Kémia

Tömegmegmaradás törvénye: Zárt térben bekövetkező kémiai változáskor-égéskor a kiindulási és a keletkezett anyagok összes tömege állandó.

Tömegviszony: A vegyületben az alkotóelemek meghatározott tömegviszonyban egyelsülnek, és ez a vegyületre jellemző állandó szám.

J. Dalton nevéhez fűződik az atom 1803.

A vegyjel: jelöli az elem nevét és az elem egy atomját. (Berzilius-mai vegyjel)

A képlet: jelenti a vegyület nevét és a vegyület egy molekuláját. Indexszám-molekula.

A relatív atomtömeg: viszonyszám, amely megmutatja, hogy egy elem atomjának tömege hányszor nagyobb az atomi tömegegységnél. Jele: A_r.

Az anyagmennyiség: egy anyagi halmaz nagyságát az őt alkotó részecskék számával fejezi ki. Jele: n. Mértékegysége: mol.

Avogadró szám: Egy mól annak a rendszernek az anyagmennyisége, amely 6*10²³ db részecskét tartalmaz. Mól jele: mol.

Argon =Ar

Kálcium =Ca

Bróm =Br

Vas =Fe

Bór =B

Neon =No

Alumínium =Al

Szén =C

Ezüst =Ag

Arany =Au

Higany =Hg

Hélium =He

Fluor =F

Klór =Cl

Oxigén =O

Kén =S

Szilicium =Si

Foszfor =P

Nitrogén =N

Réz =Cu

Cink =Zn

Hidrogén =H

Lítium =Li

Nátrium =Na

Kálium =K

Nikkel =Ni

Berilium =Be

Magnézium =Mg

Az ipari forradalom gazdasági vonatkozásai a XVIII-XIX. században [emelttöri]

Az európai gazdaság átalakulása a 16. században a modern világgazdasági rendszer kialakulásával vette kezdetét. A földrajzi felfedezések nagy lökést adtak a tőkés gazdálkodás kibontakozásának mind az iparban, mind pedig a mezőgazdaságban. A tőkés gazdaság fejlődésének alapja az új üzemformák és szervezési eljárások bevezetésében, illetve a munkások számának növelésében rejlett. A 18. század közepéig nem ment végbe alapvető technikai-technológiai változás.

Az 1770-es években azonban ugrásszerű átalakulás kezdődött; kezdetét vette az ipari forradalom. Ez a mezőgazdaságban jelentkezett először. A termelékenység fokozódott, növekvő számú munkaerőt szabadított fel az ipar számára. Az ipari forradalom következtében megindult az európai gazdaság önfenntartó növekedése, lehetővé vált az anyagi javak és szolgáltatások gyors megsokszorozása.

Ez az állandó forradalmi változás, az ipari forradalom még ma is tart. Modern civilizációnk alapja a folyamatos gazdasági növekedésbe vetett hit, a tudomány és a technika egyre szédületesebb ütemű fejlődése. A 18. századi gazdasági fellendülés általános modernizációs folyamatot indított el. Kibontakozott az ipar, a mezőgazdaság, az infrastruktúra és a városok forradalma. Alapvető változások következtek be a társadalom szerkezetében is, miközben megsokszorozódott a népesség. Mindez jelentős hatással volt a tudományok és művészetek fejlődésére is. Az ipari forradalom következtében a társadalom hagyományos "falusias" korszakát felváltotta a modern, városias korszak.

Az ipari forradalom egyrészt a textilipar gépesítésével, másrészt a szénnek a gőzenergiavasútépítésacélgyártás lett az ipari forradalom második szakaszának kulcsiparága. A 19. század második felében kibontakozó második ipari forradalomra az új nyersanyag- és energiaforrások felhasználása, a munkamegosztás új formáinak az elterjedése volt jellemző. Új, hatékonyabb erőgépek születtek (pl. robbanó- és villanymotor), kialakult a modern gyári nagyipar, ami a gyáripar szervezeti formáit is megváltoztatta: megjelentek a monopóliumok, kartellek, szindikátusok. előállításában való felhasználásával kezdődött. A fejlődés második szakaszában a vált a gazdasági fejlődés fő hajtóerejévé. Az

A gyors gazdasági fejlődés együtt járt a nemzeti jövedelem növekedésével, a tömeges szegénység mérséklődésével és a népességrobbanással. Problémát jelentett azonban a bérmunkások helyzete, akik az új ipari központokban elképesztő munka- és életkörülmények között éltek. A munkásság helyzete alapvető társadalmi és politikai problémává vált a 19. században.

Az ipari forradalom Angliában

Angliában a 18. század második felében kezdődött meg az ipar gyors és gyökeres átalakulása, melynek során a 19. század közepére az ipar több terméket állított elő, mint a mezőgazdaság.

A fejlődés alapja a középkor óta különösen fejlett angol mezőgazdaság voltföldtulajdonlás Angliában már a középkorban eltért a kontinensen szokásostól: nem a családok, hanem az egyének birtokoltak, akik a felesleget nem a nagycsaládi közösségek céljaira fordították, hanem eladták a piacon. Az egyéni földtulajdonlás és vállalkozói termelő magatartás növelte a mezőgazdaság termelékenységét. A földbirtokszerkezet is sajátosan átalakult, a föld egyre nagyobb hányada koncentrálódott egyes birtokosok kezében, akik vagy kiadták vállalkozóknak megműveltetésre, vagy saját maguk műveltették meg napszámosokkal. (15. századtól legelők "bekerítése", 1534: kolostori földek kiárusítása, 1644: királypártiak és püspökségek földjeinek kiárusítása, 1760 után: újabb bekerítési törvények). (juhtenyésztés, vetésforgó, trágyázás, takarmánytermelés stb.) A

Ebben a fejlett, piacra termelő mezőgazdaságban halmozódhatott fel az a tőke, amivel lehetővé vált az iparvállalkozások megkezdése. A fejlett mezőgazdaság emellett a felduzzadó városokat az ipari forradalom egésze alatt megfelelően el tudta látni élelmiszerrel és munkaerő tartalékkal.

Angliában emellett a textilipar, vaskohászat is hagyományosan különösen fejlett volt, bőségesen rendelkezett olcsó vízi utakkal és az egyik legsűrűbben lakott terület volt, ahol ráadásul a 18. század folyamán a lélekszám majdnem megkétszereződött.

Jogi, bel- és külpolitikai feltételek

A polgári forradalom tovább javított a feltételeken: a kereskedelmet és vállalkozásokat korlátozó céheket, monopóliumokat, ár- és bérszabályozásokat eltörölte, később megszűnt minden belső vám, hídpénz, helyi adó. A dicsőséges forradalom során létrejött polgári állam, az ellenőrzött kormányzat, a szabadságjogok biztosítása fontos feltétele volt a vállalkozások biztonságának, a központi hatalommal szembeni egyenlő védettségnek.

A 18. századra Angliáé voltak a legfontosabb gyarmatok Amerikában és Ázsiában. A gyarmatok telepesei jelentették a legnagyobb piacot, ők exportálták a nyersanyagokat az anyaország ipara számára. Mindezek a kedvező körülmények a kontinens egyetlen más országában sem voltak jelen együtt.

A találmányok

A fejlődés a textiliparban indult meg, mivel a nehéziparnál kevesebb tőkebefektetést igényelt, s szinte korlátlanul rendelkezett piaccal, olcsó nyersanyaggal. Csak technikai korlátok maradtak.

A technikai fejlődés a 18. században ott folytatódott, ahol a 14. századi válság idején elakadt. John Kay újításának, a repülő vetélőnek (1733) a segítségével gyorsabban és egyszerűbben lehetett a szövés közben átvetni a keresztszálakat, ezáltal meggyorsult a szövés. A gyorsan elterjedő újítás viszont "fonaléhséget" teremtett. Hargreaves fonógépei ("fonó Jenny" 1764-70) a rokka egyetlen orsója helyett egyszerre 8 majd 16 orsóval dolgoztak. Ezután megint a szövés fejlesztése következett. Megjelentek a különböző szövőgépek.

A technikai fejlődés hatására az angol gyapjúfonal önköltségi ára a 18. század végén pár évtized alatt a felére csökkent, az előállított mennyiség pedig a század folyamán megháromszorozódott. A gyapjúiparnál is dinamikusabban fejlődött a fiatal pamutipar. Ennek nyersanyagát, a gyapotot az észak-amerikai, rabszolgákkal dolgoztató ültetvényekről lehetett olcsón beszerezni. Csak az 1750 utáni két évtizedben az angol pamutkivitel megtízszereződött. Indiában - ahonnan a pamutszövet valójában eredt - teljesen visszafejlődött a hazai háziipar, miközben a 19. század első felében jóval több mint tízszeresére emelkedett az Angliából behozott pamut mennyisége.

A leleményes, de egyszerű gépek, akár csak a nyersanyagok, olcsók voltak. Igy a textiliparban egészen kevés hitellel hatalmas jövedelemre lehetett szert tenni. (A befektetett tőke megtérülése tíz-húsz év alatt ötszázszoros-ezerszeres i lehetett a 18. század végén).

A gőzgép

Az első gépeket főleg emberi erővel, majd vízi energiával működtették. James Watt volt az a feltaláló (1769), aki a gazdaságos gőzgépet elkészítette. Az ipari forradalom első szakaszának többi újítójához hasonlóan nem tudós, hanem ötletes technikus volt. A gőzgép még Angliában is csak a XIX. század derekán terjedt el általánosan az iparban.

Az infrastruktúra fejlődése

Az iparral együtt fejlődött az infrastruktúra (háttérágazat) is. A víziutakat újabb csatornákkal bővítették, a lóvontatás helyett megjelent a gőzhajó (Fulton 1809). A tengereken azonban továbbra is gyorsabbak voltak a vitorlások, s csak a 19. század második felében szorultak ki onnan. Nagyobb gondot fordítottak a közutak építésére is, a "makadám" utakat kövekkel és kaviccsal szórták fel (Mac Adam 1819). Megjelent a működőképes gőzmozdony (Stephenson 1825). Angliában 1850-ig 10 000 km vasútvonal épült, de a szárazföldi Európa egészében összesen csak kb. ugyanennyi. A vasút és a makadám utak elterjedése csak a 19. század második felében történik meg.

A nehézipar fellendülése

A 18. század folyamán ugyan elterjed a kohókban a koksz használata, és számos más újítás (Anglia már ekkor a legfőbb vastermelő), de a vaskohászat igazi forradalma csak 1830 után következik majd be: 1850-ig az angol vastermelés megháromszorozódik, mivel erre az időszakra elterjednek a gőzgépek és a vasút.

A fűtés igénye miatt már 1800ban a szigetországé volt a világ széntermelésének 90%-a. A széntermelés azután a következő 50 évben - a vaskohászat és a gőzgépek növekvő szükségleteinek megfelelően - az ötszörösére emelkedett.

A nehézipar fellendüléséhez szükség volt a textiliparban felhalmozott tőkére.

Az ipari forradalomnak ez az első szakasza a 19. század elején érte el az európai centrum többi országát és az Egyesült Államokat, a század második felében Európa keleti részeit. Az új eszközöket, gazdasági és politikai szerkezetet mint kipróbáltat vehették át Angliától, így anélkül tudtak követni, hogy az ipari forradalom angliai feltételei meglettek volna.

Mindez azonban csak az első szakasza egy nagyobb történelmi folyamatnak. Az ipari forradalomnak (modernizációnak) a mai napig nincs vége, hiszen éppen az a lényege, hogy folyamatosan gyorsuló gazdasági-társadalmi megújulások sorozata. Ennek során az élet minden területe, az emberi kapcsolatoktól, a tárgyakon keresztül a gondolkodásmódig átalakul, s eltűnik az az életforma, mely a tradicionális civilizációk falvait és városait jellemezte az ókorban és a középkorban.

Az ipari forradalom főbb társadalmi és politikai következményei

Az ipari forradalom egyik feltétele a mezőgazdasági termelés átalakulása volt. Ennek során kevesebb munkás egyre több városi lakos eltartására volt képes. Ezzel együtt járt a lakosság számának növekedése illetve a bérmunkásréteg kialakulása. Az új iparágak és a tömegtermelés egy ideig felszívták a mezőgazdaságból felszabaduló munkaerőt, de a kialakult munkaerő-felesleg először olcsóbb munkaerőhöz, majd munkanélküliséghez vezetett.

Új társadalmi rétegek jöttek létre, a tőkés nagypolgárság és a városi munkásosztály. Az egész folyamat végül a gyermekek és a nők foglalkoztatásához vezetett, akik munkaereje olcsóbb volt a férfiakénál.

A munkások féltek munkahelyük elvesztésétől, a gépek ellen fordultak (gépromboló mozgalmak).

Az első szervezett érdekérvényesítésre létrehozott mozgalom a chartizmus volt (Anglia 1836). A mozgalom nevét alkotmányjavaslatáról (charter) kapta, amelyet a parlament elutasított.

Angliában a korai munkásmozgalmak hatására születtek meg az első gyári törvények az 1840-es években. Az egyértelműen negatív irányba mutató társadalmi "fejlődés" orvoslására jöttek létre a 19. század szocializmusai. Az utópikus szocializmus három legismertebb alakja Saint-Simon, Fourier és Owen. Ők a felvilágosodás eszmerendszeréből kiindulva az emberek jóakaratára apellálva akarták a társadalmi problémákat leküzdeni. Céljuk az osztályok nélküli társadalom volt. A kispolgári szocializmus képviselői voltak: Proudhon, Louis Blanc és Blanqui. Az irányzat Franciaországban fejlődött ki, mivel ott a termelők nagy része kispolgár (műhelytulajdonos, szabad paraszt, kiskereskedő stb.) volt. Proudhon elmélete tagadta az államot, Louis Blanc már az általános választójog bevezetésével is megelégedett volna, Blanqui pedig a kommunizmus előfutárának tekinthető. A tudományos szocializmusMarx és Engels tevékenységével tűnt fel. Ők forradalmi úton akarták felszabadítani a munkásosztályt, céljuk a proletárdiktatúra volt.

A második ipari forradalom

Az ipari forradalom második hullámában a nehézipar vált a fejlődés meghatározójává. Az első ipari forradalom idején létrejött hatalmas tőkék alkalmasak voltak a nehézipar óriási költségekkel járó átalakítására. A befektetéseket már nem magánszemélyek, hanem bankokszakaszában szorosabbá válik a tudomány és a technika kapcsolata. A tudósok olyan találmányokon dolgoznak, melyek rögtön az ipari termelés szolgálatába állíthatók. Megoldják az acélgyártás, a nagyüzemi sörfőzés problémáját, és az elektrotechnika területén végzett kutatások eredményeit azonnal átültetik a gyakorlatba. Új, olcsóbb és könnyebben kezelhető energiaforrás jelenik meg: a villamos-energia. A hírközlés is új útra lépett a rádiótechnika kidolgozásával és a villamosenergia felhasználásával. Forradalmi előrelépést jelentett Bell telefonja (1876) és Puskás Tivadar telefonközpontja. A kémia folytatta diadalútját, már a molekulák és az atomok modelljeinek felvázolásával tudtak új eredményeket elérni. Felfedezték a műanyagok előállításának módját és a különböző robbanó anyagokat. Az új kémiai anyagok a belsőégésű motorok megjelenésével tettek szert nagy jelentőségre. Megalkották az autót és megoldották a repülés problémáját (1900-ban Zeppelin építette meg léghajóját, 1903-ban pedig a Wright fívérek repülőgépüket). Ebben a korban olyan kutatások is folytak, melyek csak később nyertek gyakorlati alkalmazást. Röntgen felfedezte az X-sugarakat, Bequerel a radioaktivitást, Marie és Pierre Curie elkülönítette a rádiumot és a polóniumot, Rutherford megalkotta aradioaktivitás általános elméletét. Új találmányok tűntek fel a mezőgazdaságban, így még kevesebb ember volt képes eltartani a városi tömegeket. Jellemző e kortól kezdve, hogy az új találmányok a katonai alkalmazásban kapnak szerepet. végezték el. Az ipar átalakulásának ebben a

A Középiskolai történelmi atlaszban:

59 Az ipari forradalom

• Anglia az ipari forradalom előtt (1750 körül)
• Az ipari forradalom Angliában (1830 körül)
• Az ipari forradalom elterjedése Európában (1870 körül)

Az alumíniumgyártás [kémia]

1. Mi a fémkohászat feladata?

Nyersanyagokból olyan anyagot állítsanak elő, amit más iparágak tovább tudnak majd hasznosítani.

2. Miből állítják elő az alumíniumot?

a) Mi a kiindulási anyag összetétele?

A bauxit főbb összetevői: Al₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂, TiO₂, H₂O

b) Milyen szakaszai, fázisai vannak az alumíniumgyártásnak?

Az alumínium a földkéreg legelterjedtebb fémes eleme, de gazdaságos előállítására csak a bauxit alkalmas! Az alumíniumgyártás során a bauxit alumínium-oxid tartalmát kell eltávolítani, hogy tiszta timföldet (Al₂O₃) nyerjenek. A timföldből elektromos árammal történő redukció során nyerik a tiszta fémet. A timföldgyártás több részfolyamatból áll. Kémiailag a legfontosabbak:

3. Ismertesd a Boyer-féle eljárás lépéseit!

1. A feltárás során a timföld alumínium-oxid tartalmát nátrium-hidroxiddal kioldják:

Al₂O₃ + 2 NaOH + 3 H₂O ® 2 Na [Al(OH)₄]

nátrium-tetrahidroxo-aluminát

2.A feltárással nyert – az iszaptól elválasztott – oldatot hígítás után kristályos alumínium-hidroxiddal „beoltják” , s ekkor pelyhes csapadék alakjában timföldhidrát, azaz alumínium-hidroxid [Al(OH)₃] válik ki:

Na[Al(OH)₄] ® Al(OH)₃ + NaOH.

3.A timföldhidrátot hevítve nyerik a tiszta timföldet, az alumínium-oxidot (Al₂O₃):

2 Al(OH)₃ ® Al₂O₃ + 3 H₂O.

A szilárd timföldet az elektrolízishez folyadékká kell alakítani: meg kell olvasztani, vagy fel kell oldani. Mivel a timföld olvadáspontja igen magas ( 2000°C körüli), azért megolvasztott kriolitban ( Na₃AlF₆) oldják fel. Az így nyert elegy olvadáspontja csak 1000°C körül van.

Az elektrolízishez szén ( grafit ) anódot alkalmaznak. Az elektromos áramot vasrudak segítségével vezetik be az elektrizáló kád grafitbélésébe.

Az elektrolízis folyamata:

Al₂O₃ ® 2 Al³⁺ + 3 O^2-

Katód (-): Anód(+):

2 Al³⁺ + 6 e^- = 2 Al 3 O^2- = O₂ + 6 e^-.

A cseppfolyós alumínium az elektrolizálókád alján gyűlik össze, ahonnan meghatározott időközönként lecsapolják. Az anódon kiváló oxigén reakcióba lép a szénnel, CO és CO₂ képződik, az anód állandóan fogy ezért mindig pótolni kell.

A bauxit többi alkotórésze lúgban nem oldódik fel, az ún. vörösiszapban marad. (A vörösiszap értékes anyag, különösen a magas titántartalma miatt)

Az elektrolízis folyamata:

Al₂O₃ ® 2 Al³⁺ + 3 O^2-

Katód (-): Anód(+):

2 Al³⁺ + 6 e^- = 2 Al 3 O^2- = O₂ + 6 e^-.

4. Milyen energiaproblémát jelent az alumíniumgyártás, hogyan oldja meg hazai alumíniumiparunk ezt a kérdést?

Az alumíniumgyártás sok energiát igénylő folyamat, egyrészt az elektrolízis miatt, másrészt az olvadék magas hőmérsékleten (Kb. 1000°C-on) tartása miatt. Az itthon termelt timföldet kiviszik a Szovjetunióba és ott elektrolizálják, majd a keletkezett alumíniumot visszavásárolják.

5. Milyen felhasználási területeit ismerjük az alumíniumnak?

Az alumínium felhasználása széleskörű: a vas után a legfontosabb ipari fém. Például: gépgyártás, gépjárműgyártás, repülőgépek gyártása, élelmiszeripar, alufólia, elektromos vezetékek.

A fémek tulajdonságai [kémia]

1. Jellemezzük a fémek kristályszerkezetét!

a, Milyen a kötés a fémrácsban?

Tudjuk, hogy a fématomok kevés számú vegyértékelektronja viszonylag kis enegiával kötődik az atommaghoz. A fématomokat tehát kis ionizációs energia jellemzi, ami a nemfémekhez viszonyított kisebb elektron vonzóképesség következménye. A fémkristályok képződésekor az egyes fématomok vegyértékelektronjai (vagy azok egy része) a többi atom

magjának vonzó hatása következtében közössé válnak, delokalizálódnak; kialakul a fémes kötés. A fémes kötéssel összekapcsolt fématomok alkotják a szilárd fémrácsot.

b, Milyen fémrács típusokat ismerünk?

-lapon középpontos kockarács; melyben a koordinációs szám: 12

-térben középpontos kockarács; melyben a koordinációs szám:8

-hatszöges v. hexagonális kockarács; melyben a koordinációs szám:12

c, Mi a koordinációs szám?

A koordinációs szám arról ad felvilágosítást, hogy a kristályrácsban egy atomnak hány közvetlen (legközelebbi) szomszédja van. A koordinációs számból a rács tömöttségére, térkitöltésére következtethetünk. Általában a fémes rácsban az atomok legszorosabb illeszkedése, legnagyobb térkitöltése valósul meg.

2. Mi határozza meg a fémek fizikai sajátosságait? Indokold!

A fémek fizikai sajátosságait a fématomok és a fémrács szerkezete határozza meg.

3. Hogyan változik az elektromos vezetőképesség hőmérsékletemelkedés hatására? Miért nevezzük a fémeket elsőrendű-vezetőknek?

Azért nevezzük elsőrendű vezetőknek a fémeket, mert bennük a elmozdulás töltéssel rendelkező részecske az elektron. A fémek elektromos vezető képessége hőmérséklet-emelkedés hatására csökken. A fématomok, illetve a delokalizált elektronok ugyanis a magasabb hőmérsékletre jellemző erőteljesebb, gyorsabb mozgásuk következtében gyakrabban ütköznek, ami akadályozza az elektronok rendezett mozgását, s így az áramvezetést.

4. Mitől függ a fémek sűrűsége? Ez alapján, hogy csoportosíthatók?

A fémeket sűrűségük szerint is megkülönböztetjük:

-könnyűfémek: az 5g/köbcentinél kisebb sűrűségű fémek;

-nehézfémek: az 5g/köbcentinél nagyobb sűrűségű fémek.

Például: könnyűfémek <> nehézfémek

alkálifémek, vas, nikkel,

alkáliföldfémek, réz, arany stb.

alumínium stb.

A legnagyobb sűrűségű fém az ozmium: 22,6 g/köbcenti, a legkisebb a lítium:0,53 g/köbcenti. A fémek sűrűségét atomjaik tömege, mérete, és a rácstípus határozza meg.

5. Mivel magyarázható a fémek megmunkálhatósága, alakíthatósága?

A fémek többsége az elektromosságot és a hőt jól vezeti. Tapasztalat szerint a fémek elektromos- és hővezető képessége párhuzamosan változik, a jó elektromos vezető fém egyben jó hővezető is.

6. Milyen anyagok az ötvözetek?

Soroljunk fel néhány ismert ötvözetet, adjuk meg összetételüket!

A fémek nagy része olvadt állapotban egymásban oldódik; az olvadék lehűlve, a fémes jelleget megtartva kristályosodik, szilárdul meg, így jönnek létre az ötvözetek. Az ötvözetek sok esetben jobbak, mint a tiszta fémek. Pl. a krómmal ötvözött vas ellenáll a rozsdásodásnak, ha nikkelt is tartalmaz, akkor saválló. Az ötvözetek a nagyobb mennyiségű alapfémből és a kisebb mennyiségű ötvözőanyagból állnak. A legismertebb ötvözetek az acél, a sárgaréz (Zu+Zn) és a bronz (Cu+Sn).

A szén oxidjai és a szénsav [kémia]

1. Melyek a szén legismertebb oxidjai?

A szén-monoxid és a szén-dioxid.

a) Írjuk fel a molekuláik szerkezeti képleteit !

b) Melyik oxidban nagyobb a szén-oxigén kötés energiája?

A CO-ban

c) Hogyan magyarázható a szén-oxidok mérgező hatása?

A szén-monoxid belélegezve a tüdőbe kerül és a vérben lévő hemoglobin inkább a szén-monoxidot köti meg , mint az oxigént A CO₂ megkötés reveribilis folyamat, míg a CO irreveribilisen kötődik.. Ennek következtében a vér nem tud több oxigént felvenni és ez rövid időn belül halált okoz . A szén-dioxid ellentétben a szén-monoxiddal csak nagy mennyiségben okoz halált.

2. Milyen termokémiai folyamat a szén égése?

Exoterm folyamat : C + O2 Þ CO2

a szén-monoxid égése ? Exoterm folyamat : 2CO + O2 Þ 2CO2

a vízgőz és a szén reakciója ? Endoterm folyamat : C + H2O Þ CO + H2

a szén-dioxid redukciója szénnel ? Endoterm folyamat : CO2 + C Þ 2CO

Írjuk fel az egyenleteket és adjuk meg a reakcióhők előjelei!

a, b : negatív előjelű a reakcióhő b, a : pozitív előjelű a reakcióhő

3. Mi történik, ha szén-dioxid gázt vízben oldunk?

Szénsav keletkezikÍrjuk fel a folyamat egyenletét!

CO2 + H2O _<-> H2CO3

Mi történik a hőmérséklet-emelés hatására? Mit nevezünk „szárazjégnek”? Þ

A -80˙C –ra lehűtött szén-dioxidot , ami szilárd halmazállapotú . A neve azért „szárazjég”, mert szobahőmérsékleten elszublimál.

4. Hogyan állítanak elő széndioxidot a, laboratóriumban és

Mészkőből sósav segítségével. CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂

b, az iparban ?

Valamilyen elemi szén elégetésével vagy CO₂-ben gazdag földdgázból.

5. Milyen ipari felhasználását ismerjüka, szén-monoxidnak,

Vasgyártásnál redukáló szerként használjuk

b, a széndioxidnak ? Túszoltókészülékekhez, szódagyártáshoz, szárazjég formájában hűtésre.

6. Nevezzünk meg néhány gyakorlatilag jelentős Hidrogén-karbonátot!

Kalcium-karbonát. CaCO₃ (mészkő, márvány, kalcit) Magnézium-karbonát: MgCO₃ (magnezit) Nátrium-karbonát: Na₂CO₃ (szóda) Nátrium-hidrogénkarbonát: NaHCO₃ (szódabikarbóna) Kálmium-karbonát: K₂CO₃ (……………………..)

Az ammónia tulajdonságai, előállítása [kémia]

1. Ismertessük az ammóniamolekula szerkezetét, a molekula alakját, a molekulák közötti kölcsönhatást és ennek következményeit a párolgáshőre, az olvadás- és forráspontra!

A nitrogén és a hidrogén atomokat szigma - kötések kapcsolják össze.

Alakja: piramis,

2. Írjuk fel az ammónia reakcióját

a, vízzel: vízben rendkívül jól oldódok, vizes oldata a szalmiákszesz lúgos kémhatású. Az ammóniamolekula protonfelvétellel ammóniummá alakul, miközben a vízmolekulából hidroxidion képződik.

NH₃ + H₂O <-> NH + OH^-

b, savakkal: Az ammóniagáz hidrogén-kloriddal fehér-kristályos sót, ammónium –kloridot képez:

NH₃ + HCL = NH₄Cl

c, Milyen reakciótípusba sorolhatók a fenti változások?

Sav-bázis reakció, protonátmenettel járó reakció, amiben az ammónia savként (donor) és bázisként (akceptor) is szerepel (amfoter).

3. Írjuk fel az ammónia ipari előállításának egyenletét!

Az iparban az ammóniát alkotóelemeiből nagy nyomás alatt szintézissel állítják elő. N₂ + 3H₂ = 2NH₃

a, Miért nevezik a folyamatot szintézisnek?

b, Milyen hőmérséklet kedvező az ammóniaképződés szempontjából, tudva, hogy a reakció exoterm?

c, Milyen nyomás kedvező az ammóniaképződésnek?

d, Miért használnak katalizátort?

a, Elemeiből állítják elő

bA hőmérséklet csökkentése kedvez.

c, A folyamat nagy nyomáson (kb 30MPa) megy végbe.

d, A folyamat sebességét gyorsítja meg, az egyensúlyt nem változtatja meg.

4. Hazánkban hol állítanak elő ammóniát?

Laboratóriumban a szalmiákszesz vagy az ammónium-hidroxid hevítésével.

a, Miből nyerik a nitrogént?

A levegőből választják le cseppfolyósítással.

b, Mire használják fel az ammóniát?

Vegyi folyamatok kiinduló anyaga (műtrágya- és salétromsavgyártás). A mezőgazdaságban cseppfolyós ammóniát is alkalmaznak műtrágyaként. Nagy párolgáshője miatt hűtésre, hűtőgépek töltésére, a szalmiákszeszt pedig háztartási tisztítószerként használják.

Az oxigén és a kén összehasonlító jellemzése [kémia]

1. Mi a különbség és mi a hasonlóság az O₂ és az S₈ molekulákban kialakult kémiai kötés között? Indokoljuk a különbség okait!

Mind a kettőben apoláris kovalens kötés van, a kén molekulába egyszeres kötés, az oxigén molekulába kettős kötés van. Többszörös kötés kialakítására azok az atomok képesek, amelyeknek magtöltése nagy, de mérete kicsi, pl.: Oxigén.

2. Milyen allotrop módosulatait ismerjük az oxigénnek és a kénnek?

oxigén → O₃ – ózon

kén → rombos, menoklin, amorf kén

Allotróp módosulat: az atomok másféleképpen kapcsolódnak össze.

3. Milyen kötésű vegyületekkel alkot az oxigén és a kén

a, fémekkel

b, nemfémekkel?

O a, A kis elektronegativitású(EN) fémekkel ionos kötést, pl.: magnéziumoxid, MgO

b, nagyobb NE-ú nemfémekkel kovalens kötést, pl.: SO₂

S a, A kén fémekkel lehet ionos, pl.: Na₂S, lehet kovalens, pl: ZnS

b, kovalens, pl.: SO₂

4. Jelöljük egyenlettel az oxigénnek és a kénnek hidrogénnel való reakcióját! Hasonlítsuk össze a képződött vegyületek tulajdonságait!

2H+O₂ →2H₂O

H₂+S→H₂S

H2O	H2S
hidrogén kötés	dipol-dipol kölcsönhatás
olv.pont, forr.pont magasabb	olv.pont, forr.pont alacsonyabb
halmazállapot: folyadék	halmazállapot: gáz
színtelen, szagtalan	színtelen, záptojás szagú
semleges kémhatású	vizes oldata savas

5. Hogyan állítják elő az oxigént

a, laboratóriumban?

b, iparban?

a, hipermangán(KMnO₄) hevítésével 2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

b, levegőből cseppfolyósítással vagy vízbontással 2H₂O= 2H₂ + O₂

6. Ismertessük az oxigén élettani hatását és felhasználási területeit!

biológiailag nélkülözhetetlen, légzés, C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + H₂O

hegesztés, egészségügy, búvárok

A halogének összehasonlító jellemzése [kémia]

1. Hasonlítsuk össze a halogénelemek atomjának elektronszerkezetét és az elem tulajdonságait!

Az azonos főcsoportba tartozó elemek vegyértékhéjának szerkezete azonos, a halogénelemek esetében ez ns2np5. A vegyértékhéjukra 7 elektron található, így 1 elektront felvéve kialakul a stabil elektronszerkezet. Az elemek tulajdonságai: Jellegzetes szúrós szagú anyagok. Az alacsony olvadáspontok arra utalnak, hogy a kristályban a molekulát gyenge másodrendű kötések tartják össze (diszperziós kötések). A másodrendű kötések erőssége nő a molekulatömeg növekedésével. Így nő az olvadáspont és a forráspont is.

2. Hogyan változik a rendszám növekedtével a halogénelemek atomjának

a.)mérete

b.)elektronegativitása

mérete is nő, Elektronegativitásuk csökken.

3. Miért nevezzük a halogénelemeket oxidálószereknek?

Könnyen vesznek fel elektrontA F2 a legerősebb oxidálószer közülük, …

4. Melyik reakció megy végbe?

a.) KCl+Br2=

b.) KBr+I2=

Írjuk fel a lejátszódó folyamat egyenletét!

Cl2+2KBr=Br2+2KCl

5. Értelmezzük a klór színtelenítő, fertőtlenítő tulajdonságát!

A klór erős oxidálószer, a sósavgyártás egyik alapanyaga. Fertőtlenítő és színtelenítő szer. A fehérítésre használt hypo, és a közismert ACE hatóanyaga is klór. Valamennyi halogénelem erős méreg. A klór belélegzése mérgezési tüneteket okoz. Testfolyadékaink sok kloridiont tartalmaznak. Cl2+H2O=HCl+ HOCl , 2HOCl=2HCl+O2 Ezekkel az egyenletekkel függ össze a klóros víz fertőtlenítő és színtelenítő hatása.

6. Milyen felhasználási területeit ismerjük a klórnak?

A klórt nagy tömegben használja a vegyipar (a halogéneket szerves vegyületek előállítására használják). Klórt használnak a szén-tetraklorid (CCl4), de sok más oldó-, és fertőtlenítőszer előállítására is.

A vizes oldatok kémhatása [kémia]

.Értelmezzük a vizes oldatok kémhatását az ionkoncentrációkkal! Mi a vízionszorzat és mekkora az értéke?

A kémiai gyakorlatban igen fontos a víz autodisszociációja (magától végbemenő ionokra bomlása): H₂O _<-> H⁺ +OH^-

A hidrogén és hidroxidionok koncentrációjának szorzata adott hőfokon állandó érték, ezt nevezik a víz ionszorzatának.

K=[H⁺]x[OH^-]

E szorzat bármely vizes oldatban állandó, és lehetővé teszi, hogy nem csak

savoldatok H+-koncentrációját, ill. pH-ját, hanem lúgoldatok OH- -koncentrációjának ismeretében azok pH-ját is kiszámoljuk.

A tiszta víz ionkoncentrációi tehát 25°C-on:[H⁺]=[OH^-]=10^-7mól/dm³

A vizes oldatok hidrogén, ill. [OH^-]-koncentrációját a gyakorlatban nem a (mól/dm³)-koncentrációval, hanem annak negatív logaritmusával, a pH-val ,ill. pOH-val adjuk meg.

pH=-lg[H⁺] pOH=-lg[OH^-]

Ezek értéke vízre:pH=pOH=7,0

Savas oldatokra: pH <7>

Lúgos oldatokra: pH> 7> pOH

És a kettő közötti összefüggés 25°C-on minden híg vizes oldatra: pH+pOH=14 (Minél savasabb egy oldat, annál kisebb a pH-ja, minél lúgosabb egy oldat, annál nagyobb a pH-ja.)

2.Miért és hogyan változik meg a víz kémhatása, ha a) salétromsavat, b) NaOH-t oldunk benne?

H₂O +HNO₃ = H₃O⁺ + NO₃^-

Az oxóniumionok túlsúlya miatta kémhatás savas lesz. Vegyünk 1 dm³ oldatot, ebben 0,01 mól HNO₃ van

oldott állapotban. [H⁺]=0,01 mól/dm3 pH= -lg[H⁺]=-lg 0,01=2,0

b)NaOH = Na⁺ +OH^- A hidroxidionok túlsúlya miatt az oldat kémhatása lúgos lesz. Vegyünk 1 dm³ oldatot, ebben 0,01 mól NaOH van oldott állapotban. [OH^-]= 0,01 mól/dm³

pOH= - lg[OH^-]=2 --- pH=14-2=12

3. A sók egy része vízben oldva kémhatásváltozást okoz.

a, Na2Co3 – lúgos NH4Cl – savas

b, NaCO₃ ® 2Na⁺+CO CO+H2O_<->HCO+OH^- - lúgos kémhatású

NH₄Cl ®NH+Cl⁺ NH+H₂O_<->NH₃+H₃O⁺ - savas kémhatsú

A sók hidrolízisekor a vizmolekulákból származó H+ megkötése következtében az a sav és a bázis keletkezik amelyik a sót létrehozta.

4. Hogyan mutatható ki a vizes oldatok kémhatása?

A pH-mérésére szolgálnak az indikátorok, melyek azok a természetes (pl. lakmusz )

vagy mesterségesen előállított ( pl. metilnarancs ) gyengén savas vagy lúgos jellegű szerves vegyületek, amelyeknek disszociációja színváltozással jár.

Indikátor Savban Lúgban

Lakmusz vörös kék

Fenolftalein színtelen vörös

A pH közelítő pontosságú, gyors meghatározására alkalmasak az ún. univerzál indikátorok. Az univerzál indikátor különböző átcsapási pH-jú indikátorok keverékéből áll, minél több különböző átcsapási pH.jú anyag van benne, annál több pH-változást fog színváltozás alapján jelezni. Az univerzál indikátor forgalomba kerül oldat ill. indikátorpapír formájában. Mindkét esetben mellékelt, pontosan kalibrált színskála segítségével az oldatok pH-ja elég pontosan meghatározható.

5. Milyen szerepe van a kémhatásnak a biológiai folyamatokban?

Az emberi szervezet sejtjeiben és vérében a kémhatás enyhén lúgos, pH=7,40 (+- 0,02). Ettől az értéktől 0,4 eltérés már biztosan halálos. Az enzimek működéséhez optimális pH szükséges. A gyomor nyálkahártyájának fedősejtjei sósavat termelnek, így a gyomornedv kémhatása 1-2 –es pH-jú. A lizoszómák belsejében is savas a kémhatás, így el tudják pusztítani az endocitózissal bekerült kórokozókat. A hüvelyben élő tejsavtermelő baktériumok által létrehozott savas kémhatás megakadályozza a hüvelyben a kórokozó baktériumok és gombák elszaporodását

A megfordítható folyamatok és a kémiai egyensúly [kémia]

1. Értelmezzük a H₂ + I₂ = 2HI megfordítható reakciót!

x	x	-
alfa*x	alfa*x	-
x-alfa*x	x-alfa*x	2*alfa*x

a, Hogyan alakul ki a kémiai egyensúly?

Az odaalakulási és visszaalakulási sebesség megegyezik: Dinamikus egyensúly alakul ki.

b, Mi jellemző a kémiai egyensúlyra?

Disszociáció fok CHO =0,4 ; akkor az átalakulás 40%-os).

K: Egyensúlyi állandó

[ ]_e = egyensúlyi koncentráció

d, K= [ HI]_e²

[H₂]_e [I₂]_e

2. Hogyan lehet befolyásolni a kialakult kémiai egyensúlyt?

Ha valamilyen hatást gyakorolunk az egyensúlyra vezető folyamatokra, akkor le lehet tolni az egyensúlyt az alsó vagy a felső nyíl irányába. A + 2B = C Az egyik exoterm (hőt termelő), a másik endoterm (hőt elvonó) folyamat. hőmérséklet: ha csökken: exoterm, hőt termel, ennek az irányába tolódik el az egyensúly. ha nő: endoterm folyamat irányába. nyomás: ha csökken: endoterm felé, (hogy több mól anyag keletkezzen). ha nő: exoterm felé, a mólok száma csökken.

3. Mit fogalmaz meg a Le Chatelier – elv?

Az egyensúlyra vezető folyamatoknál a rendszer igyekszik ellensúlyozni a külső hatást.

4. Soroljunk fel néhány iparilag fontos reakciót!

- ammóniaszintézis

Az oldódás folyamata [kémia]

1. Értelmezzük az oldódás folyamatát!

Az oldódás során az oldandó anyag részecskéi az oldószer részecskéivel lépnek kölcsönhatásba. Oldódás közben megváltozhat az anyagok és a környezet belső energiája. A részecskék közül hidrátburok alakul ki.

2. Magyarázzuk meg

a, a NaCl és a H₂O kölcsönhatását oldódáskor!

A nátrium-klorid vízben való oldásakor felszakad az ionkristályt összetartó ionkötés: Na⁺ és Cl^- ionná bomlik. Az ionok és a dipólus vízmolekulák között pedig másodlagos kötés jön létre. Oldáskor a vízmolekulák csak körülveszik a konyhasó ionjait. Protont egyik ion sem vesz át a vízmolekulától. A nátrium-klorid kémhatása semleges.

NaCl_(…..) = Na⁺_(ag) + Cl^-_(ag)

b, a hidrogén-klorid-gáz vízben való oldását!

A HCl- és H₂O-molekula között protonátmenettel járó kémiai reakció játszódik le. A protont (H⁺-ion) a HCl adja át a vízmolekulának. A HCl savas kénhatású.

(m)

H₂O + Cl = H₃O⁺ + Cl^-

3. A tapasztalat alapján milyen általános törvényszerűség érvényesül a különböző anyagok oldásakor? Mondjunk példákat!

Az anyagok egy része ionokat képez oldódása során ami hidrogénatomokkal van körbevéve (elekrolitos disszociáció) vagy hidrogénkötések alakulnak ki az oldott anyag (pl.: alkohol) és a víz molekulái között.

4. Milyen adatokkal jellemezhető az oldatok összetétele?

Oldat = oldószer + oldott anyag

Az oldószer folyékony halmazállapotú (pl.: víz, alkohol, benzin, éter). Az oldott anyag lehet: szilárd (cukor), folyékony (alkohol), gáz (oxigén). Ha két cseppfolyós anyagból készült az oldat, oldószernek azt tekintjük, amelyikből lényegesen több van az oldatban. Ha egyenlő, elegyről beszélünk.

m/m% (tömeg%) = oldott anyag tömege

oldat tömege

5. Mire használják az úgynevezett fiziológiás konyhasóoldatot?

A fiziológiás NaCl –oldat 0,9 m/m%-os oldat. Ennyi az ionkoncentrációj az emberi sejteknek, így az ozmózisnyomás egyenlő a sejten kívül és a sejten kívüli folyadék esetében, így nem indul meg…………………………… (pl.: Injekció, infúzió)