Информационный проект InfoSci >> Химия >> Химические олимпиады

Всеукраинская студенческая олимпиада,
Харьков, 1998 год

1. Iсторико-фiлологiчний етюд. Заповнiть пропуски у поданому нижче текстi:
1) Стоп цини з оливом масою 1,000 г розчинили у надлишку гарячого розчину лугу. Це спричинило видiлення 144,0 мл (н.у.) водню. Масовi частки компонентiв у стопi: цини: ______ %, олива ______ %.
2)

3) Це вiдкриття пiсля фундаментальних дослiджень Пастера було найдивовижнiшим спостереженням в галуз [оптично]активних речовин - Емiль Фiшер.
Академiк ________________ у 1896 р. здiйснив оптичний круговий процес:

4) У 1862 р. ________________ одержав Демiдiвську премiю за перший у Росiї курс органiчної хiмiї. Цьому вченому належить понад тисяча наукових i публiцистичних праць, зокрема книга "К познанию России", яка за життя автора виходила сьома виданнями. Головний хiмiчний труд цього вченого - ________________, обсягом бiльше 1000 сторiнок, виходив 14 виданнями.
5) Видатний росiйський вчений __________________, професор Харкiвського iмператорського унiверситету у 1859-1865 рр. винайшов метод алюмiнотермiї; у 1865 р. побудував ряд активностей металiв, який, як iз часом виявилось, збiгається з електрохiмiчним рядом металiв Таммана i Нернста (1892 р.).

2. Кобальт утворює комплекснi iони [Co(NH₃)₆]³⁺ i [Co(NH₃)₆]²⁺. Платина утворює комплекснi iони [PtCl₄]^2- i [PtCl₆]^2-.
1) Назвiть цi iони. До якого типу вони вiдносяться?
2) Передбачте геометрiю комплексних iонiв. Вкажiть тип гiбридизацiї комплексоутворювачiв.
3) Зобразiть розщеплення енергетичних рiвнiв d-орбiталей у кристалiчному полi для кожного комплексного iона i передбачте магнiтнi властивостi комплексiв.

3. Грунтознавцiв цiкавить вмiст у грунтi окремих форм сполук Алюмiнiю, зокрема, аморфного Алюмiнiю (аморфнi оксид та гiдроксид Алюмiнiю, комплекси Алюмiнiю з гумусовими кислотами) та такого, що екстрагується (полiядернi гiдроксокомплекси Алюмiнiю). Алюмiнiй, що екстрагується, вилучають з грунту розчином ацетатного буферу, рН=4.8. Аморфний Алюмiнiй вилучають розчином реактиву Тамма (щавлева кислота та оксалат амонiю, рН=3.2).
З двох порцiй грунту масою по 1.0 г лаборант приготував грунтовi витяжки, застосовуючи 50 мл ацетатного буферу (витяжка 1) та 50 мл розчину реактиву Тамма (витяжка 2). Для визначення алюмiнiю 5 мл кожної витяжки було внесено до мiрної колби мiсткiстю 100 мл, додано ацетат Натрiю до рН=6, розчин барвника ерiохромцiанину та аскорбiнову кислоту i доведено водою до мiтки. Свiтлопоглинання одержаних розчинiв, вимiряне проти розчину, що мiстить тi ж реагенти (без Алюмiнiю), дорiвнювало 0.56 (витяжка 1) та 0.08 (витяжка 2).
1) Якi властивостi Алюмiнiю(III) використано для його визначення?
2) Спецiалiст-грунтознавець, побачивши результати вимiрювання поглинання, сказав: "Не знаю, яким концентрацiям вiдповiдають цi значення поглинання, але вже бачу, що буде хибним результат визначення принаймнi однiєї форми алюмiнiю". Якої саме - аморфного Алюмiнiю чи того, що екстрагуєтьсяi На яких мiркуваннях базується висновок спецiалiстаi
3) Чим зумовлена похибка? Яку операцiю слiд ввести до методики визначення Алюмiнiю, щоб уникнути цiєї похибки?

4. Якi об'єми розчинiв з молярними концентрацiями NH₃ 3 моль/л i NH₄Cl 0,1 моль/л необхiднi для приготування 500 мл буферного розчину з рН=10,24? Константа рiвноваги реакцiї

NH₃ + H₂O = NH₄⁺ + OH^- дорiвнює 1,76^.10^-5.

5. Начинающий химик-органик приписал полученному им оптически активному (при н.у.) веществу следующую структуру:

1) почему данную структуру можно сразу же отвергнуть ?
2) какое (какие) структурные особенности молекул являются необходимыми и достаточными, чтобы соединение могло проявлять оптическую активность ?
3) приведите не менее 5 примеров оптически активных веществ, молекулы которых не содержат ассиметрических атомов и не менее 3 примеров оптически неактивных соединений, содержащих хиральные центры.

6. В стакан налита вода. По поверхности воды плавает стальная иголка, смазанная жиром. После добавления нескольких капель изоамилового спирта иголка тонет.
1) Объясните, почему не тонет в воде иголка, смазанная жиром.
2) Объясните, почему иголка тонет после добавления спирта. Для подтверждения своего ответа используйте данные о поверхностном натяжении водных растворов изоамилового спирта, представленные в таблице.
3) Из данных этой же таблицы оцените:
     а) поверхностную активность изоамилового спирта;
     б) константу адсорбционного равновесия на границе раздела вода-воздух;
     в) площадь, занимаемую при плотнейшей упаковке монослоя молекулой спирта.

Равновесная концентрация изоамилового спирта в воде, моль/л Поверхностное натяжение при 19 °С, мДж/м²

0 72.8

0.005 69.8

0.010 66.2

0.020 61.0

0.040 53.3

0.080 46.0

0.10 43.2

0.12 40.9

7. а) Константа равновесия при 25 °С и изменение стандартной энтальпии реакции

NH₄Cl (тв) = NH₃ (газ) + HCl (газ) имеют следующие значения: Кр = 10-16 атм², ΔH° = 177,2 кДж/моль. Приняв, что ΔН от температуры в узком температурном интервале не зависит, оцените температуру, при которой давление диссоциации достигает 1 атм.
б) При детонации нитрата аммония происходит реакция
NH₄NO₃ (тв) = N₂ (газ) + 2 H₂O (газ) + 0,5 O₂ (газ). Для нее Kp = 10⁴⁸ атм^3.5 при 25 °С и ΔH° = -118,6 кДж/моль. Вычислите ΔG° и ΔS°.
в) ΔG° образования NH₃ при 25 °С составляет -16,7 кДж/моль. Вычислите константу равновесия Кр при 25 °С реакции
N₂ + 3 H₂ = 2 NH₃ и сравните это значение с Кр для температуры 500 °С, при которой проводится процесс Габера (1,4^.10^-5). Объясните, учитывая рассчитанные Вами константы равновесия, выбор этой температуры.
г) Какие факторы следует учитывать при выборе давления, при котором осуществляется синтез аммиака?

8. а) Виходячи тiльки з однiєї органiчної сполуки - етилового спирту - за допомогою магнiйорганiчного синтезу синтезуйте 3,3,5-триметилгептанол-1.
б) За допомогою яких хiмiчних та фiзико-хiмiчних методiв можна iдентифiкувати цю сполуку?