Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

TÁMOP 2.2.3-07/1-2F-2008-0011 Felkészítés szakmai vizsgára vegyipari területre II/14. évfolyam KÉMIAI ÉS FIZIKAI KÉMIAI SZAKMAI VIZSGAFELADATOK Dr. Stankovics.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "TÁMOP 2.2.3-07/1-2F-2008-0011 Felkészítés szakmai vizsgára vegyipari területre II/14. évfolyam KÉMIAI ÉS FIZIKAI KÉMIAI SZAKMAI VIZSGAFELADATOK Dr. Stankovics."— Előadás másolata:

1 TÁMOP /1-2F Felkészítés szakmai vizsgára vegyipari területre II/14. évfolyam KÉMIAI ÉS FIZIKAI KÉMIAI SZAKMAI VIZSGAFELADATOK Dr. Stankovics Éva 2009

2 2 FELKÉSZÍTÉS SZAKMAI VIZSGÁRA, VEGYIPARI TERÜLETRE

3 3 ELEMEK, VEGYÜLETEK FIZIKAI, KÉMIAI ÉS ÉLETTANI TULAJDONSÁGAI a kémiai elemekkel, a szervetlen és a szerves vegyületekkel kapcsolatos tudnivalók A világ legnagyobb kristályai

4 4 1.A deutérium: A) az atomos hidrogén, B) a durranógáz másik neve, C) az egyik hidrogén izotóp neve, D) hidrogén és az oxigén keveréke, E) a hidrogén vegyülete 2. A vízben a legjobban oldódik a: A) az oxigén, B) a hidrogén, C) a szén-monoxid, D) a hidrogén-klorid, E) a nitrogén. Válassza ki az egyetlen helyes válasz betűjelét! 1.A deutérium: A) az atomos hidrogén, B) a durranógáz másik neve, C) az egyik hidrogén izotóp neve, D) hidrogén és az oxigén keveréke, E) a hidrogén vegyülete

5 5 33.Az ipari salétromsavgyártás fő lépései: A) N 2 HNO 3 3. Mekkora tömegű oxidion tartalmaz 1·10 23 db elektront? A) 266,7 mg, B) 2,67 g, C) 333 mg, D) 26,7 g, E) 21,3 g. 4. Melyik reakció endoterm? A) Fe + S = FeS B) N H 2 = 2 NH 3 C) N 2 + O 2 = 2 NO D) C + O 2 = CO 2 E) S + O 2 = SO 2 KÉN 3. Mekkora tömegű oxidion tartalmaz 1·10 23 db elektront? A) 266,7 mg, B) 2,67 g, C) 333 mg, D) 26,7 g, E) 21,3 g.

6 6 33.Az ipari salétromsavgyártás fő lépései: A) N 2 5. Melyik vegyületnek nincs cisz-transz izomerje? A) 3-metilhex-3-én, B) pent-2-én, C) 3-etilpent-2-én, D) 3,4-dimetilhex-3-én, E) hex-3-én. 6. Az alábbi molekulák közül melyik az, amelyiknek minden atomja egy síkban van? A) 1,2-dibrómetán, B) toluol, C) 1,2-dibrómetén, D) etán, E) 1,1-dibrómetán. 5. Melyik vegyületnek nincs cisz-transz izomerje? A) 3-metilhex-3-én, B) pent-2-én, C) 3-etilpent-2-én, D) 3,4-dimetilhex-3-én, E) hex-3-én.

7 7 7. Melyik a hőre keményedő műanyag? A) PVC, B) polipropilén, C) polisztirol, D) bakelit, E) nejlon Melyik állításban van hiba? A) A CCl 4 tűzoltószer. B) A C 2 H 4 gyümölcsérlelő. C) A C 6 H 6 rákkeltő. D) A glikol mérgező. E) A glükóz a gyümölcscukor. 7. Melyik a hőre keményedő műanyag? A) PVC, B) polipropilén, C) polisztirol, D) bakelit, E) nejlon 66.

8 8 OLDATOK ÖSSZETÉTELÉNEK SZÁMÍTÁSA

9 9 Oldatok: Többkomponensű, homogén anyagi rendszerek, amelyek oldószerből és oldott anyagokból állnak. Az oldószer jellemezően folyékony halmazállapotú, az oldott anyag lehet légnemű, folyékony és szilárd anyag is.

10 10 Az oldatok összetételét többféleképpen fejezhetjük ki Tömegtört: Jele: w B ahol m o = az oldat tömege m B = a B oldott anyag tömege A tömegtört százszorosa a tömegszázalék. Tömegszázalék : Jele: w B % Jelentése: 100 g oldatban hány g az oldott anyag.

11 11 Térfogattört: Jele: φ B aholV o az oldat térfogata V B a B oldott anyag térfogata A térfogattört százszorosa a térfogatszázalék. Térfogatszázalék: Jele: φ B % Jelentése: 100 cm 3 oldatban hány cm 3 az oldott anyag. φ B =

12 12 Anyagmennyiségtört (móltört): Jele: x B aholn ö az összes anyagmennyiség n B a B oldott anyag anyagmennyisége A móltört százszorosa a mólszázalék. Mólszázalék: Jele: x B % Jelentése: 100 mol oldatban hány mól az oldott anyag.

13 13 Tömegkoncentráció: Jele: ρ B mértékegysége: g/dm 3 aholV o az oldat térfogata m B a B oldott anyag tömege Jelentése: 1 dm 3 oldatban hány g oldott anyag van. Anyagmennyiség-koncentráció: Jele: c B mértékegysége: mol/dm 3 aholV o az oldat térfogata n B a B oldott anyag anyagmennyisége Jelentése: 1 dm 3 oldatban hány mól oldott anyag van.

14 14 Raoult töménység, molalitás: Jele: m B mértékegysége: mol/kg oldószer aholm o az oldószer tömege n B a B oldott anyag anyagmennyisége Jelentése: 1 kg oldószer hány mól oldott anyagot old.

15 15 SZTÖCHIOMETRIAI SZÁMÍTÁSOK

16 16 A kémiai reakcióegyenlet: a kémiai változásokat írja le. Például: aA + bB = cC, ahol A és B kiindulási anyagokból C termék keletkezik és a, b, c az egyenlet sztöchiometriai számai. A sztöchiometriai számok feltüntetik: a reakcióegyenletben szereplő anyagok anyagmennyiség-viszonyait. Alapösszefüggések: Ahol: naz anyagmennyiség, ma tömeg, Ma moláris tömeg, Va térfogat V m a moláris térfogat, például V m (25  C, 0,1 MPa) = 24,5 dm 3 /mol, Na részecskeszám, N A az Avogadro állandó, amelynek értéke 6  /mol.

17 17 TERMOKÉMIAI SZÁMÍTÁSOK

18 18 A termokémiai reakcióegyenlet: feltünteti a reagáló anyagok halmazállapotát, kristályszerkezetét és a reakcióhoz tartozó reakcióhőt. Például: CH 4 (g) + 2 O 2 (g) = CO 2 (g) + 2 H 2 O(l)  r H = – 891 kJ/mol Reakcióhő: 1 mol egyenlet lejátszódásakor bekövetkező hőváltozás. Jele:  r H, mértékegysége: kJ/mol. Hess-tétel: A folyamatok reakcióhőjét a rendszer kezdeti és végállapota egyértelműen meghatározza.

19 19 Képződéshők: Vegyület képződéshője: az 1 mol vegyületnek 25  C hőmérsékleten és standard nyomáson stabil elemekből való képződését kísérő hőváltozás. Jele:  k H, mértékegysége: kJ/mol. Például  k H(CO 2 ) = –394 kJ/mol. Elemek képződéshője: A definíció szerint 25  C hőmérsékleten és standard nyomáson stabil elemek képződéshője nulla. Például:  k H(O 2 (g)) = 0 kJ/mol. A reakcióhő számítása: A termékek képződéshőinek összegéből ki kell vonni a kiindulási anyagok képződéshőinek összegét.

20 20 HOMOGÉN EGYKOMPONENSŰ RENDSZEREK GÁZOK, GÁZTÖRVÉNYEK

21 21 A tökéletes gázokra érvényes összefüggések n és T állandóAz izoterm állapotváltozás Adott gázmennyiség nyomása és térfogata fordítottan arányos, azaz szorzatuk állandó. Robert Boyle ( ) Edme Mariotte (1620 – 1684 )

22 22 A tökéletes gázokra érvényes összefüggések n és p állandóAz izobár állapotváltozás: Adott gázmennyiség abszolút hőmérséklete és térfogata egyenesen arányos, azaz hányadosuk állandó. Joseph Louis Gay-Lussac (1778 – 1850) n és V állandó Az izochor állapotváltozás: Adott gázmennyiség abszolút hőmérséklete és nyomása egyenesen arányos, azaz hányadosuk állandó. Ahol: T az abszolút hőmérséklet (K)

23 23 Az egyesített gáztörvény n = állandó A gyakorlatban csak nagyon ritkán mennek végbe a gázok állapotváltozásai úgy, hogy az adott mennyiségű gáz állapotváltozása során a hőmérséklet, vagy a nyomás vagy a térfogat állandó maradjon. A leggyakrabban, ha egy adott tömegű gáz valamelyik paraméterét megváltoztatjuk, akkor a másik két paramétere is meg fog változni. Ilyen esetekre a gázok állapotváltozását az egyesített gáztörvény írja le.

24 24 A tökéletes gázok állapotegyenlete Ahol:pa nyomás (Pa), Va térfogat (m 3 ), naz anyagmennyiség (mol), Ra moláris gázállandó, Regnault állandó, R = 8,314 J/(K. mol) Taz abszolút hőmérséklet (K). pV = nRT Henri Victor Regnault 1810–1878

25 25 HOMOGÉN TÖBBKOMPONENSŰ RENDSZEREK ELEGYEK

26 26 Az elegyek: Többkomponensű, homogén anyagi rendszerek. Az elegyek lehetnek ideális és reális elegyek. Az ideális gázelegyekre is igaz az állapotegyenlet: p ö  V = n ö  R  T ahol:p ö az összes nyomás (Pa), Va térfogat (m 3 ), n ö az összes anyagmennyiség (mol), Ta hőmérséklet (K), Ra moláris gázállandó, melynek az értéke 8,314 J/(mol K)..

27 27 Dalton törvénye: szerint az összes nyomás egyenlő a parciális nyomások összegével, k komponens esetén: p ö = p 1 + p 2 + … + p k A parciális nyomásra: is igaz az állapotegyenlet, az i-dik komponensnél: p i  V = n i  R  T Az átlagos moláris tömeg: a gázelegyben a következő összefüggésekkel számítható:

28 28 A folyadékelegyek is lehetnek ideális és reális elegyek. Ideális folyadékelegyekre igaz a Raoult általános tenziótörvénye: Itt is érvényes a Dalton törvénye: az elegy tenziója (p e,t ) a parciális tenziók összegével egyezik meg. p e,t = p A + p B + … + p k aholp A az A komponens parciális tenziója (Pa), x A az A komponens anyagmennyiség törtje, az A tiszta komponens tenziója adott hőmérsékleten (Pa).

29 29 A desztilláció: Forráspontkülönbségen alapuló elválasztó művelet. A kíméletes desztillációnak két fajtája van: a vákuumdesztilláció és a vízgőzdesztilláció. A vízgőzdesztilláció gőzszükségletét a következő összefüggés alapján lehet kiszámítani:

30 30 A kémiai egyensúlyi rendszerek Henry-Louis Le Chatelier (1850–1936) Karl Ferdinand Braun (1850–1918)

31 31 A kémiai egyensúly A zárt rendszerekben végbemenő folyamatok mindig egyensúlyra vezetnek. Az egyensúly azt jelenti, hogy az oda- (v 1 ) és visszaalakulás (v 2 ) sebessége megegyezik, így a külső szemlélő az egyensúly beállta után a rendszerben már nem észlel változást. v1v1 v2v2 v idő Dinamikus (mozgó) egyensúlyi állapot A dinamikus egyensúlyi állapot legfontosabb jellemzői: – külső tényezők (hőmérséklet, nyomás) az egyensúlyt megváltoztatják, – az egyensúly bármelyik irányból elérhető.

32 32 A megfordítható (reverzibilis), homogén, egyensúlyra vezető reakciókra érvényes a tömeghatás törvénye. A következő egyenletnél: aA + bB cC + dD A tömeghatás törvényét felírva az egyensúlyi állandó, K c megadható: Állandó hőmérsékleten és nyomáson a termékek egyensúlyi koncentrációinak megfelelő hatványon vett szorzata osztva a kiindulási anyagok egyensúlyi koncentrációinak megfelelő hatványon vett szorzatával, állandó konstans szám (K c ).

33 33 Néhány példa: 2 SO 2 + O 2 2 SO 3 Cl 2 + CO COCl 2 N H 2 2 NH 3

34 34 A Le Chatelier-Braun elvnek, a legkisebb kényszer elvének megfelelően az egyensúlyi folyamatot a termékek keletkezése felé, a felső nyíl irányába lehet eltolni:  az egyik kiindulási anyag koncentrációjának növelésével,  az egyik termék koncentrációjának csökkentésével,  endoterm reakciónál a hőmérséklet növelésével,  exoterm reakciónál a hőmérséklet csökkentésével,  gázreakciónál, ha anyagmennyiség csökkenéssel jár a folyamat, a nyomás növelésével,  gázreakciónál, ha anyagmennyiség növekedéssel jár a folyamat, a nyomás csökkentésével.

35 35 ELEKTROLIT EGYENSÚLYOK

36 36 Az elektrolitos disszociáció olyan reverzibilis bomlás folyamat, amelyben oldószer vagy hő hatására szabadon mozgó ionok keletkeznek. Pl: Az elektrolitos disszociációt a disszociációfokkal (  ) és az egyensúlyi folyamatra felírt egyensúlyi állandóval (K d ), a disszociáció-állandóval jellemezzük. KA K + + A - erős elektrolit középerős elektrolit gyenge elektrolit KdKd Elektrolitok csoportosítása:

37 37 Erős elektrolitoknál: Például: az erős savak és lúgok K d  1 és   1 vagy   100% Gyenge elektrolitoknál: Például: a gyenge savak és lúgok K d  10 –3 és   1 vagy   100%

38 38 A víz autoprotolízise A tiszta vízben pontos mérésekkel kimutatták: [H 3 O + ] = [OH – ] = 10 –7 mol/dm 3 A pH fogalmát Sørensen (1868–1939) dán biokémikus vezette be. A pH és a pOH közötti összefüggés: pH + pOH = 14 pH = 0 savasság lúgosság pH = 7 pH = 14

39 39 Elektrokémia Michael Faraday ( 1791–1867 ) Walther Hermann Nernst (1864–1941)

40 40 Az elektródfolyamatok Az elektródok felületén mindig elektronátmenettel járó folyamat játszódik le. Anódfolyamat: 2 Cl – – 2 e –  Cl 2 Katódfolyamat: Cu e –  Cu Azt az elektródot, ahol az oxidáció történik, anódnak, azt pedig, ahol a redukció, katódnak nevezzük.

41 41 Nernst-képlet a következő reakcióegyenletnél: ahol:  az elektródpotenciál, (V)  a standard potenciál, (V), az anyagi minőségre jellemző állandó. Saját ionjának 1 mol/dm 3 koncentrációjú oldatába merülő elektród elektródpotenciálja 25  C hőmérsékleten. zaz oxidációs számváltozás,  ox  és  red  az oxidált és a redukált forma koncentrációja, a és b a reakcióegyenletben szereplő sztöchiometriai számok b red a ox + z e –

42 42 Galvánelemek A galvánelemek olyan feszültségforrások, amelyekben a kémiai energiát elektromos energiává alakítjuk át úgy, hogy a negatív pólusnál végbemenő oxidációs folyamatot térben elkülönítjük a pozitív pólusnál lejátszódó redukciótól. Az áramkulcs lehet egy KCl-dal telített kocsonyás anyaggal töltött üvegcső, ún. sóhíd. Anódfolyamat: Zn – 2 e –  Zn 2+ (oxidáció) Katódfolyamat: Cu e –  Cu (redukció) Ilyen áramtermelő galvánelem a Daniell-elem is:

43 43 A Daniell-elem celladiagramja: T = 25 o C Az elektromotoros erő: E MF =  katód –  anód = 0,34 V – (–0,76 V) = 1,1 V Zn  Zn 2+  = 1 mol/dm 3  Cu 2+  = 1 mol/dm 3  Cu

44 44 Gyümölcselem A katód, redukció: 2 H e – = H 2 Az anód, oxidáció: Zn – 2 e – = Zn 2+

45 45 A zöldségekből vagy gyümölcsökből épített galvánelemek kb. 1 voltnyi elektromos feszültséget szolgáltatnak, de persze sorba is köthetők. Ez a feszültség elegendő lehet például egy egyszerű elektronikus óra működtetéséhez.

46 46 Elektrolízis Az elektrolíziskor: egyenáram hatására térben elkülönített oxidáció és redukció játszódik le. Anódfolyamat: 2 Cl – – 2 e –  Cl 2 oxidáció Katódfolyamat: Cu e –  Cu redukció A CuCl 2 -oldat elektrolízisekor klórgáz és réz válik le.

47 47 Az elektrolízis mennyiségi törvényei: Faraday I. törvénye: a leváló anyag tömege egyenesen arányos az áramerősséggel és az elektrolízis idejével, vagyis az áthaladt töltéssel. m = k  I  t = k  Q Ahol: k az elektrokémiai egyenérték (g/C). Faraday II. törvénye: egy mol anyag leválásához z  F töltés szükséges. Ahol:Fa Faraday állandó: C/mol, zaz oxidációs számváltozás.


Letölteni ppt "TÁMOP 2.2.3-07/1-2F-2008-0011 Felkészítés szakmai vizsgára vegyipari területre II/14. évfolyam KÉMIAI ÉS FIZIKAI KÉMIAI SZAKMAI VIZSGAFELADATOK Dr. Stankovics."

Hasonló előadás


Google Hirdetések