1. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ЗАДАЧИ
ХХIІ Всеукраинского Турнира Юных Химиков
(2014/2015 учебный год)
Авторы: О. О. Бородин, В. К. Бухтияров, А. В. Волянская, А. В. Григорович, И. А. Гуцкалов,
А. П. Демчук, Н. С. Калиберда, А. С. Кобякин, В. Е. Крыжановский, А. Ю. Ляпунов,
В. Г. Пивоваренко, В. Н. Сомов, С. В. Супрунович, А. В. Хаврюченко.
http://chemturnir.org.ua/
1. «Природодемонстрация». Подберите набор из десяти химических опытов, которые демон- стрировали бы природные явления, в частности, дождь, прорастание семян, ржавление и другие, ко- торые можно было бы использовать при объяснении этих явлений на уроках в младшей школе.
2. «Первые тридцать». Как изменилась бы жизнь на Земле, если б на нашей планете сущест- вовали только химические элементы с порядковыми номерами в Периодической системе Д. И. Менделеева не больше 30. Опишите основные изменения в составе и функционировании атмо- сферы, гидросферы и литосферы. Каким образом мы должны были бы организовать производство наиболее важных промышленных продуктов и наш быт? Как изменилась бы история развития на- шей цивилизации и науки?
3. «Неприродный природный газ». В последнее время распространено мнение, что природ- ный газ, который централизованно получают потребители, «разбавляют», то есть снижают его удельную теплотворную способность. Предложите химический способ проверки «разбавления» природного газа. Какие вещества могут быть использованы для «разбавления»? Как химическими методами можно определить вещество, которое использовано для «разбавления».
4. «Физические методы исследования». При изучении химии в школе мы очень часто опе- рируем характеристиками веществ, в частности, длина связи, энергия ионизации, полярность моле- кул, степень диссоциации и многими другими, которые определяются с помощью тех или иных фи- зических методов исследования. Приведите обязательные для изучения в школьном курсе свойства элементов, атомов, молекул, веществ и их смесей, которые невозможно определить без использования физических методов исследования. Кратко опишите способы определения этих свойств. На основа- нии этого обоснуйте, какие физические методы исследования необходимо изучать в школьном курсе химии.
5. «Игры с перчатками». Часто в химических лабораториях игривые экспериментаторы ис- пользуют не по назначению латексные перчатки. Например, в неё наливают какой-нибудь раствори- тель, однако, со временем перчатка начинает пропускать растворитель или разрывается. Оцените время, в течение которого латексная перчатка сможет удерживать определённый растворитель объё- мом 0,5 л без протекания. Постройте ряд из не менее 10 растворителей по времени удерживания рас- творителя в перчатке. Возможно ли построить математическую модель для расчёта времени удержа- ния растворителя перчаткой?
6. «Луч света в тёмном царстве». Предложите состав гомогенной закрытой системы, которая может за счет химических процессов в течение не менее 5 минут непрерывно генерировать белый свет высокой интенсивности. Опишите процессы, происходящие в этой системе. Приведите расчёты, которые теоретически обоснуют высокую интенсивность и длительность свечения предложенной системы.
7. «Космическая атмосфера». В результате аварии на космической станции произошла утечка воздуха; до исправления повреждения его запасы достигли критического количества, которого кос- монавтам хватит на одни сутки. Предложите способ получения пригодной для дыхания газовой сме- си с использованием только оборудования и материалов, имеющихся на космической станции.
2. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ЗАДАЧИ
ХХIІ Всеукраинского Турнира Юных Химиков
(2014/2015 учебный год)
Авторы: О. О. Бородин, В. К. Бухтияров, А. В. Волянская, А. В. Григорович, И. А. Гуцкалов,
А. П. Демчук, Н. С. Калиберда, А. С. Кобякин, В. Е. Крыжановский, А. Ю. Ляпунов,
В. Г. Пивоваренко, В. Н. Сомов, С. В. Супрунович, А. В. Хаврюченко.
http://chemturnir.org.ua/
8. «Сверхпроводящий раствор». Опишите, каким образом на электропроводность растворов влияют температура, природа растворителя, природа растворённого вещества и его концентрация. Предложите и обоснуйте состав жидкого раствора с наибольшей электропроводностью.
9. «Серебряное зеркало». Реакция серебряного зеркала является одной из наиболее зрелищ- ных. Объясните механизм образования серебряного покрытия на стенках посуды в ходе этой реак- ции. Каких требований к посуде и условиям проведения реакции необходимо придерживаться, что- бы получить именно зеркальное покрытие, а не коллоидное серебро? Предложите и продемонстри- руйте (по возможности) несколько экспериментов, в которых можно получить аналогичные зеркаль- ные покрытия из других материалов на стекле.
10. «Антизапотеватель». Предложите безопасную смесь или индивидуальное соединение, подходящее для защиты автомобильного стекла от запотевания. Обсудите условия практического применения данного средства и принцип его действия.
11. «Почти хромовая смесь». Одним из самых эффективных средств для мытья химической посуды в лаборатории является высокотоксичная хромовая смесь. Доступные альтернативы – нохро- микс, смесь серной кислоты с перекисью водорода, царская водка – значительно менее токсичны, но обладают низкой стабильностью и неудобны в работе. Предложите эффективное безопасное средст- во для мытья химической посуды, которое будет сочетать в себе лучшие свойства хромовой смеси и низкую токсичность.
12. «Необычный звук». Кроме температуры, давления, природы растворителя и других фак- торов на протекание химической реакции может влиять звук. Рассмотрите несколько примеров ре- акций, которые инициируются звуком. Объясните физико-химическую природу данного явления. Обсудите возможность изменения скорости и направления реакции при использовании звука разной частоты и интенсивности.
13. «Что написано пером…». На банковских карточках обязательно присутствует полоска для личной подписи владельца карты, свойства поверхности которой практически не позволяют стереть надпись на полосе. Предложите вещество или смесь, которым можно обработать обычную бумагу для того, чтобы надписи, сделанные на ней обычным карандашом после такой обработки, невоз- можно было бы стереть. Обсудите возможность обработки такой бумаги с надписью другим вещест- вом, после чего появилась бы возможность стереть надпись.
14. «Кислотность». Часто учёным необходимо сравнивать кислотно-основные свойства тех или иных органических веществ. Предложите характеристики, используя которые можно сравнивать протолитические свойства органических соединений. Каким методом можно теоретически или практически определить константы кислотности или основности для этих соединений? Проиллюст- рируйте свои рассуждения на примере как можно большего числа органических соединений с раз- ными функциональными группами.
15. «Diels versus Alder». Реакции циклоприсоединения очень важны в органической химии. Воз- можны ли такие реакции для неорганических веществ? Предложите как можно больше аналогий реак- ции циклоприсоединения среди реакций между неорганическими соединениями. В чём состоят общие и отличные черты реакций циклоприсоединения для органических и неорганических веществ?
