Alkalmazott fizikai kémia

Átírás

1

2 Alkalmazott fizikai kémia A számítási feladatokban a lila színnel és félkövér, dőlt betűvel jelölt adatok csak javasolt értékek. Minden vizsgára a szaktanárnak kell a jelzett adatok értékét úgy meghatározni, hogy szakmailag helyes (reális) eredményre vezessenek. A B) tételekhez periódusos rendszer használható! 1. A) Anyagi rendszerek Definiálja az anyagi rendszer és a környezet fogalmát! a rendszer fajtáit (nyitott-, zárt és izolált rendszer)! Az állapotjelzők, mint a rendszer jellemzői Jellemezze a homogén és a heterogén rendszert! Definiálja a kolloid állapotot! B) Számítsa ki, hogy 10 g szén-dioxidnak hány bar a nyomása 37 ºC hőmérsékleten, ha az edény térfogata 5 dm 3! 2. A) Homogén többkomponensű rendszerek Definiálja az elegyek fogalmát, ismertesse fajtáit és az elegyek összetételének megadási módjait! Definiálja az ideális elegyképződés szabályait! a gáz-gáz elegyeket! Definiálja a parciális nyomás fogalmát! a Dalton-törvényt! az átlagos moláris tömeg meghatározásának módját! B) 600 g ecetsavat és 92 g etanolt elegyítettünk. Határozza meg az egyensúlyi elegyben a komponensek anyagmennyiségét! A reakció egyensúlyi állandója K c = A) A gáz halmazállapot Jellemezze a gáz halmazállapotot! az ideális és a reális gáz fogalmát! az ideális gázokra érvényes gáztörvényeket! az ideális gázok sűrűségének és belső energiájának kiszámítási módját! B) Számítsa ki, hogy milyen anyagmennyiség-arányban kell elegyíteni az ecetsavat és az etanolt ahhoz, hogy az egyensúlyi elegyben a konverzió az ecetsavra nézve 90%-os legyen! A reakció egyensúlyi állandója K c = 4. 2

3 4. A) A folyadék halmazállapot Jellemezze a folyadék halmazállapotot! Ismertese a folyadékok szerkezetét! a dinamikus és a kinematikus viszkozitást! a viszkozitás gyakorlati jelentőségét! B) 100 cm 3 vizes jódoldatban 0,02 g oldott jód van, amit 10 cm 3 széntetrakloriddal kívánunk kioldani. Számítsa ki, hogy a jód hány százaléka marad a vizes fázisban egyszeri extrakció után! A megoszlási hányados értéke 86! 5. A) A szilárd állapot Jellemezze a szilárd állapotot! Sorolja fel a rácstípusokat! a rácstípusok tulajdonságait! Mutasson példát vegyes rácstípusra! B) Határozza meg annak a gáznak a hidrogénre vonatkoztatott relatív sűrűségét, amelynek abszolút sűrűsége standard nyomáson és 30 ºC hőmérsékleten 1,300 g/dm 3! 6. A) A halmazállapot-változások a halmazállapot-változások okait! a halmazállapot-változások jellemző hőmérsékleteit! a halmazállapot-változásokkal járó látens hőket! B) Számítsa ki, hogy mekkora lesz a 150 g tiszta kalcium-karbonátból sósavval fejleszthető gáz térfogata standard nyomáson, 30 ºC hőmérsékleten! 7. A) Szilárd anyagok oldódása Definiálja a hidratációt és a szolvatációt, és ismertesse a folyamat hőszínezetét! Definiálja az oldáshőt, és ismertesse mértékegységét! az oldódás energiaviszonyait! Definiálja az oldhatóság fogalmát! az oldhatóságot befolyásoló tényezőket! B) Határozza meg, hány százalékkal változik a nyomás abban a szabadban tárolt oxigéngáz palackban, amelyben a hőmérséklet a reggeli 15 ºC-ról a nappali 25 ºC-ra emelkedik! A meleg hatására a palack hőtágulása 4%. 3

4 8. A) Folyadékelegyek szétválasztása a folyadékelegyek párolgásának törvényeit! Rajzolja fel és ismertesse a kétkomponensű folyadékelegyek a tenzió- és forráspontdiagramjait! a Konovalov I. és a Konovalov II. törvényeket! Mutassa be az egyszerű desztillációt egy forráspontdiagramon! a kíméletes desztillációkat! B) Egy gázelegy 100 g szén-dioxidot, 100 g szén-monoxidot és 100 g nitrogént tartalmaz. Számítsa ki az elegy térfogatszázalékos összetételét és az átlagos moláris tömegét! 9. A) A megoszlási egyensúly megoszlást két oldószer között! Írja fel a Nernst-törvényt, a megoszlási hányadost! Definiálja az extrakciót! Soroljon példákat az extrakció alkalmazására! B) Számolja ki, hogy hány gramm 0 ºC-os jég megolvasztásához elegendő az a hőmennyiség, amely 100 g 100 ºC-os vízgőz kondenzációjakor szabadul fel! kj kj A jég olvadáshője: 328,7. A víz párolgáshője: 2256 kg kg 10. A) Kémiai egyensúlyok Jellemezze a reverzibilis folyamatokat! a dinamikus egyensúly kialakulását, a tömeghatás törvényét! Definiálja az egyensúlyi állandót! az egyensúly eltolásának lehetőségeit! B) Számítsa ki az elektromotoros erejét annak a galváncellának, aminek egyik elektródja 0,5 mol/dm 3 koncentrációjú réz-szulfát-oldatba merülő réz, a másik elektródja 0,05 mol/dm 3 koncentrációjú cink-szulfát-oldatba merülő cink! E o (Cu/Cu 2+ ) = 0,34 V; E o (Zn/Zn 2+ ) = 0,76 V 4

5 11. A) Elektrolit egyensúlyok I. Definiálja az elektrolitok fogalmát, és ismertesse fajtáit! az elektrolitos disszociáció folyamatát! Definiálja a disszociációs fokot és disszociációs állandót! a disszociációs fok és disszociációs állandó kapcsolatát! B) 100 g nitrogénből és 100 g metánból álló gázelegy össznyomása 2 bar. Számítsa ki a gázelegy komponenseinek móltörtjeit és parciális nyomásait! 12. A) Elektrolit egyensúlyok II. a víz autoprotolízisét, és definiálja a víz ionszorzatát! Definiálja a ph-t és a poh-t! Jellemezze az oldatok kémhatását ph-juk alapján! Jellemezze az erős és a gyenge elektrolitokat a disszociációfok és a diszszociációs állandó alapján! az erős és a gyenge elektrolitok ph-jának számítását! B) Határozza meg, hogyan változik a reakció sebessége a N H 2 reakcióban, ha a nyomást 1,5-szörösére növeljük! 13. A) A sók vizes oldatának hidrolízise, pufferoldatok Definiálja a hidrolízist! a hidrolizáló sóoldatok ph-jának alakulását! Definiálja és jellemezze a pufferoldatokat! a pufferoldatok fajtáit! Definiálja a pufferkapacitást! a pufferoldatok analitikai jelentőségét! B) Számítsa ki, hogy elméletileg hány cm 3 gáz fejlődik az egyes elektródokon, ha w = 10%-os kénsavoldatot 5 A erősségű árammal 50 percig elektrolizálunk! 14. A) Az oldhatósági szorzat a heterogén egyensúlyok kialakulását! Definiálja az oldhatósági szorzatot! a rosszul oldódó sók oldhatóságát befolyásoló tényezőket! az oldhatósági szorzat analitikai jelentőségét! B) Számítsa ki, hogy elméletileg mekkora tömegű fémet választ le 2 A erősségű áram 100 perc alatt 100 cm 3 w = 10%-os réz-szulfát-oldatból! 5

6 15. A) Az elektromos vezetés Sorolja fel az elektromos vezetők fajtáit! az elektromos áram vezetésének mechanizmusát az első és a másodrendű vezetőkben! Definiálja az elektromos vezetést, és ismertesse mértékegységét! a fajlagos vezetést és mértékegységét! B) Számítsa ki annak a pufferoldatnak a ph-ját, amelyben az ecetsav és a nátrium-acetát anyagmennyiségeinek aránya egyenlő! Az ecetsav disszociációs állandója K s = 1, mol/dm A) Az elektródpotenciál Definiálja az elektródpotenciál,t és ismertesse kialakulását! a elektródpotenciál értékét meghatározó tényezőket! Írja fel a Nernst egyenletet, és magyarázza jelentését! Definiálja a standard potenciált! B) Számítsa ki a telített Mg(OH) 2 - oldat ph-ját! L(Mg(OH) 2 ) = 1, (mol/dm 3 ) A) Az elektródok fajtái Definiálja az elsőfajú elektródokat, sorolja fel fajtáit, és ismertesse jelölésüket! Definiálja a másodfajú elektródokat, sorolja fel fajtáit, és ismertesse felépítésüket és jelölésüket! a másodfajú elektródok analitikai jelentőségét! Definiálja az indikátor-elektródokat, és ismertesse analitikai jelentőségüket! B) Az AgCl oldhatósági szorzata adott hőmérsékleten (mol/dm 3 ) 2. Számítsa ki az ezüst-klorid oldhatóságát! Tekintsük az oldat sűrűségét 1,000 g/cm 3 -nek. 18. A) Redoxi rendszerek Definiálja és jellemezze a redoxi rendszert! Definiálja a redoxi standard potenciált! a redoxi rendszerek jelentőségét az analitikában! B) 100 cm 3 w = 6%-os NaOH-oldatot és 100 cm 3 térfogatú w = 6%-os sósavoldatot öntöttünk össze. Számítsa ki az oldat ph-ját! A w = 6%-os NaOH-oldat sűrűsége: 1,07 g/dm 3 A w = 6%-os sósavoldat sűrűsége: 1,03 g/dm 3. 6

7 19. A) Az elektrolízis Definiálja az elektrolízist! és jellemezze az elektrolízis primer és szekunder folyamatait! a Faraday I. és II. törvényeit! B) Számítsa ki a 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú ammóniaoldat ph-ját! K b = 1, mol/dm A) Gázok adszorpciója a gázok adszorpcióját befolyásoló tényezőket! Rajzolja fel az adszorpciós izotermákat! a gázok és a gázelegyek adszorpciójának analitikai jelentőségét! B) Számítsa ki a 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú ecetsav ph-ját! K s = 1, mol/dm A) A szorpciós jelenségek az adszorpciós, az abszorpciós és a deszorpciós folyamatokat! a szorpciós egyensúlyt! a szorpciós jelenségek gyakorlati alkalmazását! B) Egy 20 dm 3 -es gázpalackban lévő nitrogén nyomása 120 bar, hőmérséklete 25 ºC. Határozza meg, hogy mennyi ideig lehet vele egy készüléket üzemeltetni, ha a nitrogén a nyomása a palack reduktora után 3 bar, térfogatárama 1,6 dm 3 /min, hőmérséklete pedig változatlan! 7

8 1. A) Preparatív feladat Laboratóriumi mérések A feladat egy tetszőlegesen választott szerves preparátum előállítása. Írja fel az előállítás reakció-egyenletét! a szükséges alapanyagok kiszámításának módját a sztöchiometriai elveket alkalmazva! az elméleti kitermelést! a kitermelési százalék kiszámításának módját! B) az elektromos áram veszélyeit, az érintésvédelem fogalmát, megoldásait! 2. A) Minőség elemzések legalább 5 szervetlen kation és 5 szervetlen anion kimutatását jellemző reakciójuk alapján, a szerves funkciós-csoportok azonosítását! (Írjon fel legalább 5 funkciós csoport azonosítási reakcióját!) B) a tömény kénsav kezelésével kapcsolatos munkavédelmi rendszabályokat! 3. A) Tömegszerinti elemzés csapadékos módszerei (gravimetria) a tömegszerinti elemzés módszereit és jellemzőit, a gravimetriás mérések előnyeit és hátrányait, a tömegszerinti elemzés (csapadékos) műveleti sorrendjét, a lecsapás műveletét és jellemzőit, a csapadékok fajtáit, a csapadékok képződését és oldhatóságát befolyásoló tényezőket, csapadékforma és mérési forma fogalmát! B) Sorolja fel a tömény savak hígításának és az erős lúgokkal való munka munkavédelmi előírásait! 8

9 4. A) Térfogatos elemzés. A sav-bázistitrálások a térfogatos elemzés elvét és alkalmazásának feltételeit, a mérőoldat fogalmát, a mérőoldattal szemben támasztott követelményeket, a sav-bázistitrálásokat, a titrálási görbéket, a sav-bázistitrálások indikálási lehetőségeit, az indikátorok kiválasztásának szempontjait, a mérőoldatok készítését, a mérőoldat koncentrációjának megválasztásának szempontjait és a pontos koncentrációjának meghatározását, egy konkrét sav-bázis titrálás reakcióját, mérőoldatát, a mérőoldat pontos koncentrációjának meghatározását! B) a vegyszerek biztonságos tárolására, a veszélyes hulladékok tárolása, megsemmisítése vonatkozó szabályokat! 5. A) Térfogatos elemzés. A redoxi titrálások a térfogatos elemzés elvét és alkalmazásának feltételeit, a mérőoldat fogalmát, a mérőoldattal szemben támasztott követelményeket, a redoxi titrálásokat, a titrálási görbéket, a redoxi titrálások indikálási lehetőségeit, a mérőoldatok készítését, a mérőoldat koncentrációjának megválasztásának szempontjait és a pontos koncentrációjának meghatározását, egy konkrét redoxi titrálás reakcióját, mérőoldatát, a mérőoldat pontos koncentrációjának meghatározását! B) a vegyi anyagok biztonságos szállításának, tárolásának szabályait! 9

10 6. A) Térfogatos elemzés A komplexometriás titrálások a térfogatos elemzés elvét és alkalmazásának feltételeit, a mérőoldat fogalmát, a mérőoldattal szemben támasztott követelményeket, a komplexometriás titrálásokat, a komplexek stabilitását, befolyásoló paramétereket, a komplexometriás titrálások indikálási lehetőségeit, a mérőoldatok készítését, a mérőoldat koncentrációjának megválasztásának szempontjait és a pontos koncentrációjának meghatározását, egy konkrét komplexometriás titrálás reakcióját, mérőoldatát, a mérőoldat pontos koncentrációjának meghatározását! B) a vákuumban végrehajtott reakciók biztonsági előírásait! 7. A) Térfogatos elemzés. Csapadékos titrálások a térfogatos elemzés elvét és alkalmazásának feltételeit, a mérőoldat fogalmát, a mérőoldattal szemben támasztott követelményeket, a csapadékos titrálások indikálási lehetőségeit, az indikátorok kiválasztásának szempontjait, a mérőoldatok készítését, a mérőoldat koncentrációjának megválasztásának szempontjait és a pontos koncentrációjának meghatározását, egy konkrét csapadékos titrálás reakcióját, mérőoldatát, a mérőoldat pontos koncentrációjának meghatározását! B), hogy mi a teendő áramütéses balesetek esetén! 8. A) Törésmutató a fénytörés jelenségét, Snellius-Descartes törvényt, a törésmutató fogalmát, a refraktometriás mérések elvét, a teljes visszaverődés határszögét, a refraktometriás mérések értékelését! B) az égés, robbanás, öngyulladás, lobbanás fogalmakat, az anyagok éghetőségi osztályait! 10

11 9. A) Optikai forgatóképesség az optikai aktivitás és optikai forgatóképesség fogalmát, a fajlagos forgatóképesség fogalmát és befolyásoló tényezőit, az oldatok összetétel és az optikai forgatóképesség kapcsolatát, a Lippich-féle félárnyékos polariméter részeit és rendeltetésüket! B) a tűz- és robbanásveszélyt, megelőző intézkedéseket, a tűzoltás módjait! 10. A) Fotometria fényabszorpció jelenségét és magyarázatát, szelektív fényabszorpció és az abszorpciós spektrum fogalmát, a fotometria alaptörvényét, a transzmittancia és az abszorbancia fogalmát és kapcsolatát, az abszorbancia és az anyagmennyiség-koncentráció kapcsolatát, a fotométerek főbb egységeit és azok funkcióit, az egy- és kétutas fotométerek felépítését, fotometriás mérések kiértékelési módszerekeit! B) a magas hőmérsékleten végrehajtott reakciók biztonsági előírásait! 11. A) Atomabszorpciós spektrofotometria az abszorpciós színkép fogalmát és kialakulásának magyarázatát, az atomabszorpciós mérések elvét, pontosságát és alkalmazási területét, az atomizálás lehetőségeit, az atomabszorpciós berendezés főbb egységeit és azok funkcióit, az atomabszorpciós mérések értékelését! B) Sorolja fel a munkahelyi elsősegélynyújtás tárgyi, személyi feltételeit, a mentés lehetőségeit különböző helyzetből! 11

12 12. A) Lángfotometria az emissziós színkép fogalmát és kialakulásának magyarázatát, a lángfotometriás mérések elvét, pontosságát és alkalmazási területét, a lángfotométer főbb egységeit és azok funkcióit, a lángfotometriás mérések értékelését! B) a laboratóriumi munka során előforduló környezetkárosító hatásokat, azok megelőzésére vonatkozó szabályokat! 13. A) Konduktometria a konduktometriás titrálások elvét, a konduktometriás titrálások elvégzésének feltételeit, a konduktometriás titrálások fajtáit: sav-bázis, csapadékos, az egyenértékpont meghatározását a konduktometriás titrálási görbék alapján! B) a nyomás alatt végrehajtott reakciók biztonsági előírásait! 14. A) Potenciometria a potenciometria alapelvét, a potenciometriában alkalmazott elektródok (indikátor és referencia elektród) tulajdonságait, a mérésben betöltött szerepüket, a potenciometriás titrálási görbét, az egyenértékpont meghatározását a titrálási görbe alapján! B) a munkahelyi baleset fogalmát, a munkahelyi balesetek személyi és tárgyi okait! 15. A) A ph mérése a ph fogalmát, a ph mérés módjait, az elektródok típusait, felépítését, használatát, karbantartását, a ph-mérés kivitelezését! B) biztonságos munkahely kialakítására vonatkozó szabályokat! 12

13 16. A) Kromatográfiás vizsgálatok kromatográfiás alapfogalmakat, a kromatográfiás vizsgálatok felosztását, módszereit, az oszlop-, réteg-, papírkromatográfiás szétválasztási műveleteket, a kromatográfia minőségi és a mennyiségi jellemzőit! B) a munkaadó és a munkavállaló kötelességeit a balesetelhárításban! 17. A) Gázkromatográfia (GC) a gázkromatográfia elvét, a gázkromatográf felépítést, legfontosabb részeit, a legfontosabb paraméterek hatását a kromatogrammra, a detektálási lehetőségeket, a kromatogram kiértékelését, a minőségi és mennyiségi jellemzőket! B) a tűzvédelmi szervek legfontosabb feladatait! 18. A) A nagynyomású folyadék-kromatográfia (HPLC) a HPLC felépítését, legfontosabb részeit, a legfontosabb paraméterek hatását, a detektálási lehetőségeket, a kromatogram kiértékelését, a minőségi és mennyiségi jellemzőket! B) a laboratóriumi munka során betartandó környezetvédelmi előírásokat! 13

14 Munkajogi, gazdasági alapismeretek 1. A vállalkozások gazdasági környezetének jellemzése Definiálja a következő fogalmakat: infláció, privatizáció, konvertibilitás, export, import! és jellemezze a nemzetközi gazdasági szervezeteket! Magyarország gazdasági problémáit és célkitűzéseit! 2. Vállalkozások indítása Elemezze a Társasági Törvény szerepét a vállalkozások indításában, illetve megszűntetésében! a gazdasági társaságok fajtáit! a vállalkozások indításának feltételeit! a gazdasági környezet felmérését (piackutatás, marketingtevékenység)! 3. Adózási alapismeretek az adózás alapfogalmait! az adózás rendjét, a magánszemélyekre vonatkozó adóformákat és azok főbb jellemzőit! 4. Adózási alapismeretek az adózás alapfogalmait! az adózás rendjét! a vállalkozásokra vonatkozó adóformákat és azok főbb jellemzőit! 5. Vállalkozások irányítása Elemezze a vezető szerepét, kiválasztásának szempontjait! Sorolja fel a társaságok irányító szerveit! Rendszerezze a vezetési funkciókat (tervezés, vezetés, ellenőrzés, értékelés)! a gazdasági növekedés tényezőit! 6. A vállalati pénzgazdálkodás a vállalati pénzgazdálkodás alapfogalmait! a gazdaságosság fogalmát, számításának módszereit! a beruházás-gazdaságosság összefüggéseit! a vállalkozások válságának megoldási lehetőségeit! 14

15 7. Vállalati gazdálkodás eszközei Sorolja fel a tárgyi eszközöket, forgóeszközöket! anyaggazdálkodást és a beruházást! a pénzgazdálkodás lényegét! Értékelje a piackutatás jelentőségét és módszereit! 8. Költségek elemzése a költségek szerkezetét és keletkezésüket! a költségkalkuláció és az árképzés kapcsolatát! a költségcsökkentés módszereit! 9. Munkaértékelés Sorolja fel a vállalkozások szervezeti egységeit! Elemezze a munkabér-felhasználást! a munkaerő hatását a vállalati eredményességre! Elemezze az időkieséseket! 10. Munkajogi ismeretek a Munka Törvénykönyve jelentőségét, hatályát a munkaviszony létesítésében és megszüntetésében! a munkaszerződés formai és tartalmi követelményeit! a munkavégzés szabályait; a munkavállaló és a munkáltató jogait és kötelességeit! 11. Munkaügyi viták a munkáltató és a munkavállaló kártérítési felelősségét! az érdekképviseletek (szakszervezetek, üzemi tanács) jelentőségét a munkaviszonyban állók jogi kapcsolatában! a munkanélküliség fogalmát, a munkanélküliség támogatási rendszerét! 12. A munka szervezése a munkaidő különböző formáit! Rendszerezze a rendkívüli munkavégzés feltételeit és díjazási követelményeit! Elemezze a pihenőidő és a szabadság kiadásának követelményeit és feltételeit! 15