Pirma ir svarbiausia tiesa – rūgštys reaguoja su rūgštimis!HNO3 (aq) + 3 HCl (aq) → NOCl (d) + Cl2 (d) + 2 H2O (s) (neorganinės rūgštys)

H2SO4

CH3COOH + HCOOH → CH3COOCHO + H2O (organinės rūgštys)

© Simonas Balkaitis Palanga 2012, gegužės 4d.

1

Pratarmė

Palangos senojoje gimnazijoje nuo 2008 m. organizuojama chemijos olimpiada Palangos miesto aštuntokams. Šio projekto idėjos autoriai : Paulius Mielinis ir Deividas Anusas. Ši olimpiada – startas jauniesiems chemikams išbandyti jėgas, pasitikrinti savo gebėjimus, nes tokio amžiaus mokiniams neorganizuojamos respublikinės chemijos olimpiados.

Šį pavasarį vykta jau penktoji olimpiada, kuri išsiplėtė ir ,, išaugo“ iki gamtos mokslų olimpiados. Olimpiados koordinatoriumi jau antri metai yra geriausias gimnazijos chemikas Simonas Balkaitis, kuris garsina Palangos senosios gimnazijos vardą respublikoje: 2010m. LitChO 48 pelnė pagyrimo raštą, o tų pačių metų NlitChO laimėjo antrąją vietą, 2011m. LitChO 49 iškovojo bronzos medalį (III vietą), o 2012m. jubiliejinėje LitChO 50 pakartojo gerą pasirodymą ir vėl nusipelnė bronzos medalio taip pat antrą kartą iškovojo NlitChO antrąją vietą.

Aštuntokų olimpiada sėkmingai gyvuoja ir yra kasmet laukiama, nes šią idėją perima ir tęsia kiti mokiniai, neabejingi chemijai, tiksliesiems mokslams.

Chemijos olimpiados Palangoje pradininkai

Paulius ir Deividas visada išsiskirdavo konstruktyviomis mintimis, naujais sumanymais. Besimokydami pirmoje gimnazijos klasėje jie pasiūlė organizuoti Palangos miesto aštuntokų chemijos olimpiadą ir su bendraminčių komanda entuziastingai ėmėsi įgyvendinti šį projektą. Kūrė užduotis ir vertinimo kriterijus, organizavo apdovanojimų įteikimo popietę. Kadangi renginys labai puikiai pavyko, tai nuspręsta padaryti jį tradiciniu.

Šie vaikinai pasižymėjo išskirtiniu domėjimusi gamtos mokslais, ypač chemija. Abu turėjo labai stiprią mokymosi motyvaciją. Nuo devintos klasės kasmet dalyvavo I ir II chemijos, matematikos, fizikos olimpiadų turuose, kur laimėdavo prizines vietas.

Sėkmė lydėjo ir respublikiniuose renginiuose: Paulius Mielinis 2007 m. LitChO'45 laimėjo III vietą ir diplomą už geriausiai atliktą eksperimentinę užduotį, 2008 m. LitChO'46 iškovojo pagyrimo raštą, 2009m. LitChO'47 pelnė III vietą.

Baigę gimnaziją vaikinai tolimesnį gyvenimą taip pat susiejo su tiksliaisiais mokslais. Paulius studijuoja VU chemiją, Deividas VU matematiką.

Dėkoju Aušrai Žemaitaitienei už pratarmės parašymą, Simonas.

Knyga yra tik mėginimas apibendrinti tam tikrus dalykus, svarbius chemijos olimpiadose, ji nėra išbaigta – tai lyg pirma versija, kuri tikriausiai turi pataisymo vertų vietų, gal kažkur reikia sprendimo atnaujinimo ar daugiau teorijos. Vienintelis tikslas ją pradėti buvo tikėjimas, kad gal bent vienam aštuntokui ar devintokui ji truputį galės padėti, jei taip nutiko, tai buvo verta. Dėl klausimų, pasiūlymų ar pastebėtų klaidų laukiu laiškų el. paštu <balkaitis.simonas@gmail.com>, galbūt išeis ir papildyta antra versija!

2

Turinys1. Trumpa svarbiausių dalykų apžvalga...........................................................................................................41.1 Cheminiai ryšiai.........................................................................................................................................41.2 Cheminių formulių ir pavadinimų sudarymas...........................................................................................51.3 Oksidacija – redukcija (redoksas)..............................................................................................................51.4 Reakcijų tipai.............................................................................................................................................61.5 Oksidų klasifikacija...................................................................................................................................71.6 Matematikos taikymas uždaviniuose.........................................................................................................82. Dažnai olimpiadose pasitaikančios sudėtingesnės reakcijos.....................................................................103. Keturių metų Palangos aštuntokų chemijos olimpiados užduotys.............................................................12

Užduotys:2008..........................................................................................................................................122009..........................................................................................................................................142010..........................................................................................................................................162011..........................................................................................................................................18Sprendimai:2008..........................................................................................................................................202009..........................................................................................................................................252010..........................................................................................................................................272011..........................................................................................................................................29

4. Palangos gamtos mokslų olimpiados užduotys..........................................................................................305. Įvairios užduotys........................................................................................................................................345.1 Skirtos NMA moksleiviams.....................................................................................................................345.2 Skirtų NMA moksleiviams užduočių sprendimai....................................................................................375.3 Kurtos olimpiadoms (bet nepanaudotos) užduotys..................................................................................435.4 Kurtų olimpiadoms (bet nepanaudotų) sprendimai..................................................................................456. Bandymai...................................................................................................................................................477. Vertos dėmesio nuorodos...........................................................................................................................51

3

PolinisSkirtumas tarp 0 ir 2

NepolinisSkirtumas

lygus 0

Tvirčiausi cheminiai

ryšiai

Kovalentinis

Vienodi nemetalai.Pvz. Cl2, F2, H2, O2...Elektronai vienodai pasidalinami tarp atomų.

1. Trumpa svarbiausių dalykų apžvalga

1.1Cheminiai ryšiai

Bendriausiu atveju cheminiu ryšiu nusakome, kam priklauso elektronų pora. Vienas iš paprastesnių nežinomo tipo ryšio nustatymo būdų yra naudojant Pauling‘o skalę, kai iš didesnį elektroneigiamumą turinčio atomo atimama mažesnio elektroneigiamumo atomo elektroneigiamumo vertė.

Pvz. Deguonies yra elektroneigiamumas yra 3,5, o vandenilio yra 2,1, tai 3,5-2,1=1,4.

Cheminis ryšys tarp jonų vadinamas joniniu. (elementari taisyklė metalas + nemetalas) Pauling‘o skirtumas yra virš 1,6.

Pvz. Fluoro yra 4, o cezio yra 0,7, tai 4-0,7=3,3 , o 3,3 > 1,6 , taigi CsF yra joninis junginys.

Joninių junginių pavyzdžiai: LiBr, CuSO4, FeO, Na2S...

Cheminis ryšys, atsirandantis dėl bendrų elektronų porų, vadinamas kovalentiniu. (elementari taisyklė nemetalas + nemetalas). Pauling’o skirtumas yra nuo 0 iki 1,6.

4

Skirtingi nemetalai.Pvz. HBr, SO2, BH3, OF2... Elektronai pasislenka arčiau neigiamesnio atomo.

1.2 Cheminių formulių ir pavadinimų sudarymas

Svarbiausia čia – oksidacijos laipsnis, kuriuo vadiname sąlyginį krūvį, kuris tektų atomui junginyje, jei visi ryšiai būtų tik joniniai.

Rodyklė: H+1 ; O-2 ; F-1 ; Cl-1 ; Br-1 ; I-1 ; Na+1 ; K+1 ; Mg+2 ; Ca+2 .

Medžiagos oksidacijos laipsnių suma VISUOMET lygi nuliui:

CxO-2 X + (-2) = 0 , todėl X=2C x O2

−2 X + 2 × (-2) = 0 , tuomet X – 4 = 0 , todėl X=4

H+1 N x O3−2 X + 1 + 3 × (-2) = 0 , tuomet X – 5 = 0 , todėl X=5

H+1 N x O2−2 X + 1 + 2 × (-2) = 0 , tuomet X – 3 = 0 , todėl X=3

N x H 3+1 X + 3 × 1 = 0 , todėl X=-3

O kaip juos pavadinti?!1) būdas: 2) būdas:su priešdėliais nurodant valentingumą (oksidacijos laipsnį)mono – 1 CO anglies (II) oksidasdi – 2 CO2 anglies (IV) oksidastri – 3 N2O5 azoto (V) oksidastetra – 4 N2O3 azoto (III) oksidaspenta – 5heksa – 6 (skaitoma azoto trivalenčio oksidas)

CO anglies monooksidasCO2 anglies dioksidas

1.3 Oksidacija – redukcija (redoksas)

Reakcijos, kurioms vykstant pakinta elementų oksidacijos laipsniai, vadinamos oksidacijos – redukcijos reakcijomis.

Dalelės, kurios prisijungia elektronus, vadinamos oksidatoriais.Dalelės, kurios atiduoda elektronus, vadinamos reduktoriais.

Operos taisyklė

O -ksidatoriusP -risijungiaE -lektronusR -eduktoriusA -tiduoda

Fe0 + S0 → Fe+2S-2 geležies (II) sulfidasredoksą galima užrašyti puslygtėmis kiekvienai medžiagai:

Fe0 – 2e- → Fe+2 2 1S0 + 2e- → S-2 2 1 (pagal elektronų skaičių galima nustatyti koeficientus prieš reagentus)

5

čia geležis yra reduktorius, o siera yra oksidatorius (pagal operos taisyklę)!

Geresnis pavyzdys :) N2 + O2 → N2O5

N20 – 2×5e- → 2N+5 2 reduktorius

O20 + 2×2e- → 2O-2 5 oksidatorius

iš puslygčių gauname, kad 2N2 + 5O2 → 2N2O5 taigi su redokso puslygtėmis galime išlyginti lygtį!

Redukcija – tai procesas, kurio metu prisijungiami elektronai.Oksidacija – tai procesas, kurio metu atiduodami elektronai.

2Al + 3Cl2 → 2AlCl3

Al0 – 3e- → Al+3 2 reduktorius, oksiduojasiCl2 + 2×1e- → 2Cl-1 3 oksidatorius, redukuojasi

1.4 Reakcijų tipai

• Reakcijos, kurių metu iš vienos pradinės medžiagos susidaro kelios, vadinamos skilimo reakcijomis.

• Reakcijos, kurių metu iš kelių pradinių medžiagų susidaro viena, vadinamos jungimosi reakcijomis.• Reakcijos, kurių metu vieninė medžiaga pakeičia vieną iš sudėtinės medžiagos dalių, vadinamos

pavadavimo reakcijomis.• Reakcijos, kurių metu dvi sudėtinės medžiagos susikeičia savo dalimis, vadinamos mainų

reakcijomis.

Skilimo: t2HgO → 2Hg + O2

tCuCO3 → CuO + CO2

Jungimosi:2Na + Br2 → 2NaBrC + 2S → CS2

2K + H2 → 2KHPavadavimo:

3Fe3O4 + 8Al → 4Al2O3 + 9FeCuSO4 + Zn → ZnSO4 + Cu2HCl + Ni → NiCl2 + H2

Mainų:2KOH + CuCl2 → 2KCl + Cu(OH)2 (k)

LiBr + AgNO3 → LiNO3 + AgBr (k)

Na2SiO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2SiO3 (k)

Skilimo ir jungimosi reakcijos vykdomos su grynomis medžiagomis, o mainų – tirpaluose. Mainų reakcijos vyksta tuomet, kai susidaro dujos, iškrenta nuosėdos.

6

1.5 Oksidų klasifikacija

Oksidai, tai medžiagos sudarytos iš teigiamą krūvį turinčio elemento (metalo ar nemetalo) bei oksido jono, kurio krūvis yra -2.

Tik deguoniui reaguojant su fluoru susidarys ne oksidas, bet fluoridas: O2 + 2F2 → 2OF2 (čia deguonies krūvis +2, o fluorido -1 ).

Amfoteriniai oksidai yra tokie oksidai, kurie reaguoja ir su rūgštimis, ir su bazėmis: 2NaOH + ZnO + H2O → Na2[Zn(OH)4]2HCl + ZnO → H2O + ZnCl2

Indiferentiniai oksidai yra tokie oksidai, kurie nesudaro jokių kitų junginių. (nesudarymas nurodomas tuo, kad nėra kitos medžiagos su tokį pat krūvį turinčiu kompleksadario jonu)

Baziniai oksidai atitinka bazes: K2O + H2O → 2KOH ; BaO + H2O → Ba(OH)2

Rūgštiniai oksidai atitinka rūgštis: SO3 + H2O → H2SO4 N2O5 + H2O → 2HNO3

7

1.6 Matematikos taikymas uždaviniuose

Matematiką drąsiai galime vadinti gamtos mokslų motina. Būtent todėl svarbu žinoti kelis sprendimui esminius matematikos principus.

Pats paprasčiausias dalykas yra reiškinių pertvarkymas, kai norime gauti kažkokio kintamojo išraišką, pavyzdžiui:

25=3

x čia gana akivaizdu, jog, norėdami rasti kintamąjį, turėsime kryžmai dauginti 2x=3×5=15

tuomet padalijame abi puses iš 2 ir gauname, kad x=7,5. Kuo tai susiję su chemija? Tą patį galime daryti su formulėmis:

w=m(tirpinio)m(tirpalo)

×100 abi puses padalinus iš 100 gausime w100

=m(tirpinio)m(tirpalo) tuomet sudauginame

kryžmai w×m( tirpalo)=m(tirpinio)×100 dabar, jei duota medžiagos masės dalis ir tirpalo arba tirpinio masė – labai nesudėtinga išskaičiuoti trečiąjį parametrą.

Kiek sudėtingesnis, tačiau labai reikšmingas yra lygčių sistemų sprendimas. Lygčių sistemą chemijoje visų pirma reikia įžvelgti, nes ji būna „paslėpta“ uždavinio sąlygoje... Pradėkime nuo matematinio pavyzdžio.

{ 3x− y=5x+2y=4 dabar vieną kintamąjį privalome išsireikšti per kitą kintamąjį (panaudokime tam antrąją

lygtį) x=4−2y šią kintamojo x išraišką įstatome į pirmąją lygtį 3(4−2y)− y=5 atliekame pertvarkymus 12−6y− y=5 gauname galutinę formulę −7y=−7 iš čia gauname, kad y=1, o x= 4-2=2.

Chemijos užduotyse, kaip jau minėjau, pirma reikia įžvelgti sistemą. Pavyzdžiu panaudosiu LitChO 48 devintos klasės trečią užduotį apie vandenilio chloridą, kuri skamba štai taip:

„Vandenilio chlorido ir deuterio chlorido mišinyje yra 96,73 % chloro. Rasti deuterio chlorido masės dalį mišinyje.“

Paprasčiausia tokiuose uždaviniuose naudoti nustatytą mišinio masę, todėl skaičiavimams naudosiu 100 gramų šito mišinio. Taigi mišinį sudarys: m(Cl)= 96,73gm(D)=Xg (čia D yra deuteris – vandenilis su vienu neutronu)m(H)= 100g – 96,73g – Xg = 3,27g - Xg

Taip pat turime išlaikyti tokią lygybę teisingą: n(H) + n(D) = n(Cl), nes junginiai yra HCl ir DCl, kur deuterio su vandeniliu molinis kiekis privalo sutapti su chloro moliniu kiekiu.

Taigi galime išsireikšti molių kiekius per vandenilio molius: n(H)= n(Cl) – n(D) bei per vandenilio masę n(H)= m(H) : M(H)

{ n (H )= 96,73 g35,5 g / mol

− X2gmol

=2,725 mol−0,5 Xmol

n( H )= m(H )M (H )

=3,27 g−Xg1g/mol

=3,27 mol−Xmol

tada sulyginame vandenilio kiekio išraiškas 3,27mol – Xmol = 2,725mol - 0,5Xmol , iš čia:0,5Xmol = 0,545mol ir X= 1,09g = m(D)

Štai ir išspręsta lygčių sistema, belieka tik sužinoti deuterio chlorido masę ir suskaičiuoti jos masės dalį mišinyje:

8

n(DCl) = n(D) = 1,09g : 2g/mol = 0,545molm(DCl)= n × M = 0,545mol × 37,5g/mol = 20,44g

w (DCl )= m(DCl )m(mišinio)

× 100= 20,44 g100g

×100=20,44 %

Trečias iš svarbiausių dalykų yra kvadratinių lygčių sprendimas, kuris LitChO 50 buvo iš esmės būtinas jau net dešimtokams, kai šie turėjo skaičiuoti tirpalų rūgštingumą (pH). Galima numanyti, kad visai greitai panašaus lygio užduotis atsiras ir tarp devintokų užduočių – būtent todėl svarbu mokėti gerai ir greitai spręsti kvadratines lygtis!

Bendroji kvadratinės lygties formulė yra ax² + bx + c = 0, kur koeficientas a negali būti lygus nuliui. Kvadratinės lygties pavadinimas apima tris variantus: pilnąją kvadratinę lygtį (ax² + bx + c = 0), nepilnąją kvadratinę lygtį (ax² + c = 0) bei kvadratinę lygtį, kurios koeficientas c=0 (ax² + bx = 0) . Chemijoje svarbiausia pilnoji kvadratinė lygtis, nes su ja iš visų trijų tenka dažniausiai susitikti.

Pilnoji kvadratinė lygtis sprendžiama su diskriminantu (D), kuris aprašomas formule D= b² – 4ac.

• jei diskriminantas mažesnis už nulį (D<0), tai lygtis neturi nei vieno sprendinio (tokių lygčių olimpiadose beveik nebūna),

• jei diskriminantas lygus nuliui (D=0), tai lygtis turi tik vieną sprendinį, kuris randamas pagal tokią

formulę x=−b2a

• jei diskriminantas didesnis už nulį (D>0), tuomet lygtis turi du sprendinius, kurie randami pagal

tokias formules x1=−b−√D

2air x2=

−b+√ D2a

(šis variantas dažniausias olimpiadų

užduotyse)Kai lygtis turi du sprendinius – gali atrodyti sudėtinga atskirti, kuris sprendinys yra būtent

tas, kurio ieškai. Tačiau įprastai vienas sprendinys yra neigiamas, o kitas yra teigiamas skaičiai, todėl realaus turinio uždaviniuose mums rūpi tik teigiami skaičiai, tad ir naudojamas sprendinys su pliuso ženklu. Iš esmės, jei gaunami du teigiami sprendiniai, tai reikėtų pasitikrinti, ar tikrai gerai išspręsta lygtis (kitu atveju uždavinys gali būti blogai suformuluotas).

9

2. Dažnai olimpiadose pasitaikančios sudėtingesnės reakcijos

Karbamido gavimas - pirmoji istorijoje įvykdyta reakcija su neorganiniais reagentais, kai gaunama organinė medžiaga (atliko vokiečių chemikas Friedrich Wöhler, ~1828 metais) AgNCO + NH4Cl → (NH2)2CO + AgCl

Šitos reakcijos gali vykti ir medžiagoms būnant drėgnoje aplinkoje, todėl susidarytų rūkas (HCl ištirpęs lašeliuose) kat. FeCCl4 + 3H2O → H2CO3 + 4HClTiCl4 + 2H2O → 4HCl + TiO2

Laboratorijoje neretai taikomas metano gavimas tNaOH + CH3COONa → Na2CO3 + CH4

Dar vienas būdas gauti metano (naudojamas retai, nes natrio medžiagos pasitaiko dažniau laboratorijoje nei Al4C3)Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4

Pereinamieji metalai turi įvairių katalizinių savybių, čia viena iš Pd savybiųCO + PdCl2 + H2O → Pd + CO2 + 2HCl

Chromato susidarymas iš hidroksidų ir vandenilio peroksido 2Cr(OH)3 + 3 H2O2 + 4NaOH → 2Na2CrO4 + 8H2O

Chloro išsiskyrimas iš HCl ir stipraus oksidatoriaus2KMnO4 + 16HCl → 5Cl2 + 2KCl + 8H2O + 2MnCl2

Reakcijos su HNO3, kai išsiskiria vandenilis. Rūgštis turi būti šaldoma ir praskiesta2HNO3 + Mg → Mg(NO3)2 + H2

2HNO3 + Ca → Ca(NO3)2 + H2

2HNO3 + Mn → Mn(NO3)2 + H2

Niekad negesink degančio metalo anglies dioksidu!2Mg + CO2 → 2MgO + C (+ Q)

Silikatų gavimas2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O

Superoksidai! tNa + O2 → NaO2

10

Štai kodėl erdvėlaiviai naudoja superoksidus4NaO2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + 3O2

AliuminataiNaO2 + Al → NaAlO2

tNa[Al(OH)4] → NaAlO2 + 2H2O

Amfoterizmas6NaOH + 2Al + 6H2O → 2Na3[Al(OH)6] + 3H2

2NaOH + 2Al + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2

Fluoro reakcija su natrio hidroksidu6NaOH + 4F2 → OF2 + O2 + 6NaF + 3H2O

Ir vanduo dega.2H2O + 2F2 → 4HF + O2 (+ Q)

Bertoleto reakcija su fosforu (vyksta sprogimas)6 P + 5 KClO3 → 3 P2O5 + 5 KCl

Ne vien karališkas vanduo tirpina auksą!2 Au + 6 H2SeO4 → Au2(SeO4)3 + 3 H2SeO3 + 3 H2O

Ozono reakcija su kalio jodido tirpaluO3 + H2O + 2KI → 2KOH + I2 + O2

Rūgštys reaguoja su rūgštimis...

HIO3 + 3H2S → 3S + HI + 3H2O

11

3. Keturių metų Palangos aštuntokų chemijos olimpiados užduotys

Užduotys

12

13

1.

Pateikite po vieną reakcijos pavyzdį. Atkreipkite dėmesį į medžiagų būsenas:a) A(k) + B(k) → C(k)

b) A(k) + B(d) → C(k) + D(s)

t

c) A(k) → B(s) + C(d)

2.

Išlyginkite lygtis:a) Sr + H2O → Sr(OH)2 + H2

b) C3H8 + O2 → CO2 + H2Oc) S2Cl2 + NH3 → N4S4 + S8 + NH4Cl

3.3.1

Kaitinant beoriame inde vario karbonatą, susidaro juodos spalvos milteliai A ir dujos B, kurių atmosferoje užgęsta žvakė. Redukuojant miltelius A vandeniliu, susidaro rausvos spalvos metalo milteliai C ir junginys D, gamtoje randamas visų trijų agregatinių būsenų.

3.2Jau minėtų reakcijų metu buvo paimta 44,64g medžiagos, raskite dujų B tūrį, jei bet kokių

dujų molio tūris yra VM=22,4l/mol, o V= n × VM .

4.

Nežinomo metalo X, tam tikros masės, gabaliukas yra 6 kartus lengvesnis už 2ml vienintelio skysto metalo – gyvsidabrio (Hg) ( = 13,5g/cm³). Tas pats metalo X gabaliukas buvo įmestas į matavimo cilindrą (1.1pav.):

14

Iš duotos informacijos apskaičiuokite metalo X tankį ir naudodamiesi tankių lentele (1.2) nustatykite, koks tai metalas.

5.

Mokinys uždegė keturias žvakes – vieną paliko palyginimui, o kitas apvožė indais su skirtingomis dujomis ir stebėjo liepsnos pasikeitimą. Nustatykite, kokios dujos buvo 1, 2 ir 3 induose.

6.

Jums duoti du tirpalai – viename jų rūgštis, kitame šarmas, taip pat turite indikatoriaus fenolftaleino. a) kuris iš tirpalų yra rūgštis, o kuris bazė?b) pateikite pavyzdį rūgšties ir jos pritaikymą.c) pateikite pavyzdį šarmo ir jo pritaikymą.d) kokius dar indikatorius žinote?e) kaip spalvą pakeičia indikatorius lakmusas kalcio šarmo tirpale?f) kaip vadinamas indikatorius, parodantis tikslų medžiagos pH?

15

Aštuntokų chemijos olimpiada

Palangos senoji gimnazija‘10

I dalis

1. - ženklas vaizduoja:A degią medžiagą B stiprų oksidatorių C nuodingą medžiagą D sprogią medžiagą

2. Li ir Rb priklauso šeimai:A šarminių metalų B šarminių žemės metalų C halogenų D inertinių dujų

3. Pats aktyviausias nemetalas:A helis B deguonis C gyvsidabris D fluoras

4. Bedimensinis dydis:A molinė masė B santykinė atominė masė C tankis D Avogadro konstanta

5. Kiek elektronų turi aliuminio jonas?A 13 B 10 C 12 D 16

6. Kokiu būdu rinktumėte vandenilio dujas?A anga žemyn B anga aukštyn C išstumdami gyvsidabrį D tinka visi išvardinti būdai 7. Sauso ledo formulė:A CH4 B H2O C CO2 D N2

8. Skysto deguonies spalva:A žalia B mėlyna C bespalvė D balta

9. Lakmusas Ba(OH)2 tirpale:A rožinis B violetinis C mėlynas D geltonas

10. Koks ryšys CdCl2 kristale?A joninis B kovalentinis C vandenilinis D Van der Vaalso

16

II dalis

1. Perskaitykite tekstą ir atlikite užduotis.Deguonis ir ozonas skiriasi savo sandara ir savybėmis (ozono molekulėje vienu deguonies atomu daugiau). Dėl to šios medžiagos vadinamos alotropinėmis atmainomis. Deguonis – dujos, palaikančios kvėpavimą ir degimą. Šio elemento buvimas rūgštyje parodo, ar rūgštis yra deguoninė.Ozonas sudaro apsauginį Žemės atmosferos sluoksnį – jis apsaugo nuo ultravioletinių Saulės spindulių. Kaip žinome, ozono sluoksnis retėja. Viena to priežasčių – freonų naudojimas šaldikliuose. 1.1. Ką vadiname alotropinėmis atmainomis? (1 taškas)1.2. Kuriame inde žvakė užges greičiau? Kodėl? (3 taškai)

1.3. Suskirstykite rūgštis į deguones ir bedeguones: H2S, H2S03, H2S04, HCl, H3PO4, HNO3, H2CrO4, HF, HNO2. (3 taškai)1.4. Kas dar be freonų naudojimo turi įtakos ozono sluoksnio retėjimui? (2 taškai)

2. Petriukas laboratorijoje rado butelį su užrašu: „Natrio sulf...tas“. Viena raidė buvo nusitrynusi ir Petriukas nusprendė išsiaiškinti – tai sulfatas ar sulfitas. Etiketėje taip pat buvo nurodyta tirpalo koncentracija – 1,2 mol/l. (čia mol/l – molinė tirpalo koncentracija, skaičiuojama pagal formulę c=n/V, kur c – molinė konc., n – kiekis moliais, V – tirpalo tūris litrais). Petriukas pamatavo tirpalo tūrį – 375ml. Vėliau tirpalą išgarino ir pasvėręs išsiaiškino, kad jame buvo 57, 12g grynos medžiagos. Kokia tai buvo medžiaga: sulfatas ar sulfitas? (3 taškai)

3. Į išlydytą ir karštą sierą įkišta varinė viela įkaista iki raudonumo – susidaro vario(I) sulfidas.3.1. Ką parodo tai, jog varinė viela paraudonuoja? (1 taškas)3.2. Kiek gramų sieros reikia paimti, kad visiškai sureaguotų 20g vario lydinio, kuriame yra 20% priemaišų. (4 taškai) 3.3 Kiek gramų vario(I) sulfido gausime? (2 taškai) 4. Tauriųjų metalų masės dalis lydiniuose nusakoma praba. Aukso lydinių prabos 375°, 585° reiškia, kad 1000 masės dalių lydinio yra atitinkamai 375 ir 585 masės dalių gryno aukso. Kita dalis – varis.Aukso lydinio praba randama pagal formulę: praba = w(aukso) ∗ 1000. Jonas nupirko Gretai auksinę grandinėlę, kurios praba - 585°.4.1. Apskaičiuokite, kiek gramų aukso yra grandinėlėje, jei jos masė 100g. (2 taškai)4.2. Kokia bus grandinėlės praba, jeigu į ją bus įlydyta dar 30g vario? (3 taškai)

5. Nustatykite elektronų, protonų ir neutronų skaičių šiose dalelėse: S, He, N3-, CO3

2- (4 taškai)

Viso: 38 taškai

17

18

19

Sprendimai

20

21

22

23

24

1.

a) Fe(k) + S(k) → FeS(k)

b) Cu(OH)2(k) + CO2(d) → CuCO3(k) + H2O(s)

t

c) NH4NO3(k) → 2H2O(s) + N2O(d)

2.

a) Sr + 2H2O → Sr(OH)2 + H2

b) C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2Oc) 6S2Cl2 + 16NH3 → N4S4 + S8 + 12NH4Cl

3.

3.1Pasižymime, kas iš reakcijų lygčių mums duota: temp.CuCO3 → A + BA + H2 → D + C

Dabar akivaizdu, kad dujos B yra anglies dioksidas (CO2), nes anglies (II) oksidas nepalaiko degimo, todėl žvakė ir užgęsta.

Medžiaga D yra vanduo, nes šis junginys yra ir ledo, ir skysčio, ir dujų pavidalu aplinkoje.Karbonatai kaitinami skyla į anglies dioksidą ir metalo oksidą, taigi A yra metalo oksidas.

Kadangi medžiagai A reaguojant su vandeniliu gauname vandenį ir medžiagą C, tai medžiaga A yra vario oksidas (CuO). Tuomet C yra metalinis varis (Cu).

3.2

CuCO3 → CuO + CO2

Duota: Rasti:m(CuCO3)= 44,64g V(CO2)M(CuCO3)= 124g/molVm= 22,4L/mol

n(CuCO3)= m : M = 44,64g ÷ 124g/mol = 0,36mol

Pagal reakcijos lygtį n(CuCO3)=n(CO2)= 0,36mol

25

Vm= 22,4L/mol= V ÷ n (čia net nežinant formulės pagal konstantos vienetus akivaizdu, kad konstanta gaunama, kai padalinam tūrį iš molių kiekio, taip gaunami vienetai „L/mol“)

taigi V= Vm× n = 22,4L/mol × 0,36mol = 8,064L

Ats.: X yra CuCO3 , A yra CuO, V(CO2)= 8,064L

4.

Duota: Rasti:V(Hg) = 2ml nežinomą metalą Xρ(Hg)= 13,5g/mlm(Hg)= m(X) × 6V(X) = 1,5ml (tūriai randami paveikslėlyje)

m(Hg) = ρ × V = 13,5g/ml × 2ml = 27g

m(X) = m(Hg) ÷ 6 = 27g ÷ 6 = 4,5g

ρ(X)= m(X) ÷ V(X) = 4,5g ÷ 1,5ml = 3g/ml

Ats.: pagal tankį galime teigti, kad rastas metalas X yra skandis – Sc.

5.

1 – stiklinėje buvo anglies dioksidas (užgesusi žvakė pradėjo rūkti).2 – stiklinėje buvo grynas deguonis (tiktų ir ozonas), nes žvakė pradėjo ryškiau degti.3 – stiklinėje buvo vandenilio ir deguonies mišinys (perkūno dujos), kuris sukėlė sprogimą.

6.

a) Fenolftaleinas yra bespalvis skystis, kuris šarmo tirpale nusidažo avietine spalva, o rūgštyje išlieka skaidrus, taigi šarmas buvo ten, kur skystis pakeitė spalvą iš skaidrios į avietinę.b) Acto rūgštis maisto gamyboje / Sieros rūgštis akumuliatoriuose / Druskos rūgštis vaistų gamyboje...c) Ličio šarmas oro valymo sistemose / Vario hidroksidas naudojamas cukraus aptikimui / Natrio šarmas popieriaus balinimui...d) Universalusis indikatorius / Lakmusas.e) Iš violetinio tampa mėlynas.f) Universalusis indikatorius.

26

I dalis

1B2A3D4B5B6A (C iš esmės irgi yra tinkamas, tačiau gyvsidabrio garai gyviems organizmams yra itin nuodingi)7C8B9C10A

II dalis

1.1Alotropinės atmainos – tai iš to paties elemento atomų sudaryti junginiai, kurie gali skirtis

jungimosi būdu ir (arba) atomų skaičiumi.

1.2Žvakė greičiau užges pirmame (1) inde, nes triušis kvėpuodamas suvartos deguonį po gaubtu

(reikia viltis, kad užduočių kūrėjai nepamiršo išgelbėti triušio gyvybės po eksperimento).

1.3Deguoninės: H2SO3, H2SO4, H3PO4, HNO3, H2CrO4, HNO2.Bedeguonės: H2S, HF.

1.4Azoto oksidai, pavyzdžiui N2O, NO, NO2, N2O4, NO3.

2.

Duota: Rasti:c= 1,2mol/L Mr

m= 57,12gV= 375ml = 0,375L

Pagrindinis „kabliukas“ šiame uždavinyje yra tai, kad sulfatas turi vienu deguonies atomu daugiau už sulfitą, taigi jo molekulinė masė yra didesnė.

27

Natrio sulfato masė 142g/molNatrio sulfito masė126g/mol

n= c × V = 1,2mol/L × 0,375L = 0,45molM= m ÷ n = 57,12g ÷ 0,45mol = 126,9g/mol (tai nedidelis netikslumas, kurio galime nepaisyti)

Ats.: tai buvo natrio sulfitas.

3.3.1

Paraudonavimas reiškia, kad vyksta reakcija.

3.2

2Cu + S → Cu2S

m(Cu) = 20g ÷ 100% × 80% = 16gn(Cu)= m ÷ M= 16g ÷ 64g/mol = 0,25moln(S)= n(Cu) ÷ 2 = 0,25mol ÷ 2 = 0,125molm(S)= n× M = 0,125mol × 32g/mol = 4g

Ats.: m(S)= 4g

3.3m(Cu2S)= n × M = 0,125mol × 160g/mol = 20gAts.: m(Cu2S)= 20g

4.4.1

Duota: Rasti:praba 585 m(Au)m(lydinio) = 100g

w(Au)= 585 ÷ 1000 = 0,585m(Au) = w(Au) × m(lydinio) = 0,585 × 100g = 58,5g

Ats.: m(Au)= 58,5g

4.2Duota: Rasti:m(lydinio)= 130g prabąm(Au)= 58,5g

w(Au)= m(Au) ÷ m(lydinio) = 58,5g ÷ 130g = 0,45praba= 0,45 × 1000 = 450

Ats.: praba bus 450

5.Siera turi po 16 elektronų, protonų ir neutronų.Helis turi po 2 elektronus, protonus ir neutronus.N³- jonas turi 10 elektronų, 7 protonus ir 7 neutronus.CO3

2- jonas turi 32 elektronus, 30 protonų ir 30 neutronų.

28

29

4. Palangos gamtos mokslų olimpiados užduotys

Ch1Jonuko tyrinėjimai

Neapsigaukite, tai gudraus chemiko Jonuko nuotrauka. Jis nerimstantis tyrinėtojas, ieškotojas besistengiantis pritaikyti savo žinias kasdienybėje. Kartą pusryčiaudamas mėgstamiausių pieniškų dešrelių ant pomidorų padažo „Heinz“ pakuotės perskaitė: „svoris 700 g, tūris 0,605 L ”.

1. Koks šio padažo tankis?

Jis palygino pomidorų padažą su elementais periodinėje lentelėje, tai pagal tankį padažas atsiduria tarp dviejų II - ojo periodo elementų – dujinių nemetalų. Pirmosios dujos turi aštuonis elektronus, antrosios devynis.

2. Kokios tai dujos?

3. Parašykite šių dujų molekulines formules.

4. Nupieškite šių elementų atomus. ( Pavaizduokite elektronų išsidėstymą lygmenyse ).

Jonukas teigia, kad, jei mažesnės atominės masės elementą pažymėtume X, o didesnės Y, tai tarpusavyje jie reaguotų ir sudarytų junginį - XY2

5. Parašykite ir išlyginkite reakcijos lygtį.

6. Pavaizduokite reakciją elektroninėmis formulėmis.

7. Atsižvelgdami į reagentų agregatines būsenas prognozuokite produkto agregatinę būseną.

Jonukas yra tikras smalsuolis ir nori patikrinti, ar jūs mokat rašyti reakcijų puslygtes bei nustatyti, kuri iš medžiagų X ir Y yra oksidatorius bei kuri reduktorius!

8. Nurodykite, kuris yra oksidatorius, kuris reduktorius, bei parašykite reakcijų puslygtes.

9. Apskaičiuokite elemento Y masės dalį junginyje XY2

(pastaba: prisiminkite, kad oksidatorius prisijungia elektronus, o reduktorius atiduoda!) Ch2

Tirpalų skiedimas

Turime 5 l koncentruotos sieros rūgšties, kurios w=98%, ρ=1,84 g/cm3. Kiek litrų sieros rūgšties, kurios w=36,2%, ρ=1,27 g/cm3, galima gauti iš turimos rūgšties?

Ch3

„Mišiniuks“

Pasiūlykite būdų, kaip išskirstyti mišinį, kurį sudaro: geležies sulfatas, sieros milteliai, geležies pjuvenos ir cinko drožlės.

30

Sprendimai

Ch1

Jonuko tyrinėjimai

1.

ρ= m : V = 700g : 605ml = 1,16g/cm³

(1 taškas)

2.

Deguonis ir fluoras

(2 taškai – po tašką už elementą)

3.

O2 ir F2

(1 taškas už abi geras formules)

4.

(2 taškai – po tašką už piešinį)

5.

O2 + 2F2à 2OF2

(2 taškai – vienas taškas už lygtį, antras taškas už teisingą išlyginimą)

31

6.

(2 taškai – vienas už reakcijos lygties parašymą, antras už dalinių krūvių pažymėjimą)

7.

Reagentai yra beveik bespalvės dujos, produktas taip pat yra bespalvės dujos.

(1 taškas)

8.

Fluoras yra oksidatorius - jis prisijungia elektronus, deguonis yra reduktorius - jis atiduoda elektronus.

F2 + 2×1e- à 2F-

O2 – 2×2e- à 2O2+

(3 taškai – taškas už oksidatoriaus ir reduktoriaus nurodymą, po tašką už puslygtės parašymą)

9.

w(F) = M(F) : M(OF2) × 100% = 2×19g/mol : 54g/mol × 100% = 70,4%

(1 taškas)

Ch2

Tirpalų skiedimas

Duota:

V(tirpalo1) = 5l ; ρ(tirpalo1)= 1,84 g/cm3 ; w(tirpalo1)= 98%= 0,98 ; ρ(tirpalo2)= 1,27 g/cm³ ; w(tirpalo2)= 36,2%= 0,362

Rasti: V(tirpalo2)

32

m(tirpalo1)= V(tirpalo1) × ρ(tirpalo1) = 5000ml × 1,84 g/cm3= 9200g

m(rūgšties)= m(tirpalo1) × w(tirpalo1) = 9200g × 0,98 = 9016g

m(tirpalo2)= m(rūgšties) : w(tirpalo2) = 9016g : 0,362 = 24906g

V(tirpalo2)= m(tirpalo2) : ρ(tirpalo2) = 24906g : 1,27 g/cm3 = 19611ml = 19,6L

Ats.: galima gauti maždaug 19,6L

(4 taškai – vienas taškas už „duota“ ir „rasti“ parašymą, antras taškas už rūgšties masės radimą, dar du taškai už teisingą atsakymą)

Ch3

„Mišiniuks“

Pirmiausia iš mišinio galima išskirti geležies sulfatą – su įelektrintu kūnu (pvz. platsmasiniu šaukšteliu patrintu į vilną) surinkti metalų drožles bei sieros miltelius.

Iš miltelių mišinio nesudėtinga su magnetu pašalinti geležį – magnetas trauks geležį, o sieros ir cinko nepritrauks.

Likusius sieros ir cinko miltelius užpylus anglies disulfidu (CS2), toluenu ar kitu nepoliniu tirpikliu siera ištirps, o cinkas liks dugne. Sieros tirpalą išgarimus – liks sieros kristalai.

(4 taškai – po tašką už kiekvieną gerą žingsnį {žingsnių seka privalo būti teisinga, jei pirmasis žingsnis blogas – nulis taškų už visą užduotį, nes nebelieka kitų mėginio dalių}, taškai skiriami ir už kitokį gerą sprendimo būdą)

Viso: 23 taškai

33

5. Įvairios užduotys

5.1 Skirtos NMA moksleiviams

V1Organinė, ar neorganinė?

Iki XIXa. chemikai suprato, kad vienos medžiagos žymiai skiriasi nuo kitų, tad buvo įvestos sąvokos: organinė medžiaga, neorganinė medžiaga. Taip pat jie tikėjo, kad iš neorganinių medžiagų negalima gauti organinių.

1) O ar galima iš organinių medžiagų gauti neorganines? (Pateikite tris pavyzdines reakcijų lygtis, paremiančias jūsų nuomonę)

Moksle, kad ir kaip keista, įprasta, jog dideli atradimai padaromi visai to nesitikint... Vokietis Friedrich Wöhler buvo vienas iš tų laimingųjų. Kaip ir dauguma jis buvo kiek išsiblaškęs ir kažkurį kartą savo laboratorijoje ilgesniam laikui atvirame saulės apšviečiamame plote paliko amonio cianato mėginį. Po kiek laiko pastebėjo, kad kristalai pasidarė visai kitokie ir pasižymėjo naujomis savybėmis, o po tyrimų nustatyta, jog tai buvo urea (karbamidas, šlapalas) – organinė medžiaga. Taip buvo paneigta „gyvybinės jėgos teorija“ (angl. Vitalism; Vital Force Theory).

2) Keliais sakiniais nupasakokite, ką teigė „gyvybinės jėgos teorija“.

Dar aprašoma reakcija tarp sidabro cianato ir amonio chlorido, kurios vienas iš produktų yra karbamidas.

3) Pateikite išlygintą reakcijos lygtį.4) Nupieškite skeletines bei Liuiso (Lewis) struktūras šiems junginiams: karbamidui, sidabro cianatui,

amonio cianatui.

Šlapalo koncentracijos nustatymas yra naudojamas medicinoje siekiant sužinoti apie paciento būklę. Sutrikus inkstų funkcijai ir skylant audinių baltymams karbamido daugėja kraujyje – pasireiškia uremija. Dirbant sunkų fizinį darbą, sergant cukriniu diabetu, karščiuojant – šlapime. Į ligoninę atvyko keturi pacientai, nei vienas iš jų daug nedirbo, nekarščiuoja. Sveiko subalansuotai besimaitinančio žmogaus paros šlapime yra 20-30g šlapalo, o jo koncentracija kraujyje 2-8 mmol/l.

(naudotas 0,125mol/L nitroprusido tirpalas)Pacientas Kraujo

mėginio tūris, cm3

Kas 4 valandas imamo šlapimo tūris, L

Nitroprusido, sunaudoto kraujui tirti, tūris, cm3

Ureazės katalizuojamos reakcijos išsiskyrusio CO2 tūris, L (T=299K, p=50662,5Pa)

Pauliokas 25 0,25 11,2 3,82Vycka 20 0,3 0,96 2,73Ramoonė 26 0,33 2,08 4,23Andrukas 29 0,2 3,48 6,81

Reakcijos, naudojamos šlapalo nustatymui: ureazė

H2N-CO-NH2 + H2O → 2NH3 + CO2

NH3 + C7H7ONa + NaClO + Na2[Fe(CN)5NO] → 2,2 dikarboksi-indofenilas

Tikrose laboratorijose vietoj kiekybinių tyrimų taikomas kolorimetrinis tyrimas, kuriame koncentracija nustatoma atsižvelgiant į tirpalo laidumą šviesai (pritaikomas Lambert-Beer dėsnis). O čia nustatote supaprastintu būdu. Taip pat tiriant šlapimą galima

34

skaičiavimuose naudoti CO2 tūrį, nes paklaida nedidelė. Tačiau šlapalo koncentracija kraujyje nustatoma TIK pagal nitroprusidą, kadangi reikia tikslesnio tyrimo (kraujyje šlapalo mažiau).

(Na2[Fe(CN)5NO] yra natrio nitroprusidas, o 2,2 dikarboksi-indofenilas yra dviciklis ir dikarboksilis organinis junginys, pasižymintis žalia spalva)

5) Ar nesutrikęs pacientų šlapinimasis, jei vidutinis dienos šlapimo kiekis yra 0,8-2L?6) Nustatykite kiekvieno paciento šlapalo koncentraciją kraujyje, šlapalo masę šlapime ir pasakykite

diagnozę.

S1Laužom standartus!

Mokykla neretam suformuoja ribotą mąstymą, tad šioje užduotyje patikrinsiu, kiek jūs prie tų standartų esat pripratę :)

Metalų aktyvumo eilė Sakoma, kad metalai už vandenilio nebetirpsta įprastose rūgštyse. Tam reikia arba kaitinamos

sieros/azoto rūgšties, arba „aqua regia“.

1) Trumpai paaiškinkite (galite aiškinti, kas tik jums atrodo reikšminga), kas yra „aqua regia“?

Tačiau yra DIPROTINĖ RŪGŠTIS, kuri gali taip pat tirpinti metalus už vandenilio, o sidabro ir vario tirpinimas nereikalauja kaitinimo. Joje vandenilio masės dalis yra 1,379 % ir dar du kiti elementai. Elemento X (vienas iš rūgštyje esančių elementų) reakcijos:

XO3 + S → a + bb + H2O → ca + H2O → d + ee + H2O2 → RŪGŠTIS

b yra oksidas, c silpna rūgštis, pasižyminti nemaloniu kvapu ir sieros rūgšties „giminaitė“ d yra vieninės dujos, kurias XIX-XXa. Naudojo dirižabliuose.

2) Atpažinkite medžiagas a-e, nustatykite RŪGŠTĮ, išlyginkite reakcijų lygtis, nurodykite agregatines medžiagų būsenas.

3) Apskaičiuokite elemento X masės dalį RŪGŠTYJE.4) Parašykite RŪGŠTIES reakcijos lygtį su pasirinktu metalu: variu, sidabru arba auksu. Jei

reikia, nurodykite sąlygas.

Yra ir kitų genialių būdų, kaip „nusižengti“ toms taisyklėms. Galima naudoti oksidatoriaus-rūgšties derinį. Varį galima be vargo tirpinti tokiame tirpale. Pirmas žingsnis yra susijęs su metalo paviršiaus oksidavimu, o antrasis su oksido pasišalinimu nuo paviršiaus, taigi šie du žingsniai mėgintuvėlyje vyksta vienas po kito daug kartų.

5) Pateikite porą pavyzdžių su skirtingais oksidatoriais ir skirtingomis rūgštimis.

Lauke daugelis metalų savaime rūdija. Tai skatina ore esančios dalelės, kurių vis daugėja kylant temperatūrai, nes vandenynai labiau ir greičiau garuoja. Tai vienos iš įprastai per automobilio išmetamųjų dujų vamzdį pašalinamų dujų.

35

6) Kokios tai dujos? Kokias jos problemas sukelia?7) Pasiūlykite, kaip galima išvengti nurodytų problemų?8) Jeigu pirksim varinį išmetamąjį vamzdį – jis rūdys ar nerūdys? Paaiškinkite, kodėl? Jei

reikia – pateikite lygtį.

C1Kažkoks chloridas

Medžiagos G istorija pasižymi tokia, kad ją naudodavo kaip vieną iš trijų pagrindinių medžiagų mirties bausmių injekcijoms. Jos perdozavimas valgant ilgainiui gali sukelti netgi sklerozę, virškinamojo trakto kraujavimą ir kitus sutrikimus. Dėl širdies raumens deaktyvavimo medžiaga G taip pat naudojama ir ant operacinio stalo, kai pacientui sušvirkščiama dozė, kuri sustabdo širdies plakimą.

Chemiškai medžiaga pasižymi kiek karčiu skoniu, tačiau neturi kvapo, o ją sudaro bespalviai kristalai (sudarantys FCC struktūrą), kurių tirpalas laidus elektrai. Jeigu ne kartumas, tai medžiagą galėtume naudoti vietoje buityje įprastos medžiagos.

1. Nupieškite FCC (angl. Face centered cubic, liet. Paviršiuje centruotą kubinę) gardelę.

Katijonas pasižymi radiacija, net 0.0118% atomų mėginyje bus radioaktyvūs. Vienas kilogramas katijono atomų skleidžia 16350 Bq radiaciją, o ši medžiaga yra dažnai sutinkama laboratorijoje... Jo tankis tik 0,862g/ml, o atominė masė yra netgi mažesnė nei prieš jį esančių inertinių dujų, mat katijonas skyla β + skilimu.

2. Koks yra medžiagos G katijonas?3. Apibūdinkite β + skilimą. Parašykite skilimo lygtį šiai medžiagai.4. Nupieškite, kaip medžiagos G atomai išsidėsto kristalinėje gardelėje (nepamirškite apie tai, kad

pildomos ir tam tikros tuštumos, kurios grynose medžiagose nepildomos). Kaip vadinasi toks gardelės tipas?

5. Vietoj kokios buityje sutinkamos medžiagos galime naudoti medžiagą G?

Katijono atomams būnant ore jie geba sudaryti net tris skirtingus oksidus, kuriuose skiriasi deguonies masės dalis. Didžiausią deguonies masės dalį turintis oksidas net skraidinamas į kosmosą, kad surinktų anglies dvideginį iš oro ir tiektų deguonį.

6. Parašykite oksidų formules.7. Kuris oksidas skraidinamas į kosmosą? Pateikite skaičiavimus.8. Parašykite oksido reakcijos lygtį.9. Pasiūlykite geresnį variantą į kosmosą gabentis deguoniui ir pagrįskite jį skaičiavimais!

36

5.2 Skirtų NMA moksleiviams užduočių sprendimai

V1Organinė, ar neorganinė?

1) Tikrai galima:1. 2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O2. 4CH3NH2 + 13O2 → 4CO2 + 10H2O + 4NO2 (galimi ir kiti azoto oksidai)3. 2 C7H5N3O6 → 3 N2 + 5 H2O + 7 CO + 7 C (dinamito sprogimas)

2) Vienas iš galimų variantų:Vitalizmo teorija siekė paaiškinti ribą tarp organinių medžiagų ir neorganinių. Pagal šią teoriją – organinės medžiagos negalėjo būti gaunamos iš neorganinių, kadangi organinės medžiagos turėjo „gyvybinės jėgos“. Būtent tada atsirado gamtos skirstymas į gyvąją (gyvūnai, augalai...) ir negyvąją (mineralai, uolienos...).

3) AgNCO + NH4Cl → (NH2)2CO + AgCl

4) skeletinės:

Amonio cianatas gali būti vaizduojamas šiomis abiejomis formulėmis (jis yra pusiausvyroje)

Liuiso formulės:

VBE reikalauja naudoti tik taškus, rašant lewis struktūras, tačiau racionalesnis variantas (ir kur kas patogesnis) yra jungtis nurodyti brūkšniais :)

37

Dinamitas (TNT)

Karbamidas

Sidabro cianatas

Amonio cianatas

KarbamidasSidabro cianatas

Amonio cianatas

5. Norint atsakyti reikia paskaičiuoti vidutinio šlapimo kiekio intervalą keturioms valandoms:0,8L : 24h * 4h = 0,133L2L : 6 = 0,333L taigi vidutinis keturių valandų šlapimo kiekis yra [0,133;0,333], su juo palyginame visų pacientų šlapimo tūrius.Ats.: nei vieno paciento šlapinimasis nesutrikęs.

6. Skaičiuosime šlapalo masę šlapime, tam reikės naudoti Klapeirono-Mendelejevo lygtį:pV=nRT (p – dujų slėgis, Pa; V – dujų tūris, m3; n – medžiagos kiekis, mol; T – dujų absoliutinė temperatūra, K; R – dujų konstanta, 8,314J/(K*mol) )

H2N-CO-NH2 + H2O → 2NH3 + CO2

iš reakcijos lygties matome, kad anglies dioksido bus tiek pat molių, kiek ir karbamido, todėl galime persitvarkyti lygtį:

pV=mM

×RT => pV = RTM

×m => pV ÷( RTM

)=m => m= pMRT

×V

šioje vietoje belieka pasiskaičiuoti konstantos reikšmę:

konst= pMRT

= 50662,5 Pa×60g /mol8,314 J /( K∗mol )×299K

=3039750 Pa∗g /mol2485,886 J /mol

=1222,8035 g /m3

Dabar šią konstantą sudauginame su kiekvieno paciento anglies dvideginio tūriu ir gausime gana tikslias karbamido mases šlapime

Pauliokas m=konst×V =1222,8035 g /m3×3,82 L÷1000L/m3=4,67gVyca m=konst×V =1222,8035 g /m3×2,73 L÷1000L /m3=3,34 gRamoonė m=konst×V =1222,8035 g /m3×4,23 L÷1000L /m3=5,17 gAndrukas m=konst×V =1222,8035 g /m3×6,81 L÷1000L/ m3=8,33g

Per keturias valandas turi išsiskirti šeštadalis paros šlapalo kiekio, todėl sveiko žmogaus intervalas yra nuo 3,33g iki 5g, tad akivaizdu, jog:

Pauliokas yra sveikas.Vycka yra sveikas.Ramoonė nežymiai padidėjęs karbamido kiekis, tai gali pasireikšti po sotaus baltymingo valgio.Andrukas turėtų susirūpinti dėl galimo cukrinio diabeto.

Kaip sąlygoje pateikta – šlapalo kiekį kraujyje galime nustatyti tik pagal nitroprusido kiekį.

Iš reakcijų lygčių matome, kad karbamido kiekis bus du kartus mažesnis už nitroprusido, tuomet:

n (karb.)=n(nitropr.)÷2=c (nitropr.)×V (nitropr.)÷2Atsakyme mums reikia šlapalo koncentracijos kraujyje, taigi papildome formulę:

c (karb.)= n(karb.)V (kraujo)

=c(nitropr.)×V (nitropr.)

2×V (kraujo)

38

Dabar galima pasirinkti du variantus:• spręsti, kai naudojami SI vienetai (tūris turėtų būti litrais)• spręsti naudojant mililitrus, kadangi ir nitroprusido, ir kraujo tūriai mililitrais

Antrasis variantas yra kur kas patogesnis, nes nereikalauja vienetų konvertavimo :)

Pauliokas c (karb.)=0,125 M ×11,2ml2×25ml

=0,028 M =28mmol / L

Vycka c (karb.)=0,125M ×0,96ml2×20ml

=0,003M =3mmol / L

Ramoonė c (karb.)=0,125M ×2,08ml2×26ml

=0,005M =5mmol / L

Andrukas c (karb.)=0,125M ×3,48ml2×29ml

=0,0075 M =7,5 mmol / L

Šie duomenys leidžia diagnozuoti štai ką:

Pauliokas serga hiperuremija (sunki uremijos forma)Vycka yra sveikasRamoonė yra sveikaAndrukas šlapalo kiekis kraujyje nemažas, bet vis dar normalus. (galima susieti su itin dideliu

šlapalo kiekiu šlapime)

Štai ir viskas, juk nebuvo sunku? :)Vertinimas:

1) dalis po 0,6 balo už skirtingo pobūdžio/produktų reakciją (pvz. Sprogimas, ar skirtingi degimo produktai, o ne trys metano, etano ir propano degimų reakcijos)

2) dalyje 0,7 balo už gerą ir logišką paaiškinimą3) 0,6 balo už gerą lygtį ( arba po 0,3 balo už dvi atskiras elementaresnes lygtis)

4) po 0,4 balo už kiekvieną gerą struktūrą (iš viso yra šešios)5) už įrodytą atsakymą 0,6 balo

6) Skiriama taip:1. Klapeirono-Mendelejevo lygties parašymas 0,3 balo

2. už gerą (nebūtinai kaip mano) skaičiavimo būdą šlapime 1,2 balo3. už geras išvadas pagal šlapimą 0,5 balo

4. už gerą (nebūtinai kaip mano) skaičiavimo būdą kraujyje 1,2 balo5. už geras išvadas pagal kraują 0,5 balo6. už racionalumą sprendžiant 0,2 balo

S1

1) Karališkasis vanduo – tai koncentruotų azoto ir druskos rūgščių santykiu 1 su 3 atitinkamai tirpalas. Jis pasižymi labai stipriomis korozinėmis (ėsdinančiosiomis) savybėmis ir vienas svarbiausių bruožų yra tai, kad rūgštis tirpina auksą, platiną bei įvairius kitus tauriuosius metalus. Šią rūgštį naudoja Wohlwill'o procese, kai išgaunamo aukso grynumas siekia net 99,999%!

2) Dujas d labai lengva atpažinti, tai vandenilis, kurį naudojo dirižabliuose iki tol, kol šie pradėjo sproginėti bei liepsnoti skrydžio metu, taip žuvo ne vienas keleivis ir pilotas.

Junginys c taip pat neišskirtinis – silpna rūgštis ir panaši į sieros rūgštį, taigi buvo galima nesunkiai atspėti, jog tai sulfito rūgštis.

39

Dabar juk lengva atrasti ir oksidą b, kuris yra sieros dioksidas.

Mano sugalvotas elementas X buvo selenas, daugiau galimų pasirinkimų ir nebuvo, nes aprašymas yra ganėtinai detalus :)

Tuomet reakcijų lygtys yra tokios: ~1000 C

2SeO3 (k) + 3S (k) → 2Se (k) + 3SO2 (d)

SO2 (d) + H2O (s) → H2SO3 (aq)

~1500 CSe (k) + 2H2O (s) → 2H2 (d) + SeO2 (d)

SeO2 (d) + H2O2 (aq)[konc.] → H2SeO4 (aq)

Taigi RŪGŠTIS yra H2SeO4 - seleno rūgštis.

3) w (Se)=Ar (Se)

M r( H 2 SeO4)×100 = 78,96 g / mol

144,97 g / mol×100=54,47 %

4) t0 C 2 Au + 6 H2SeO4 → Au2(SeO4)3 + 3 H2SeO3 + 3 H2O

2Ag + 2H2SeO4 → Ag2SeO4 + H2SeO3 + H2O

Cu + 2H2SeO4 → CuSeO4 + H2SeO3 + H2O

5) Tai gali būti H2O2 ir HCl pora arba KMnO4 ir H2SO4 pora.Pirmąjį variantą esu pats bandęs savo rūsyje ir jis ganėtinai lėtas bei saugus, tačiau antrasis variantas turėtų būti atliekamas su visomis apsaugomis, nes vien šių medžiagų mišinys (kai sieros rūgštis koncentruota) reaguoja labai aktyviai ir gali pradėti „šaudyti“.

6) Tai vandens garai. Vandens garai iš esmės yra daug kartų opesnė problema nei anglies dvideginis: vandenyje ištirpsta anglies dioksidas, nulyja ir vandenynuose nusėda karbonatų pavidalu. Tuo tarpu vandens garai iš esmės visuomet yra atmosferoje ir kylant temperatūrai – sparčiai daugėja šių dujų. Garai net apie 30% labiau atsakingi už atšilimą nei plačiai visuomenėje kartojamas anglies dioksidas. Dėl vandens garų sparčiau reiškiasi šiltnamio efektas, greitėja korozija.(Čia dar buvo galima aptarti metano bei anglies dvideginio įtaką vietoj vandens garų)

7) Vandens garų kiekio didėjimas tiesiogiai priklauso nuo kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų, taigi sumažinus kiekį dujų, kurios priklauso nuo mūsų veiklos – nukristų temperatūra ir mažiau garuotų vandenynai. Taip pat galima mulčiuoti žemes sausosiose Žemės dalyse, kad sumažėtų neproporcingas vandens pasiskirstymas, kai iš sausųjų kraštų išgaravęs vanduo kaupiasi drėgnuosiuose. Sumažinti rūdijimui galima dažyti ar lakuoti įvairiomis medžiagomis.

8) Vanduo yra pirminis veiksnys, sukeliantis metalų koroziją, aplinkoje dar turi būti deguonies, o reakcija palankesnė aukštesnėje temperatūroje.

Tačiau su variu viskas vyksta kiek kitaip:1. Varis oksiduojasi ir jo paviršius iš blizgaus tampa tamsiu matiniu.2. Vario oksidas hidratuojasi prisijungdamas aplinkoje esančius vandenis.3. Anglies dioksidas ištirpsta vandenyje aplink vario oksidą ir susidaro angliarūgštė.

40

4. Vario oksidas sureaguoja su angliarūgšte ir susidaro vario karbonatas.Taip palaipsniui auga žalio vario karbonato sluoksnis. Taigi ir varis tam tikru būdu rūdija. (aukštesnėje temperatūroje anglies dioksidas gali iš karto reaguoti su vario oksidu)

C1

1.

2. Medžiaga G yra KCl, o jos katijonas yra K+,apie tai buvo galima nuspręsti iš aprašymo.

3. β+ skilimas yra radioaktyvaus β skilimo rūšis. β skilimo metu išspinduliuojama beta dalelė (elektronas arba pozitronas (pozitronas – elektrono antidalelė su teigiamu krūviu)) ir neutrinas arba antineutrinas. β+

skilimo metu protonas virsta neutronu, išspinduliuojamas pozitronas ir neutrinas. Radioaktyvus kalio

izotopas yra 4019

K .

4019

K → 4018

Ar+01

e+V e

4. Toks gardelės tipas vadinamas halito kristaline gardele, pagal tai, kaip išsidėsto NaCl jonai natrio chlorido kristaluose.

5. KCl galima naudoti vietoje valgomosios druskos, tačiau didesniais kiekiais kalio chloridas yra kartus, todėl negalima naudoti vien tik jo.

6. K2O, KO2, K2O2.

7. KO2.

41

K2O: w (O)=1694

×100 =17 %

KO2: w (O)=3271

×100 =45 %

K2O2: w (O)= 32110

×100 =29,1 %

8. 4KO2 + 2CO22K2CO3 + 3O2

9. Galima naudoti NaO2, nes jo molekulinė masė yra mažesnė, didesnė deguonies masės dalis, nei KO2, su CO2 jis reaguoja taip pat, tik ta pati masė NaO2 surinks daugiau CO2, nei tą padarytų ta pati masė KO2 , taigi raketa palengvės.M(KO2) = 71 g/mol M(NaO2) = 55 g/mol

NaO2: w (O)=3255

×100 =58,2 %

4NaO2 + 2CO22Na2CO3 + 3O2

m(KO2) = 4 * 71 = 284 gm(NaO2) = 4 * 55 = 220 gV(CO2) = 2 * 22,4 = 44,8 lIr 284 g KO2, ir 220 g NaO2 surinks 44,8 litrų CO2.

42

5.3 Kurtos olimpiadoms (bet nepanaudotos) užduotys

1.Kaip manote, kodėl erdvėlaiviuose naikinti anglies dioksidui bei tiekti deguoniui naudojami

šarminių žemės metalų, tokių kaip Na, K bei, pakankamai retai, Cs ar Rb, superoksidai (NaO2 , KO2 , CsO2 , RbO2 ), kai ir paprasti jų hidroksidai (NaOH, KOH, CsOH, RbOH) taip pat efektyviai naikina anglies dioksidą ir tiekia vandenį? (Jei galite, pabaikite parašyti reakcijų lygtis tarp atitinkamų superoksidų ir CO2 bei tarp atitinkamų hidroksidų ir CO2 )

NaO2 + CO2 à

KO2 + CO2 à

CsO2 + CO2 à

RbO2 + CO2 à

NaOH + CO2 à

KOH + CO2 à

CsOH + CO2 à

RbOH + CO2 à

2. Dar nuo senų alchemikų laikų buvo žinoma soda (Na2CO3), jos praktiškai visi turi namų virtuvėje – kepiniams. Soda yra nežalingas žmogui produktas, tačiau ją paveikus gesintomis kalkėmis (kalcio hidroksidu, t.y. Ca(OH)2) ji tampa pavojinga medžiaga. Išlyginti reakcijos lygtį bei apskaičiuoti, kiek kokių medžiagų reikės bei kiek kalcio karbonato susidarys, jei norim gauti 50g kaustinės sodos (taip vadinamas natrio hidroksidas, t.y. NaOH)? Įrodykite masės tvermės dėsnį.

Na2CO3 (aq) + Ca(OH)2 (k) à NaOH (aq) + CaCO3 (k)

3.„Pig'mentai“

• Buityje neapsieitume be tam tikrų cheminių medžiagų, vadinamų pigmentais. Jų dėka kambariai įgauna spalvas, šviesoforai apsaugo mus, o kai kur dažai netgi stabdo koroziją – rūdijimą. Kiekvienas chemikas žino, kaip pasigaminti bent elementariausių dažų.

a) Išlyginkite reakcijos lygtį, kurios metu gaunamas Turnbulio mėlynasis pigmentas.(K3[Fe(CN)6] vadinamas raudonąją kraujo druska, tad jo spalva raudona) K3[Fe(CN)6] + FeSO4 → Fe3[Fe(CN)6]2 + K2SO4

43

• Nevisada viskas būna taip gražu ir paprasta, tad kai kuriuos pigmentus tenka gauti sudėtingiau, t.y. neviena reakcija.

b) Išlyginkite reakcijos lygtis, kurių metu gaunamas Stroncio geltonasis pigmentas, kurio formulė SrCrO4.Na2Cr2O7 + Na2CO3 → Na2CrO4 + CO2

Sr(NO3)2 + Na2CrO4 → SrCrO4 + NaNO3

• Senukuose pardavinėjama aliuminio pūdra, kurią naudodavo kaip sidabrinius dažus, kurie yra ilgaamžiai. Taip pat pardavinėjamas ir geležies oksidų (FeO, Fe2O3, Fe3O4) mišinys, kurį seniau naudodavo automobilių dugnams padengti tam, kad šie nerūdytų. Dauguma pradedančiųjų chemikų bei pirotechnikų šias medžiagas žino dėl Termito reakcijos, kurios metu išsiskiria itin daug šilumos (Q).

c) Išlyginkite Termito reakcijos lygtį. (Darome prielaidą, kad geležies oksidų mišinį atitinkaFe3O4).Al + Fe3O4 → Al2O3 + Fe + Qd) Reagavo 50g aliuminio pūdros su 100g rūdžių, kiek gramų geležies susidarė?

• Kadangi išsiskiria šiluma, tai reakcija yra egzoterminė. O šilumos kiekis, kuris išsiskiria, yra lygus Q= -3350kJ/mol, tai konstanta, kuri visada lieka pastovi.

e) Kiek šilumos (žymėkite ją E raide) išsiskyrė d) dalyje?f) Kiek praktiškai gausime Al2O3, jei reakcijos išeiga yra 90%, o išeiga yra apskaičiuojamapagal šią išraišką:

η= praktiškainustatytas medžiagos kiekisteoriškai turėtas gautimedžiagos kiekis

×100

(Pastaba: „teoriškai“ kitaip gali būti įvardintas kaip „pagal reakcijos lygtį“.)

44

5.4 Kurtų olimpiadoms (bet nepanaudotų) užduočių sprendimai

1.Superoksidai teikia deguonį į erdvėlaivio vidų, o tai yra naudinga astronautams, nes jie gali

„kietoje būsenoje“ į kosmosą gabentis ir gyvybiškai svarbaus kvėpavimui deguonies. Superoksidai pranašesni už hidroksidus tuo, kad hidroksidai tik sugeria anglies dvideginį iš oro ir drėksta, o superoksidai išlieka sausi, sugeria anglies dioksidą ir dar, kaip jau minėta, suteikia deguonies kosmonautams.

4NaO2 + 2 CO2 à 2 Na2CO3 + 3 O2

4KO2 + 2CO2 à 2K2CO3 + 3O2

4CsO2 +2CO2 à 2Cs2CO3 + 3O2

4RbO2 +2CO2 à 2Rb2CO3 + 3O2

2NaOH + CO2 à Na2CO3 + H2O

2KOH + CO2 à K2CO3 + H2O

2CsOH + CO2 à Cs2CO3 + H2O

2RbOH + CO2 à Rb2CO3 + H2O

2. Na2CO3 (aq) + Ca(OH)2 (k) à 2NaOH (aq) + CaCO3 (k)

m(NaOH)=50g

n(NaOH)=50g / 40g/mol. = 1,25mol.

m(Ca(OH)2)=nM=0,625mol * 74g/mol. = 46,25g

m(Na2CO3 )=0,625mol * 106g/mol. = 66,25g

m(CaCO3)=0,625mol. * 88g/mol. = 62,5g

masės tvermės dėsnis:

m(R1)+m(R2)=m(P1)+m(P2)

46,25g+66,25g=112,5g

62,5g+50g=112,5g

45

3.„Pig'mentai“

a) 2K3[Fe(CN)6] + 3FeSO4 → Fe3[Fe(CN)6]2 + 3K2SO4

b) Na2Cr2O7 + Na2CO3 → 2Na2CrO4 + CO2

Sr(NO3)2 + Na2CrO4 → SrCrO4 + 2NaNO3

c) 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe + Q

d) Pirmiausia randame abiejų medžiagų molius:

n (Al )= mM

= 50g27g /mol

=1,852 mol ir n (Fe3 O4)=mM

= 100g232g /mol

=0,431mol

dabar nustatome, kurios medžiagos yra perteklius:1,852mol : 8 = 0,2315mol0,431mol : 3 = 0,144molAliuminio yra perteklius, todėl skaičiuosime pagal rūdis:

m(Fe)=n × M =(0,431mol÷3 ×9)×56g /mol=72,41 gAts.: susidarė 72,41g geležies.

e) E = Q×n = -3350kJ/mol × (0,431mol : 3) = -482,4kJ

f) η=90 = x0,431 mol÷3 × 4

× 100

0,9= x0,431 mol÷3× 4

x=(0,431mol÷3× 4)×0,9=0,5172 molAts.: gausime 0,5172mol aliuminio oksido.

46

6. Bandymai

Vario išgavimas iš jo druskų

Šiame eksperimente jums reikės: apvaliadugnės kolbos, mėgintuvėlio, šilumos šaltinio, tirpios vario druskos, šarmo tirpalo, vandenilio dujų (rinksim iš Kipo aparato), laboratorinio stovo su laikikliais, filtro popieriaus, piltuvo.

Bandymo esmė: sugebėti iš tirpių vario druskų išskirti varį (toks pats principas galios ir tirpioms sidabro, gyvsidabrio, aukso druskoms)

Eksperimento eiga:1) apvaliadugnėje kolboje pasiruoškite netirpių vario (II) hidroksido nuosėdų (reakcijos lygties pvz:

CuCl2 (aq) + 2NaOH (aq) → 2NaCl (aq) + Cu(OH)2 (k) )2) reakcijos mišinį (tai, ką turėsite po reakcijos apvaliadugnėje kolboje) atsargiai kaitinkite, įtvirtinę

stove, virš šilumos šaltinio (pradžioje pašildykite visą kolbą, kad stiklas neįskiltų) to

reakcijos lygtis: Cu(OH)2 (k) → CuO (k) + H2O (s)

3) gautą medžiagą nufiltruokite ir nuo filtro popieriaus perkelkite į mėgintuvėlį4) mėgintuvėlį įtvirtinkite į stovą taip, kad mėgintuvėlio anga būtų nuleista šiek tiek žemiau horizonto5) vandenilio dujas nukreipkite į mėgintuvėlį ir palengva jį kaitinkite taip, kad šilumos kliūtų

praktiškai visam mėgintuvėliui (ATSARGIAI, neuždekite vandenilio dujų srovės!!!) to

reakcijos lygtis: CuO (k) + H2 (d) → Cu (k) + H2O (s)

6) ką pastebite mėgintuvėlyje? :)

Benedikto reagento paruošimas ir naudojimas(galima atlikti ir namų sąlygomis)

500ml paruošti reikės:

71g citrinų rūgšties (galima naudoti prekybos centruose parduodamą, tinka pati pigiausia), molekulinė formulė yra C6H8O7 , rūgštis turi tris galinčius atskilti vandenilius.

93,4g natrio hidrokarbonato (galima naudoti prekybos centruose parduodamą, tinka pati pigiausia), molekulinė formulė yra NaHCO3

50g natrio karbonato (yra cheminių prekių parduotuvėse, bet iš bėdos galima imti NaHCO3 ir kaitinti, vyksta tokia reakcija: 2NaHCO3 à Na2CO3 + CO2 + H2O ), molekulinė formulė Na2CO3

8,7g vario sulfato (galima nusipirkti sodo prekėse, cheminių medžiagų parduotuvėse), molekulinė formulė CuSO4

Indai:

1L talpos cheminė stiklinė

50ml talpos cheminė stiklinė

Filtro popierius

Piltuvėlis

Vonelė

47

Gamyba:

1. Į 1L talpos cheminę stiklinę įpilti 300ml šilto vandens (tinka ir iš čiaupo).

2. Suberti citrinų rūgštį.

3. Įstatyti šią stiklinę į vonelę su šiltu vandeniu.

4. Į citrinų rūgšties tirpalą palengva suberti natrio hidrokarbonatą.

5. Pamaišyti tirpalą ir laukti, kol nustos skirtis dujos, tada dar pamaišyti.

6. Nustojus reaguoti medžiagoms – suberti natrio karbonatą.

7. Gerai išmaišyti ir perfiltruoti tirpalą.

8. Į 50ml cheminę stiklinę suberti vario sulfatą ir užpilti vandeniu iki žymės.

9. Palengva, maišant supilti vario sulfato tirpalą į 1L cheminės stiklinės turinį.

10. Papildyti tirpalo tūrį iki 500ml žymės.

Pastaba: 6-tame žingsnyje daug natrio karbonato lieka neištirpę, tad galima paeksperimentuoti dedant mažiau (pvz.: 10g).

Naudojimas:

Gliukozės (ar kito redukuotojo cukraus) mėginį ištirpinti vandenyje.

Įlašinti 5ml Benedikto reagento.

Pakaitinti apie 2min.

Galima testuoti ne tik grynus redukuotusius cukrus, bet ir įvairius maisto produktus, saldainius, kitus cukraus turinčius produktus, tada bandymas atliekamas taip:

1. Mėginys grūstuvėje susmulkinamas ir suberiamas į mėgintuvėlį.

2. Užpilamas vandeniu ir supurtomas.

3. Įlašinami keli lašai skiestos stiprios rūgšties tokios kaip H2SO4.

4. Mėgintuvėlis pakaitinamas apie 1-2min.

5. Tada jam leidžiama atvėsti ir nusistovėti.

6. Tirpalas nupilamas į kitą mėgintuvėlį.

7. Įlašinama Benedikto reagento.

8. Pakaitinama apie 2min.

Kad medžiagoje yra redukuotųjų cukrų įrodo spalvos pokytis kaitinant. Spalvos būna nuo geltonos iki plytų raudonumo. Reakcijai pilnai įvykus plytų raudonį duoda Cu2O nuosėdos.

48

Natrio citrato gamybos cheminė lygtis:

C6H8O7 + 3NaHCO3 à C6H5O7Na3 + 3CO2 + 3H2O

(Šią medžiagą reikėjo gamintis, nes chemijos laboratorijoje jos nėra, o ją pasigaminti tikrai nesudėtinga.)

Bet galima naudoti ir gryną natrio citratą, tada jo reiktų 86,5g.

Sieros rūgštis su negrynomis cheminėmis medžiagomis naudojama, kad suskaldytų glikozidines jungtis, jei mėginyje yra sacharozės.

Tolenso reagento paruošimas ir naudojimas

Tirpalo tūris nedaro didelės įtakos, taigi vandens reikėtų pilti tiek, kad visos medžiagos ištirptų.

Gauti 1,27g (tokio kiekio užteks sidabru padengti 5-8 mėgintuvėlius) sidabro reikės:• 2g sidabro nitrato, AgNO3

• 0,47g bevandenio natrio hidroksido, NaOH• 0,4g amoniako , NH3 (naudojamas 25% tirpalas, taigi jo reikės 1,6g)• 1,06g gliukozės, C6H12O6 (tinka ir kitoks aldehidas)

Pastaba: • Sidabro nitratas yra kenksminga medžiaga ir juodomis dėmėmis tepa rankas ir drabužius.• Natrio hidroksidas yra ėsdinanti, galinti nudeginti medžiaga.• Amoniako tirpalas yra gleivinę ir nervų sistemą itin dirginanti medžiaga.

Todėl reikia imtis atsargumo priemonių: dėvėti AKINIUS, PIRŠTINES, CHALATĄ ir panaudojus amoniako tirpalą – GREITAI UŽSUKTI INDĄ.

Paruošimas:1. Sidabro nitratą ištirpinti 100ml vandens.2. Ką tik išimtą bevandenį natrio hidroksidą ištirpinti 20ml vandens.3. Medžiagoms leisti sureaguoti, suplakti. (susidaro rudos Ag2O nuosėdos)4. Supilti amoniako tirpalą.

Naudojimas:1. Reagentas sensta, taigi reikia sunaudoti greitai.2. Į plokščiadugnę kolbą supilamas Tolenso reagentas.3. Suberiama gliukozė, ištirpinta 20ml vandens.4. Kaitinama virš liepsnos, po 1-2min atsiranda sidabro sluoksnis.

Turint angliavandenį – Tolenso reagentas yra naudojamas atpažinti, ar jis aldehidas ar ne. Aldehidai reaguoja su šiuo reagentu, o ketonai nereaguoja.

Norint veidrodžiu padengti mėgintuvėlius – į juos reikia iki pusės pripilti reakcijos mišinio iš plokščiadugnės kolbos, o tada kaitinti tirpalą mėgintuvėlyje.

Vietoj NaOH galima bandyti naudoti vien amoniaką, tačiau tada jo reikia pilti palaipsniui – kol susidaro sidabro (I) oksido nuosėdos ir toliau pilti, kol jos ištirpsta.

Santykis tarp Tolenso reagento ir aldehido turėtų būti 2mol : 1mol

49

Reakcijų lygtys:2AgNO3 (aq) + 2NaOH (aq) → Ag2O (k) + 2NaNO3 (aq) + H2O (s) (susidaro rudos nuosėdos)

Ag2O (k) + 4 NH3 (aq) + 2 NaNO3 (aq) + H2O (s) → 2 Ag(NH3)2NO3 (aq) + 2 NaOH (aq) (nuosėdos pilnai arba iš dalies ištirpsta, tirpalas skaidrėja)

2[Ag(NH3)2]+ (aq) + RCHO (aq) + 3 OH- (aq) → RCOO- (aq) + 2 H2O (s) + 2Ag (k) + 4NH3 (aq)

50

7. Vertos dėmesio nuorodos

Puslapis, skirtas chemikų diskusijomswww.chemija.org

Informacija apie chemijos ir kitų mokslų olimpiadaswww.lmitkc.lt , www.olimpiados.lt

Rimanto Raudonio puslapis apie chemijos olimpiadaswww.chemija.mums.lt/

Puslapis, kuriama galima rasti daug organinių medžiagų, jų pavadinimų, izomerų (angliškai)www.chemspider.com

Neorganinės chemijos konspektaimokytojai.emokykla.lt/chemijajums/

Nesudėtingų ir įvairių bandymų aprašymai (angliškai)www.chemistry.about.com/

Puslapiai, kuriuose galima rasti organinių molekulių piešimo programas:www.acdlabs.comwww.cambridgesoft.com/software/chembiodrawwww.chemaxon.com

Pažinimo (Neakivaizdinė jaunųjų chemikų mokykla) oficialus puslapiswww.njchm.lmitkc.lt

NMA (Nacionalinės moksleivių akademijos) oficialus puslapis (viena iš NMA sekcijų yra chemijos sekcija)www.nmakademija.lt

Puslapis su linksmus pavadinimus turinčiais junginiaishttp://www.chm.bris.ac.uk/sillymolecules/sillymols.htm

51