DWMED

2025:

Plik PDF z arkuszem udostępniony zostanie w sobotę 18 kwietnia o godzinie 14:00 pod poniższym linkiem:

Pierwiastki chemiczne X oraz Y stosowane są (zwykle w postaci stopów) w konstrukcjach bloków silników spalinowych w samochodach. W stanie podstawowym elektrony walencyjne atomu pierwiastka X opisywane są przez sześć orbitali, a liczba tego typu jego elektronów sparowanych jest równa liczbie elektronów niesparowanych. Liczba protonów w jądrze atomu pierwiastka Y jest dwukrotnie mniejsza od liczby elektronów w atomie pierwiastka X.

Uzupełnij tabelę – napisz symbol (lub nazwę) pierwiastka X oraz wartości liczb kwantowych – głównej oraz pobocznej, opisujących jego elektrony niesparowane.

Pierwiastki chemiczne X oraz Y stosowane są (zwykle w postaci stopów) w konstrukcjach bloków silników spalinowych w samochodach. W stanie podstawowym elektrony walencyjne atomu pierwiastka X opisywane są przez sześć orbitali, a liczba tego typu jego elektronów sparowanych jest równa liczbie elektronów niesparowanych. Liczba protonów w jądrze atomu pierwiastka Y jest dwukrotnie mniejsza od liczby elektronów w atomie pierwiastka X.

Z uwagi na tworzącą się na powierzchni pierwiastka Y ochronną, bardzo cienką warstewkę pewnego związku chemicznego, metal ten jest stosunkowo odporny na czynniki atmosferyczne.

Napisz wzór sumaryczny związku chemicznego stanowiącego opisaną warstewkę ochronną metalu i określ charakter chemiczny tego związku. Uzupełnij tabelę.

Pierwiastki chemiczne X oraz Y stosowane są (zwykle w postaci stopów) w konstrukcjach bloków silników spalinowych w samochodach. W stanie podstawowym elektrony walencyjne atomu pierwiastka X opisywane są przez sześć orbitali, a liczba tego typu jego elektronów sparowanych jest równa liczbie elektronów niesparowanych. Liczba protonów w jądrze atomu pierwiastka Y jest dwukrotnie mniejsza od liczby elektronów w atomie pierwiastka X.

Podkreśl wyrażenia w nawiasach, aby powstały zdania prawdziwe.

Radiografia przemysłowa jest powszechnie stosowaną w motoryzacji techniką kontroli jakości, podczas której prześwietla się konstrukcje stalowe – na przykład karoserię samochodową – w celu wykrycia wewnętrznych wad, takich jak pęknięcia lub ubytki. W tym celu wykorzystywany jest radioaktywny izotop pewnego pierwiastka chemicznego, którego jądro atomowe buduje 115 neutronów. Nuklid ten ulega dwóm rodzajom naturalnych przemian promieniotwórczych. Podczas jednej z nich (przemiana β^–) powstaje atom pierwiastka zawierający 78 ładunków dodatnich w jądrze. W wyniku drugiej (przemiana β⁺) emitowany jest pozyton (cząstka ⁰₁e⁺), a powstały wówczas nuklid ma taką samą wartość liczby masowej jak atom pierwiastka ulegający rozpadowi.

Na podstawie: R. Halmshaw, Industrial Radiology. Theory and practice, CHAPMAN & HALL, London 1995.

Napisz równanie przemiany β⁺ jakiej ulega opisany nuklid stosowany w radiografii przemysłowej.

W przypadku wodnych roztworów elektrolitów im większa liczba moli drobin znajduje się w roztworze, tym niższą ma on temperaturę krzepnięcia. Opisaną własność powszechnie wykorzystuje się podczas mroźnych zim. Ulice oraz chodniki posypywane są wówczas solą drogową, której głównym składnikiem, stanowiącym ponad 90% masy jest chlorek sodu. Mieszanina taka zawiera również chlorek wapnia oraz 0,2% masowych pełniącego funkcję antyzbrylacza, będącego hydratem związku kompleksowego K₄[Fe(CN)₆]∙xH₂O. Chlorki sodu oraz wapnia w kontakcie z wodą tworzą roztwory o niższych temperaturach krzepnięcia, niż czysta woda. Taki zabieg pozwala ograniczyć powstawanie grożącej poślizgiem warstwy lodu przekształcając go w tzw. błoto pośniegowe, które stosunkowo łatwo usuwane jest przez pługi.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz M. Czarna, Przegląd środków chemicznych stosowanych w zimowym utrzymaniu dróg w Polsce, Zielona Góra 2013.

Oceń prawdziwość zdań. Wybierz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

W przypadku wodnych roztworów elektrolitów im większa liczba moli drobin znajduje się w roztworze, tym niższą ma on temperaturę krzepnięcia. Opisaną własność powszechnie wykorzystuje się podczas mroźnych zim. Ulice oraz chodniki posypywane są wówczas solą drogową, której głównym składnikiem, stanowiącym ponad 90% masy jest chlorek sodu. Mieszanina taka zawiera również chlorek wapnia oraz 0,2% masowych pełniącego funkcję antyzbrylacza, będącego hydratem związku kompleksowego K₄[Fe(CN)₆]∙xH₂O. Chlorki sodu oraz wapnia w kontakcie z wodą tworzą roztwory o niższych temperaturach krzepnięcia, niż czysta woda. Taki zabieg pozwala ograniczyć powstawanie grożącej poślizgiem warstwy lodu przekształcając go w tzw. błoto pośniegowe, które stosunkowo łatwo usuwane jest przez pługi.

W tabeli zebrano informacje na temat głównych składników w dwóch próbkach soli drogowej:

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz M. Czarna, Przegląd środków chemicznych stosowanych w zimowym utrzymaniu dróg w Polsce, Zielona Góra 2013.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal wzór sumaryczny opisanego antyzbrylacza, jeśli zawarta w nim woda hydratacyjna stanowi 0,0256% masy soli drogowej. W obliczeniach przyjmij wartości mas molowych pierwiastków zaokrąglone do jedności.

W przypadku wodnych roztworów elektrolitów im większa liczba moli drobin znajduje się w roztworze, tym niższą ma on temperaturę krzepnięcia. Opisaną własność powszechnie wykorzystuje się podczas mroźnych zim. Ulice oraz chodniki posypywane są wówczas solą drogową, której głównym składnikiem, stanowiącym ponad 90% masy jest chlorek sodu. Mieszanina taka zawiera również chlorek wapnia oraz 0,2% masowych pełniącego funkcję antyzbrylacza, będącego hydratem związku kompleksowego K₄[Fe(CN)₆]∙xH₂O. Chlorki sodu oraz wapnia w kontakcie z wodą tworzą roztwory o niższych temperaturach krzepnięcia, niż czysta woda. Taki zabieg pozwala ograniczyć powstawanie grożącej poślizgiem warstwy lodu przekształcając go w tzw. błoto pośniegowe, które stosunkowo łatwo usuwane jest przez pługi.

W tabeli zebrano informacje na temat głównych składników w dwóch próbkach soli drogowej:

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz M. Czarna, Przegląd środków chemicznych stosowanych w zimowym utrzymaniu dróg w Polsce, Zielona Góra 2013.

Wiedząc, że pozostałe składniki soli drogowej niż wymienione w tabeli praktycznie nie wpływają na temperaturę krzepnięcia, rozstrzygnij, która z wymienionych próbek pozwoli uzyskać niższą temperaturę krzepnięcia roztworu. Uzasadnij odpowiedź.

W przypadku wodnych roztworów elektrolitów im większa liczba moli drobin znajduje się w roztworze, tym niższą ma on temperaturę krzepnięcia. Opisaną własność powszechnie wykorzystuje się podczas mroźnych zim. Ulice oraz chodniki posypywane są wówczas solą drogową, której głównym składnikiem, stanowiącym ponad 90% masy jest chlorek sodu. Mieszanina taka zawiera również chlorek wapnia oraz 0,2% masowych pełniącego funkcję antyzbrylacza, będącego hydratem związku kompleksowego K₄[Fe(CN)₆]∙xH₂O. Chlorki sodu oraz wapnia w kontakcie z wodą tworzą roztwory o niższych temperaturach krzepnięcia, niż czysta woda. Taki zabieg pozwala ograniczyć powstawanie grożącej poślizgiem warstwy lodu przekształcając go w tzw. błoto pośniegowe, które stosunkowo łatwo usuwane jest przez pługi.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz M. Czarna, Przegląd środków chemicznych stosowanych w zimowym utrzymaniu dróg w Polsce, Zielona Góra 2013.

Chlorek wapnia jest związkiem chemicznym otrzymywanym podczas jednego z etapów procesu Solvaya. Roztwór chlorku amonu poddaje się wówczas działaniu mleka wapiennego.

Napisz równanie reakcji chemicznej, w wyniku której, w opisanym procesie powstaje chlorek wapnia.

Stopień sprężania ε definiuje się jako stosunek pojemności całkowitej cylindra (V₁) silnika spalinowego do objętości komory spalania (V₂) w tym cylindrze, jaką zajmuje gazowa mieszanka paliwa z powietrzem uzyskana po skompresowaniu. Zamieszczony schemat w sposób uproszczony przedstawia jeden z cylindrów silnika benzynowego HEMI przed kompresją mieszanki (rysunek 1.) oraz po kompresji (rysunek 2.).

W przypadku niektórych silników V8 (ośmiocylindrowych) HEMI montowanych w wielu samochodach marki Dodge, wartość V₁ wynosi 781,14 cm³, a stopień sprężania równy jest 10,5:1.

Na podstawie: www.dodge.com oraz P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

Poniżej podano wartości stopni sprężania ε trzech silników spalinowych o takiej samej wartości pojemności całkowitej cylindrów.

10,5:1                    10:1                          11:1

Rozstrzygnij, w którym z silników ciśnienie panujące w cylindrze po kompresji jest największe. Dla uproszczenia przyjmij izotermiczność (T = const) opisanego procesu. Odpowiedź uzasadnij, skorzystaj z równania Clapeyrona.

Stopień sprężania ε definiuje się jako stosunek pojemności całkowitej cylindra (V₁) silnika spalinowego do objętości komory spalania (V₂) w tym cylindrze, jaką zajmuje gazowa mieszanka paliwa z powietrzem uzyskana po skompresowaniu. Zamieszczony schemat w sposób uproszczony przedstawia jeden z cylindrów silnika benzynowego HEMI przed kompresją mieszanki (rysunek 1.) oraz po kompresji (rysunek 2.).

W przypadku niektórych silników V8 (ośmiocylindrowych) HEMI montowanych w wielu samochodach marki Dodge, wartość V₁ wynosi 781,14 cm³, a stopień sprężania równy jest 10,5:1.

Na podstawie: www.dodge.com oraz P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2012.

Pojemność skokowa silnika (V_s) to objętość gazowej mieszanki paliwowo-powietrznej jaka jest zasysana w trakcie jednego cyklu pracy silnika (wszystkich jego cylindrów). Można obliczyć ją z poniższego wzoru, w którym X jest liczbą cylindrów w silniku spalinowym:

V_s = X∙(V₁–V₂)

Wiedząc, że paliwo stanowi zwykle 2% objętości gazowej mieszanki, ustal na podstawie niezbędnych obliczeń objętość tlenu znajdującego się w powietrzu zasysanym podczas jednego cyklu pracy opisanego silnika V8 HEMI. Przyjmij, że powietrze zawiera 21% objętościowych tego gazu. Wynik podaj w cm³ z dokładnością do cyfry jedności.

Poduszki powietrzne są jednym z montowanych w samochodach zabezpieczeń, których zadaniem jest ochrona podróżujących pojazdem w trakcie kolizji zagrażających życiu. Jednym ze związków chemicznych, który znalazł zastosowanie w tego typu urządzeniach jest  azydek sodu o wzorze sumarycznym NaN₃. W trakcie kolizji drogowej substancja ta ulega gwałtownemu rozkładowi na występujące w swych termodynamicznie trwałych postaciach pierwiastki chemiczne. Powstały wówczas w czasie 10 milisekund gaz wypełnia poduszkę osiągającą wtedy swą maksymalną objętość, która zależy od lokalizacji urządzenia w pojeździe. Na przykład w niektórych modelach Mercedes-Benz poduszka powietrzna kierowcy osiąga maksymalną objętość około 65 dm³.

Na podstawie: Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz www.mercedes-benz.pl

Podczas wypadku drogowego w temperaturze otoczenia 22 ^oC, w pewnym momencie ciśnienie panujące we wnętrzu uruchomionej poduszki powietrznej kierowcy osiągnęło wartość maksymalną równą 1453 hPa.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal, ile gramów azydku sodu uległo wówczas rozkładowi. Wynik podaj z dokładnością do cyfry jedności. Przyjmij, że opisany proces przebiegł ze 100% wydajnością oraz wartość stałej gazowej R = 83,14 hPa∙dm³∙mol^–1∙K^–1.

Mosiądze to stopy miedzi z cynkiem, przy czym w zależności od wzajemnych proporcji składników, mieszaniny takie różnią się zabarwieniem. Znalazły one zastosowanie do budowy różnych akcesoriów znajdujących się w samochodach, na przykład w elementach zawieszenia czy obudowach termostatów.

W celu zbadania zachowania się jednego z mosiądzów względem stężonego kwasu azotowego(V), jego próbkę umieszczono w probówce zawierającej opisaną substancję. Po zakończeniu przebiegu reakcji chemicznej nieroztworzony mosiądz usunięto z naczynia. Zamieszczona fotografia przedstawia efekt widoczny po zakończeniu takiego eksperymentu.

Napisz w formie elektronowo-jonowej równanie procesu redukcji jaki przebiegł w probówce podczas opisanego doświadczenia chemicznego.

Mosiądze to stopy miedzi z cynkiem, przy czym w zależności od wzajemnych proporcji składników, mieszaniny takie różnią się zabarwieniem. Znalazły one zastosowanie do budowy różnych akcesoriów znajdujących się w samochodach, na przykład w elementach zawieszenia czy obudowach termostatów.

W celu zbadania zachowania się jednego z mosiądzów względem stężonego kwasu azotowego(V), jego próbkę umieszczono w probówce zawierającej opisaną substancję. Po zakończeniu przebiegu reakcji chemicznej nieroztworzony mosiądz usunięto z naczynia. Zamieszczona fotografia przedstawia efekt widoczny po zakończeniu takiego eksperymentu.

Stosując symbole podpowłok napisz konfigurację elektronową tego jonu, którego obecność w powstałym roztworze przyczynia się do powstania widocznego zabarwienia.