Veszprémi Tamás

Általános kémia


Összefoglaló feladatok

  1. 1,5 l 101,325 kPa nyomású levegőt 250 cm3 térfogatra nyomunk össze. Mekkora nyomás szükséges ehhez, ha a hőmérséklet állandó?
  2. Egy gázpatronban 16,2 MPa nyomású 300 K hőmérsékletű gáz van. Mekkora lesz a palackban a gáz nyomása, ha a gáz 25%-át kiengedve a hőmérséklet 280 K-re csökken?
  3. Mekkora a CO2 nyomása 40 °C-on, ha móltérfogata 0,381 l/mol? Használjuk a) a tökéletes gáztörvényt, b) a Van der Waals-egyenletet! Az a és b konstansokat vegyük az 5.1. táblázatból.
  1. Adott két gáztartály, az egyik 67,2 g nitrogént tartalmaz, és hőmérséklete –73 °C, a másikban 19,2 g oxigén van 127 °C-on. A tartályokban a nyomás 80 kPa. (A két tartályt olyan vékony cső köti össze, amelyen keresztül a két gáz összekeveredése gyakorlatilag elhanyagolható, ha a két tartályban a nyomás azonos.) A nitrogéntartály hőmérsékletét 27 °C-ra emelve és azon tartva, az oxigéntartályét 27 °C-ra csökkentve és azon tartva mi lesz az oxigéntartályban lévő gáz (V/V)%-os összetétele és nyomása?
  2. Egy 20 literes N2-palackban a nyomás 20 MPa, a hőmérséklet 25 °C. A palack aljában víz van. A palackból a nitrogént védőgázként akarjuk felhasználni atmoszférikus nyomáson (100 kPa), a védőgázban azonban a vízgőz parciális nyomása maximálisan 0,4 kPa lehet. Feltéve, hogy a palackban lévő gáz mindig telített vízgőzre nézve, mekkora az a legkisebb nyomás a palackban, amikor a védőgáz még éppen megfelel a követelményeknek?
  1. Egy kén-klór vegyület hidrogénre vonatkoztatott gőzsűrűsége 67,5. Mekkora a vegyület móltömege, és melyik vegyületről van szó?
  2. Mennyi a víz forráspontja 5 kPa nyomáson, és mennyi 50 kPa nyomáson?
  3. Mekkora a tenziója a víznek –10, 10 és 50 °C-on?
  4. Hány térfogat milliomodrész (parts per million by volume = ppm(v/v)) vízpárát tartalmaz p = 100 kPa nyomású, t=27 °C-os hőmérsékletű és 60%-os relatív páratartalmú levegő? A víz gőztenziója ezen a hőmérsékleten 3600 Pa.
  5. Hány tonna vizet tartalmaz 100 km3 p = 100 kPa nyomású, t=27 °C-os hőmérsékletű és 60%-os relatív páratartalmú levegő? (A víz egyensúlyi gőznyomása 27 °C-on 3,6 kPa.)
  6. Mekkora lesz ugyanennek a levegőnek a térfogata 17 °C-on? (A víz tenziója 17 °C-on 1,10 kPa.)
  7. Mennyi csapadék várható, ha 100 km3 27 °C-os 60%-os relatív páratartalmú levegő 17 °C-ra hűl állandó nyomáson?
  1. Hány kg vizet kell eltávolítanunk, ha 11000 t frissen betakarított gabona 12%-os nedvességtartalmát 5%-osra kell csökkentenünk? A művelethez hány m3 110,0 kPa nyomású, száraz, 50 °C-os levegőt kell átfújatnunk a gabonán akkor, ha az eltávozó levegő 40 °Cra hűl, nyomása 100 kPa és relatív nedvességtartalma 75% lesz? (A víz tenziója 40 °C-on 7,4 kPa.)
  2. Egy üzemcsarnokban, melynek méretei: 30 × 50 × 5 m, 23 °C-on 40%-os relatív páratartalmú klímát kell biztosítani a kültérhez viszonyítva 0,2 kPa túlnyomáson. A légcserére kívülről beszívott levegő mennyisége 750 m3/h, 27 °C-os, 100,0 kPa nyomású és 60% rel páratartalmú. (A víz tenziója 22 °C-on 2,64 kPa, 27 °C-on 3,60 kPa) A teremben lévő gáz térfogatának hány százaléka cserélődik ki óránként? Mennyi folyékony víz távozik a klímaberendezésből óránként?
  1. Egy térben centrált köbös rendszerben kristályosodó anyag atomjának sugara 175 pm. Számítsa ki a kristály elemi cellájának térfogatát!
  2. Mekkora a térben centrált köbös rács elemi cellájának a térfogata, ha a kristályt formáló atom sugara R?
  3. Mekkora a lapon centrált köbös rács elemi cellájának a térfogata, ha a kristályt formáló atom sugara R?
  4. Mutassa ki, hogy a lapon centrált köbös rács térkitöltése 74%-os!
  5. Számítsa ki a palládiumatom sugarát, ha a palládium sűrűsége 12 g/ cm3, atomtömege 106,4!
  6. Az 5.60. ábra alapján döntse el, hogy milyen állapotban van a víz, ha hőmérséklete 620 K, nyomása 25 MPa!
  7. Mit tapasztal, miközben az 5.60. ábrán feltüntetett C pontból eljutunk A-n keresztül B-be?
  8. Az 5.63. ábra alapján döntse el, hogy 5 GPa, vagy 10 GPa nyomáson nagyobb a szén olvadáspontja!
  9. Melyik az a hőmérséklet, mely alatt a só már nem olvasztja meg a jeget?
  10. Milyen fázisok lehetnek egy rézezüst ötvözetben jelen 779 °C-on, ha az ötvözetben az ezüst móltörtje 0,4? Becsülje meg a fázisok összetételét!
  11. Milyen állapotban van 930 °C-on egy réz-ezüst ötvözet, melyet
    a) 4 mól ezüstből és 1 mól rézből készítettünk,
    b) 4 mól rézből és 1 mól ezüstből készítettünk?
  12. A Gibbs-féle fázistörvény alapján döntse el, hogy a 5.94. ábra A, B, C és D pontjaiban mennyi a szabadsági fokok száma?
  13. A benzol párolgáshője L = 30,8 kJ/ mol, atmoszféranyomáson mért forráspontja 80 °C. Mennyi a benzol gőztenziója 30 °C-on?
  14. A víz gőztenziója 40 °C-on 7,38 kPa, 50 °C-on 12,34 kPa. Számítsuk ki a víz párolgáshőjét!
  15. 1 mól benzolt és 1 4 mól toluolt elegyítünk 20 °C-on. Mennyi az oldat feletti egyensúlyi gőztenzió, ha a tiszta benzol gőznyomása ezen a hőmérsékleten 9960 Pa, a toluolé 2973 Pa?
  16. 25 °C-on a víz gőznyomása 3,169 kPa, egy cukoroldaté pedig 3,000 kPa. Mennyi a cukor móltörtje az oldatban?
  17. Az etilén-glikolt gépkocsik fagyásgátló hűtőfolyadékaként mint adalékot használják. Mennyi lesz a fagyáspontja egy olyan fagyálló hűtőfolyadéknak, melynek 1400 g-ja 200 g etilén-glikolt tartalmaz? Mekkora lesz ennek az oldatnak a forráspontja?
  18. Mekkora az ozmózisnyomása egy 0,01 M oldatnak 25 °C-on?
  19. Az amino-fenol telített oldatának ozmózisnyomása 20 °C-on 38,0 kPa. Az oldat sűrűsége 1 g/cm3. Számítsuk ki az amino-fenol oldhatóságát!
  20. 1 g szőlőcukrot (C6H12O6) oldunk 1000 g vízben. Mekkora fagyáspontcsökkenést mérhetünk, ha a szőlőcukor nem disszociál és nem is asszociál?
  21. 1,1 g kristályvíz tartalmú szőlőcukrot (C6H12O6·H2O) oldunk 1000 g vízben. Mekkora fagyáspontcsökkenést mérhetünk?
  22. Tegyük fel, hogy nem tudjuk, hogy a kristályvizes szőlőcukor hány kristályvízzel kristályosodik! Vajon pontos fagyáspontcsökkenés-méréssel következtetni tudunk-e erre? Bemérünk tehát 1,1 g anyagot 1000 g vízbe, és megmérjük az anyag fagyáspontcsökkenését.
  23. 2,436 g ismeretlen anyagot mérünk be 250 g benzolba. Az oldat fagyáspontcsökkenése 0,345 °C. Mennyi az ismeretlen anyag molekulatömege?
  24. Mennyi a 0,1 m NaClés mennyi a 0,1 m CaCl2-oldatok fagyáspontcsökkenése?
  25. Egy hulladék konyhasóoldat fagyáspontcsökkenése 0,744 °C. Mekkora ennek az oldatnak a %-os koncentrációja? Mekkora az oldat ozmózisnyomása 25 °C-on? (Az oldat sűrűsége kb. 1,0 g/cm3.)
  26. Milyen koncentrációjú az az oligomeroldat, amelynek az ozmózisnyomása 20 °C-on 25,0 kPa?
  1. 1000 m3 (0 °C-os és atmoszféranyomású) gázban lévő 800 ppm (v/v) ammónia (NH3) hányadrészét tudjuk egyszerű elnyeletéssel 50 m3 vízben megkötni, ha tudjuk, hogy az adott körülmények között az ammónia Henry-állandója 180 J/mól? (A ppm – part per million – koncentráció azt fejezi ki, hogy hány milliomod rész oldott anyag van az oldatban. A gáznak az elnyeletés során bekövetkező térfogatváltozásától tekintsünk el.)
  2. A fenti feladatban az ammónia hányad része köthető meg, ha az elnyeletést nem 1 · 50 m3, hanem 50 · 1 m3 vízzel végeznénk?
  1. Mekkora a tengervíz fagyáspontja? A tengervizet tekintsük 3,0 t%-os konyhasóoldatnak, amelynek a sűrűsége 1,05 g/cm3. Mekkora a tengervíz ozmózisnyomása 17 °C-on?
  2. A szén-dioxid Henry-állandója vízre vonatkoztatva, 27 °C-on 52 J/ mol. Mekkora a tiszta, standard állapotú levegővel egyensúlyban lévő vízben a szén-dioxid koncentrációja? (A tiszta levegő átlagosan 300 ppm (v/v) CO2-t tartalmaz.)
  3. Keverjünk össze 100 cm3 vizet 100 cm3 klórbenzollal. A két folyadék egymásban nem elegyedik. Mit tapasztalunk pár perc elteltével? Hány mól konyhasót kell az elegyhez keverni, hogy valamilyen változást észleljünk a rendszerben? A klórbenzol sűrűsége 1,1 g/cm3. Tegyük fel, hogy az elegyítés során a térfogatok nem változnak.
  4. 1 mólnyi CO2 101 kPa nyomáson és 0 °C-on mekkora térfogatot tölt be, ha a gázt a) tökéletesnek, illetve b) Van der Waals-gáznak tekintjük?
  5. Egy gáz sűrűsége 100 kPa nyomáson és 600 K-en 1,50 kg/m3. Mennyi a molekulatömege?
  6. Mekkora nyomású az a vízgőz, melynek 18 g-ját 18 ml-re (azaz 1 kg/dm3 sűrűségűre) nyomtuk össze, ha hőmérséklete a víz kritikus pontján, 647 K-en van?
  7. Milyen körülmények között viselkedik a Van der Waals-gáz tökéletes gázként?
  8. Átlagos szabad úthosszon azt a távolságot értjük, melyet egy gázmolekula átlagosan más molekulákkal való ütközés nélkül tud haladni. Az átlagos szabad úthossz természetesen a gáz nyomásától függ. Mennyi az átlagos szabad úthossz az atmoszféranyomású tökéletes gázban? Mennyi a 10–6 mbar nyomású tökéletes gázban?
  9. A gépkocsik légzsákja az egyik legfontosabb eszköz balesetek hatásának tompítására. A légzsák nátriumazidot tartalmaz, mely az ütközés hatására az alábbi egyenlet szerint pillanatszerűen bomlik:
    2NaN3 = 2Na + 3N2
    Számítsuk ki, hogy mennyi nátrium-azid szükséges ahhoz, hogy egy 20 l-es légzsák felfújódjon 30 °Con és atmoszféranyomáson!
  10. Egy mélységes mély tó fenekén egy bánatos aranyhal 1 cm átmérőjű légbuborékot fúj. Mekkora lesz a buborék a felszínen, ha a tó 300 m mély?
  11. Hogyan lehetséges, hogy egy oldat molaritása függ a hőmérséklettől, míg a molalitása vagy móltörtje nem függ?
  12. Fel tud-e szívni egy erős tüdejű ember egy 12 m mély kútból gumicsővel vizet?
  13. Egy laboratóriumban, ahol palackokban klórt és hidrogént tárolnak, tűz üt ki. A klór- vagy a hidrogéngázpalackok épségét kell jobban félteni?
  14. Az 1,2-diklór-etán nem elegyedik vízzel. A keverék forráspontján, mely 72 °C, az 1,2-diklór-etán és a víz tenziója p1 = 67,8 kPa, ill. p2 = 33,5 kPa. Mi a gőz összetétele ezen a hőmérsékleten?
  15. A desztillált víz sűrűsége 20 °C-on 1 g/cm3, a kénsavé 1,834 g/cm3. Mennyi az 50%-os, 1,354 g/cm3 sűrűségű kénsav előállítása során bekövetkező térfogatcsökkenés?
  16. Az 5.1.2. pontban ismertettük az ugróragacs érdekes tulajdonságait. Ezek alapján megállapíthatjuk, hogy az ugróragacs folyadék ugyan, ám semmiképpen nem newtoni folyadék. Hát akkor milyen?
  17. Az aranyatom sugara 144 pm. Becsüljük meg az arany lapon centrált köbös kristályának elemi cella méretét!
  18. A rézatom sugara 0,128 nm, atomtömege 63,5 g/mol. A réz lapon centrált köbös rácsban kristályosodik. Feltételezve a tökéletes kristályszerkezetet, számítsuk ki a réz sűrűségét!
  19. Az alábbi ábrán a nátrium-klorid elemi cellája látható. Mennyi a nátrium-klorid sűrűsége, ha feltételezzük a tökéletes kristályszerkezetet?
  20. Az ún. perovszkit szerkezetű anyagoknak számos érdekes optoelektronikai tulajdonságuk van, ezért napjainkban az érdeklődés középpontjában állnak. Tranzisztorok, lézerek, szupravezetők, legújabban pedig olcsó és nagy teljesítményű napelemek alapanyagaként vált ismertté. Maga a perovszkit kalciumtitán-oxid (CaTiO3), mely szabályos kristályrendszerben kristályosodik. Vajon hogy nézhet ki a perovszkit elemi cellája?
  21. Régi katedrálisok sokszáz éves ablaküvegei alul némileg vastagabbak, mint felül. Mi lehet a jelenség oka?
  22. Egy különösen hideg télen –30 °Cot mérnek még napközben is. Érdemes-e sózni az autópályákat? Ha nem, mit lehet tenni, hogy ne legyenek csúszósak az utak?
  23. Mennyi a levegő oxigénjének koncentrációja vízben, 25 °C-on, ha Henry-állandója ugyanezen a hőmérsékleten k = 4,40·106 kPa?
  24. Mekkora nyomáson fagy meg a víz –1 °C-on, ha az olvadási görbe meredeksége a 0 – –2 °C tartományban –13.27 MPa/K?
  25. 360 kg KClO4 előállításához hány m–3 standard nyomású és hőmérsékletű klórgáz szükséges, ha a gáz 25%-a elvész a technológiai folyamatok közben?
    A reakció az alábbi lépésekben megy végbe:
    KOH + Cl2 = KCl + KOCl + H2O
    KOCl = KClO3 + KCl
    KClO3 = KClO4 + KCl
  26. Mennyi standard nyomású és hőmérsékletű CO2 gáz keletkezik 18 g szőlőcukor (C6H12O6) elégetésekor?
  1. A légkör legfelső rétegeiben, a termoszférában a hőmérséklet akár a 2000 °C-ot is elérheti. Egy lelkes kutató felmegy egy űrrepülőgépen a termoszféráig, és kidug a járműből egy higanyos hőmérőt. A 357 °C forráspontú higany azonban nem felforr a hőmérőben, hanem megfagy. Hogy lehet ez?

Általános kémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2017

ISBN: 978 963 454 051 9

A kémiának számos ága létezik (szerves, szervetlen, fizikai, analitikai, bio- és polimerkémia stb.), de általános kémia nevű diszciplínát nem ismerünk. Mégis: a General Chemistry, Allgemeine Chemie, Общая химия, kifejezések jól ismertek az egész világon. A világ minden részén százszámra találhatók ilyen címmel könyvek, és aligha van olyan egyetemi kémia fakultás, ahol ez a tantárgy ismeretlen. Az általános kémia kurzusok és könyvünk célja az, hogy az olvasó középiskolából hozott kémiai ismereteit olyan szintre segítse, amelyre a fenti szaktárgyak alapozhatnak. Feladata az alapfogalmak definiálása, mintegy a kémiai nyelv alapszókincsének megismertetése, a fontosabb fizikai és kémiai jelenségek és összefüggések megvilágítása.

A könyv több - tipográfiailag is elkülönített - szinten használható. Anyaga a középiskolai kémiától elvezet az egyetemek másod- és harmadéves fizikai kémia tárgyáig. A fontos jelenségek mellé a haladók számára mélyebb magyarázatokat mellékel, melyeket a kezdők nyugodtan átugorhatnak anélkül, hogy ez gátolná a fő gondolatmenet megértését. Az olvasót számos érdekesség, tudománytörténeti kitekintés, rengeteg színes ábra, fénykép és több száz kidolgozott példa is segíti.

Könyvünk elsőrendű célja tehát adott: bevezetés vagy inkább átvezetés a felsőfokú kémiába. A megcélzott olvasókör is adott: érdeklődő középiskolásoknak éppúgy szól, mint első- és másodéves, kémiát tanuló egyetemi hallgatóknak. Emellett ajánlható a középiskolák kémiatanárainak is: számos, a középiskolákban is könnyen használható anyagot tartalmaz - másként, mint ahogyan a középiskolákban általában tanítani szokás. Végül, de nem utolsósorban ajánljuk a könyvet mindazoknak, akik bármikor, bármilyen szinten belekóstoltak vagy belemerültek a kémia izgalmas világába.

Hivatkozás: https://mersz.hu/veszpremi-altalanos-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave