CHO45skEFEteR

CHEMICKÁ OLYMPIÁDA 45. ročník, školský rok 008/009 kategória EF, úroveň E školské kolo TEORETICKÉ ÚLOHY riešenie a hodnotenie úloh

RIEŠENIE A HODNOTENIE ÚLOH Z TECHNOLOGICKÝCH VÝPOČTOV (I) Chemická olympiáda kategória EF, úrove E 45. ro ník školský rok 008/009 Školské kolo Ľudmila Glosová Združená stredná škola, Nováky Maximálne 15 bodov Riešenie úlohy 1 (8 b) b a) obsah MnSO 4 vo vode,5 mg dm b z rovnice : výsledná hodnota 0,8 mg dm odstráni treba:,5 0,8 = 1,7 mg dm m(mnso 4 ) = 1 000 000 dm. 1,7 mg dm = 1 700 000 mg m(mnso 4 ) = 1 700 g m g n =, mol M = 1 700 116 1 15100, g.mol = MnO(OH) MnSO 4 H O Mn(OH) H SO 4 vyplýva: n(mnso 4 ) = n(mno(oh) ) = 11,6 mol Z rovnice: 4 KMnO 4 6 H O 4 KOH 4 MnO(OH) O vyplýva: n(mno(oh) ) = n(kmno 4 ) = 11,6 mol m(kmno 4 ) = n.m = 11,6 mol. 158,04 g.mol 1 = 1 779 g = 1,779 kg m = m w 1779, kg = 0, 85 =, 09 kg 1 b b) 1 000 m vody... 1,779 kg N(KMnO 4 ) = 1,779 kg. 0 kg 1 = 6 N(KMnO 4,rok) = 6. 7 = 5 b c) n(h SO 4 ) = n(mnso 4 ) = 11,6 mol reakcia: H SO 4 Ca(HCO ) CaSO 4 H O CO n(h SO 4 ) = n(ca(hco ) ) = 11,6 mol

1 b 11,6 mol... 1 000 m 11,6 mmol... 1 m 0,0116 mmol... 1 dm Voda musí obsahovať minimálne 0,0116 mmol dm Ca(HCO ). Riešenie úlohy (7 b) 1 b m 1 = 1 000 kg w 1 =? filtrácia V = 0,6 m m =? 1,5 b celková bilancia: m 1 = m m 1 000 kg = m m m = V. ρ = 0,6 m.1 000 kg.m m = 600 kg m = 400 kg,5 b a) filtra ný kolá : m = m(tl) m (H O) m(h O) = m (H O) 600 kg (H O) m (H O) = 0,. m(h O) m(h O) = 0,. m(h O) 600 kg (H O) 0,8. m(h O) = 600 kg m(h O) = 750 kg pôvodné množstvo vody m (H O) = 0,. 750 kg = 150 kg 0,5 b b) tuhá fáza: m(tl) = 400 kg 150 kg = 50 kg 0,5 b c) w(tl): 50kg w = = 0, 5 1000 kg Vo filtračnom koláči sa zadrží 150 kg vody, tuhej fázy je 50 kg a pôvodná suspenzia obsahovala 5% tuhej fázy.

RIEŠENIE A HODNOTENIE ÚLOH ZO VŠEOBECNEJ A FYZIKÁLNEJ CHÉMIE (I) Chemická olympiáda kategória EF, úrove E 45. ro ník školský rok 008/009 Školské kolo Iveta Ondrejkovičová Oddelenie anorganickej chémie, Ústav anorganickej chémie, technológie a materiálov, FCHPT STU, Bratislava Maximálne 15 bodov Riešenie úlohy 1 ( b) a) Elektrónová konfigurácia (skrátený zápis): 0,5 b atómu chrómu, 4 Cr: [Ar] d 5 4s 1 0,5 b chromitého katiónu, Cr : [Ar] d 0,5 b atómu selénu, 4 Se: [Ar] d 10 4s 4p 4 0,5 b selenidového aniónu, Se : [Kr] b) Atóm chrómu sa nachádza: 0,5 b v 4. perióde periodickej sústavy prvkov, 0,5 b v 6. skupine periodickej sústavy prvkov. Atóm selénu sa nachádza: 0,5 b v 4. perióde periodickej sústavy prvkov, 0,5 b v 16. skupine periodickej sústavy prvkov. Pozn.: Treba napísa umiestnenie prvkov v dlhej forme periodickej tabu ky prvkov. 0,5 b c) Selén je neprechodný prvok, lebo nemá iasto ne obsadené dorbitály (n 1) vrstvy na rozdiel od chrómu, ktorý je prechodný prvok. d) Po et nespárených elektrónov: 0,5 b v chromitom katióne Cr : e (dprvok), 0,5 b v selenidovom anióne Se : 0 e (pprvok; má elektrónovú konfiguráciu atómu vzácneho plynu kryptónu Kr).

Riešenie úlohy (4,5 b) Výber látok s kovovou väzbou a uš achtilých kovov ako aj napísanie ich názvu z jednoduchých látok uvedených v zadaní úlohy (Li(g), Ca(s), S 8 (s), P 4 (s), Hg(l), Cu(s), I (s), Rh(s) a Pt(s)): a) kovovú väzbu má: 0,5 b Ca(s), vápnik, 0,5 b Hg(l), ortu, 0,5 b Cu(s), me, 0,5 b Rh(s), ródium a 0,5 b Pt(s), platina Za správny výber látok á 0,5 b a za názov á 0,5 b. Poznámka: Nepatrí sem lítium Li(g), lebo je v plynnom skupenstve. b) uš achtilé kovy sú: 0,5 b Hg(l) ortu, 0,5 b Cu(s) me, 0,5 b Rh(s) ródium 0,5 b Pt(s) platina Za správny výber látok á 0,5 b a za názov á 0,5 b. Riešenie úlohy (4 b) 1 b a) H O(l) H O(l) H O (aq) OH (aq) Za zápis chemického deja 0,5 b a za stavový zápis 0,5 b. 0,5 b H O = oxóniový katión (oxónium), 0,5 b OH = hydroxidový anión 0,5 b b) Autoprotolýza je prolytická reakcia, lebo po as reakcie dochádza k prenosu protónu H amfiprotné vlastnosti. medzi dvomi rovnakými molekulami, ktoré majú Pozn.: jedna molekula sa správa ako Brönstedova kyselina a druhá ako Brönstedova zásada. V našom prípade sa protón prenáša medzi dvomi rovnakými molekulami vody. 0,5 b c) K v = [H O ][OH ] 0,5 b pk v = ph poh 0,5 b d) K v = 1,0 10 14 (t = 5 C) 0,5 b pk v = 14 (t = 5 C)

Riešenie úlohy 4 (,5 b) Najprv si vypo ítame látkové množstvo dusi nanu draselného n 1 (KNO ) v pôvodnom roztoku a potom látkové množstvo n (KNO ) vo výslednom roztoku. Látkové množstvo tuhého dusi nanu draselného n(kno ), ktoré pridáme do roztoku, si vypo ítame z rozdielu oboch látkových množstiev. Pri výpo te vychádzame zo vz ahu n = c V, kde V je objem roztoku v dm. 0,5 b V 1(KNO ) = V (KNO ) = V (KNO ) = 00,0 cm 0,5 b V (KNO ) = 0,000 dm 0,5 b n 1 (KNO ) = c 1 (KNO ) V (KNO ) 0,5 b n 1 (KNO ) = 0,0700 mol dm 0,000 dm 0,5 b n 1 (KNO ) = 0,0140 mol 0,5 b n (KNO ) = c (KNO ) V (KNO ) 0,5 b n (KNO ) = 0,1000 mol dm 0,000 dm 0,5 b n (KNO ) = 0,0000 mol 0,5 b n(kno ) = n (KNO ) n 1 (KNO ) 0,5 b n(kno ) = 0,0000 mol 0,0140 mol 0,5 b n(kno ) = 0,00600 mol

RIEŠENIE A HODNOTENIE ÚLOH Z ANALYTICKEJ CHÉMIE Chemická olympiáda kategória EF, úrove E 45. ro ník školský rok 008/009 Školské kolo Elena Kulichová Združená stredná škola, Nováky Maximálne 10 bodov (b), resp. 40 pomocných bodov (pb) Pri prepo te pomocných bodov (pb) na kone né body (b) použijeme vz ah: body (b) = pomocné body (pb) 0,50 Riešenie úlohy 1 (10 pb) 4 pb a)sfarbenie jednotlivých hydroxidov uvádza tabu ka: Hydroxid Sfarbenie Co ( OH) svetlomodré Cu ( OH) svetlomodré Ni ( OH) svetlozelené Zn ( OH) biele pb b) Cu(NO ) ( ) NaOH( aq ) Cu( OH) ( s) NaNO ( aq) aq ( ) Na NO Cu NO Na OH Cu OH Cu OH ( ) Cu OH pb c) Iný názov diacetyldioxímu je ugajovovo inidlo (skúmadlo). (1pb) Na rozdiel od kobaltnantých a me natých iónov je komplex niklu s diacetyldioxímom (dimetylglyoximát nikelnatý) nerozpustný v amoniaku. (pb) Úloha (10 pb) pb Rozpustnos sulfidu: Ni S NiS K = [ Ni ] [ S ] kde [ Ni ] [ ] = S = c s K = c c = po dosadení c = 1,18 10 s K s 1 moldm

pb Rozpustnos hydroxidu: Ni OH Ni ( OH) kde [ Ni ] c [ ] = OH = c K = K 4 s s = c c po dosadení pb Rozpustnos uhli itanu: 4 c = 6,08 10 7 moldm Ni CO [ Ni ] [ CO ] NiCO K = kde [ ] [ ] Ni = CO = c s K = c c = po dosadení s K s c =,74 10 4 moldm 1 pb Najvhodnejším zrážadlom je sulfid amónny, pretože sa dosiahne najnižšia koncentrácia nikelnatých iónov v roztoku po zrážaní. Riešenie úlohy (10 pb) pb a) V prvej etape reakcie vzniká zrazenina, ktorá sa v nadbytku zrážadla rozpúš a v dôsledku vzniku komplexného katiónu. pb b) Co ( NO ) ( aq) NH 4 OH (aq) Co( OH) ( s ) NH 4 NO ( aq) Co OH ( ) Co OH pb V prvom kroku reakcie vzniká zrazenina hydroxidu kobaltnatého, ktorý má modré sfarbenie: pb c) Co 6 NH [ Co( NH ) ] pb Produktom druhého kroku reakcie je hexaamminkobaltnatý komplex, ktorý má žltohnedé sfarbenie. 6 Riešenie úlohy 4 (10 pb) pb Hmotnostný zlomok zinku v zliatine sa vypo íta zo vz ahu: w mc ( Zn) = kde m ( vzorka ) = 0,547 g m( vzorka)

Hmotnos zinku m ( Zn) sa vypo íta z chelátometrického stanovenia, na základe znalosti stechiometrického pomeru reaktantov a zriedenia pri príprave zásobného roztoku vzorky. Stechiometrický pomer reaktantov možno ur i z iónového zápisu reakcie: 1 pb Zn Zn HY Y H pb m( Zn) = n M( Zn) = c V M( Zn) Po dosadení a vy íslení: R R R 1 pb m ( Zn) = 0,048 mol dm 0,015 dm 65,8g mol = 0,094 g Po zoh adnení zriedenia: pb m c ( Zn ) = m( Zn) 5 po dosadení m ( Zn ) = 0,197 g Po vy íslení hmotnostného zlomku: 0,197 g 1 pb w = = 0, 6 0,547 g Plným po tom bodov sa hodnotí aj každý iný logicky správny výpo et so správnym výsledkom. c

RIEŠENIE A HODNOTENIE ÚLOH Z ORGANICKEJ CHÉMIE Chemická olympiáda kategória EF, úrove E 45. ro ník školský rok 008/009 Školské kolo Jana Široká ZSŠ chemická, Ra ianska 78, Bratislava Maximálne 10 bodov, resp 1 pomocných bodov Pri prepo te pomocných bodov (pb) na kone né body (b) použijeme vz ah: body (b) = pomocné body (pb) 0,6 Riešenie úlohy 1 (,5 pb, resp. 0,81 b) 0,5 pb 1brómbut1én 0,5 pb trichlórmetán 0,5 pb alyljodid (jódprop1én) 0,5 pb metylmagnéziuchlorid 0,5 pb terc.butylbromid (brómmetylpropán) Riešenie úlohy (1 pb, resp. 0, b) 1 pb b) metylchlorid (chlórmetán) Riešenie úlohy (5 pb, resp. 1,6 b) 1 pb a) CH COOCH CH CH KBr 1 pb propylester kyseliny octovej (etánovej) pb b) CH CH NH HI etylamín 1 pb c) Riešenie úlohy 4 (5 pb, resp. 1,6 b) CH CH pb CH CH ONa Br

Za každý reaktant na avej strane 0,5b, ur enie produktu 1b 1 pb 1metylcyklohexán 1 pb Zajcevovo pravidlo Riešenie úlohy 5 (5 pb, resp. 1,6 b) UV éter C 6 H 5 CH X(halogén) C 6 H 5 CH X Mg C 6 H 5 CH MgX CO Riešenie úlohy 6 (4 pb, resp. 1,8 b) Správne reakcie sú a) a c) 1 pb a) 1 pb c) Typ reakcie pre správne reakcie 1 pb a) elektrofilná adícia 1 pb c) radikálová substitúcia (radikálová bromácia) Riešenie úlohy 7 (4,5 pb, resp. 1,45 b) 0,5 pb halogény 1 pb freóny 1 pb chladiacich zariadení 1 pb hasiace 1 pb poškodzujú ozónovú vrstvu atmosféry. Riešenie úlohy 8 (4 pb, resp. 1,8 b) H O pb C 6 H 5 MgBr C 6 H 5 CH=O C 6 H 5 CH(C 6 H 5 )OMgBr C 6 H 5 CH(OH)C 6 H 5 1 pb difenylmetanol 45. ročník Chemickej olympiády, teoretické úlohy školského kola kategórie EF, úroveň E, riešenie a hodnotenie úloh Vydal: IUVENTA, 008 Ďalšie informácie na www.olympiady.sk Slovenská komisia Chemickej olympiády