KİMYA OLİMPİYADI SORULARI

X. KİMYA OLİMPİYADI SORULARI

Prof. Dr. Namık K. ARAS

TÜBİTAK, Bilim Adamı Yetiştirme Grubu

Bilim ve Teknik’in geçen sayısında Kimya Olimpiyadları hakkında bilgi vermiş ve 2 – 12 Temmuz 1978’de Polonya’nın Torun şehrinde yapılan X. Kimya Olimpiyadında sorulan soruları yayınlayacağımızı bildirmiş­tik. Bilim ve Teknik’in bu sayısında sınavda sorulan 5 teorik sorudan ikisini yayınlayacağız. Bundan sonraki sayılarda diğer teorik sorula­rıyla yanıtları bulacaksınız. Olimpiyad kurallarına göre sınavlarda yalnız hesap cetveli veya daha iyisi elektronik hesap makinası kullanı­labilir. Yani diğer kitaplardan faydalanmamanız gerekir. Başarılar.

PROBLEM: 1

a)   Susuz bir krom filizinde aşağıdaki maddelerin bulunduğu saptanmıştır.

Fe (CrOj)j, Mg (CrO,),, MgCO₃ ve CaSi0₃

b)   Bu filizin analizi sonucunda

% 45,6 0,0,, % 7,98 Fe,0, ve % 16,12 MgO içerdiği bulunmuştur.

c)   Filiz, derişik HCI ile reaksiyona sokulduğunda krom içeren maddelerle reaksiyona girmediği

ve diğer ikisi ile reaksiyona girdiği anlaşıl­mıştır.

d)   HCI ile reaksiyon bittikten sonra filiz su ile C1 iyonları tamamen gidinceye kadar yıkan­mıştır. Geri kalan katı kısım, sabit ağırlığa ulaşıncaya kadar kurutulmuş ve tartılmıştır. Buna göre aşağıdaki soruları cevaplayınız.

1.1.HCI’nin bu iki madde ile olan reaksiyonunun denklemlerini yazınız.

1.2.Yukarıda a_ kısmında gösterilen dört madde- filizdeki yüzdeleri ve mol kesirlerini hesap­layınız.

1.3.HCI ile reaksiyon sonunda ve yukarıda (d) şıkkında elde edilen kuru maddedeki Cr,O_s yüzdesini hesaplayınız.

1.4.1000 gram filizin HCI ile reaksiyona girmesi sonucu elde edilen gaz, içerisi CaO ile doldu­rulmuş bir cam borudan geçirilerek soğurul­muştur. Cam borunun başlangıç ağırlığı 412,02 gram olduğuna göre son ağırlığını hesaplayınız.

Atom Ağırlıkları.

Cr = 52,01 Fe = 55,85 Mg = 24,32 Si = 28,09 C = 12,01 Ca = 40,08

O   = 16,00

PROBLEM: 2

Fe^{2 +} ve Ca^!+ iyonları içeren 10 dm³ su, sert­liği için analiz edilmiş ve analiz sonunda 10° geçici, 10° da kalıcı sertlik bulunmuştur. Bu sudan 100 cm³ alınarak H,0₂ ile yükseltgenip NHj katıldığında kahverengi bir çökelek oluş­muştur. Bu çökelek kurutulmuş ve yüksek sıcak­lıkta oksite dönüştürülmüştür. Bu oksitin ağırlığı

0,                     01432gram olduğuna göre aşağıdaki soruları cevaplayınız.

2.1.Sudaki Fe^{2 +} /Ca^î+mol oranını bulunuz.

2.2.Ca^î+tuzlarından oluşan geçici sertlik gideril­dikten sonra Fe*⁴” iyonlarının yarısının Fe³⁺‘ya yükseltgendiğini kabul ederek, 10 dm³ suya sodyum fosfat katılmasıyla oluşan çökelekle­rin toplam ağırlığını hesaplayınız.

1° sertlik = 10 mg CaO / dm³ Ca = 40,08 Fe – 55,85 C = 12,01 O = 16,00 H = 1,01 P = 31,00

Hesaplamaları % 1 duyarlıkla yapıp mol oranlarını tam sayılarla ifade ediniz.

POSTA GÜVERCİNLERİ

Peter HOLZMANN

Telsiz, telefon ve telgraf ile haberleşme olanağı olmadığı zamanlarda, REUTER Haber Ajansı en yeni haberleri duyurabilmek için posta güvercinlerinden yararlanmaktaydı. Muhabirler her iş gezisine çıkışla­rında özel olarak yaptırılmış bavullarda eğitilmiş güvercinleri beraber­lerinde götürmekte; gazetelerine en kısa yoldan haber ulaştırabilmek için birbirleriyle yarışa girmekteydiler. Egon Erwin KISCH’in yaptığı son açıklamaların dışında; bu kanatlı haber elçilerinin yurtlarına nasıl geri döndükleri günümüzde tam açıklığa kavuşturulamamıştır.

Gerçi her araştırmada ortaya konan gerçek, bilgilerimizi birkaç adım ileriye götürebiliyorsa da, kesin sonuca ermemiz için yeterli olma­maktadır.

nsanoğlunun “minik yarış atları” 200 ile 800 kilometrelik bir yolu birbirleriyle yarış ederce­sine uçarak değişmeyen hızla yuvalarına dönüş yapabilmektedir. Bu uzaklık, iyi hava koşulların­da hiç yorulmadan, tek bir günde katedilmekte- dir. Rüzgârın durumuna bağlı olarak güvercinle­rin saatteki hızı ortalama 60 ile 80 km. arasında değişmektedir. Hollanda ve Belçika’da bir günde uçuş uzaklığı 1000 kilometreyi bulmakta, İngiliz posta güvercinleri ise günde 1000 milin üzerinde uçabilmektedirler.

Akla gelen ilk soru : posta güvercinleri yönle­rini şaşırmadan son derece bilinçli bir şekilde kafeslerine nasıl dönebiliyorlar? Bu sırrı çözebil­mek için konu üzerinde sayısız deneyler yapıl­mıştır ve hálen de araştırmalara devam edilmek­tedir. Yalnız bugüne kadarki çalışmalardan kesin bir sonuç çıkartmak mümkün olamamıştır.

Posta güvercinlerini göçebe kuşlarla kıyasla­ma olanağı yoktur. Bir yıldız kümesi veya tek bir yıldız belli pozisyona girmedikçe ya da mevsime bağlı değişiklik gibi etkileyici bir faktör varolma­dıkça, göçebe kuşların yer değiştirdikleri görül­memiştir. Buna karşın posta güvercinlerinde mevsimsel göçebelik söz konusu olamaz. Mev­sime bağlı olmaksızın bir posta güvercini nerede olursa olsun, kendi kafesini rahatça bulabilir. Göçebe kuşlar ise sürekli olarak yazlık ve kışlık yurtları arasında uçarlar.

Baltık Denizi’nin sığırcık kuşlarının Baltık kıyılarında yumurtladığı, daha sonra kışı Güney İngiltere veya Kuzey Fransa’da geçirdikleri sap­tanmıştır. A. Perdeck tarafından Hollanda’da çeşitli sonbahar göçlerinde 11.000 üzerinde sığır­cık kuşu yakalanmış, ayaklarına tanıtıcı halkalar geçirildikten sonra İsviçre’ye götürülmüş ve oradan uçurulmuştur. Tekrar bulunma yerlerine göre yaşlı ve genç sığırcıkların davranımlarının farklı olduğu kaydedilmiştir, ilk kez sonbahar göçüne katılan genç sığırcıklar geldikleri rotaya devam etmişler ve kışı Güney Fransa ya da Ispan­ya’da geçirmişlerdir. Daha önce en az bir kere göçe katılmış olan yaşlı sığırcıklar geleneksel kış yurtlarına geri dönmüşlerdir. Bu deneyden şu sonuca varılabilir: Genç sığırcıklar uçuş yönünü kalıtsal bilgilere dayanarak tanımaktadırlar. Yaşlı hayvanlarda ise rota bilgisi ve yeniden rotayı bulma yeteneği vardır.

Bir posta güvercininin yuvaya geri dönebil­mesi için iki önemli bilgiye gereksinim vardır. Bunlardan birincisi yön, diğeri ise yuvaya olan uzaklıktır. Yön bulmada henüz saptanmamış bazı olaylar da etkili olmaktadır Güvercinlerin salındıktan sonraki uçuşları gözlendiğinde, şaşır­tıcı sonuçlar saptanabilir Kuşlar yuvalarının bulunduğu yöne doğru uçmamakta, salındığı yere göre değişik yönleri yeğlemektedirler. Yapılan bir deneyde güvercinler bir dakika ara ile tek tek salınmış ve gittikleri yön bir rüzgâr gülü üzerine işaretlenmiştir. İlk uçuşta kuşların kişisel olarak yön seçtikleri saptanmış; ancak bu olay açıklığa kavuşturulamamıştır. Güvercin havalan­dıktan hemen sonra uçuş yönünü saptayıcı ek bilgiler almakta ve yönünü bu bilgiler ışığında düzeltebilmektedir. Aynı zamanda “kör uçuş yönlendirmesi” olarak tanımlayabileceğimiz yan­lış yöne uçuşu etkilemek oldukça kolaydır.

Bu amaca yönelik olarak biri değişken koşul­larla uçacak “deney grubu”, diğeri ise “kontrol grubu” olmak üzere iki gruba gereksinim vardır. Deney güvercinlerinde doğal “gece ve gündüz ritmi” değiştirilir; diğer bir deyimle “vücut saati” ayarlanır. Kuşlar dışarıdan yönetilen karanlık bir kafese konulur v6 doğal olarak güneş doğuşun­dan altı saat önce veya sonra ışıklandırılır. Bir hafta sonra kuşlar yeni bir ritme alışıp vücut saatlerini ayarlamışlardır. “Deney grubu” bu işlemden sonra başka bir yere götürülüp uçuru- lursa, vücut saatlerinin altı saat geri kalmasına karşın uçuş yönleri rüzgâr gülünde 90 derece saat yönünde ileri gitmektedir. Eğer vücut saati altı saat ileri alınırsa uçuş yönü saat yönüne göre 90 derece geri kalmaktadır. “Gece – gündüz ritmi” oniki saate çıktığında deney kuşlarının “kontrol grubuna” olan yön farklılığı yüzseksen dereceyi bulmaktadır. “Deney grubuna” ait güvercinlerin uçuş yönleri, vücut saatlerine bağlı olarak mutlaka değişmektedir. Uçuş hızı ve kaybolma oranı her iki grupta da eşit olmuştur.

Başlangıç yönlendirmesi doğrudan, “gündüz- gece ritmi” ile ve bırakıldıkları zamanda güneşin durumu ile yakından ilgilidir, ilk akla gelen “güneş pusulası’dır”. Ancak güneşin görülmediği zamanlarda ne olmaktadır? Örneğin: Havaili yetiştiriciler güvercinleriyle gece yarışları düzen­lemektedirler. Wilhelmshafen’daki Max – Planck Enstitüsüne ait güvercinler uzun hazırlıklardan sonra geceleyin (genellikle dolunayda) uçabil­mektedirler. Bu güvercinlerin yuvalarını bulma yetenekleri gündüz uçanlardan farklı değildir. Cüneş pusulası kuramının bulunuşu daha başlan­gıçta yarım başarı olmuştur.

İnsanoğluna ilginç gelen diğer bir konu da; güvencinlerin yönlerini ve yollarını belirgin coğrafya biçimlerinden veya yerel yapıtlardan

— nehir, kule vb.— yararlanarak belirleyip belir- lememesidir. Olasılığın ne denli gerçek olduğunu anlamak amacıyla deney güvencinlerine görüşü engelleyici tül gözlükler takılmıştır. Bu durum­daki kuşlar ancak aydınlık – karanlık farklılığını ve son anda karşılarına çıkan engellerin sezebilmiş- lerdir. Ayrıca güvercinlere takılan mini verici ile uçuş yolu izlenmiştir. Sonuç: deney güvercinleri yuvalarına iki kilometre kalıncaya kadar doğru yolu izlemişlerdir. Bu sonuca göre yapılara baka­rak yönlendirme kuramının gerçek olmadığı anla­şılmıştır.

Diğer araştırıcılar yerçekim yardımıyla yön­lendirme olabileceğini ummaktadırlar. Ancak bu da sonu gelmeyen bir hipotez olarak kalmıştır. Bir kaç hayvanın ensesine, yönlendirme meka­nizmasını bir pusula gibi etkilemek veya bozmak amacıyla, mıknatıs yerleştirilmiştir. Deney güver­cinleri mıknatıslara karşın güvenli bir biçimde yuvalarını bulmuşlardır.

Sonuç: Posta güvercinlerinin kendilerini nasıl yönlendirdikleri veya bu amaçla hangi yardımcı öğelerden yararlandıkları bugüne dek yapılan araştırmaların bulgularıyla henüz belirleneme­miştir. Elde bulunan bazı eksik bulgular birbirle- riyle çatışmaktadırlar. Genellikle yeni bir bulgu eski bir kuramın geçerliliğini ortadan kaldırmak­tadır.

Yeni denemelerde güvercinin başına takılan iki gram ağırlığındaki film kameraları kullanıl­maktadır. Kamera kapağı ilk uçuştan başlıyarak bir dakika açık kalmakta, bu yöntemle güneş bir nokta biçiminde filme alınmaktadır. Daha sonra bir haritaya kuşların bakış yönleri işaretlenmek­tedir. Bu deney ile kör uçuş olayının ve tüm yön bulma mekanizmasının açıklanabileceği umul­maktadır.

Özel yetiştiricilerin sürekli olarak merak ettikleri; posta güvercinlerinin rota bilgisini nasıl öğrendikleri ve rota bulma işlemidir. Açıklayıcı sonuçlara götürecek deneylerin herşeyden önce zamana gereksinimi vardır. Aynı zamanda bu amaca uygun araç gereç ile güvercinleri bulmak zordur. Diğer>yönden posta güvercinleri üzerine araştırma yapan kuruluşlar, güvercin yetiştirici­lerinin deneyimlerine değer vermemektedirler. Buna karşın belki de yön bulma mekanizmasının altında yatan sırrı meraklı yetiştiricilerin gözle- nimleri açıklayabilecektir.      KOSMOS’dan

Çeviren: Dr. Aydın ÖZTAN