Pytania na konkurs chemiczny kwiecień, 2013

Zagadnienia do Konkursu Akademii Ciekawej Chemii - 2012/2013
Konkurs odbędzie się 17 kwietnia 2013
Termin 1: 24 października
Wykład nr 1 – prof. Małgorzata Jóźwiak
Ciepło znane i nieznane
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Co to jest temperatura? Jakie są znane skale temperatur i co było podstawą do ich
skonstruowania?
Co to jest energia? Jakie są podstawowe rodzaje energii i ich składowe?
O czym mówi zasada zachowania energii? Czym się róŜni wymiana energii od
konwersji energii? Podać przykłady.
Wymienić i scharakteryzować typy układów.
Co to jest ciepło i jakie są skutki dostarczenia ciepła do układu? Co to jest ciepło
właściwe?
W jakim przypadku proces rozpuszczania jest egzotermiczny a w jakim przypadku
proces rozpuszczania jest endotermiczny?
Co to jest entalpia reakcji i jak moŜna ją policzyć?
Czym się róŜni parowanie od wrzenia?
W jaki sposób szybkość reakcji zaleŜy od temperatury? Odpowiedź proszę uzasadnić.
Termin 2: 14 listopada
Wykład nr 2: dr Arkadiusz Kłys
O mydle i o innych kosmetykach - Środki powierzchniowo czynne
1. Co to jest mydło?
2. Jaki związek jest obecnie najpopularniejszym detergentem? Opisz jego wady i zalety.
3. Czy mydło dobrze myje w "twardej" wodzie - odpowiedź uzasadnij lub zilustruj
równaniem reakcji.
4. Oblicz ile cm3 1M NaOH naleŜy uŜyć w celu zemulgowania 10g tłuszczu będącego
di-stearynianem-mono-palmitynianem-glicerolu. Napisz odpowiednie równanie
reakcji. (wzór sumaryczny kwasu stearynowego - C18H36O2, wzór sumaryczny kwasu
palmitynowego C16H32O2)
5. Najpopularniejszy obecnie detergent - laurylosiarczan sodu otrzymuje się w reakcji
alkoholu dodecylowego ze stęŜonym kwasem siarkowym(VI), a
następnie
zobojetnienie powstałego produktu przy pomocy 3M roztworu NaOH. Oblicz ile
naleŜy uŜyć roztworu NaOH w tym celu jeŜeli do pierwszej reakcji uŜyto 9,3 kg
alkoholu dodecylowego, oraz 6 kg stęŜonego kwasu siarkowego. (wzór sumaryczny
alkoholu dodecylowego - C12H26O)
6. Co to jest liczba kwasowa tłuszczu oraz liczba zmydlania? Jaka jest zaleŜność
pomiędzy tymi wartościami.
Termin 3: 12 grudnia
Wykład nr 3 – dr Emilia Obijalska
Barwy w chemii
1.
2.
Wyjaśnij pojęcie: chromofor i auksochrom.
Narysuj wzory trzech dowolnie wybranych chromoforów występujących w związkach
organicznych.
3.
4.
5.
6.
7.
Jak nazywa się pomarańczowy barwnik występujący w marchewce?
Narysuj ogólny schemat reakcji otrzymywania barwników azowych.
Wyjaśnij róŜnice między substancją barwną i barwnikiem
Wyjaśnij pojęcie: szereg spektrochemiczny ligandów
Jakiego typu przejścia elektronowe są odpowiedzialne za niebieską barwę jonów Cu2+
w roztworach wodnych a jakie za fioletową jonów manganianowych(VII)?
Termin 4: 16 stycznia
Wykład nr 4 – dr Sławomir Domagała
Od baterii z Bagdadu do nowoczesnych ogniw paliwowych
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Wyjaśnij róŜnicę między ogniwem pierwotnym i wtórnym.
Opisz budowę oraz przedstaw równania reakcji zachodzących w ogniwie Daniela.
Wyjaśnij pojęcia: utleniacz, reduktor, utlenianie, redukcja oraz wskaŜ na wzajemne
związki między nimi.
Zapisz równanie Nernsta oraz wyjaśnij jaką zaleŜność opisuje to równanie.
Wyjaśnij na dowolnym przykładzie powstawanie siły elektromotorycznej w ogniwach
galwanicznych.
Jakie procesy chemiczne przebiegają podczas ładowania i rozładowania akumulatora
kwasowo-ołowiowego? (przedstaw równania reakcji tych procesów).
Na dowolnym przykładzie wyjaśnij zasadę działania ogniwa paliwowego.
Termin 5: 06 lutego
Wykład nr 5: dr Stanisław Porwański
Kilka słów o cukrach, czyli chemia słodkiego smaku
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Ile gramów węgla moŜna otrzymać z 1,3 mola glukozy?
Który z wymienionych cukrów (sacharoza, laktoza, ryboza) ma właściwości
redukujące, odpowiedź uzasadnij.
Co oznacza termin glikozyd? Podaj przykład takiego związku.
Co oznacza duŜa litera D w nazwie cukru?
Dlaczego celuloza nie jest trawiona przez człowieka?
Jaką minimalną liczbę atomów węgla musi zawierać molekuła związku, aby moŜna
było zaliczyć go do rodziny sacharydów?
Termin 6: 13 marca
Wykład nr 6: dr Paweł Krzyczmonik
Tlen – pierwiastek Ŝycia – czy zawsze ?
1.
2.
3.
4.
5.
Wyjaśnij róŜnice w budowie elektronowej tlenu w stanie podstawowym i w stanie
wzbudzonym.
Napisz równia chemiczne przedstawiające negatywny wpływ freonu na warstwę
ozonową.
W pojemniku o objętości 10 dm3 znajduje się mieszanina gazów o składzie 63% N2,
32% O2 i 5% Ar. Ciśnienie wynosi 1550 hPa, a gęstość mieszaniny 1,2350g/dm3.
Oblicz ciśnienia cząstkowe poszczególnych gazów tworzących mieszaninę.
Które z wymienionych cząstek moŜna zaliczyć się do reaktywnych form tlenu (RFT):
+
..
.
H2O2, H , OH , O2 , O3, H2O, OH , HO2
Napisz reakcje chemiczne składające się na tzw. cykl ozonowy.
6.
Wykonano elektrolizę wody przepuszczając przez 90 min prąd o natęŜeniu 7A, Oblicz
jaką ilość metanu moŜna spalić przy uŜyciu wydzielonego w czasie elektrolizy tlenu.
(Obliczenia przeprowadzić dla procesu całkowitego spalania).
Termin 7: 10 kwietnia
Wykład nr 7 – dr Paweł Urbaniak
O kompleksach bez kompleksów
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Oblicz wielkość i znak ładunku atomów centralnych w następujących związkach lub
jonach kompleksowych: [Cr(NH3)6]Cl3; PtCl42-; Co(CN)63-; [Fe(H2O)6]SO4;
[Ag(NH3)2]NO3.
Napisz koordynacyjny wzór strukturalny podanych niŜej związków kompleksowych:
Fe(C2O4)33-, Co(NH3)63+; FeCl42-;
Napisz wzory związków kompleksowych oraz podaj ich nazwy na podstawie
podanych niŜej informacji: a) atom centralny – miedź na +2 stopniu utleniania, ligandy
- jony chlorkowe, liczba koordynacyjna 4; b) atom centralny nikiel na +2 stopniu
utleniania, ligandy – cząsteczki amoniaku; liczba koordynacyjna 6.
Napisz równania reakcji dysocjacji elektrolitycznej następujących soli
kompleksowych: [Cr(NH3)6]Cl3; [Co(NH3)6]SO4; K2[NiBr4]; Ca2[Fe(CN)6];
Zawartość jonów magnezowych i wapniowych w wodzie moŜna oznaczać
miareczkując badany roztwór przy uŜyciu roztworu EDTA (C10H16N2O8) o dokładnie
znanym stęŜeniu. EDTA tworzy bezbarwne kompleksy zarówno z jonami magnezu jak
i wapnia. W obu przypadkach składy powstających kompleksów są jednakowe: jeden
jon metalu łączy się z jedną cząsteczką EDTA. Aby dokładnie wyznaczyć objętość w
punkcie końcowym miareczkowania naleŜy uŜywać tzw. wskaźników, jednocześnie
odpowiednio dobierając pH roztworu. W momencie dodania stechiometrycznej ilości
EDTA, roztwór zawierający wskaźnik zmienia swoją barwę. Na tej podstawie moŜna
obliczyć zawartość jonów magnezu lub wapnia w badanym roztworze.
Pobrano próbkę 50 ml wody. Podzielono ją na dwie równe części. Aby oznaczyć
sumaryczną zawartość magnezu i wapnia połowę pobranej próbki zmiareczkowano w
środowisku buforu amonowego, stosując jako wskaźnik czerń eriochromową T.
ZuŜyto 12 ml 0,02 mol/dm3 roztworu EDTA. W pozostałej części pobranej próbki
oznaczono wapń, miareczkując ją tym samym roztworem EDTA, stosując wskaźnik kalces w środowisku o pH=12. Do zmiany barwy zuŜyto 8 ml EDTA. Podaj zawartość
jonów wapnia oraz zawartość jonów magnezu w badanej wodzie wyraŜone w mg
jonów metalu na 1 dm3 próbki.
Oblicz ułamek molowy jonów Ca2+ w roztworze o stęŜeniu wolnych cząsteczek
liganda EDTA 0,005 mol/dm3. Stała trwałości kompleksu Ca(EDTA) wynosi 2x109.
Do 100 cm3 roztworu azotanu(V) wapnia o stęŜeniu 0,02 mol/dm3 wprowadzono
73 mg EDTA. Oblicz stęŜenie wolnych jonów wapnia w roztworze. Stała trwałości
kompleksu Ca(EDTA) wynosi 2x109. Rozwiązując zadanie uwzględnić wyłącznie
równowagę tworzenia kompleksu jonów wapnia z EDTA.