Laboratóriui érések - bevezetés 1. hét A hallgató legyen tájékozott a gyakorlati feladatok téaköreit, azok sorrendjét tekintve, iserje a gyakorlatokhoz kapcsolódó pontozási, értékelési rendszert, legyen tisztában a felkészülést segítı lehetıségekkel! iserje az általános laboratóriui rendszabályokat, tőz- és unkavédeli elıírásokat, legyen tisztában az elsısegélynyújtás alapvetı lehetıségeivel, unkájában legyen körültekintı, gondos a laboratóriui rendszabályokat, valaint a tőz- és unkavédeli elıírásokat aradéktalanul tartsa be! iserje az SI értékegységrendszert, legyen képes a prefixuokat egfelelıen használni, az egységeket átváltani, tudja az anyagennyiség töeg térfogat összefüggéseit száításaiban alkalazni! legyen tisztában az értékes jegyek száának eghatározásával, azok kifogástalan használatával a száításokban, tudja és alkalazza helyesen a kerekítés szabályait! legyen tisztában a pontosság, reprodukálhatóság és torzítás fogalával, a érési adatok felírásakor ügyeljen azok pontosságára, legyen képes kiszáolni a érések százalékos hibáját és értelezni azok nagyságát! tudjon egfelelıen grafikont készíteni, helyes léptéket választani és görbét illeszteni a érési pontokra! iserje a periódusos rendszer használatát, tudjon azon tájékozódni, szükséges adatokat leolvasni, iserje a 40 gyakori és fontos ele vegyjelét és azok helyét a rendszerben! legyen tisztában a rendszá és töegszá fogalával, a oláris töeg és oláris térfogat használatával! 1
Bevezetés általános tudnivalók, félévi követelények A félév laboratóriui gyakorlatának enetrendje: A félév inden hetében laboratóriui foglalkozás folyik. Az elsı két hét után az egyes párhuzaos A és B jelő csoportok eltérı laboratóriui gyakorlatot végeznek. A gyakorlati feladatok téakörét és sorrendjét isertetjük, és a C201 valaint C032 laboratóriu ajtajára kifüggesztjük. Azt is jelöljük, hogy aktuálisan A vagy B csoport órája lesz-e a laboratóriuban. A laboratóriui foglalkozásokra kabátot, táskát, obiltelefont a helyiségbe bevinni ne engedélyezett, azokat a folyosón kell elhelyezni. A laboratóriui foglalkozásokon köpeny és védıszeüveg viselése kötelezı! Aennyiben a hallgató szeüveget hord, akkor ne szükséges a védıszeüveg. A laboratóriuban korlátozott szában kölcsönözhetı a védıszeüveg (esetenként 100 Ft bérleti díj fejében). A gyakorlat a hivatalos órarend szerinti idıpontban kezdıdik és 2 összevont tanóra hosszúságú, a ásodik óra hivatalos beosztás szerinti végéig tart (a szünetet is agába foglalja). A tanóra kezdete az órarendben feltüntetett idıpont, aikor a hallgató köteles a helyét elfoglalni a kijelölt laboratóriuban. érési foglalkozások során a unkabeosztástól függıen a laboratóriuot szükség szerint oktatói engedéllyel néhány percre el lehet hagyni. Aki a feladatát elvégezte, eszközeit elosogatta, unkaterületén rendet tett, és jegyzıkönyv-adatlapját aláíratta, elıbb is távozhat a laboratóriuból. érések A laboratóriui feladatok elvégéséhez száológép és periódusos rendszer használata szükséges. inden hallgató gondoskodjon olyan száológéprıl, aellyel a 4 alapővelet elvégzése ellett logaritust is lehet száolni. A periódusos tábla pedig tartalazza legalább az eleek oláris töegét. A diákok a félév során a laboratóriuban ugyanannál az asztalnál dolgoznak. Ezek a unkahelyek sorszáokkal vannak ellátva, aely száot a jegyzıkönyveken is fel kell tüntetni a csoport kurzusszáával együtt (pl. E04-A102 = EK, 04 kurzus, A csoport, 102 érıhely). A érési helyeken az alábbi eszközöket biztosítjuk: desztillált vizes flaska száozott - Bunsen állvány, fogó, csepe - érılobik 50 l /100 l - hasas pipetta: 10,00 l/20,00 l + guilabda - büretta: 50,00 l/25,00 l - érıhenger: 50 l - fızıpohár: 3 db (50, 100, 200 l) - Erleneyer lobik: 2 db (különbözı) - tölcsér (kicsi). A érési hely eszközálloányának hiánytalanságáért és tisztaságáért az oda beosztott hallgató felel. Aennyiben a hallgató hiányosan vagy ne egfelelı tisztaságban találja a érıhelyén az eszközöket, jeleznie kell a gyakorlatvezetı oktatónak. A feladatok elvégzése után a hallgató köteles elosogatni az eszközöket, a desztillált vizes palackot feltölteni, és érıhelyét tiszta, rendezett állapotban hagyni. A hallgató unkáját egkönnyíti, ha laborgyakorlatra hoz agával törlıpapírt vagy kendıt, üvegre író filctollat, valaint egy keény alátétlapot. A félév eghatározott heteiben nyolc laboratóriui érést kell elvégezni, és azokról érési jegyzıkönyvet készíteni. A feladatleírást és a jegyzıkönyv adatlapot a weboldalról le kell tölteni, kinyotatni és a foglalkozásra elhozni! A jegyzıkönyv adatlapnak tartalazni kell ég a foglalkozáson ért adatokat, ait a vezetı oktató aláírásával hitelesít; a szükséges száításokat és az eredények értelezését utólagosan kell elvégezni. Az elkészített, és a hallgató által aláírt jegyzıkönyvet a következı heti gyakorlat kezdetekor kell beadni. A jegyzıkönyvet a laboratóriui gyakorlatot vezetı oktató pontozással értékeli, elynek eredényét a EPTU-ban rögzíti (6*10 + 2*5 pont). Aennyiben bárilyen észrevétele van, az oktatót konzultációs-fogadó óráján keresheti eg. Dolgozatok A félév során 3 alkaloal 20 perces zárthelyi dolgozat egírására kerül sor, a foglalkozások kezdetén. A beszáoló dolgozatokban kéiai száításokra, az elızetesen elvégzett érésekhez kapcsolódó eléleti kérdésekre lehet száítani. A beszáoló dolgozatok eredényeit a EPTUban közöljük (3*25 pont). 2
Elektronikus teszt A laboratóriui száonkérésekhez a félév során egy otthoni elektronikus teszt (OET = 5 pont) kitöltése is társul (ıszi szünetben vagy a következı héten kell egoldani). Az elektronikus teszt száolási, egyenletrendezési feladatokat és érésekhez kapcsolódó eléleti kérdéseket tartalaz. OET-re bejelentkezni a hallgató nevének és EPTU-kódjának egadásával kell. A különbözı gyakorló tesztek kitöltését a hallgató a félév során bárilyen száítógéprıl gyakorolhatja, aelyre feltelepíti a szükséges kliens prograot. Ez a progra letölthetı a cheinst weboldalról. A bejelentkezéshez a szerver IP-cíét a gyakorlaton közöljük. Az elektronikus száonkérésben elért pontszáot a feladatsor befejezésekor a száítógép kijelzi, és az oktató száára naplózza. A naplófájl egtekintésére olnárné Havas Lívia fogadóóráján biztosítunk lehetıséget. A laboratóriui érések felépítése, idıbeosztása A laboratóriui érések kivitelezése fokozott figyelet igényel, ezért azokra elızetesen fel kell készülni! A laboratóriuban körültekintıen kell dolgozni, kapkodásnak és viccelıdésnek nincs helye. A feladatok ennyiségét úgy határoztuk eg, hogy azok elvégzésére a felkészült hallgatónak elegendı idı álljon rendelkezésére. A heti progra indig tartalaz labor-elızetes feladatokat, aelyeket a foglalkozást egelızıen (otthon) szükséges elvégezni, és a kapcsolódó eléleti tudnivalókat elsajátítani. A felkészülést több szakirodalo is segíti. A laboratóriui érések következı szakasza a foglalkozásokon elvégzett tényleges laboratóriui unka kéiai érések és kísérletek. Az egyes kurzus-tankörök hallgatói önállóan dolgoznak, de lesznek kisebb csoportoknak közösen elvégzendı feladataik is. A hallgatók a félév során indig ugyanannál a sorszáal egjelölt asztalnál dolgoznak. unkájuk akkor lesz hatékony és eredényes, ha a feladatokat indenki alaposan iseri. Végezetül a laboratóriui érési adatok értékelése, jegyzıkönyv utólagos elkészítése következik. inden éréshez hozzátartozik a érési adatok kiértékelése, értelezése, ait indenkinek egyénileg és önállóan kell elkészíteni, és a jegyzıkönyvet következı gyakorlat kezdetekor kell beadni. Az eredényes unka érdekében a laboratóriui gyakorlatra való felkészülés során szükséges a feladatokat átgondolni aszerint, hogy ilyen adatokat kell érni, ilyen sorrendben célszerő végezni a éréseket, hogyan kell kiszáítani a kívánt ennyiségeket, ibıl adódhatnak érési hibák, és azok hogyan csökkenthetık. A gyakorlatokhoz segítséget nyújt: 1. a weboldalról letöltött iseretanyag: http://cheinst.ek.nye.hu 2. olnárné Havas Lívia: Kéiai alapiseretek és száítások, gyakorlati jegyzet 3. olnárné Havas Lívia: Általános kéiai gyakorlatok, gyakorlati jegyzet 4. olnár József olnárné Havas Lívia: Általános kéia ultiédia tananyag (Kéia Kalauz-2) 5. beutató labor (deonstrációs laborgyakorlat) 6. fakultatív tanóra (Alapozó kéia) 7. konzultáció a laborgyakorlat vezetıjével a érési adatok rögzítése A érések során a egfigyeléseket, adatokat az elıre kinyotatott vagy egírt lapra tollal kell beírni. A hallgatók dolgozzanak figyelesen, unkájuk tükrözze a érnöki, illetve a kutatói szeléletet! Jegyzıkönyvük ennek egfelelıen legyen tiszta, rendes, jól olvasható, áttekinthetı! A érési adatokat tartalazó lapokat a gyakorlatvezetı a gyakorlat végén aláírja. A érési adatlapon seilyen utólagos javítás ne engedélyezett. Téves adatok bejegyzése esetén a javítás tényére aláíráskor a gyakorlatvezetı figyelét fel kell hívni, és az adatlapot a egfelelı helyen láttaoztatni! Utólagos ódosításnak, javításnak helye nincs; kifestıt használni tilos! 3
a jegyzıkönyv elkészítése A laboratóriui érésekrıl, kísérletekrıl indenki saját jegyzıkönyvet készít, ég a csoportos érésekrıl is! Beadása a következı héten, a gyakorlat kezdetén történik. Aki erre az idıpontra ne készíti el, és ne adja be jegyzıkönyvét 500 Ft különeljárási díjat köteles fizetni, és a jegyzıkönyv beadására 5 unkanap haladékot kap. 1 hetet eghaladó késedele esetén a érést ne pontozzuk, jegyzıkönyvi pontszáa nulla, de int érés elvégzésre került, ne isételhetı és ne javítható! A jegyzıkönyv lapjait (és a szükséges ellékleteket) egybekapcsolva, összetőzve kell beadni, a hallgatónak dátual és saját aláírásával kell ellátni! a érési adatok feldolgozása, grafikon készítés A jegyzıkönyv száításokat, következtetéseket és értékelést tartalaz. Ezeket indenki egyénileg végezze, hogy a érésekrıl és kísérletekrıl száot tudjon adni a beszáoló dolgozatok (ZH-k) egírásakor. Az adatok ábrázolása 2 -papíron történik, ne egengedett a száítógépes grafikonkészítés. A szükséges ábrázolás a jegyzıkönyv tartozéka, egyéni unka legyen! A ellékleteken is fel kell tüntetni a hallgató nevét, kódját, csoportjelét! Hiányzások A laboratóriui gyakorlatokon a egjelenés kötelezı és a feladatok kivitelezéséhez elızetes (otthoni) felkészülés szükséges. A felkészületlen hallgató veszélyezteti társai unkáját és testi épségét, ezért a foglalkozáson felkészületlenül egjelenı hallgatókat a gyakorlatról eltanácsoljuk, és a távollét hiányzásnak inısül. A laboratóriui gyakorlaton a hallgatónak rendelkeznie kell a gyakorlat elvégzéséhez szükséges feladatszöveggel és elıre kinyotatott, fényásolt, vagy kézzel egírt jegyzıkönyv adatlappal, és az esetlegesen elıre elkészítendı kötelezı feladattal. Ezek hiányában a hallgató a foglalkozáson ne vehet részt, ert felkészületlenségével veszélyezteti a többiek unkáját! Ugyancsak eltanácsolható a érési gyakorlatról az a hallgató, aki a foglalkozás alatt tájékozatlanságáról, felkészületlenségérıl ad bizonyosságot. A laboratóriui foglalkozásról eltanácsolt hallgató hiányzása igazolt, a érést csak pótérési idıpontban pótolhatja. Egyéb okból történı hiányzást a gyakorlat oktatójánál és a vezetı oktatónál egyaránt igazolni kell! Betegség, vagy ás egyéni okból történt hiányzás iatt (E eltanácsolt) távollevı hallgatónak lehetıséget biztosítunk, hogy a érést ás csoportnál elvégezze a 2 hetes cikluson belül. A félév során indenki legfeljebb egy alkaloal élhet ezzel a pótlási lehetıséggel. A pótlási idıpontot és a érıhely száot olnárné Havas Lívia oktatóval kell egyeztetni. Hosszabb betegség esetén egyéni elbírálást alkalazunk. Aennyiben a hallgató olyan foglalkozásról hiányzik, aikor zárthelyi dolgozatot kellett volna írnia, akkor azt a félév végén egy alkaloal pótolhatja (gyakorlaton kívüli idıpontban). Az OET elektronikus teszt kitöltésének pótlására nincs lehetıség, ivel arra 2 hét áll rendelkezésre. A laboratóriui foglalkozásról való hiányzások esetén a Tanulányi és Vizsgaszabályzatban rögzített korlátozás van érvényben. Vagyis 4 heti óraszáot eghaladó hiányzás az aláírás egtagadását vonja aga után (függetlenül attól, hogy eltanácsolás vagy betegség vagy ás okból történtek a hiányzások). A szorgali idıszakbeli értékelés Általános és szervetlen kéia tárgyból Pontozás: A laboratóriuban végzett érésrıl elkészített jegyzıkönyv értékelése: axiálisan 10 pont, aibıl általában a kitöltés, értékes jegyek, külle (2), a érési pontosság (3), a száolás és következtetések (5). Eltérés a unka jellege iatt lehetséges. A zárthelyi dolgozatok értékelése: axiálisan 25 pont, aiben az elızıleg elvégzett érés, valaint száolási feladatok, reakcióegyenletek szerepelnek. OET gyakorlati e-teszt értékelése: agasabb pontszából 5 pontra korrigált eredény. EET eléleti e-teszt értékelése: agasabb pontszából 20 pontra korrigált eredény. 4
Aláírás: A tantárgyi aláírás feltétele (vagyis a vizsgára bocsátás feltétele) a szorgali idıszakban nyújtott teljesítényhez kötıdik: a hallgató valaennyi érést elvégezze (jegyzıkönyvet adjon be), legalább két gyakorlati ZH-t írjon eg, az OET és EET e-teszteket teljesítse, továbbá a laboratóriui kurzuson legalább 50 %-os teljesítényt érjen el (75,0 pont). A legalább 52,0 gyakorlati pontot (35 %-ot) elért hallgatónak egy alkaloal pontszáeelı pótlás letételét biztosítjuk a vizsgaidıszakban, hogy a tantárgyi aláíráshoz szükséges gyakorlati feltételt elérje. Ez E isételt vizsga, hiszen nincs aláírása a tárgyból. A pótláson különeljárási díj elsı fokozatának befizetése ellett lehet részt venni. Az aláírásért végzett pótlás elektronikus teszt kitöltésével valósul eg, aely érési és száítási feladatokat tartalaz a félév teljes anyagából. A tovább haladáshoz ennek 50 %-os eredénye szükséges, függetlenül a félévi unkájától. Aennyiben a hallgató ne ér el 52 pontot a félév során, aláírás egtagadva bejegyzést kap, és a következı évben a tárgyat isét felveheti. Érdejegy Általános és szervetlen kéia tárgyból Az érdejegy képzésében a szorgali idıszak eredénye és a kollokviu együttesen száít, a hallgatók eléleti és gyakorlati unkáját egyetlen érdejegy értékeli. A tantárgy érdejegyét úgy képezzük, hogy a hallgató gyakorlati unkával szerzett pontjait (ax. 150,0) feléhez (= ax. 75,0) hozzáadjuk a szorgali idıben egoldott eléleti elektronikus tesztjének pontszáát (ax. 25,0), illetve a vizsgaidıszakban letett írásbeli eléleti vizsgája pontszáát (ax. 100,0). Az elégséges érdejegyhez legalább az összpontszá (= ax. 200) 50 %-át el kell érni! 5
Laboratóriui unkarend, kéiai biztonság A laboratóriu latin eredető kifejezés, aely kísérleti helyiséget, illetve unkateret jelent. Az ott végzett unka alapján beszélhetünk kéiai, fizikai, biológiai stb. laboratóriuról, azaz annyifélérıl, ahányféle tudoányág létezik. A kéiai kísérletezés alapőveleteinek elsajátítását szolgáló oktató laboratóriuok különbözı nagyságúak és beosztásúak, de berendezésük általában hasonló. Az alapberendezés: unka-asztal gázégıvel és vízcsappal, osogató, elszívófülke, háro-lábú székek, tőz- és balesetvédeli alapfelszerelések. Laboratóriui unkaszabályok A laboratóriuba csak az ott szükséges füzet, könyv, írószer és száológép vihetı be, a táskák és kabátok zárt elhelyezésére a folyosón van lehetıség. A obiltelefonokat csak kikapcsolt állapotban szabad a helyiségbe bevinni! A laboratóriuban étel ne tárolható, ott enni, inni, dohányozni szigorúan tilos! Kerüljük a rágógui használatát! Laboratóriuban és vegyszerekkel soha ne dolgozzunk egyedül! A vegyi unkához viseljünk egfelelı védıöltözéket, ne használjunk nyitott lábbelit (sarut, szandált)! Ilyen unkákhoz elınyös a laboratóriui köpeny, ert egóvja a hétköznapi ruházatot. indig használjunk védıszeüveget! A töény savakkal, illetve lúgokkal történı unkák során pedig védıálarcot! A laboratóriui unka során szigorúan tilos a kontaktlencse viselése! A laboratóriui unka alapja a rend, a tisztaság és a fegyele. A gyakorlatokra alaposan fel kell készülni! Iserni kell a feladat eléleti alapjait, a végrehajtandó feladat inden ozzanatát, a őveletek sorrendjét. Az elvégzendı feladat alapos iseretében kell elıkészíteni inden szükséges eszközt, anyagot. eg kell gyızıdni ezek használhatóságáról, épségérıl és tisztaságáról, s csak ezután lehet unkához látni. A unkát átgondoltan, körültekintıen végezzük! A őveletek elıírt sorrendjét pontosan tartsuk be! Az eszközöket rendeltetésüknek egfelelıen használjuk! A hallgatók a laboratóriuban csak a kijelölt unkával foglalkozhatnak, a tárgykörtıl eltérı, egyéni kísérletezés szigorúan tilos! Tilos és a kizárást vonhatja aga után, ha valaki engedély nélkül kísérletet végez, vagy ilyen célra vegyszert visz el a laboratóriuból! Figyelesen kövessük a gyakorlat enetét, a unkáról vezessünk pontos jegyzıkönyvet! A laboratóriui asztalon felesleges holit ne tartsunk! Az eszközöket indig áttekinthetıen helyezzük el! unka után rögtön ossuk tisztára a használt edényeket, eszközöket! Használat után tegyünk vissza a helyükre! A vízvezeték kiöntıjébe csak ártalatlanított folyadékot szabad önteni! Papír, fédarabok, gyufa, üvegszilánk eltöi a lefolyó csövét. Folyadékok kiöntésekor is gondoskodni kell a kellı felhígításról, hogy az a lefolyócsövet ne táadhassa eg, illetve gızei a levegıt ne szennyezzék! agyon fontos unkavédeli szabály, hogy a lefolyóba tőzveszélyes anyagot és érgezı anyagok oldatát tilos kiönteni! A vegyszeraradékok győjtését tárolóedényekben kell végezni! A gyakorlat befejezésekor hozzuk rendbe unkahelyünket, a gáz- és vízcsapokat gondosan zárjuk el! A vegyszerekkel, a desztillált vízzel, a gázzal és az elektroos áraal igyekezzünk takarékoskodni! Vegyi anyagok használata, unkavédeli szabályok Tulajdonképpen inden vegyszer - ég a legveszélytelenebbnek tőnı is - bizonyos határon túl éreg, s ennek egfelelıen kell bánni vele! 6
A vegyszerek helytelen kezelés esetén káros hatásúak. Bizonyos vegyszergızök, gázok, valaint szálló vegyszerporok (halogén- és nitrózus-gázok, hidrogén-fluorid, higanygızök, vanádiu-vegyületek pora) káros hatását jól őködı szellızı berendezéssel csökkenthetjük. Ha valaely reakció során érgezı, vagy kelleetlen szagú végterékek (szén-onoxid - CO, kén-dioxid - SO 2, kén-hidrogén - H 2 S) képzıdnek, indig vegyi fülkében dolgozzunk! Ha a vegyi fülkében anuálisan is kell dolgoznunk, akkor a fülke ablakát csak annyira húzzuk le, hogy arcunkat védje! Aennyiben ez ne lehetséges, akkor átlátszó, a szeet és az egész arcot takaró védıálarcot kell felvennünk. A vegyszerek szagolásakor legyünk nagyon óvatosak! e szagoljuk a felszabaduló gázokat az edény fölé hajolva, hane kezünkkel legyezzük agunk felé! Szigorúan tilos a vegyszereket egízlelni! Gondosan ügyeljünk, hogy a szánkba seiféle vegyszer ne jusson! A szájba jutott anyagot azonnal öblítsük ki bı vízzel! A gyoorba jutott vegyszer közöbösítésére, egkötésére elsısegélyt kell nyújtani, és orvost kell hívni! agyon veszélyesek az arzén-vegyületek, a cianidok, a nehézféek sói, a etil-alkohol. Sok vegyület a bırön át is felszívódhat, különösen, ha sérült a bırfelület, ezért a legkisebb sérülést is be kell fedni ragtapasszal a unka egkezdése elıtt. A bırfelületre jutott vegyszert azonnal le kell osni! Különösen veszélyesek az aldehid-, fenol-, réz-, kró- és ólo-vegyületek. Töény savak, lúgok és az erélyes oxidálószerek bırünkre, szeünkbe jutva az érintkezı felületet súlyosan felarják, égéshez hasonló sebeket okoznak. Az ilyen balesetek elkerülésére a következı rendszabályokat tartsuk be: töény savak és lúgok hígításakor indig ezeket kell óvatosan, kevergetés közben, vékony sugárban a vízbe önteni! Ellenkezı esetben a hírtelen felszabaduló hı hatására az oldat forrásba jön és kifröccsen az edénybıl. Különösen fontos erre ügyelnünk töény kénsav és alkáli-hidroxid oldatok hígításakor, illetve a szilárd alkáli-hidroxidok oldásakor. Kerülni kell a töény savak és lúgok egyással való elegyítését! Repedt, törött edényekkel ne dolgozzunk, ilyet ne tároljunk! Törés esetén a szilánkokat kis seprővel győjtsük lapátra! Laboratóriui vegyszerek A kéiai laboratóriu felszerelésének lényeges és nélkülözhetetlen részei a vegyszerek. Ezek között találunk olyan általánosan használt anyagokat, aelyeket szinte valaennyi laboratóriuban eg lehet találni. A vegyszerek egfelelı alkalazásához iserni kell a vegyületek nevét, legfontosabb fizikai és kéiai tulajdonságait, tisztaságuk, vagy szennyezettségük értékét, felhasználásukat. A kereskedeleben különbözı tisztaságú laboratóriui vegyszerek vannak forgaloban, aelyek jelölését a csoagolásuk cíkéjén lehet egtalálni. Kéiai vizsgálatokhoz általában a tiszta (t.), analitikailag tiszta (a.t.), vagy az analitikailag legtisztább (a.lt.) jelöléső anyagokat és ezek oldatait használjuk. Ezek a nevüknek egfelelıen szennyezést alig, elenyészı kis ennyiségben, illetve nyookban se tartalazó terékek. A szennyezés inıségét és ennyiségét utató elezési eredények szintén a cíkén találhatók eg. A laboratóriuban használatos inıségek ellett ás tisztaságot képviselnek az iparban, valaint az éleliszer és gyógyszer elıállításra felhasznált vegyi anyagok. A vegyi anyagok fıbb, a tárolás és felhasználás szepontjából fontos tulajdonságára utaló jelöléseket is találunk a vásárolt vegyszerek csoagolási cíkéjén. Azoknak egfelelıen kell gondoskodni a tárolásról, hogy az anyagok közben ne károsodjanak, és ásban se okozhassanak kárt. 7
F, F+ O Tőzveszélyes vegyszereket (F) korlátozott ennyiségben és csak tőzálló vas szekrényben szabad tárolni (benzol, aceton, káliu, nátriu, kén, etanol). A fokozottan tőzveszélyes, szobahıérsékleten erısen párolgó, boló anyagokat (F+) pedig hőtıszekrényben kell tartani (dietiléter, etil-foriát). Az oxidáló hatású vegyszer (O) erélyes oxidálószer, táplálja az égést, azáltal is veszélyes, hogy különbözı anyagokkal robbanásveszély alakulhat ki (aóniu-nitrát, káliu-peranganát, salétrosav, káliu-nitrát, nátriu-klorát). A robbanásveszélyes anyagok (E) felhasználása során is bekövetkezhet a robbanás (explozív anyagok) (nitroglicerin, trinitro-benzol, trinitrotoluol, nitrocellulóz, pikrinsav). E A vegyi anyagok egészséget károsító hatását (ártalas vagy ingerlı tulajdonságát) is jelölik a csoagolási cíkén. A belélegezve, vagy lenyelve ártalas anyagok (Xn) csak a szervezetbe jutva fejtik ki hatásukat (oxálsav, réz-sók, aóniu-klorid, glikol, jód, naftalin, toluol, xilol, butanol, báriu-klorid, vas(ii)-vegyületek). Az ingerlı anyagok (Xi) egy része a légutakat izgatja, vagy sze- vagy bırizgató Xn, Xi hatásúak (etanol-ain, ecetsav, foszforsav, hangyasav, káliu-kroát, etiletakrilát, szalicilsav). A aró anyagok (C), erıs savak, lúgok, töény oxidálószerek bırrel érintkezve súlyos, az égéshez hasonló sérüléseket okoznak, korrozív hatásúak (aluíniu-klorid, vajsav, cink-klorid, ecetsav, kalciu-hidroxid, kénsav, nátriu-hidroxid, sósav, hypo). Különösen veszélyes a töény ecetsav, kénsav és hidrogén-peroxid, ha ne kellıen elıvigyázatosan történik felhasználásuk. A érgezı (T) és az erısen érgezı anyagok (T+) külön kategóriát képeznek a vegyi anyagok között, ert toxikus hatásuk révén aradandó egészségkárosodást okoznak. Felhasználásuk engedélyhez kötött. Rendeletek szabályozása szerint történhet ezeknek az anyagoknak elıállítása, vásárlása, szállítása, tárolása és felhasználása. A tárolás csak jól zárható éregszekrényben engedélyezett és a felhasználásról tételes T, T+ nyilvántartást (éregkönyvet) kell vezetni (benzol, anilin, nitrogén-dioxid, nitroglicerin, foraldehid, higany(ii)- és kadiu-vegyületek, etanol, nátriu-fluorid, nátriunitrit, nikotin, ólo-tetraetil, szén-tetraklorid, trinitro-benzol, vinil-klorid). A laboratóriui unka során felhasznált anyagokat vagy eredeti csoagolásukban, vagy a gyakrabban szükséges anyagokból kisebb ennyiséget, jellegüknek egfelelı edényzetben tárolva használjuk. inden edény cíkével ellátott, aelyen szerepel a vegyszer neve, képlete, oldatoknál a töénysége is, valaint a veszélyekre utaló R és S ondatok sorszáai. A szilárd vegyszereket dugóval zárható őanyag- vagy üveg-edényekben (porüvegben) tarjuk. A szilárd anyagokat tiszta és száraz vegyszeres kanállal vegyük ki az edénybıl, ajd azt azonnal zárjuk le! A folyadékok és oldatok tárolása célszerően különbözı típusú folyadéküvegekben történik. A egaradt vegyszereket soha ne tegyük vissza azokba az edényekbe, aelyekbıl kivettük, hane a kijelölt vegyszergyőjtıbe! Felesleges hulladékot ne képezzünk, szükségtelenül nagy ennyiségekkel ne dolgozzunk! A kéiai kísérletek hulladékai A kéiai kísérletek és érések terékei sok esetben hulladéknak inısülnek, és szelektív győjtést, ártalatlanítást igényelnek. A gyakorlati unka egészség és környezetkárosító hatásait akkor lehet hatékonyan egelızni, ha iserjük a veszélyekre utaló R és S ondatokat; ezeket a vegyszerek dobozán, üvegjén indig fel kell tüntetni. C 8
A környezetet ne veszélyeztetı anyagok közvetlenül, vagy hígítva a lefolyóba önthetık (pl. háztartási vegyi anyagok, a nehézféet ne tartalazó sók oldatai, etanol, aceton, ecetsav híg oldata). A laboratóriui unkához viszonylag alacsony koncentrációjú (0,01-0,1 ol/d 3 ) oldatokat használunk, aelyeknek sokkal kisebb a kockázata, int a töény vegyszereknek. Ennek ellenére óvatosan, figyelesen kell a vegyszerekkel dolgozni! A hulladék győjtésére a laboratóriuban polietilén vagy üvegedény használatos, inden győjtıedény felirattal van ellátva. Győjtıtartályt használunk: 1. PE - savak és lúgok győjtésére a selegesített anyag a ph ellenırzése után a csatornába önthetı. 2. PE - érgezı szervetlen anyagokhoz ártalatlanítást igényel. 3. üveg - halogénentes szerves anyagok győjtésére tartala elégethetı. 4. üveg - halogéntartalú szerves anyagokhoz szükséges tartala kéiai átalakítást igényel. A laboratóriui feladat leírása indig tartalazza azt is, hogy ilyen győjtés vagy ártalatlanítás szükséges az egyes felhasznált anyagokra. Az utasításokat indig szigorúan be kell tartani! Tőzrendészeti szabályok A laboratóriuban használt főtıgáz tőz- és robbanásveszélyes, ezért óvjuk a vezetéket inden echanikai hatástól, nehogy gázszivárgás történjék. Ha gázszagot érzünk, azonnal jelentsük a gyakorlat vezetıjének! A gázégık eggyújtásakor és elzárásakor szabályszerően járjunk el! Hibás égıket ne használjunk! őködésben lévı gázégıt ne hagyjuk felügyelet nélkül! Illékony tőz- és robbanásveszélyes anyagokkal csak abban az esetben dolgozhatunk, ha a laboratóriuban egyetlen gázégı se ég, nincs nyílt láng. egfelelı szellıztetésrıl gondoskodjunk! Tőzveszélyesek azok az anyagok, aelyeknek alacsony a lobbanáspontjuk, illetve a gyulladási hıérsékletük (hidrogén, etán, dietil-éter, benzin). A robbanásveszélyes anyagok (gázok, gızök, egyes szilárd anyagok pora) a levegıben bizonyos koncentrációt elérve szikra, vagy nyílt láng hatására robbanással gyulladnak eg. Egyes anyagok (pl. nátriu, káliu, kalciu-karbid) vízzel lépnek heves kéiai reakcióba, és a keletkezı hı eggyújthatja a reakció terékeket. Vannak öngyulladásra hajlaos anyagok. Így a levegıvel érintkezı sárga foszfor önagától eggyulladhat, ezért víz alatt tárolják. Olajjal átitatott anyagok is hajlaosak öngyulladásra. Oxidáló anyagok (salétrosav, nitrátok, peroxidok, peranganátok) éghetı szerves anyagokkal érintkezve könnyen idézhetnek elı tüzet, robbanást, ezért elkülönítve tároljuk. Tőzoltás Tőz akkor keletkezik, ha az éghetı anyag az égést tápláló közeggel (levegıvel, oxigénnel) érintkezve a gyulladási hıérsékletet eléri. A tőzoltás abból áll, hogy e feltételek valaelyikét egszüntetjük, az éghetı anyagot elzárjuk az égést tápláló közegtıl, vagy a hıérsékletet a gyulladási hıérséklet alá hőtjük. Tőzoltáskor a két feltételt rendszerint együtt szüntetik eg. Tőzoltáshoz többnyire vizet használnak, de az ne alkalazható olyan anyagoknál, aelyek a vízzel reagálnak (pl. alkáli-féek), vagy kis sőrőségük iatt a víz felszínén úsznak (pl. kıolaj, benzin, éter). A víz ne használható elektroos ára alatt lévı készülék oltására se! Villaos feszültség alatt álló vezetéket, készüléket vízzel oltani ne szabad, az áratalanítással egyidejőleg poroltót használunk! Kisebb laboratóriui tüzet hookkal, vagy az edény lefedésével is elolthatunk. Ha a ruhánk tüzet fogna, sei esetre se szabad futkosni, hane nedves ronggyal, pokrócba csavarással, vagy földön hepergéssel oltsuk el! A kézi tőzoltó készülékeknek több fajtája használatos: Szénsavval oltó készülék cseppfolyós szén-dioxidot tartalaz. A készülékbıl kiáraló szén-dioxid erısen lehől, lehőti az égı anyagot, és elzárja tıle a levegıt. A porral oltó készülékben két tartály található, az egyikben nátriu-hidrogénkarbonát van, aelyet a ásik tartályban nyoás alatt lévı szén-dioxid hajt ki és lövell a tőzre. A halonnal oltó készülékek cseppfolyós polihalogénezett szénhidrogéneket tartalaznak. Ezek használatakor köhögésre ingerlı, érgezı gázok keletkeznek, ezért oltás után gondosan ki kell szellıztetni! 9
Elsısegélynyújtás A laboratóriui unka ne veszélyes, ha pontosan egtartjuk az elıírásokat és rendszabályokat. Viszont bárely, látszólag veszélytelen ővelet, vagy anyag bajok forrásává válik, ha unkánkat hanyagul, gondatlanul végezzük. A figyeletlen unka során elıfordulhatnak kisebbnagyobb sérülések, balesetek, ezért pontosan tudni kell, hogy ilyenkor i a teendı! A legkisebb sérülést, vagy balesetet is koolyan kell venni, és azonnal jelenteni kell a gyakorlatvezetı oktatónak! Alapvetıen fontos, hogy egırizzük nyugalunkat, a sérültet szakszerő, gyors elsısegélyben részesítsük, és ha szükséges a veszélyforrást egszüntessük! inden vérzéssel járó sérülés ellátása esetén guikesztyő használata ajánlott! Égési sebeknél a sérülést folyó vízzel azonnal le kell hőteni (kb. 15 perc), ajd tiszta kötözı anyaggal lazán kössük be! Horzsolásoknál, vágott sebeknél a seb környékét fertıtlenítsük, ajd steril gézzel kössük be! Vízzel csak akkor ossuk ki, ha aró, vagy érgezı anyag került bele. A sebbe került idegen test (pl. üvegszilánk) eltávolítását bízzuk orvosra! A kis sebet is ajánlatos bekötni, ert a legtöbb kéiai anyag azzal érintkezve ronthatja a seb állapotát. Ha ütıér sérült eg, nyoó kötést kell alkalazni! Bırarásnál a bırre került aró anyagokat elıször bı vízzel ossuk le, ajd savarás esetén 2%-os nátriu-hidrogén-karbonát (szódabikarbóna) oldattal, lúgarásnál pedig 2%-os ecetsavoldattal borogassuk a sebet! Laza kötést tegyünk rá és ha a art felület nagy, hólyagos, a sérültet sürgısen vigyük orvoshoz! Szearásnál a leggyorsabb segélynyújtás szükséges, ert igen nagy fájdalat okoz a szebe került aró anyag és súlyos szekárosodást is okozhat! A szeet azonnal bı, folyó vízzel ossuk ki, ajd öblítsük vízzel, 2%-os bórax oldattal (savarásnál), illetve 2%-os bórsav oldattal (lúgarás esetén). Elsısegély után inden esetben azonnal orvoshoz kell vinni a sérültet! A fröccsenés veszélye iatt tiltott a kontaktlencse viselése, ha kéiai anyagokkal dolgozunk. Ekkor ugyanis a kontaktlencse és a vegyszer kölcsönhatása egakadályozhatja a lencse gyors eltávolítását, és súlyosbíthatja a sérülést. Gázérgezésnél azonnal friss levegıre kell vinni a sérültet és nyugaloba helyezzük! esterséges légzést csak tüdıt ne roncsoló gázok (pl. CO, CO 2, H 2 S, HC) érgezése esetén szabad alkalazni. Tüdıt roncsoló gázok (pl. Cl 2, Br 2, HCl, O, O 2 ) estén tilos! Sürgıs orvosi ellátás szükséges! Áraütésnél az elsı teendı az árakör gyors kikapcsolása! Ára-entesítés nélkül a sérültet csak száraz ruhával letakart kézzel fogjuk eg, hogy a további áraütést elkerüljük! A sérültet friss levegıre kell vinni, és szükség esetén esterséges lélegeztetést alkalazni! Azonnal orvost kell hívni! Csonttörésnél, vagy ficanál a sérült testrészt rögzítjük és sürgısen orvost, vagy entıt hívunk. Szájba, gyoorba került aró, érgezı anyagokat bı vizes öblítéssel, illetve víz itatásával hígíthatjuk. Szájba jutott sav esetén közöbösítésre 2%-os ahco 3 oldatot alkalazunk, lúgoknál híg ecetsav oldatot itatunk. Gyoorba jutott sav érgezésekor go-pépet adunk, ivel szódabikarbónát vagy ás karbonátot használni tilos, ert a gyorsan felszabaduló CO 2 -gáz a felart, elvékonyodott falú gyorot felrepesztheti! Hánytatni tilos! Egyéb érgezı anyagok egkötése speciális ellátást igényel. A érgek egkötésére általánosan alkalas ellenanyag az aktív szén (Carbo activatus). Ebbıl 2-3 evıkanálnyit keverünk el 2-3 dl vízben, és azt itatjuk eg a sérülttel. érgezési elsısegélynyújtáskor ricinusolajat használni ne szabad, ert a zsírban oldódó érgeket feloldja, és felszívódásukat elısegíti, a érgezést súlyosbítja! érgezı anyagok lenyelése esetén azonnal orvosi segítséget kell hívni és az elsısegélynyújtást haladéktalanul eg kell kezdeni! Befejezésül tájékozott kísérıvel, a éreg intájával, cíkéjével együtt késedele nélkül orvoshoz, intézetbe irányítjuk, illetve szállítjuk! 10
CAPA száítógépes gyakorló és vizsgáztató progra A CAPA kliens-progra egy tesztgeneráló progracsoag felhasználói része. Ez teszi lehetıvé, hogy a teszt feladatbank a diákok száára szerveren keresztül elérhetı. A client.exe prograot a http://cheinst.ek.nye.hu weboldal Általános és szervetlen kéia tantárgy oldaláról le kell tölteni arra a száítógépre, aelyen a hallgató gyakorolni szeretne, és azon kell futtatni. Ez a progra biztosítja a tananyag begyakorlását, az önellenırzést, eellett használjuk a félévközi száonkérésben, vizsgáztatásban is. A szerver elérhetıségét (IP cíét) az elsı heti elıadáson és laboratóriui gyakorlaton isertetjük. A progra futtatásával a bejelentkezési panel jelenik eg. Ezen kell egadni az IP-cíet, a diák nevét és jelszóként a EPTU kódját. A kapcsolódás gob egnyoása után egjelenik a választható tesztek listája, aibıl gyakorlást lehet választani. Az indítás aktiválja az aktuális tesztsort, egjeleníti az egyes tesztkérdéseket. A válasz egadása után a továbblépés a egoldás felirat egnyoásával lehetséges, aikor a helyes válasz a panelen egjelenik, ajd a következı feliratra kattintás után adja a progra a következı feladatot. A egoldást egjelenítı funkció csak gyakorló üzeódban őködik. Aikor félévközi száonkérés történik, akkor a progra vizsga ódban őködik, a tesztegoldás idıben korlátozott, és ne lehet a helyes választ egtekinteni. Vizsgaódban a továbblépést a következı felirat teszi lehetıvé. 11
A helyes egoldásokat a száítógép a egjelölt válasz ellé tett függıleges zöld vonalkával jelzi. A tesztsorokban többféle kérdéstípussal találkozik a hallgató. A tesztsor tartalazhat egyszeres és többszörös választást, igaz-hais egállapításokat, négyszeres asszociációt, ennyiségi összehasonlítást, szöveg-kitöltıs feladatot, párosítást. A laboratóriui iseretekhez kapcsolódik ég az egyenletrendezési feladat, illetve a száolási példák. Az egyszeres és többszörös választás kérdéseinél egy vagy több válasz is lehetséges. Ezek pontozása eltérı. Egyszeresnél 1 pontot, a többszörösnél 3 pontot ér a helyes válasz. A részlegesen jó egoldású több válaszos feleletre részpontokat is lehet kapni akkor, ha ne jelölte az összes lehetséges választ, és nincs rossz közöttük. Az igaz-hais kérdéstípus a többválaszos teszt egyik típusa, aikor vagy a helyes vagy a helytelen egállapításokat kell a felsoroltakból kiválasztani, és egfelelı pipa elhelyezésével jelölni. Pontozása egegyezik a többszörös választáséval. A négyszeres asszociáció feladatában legtöbbször két anyaghoz vagy fogalohoz társított egállapításról azt kell eldönteni, hogy egyikre vagy ásikra vagy indkettıre igaz, vagy egyikre se. ivel ennél a kérdéstípusnál csak egy válasz lehetséges, így 1 pontot ér a helyes válasz. A felületen látszik a tesztre felhasznált összes idı, így a hallgató a válaszok egadásánál gazdálkodni tud a aradék idejével. A ennyiségi összehasonlítás egyike a kifejezetten száítógépes tesztegoldásokra kifejlesztett kérdéstípusnak. Ekkor két ennyiségi adatot kell egyáshoz viszonyítani. eg kell állapítani, hogy a feltüntetett adatok közül elyik értéke nagyobb vagy kisebb vagy egyenlı, és azt a egfelelı ateatikai jelnél kell jelölni. Ezzel a kérdéstípussal gyakran találkozhatunk a gyakorlati feladatoknál, pl. SI értékegységekben egadott értékek összehasonlítására (pl. A progra jelzi a egoldott kérdések száát, valaint a helyes és a kihagyott válaszokat is utatja. Hogyan viszonyul egyáshoz a 0,345 kg és a 340 g ennyisége?). Van, aikor egyszerő száolás is szükséges ennél a típusnál. pl. elyik nagyobb: 2,45 in vagy 127 s? A helyes válasz ebben az esetben is 1 pontot ér. 12
A szövegkitöltıs feladat nagy figyelet igényel a hallgatótól. e csupán a kéia tudását éri ez a teszt-típus, ne csak az iseretlen szavakat kell kitalálnia, és a ondatokba elhelyezni, hane a egfelelı nyelvtani szabályokat is iserni szükséges, és hibátlanul kell gépelnie. Ennél a feladatnál különbözı egyszerősítı jeleket is használhatunk, a karakterkészlet ezt lehetıvé teszi. Általában 10 szavas szöveget jelenít eg a feladat. Gyakorló ódban a egoldások helyességét a beíró-ezı zöld színőre változása utatja; a hibás szavaknál pirosra változik a beíró-ezı, és ráadásul a helyes szó is egjelenik. Ez a feladategoldás képviseli a legnagyobb pontszáot, ert inden helyesen beírt szóért 1-1 pont jár. Vizsga ódban a félig kitöltött lapra ne lehet visszatérni, azt a száítógép egoldottnak tekinti. Valaennyi párt össze kell kötni a axiális pontszához. A párosító feladat szintén száítógépes tesztegoldásoknál nagy jelentıségő, és nagyon egyszerő kezeléső. A két oszlopban felsorakoztatott párokat kell egyáshoz rendelni oly ódon, hogy a ellettük található kis négyzetekre kattintunk, ainek hatására a egjelölt válaszokat a száítógép fekete vonallal összeköti. agyon hatékony a névképlet párosító teszt gyakorló ódban, ert fejleszti a vegyületek nevének és képletének vizuális rögzülését. A egoldást azzal jelzi a progra, hogy a helyes párosítást zöldre, a helytelent pedig pirosra változtatja. A feladat pontozásakor inden helyes páros bejelöléséért 1 pontot ad a száítógép. A tesztsor kitöltése után gyakorló és vizsga ódban egyaránt a hallgató összegzést kap a teljesítényérıl. Ez jelzi a egoldott kérdések száát, azon belül a helyes válaszokét (vagyis a teljesen jó egoldású feladatlapokét). Ennek százalékos értékét is egjeleníti. A feladatok különbözı pontozása iatt ez ne jelzi hően a tesztegoldást, ezért az elérhetı pontszáról és a saját elért pontjairól, valaint ennek százalékos értékérıl is tájékoztatást kap a hallgató. Vizsgakor a szerveren naplófájlban rögzítıdik a teljes feladategoldás (a kérdések és a válaszok is), így bárikor visszakereshetı inden hallgató inden egyes próbálkozása. A gyakorló ód esetén is lehetısége van az oktatónak, hogy naplózza a hallgatói cselekényt, így nyoon lehet követni azt is, hogy ki hány gyakorlást és ilyen sikerrel próbált eg elvégezni. 13
Vannak speciálisan a laboratóriui gyakorlati unkához kapcsolódó tesztsorok is. Ilyen lehet a nevezéktan gyakorlására összeállított párosító feladatsor, vagy az egyenletrendezést különbözı fokozatokon gyakoroltató kitöltıs teszt, aelyik csak egy-egy egyenletet ad feladványként. Ennek pontozása függ a kitöltendı ezık száától, hiszen az ás elbírálású, ha csak az együtthatót kell beírni, intha a képletek is hiányosan vannak egadva. A egoldásokat a progra a kitöltıs feladatnál jelzett ódon (zöld/piros) utatja. ás pontozást alkalazunk, ha egyszerő savbázis, vagy csapadékképzıdési reakció rendezésérıl van szó, és ást, ha bonyolult (oxidációs száok használatát igénylı) redoxi folyaatot kell egoldani. A gyakorlati, száolási készséget is lehet fejleszteni olyan tesztsorral, aelyik különbözı szintő száolási feladatokat tartalaz. Ebben az esetben saját vagy száítógépes száológép használható a feladathoz, és az eredényt a ezıbe egfelelı száú értékes jeggyel kell beírni. A feladatok egfogalazásakor az adatok rögzítése úgy történik, hogy a szükséges értékes jegyek száát egyszerően eg lehessen állapítani. A száolási eredényt és az értékes jegyek száát a száítógép ellenırzi, helyességét kijelzi. Gyakorló ódban a egoldókulcsot a LEGO - elv alapján végzett száítás szerint iserteti. Pontozása egyéni, a feladat nehézségétıl függı. A száadatokat és a felhasznált anyagok nevét a száítógép generálja. A CAPA száítógépes gyakorló és vizsgateszt adatbázisában száos teszttípus és feladat található, aelyekbıl a száítógép a tesztsor összeállításakor egadott szepontok alapján véletlenszerően adja a kérdéseket. Ezért ugyanannak a tesztsornak a kérdéssorrendje egyás után többször egoldva a tesztsort ne lesz azonos. Ugyancsak különbözı lehet a feladványban egfogalazott kérdés, csak jellegében, téájában azonos. Ugyanannál a kérdésnél is eltérı lehet a válaszok szövege, és indig ás lesz azok sorrendje. A száítási feladatok száadatait a egadott határokon belül a száítógép generálja, így a száolási példák is ind eltérıek lesznek. Ebbıl következik, hogy száos gyakorlás után se ugyanazt a tesztet kapja feladatul a hallgató, int ait ár korábban egoldott. A félévközi vizsga alkalával (EET) száítógépes tereben, oktatói felügyelet ellett, egyeztetett idıbeosztás szerint következı hallgatói csoportok vesznek részt az elıadások iseretanyagát kérjük száon. A géptereben periódusos rendszer használata engedélyezett. A tesztsor egoldása idıhöz kötött, ai alapos elızetes jártasságot igényel a hallgatótól. A száítógépes generálási lehetıségek, valaint a véletlenszerő kérdéssorrend és kiválasztás következtében az egyás ellett ülı hallgatók egyástól teljesen eltérı tesztsort oldanak eg. Az otthoni tesztegoldás (OET) során vizsgaódban futtatott tesztsort kell egoldani a hallgatóknak, aely a laboratóriui unka és kéiai száítások téakörét öleli fel. Ez is idıhöz kötött, azonban oktatói felügyelet nélkül zajlik; periódusos rendszer és száológép szükséges hozzá. Egy tesztegoldásra (OET-vizsga) van lehetıség, ait gyakorló ódban (OET-gyakorló) bárennyiszer kipróbálhatnak. 14
A LEGO -elv A kéiában egész részecskék lépnek egyással kölcsönhatásba, ennek következtében szinte inden száítás visszavezethetı az anyagennyiségre. A LEGO -elv lényege, hogy az anyagennyiség és a oláris ennyiségek összefüggéseit int könnyen átlátható kis egységeket (építıeleeket) alkalazzuk néhány alapképletben (alappanelben), és a feladatot algebrai úton oldjuk eg. A LEGO -elven alapuló kéiai száításokban háro alappanelt használunk, attól függıen, hogy lejátszódik-e kéiai reakció vagy se, illetve az isert és a keresett adatok ugyanarra az anyagféleségre vonatkoznak-e. A száítások építıeleei a különbözı fizikai és kéiai ennyiségek és az anyagennyiség közötti összefüggések, pl.: n = A n = n = V V o p V I t n = n = R T F Többkoponenső rendszerek esetén ezekhez további építıeleek adódnak, pl. a különbözı koncentrációk, n c n = c = V V illetve tört vagy százalékos töénységek képletei: n X i = n i összes n xi = 100 n i összes W i = i összes Gyakran szükséges a sőrőség kifejezésének használata is: ρ = V A száítási feladatok szerint háro alappanelt használunk: wi = 100 nincs kéiai reakció, a keresett és a egadott ennyiség ugyanarra a kéiai részecskére vonatkozik: n keresett = n isert (1) nincs kéiai reakció, az egyik részecske része a ásik részecskének: n kisebb egység = u n nagyobb egység (2) i összes ahol u egutatja, hogy a nagyobb részecskében hány kicsi részecske található. van kéiai reakció: n keresett = (u keresett / u isert ) n isert (3) ahol u keresett a keresett anyag, u isert az isert anyag sztöchioetriai együtthatója a kéiai reakcióban. A feladatok egoldásakor elıször kiválasztjuk a egfelelı alapképletet (alappanelt), ajd csoportosítjuk az isert és a keresett adatoknak egfelelı összefüggéseket (építıeleeket), végül beépítjük azokat az alappanelbe. Szükség esetén egfelelı értékegység átváltókat is alkalazunk. A végeredény egadásakor ügyeljünk a egfelelı száú értékes jegyre! A kéiai száítások egoldásait a LEGO -elv szerinti száítással adjuk eg. Részletes példaegoldást tartalaz: http://kutdiak.hu/uj/dokuentuok/olnar-cikk.doc 15
Egyszerő kéiai száítások Az egyes fizikai, illetve kéiai ennyiségek közötti összefüggéseket éréssel állapítjuk eg. Ahhoz, hogy egy ennyiséget érni tudjunk, a ennyiségnek valaely rögzített értékét (értékegység) kell alapul választani. apjainkban az SI értékegység-rendszert használjuk a érések és száítások során. Az SI használatát, prefixuait és átváltásukat egyénileg gyakorolják! A kéiai változások fontos értékegysége a ól, aely az anyagennyiség kifejezésére szolgál. Jele: n, a értékegység rövidítése ol (ahogy a töeg jele:, és a kilogra rövidítése a kg) Egy ól az anyagennyisége annak az anyagnak, aely annyi azonos elei egységet (entitást: atoot, olekulát, iont, elektront, stb.) tartalaz, int ahány ato van pontosan 0,012 kg 12 C-izotópban. Egy ól anyagban 6,022 10 23 elei egység található (Avogadroállandó: A = 6,022 10 23 1/ol). Adott anyagennyiség és benne lévı entitás részecskeszáa között tehát az Avogadro-állandó az arányossági tényezı: n =. Példa A 1. Egy darabka gyéánt 5,0 10 21 szénatoot tartalaz. Hány ól C-ato van benne? n = n = 5,0 10 21 / 6,022 10 23 1/ol = 8,3 10-3 ol A 2. Hány gázolekula van abban a intában, aelyik 2,155 ólt tartalaz? n = = n A = 2,155 ol 6,022 10 23 1/ol = 1,298 10 24 A Abban az esetben, ha az elei egység összetett (pl. atookban proton, neutron, elektron; olekulában atook, stb.) akkor azok száát egy további szorzószá fogja egutatni: Példa n kisebb egység = u n nagyobb egység 3. Hány oxigénatoot tartalaz 1,88 ol ózonolekula? (az ózon olekula képlete O 3, vagyis u = 3 lesz) O-ato n O-ato = 3 n ózon = 3 nózon O-ato = 3 A n ózon A O-ato = 3 6,022 10 23 1/ol 1,88 ol = 3,40 10 24 Ez a LEGO-elv (2) alappanelje 4. Hány ól proton található 3,15 10 20 szilíciuatoban? (a szilíciu rendszáa ainek száértéke egegyezik 1 Si-atoban lévı protonok száával: 14, vagyis u = 14) Si n proton = 3 n Si n = 14 proton n proton = 14 3,15 10 20 / 6,022 10 23 1/ol = 7,32 10-3 ol A 16
5. Hány ól a 65-ös réz-izotóp anyagennyisége, ha a inta 5,48 10 21 neutront tartalaz? (a réz rendszáa: 29, töegszáa: 65, ekkor a neutronok száa = 65-29 = 36; azaz u = 36) neutron neutron n neutron = 36 n Cu = 36 ncu = ncu 36 A n Cu = 5,48 10 21 / 36 6,022 10 23 1/ol = 2,53 10-4 ol A A kéiai anyag töege és az anyagennyisége között állapít eg arányosságot a oláris töeg (jele:, értékegység rövidítése: g/ol). n = Az eleek oláris töegét azok izotópjainak terészetes elıfordulása szerinti súlyozott átlagát a periódusos rendszer, illetve egyes táblázatok tartalazzák (átlagos oláris töeg). pl. a klór 75,77 % 35 Cl atoot (34,9689 g/ol) és 24,23 % 37 Cl atoot (36,9658 g/ol) tartalaz, így Cl = 35,4527 g/ol 35,45 g/ol Példa Korábban azt tapasztalhatta, hogy száításokban az eleek oláris töegének egészre kerekített értékét, valaint az izotópok töegszáát használták azok oláris töege száértékeként. Azonban ez az elhanyagolás, kerekítés ne vezet helyes értékhez, és az Avogadro-állandó 6,022 10 23 1/ol helyett se csak a 6 10 23 száot használjuk. 6. ekkora az anyagennyisége annak az aluíniu-fólia darabnak, elynek töege 0,4582 g? Al n Al = n Al = 0,4582 g / 26,98 g/ol = 1,698 10-2 ol Al 7. Hány Al-ato van az elıbbi fóliában, vagyis 0,4582 g-ban? ugyanarról az anyagról van szó, vagyis a töeg és oláris töeg, valaint a részecskeszá és Avogadro-állandó arány egyaránt az aluíniu anyagennyiségét adja eg: Al Al A Al n = n = = Al = A Al A Al Al = 6,022 10 23 1/ol 0,4582 g / 26,98 g/ol = 1,026 10 22 8. Az ezüst 51,84 % 107 Ag-t és 48,16 % 109 Ag-t tartalaz. A 107 Ag oláris töege 106,905092 g/ol. ekkora a 109 Ag oláris töege? ( Ag = 107,87 g/ol) az izotópok elıfordulási arányuknak egfelelıen járulnak hozzá az átlagos oláris töeg értékéhez: = a 107Ag + b 109Ag (107,87 g/ol - 0,5184 106,905092 g/ol) / 0,4816 = 109Ag 109Ag = 108,9078 g/ol 9. Hány g annak a kénkristálynak a töege, aelyik 5,22 10 19 S 8 -olekulát tartalaz? a kénatook oláris töege adott, tehát az n S-ato = 8 n olekula összefüggést használjuk fel: S olekula S olekula = 8 alakban S = 8 S A S = 8 32,07 g/ol 5,22 10 19 / 6,022 10 23 1/ol = 0,0228 g = 22,8 g A A tapasztalati képlettel jelzett vegyületek, olekulák és összetett ionok, oláris töegét egkapjuk, ha az alkotó eleek oláris töegét összeadjuk, annak figyelebevételével, hogy a képletben hány atojuk található. A száított oláris töeg és a töeg, valaint a részecskeszá kapcsolatára ugyanazok az összefüggések érvényesek, int az eleeknél! 17
Példa 1. hét 1. hét 10. ekkora a oláris töege az etanolnak (CH 3 CH 2 OH)? 1 olekula etanolban 2 C, 6 H és 1 O ato van, 1 ólnyi olekulában 2 ol C, 6 ol H és 1 ol O 1 ol C 2 H 6 O-ban C: 2 ol 12,01 g/ol = 24,02 g H: 6 ol 1,008 g/ol = 6,05 g O: 1 ol 16,00 g/ol = 16,00 g Σ = 46,07 g / 1 ol = 46,07 g/ol 11. Hány klorid iont tartalaz a konyhasó (acl) 45,0 g-ja? a képletegységben 1 Cl -ion van, így u = 1; Cl acl A = 1 Cl = A acl acl acl n Cl =1 n acl Cl = 6,022 10 23 1/ol 0,0450 g / 58,44 g/ol = 4,64 10 20 12. Hány gra nitrogént tartalaz 2,00 g karbaid (H 2 COH 2 )? a olekulában 2 -ato van, így u = 2; n = 2 n karbaid a kisebb egység töegét keressük, és a nagyobb egységnek is töegét iserjük, ezért a töeg és oláris töeg hányadosával kifejezett anyagennyiségeket használjuk: karbaid karbaid = 2 = 2 karbaid karbaid = 2 14,01 g/ol 2,00 g / 60,05 g/ol = 0,933 g Vegyületek képlete és összetétele A vegyületek képletének iseretében (eghatározva a oláris töeget) az alkotó atook, vagy atocsoportok töegtörtje (W), illetve töeg%-a (w%) is kiszáítható. A töegtört és a töegszázalék általánosan használható definiáló képlete: Vegyületekre: W = képlet koponens összes ato W = és w% = 100 w% = 100 ato képlet koponens Az n ato = u n képlet összefüggést (LEGO-2 alappanelt) használjuk fel, a töeg és oláris töeg hányadost behelyettesítve, ajd úgy rendezzük, hogy a töegtört vagy töeg% kifejezhetı legyen: ato képlet ato ato ato ato = u W = = u illetve w% = 100 = 100 u ato Példa képlet képlet 13. Határozzuk eg a penicillin olekula (C 14 H 20 O 4 2 S) töeg%-os összetételét! ato w% = 100 u = 312,4 g/ol képlet képlet w% C = 100 14 12,01 g/ol / 312,4 g/ol = 53,81 w% H = 100 20 1,008 g/ol / 312,4 g/ol = 6,45 w% O = 100 2 16,00 g/ol / 312,4 g/ol = 20,49 w% = 100 2 14,01 g/ol / 312,4 g/ol = 8,70 w% S = 100 32,07 g/ol / 312,4 g/ol = 10,27 Ehhez hasonlóan a töeg%-os összetétel lehetıséget ad a vegyület képletének eghatározására. Ha isert a oláris töeg, akkor az u értékét keressük valaennyi alkotó atora különkülön. ato w% ato képlet w% = 100 = 100 u u = 100 képlet képlet összes ato képlet képlet 18
Példa 1. hét 1. hét 14. Az adipinsav töeg%-os összetétele: 49,31 % szén, 43,79 % oxigén és a aradék hidrogén, oláris töege 146,1 g/ol. Állapítsuk eg ennek a szerves savnak a képletét! w% képlet u = 100 ato u C = 49,31 146,1 g/ol / (100 12,01 g/ol) = 6,00 u O = 43,79 146,1 g/ol / (100 16,00 g/ol) = 4,00 u H = 6,90 146,1 g/ol / (100 1,008 g/ol) = 10,00 C 6 H 10 O 2 Ha ne isert a oláris töeg, akkor a vegyület pontosan 100 grajából indulunk ki, ert ekkor a egadott %-os értékek azonnal az atook g-jaként értelezhetık. Az alkotó atook anyagennyiségét kiszáítva egkapjuk, hogy 100 g vegyületben az adott ato hány ólja van, ajd azokat a legkisebb értékhez arányítva jutunk az alkotó atook egész száú anyagennyiségét. ato w% ato képlet w% w% = 100 n ato = = = 100 képlet Ha a koponensek töege adott, akkor az a kiindulási töeg. Példa ato 15. Határozzuk eg a tapasztalati képletét a warfarin nevő patkányírtó szernek, aelynek töeg%- os összetétele: 74,01 % szén, 5,23 % hidrogén és 20,76 % oxigén! w% (g) n ato = ato n C = 74,01 g / 12,01 g/ol = 6,162 ol n C /n O = 6,162 ol / 1,298 ol = 4,75 ol n H = 5,23 g / 1,008 g/ol = 5,188 ol n H /n O = 5,188 ol / 1,298 ol = 4,00 ol n O = 20,76 g / 16,00 g/ol = 1,298 ol n O /n O = 1,00 ol ahhoz, hogy egész száokat kapjunk az egyes száok 4-szeresét kell venni: C 19 H 16 O 4 16. Egy karbaid inta eleezésekor egállapították, hogy 1,121 g nitrogént, 0,161 g hidrogént, 0,480 g szenet és 0,640 g oxigént tartalaz. i a tapasztalati képlete a karbaidnak? ato n ato = ato n = 1,121 g / 14,01 g/ol = 0,0795 ol n /n C = 0,0795 ol / 0,0400 ol = 2 n H = 0,161 g / 1,008 g/ol = 0,1597 ol n H /n C = 0,1597 ol / 0,0400 ol = 4 n C = 0,480 g / 12,01 g/ol = 0,0400 ol n C /n C = 0,0400 ol / 0,0400 ol = 1 n O = 0,640 g / 16,00 g/ol = 0,0400 ol n O /n C = 0,0400 ol / 0,0400 ol = 1 CH 4 2 O ato ato Száítási feladatok 1. A kéiai eleek egyikének csak egyetlen terészetes izotópja létezik, aelynek egyetlen atoja 9,123 10-23 g töegő. Azonosítsuk a oláris töeg alapján az atoot! Ugyanarról az anyagról van szó, így a LEGO-(1) alappanelt használjuk. Részecske töeget iserünk, és oláris töeget keresünk. 23 1 9,123 10 g (1) n keresett = n isert = = 23 A 6,022 10 1/ol = 6,022 10 23 1/ol 9,123 10-23 g = 55,58 g/ol a keresett ele a angán 2. Az oxigén háro izotóp keveréke, elyek terészetes elıfordulási aránya és pontos töege az alábbi: 16-os töegszáú 99,759 % - 15,99491 g/ol; 17-es töegszáú 0,037 % - 17,00450 g/ol; 18-as töegszáú 0,204 % - 18,00490 g/ol. ennyi az oxigén oláris töege? 19
Az izotópatook elıfordulási %-a a részecskék %-át fejezi ki (ne töeg%): így felírhatjuk 100 ol oxigénre: O g/ol = (99,759 ol * 15,99491 g/ol + 0,037 ol * 17,00450 g/ol + 0,204 ol * 18,00490 g/ol) / 100,00 ol = 15,996 g/ol 3. A szılıcukor tabletta glükóz-onohidrát (C 6 H 12 O 6 H 2 O) ellett talkuot és agnéziusztearátot tartalaz. Hány töeg% vízentes glükózt tartalaz a 2,500 g töegő tabletta, ha tudjuk, hogy benne 7,412 10 21 vízolekula van? A glükóz olekulák száa egegyezik a vízolekuláéval, ezért a LEGO-(1) alappanelre építkezünk, és felhasználjuk a töeg% összefüggést: (1) n keresett = n isert glükóz = és glükóz w% = 100 A glükóz tabletta indkét összefüggésbıl kifejezzük a glükóz töegét, és egyenlıséget állapítunk eg, ajd kifejezzük a w% értékét: 21 glükóz w% tabletta 100 glükóz 100 7,412 10 180,16 g/ol glükóz = = w % = = 23 100 6,022 10 1/ol 2,500 g w% = 88,70 A 4. Az adrenalin olekula töeg%-os összetétele: 56,79 % szén, 6,56 % hidrogén, 28,37 % oxigén és 8,28 % nitrogén. Állapítsuk eg az adrenalin tapasztalati képletét! C c H h O o n képletben az c, h, o, n az egyes eleek anyagennyiségét jelenti és csak egész szá lehet. Ha tetszıleges össztöegben egállapítjuk az összetevık óljainak száát, akkor azok egyáshoz viszonyított aránya a keresett anyagennyiségeket adja. Célszerően az össztöeget 100,00 g-nak szokás választani, ert ekkor a töeg%-os adatok egyben a koponensek g-jait adják: C 56,79 g H 6,56 g n C = = = 4,73 ol n H = = = 6,50 ol 12,01g/ol 1,008 g/ol C H A tabletta O 28,37 g 8,28 g n O = = = 1,77 ol n = = = 0,591ol 16,00 g/ol 14,01g/ol O C:H:O: = 8:11:3:1 a keresett képlet: C 8 H 11 O 3 5. A polifenol oxidázok csoportjába tartozó kék színő lakkáz-enzi egtalálható egy fakorhadást elıidézı gobában is (Polyporus versicolor). ekkora a lakkáz-enzi oláris töege, ha olekulájában 4 rézato van és a réztartalo 0,390 töeg%? A Cu-ato alkotórésze az enzinek, ezért a LEGO-(2) alappanelt és a töeg% összefüggését használjuk a száításban. (2) n kisebb egység = u n nagyobb egység, ebben az esetben u = 4 (az enziben 4 Cu-ato van). Cu enzi Cu n Cu = 4 n enzi = 4 és w% = 100 Cu enzi enzi indkét összefüggésbıl kifejezzük az Cu / enzi hányadost, ajd a keresett oláris töeget: Cu w% Cu 100 Cu 100 63,55 g/ol = = 4 enzi = 4 = 4 100 w% 0,390 enzi enzi enzi = 6,52 10 4 g/ol 6. Hány fluoridion található a kocka alakú 10,65 élhosszúságú fluorit-kristályban (CaF 2 ), elynek sőrősége 3,150 g/c 3? A LEGO-(2) alappanelre építkezünk és a sőrőség összefüggését használjuk fel: 20