Hidrogén-peroxid képlete (a kis index NEM számít)

(a)  

Részlet: Andy Weir: A Marsi című sci-fi regényéből

(Az utóbbi évek egyik legnagyobb sci-fi szenzációja, amelyből Ridley Scott forgatott filmet Mentőexpedíció címmel.) Hat nappal ezelőtt Mark Watney az elsők között érkezett a Marsra. Most úgy fest, hogy ő lesz az első ember, aki ott is hal meg, mert Mark a Marson ragad. Még arra is képtelen, hogy üzenetet küldjön a Földre. De Mark nem hajlandó feladni. Találékonyságát, mérnöki képességeit és az élethez való hajthatatlan, makacs ragaszkodását latba vetve, rendíthetetlenül állja a sarat a számtalan leküzdhetetlennek tűnő akadállyal szemben.

Röhejesen veszélyes tervet eszeltem ki, hogy megszerezzem a szükséges vízmennyiséget. És öregem, még mennyire, hogy veszélyes. De nincs más választásom. A Marson nincs valami sok víz. A sarkköröket jég borítja, de azok túl messze vannak, úgyhogy ha vizet akarok, nulláról kell kezdenem. Szerencsére ismerem a receptet: adj oxigént a hidrogénhez, és égesd el. Lássuk szép sorjában, kezdjük az oxigénnel. Elég tisztességes mennyiségű O2-tartalékom van, de ahhoz nem elég, hogy 250 liter vizet csináljak belőle. Az egész készlet két nagynyomású tartályból áll a Lak egyik végében (és persze a levegőből magában a Lakban). Mindkettő 25 liter folyékony O2-t tartalmaz. De egyébként is, a tartalék oxigénnel csak 100 liter vizet csinálhatnék és akkor nem lenne több EVA (extravehicular activity, azaz járművön kívüli tevékenység), sem pedig vészhelyzeti tartalék, ráadásul ez is csak a szükséges vízmennyiség felére lenne elég. Kizárt dolog. De könnyebb oxigént találni a Marson, mint gondolnád. Az atmoszféra 95 %-a CO2, és történetesen van egy gépem, amelynek az egyetlen rendeltetése, hogy a CO2-ből kinyerje az oxigént.

Számítsd ki, hogy 1 liter folyékony oxigénből hány LITER víz állítható elő! A folyékony oxigén sűrűsége: 1,14 $$\frac{g}{cm^3}$$ , a víz sűrűsége pedig 1,00 $$\frac{g}{cm^3}$$

Vízoldhatóság:

oxigén​ (a)   kén

Sűrűség:

oxigén ​ (b)   kén

Erősebb sav:

Kénessav ​ (c)   Kénsav ​ (d)   Foszforsav​ (e)   Hidrogén-peroxid

Fogalmazd meg röviden az allotrópia fogalmát

Oxigén allotróp módosulatai az oxigén gáz és ​ (a)  

Kén két allotróp módosulata a (b)   és a monoklin

A foszfor az V. vagy másként ​ (a)   eleme, ​ (b)   párosítatlan vegyértékelektronnal. A foszforatomok stabilis ​ (c)   -kötéseket nem tudnak kialakítani, mivel ​ atomsugeruk nagyobb, mint a nitrogéné, elektronegativitásuk viszont kisebb. A foszfor gőzeiben ​ (d)   , tetraéder alakú molekulákat hoz létre, egyszeres kovalens kötések vannak az atomok között a molekulában. A legjelentősebb két módosulata a fehér és a ​ (e)   foszfor, de emellett ismerünk még egy szürke színű ún. fémes foszfort is, mely a grafit hatszöges szimmetriájához hasonló rétegrácsot alkot, ahol delokalizált π-elektronrendszer fedezhető fel.

Az ammónia 3 hidrogén és 1 nitrogén egyesüléséből létrejövő szúrós szagú, színtelen gáz. Erősen ​ (a)   , vízben jól oldódó, levegőnél kisebb sűrűségű anyag, mely háromszög alapú piramis térszerkezettel rendelkezik, mivel egy nemkötő elektronpár helyezkedik el a nitrogénen. Egyszeresen ​ (b)   ionképzésre képes.

Az ipar már az 1800-as évek második ipari forradalma óta ismeri és használja, például műtrágyák, gyógyszerek, folttisztítók, robbanóanyagok előállításához.

N2 (g) + 3 H2 (g) ⇌ 2 NH3 (g)

A nitrogén és hidrogén ammóniává alakulása egyensúlyra vezető reakció, melynek reakcióhője ​ (c)   , mint 0, ezért a felső nyíl irányában exoterm a folyamat.

N2 (g) + 3 H2 (g) ⇌ 2 NH3 (g)

Az ammóniaképződés irányába, a ​ (a)   érvényesülése mellett, az alábbi esetekben tolódhat el a reakció:

​ (b)   az ammónia koncentrációját

​ (c)   a nitrogén és a hidrogén koncentrációját

csökkentjük a reakcióban részt vevő anyagok ​ (d)  

növeljük a reakciótérre ható ​ (e)