Középszint

Felidéző gyakorlás

Miért magasabb a víz forráspontja, mint a hasonló kis molekulatömegű hidrogénvegyületeké?

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ

Egy csoport, sokféle szerkezet

Az oxigén és a kén a VI.A főcsoport elemei, hat vegyértékelektronnal. Az oxigén elemi állapotban O2 és O3 allotróp módosulatként szerepel; a kén közönséges módosulatában gyakran S8-gyűrűk vannak. Oxidjaik, savaik és sóik tulajdonságai a kötésektől és az oxidációs számtól is függenek. A feladatokban előbb mindig azonosítsd a részecskét és a halmazszerkezetet. A csoport elemét, a tellúrt Müller Ferenc fedezte fel a 18. században.

Hat vegyértékelektron: O és S

AtomTeljes elektronszerkezetVegyértékhéj és elemi részecske
O, Z = 81s22s22p42s22p4; O2, illetve O3.
S, Z = 161s22s22p63s23p43s23p4; közönséges kénben S8.

Azonos vegyértékelektronszám, eltérő elemi molekula

Az O2 Lewis-modelljében a két oxigénatomot kétszeres kovalens kötés kapcsolja össze: O=O; oxigénenként két nemkötő elektronpár marad. A kötés és a kétatomos molekula apoláris. Az S8 térbeli, korona alakú gyűrű: minden S-atom két szomszédhoz egy-egy egyszeres S–S kötéssel kapcsolódik, és két nemkötő elektronpárja van. A két elemi anyag szilárdan molekularácsos; a rácsot diszperziós kölcsönhatás tartja össze.

Allotrópia: ugyanannak az elemnek eltérő szerkezetű elemi módosulatai. O2 és O3 molekulája különbözik; rombos és monoklin kén esetén az S8-molekulák kristálybeli elrendezése különbözik. A módosulat nem izotóp: nem a neutronok száma változik.

Az oxigéncsoport néhány fontos anyagának kapcsolata.

Az oxigéncsoport néhány fontos anyagának kapcsolata.Az oxigéncsoport néhány fontos anyagának kapcsolata.O2 / O3elemi oxigénH2Opoláris oldószerS / SO2kén és oxidjaH2SO4erős sav
Ábra szöveges leírása
Lépés vagy anyagLényeg
O2 / O3elemi oxigén
H2Opoláris oldószer
S / SO2kén és oxidja
H2SO4erős sav

Az oxigéncsoport néhány fontos anyagának kapcsolata.

Az oxigéncsoport néhány fontos anyagának kapcsolata.Az oxigéncsoport néhány fontos anyagának kapcsolata.O2 / O3elemi oxigénH2Opoláris oldószerS / SO2kén és oxidjaH2SO4erős sav
Ábra szöveges leírása
Lépés vagy anyagLényeg
O2 / O3elemi oxigén
H2Opoláris oldószer
S / SO2kén és oxidja
H2SO4erős sav
Az oxigéncsoport néhány fontos anyagának kapcsolata.

Oxigén: szerkezet és égés

Az O2 kétatomos, apoláris molekula; a szokásos körülmények között színtelen, szagtalan gáz, vízben korlátozottan oldódik. Oxidálószer: sok fémmel, nemfémmel és szerves anyaggal reagál. Az égés gyors, hőfelszabadulással járó oxidáció; az oxigén maga nem éghető, hanem az égést táplálja. Példák: 2 Mg + O2 → 2 MgO; C + O2 → CO2; S + O2 → SO2. A láng vagy az izzó parázs élénkülése az oxigén jelenlétét jelezheti.

Égés: egyenlet és látható tapasztalat

AnyagReakcióTapasztalat és értelmezés
Magnézium2 Mg + O2 → 2 MgOVakító fehér fény, fehér oxid. A fém elektronokat ad le; O2 oxidálószer.
SzénC + O2 → CO2Izzás/égés, színtelen gáz. A CO2 meszes vízzel zavarosodást adhat; a gáz színe nem árulja el összetételét.
KénS + O2 → SO2Kék láng, szúrós szagú SO2. A szag leírt tapasztalat, nem szagpróba.
Hidrogén2 H2 + O2 → 2 H2OVíz képződik. Egyenlő T és p mellett a reakcióarány H2:O2 = 2:1; más összetételű elegy is veszélyes lehet.
FoszforP4 + 5 O2 → P4O10Oxigénfeleslegben fehér oxidfüst. A P2O5 a szokásos tapasztalati képlet.
MetánCH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2OTeljes égéshez elegendő oxigén kell. Oxigénhiányban CO és korom is képződhet.

Oxigén a természetben és az iparban

Az oxigén a levegőben elemi állapotban, vízben és ásványokban kötött állapotban is előfordul. Fotoszintézis során a növények és más fotoszintetizálók oxigént bocsátanak ki; a biológiai oxidációban az O2 felhasználódik. Iparilag a cseppfolyós levegő szétválasztásával állítják elő, laboratóriumban például hidrogén-peroxid katalitikus bomlásából is nyerhető. Az előállítás részleteit ne keverd össze az oxigén természetbeni körforgásával.

Fotoszintézis, légzés és ipari oxigén

A száraz levegő térfogatának körülbelül 21%-a O2. A vízben fizikailag oldott oxigén és a H2O-molekulába kötött oxigén különböző: a vízi élőlények az oldott O2-t veszik fel. Melegítés általában csökkenti a gáz vízoldhatóságát, így a felmelegedés ronthatja a víz oxigénellátottságát.

A fotoszintézis egyszerűsített összegképe: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2, fényenergia felhasználásával. A biológiai oxidáció összegreakciója ennek fordítottja lehet, de a két folyamat mechanizmusa és energiaátadása eltér; a légzésben a felszabaduló energia egy része hasznosítható.

A levegő cseppfolyósítása és frakcionált desztillációja a már jelen levő oxigént különíti el; nem hoz létre O2-molekulákat kémiai reakcióval. Laboratóriumban ezzel szemben például 2 H2O2 → 2 H2O + O2 bomlással keletkezik oxigén. Oxigént használnak kohászati oxidációhoz, hegesztési láng táplálásához és orvosi oxigénellátásban.

Ózon: ugyanaz az elem, eltérő molekula

Az O3 az oxigén allotróp módosulata, erős oxidálószer. A sztratoszférikus ózon az UV-sugárzás egy részének elnyelésével véd; a talajközeli ózon viszont légszennyező, károsíthatja a légutakat és a növényzetet. A „jó” vagy „rossz” jelző tehát nem a molekulára, hanem az előfordulási helyre és a hatásra vonatkozik.

Ózon: szerkezet és képződés-bomlás

Az O3 hajlított, poláris molekula, az O2-től eltérő elektroneloszlással. Az ózon nagyobb töménységben kékes, jellegzetes szagú, erősen oxidáló gáz. Az O2 színtelen és szagtalan: a két allotróp módosulat tulajdonságai eltérnek.

A felső légkörben megfelelő energiájú UV-foton hatására O2 → 2 O történhet. Egy oxigénatom O2-vel találkozva, a fölös energia átadásával O3-at képezhet. Az O3 fényelnyeléskor szintén bomolhat: O3 → O2 + O. A képződés és bomlás együtt működik; az ózonréteg nem mozdulatlan, egyszer elkészült burkolat.

A talajközeli ózon napfényben, nitrogén-oxidokat és illékony szerves anyagokat tartalmazó légköri reakciókban keletkezhet. Az ózonréteg elvékonyodása és a talajközeli ózonszennyezés külön jelenség: ugyanaz a molekula más helyen más következménnyel jár. Az ózonréteg UV-elnyelését az üvegházhatással sem azonosítjuk.

A kén-dioxid környezeti útja

A kén-dioxid környezeti útjaKéntartalmú anyag égése SO_{2}-t ad, amely a légkörben oxidálódva és vízzel reagálva savas ülepedéshez járulhat hozzá.égés: SO2légköri oxidációsavas ülepedés
Ábra szöveges leírása
SorrendLényeg
1.égés: SO2
2.légköri oxidáció
3.savas ülepedés
Kéntartalmú anyag égése SO2-t ad, amely a légkörben oxidálódva és vízzel reagálva savas ülepedéshez járulhat hozzá.

Víz: hajlított molekula, hidrogénkötés

A H2O-molekula oxigénatomján két nemkötő elektronpár van, alakja hajlított, ezért poláris. A vízmolekulák egymással hidrogénkötéseket létesítenek. Ez magyarázza viszonylag magas olvadás- és forráspontját, valamint nagy fajhőjének jelentőségét a hőháztartásban. A tiszta víz színtelen, szagtalan folyadék. Sűrűsége körülbelül 4 °C-on a legnagyobb; a jég kisebb sűrűségű és úszik a víz felszínén. A forrás és olvadás nem bontja fel a vízmolekula O–H kovalens kötéseit.

A jég kisebb sűrűsége: azonos tömeghez nagyobb térfogat tartozik

A jég kisebb sűrűsége: azonos tömeghez nagyobb térfogat tartozikA két szemléltető edény azonos 100 g anyagot tartalmaz. A kerekített sűrűségekből a folyékony víz térfogata kb. 100 cm^{3}, a jégé kb. 109 cm^{3}. A jég hidrogénkötésekkel összetartott hálózata nyitottabb, ezért egységnyi térfogatban kevesebb vízmolekula fér el. A magasabb folyadékszintet itt jég esetén a szilárd anyag által elfoglalt nagyobb térfogat jelzi, nem folyékony jég. A rajz összehasonlító modell; a tömeg nem nő meg a fagyással. A sűrűségek hőmérsékletfüggők, a folyékony víz maximuma kb. 4 °C-on van.Ugyanannyi víz, eltérő térfogatFolyékony vízm = 100 g100 cm3ρ ≈ 1 g/cm3Jégm = 100 g109 cm3ρ ≈ 0,92 g/cm3V = m / ρKisebb sűrűség → nagyobb térfogatA jég ezért úszik a vízen.
Ábra szöveges leírása
Anyag vagy jelenségMagyarázat
100 g folyékony vízV ≈ 1001 = 100 cm3.
100 g jégV ≈ 1000,92 ≈ 109 cm3.
ÚszásA kisebb sűrűségű jég egy része a vízfelszín fölött marad.
A két szemléltető edény azonos 100 g anyagot tartalmaz. A kerekített sűrűségekből a folyékony víz térfogata kb. 100 cm3, a jégé kb. 109 cm3. A jég hidrogénkötésekkel összetartott hálózata nyitottabb, ezért egységnyi térfogatban kevesebb vízmolekula fér el. A magasabb folyadékszintet itt jég esetén a szilárd anyag által elfoglalt nagyobb térfogat jelzi, nem folyékony jég. A rajz összehasonlító modell; a tömeg nem nő meg a fagyással. A sűrűségek hőmérsékletfüggők, a folyékony víz maximuma kb. 4 °C-on van.

Nyitott jégrács és hőháztartás

A vízmolekula két kötő és két nemkötő elektronpárjának térbeli elrendezése közel tetraéderes; maga a három atom hajlított alakot ad, kb. 104,5° H–O–H kötésszöggel. A két poláris kötés dipólusa nem oltja ki egymást. Az 1.3.1 Molekulageometria jegyzet forgatható modelljén a víz elektronpárjai és a molekulaalak külön is megfigyelhetők.

A közönséges jégben a vízmolekulák nyitott, hidrogénkötésekkel összetartott hálózatot alkotnak. Olvadáskor a szabályos hálózat részben felbomlik, és a molekulák átlagosan közelebb kerülhetnek. A folyadékban továbbra is vannak hidrogénkötések, folyamatosan átrendeződve. Nem az O–H kovalens kötés hosszabbodik meg fagyáskor.

Nagy fajhő: ugyanannyi tömeg és hőmérséklet-emelkedés nagyobb felvett hőt jelent, Q = m·c·ΔT. Ez csökkenti a vizek és élőlények gyors hőingadozását. Párolgáskor energia kell a molekulák elkülönítéséhez, ezért a távozó víz hőt vonhat el környezetétől. A két hatás külön: nagy fajhő és nagy párolgáshő.

A víz mint oldószer és reakciópartner

A poláris vízmolekula sok ionos és poláris anyag oldódását segíti, de az oldhatóságot más tényezők is befolyásolják. A víz savként és bázisként is viselkedhet, tehát amfoter. Önmaga között protonátadás történhet: 2 H2O ⇌ H3O+ + OH−. Savval a víz protont vesz fel, ammóniával protont ad le: NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH−. Oldószer, reakcióközeg és reakciópartner szerepét különítsd el.

A víz autoprotolízise

2 H2O ⇌ H3O+ + OH−

A folyamat egyensúly; tiszta vízben az oxónium- és hidroxidion koncentrációja azonos.

Víz keménysége és vízlágyítás

A vízkeménységet főleg oldott Ca2+ és Mg2+ ionok okozzák. A változó keménység főként hidrogén-karbonátokhoz kapcsolódik; forraláskor például Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O, ezért vízkő képződhet. Az állandó keménység forralással nem szüntethető meg; más kalcium- és magnéziumsók okozzák. Lágyításkor csapadékképzés vagy ioncsere is használható. A vízkő nem „a víz kiszáradt maradéka”, hanem meghatározott reakciók terméke.

Három vízlágyítási elv

EljárásMi változik?Határ vagy következmény
ForralásHidrogén-karbonátokból rosszul oldódó anyag válhat ki.A változó keménységet csökkentheti; az állandót nem távolítja el.
CsapadékképzésCa2+ és Mg2+ eltávolítása rosszul oldódó sóként, például karbonát- vagy foszfátcsapadékkal.A levált szilárd anyagot el kell különíteni. Foszfát kibocsátása eutrofizációhoz járulhat hozzá.
Na-formájú ioncserélőA gyanta Ca2+/Mg2+-t köt meg és Na+-t ad az oldatnak.Lágyít, de az összes oldott iont nem távolítja el: lágy víz nem azonos ionmentes vízzel.

Természetes vizek és környezeti kapcsolatok

Az esővíz és a természetes édesvíz oldott gázokat és ionokat tartalmaz, a tengervíz sótartalma nagyobb. A karsztosodásban a CO2-t tartalmazó víz oldja a mészkövet: CaCO3 + CO2 + H2O ⇌ Ca(HCO3)2. A savas esőben többféle savasító gáz játszhat szerepet. A tápanyagok túlzott bevitele eutrofizációt okozhat. A vízminőséget nem lehet egyetlen adatból, például a pH-ból megítélni.

Felidéző gyakorlás

Melyik eljárás csökkentheti a hidrogén-karbonátok okozta változó keménységet?

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ

Fontos oxidok: rács és sav-bázis viselkedés

A CaO és MgO fehér, magas olvadáspontú ionrácsos oxid. A CaO vízzel hevesen reagál: CaO + H2O → Ca(OH)2; az így képződő oltott mész lúgos. A MgO vízzel jóval lassabban reagál. Savval a bázikus oxidok sót és vizet adnak: CaO + 2 HCl → CaCl2 + H2O. A CO2 és SO2 savas jellegű molekuláris oxid, az Al2O3 pedig amfoter példa. Az oxidokat nem elég név alapján: rácstípus, oldhatóság és reakció szerint is hasonlítsd össze.

Oxidok: a rácstípus és a sav-bázis jelleg két külön csoportosítás

PéldaSzerkezetReakciós jelleg
CaO, MgOIonrács, fémkation és O2−.Bázisos oxidok: savval só és víz.
H2O, CO2, SO2Különálló kovalens molekulák; szilárdan molekularács.Víz amfoter; CO2, SO2 savas jellegű oxidok.
SiO2Kiterjedt kovalens hálózat, atomrács.Savas jellegű oxid; nem alkot önálló SiO2-molekulákból álló halmazt.
COKovalens molekulák.Semleges oxid: a szokásos vizes sav-bázis próbákban nem savanhidrid.

Égetett mész és magnézium-oxid

AnyagVíz és savElőállítás és felhasználás
CaO, fehér, szilárd, magas olvadáspontúCaO + H2O → Ca(OH)2, erősen exoterm. CaO + 2 HCl → CaCl2 + H2O.CaCO3 → CaO + CO2, hőbevitel: mészégetés. Oltott mész és építőanyagok előállítása.
MgO, fehér, szilárd, magas olvadáspontúVízben rosszul oldódik; Mg(OH)2-dá alakulása lassú lehet. MgO + 2 HCl → MgCl2 + H2O.MgCO3 → MgO + CO2, hevítés. Hőálló anyagok és tűzálló bélések.

Hidroxidok: erős lúg és oltott mész

A NaOH (lúgkő, marónátron) fehér ionvegyület, vízben jól oldódik, oldata erősen lúgos; oldódása hőfejlődéssel jár. A Ca(OH)2 (oltott mész) fehér, kevésbé oldódó szilárd anyag; vízzel alkotott elegye mésztej, tiszta oldata mészvíz. Savval közömbösítenek: NaOH + HCl → NaCl + H2O; Ca(OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O. Maró hatásuk miatt védőfelszerelés szükséges.

NaOH és Ca(OH)2: ionrács, oldat és szuszpenzió

AnyagVízzel és savvalElőállítás, felhasználás
NaOH: lúgkő, marónátronOldódása exoterm: NaOH(s) → Na+(aq) + OH−(aq). NaOH + HCl → NaCl + H2O.NaCl-oldat klór-alkáli elektrolízise; szappan-, papírgyártás, alumíniumipar. Maró, higroszkópos.
Ca(OH)2: oltott mészKevéssé oldódik. Ca(OH)2 + 2 HCl → CaCl2 + 2 H2O.CaO + H2O → Ca(OH)2; habarcs, meszelés. Maró szilárd anyag és lúgos oldat.
MészvízA feloldódott Ca(OH)2 tiszta, átlátszó vizes oldata.CO2 kimutatása: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3(s) + H2O.
MésztejFel nem oldódott Ca(OH)2-részecskéket is tartalmazó, zavaros szuszpenzió.Nem azonos a mészvízzel. A tej név itt a kinézetre utal.

Elemi kén és szulfidok

A közönséges kén sárga, szilárd, vízben rosszul oldódó anyag; S8-molekulákból áll. Kén égésekor SO2 képződik. Fémekkel szulfidot alkothat: Fe + S → FeS; Zn + S → ZnS. A vas(II)-szulfid sötét, a cink-szulfid fehér szilárd anyagként ismert. Az oxigénhez hasonló vegyértékelektron-szám nem jelenti, hogy a kén elemi részecskéje O2-höz hasonló kétatomos molekula.

Kén, vaspor és cinkpor: keverékből vegyület

A tiszta kén sárga, szagtalan, szilárd anyag; vízben gyakorlatilag nem oldódik, szén-diszulfidban jól oldódhat. A kénről megadott szín és a kén-hidrogén záptojásszaga két külön anyag tulajdonsága.

Vas és kén összekeverése még fizikai keveréket ad: a vas mágneses tulajdonsága felhasználható az elkülönítésre. Megfelelően megindított Fe + S → FeS reakció után sötét vas(II)-szulfid keletkezik, amelynek tulajdonságai eltérnek a keverékétől. A Zn + S → ZnS reakcióban fehér cink-szulfid képződhet; a hevességet az anyagforma és körülmények is befolyásolják.

Terméskén vulkanikus környezetben is előfordul; kötött kén szulfidércekben, szulfátokban és fehérjékben található. Felhasználása a kénsavgyártás és a gumi vulkanizálása: a kéntartalmú keresztkötések módosítják a gumiláncok mozgását és a rugalmasságot.

Kén-dioxid: savas oxid és légszennyező

A SO2 hajlított, poláris molekula; a gáz színtelen, szúrós szagú és vízben oldódik. Kén elégetésével: S + O2 → SO2. Vízben a SO2 + H2O ⇌ H2SO3 jelölés a kénessavhoz kapcsolódó egyensúly egyszerűsített leírása. Levegőben tovább oxidálódhat; az így képződő savak hozzájárulnak a savas ülepedéshez. Felhasználható konzerválószerként és a kénsavgyártás kiindulási anyagaként is.

Kénsav: kétértékű sav, vízelvonó és ipari alapanyag

A H2SO4 színtelen, sűrű, higroszkópos folyadék, vízzel elegyedik. Híg vizes oldata erős savként viselkedik; fémek közül például a cinkkel hidrogént fejleszthet: Zn + H2SO4(híg) → ZnSO4 + H2. Bázissal só és víz képződik: H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O. Tömény kénsav vízelvonó és oxidáló hatású is; szerves anyagot elszenesíthet. Egyes fémek, például a vas, hideg tömény savban passziválódhatnak.

Kénsav: molekula, protonleadás és sók

A H2SO4 szerkezeti jelölése HO–S(=O)2–OH. A központi kénhez négy oxigén kapcsolódik, környezetük közel tetraéderes; a teljes molekula poláris. A hidrogének oxigénhez kapcsolódnak, nem közvetlenül a kénhez. A szilárd anyag tantervi modellje molekularács, jelentős hidrogénkötésekkel; az erős molekulaközi vonzás a kis illékonysághoz is kapcsolódik.

Híg vizes oldatban az első protonleadás lényegében teljes: H2SO4 + H2O → HSO4− + H3O+. A második egyensúlyi: HSO4− + H2O ⇌ SO42− + H3O+. Ezért a két savi hidrogén nem minden koncentrációnál ad egyszerűen két teljesen leadott protont; pH-számításnál a feltételeket kell nézni.

Egy mol NaOH egy mol kénsavval NaHSO4-ot, két mol NaOH teljes közömbösítésben Na2SO4-ot adhat: H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O; H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O. A semlegesítési arányból következtess a sóra, ne csak a „sav + lúg” megnevezésből.

Kidolgozott példa: Miért feketedik meg a cukor?

Feladat: Tömény kénsav hatására a cukorból fekete, duzzadó anyag keletkezik.
Sav-bázis közömbösítés vagy vízelvonás magyarázza?

A tananyag egyszerűsített összegmodellje: C12H22O11 → 12 C + 11 H2O, tömény kénsav vízelvonó hatására.
A hidrogén és oxigén a cukor szerkezetében volt, nem előre létező tizenegy vízmolekulaként.

A megmaradó széntartalmú anyag fekete;
a hő és távozó gőz/gáz a masszát fellazíthatja.
A valódi átalakulás több mellékfolyamatot is tartalmazhat, ezért az összegmodell nem teljes mechanizmus.

Higroszkóposság: már jelen levő vizet köt meg.
Vízelvonás: a vegyület szerkezetéből is eltávolít víznek megfelelő H- és O-tartalmat.
A két megnevezés rokon, de nem ugyanaz a jelenség.

Szulfátok és a rézgálic

A szulfátion SO42−. A rézgálic CuSO4·5H2O kék, kristályvizes, vízben oldódó só. A kristályvíz nem szabad folyadék az üvegben: a kristály szerkezetéhez kapcsolódik. Réztartalma miatt növényvédelmi gombaölő keverékek készítésénél használható; a környezetbe jutó réz mennyiségét korlátozni kell. Szulfátok több ipari és mezőgazdasági folyamatban szerepelnek. A kénsav akkumulátorok elektrolitjaként, műtrágya-, gyógyszer- és mosószergyártásban is alapanyag.

A rézgálic hevítése és vízfelvétele

CuSO4·5 H2O → CuSO4 + 5 H2O

Megfelelő hevítésre a kék kristályvizet tartalmazó anyag víztartalmát elveszítve fehéres vízmentes sóvá alakulhat. Vizet felvéve ismét kék hidratált anyag keletkezhet. A réz +2 oxidációs száma nem változik; a színváltozás nem automatikusan redoxi.

Középszintű követelmények · 2.4

OH részletes követelmények, 23–29. oldal, 2.4

Oxigén és kén atom-, molekula- és halmazszerkezete, Müller Ferenc tellúrfelfedezése. O2, O3, allotrópia, égés, előállítás, fotoszintézis és biológiai oxidáció; az ózon keletkezése és eltérő légköri hatásai. Oxidok rácstípus szerinti csoportosítása; víz szerkezete, sűrűsége, amfotériája, autoprotolízise és természetes vizek. Változó és állandó keménység, vízlágyítás elvei. CaO, MgO, NaOH, Ca(OH)2: tulajdonság, előállítás, alkalmazás és savreakció. Kén égése, ZnS, FeS; SO2 szerkezete, vízreakciója és savas esők. H2SO4 molekulaszerkezete, savi, vízelvonó, passziváló és roncsoló hatása, hígítás; szulfátok és rézgálic. A természetes vizek részletes tisztítási folyamatait a hozzájuk tartozó külön jegyzetben is dolgozd fel.

Önellenőrzés

  • Az O<sub>2</sub> és O<sub>3</sub> allotrópiáját a molekulák különbségével magyarázom.
  • A víz forráspontját a molekulák közötti hidrogénkötéshez kapcsolom.
  • A változó és állandó vízkeménységet, valamint a kénsav hígításának szabályát ismerem.
  • Emelt szinten a kén −2, +4 és +6 oxidációs állapotait is követni tudom.
Középszintű érettségi mintafeladat · 12 pont

Víz, kén és kénsav szerepel a feladatban.

  1. Magyarázd a víz hajlított alakja, polaritása és hidrogénkötése kapcsolatát. (3 pont)
  2. Írd fel a kén égésének egyenletét, nevezd meg a terméket és egy környezeti hatását. (3 pont)
  3. Írd fel a kalcium-hidrogén-karbonát forralásakor bekövetkező átalakulást, és magyarázd a vízkő megjelenését. (3 pont)
  4. Írd fel a kénsav és NaOH teljes közömbösítését, majd nevezd meg a sav biztonságos hígításának sorrendjét. (3 pont)
Középszintű mintamegoldás és részletes pontozás
  1. Magyarázd a víz hajlított alakja, polaritása és hidrogénkötése kapcsolatát. (3 pont)Az oxigénen két nemkötő pár miatt a molekula hajlított (1 pont), a kötésdipólusok nem oltják ki egymást, ezért poláris (1 pont), a molekulák között hidrogénkötés létesül (1 pont).
  2. Írd fel a kén égésének egyenletét, nevezd meg a terméket és egy környezeti hatását. (3 pont)S + O2 → SO2 (1 pont);
    kén-dioxid (1 pont);
    savas esőhöz/savas ülepedéshez járulhat hozzá (1 pont).
  3. Írd fel a kalcium-hidrogén-karbonát forralásakor bekövetkező átalakulást, és magyarázd a vízkő megjelenését. (3 pont)Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O (2 pont);
    a rosszul oldódó CaCO3 kiválik (1 pont).
  4. Írd fel a kénsav és NaOH teljes közömbösítését, majd nevezd meg a sav biztonságos hígításának sorrendjét. (3 pont)H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O (2 pont);
    a savat lassan a vízhez öntjük (1 pont).

Összesen: 12 pont.

Források