 tömege: lufi kerülete: légnyomás a laborban: hőmérséklet a laborban: Mérési eredményed alapján számold ki az univerzális gázállandó értékét! p×v=n×R×T R=(p×v)/(n×T)=[(pkülső+1500Pa)×K3/(6π2)]/(m/M×T)= =[(pkülső+1500Pa)×K3×M)]/(m×T×6π2)

2 pont (számolás), 2.5 pont (eredmény)