Durkó Gábor – kémiaérettségi.hu
2018. május 23.
Idén is megoldottam és szakmai szempontból is átnéztem az emelt szintű kémiaérettségi feladatait. Igyekeztem “diákfejjel” is végiggondolni, milyen alternatív válaszok lehetnek, amelyek nem szerepelnek a javítási útmutatóban. A felmerült kérdésekben az Oktatási Hivataltól kértem állásfoglalást, az elemzésbe a kapott válaszokat is belefoglaltam.
Egy visszatérő kérdés, javított kiadásban
Az első feladat egyszerű választásos kérdésekből áll. Ezek között ismét előkerült a szerves vegyületek forráspontjának összehasonlítása (8. kérdés) – a 2017 májusi érettségin is volt egy nagyon hasonló feladat, amivel tavaly részletesen foglalkoztunk itt a blogon. Akkor egy szekunder amin és egy alkohol forráspontjának összehasonlítása okozott nehézséget, ezúttal a szekunder amint primer aminra cserélték, így a kérdés már könnyebben megválaszolható akár az ammónia – víz analógia alapján, akár a függvénytáblázatban szereplő primer aminok és alkoholok forráspontjainak összehasonlításával.
Örökzöld téma – a polikondenzáció polimerizáció vagy sem?
Ugyanebben a feladatban a 10-es kérdés a makromolekulákkal foglalkozik, ahol ismét előkerült a “polimerizációs” és polikondenzációs műanyag fogalma.
Ezzel a témával is foglalkoztunk korábban, a feladattal nincsen hiba, itt elvi kérdésről van szó. A polimerizáció fogalmának a poliaddícióra való leszűkítése lehet, hogy megfelel a hazai tankönyvi és ipari hagyományoknak, azonban logikailag nehezen indokolható (pl. a polikondenzációval előállított anyag akkor nem polimer?) és a tudományban sem így használják.
Ösztönzés kritikus gondolkodásra
A második feladat egy tanulságos esettanulmány a bioüzemanyagokról. Nagy értéke ennek a példának, hogy a szövegértelmezés mellett a kritikai elemzés is megjelenik feladatként – az egyik forrásszövegben például van egy kémiai tévedés, amit a vizsgázónak kell megtalálnia. Feladat annak megállapítása is, hogy a szövegben leírt kutatás eredményei a bioüzemanyagok felhasználása mellett, vagy ellene szólnak.
Hol vegyjel, hol képlet?
A negyedik feladat a periódusos rendszer 3. periódusának elemeivel foglalkozik. A kérdés 18 rövid állítást tartalmaz táblázatos formában, mindegyik állítás mellé oda kell írni, hogy melyik részecskére vagy anyagra igaz. Azaz egész pontosan a “3. periódus atomjainak, elemeinek vegyjelével, illetve az azokból származtatható ionok, vegyületek képletével” kell válaszolni. Ez kissé bonyolultan hangzik, és ha megnézünk két konkrét kérdést, rögtön látszik is, hogy mi a probléma.
A javítókulcs szerint a 9-es kérdésre a válasz “P”, a 18-asra pedig “Cl” – azaz a két elem vegyjele, és nem pedig a molekuláik képlete (P4, illetve Cl2). Ez “jogi értelemben” megfelel ugyan a feltett kérdésnek, azonban mégsem teljesen logikus. Hiszen a 9-es állítás a foszfor két módosulata közül csupán az egyikre (fehérfoszfor, P4) igaz, az általában P-vel, vagy P∞-nel jelölt vörösfoszforra nem. Másrészt pedig a 14-16-os kérdéseknél sem az elemek vegyjelével, hanem molekulaképletekkel kell válaszolni. Itt tehát érdemes lenne a P4 illetve Cl2 képleteket is helyes válaszként elfogadni.
Megkérdeztem az Oktatási Hivatalt, hogy vajon ezeket a válaszokat is elfogadják-e – mint kiderült, igen, íme a hivatalos válasz:
“Az emelt szintű írásbeli vizsga 4. Elemző feladatában a molekulák esetén elfogadható a képlet, illetve a vegyjel is, mert sok vizsgázó a kérdésre koncentrál és a vizsga helyzetében nem veszi figyelembe a bevezető szöveget.”
Nemcsak az aldehidek adják az ezüsttükörpróbát
Az ötödik, kísérletelemző feladat az ezüst és az ezüst-nitrát-oldat reakcióival foglalkozik. A d) alkérdés az ezüsttükörpróbával kapcsolatos. Első részében ki kell választani azokat az anyagokat, amelyek adják az ezüsttükörpróbát az alábbiak közül: etanal, etanol, metil-formiát, szőlőcukor, gyümölcscukor, nádcukor. Mint ismeretes, ez a próba a formilcsoport kimutatására alkalmas, és gyakran leegyszerűsítjük, hogy az aldehidek és a hangyasav adnak pozitív próbát. Ez a kérdés rámutat arra, hogy miért nem helyes ez az egyszerűsítés: a felsorolásban szereplő gyümölcscukor (fruktóz) egy ketóz, a metil-formiát pedig észter, mégis mindkét anyag pozitív reakciót ad. (A metil-formiát a hangyasavhoz hasonlóan formilcsoportot tartalmaz, a fruktóz pedig lúgos közegben izomerizálódik aldózzá.)
A kérdés második részében az ezüsttükörpróba egyenletét kellett felírni egy választott anyaggal. A javítókulcs szerint a termék (pl. etanal esetén) karbonsav, ez a legtöbb tankönyvben is így található meg. Bár ennél a reakciónál általában nem alkalmaznak nagy ammóniafelesleget, a közeg mégiscsak lúgos. Ezért a sav (legalábbis részben) disszociált formában, karboxilátion formájában van jelen, így helyes válaszként érdemes lenne elfogadni a karboxiláttal felírt reakcióegyenletet is. (Van olyan tankönyv is – pl. Villányi Attila: Kémia összefoglaló középiskolásoknak – amelyben az ezüsttükörpróba egyenlete így szerepel.)
Erről is megkérdeztem az OH-t, és a feladatsort összeállító bizottság itt is megértőnek bizonyult: elfogadják a karboxilátionnal felírt verziót is:
“Az emelt szintű írásbeli vizsga 5. Kísérletelemző feladatának d) alkérdésében az egyenlet karboxilátionnal is elfogadható, mert az egyenletet általában karbonsavra felírva tanítják, de vizes oldatban a keletkező savmaradékion van jelen.”
Ismeretlen szénhidrogént égetünk
A hatodik, számítási feladatban egy ismeretlen szerves vegyület képletét kell meghatározni égetési adatokból. Az a) kérdésnél a szénhidrogén égésének általános reakcióegyenletét kell felírni. A javítási útmutató 2 mol vegyületre rendezi az egyenletet, valószínűleg velem együtt mások is 1 mólra rendezték. Az Oktatási Hivatal szerint ez a megoldás is teljes értékű, nem jár érte pontlevonás:
“Az emelt szintű írásbeli vizsga 6. Számítási feladat a) alkérdésében elfogadható az 1 mol szénhidrogénre is felírt egyenlet, mert az egyenlet rendezése nem kötött. Az adott rendezéshez tartozik egy adott reakcióhő.”
A c) kérdésnél a megoldás kerekítésre érzékeny. A javítási útmutató a bután móltömegét 58,1-nek veszi, így jön ki végeredményként a –136 kJ/mol. Az 58,1-es móltömeget akkor kapjuk meg, ha a hidrogén atomtömegét 1,01-nek vesszük – feltehetőleg a vizsgázók többsége 1-gyel számolt (a feladatban nem volt megadva atomtömeg), ez esetben –141 kJ/mol az eredmény. Az OH korábbi állásfoglalásai alapján arra számítunk, hogy ez a végeredmény is teljes pontszámot ér.
Kellemes pH-számolás
A hetedik feladat első részében egy ismeretlen sav moláris tömege volt a kérdés. A második részben az oldatot gyenge bázissal közömbösítették, a feltett kérdés megválaszolásához a bázis koncentrációját kellett kiszámítani a pH és a bázisállandó alapján. Gyakorlott feladatmegoldók számára egyik sem jelenthetett különösebb nehézséget.
A rettegett kristályvizes feladat
A nyolcadik feladat egy kristályvizes sóval kapcsolatos számolás, tapasztalataim szerint az érettségizőknek ezzel a feladattípussal van a legtöbb nehézségük. Hangyasav és sztöchiometrikus mennyiségű nátrium-karbonát reakciójával nátrium-formiátot állítunk elő, ami az oldatot lehűtve részben kikristályosodik; a kristályvizes só képletét kellett meghatározni. Itt a reakció utáni oldat tömegének kiszámítása, a távozó szén-dioxid figyelembe vétele igényelt külön odafigyelést – könnyű megfeledkezni róla, és csupán a hangyasavoldat és a nátrium-karbonát tömegének összegével számolni. Azonban a d) kérdés adott némi támpontot azáltal, hogy külön is rákérdezett a reakcióban keletkező gáz térfogatára – ez figyelmeztethette a feledékenyebb vizsgázókat az oldat tömegének csökkenésére.
A visszaméréses titrálás visszatér
A kilencedik feladatban kétkomponensű szilárd keverék (kazánkőből vett minta) összetételét kellett meghatározni. Az a) kérdésnél, bár az összes kiindulási anyag és termék meg van adva a szövegben, a reakcióegyenlet felírása, rendezése okozhatott némi fejtörést.
A kazánkő feloldásához szükséges sav mennyiségét visszaméréses titrálással határozták meg, a keverék összetételét ebből, és a minta tömegéből lehetett kiszámítani. Ha valaki a felkészülés során megoldotta a tavaly májusi érettségi 9. feladatát, az itt könnyen boldogulhatott, abban a feladatban is egy nagyon hasonló titrálás szerepel.
Összegzés
Összességében egy kiegyensúlyozott, nehézségében a tavalyihoz hasonló feladatsort kaptak a vizsgázók. A javítókulcsban nem szereplő, de helyesként elfogadható megoldásokkal kapcsolatos felvetéseimre az Oktatási Hivatal pozitívan reagált: a posztban leírt alternatív válaszok is elfogadhatók. Idén is előjött a “polikondenzáció vs. polimerizáció” elvi kérdése, amellyel a tananyagszerkesztőknek érdemes lenne foglalkoznia, hogy a tudományban használt definíciók átvezetésre kerüljenek a középiskolai tankönyvekben.