Meleg István Kémiaverseny
7. osztály
2016/2017 — 2. forduló
Meleg István Alapítvány a Kémia Oktatásáért A kuratórium elnöke: Dr. Bari Ferenc professzor, az MTA doktora
Szegedi Radnóti Miklós Kísérleti Gimnázium, 6720 Szeged, Tisza Lajos krt. 6-8. Tel., fax: 62/548-936
I. feladat
Rejtvény
Összesen 25 pont
Az utolsó oldal keresztrejtvényébe egy XX. századi biokémikus nevét és egy gondolatának befejező részét szőttük. Pontot azonban a kémiához kötődő részmegoldásokért is kapsz! Néhány további tudnivaló: A rejtvényben a rövid és a hosszú magánhangzók (i/í; o/ó; ö/ő; u/ú; ü/ű) között nem tettünk különbséget. A meghatározásokat soronként és oszloponként közöltük a rejtvényben szereplő sorrendben. A sorokban és oszlopokban szereplő „egybetűs szavakra” nem adtunk külön meghatározást! Az egyes meghatározásokat jel választja el egymástól. Ha egy meghatározást ! jel zár, ott valami (nyelvi) turpisságra, csavarra kell gyanakodni. (pl: Kettős! ss) Egyes szavaknál könnyítésként két meghatározás is szerepel: (=a másodikat így jelöltük.) Számokkal jelöltük azokat a négyzeteket, amelyekben szereplő betűk (összesen 37 db) csak egy irányból határozhatóak meg. Könnyítésként az ezekből a betűkből összerakott szavakra is adunk meghatározásokat. E meghatározások után zárójelben szerepel, hogy hány betűs szót kell kitalálnod. A betűk a szavakban a számozás sorrendjében követik egymást, a szavak pedig az itt megadott sorrendben. Pontokat (1 p; 0,5 p; 0,25 p) a kiemelt meghatározások megfejtései érnek.
Az elrejtett gondolat így kezdődik: A F ÖLD EGYETLEN RÉSZÉNEK … A 37 (számozott) betűből alkotott szavak: A legtöbb diák réme (8) Nagyon félj! (7) Ilyen változás az égés is. (6) Fejtelen lepkelárva! (5) Járást segítő eszköz (5) Rövid, cső alakú hangszer magánhangzói (3) A tanuláshoz elengedhetetlenül szükséges dolog magánhangzói. (Mássalhangzói megegyeznek egy télen is megmaradó, díszes, piros, de mérgező bogyókat nevelő növénynek (magyalfa) a mássalhangzóival.) (3) Sorok: 1. Lukas lék! A természettudományok egyike. 2. Kémiai változás Ilyen részecskék alkotják a konyhasót. Ha megfordítom, a szilícium alatti elem vegyjelét látom. 3. Szilárd anyagot folyékony rendszer részévé tesz. Tanórán gyakran a kémiai változás színhelye. Nagyságviszony, hányados. 4. Az atomot alkotó egyik elemi részecske. Napjainkban ez a természettudományok nyelve. 5. Bányákból a konyhákba kerülő ásvány. Királyok féme. Elektromos kisülés és fény is van ilyen. (=körvonalrészlet.) 6. Ilyen motor is létezik (=férfinév). Elektronegativitás. Ez az alkálifém szürkéskékre festi a gázégő lángját. 7. Ha leírod és visszaolvasod, egy nagy elektronegativitású elemet kapsz. Minden anyagban található ilyen rész. 8. Négy lába van, mégis megbotlik. Az egyik fizikai elválasztási módszer visszafelé leírva. Ilyen kémia is van (=gondolatait papírra vető) 9. Negatív töltéssel rendelkező részecske. Ha akarom, halmazállapot, ha akarom egy világhírű magyar tudós vezetékneve. Puha, könnyen megmunkálható és könnyen olvadó fém. 10. Kémiailag a szirup és a csapvíz is ez. Halálos hatású szer. 11. Te is ilyen vagy, ha mindent tudsz. Azonos vegyjelek Ez is van a levegőben – főleg magasan. Ennyi vegyértékelektronja van a nitrogén atomnak. 12. Sebösszehúzó hatású vegyület – dédapáink borotválkozáskor használták. Boldogságának ujjongva hangot ad. —1/6 —
Meleg István Kémiaverseny
7. osztály
2016/2017 — 2. forduló
13. Melegítés közben így tartsd a kémcsövet! Egyike érzékszerveinknek. 14. A kör kerületének és átmérőjének hányadosa. Földrész. A világegyetem igen ritka anyagú helye, ahol többnyire hidrogén lézeng (névelővel!) 15. Tudatmódosító vegyület nevének ismert rövidítése visszafelé írva. Töltéssel bíró részecske. A harmadik leggyakoribb légalkotó gáz vegyjele. 16. Hangszerek féme. Ilyen változás a párolgás. Egyik fém vegyjele – háromszor. 17. Anyagok egyik fizikai tulajdonsága. Sav mardossa a gyomrát. Molibdén és urán – vegyjelekkel. Így kezdődik a magyar ábécé. 18. Éhezzük, hát termeljük, de nem anyag. Felszabadul, elnyelődik, átalakul, de mindig megmarad. Semmi nem élhet nélküle: hogy mi az, írd ide! Acélból készült apró szúróeszköz a háztartásban. Bajt, sérelmet okoz 19. Hidrogénizotópok jelölése. A múlt idő jele. Néma szavazat! „Haltojás.” 20. A hadászatban középkor óta alkalmazott fekete szilárd anyag, kén, szén és salétrom keveréke. 21. Nedves talaj kiszáradásakor annak felszínén (gyakran apró virágokhoz hasonlatosan) megjelenő fehér anyag El Távolság hüvelyk- és mutatóujj között. Oszlopok: 1. Rajzolásra, írásra használt, puha fémből készült pálca. (= londoni vas) Visszafelé: az újkori atomelmélet atyja. Az oxigéncsoport két elemének vegyjele. Ma így nevezzük Mengyelejev híres táblázatának sorait. 2. Atommagok körül mozognak. Más által mondottak szó szerinti ismétlése. 3. Ütőkártya Ezt jelenti a kémiában is használatos penta szó. Dunántúli folyócska betűi keverve Oda – s vissza: kacat – az anyagmennyiség mértékegysége. Grillpartik kémiai kelléke. A nemzetközi mértékegységrendszer jelölése. 4. „KÉS S UTÓDOK” betűi keverednek. A megállapítás folytatásának első része. 5. A fémelőállítás kevert alapanyaga! A Nobel-díjas tudós, Ernest Lawrence tiszteletére elnevezett kémiai elem vegyjele. Így jelölik azt az elemet, melynek vegyületeitől a láng sárga táncot jár. Támadó betegség (= hosszabb időszak) Nem reakcióképes E „vakmerő” elem vegyületei sok ember, több uralkodó halálát is okozták. (vegyjellel) 6. Kissé megkeveredett, de női név, fészkes virágzatú virág, sőt, olasz város is lehet! Magyar szmog (= Szilárd részecskék és folyadékcseppek is lebegnek a levegőben.) Össze-vissza: lábfejjel rendszeresen taszigál, pofoz (pl. labdát)! Visszavéd! 7. Összekuszált növényi rostok vagy hajszálak. Két gázállapotú elem atomjainak vegyjele. Hangtalan zizeg! Kevert női név. Örökzöld, fás szárú növény, melynek bogyóiból egészséges folyadékot sajtolnak – itt tárgyesetben! 8. A biokémikus neve Harckocsi betűi keverve. Nagy méretű a kémiában. (=Ilyen molekula a keményítő vagy a fehérje.)
9. Az ón egyik ércének (SnO2) betűi keverve Ilyen olaj is van. Egyszínű, koncentrált fénysugár létrehozására alkalmas eszköz. … méter. Sűrűség mérésére alkalmas eszköz. Sóska-, alma-, citrom-, só-, zsír-, kén- is állhat előtte. 10. Felvág, kérkedik, többnek mutatja magát, mint ami. Több ezer éves férfinév. A megállapítás folytatásának második része. Cukornádból erjesztéssel készülő kubai vagy jamaikai ital. 11. Visszafele: meredeken kiemelkedő hegycsúcs. Lám, itt van ni! Atomok fontos, meghatározó adata. Titán és lantán vegyjele. 12. Vízzel hevesen reagáló fém Nyelvi anion-képző Fényesen csillogó fémfelület (=Kémiai reakcióban képződő fémbevonat.)
13. Természetes eredetű ragadós keverék. Ilyen tulajdonságú anyag például a nátrium-hidroxid. Erdei négylábú Lánynak és bokornak is lehet a neve. Kalászos növény. 14. A hélium-atom elektronhéjainak a száma 18 elektront tartalmazó kémiai részecske. A legnagyobb sűrűségű kémiai elem vegyjele. 15. Körülbelül Rendellenesen alaktalan.
—2/6 —
Meleg István Kémiaverseny
II. feladat
7. osztály
2016/2017 — 2. forduló
Tengerek és fagyos napok
Összesen 36 pont
A tengerek, óceánok vize az oldott anyagok közül legnagyobb mennyiségben nátrium-kloridot (konyhasót) tartalmaz (– csaknem hatszor annyit, mint az összes többi vegyületből összesen). E feladatban tekintsük a tengervizet kémiailag csupán konyhasó és víz keverékéknek! A) Mit kell tennem, ha a tengervízből az összes sót ki szeretném nyerni? B) Hogyan nevezik ezt a gyakorlatban is alkalmazott eljárást? C) Hogyan írhatnánk le a folyamat lényegét? Egészítsd ki! Tengervíz ....... + D) Kémiai vagy fizikai változás történik a tengervízzel?
1)
4 pont
.....
2) Pontosan 5 liter tengervízből –például a fenti módszerrel– maximálisan 165,0 g só nyerhető. Számold ki, hány tömegszázalékos sóra nézve a tengervíz, ha a sűrűsége 1,025 g/cm3! 4 pont A tengervíz magas sótartalma miatt kellemetlenül sós ízű. Szervezetünkben –például a vérünkben– a só 0,9 tömegszázalékos oldatként van jelen. Az ilyen töménységű sóoldatot fiziológiás sóoldatnak nevezik, melynek sűrűsége 1,005 g/cm3. 3) Egy átlagos tömegű felnőtt napi sószükséglete 4,5 g. Ha ezt a mennyiséget teljes egészében fiziológiás sóoldat formájában kívánjuk a szervezetbe juttatni, mekkora térfogatú tengervíz és mekkora térfogatú esővíz összekeverésével tudjuk előállítani a szükséges mennyiségű folyadékot? (Az esővíznek nincs sótartalma; sűrűsége 1,000 g/cm3) 7 pont A további részfeladatok megoldása előtt tanulmányozd az alábbi grafikont és a hozzá tartozó leírást! A lenti diagramon azt ábrázolták, hogy a konyhasó különböző összetételű vizes oldatait mennyire lehet úgy lehűteni, hogy ne induljon el még a jégképződés, azaz a fagyás. A vízszintes (zöld) tengelyen a sóoldat tömegszázalékos összetétele, a függőlegesen a jégképződés hőmérséklete, azaz a fagyáspont szerepel. Az összetartozó értékek a kék görbét alkotják. A görbe fölötti hőmérsékleteken nem indul el a jégképződés, a sós víz teljes egészében folyékony halmazt alkot. A görbe alatti hőmérsékleteken az oldat víztartalmának egy része megfagy (kifagy), csökkentve ezzel az oldatban levő oldószer tömegét. Például, ha egy 7,0 tömegszázalékos, +4,5 °C hőmérsékletű sóoldatot fokozatosan hűteni kezdünk (piros, függőleges nyíl), akkor nem 0, hanem –4,5 °C-on érjük el a (kék színű) fagyásgörbét: csak ezen a hőmérsékleten jelennek meg az oldatban a –tiszta vízből álló– jégkristályok. Ha a hűtést tovább folytatjuk, egyre több jég keletkezik, egyre több oldószer fagy ki az oldatból. Például hűtsük a rendszert –10 °C-ig! Az ábráról az is leolvasható (vízszintes, piros nyíl), hogy ezen a hőmérsékleten a maradék oldat –azaz a jég nélküli sós víz– már csak minimum 13,1 tömeg%-os lehet. Az oldat töményedését a jégként kiváló oldószer csökkenése eredményezi.
Fagyáspont só-víz rendszerben
5 °C
m/m % (konyhasó) 0 °C 0,0 %
2,5 %
5,0 %
7,5 %
10,0 %
12,5 %
15,0 %
Fagyáspont
-5 °C
sós víz -10 °C
tiszta jég + sós víz -15 °C
-20 °C
-25 °C
—3/6 —
17,5 %
20,0 %
22,5 %
Meleg István Kémiaverseny
7. osztály
2016/2017 — 2. forduló
4) Az eddigi számítások és a diagram alapján lehet-e a tengerek vize –2,5 °C-nál hidegebb úgy, hogy teljes egészében folyékony halmazállapotú marad, azaz nem képződik jég a felszínén? Válaszodat indokold is meg! 3 pont 5) Egy 12 m x 4 m-es nagyságú medencét 2,2 m mélyen tengervízzel töltöttünk fel. Hideg téli napokon a teljes medence vizének hőmérséklete (a képződött jégé és a jég alatt levő sóoldaté is) –7,0 °C-ra hűlt. 10 pont
A) Milyen a töménysége a jég alatt levő sós víznek? B) Mekkora tömegű (sómentes!) jég képződött a medencében? 6) Legalább mekkora tömegű sót kellene még az előbbi részfeladatban szereplő medence vizéhez raknunk a hideg beállta előtt, ha azt szeretnénk biztosítani, hogy –15 °C hőmérsékletig biztosan ne képződjön jég a medencében? 8 pont
III. feladat Fogmosás – igazán nagyoknak
Összesen 27 pont
Bár az elefánt nem ezzel tisztítja fogait, mégis tréfásan az elefánt fogkrémjének nevezik –a látványosan termelődő nagymennyiségű hab miatt– ezt a kísérletet: „Nagyobb méretű lombikban hidrogén-peroxid 30 tömegszázalékos oldatához mosogatószert keverünk, majd kevés kálium-jodid tömény oldatát adjuk a keverékhez. …” A hidrogén-peroxid –amely két hidrogén és két oxigén atom egymáshoz kapcsolódásával létrejött anyag (részecskéinek kémiai jelölése: H2O2)– megjelenésében a vízhez hasonló, de erősen maró hatású folyadék. A kísérletben ez az anyag alakul át vízzé (kémiai jelölése: H2O) és egy gázhalmazállapotú elemmé, amely a mosogatószert felhabosítja. Mindeközben a lombik fel is melegszik. A kálium-jodid szerepe csupán annyi, hogy jelentősen felgyorsítja a folyamatot. 1. A) Mi a fejlődő gáz neve?
8 pont
B) Írd le a folyamatot megadó szóegyenletet! ............................ ...................... + .......................... C) Milyen típusú folyamatok közé sorolható az átalakulás? Adj meg három csoportot! D) A fejlődő gázban az atomok kettesével összekapcsolódva alkotják a gáz részecskéit. Írd le e részecskék kémiai jelölését! E) Mi történik, ha a képződő habot pislákoló tábortűzre öntjük? Miért? 2. A) Mekkora tömegű gáz és víz képződik 1 mol anyagmennyiségű hidrogén-peroxid (61023 db H2O2-részecske) átalakulásakor?
7 pont
B) Mekkora tömegű gáz és víz képződik 1 gramm tömegű (vízmentes) hidrogén-peroxid átalakulásakor? 3. A fenti kísérletet fél liter 30,0 tömegszázalékos vizes H2O2-oldattal végezzük el, melynek sűrűsége 1,11 g/cm3. Az átalakulás teljesen lejátszódik. 7 + 5 pont A) Mekkora tömegű víz lesz a lombikban és a habban összesen? (A kis mennyiségű kálium-jodid oldat víztartalmát most ne vedd figyelembe!) B) Mekkora térfogatú hab képződik, ha tudjuk, hogy a keletkező gázrészecskékből 6 1023 db az adott körülmények között 25,0 dm3 térfogatot tölt be? A hab térfogatát tekintsd a folyamatban képződött gáz térfogatával azonosnak!
—4/6 —
Meleg István Kémiaverseny
Neved:
7. osztály
2016/2017 — 2. forduló
................................................................................................. Osztályod: ..........................
Iskolád: ................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................
II. feladat – válaszok 1. A) ............................................................................................................................................................... B) .................................................................................... Tengervíz
C)
......................................... + .............................................
D) .................................................................................... Külön, A4-es lapon dolgozd ki!
2. feladat
3. feladat Külön, A4-es lapon dolgozd ki!
4. Lehet-e hidegebb –2,5 °C-nál? ......................................... Indoklás: ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... 5. A) és B) feladat
Külön, A4-es lapon dolgozd ki!
6. feladat Külön, A4-es lapon dolgozd ki!
III. feladat – Válaszok 1. A)
.................................................
B) ....................................................... ................................. + ................................ C) ........................................................................
...................................................................
........................................................................ D) ............................ E) Mi történik: ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................... Miért? ...................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 2. A) és B) feladat
Külön, A4-es lapon dolgozd ki!
3. A) és B) feladat Külön, A4-es lapon dolgozd ki!
—5/6 —
Meleg István Kémiaverseny
7. osztály
2016/2017 — 2. forduló
I. feladat – A kitöltendő rejtvény Egy XX. századi biokémikus neve és egy gondolatának befejező része található a kékkel jelölt oszlopokban. A Föld egyetlen részének…
A gondolat így kezdődik: 1. 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
19
11.
17
12. 35
13. 28
14.
15.
37
2. 3. 25
4. 5.
24
26
34
13
6. 7.
29
23
12
8. 9. 1
10.
14
4
20
11. 21
12. 13.
5
36
9 10
14. 15.
22
18
30 11
16. 3
17. 2
18.
27 33
19. 20.
32
31
15 6
21.
16.
8
16
7
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
Írd ide a nevedet: 32.
33.
34.
35.
36.
37.
—6/6 —
