Hlavay József Országos Környezettudományi és Mőszaki Diákkonferencia Pannon Egyetem Mérnöki Kar, Veszprém Kategória II.
KÉMIA FELADATSOR 1 (beküldési határidı: 2009. december 31.)
Elméleti rész: 1.
Az ábrán látható koleszterin szteránvázas vegyület, amely minden emberi és állati sejtben megtalálható. Különösen nagy mennyiségben fordul elı pl. a mellékvesében, idegrendszerben. A koleszterint a szervezet a májban állítja elı. A sejtmembránok felépítésében van fontos szerepe, emellett sokféle hormon bioszintézisének kiindulási anyaga. A koleszterin lerakódva az erek falában annak rugalmasságát csökkenti, és elısegíti az érelmeszesedés kialakulását. Elvileg hány sztereoizomerje van az ábrán látható koleszterin molekulának? (A természetben csak az ábrán látható izomer létezik!) Keressed meg és jelöld be a kiralitáscentrumokat is!
H H
H
HO 2.
Magyarázzad meg azt a tényt, hogy ha oldalláncot tartalmazó aromás vegyületet vasedényben klóroznak, az oldalláncban klórozott terméknek rossz a kihozatala!
3.
Milyen alként használnál kiindulási anyagként a 3-brómhexán elıállításához? Indokold meg részletesen válaszod!
? + HBr
CH3CH2CHCH2CH2CH3 Br
e-mail:
[email protected] web: http://diakkonferencia.mk.uni-pannon.hu
Hlavay József Országos Környezettudományi és Mőszaki Diákkonferencia Pannon Egyetem Mérnöki Kar, Veszprém Kategória II. 4.
Hány diklórciklopentán izomer képzıdik, ha ciklopentánt reagáltatunk feleslegben lévı klórral magas hımérsékleten?
5.
A brómos vizet a buta-1,3-dién és a fenol is elszínteleníti. Mi a különbség a két reakció mechanizmusa között? Írd fel a reakcióegyenleteket is!
6.
Egészítsd ki a következı redoxi folyamatok egyenletét:
As2 S3 + HNO3 → H 3 AsO4 + H 2 SO4 + NO2
S + NaOH → Na 2 S + Na 2 S 2 O3 CuS + HNO3 → Cu ( NO3 ) 2 + H 2 SO4 + NO2 7.
Melyik az a szobahımérsékleten gáz halmazállapotú elem, amelyet belélegezve a hangod a legmélyebb, illetve a legmagasabb lenne? Válaszod indokold!
8.
Ha valaki életében ivott már csipkebogyó teát, megfigyelhette, mikor a tea filtert beleengedte a forró vízbe, elıször szürkés-kék szín jelent meg, majd pár pillanat múlva a tea színe mélyvörösre változott. Magyarázd meg a jelenséget! Hol találkozhatsz még hasonló jelenséggel a természetben, mely vegyületcsoport okozza?
9.
Mi a spin? Saját szavaiddal jellemezd!
10.
Győjts minél több olyan híres, közismert embert, aki eredetileg kémikus, vegyészmérnök illetve gyógyszerész volt pályája kezdetén! Néhány sorban jellemezd ıket és a kémiához való kötıdésük!
e-mail:
[email protected] web: http://diakkonferencia.mk.uni-pannon.hu
Hlavay József Országos Környezettudományi és Mőszaki Diákkonferencia Pannon Egyetem Mérnöki Kar, Veszprém Kategória II.
Számításos feladatok: 1.
Egy 20 km2 területő város 20 ezer lakásában egyidejőleg 20-20 kg szenet égettek el ugyanabból a fajtából, amelynek éghetı kéntartalma 2 %. Az égéstermék a város feletti 100 m vastagságú légrétegben maradt, amely 10 oC hımérséklető volt, s vízgızzel telített. •
Mi lesz a lehulló harmat kénsav-koncentrációja, ha 1 oC-ra hőlt le a levegı, és az egész SO2 mennyiség a lecsapódó harmatba került, és oxidálódott?
•
Mennyi kénsav lepi el a várost? (A telített vízgız nyomása 10 oC-on 1,23 kPa, 1 o
C-on 0,66 kPa.) (10)
2.
A kozmikus sugárzás hatására a légkörben folyamatosan képzıdik a
14
C nuklid
neutronok hatására a 14N-bıl, ami szén-dioxid formájában bekerül a szén természetes körforgásába. Viszont ha egy élılény elpusztul, akkor kikerül ebbıl a körbıl, vagyis a radioaktív izotóp mennyisége fokozatosan csökkenni kezd benne. Jelenleg a bomlás sebességére 13,6/perc/g szén értéket állapítottak meg, ám egy viking korból származó hajó fadarabjában 12,0/perc/g szén lett a mérési eredmény. Melyik évben vághatták ki a fát? (10)
3.
„Az egészséges emberi szervezetben az emberi sejtek számát egy nagyságrenddel meghaladja a vele élı mikrobionta közösség sejtjeinek száma! Még nagyobb jelentıségő az a tény, hogy ezek génjeinek száma legalább százszor nagyobb, mint az emberi gének száma. Ennek óriási szerepe van az ökoszisztéma anyagcserefolyamatainak szempontjából: nem vagyunk csak saját génjeinkre utalva, életünket mások génjeinek minısége is befolyásolja” Duda Ernı: Kisebbségben vagyunk! Az ember, mint ökoszisztéma Természet Világa, 140. évfolyam, 9. szám, 2009. szeptember Ajánlom minden érdeklıdı számára a cikket. Az alábbi link segítségével ingyen elérhetı:
http://www.termeszetvilaga.hu/szamok/tv2009/tv0909/duda.html
e-mail:
[email protected] web: http://diakkonferencia.mk.uni-pannon.hu
Hlavay József Országos Környezettudományi és Mőszaki Diákkonferencia Pannon Egyetem Mérnöki Kar, Veszprém Kategória II. Egy átlagos ember szervezete 6*1013 emberi sejtbıl áll. A testünkben élı baktériumok (egysejtőek) száma átlagosan 1,2*1014, melyek együttes tömege körülbelül 1,6 kg. Az emberi test tömege átlagosan 70 kg. (Az adatok nagyjából megegyeznek a valósággal.) A 2 milliós Budapesten az emberek 27%-a bakteriális eredető fertızésben megbetegedik. Az összesfajta (az emberi szervezet számára jó és rossz) baktérium tömege a számolás során azonosnak tekinthetı. Ugyan így az összes fajta emberi sejt azonos tömegőnek tekinthetı. Budapesten 6,13*10-4 mol sejt (emberi és bakteriális) él együtt a megbetegedés után. •
Add meg m/m% és n/n %-ban a bakteriális és az emberi sejtek koncentrációját egy beteg és egy egészséges emberi testben, ha tudjuk, hogy a fertızéssel nem jár együtt az emberi test tömegnövekedése. A testsúly megtartása annak köszönhetı, hogy a betegség alatt az emberek ugyan annyit fogynak le, mint amekkora tömegő „baktérium-kolóniát” kapnak, azaz csak az emberi sejtek száma fogy a betegség alatt, az eredetileg meglévı baktériumok száma nem csökken.
•
4.
Hányszorosára növekedett a fıvárosban a baktériumok száma? (15)
Ma délelıtt a fodrász összesen 50 cm hajat vágott le, összesöpörte ıket egy kupacba. Szünetképp rágyújtott egy cigarettára kifele menet a szalonból, azonban óvatlan volt és a lehulló parázs meggyújtotta a hajkupacot. A haj egy keratin nevő fehérjébıl épül fel, amely nagy mennyiségben (14%) kéntartalmú aminosavat, ciszteint tartalmaz (a másik kéntartalmú aminosav - metionon – mennyisége elhanyagolható). Feltételezzük, hogy az összes kéntartalom az égés során SO2-dá alakul. A SO2 gáz eloszlását homogénnek tekinthetjük az üzletben, mivel a rémült vendégek rohangálása azzá tette. A terembıl vett 2 dm3 94 kPa nyomású, 25 °C-os levegımintát 1 dm3 2*10-4 mólos semleges jódoldaton buborékoltatunk át. A maradék jód oldatot 10-3 mólos Na2S2O3 oldattal titráljuk vissza. A kiegészítendı reakcióegyenletek: H2O+SO2 + I2 = H2SO4+ HI I2 + S2O32- = I- + S4O62-
e-mail:
[email protected] web: http://diakkonferencia.mk.uni-pannon.hu
Hlavay József Országos Környezettudományi és Mőszaki Diákkonferencia Pannon Egyetem Mérnöki Kar, Veszprém Kategória II.
•
Mennyi tioszulfát oldat fogyott a jódoldat 50 cm3-ére, ha a jódoldat pH-ja 2,67 egységet változott az SO2 elnyeletését követıen?
•
Elérte-e a mérgezı szintet a SO2 koncentráció a teremben, ha az emberre veszélyes SO2 koncentráció 5 mg/m3? A fodrászüzlet méretei: 8; 5; 3 m. Az égés során keletkezı egyéb mérgezı gázoktól eltekintünk.
•
A hajkupac hány %-a égett le? Tekintsük, úgy mintha a hajkupac tartalma (50 cm haj) csak egy embertıl származna. A fejet tekintsük gömbnek, sugara R = 10 cm. A haj a felét fedi be a fejnek. A hajszálak tekintsük kör alapúnak, átmérıjük átlagosan 0,2 mm. A fejbır egy négyzetcentiméterén átlagosan 200 hajszál található. A hajszál sőrősége 1,2 g/cm3. A hajszálban minden 100 aminosavból 14 cisztein, 60 glicin és 26 alanin.
Az aminosavak moláris tömege: cisztein: 121 g/mol, alanin: 89 g/mol, glicin: 75 g/mol (15)
e-mail:
[email protected] web: http://diakkonferencia.mk.uni-pannon.hu
