Tabelul 1 - static.olimpiade.ro · Mod de lucru: Deoarece iniţial viteza de desfăşurare a...
Transcript of Tabelul 1 - static.olimpiade.ro · Mod de lucru: Deoarece iniţial viteza de desfăşurare a...
Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 1 din 2 Proba practică - Clasa a IX-a
MINISTERUL EDUCAŢIEI NAȚIONALE OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE
PIATRA-NEAMȚ 31.03. – 06.04. 2013
Proba practică
Clasa a IX-a
Subiectul A _____(45 de puncte)
În fiecare din cele 5 sticluţe se găsesc soluţii apoase diluate ale câte unui azotat solubil al unuia dintre cationii:
NH+4 , Na+, K+, Li+, Rb+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Cr3+, Al3+, Fe3+, Fe2+, Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Cu2+,
Cd2+, Ag+, Pb2+; Doi dintre cationii prezenţi dau semnal pozitiv la reacţia flăcării, unul colorând-o în roşu-
cărămiziu cu benzi caracteristice la următoarele lungimi de undă: 618,2 nm; 620,3 nm; 555,4 nm şi 422,7 nm . Coroborând toate observaţiile organoleptice ca urmare a desfăşurării experimentelor
indicate în Tabelul 1 identificaţi cationul aflat în fiecare sticluţă numerotată de la 1 până la 5
pe baza reacţiilor cu reactivii: KI, NH3, NH3 conc. , Na2S şi K2CrO4, aflaţi pe masa de lucru în sticluţe picurătoare.
Atenţie !!!! Reactivii se adaugă probelor în picătură şi sub agitare energică !!!!!!!
În urma testelor efectuate, treceţi rezultatele obţinute în Tabelul 1, scriind în fiecare
dreptunghi corespunzător intersecţiei dintre coloanele şi liniile tabelului, după caz: - formula compusului chimic rezultat, marcând cu „↓” formarea unui precipitat; în cazul
precipitatelor descrieți aspectul şi culoarea; dacă nu se formează precipitat, dar se formează un complex sau o altă specie căreia i se datorează schimbarea culorii soluţiei, precizaţi schimbarea culorii;
- marcaţi cu „X” dacă în urma reacţiei efectuate nu se observă nicio schimbare; - dacă precipitatul este solubil în exces de reactiv, scrieţi formula compusului rezultat, iar
dacă precipitatul este insolubil, scrieţi această constatare în Tabelul 1;
- scrieţi ecuaţiile reacţiilor ce se desfăşoară în eprubete la identificarea substanţelor din
cele 5 sticluţe în Tabelul 2 din foaia de concurs. În cazul în care nu are loc reacţie
chimică, marcaţi un „X” în căsuţa corespunzătoare din tabel. - !!!! OBSERVAȚIE !!!!! De obicei reactivul Na2S conține ca impurități sulfit şi/sau sulfat.
Precizați în rubricile corespunzătoare dacă ați sesizat acest lucru.
Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 2 din 2 Proba practică - Clasa a IX-a
Subiectul B_______ _____(55 de puncte)
Se supun titrării 2 probe identice A şi B ce conțin aceeaşi cantitate de acid oxalic. Probele au fost preparate in mod identic: acelaşi volum de soluție de acid oxalic de concentrație necunoscută este acidulat cu o cantitate de acid sulfuric de concentrație aproximativ 50 % şi diluat la volum de 50 mL folosind apă distilată. Titrarea se face cu permanganat de potasiu a cărui concentrație a fost stabilită în urma reacției cu hidroxidul feros în mediu bazic la 0,06 echivalenți-gram/L
Mod de lucru:
Deoarece iniţial viteza de desfăşurare a reacţiei este foarte scăzută, titrarea acidului oxalic cu permanganat de potasiu se face în picături, agitând energic după fiecare picătură de KMnO4 adăugată (aproximativ 45 s – 60 s); nu se continuă adăugarea de titrant decât după decolorarea soluţiei. Pe parcursul procesului de titrare viteza de reacţie creşte. Titrarea se continuă până la colorarea soluţiei în slab roz (autoindicarea), culoare care să persiste 30 de secunde (aşa considerata picătură de KMnO4 în exces faţă de cantitatea stoichiometric necesară).
Cerinţe:
a). Să se calculeze cantitatea de acid oxalic din probă exprimată în grame (rezultând din media aritmetică a celor două probe). b). Să se determine volumul de soluţie de NaOH de concentraţie 0,1 mol/L necesar a fi adăugat la un volum de soluţie ce conţine cantitatea de acid oxalic determinată la punctul a). astfel încât soluţia rezultantă să aibă pH-ul 4. Să se scrie şi să se egaleze toate ecuaţiile reacţiilor chimice relevante pentru procesele
descrise. Pentru subiectul B punctele a şi b precum şi pentru scrierea reacțiilor chimice
relevante se utilizează Tabelul 3.
Se dau următoarele mase atomice: Fe - 56, Cr - 52, Al - 27, Co - 59, Cl - 35,5 , K - 39, Br - 80, O - 16, H - 1, N - 14, Ca - 40, C - 12, Mg - 24, Na - 23, Cu - 64, Ag - 108, S - 32, Hg - 201, Pb - 207, Ba – 137, Ni – 59, Mn - 55
Pentru acidul oxalic se cunosc constantele de aciditate: K1a = 6,5·10-2 şi K2a = 6,1·10-5 Notă: Toate subiectele sunt obligatorii. Timp de lucru trei ore şi 5 minute (3 h 5 min). Subiectele au fost propuse de: Alexandrina Aldea, Dorina Dincă, Sorina Diana Fulea, Liliana Lupşa, Vlad Chiriac
Echipa de elaborare a subiectelor
Vă urează
Mult succes
Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 1 din 2 Proba practică - Clasa a IX-a
MINISTERUL EDUCAŢIEI NAȚIONALE OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE
PIATRA-NEAMȚ 31.03. – 06.04. 2013
Gyakorlati próba
IX. osztály
A.tétel _____(45 pont)
Mind az 5 üvegecskében valamelyik alábbi kation vízben higított oldékony nitrátja található:
NH+4 , Na+, K+, Li+, Rb+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Cr3+, Al3+, Fe3+, Fe2+, Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Cu2+,
Cd2+, Ag+, Pb2+; A jelenlevő kationok közül kettő pozitivan reagál a láng reakcióra, az egyik téglavörösre
színezi a következő jellegzetes hullámhosszú sávokkal: 618,2 nm; 620,3 nm; 555,4 nm şi 422,7 nm .
Az 1.Táblázat-ban jelölt kisérleteket elvégezve, az összes organoleptikus
megfigyelést figyelembe véve, azonosítsátok az 1-től 5-ig számozott üvegekben levő minden kationt, az asztalon található csepegtetőben levő KI, NH3, NH3 conc. , Na2S şi K2CrO reagensekkel végzett kisérletek segítségével.
Figyelem !!!! A reagenseket a probába cseppenként, erőteljes rázás alatt adagoljuk
!!!!!
A tesztek elvégzése után, töltsük ki az 1.Táblázat minden téglalapját az eseteknek
megfelelően beirva: -a nyert kémiai vegyület képletét, „↓” –el jelölve a keletkezett csapadékot; csapadék
esetében írjuk le jellegzetességeit, színét; ha nem csapadék, hanem komplex vagy más fajta vegyület keletkezik mely az oldat színváltozását erdményezi, irjuk be a színváltozást;
- jelöljük x-el ha a reakció során nem tapasztalunk változást; - ha a csapadék reagens fölösleg esetén oldékony, írjátok fel a keletkezett vegyület
képletét, ha nem oldékony, írjátok be az észlelést az 1.Táblázat-ba.
-az 5 anyag azonosítása során, a kémcsőben lejátszodó reakciókat írjuk be a versenylap
2.Táblázat-jába.Ha nem játszodik le kémiai reakció, tegyünk x-et a tablázat megfelelő
téglalapjába. -!!!! ÉSZREVÉTEL !!!! Általában az Na2S reaktiv szulfit és/vagy szulfát szennyeződést
tartalmaz.Jelezzétek a megfelelő téglalapokban ha ilyet tapasztaltatok.
Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 2 din 2 Proba practică - Clasa a IX-a
B.Tétel______ _____(55 pont)
2 azonos A és B próbát melyek azonos mennyiségű oxálsavat tartalmaznak, titrálásnak vetjűk alá. A két próbát azonos módon állítjuk elő: azonos térfogatú ismeretlen koncentrációjú oxálsav oldatot körülbelül 50 %-os kénsavval savanyítunk és 50 mL desztilált vízzel hígítunk. A titrálás olyan káliumpermanganáttal történik melynek koncentrációját vashidroxillal bázikus kőzegben történő reakciójával 0,06 echivalenți-gram/L határoztunk meg.
A munka menete:
Mivel a reakció kezdeti sebessége nagyon kicsi, az oxálsav káliumpermanganáttal való titrálása cseppenként történik, minden adagolt KMnO4 csepp után élénken rázva( kb. 45 s – 60 s); az adagolást csak az oldat elszíntelenédese után folytatjuk. A titrálási folyamat során a reakció sebesség nő. A titrálást addig folytatjuk míg az oldat enyhe rózsa színű lesz, mely szín 30 mţsodpecig marad fenn ( a szükséges sztoechiometriai mennyiséghez fölösleges KMnO4 csepp).
Követelmények:
a). Să se calculeze cantitatea de acid oxalic din probă exprimată în grame (rezultând din media aritmetică a celor două probe). Számítsuk a próba oxálsav mennyiségét grammban kifejezve( a két próba számtani középarányaként). b). Határozzuk meg annak a 0,1 mol/L koncentrációjú NaOH oldatnak a térfogatát melyet ahhoz az oxálsav térfogathoz adagolunk mely pont az a) pontban kiszámított mennyiségű oxálsavat tartalmazza, úgy hogy a nyert oldat pH-ja 4 legyen. Írjuk fel és egyenlítsük ki az összes kémiai reakciókat melyek a leírt folyamatokra
jellemzőek. A B tétel a és b pontjaira és reakciók felírására a 3.Táblázat-ot használjuk.
Adottak a következő atom tömegek: Fe - 56, Cr - 52, Al - 27, Co - 59, Cl - 35,5 , K - 39, Br - 80, O - 16, H - 1, N - 14, Ca - 40, C - 12, Mg - 24, Na - 23, Cu - 64, Ag - 108, S - 32, Hg - 201, Pb - 207, Ba – 137, Ni – 59, Mn - 55
Az oxálsav savállandói : K1a = 6,5·10-2 şi K2a = 6,1·10-5 Megjegyzés: Minden tétel kötelező. Munkaidő 3 óra.. A tételeket javasolták: Alexandrina Aldea,Dorina Dincă, Sorina Diana Fulea, Liliana Lupşa, Vlad Chiriac
A tételt összeállító bizottság
Sok sikert kiván!
Vă urează
Mult succes
Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 1 din 3 Barem de evaluare și de notare – proba practică Clasa a IX-a
MINISTERUL EDUCAŢIEI NAȚIONALE OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE
PIATRA-NEAMȚ 31.03. – 06.04. 2013
Barem de evaluare și de notare Proba practică
Clasa a IX-a
Subiectul A (45 de puncte)
Tabelul 1. Rezultatele obţinute în urma identificării:
Nr.
probă
Reactiv
1 2 3 4 5 Punctaj
KI
X
AgI ↓ precipitat galben pal X X
PbI2 ↓ precipitat galben
auriu solubil în exces de KI parţial
PbI2 ↓ trece în [PbI4]
2-
17 puncte
NH3
X
Ag2O Precipitat alb
murdar – până la brun
negricios
Zn(OH)2 ↓ precipitat alb
gelatinos
Mn(OH)2 ↓ Precipitat alb-roz gelatinos
Pb(OH)2 ↓ pp. alb pulverulent
NH3 conc.
X
sau precipitat alb
soluţie incoloră
precipitatul se dizolvă
sub formă de [Ag(NH3)2]
+
soluţie incoloră
precipitatul se dizolvă
sub formă de [Zn(NH3)4]
2+
MnO2 precipitat
brun
X eventual o creştere a
cantităţii de precipitat
Na2S
X
Ag2S ↓
precipitat negru
Zn(OH)2 ↓
şi
ZnS precipitat alb gelatinos / alb
pulverulent
MnS ↓
precipitat roz carne
PbS ↓
precipitat negru
K2CrO4
X Ag2CrO4 ↓ precipitat
roşu cărămiziu
X
X
PbCrO4 ↓ pp. galben auriu
Cationul
identificat Ca2+
Ag+ Zn2+ Mn2+ Pb2+ 5
puncte
Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 2 din 3 Barem de evaluare și de notare – proba practică Clasa a IX-a
Tabelul 2 Nr.
crt
.
Cationul
identificat Reactivul Reacţii Punctaj
1
Ca2+
KI X 1 punct
NH3 X
NH3 conc. X
Na2S X
K2CrO4 X 2
Ag+
KI Ag+ + KI → AgI ↓ + K+ 6 puncte
NH3 NH3 + H2O ⇆ HO- + NH +
4
2 Ag+ + 2 HO- →Ag2O ↓ + H2O
NH3 conc. Ag2O ↓ + 2 NH3 + H2O → 2 [Ag(NH3)2]OH
Na2S 2 Ag+ + Na2S → Ag2S ↓ + 2 Na+
K2CrO4 2 Ag+ + K2CrO4 → Ag2CrO4 ↓ + 2 K+ 3
Zn2+
KI X 6,4 puncte
NH3 NH3 + H2O ⇆ HO- + NH +
4
Zn2+ + 2 OH- → Zn(OH)2 ↓
NH3 conc. Zn(OH)2 ↓ + 4 NH3 → [Zn(NH3)4]2+ + 2 HO-
Na2S
S2- + H2O ⇆ HS- + HO- HS- + H2O ⇆ H2S ↑ + HO-
Zn2+ + 2 OH- ⇆ Zn(OH)2 ↓ Zn2+ + S2- ⇆ ZnS
K2CrO4 X 4
Mn2+
KI X 4,4 puncte
NH3 NH3 + H2O ⇄ NH
4
+ HO-
Mn2+ + 2 HO- → Mn(OH)2 ↓
NH3 conc.
MnO2 +2 e- +2 H2O ⇆ Mn(OH)2 ↓ + 2 HO- O2 + 4 e- + 2 H2O ⇆ 4 HO-
2 Mn(OH)2 ↓ + O2 → 2 MnO2 ↓ + 2 H2O
Na2S Mn2+ + Na2S → MnS ↓ + 2 Na+
K2CrO4 X 5
Pb2+
KI Pb
2+ + 2 KI → PbI2 ↓ + 2 K
+
PbI2 ↓ + 2 KI ⇄ PbI2-
4 + 2 K+
5,2 puncte
NH3 NH3 + H2O ⇆ NH 4
+ HO-
Pb2+ + 2 HO- ⇄ Pb(OH)2 ↓
NH3 conc. X
Na2S Pb2+ + Na2S → PbS ↓ + 2 Na+
K2CrO4 Pb2+ + K2CrO4 → PbCrO4 ↓ + 2 K+
Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 3 din 3 Barem de evaluare și de notare – proba practică Clasa a IX-a
Subiectul B________ ____(55 de puncte)
Tabelul 3
Punctul a
Ecuațiile reacțiilor chimice
relevante
KMnO4 + 3 Fe(OH)2 ↓ + 2 H2O → MnO2 + 3 Fe(OH)3 ↓ + KOH
2 KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3 H2SO4 → 10 CO2 ↑+ K2SO4 + 2 MnSO4 + + 8 H2O
Punctaj 5 puncte + 10 puncte
Rezultate V1 (mL) V2 (mL) V = 1 2
V + V
2(mL) m
2 2 4H C O(g)
7,1±0,1 7,1±0,1 7,1±0,1 0,0315÷0,0324
Punctaj 7 puncte 7 puncte 1 punct 10 puncte
Punctul b
Ecuațiile reacțiilor chimice
relevante
H2C2O4 + NaOH → NaHC2O4 + H2O
NaHC2O4 + NaOH → Na2C2O4 + H2O
Punctaj 10 puncte
Rezultate VNaOH (mL)
4,83÷4,96
Punctaj 5 puncte