|
|
| Всеукраинская студенческая олимпиада
среди классических университетов, Харьков, 2000 год, условия
задач |
|
1. «Мосяжовий стоп» Для визначення кожного з трьох складників латуні (міді, цинку та свинцю) використовували одні й ті ж реагенти – розчин 0,0100 моль/л трилону Б як титрант, аміачно-амонійний буфер з рН 10 і індикатор еріохром чорний Т.
Після розчинення в кислоті наважки латуні масою 0,708 г одержано 100 мл розчину І. До 50,0 мл цього розчину додано ціанід калію, сегнетову сіль, буфер та індикатор, і на титрування витрачено 2,5 мл титранту.
Другу порцію розчину І розведено в 20 раз. На титрування 25,0 мл розведеного розчину в присутності тих же буферу та індикатору витрачено 13,2 мл титранту.
Третю порцію розчину І розведено в 10 раз. До 50,0 мл розведеного розчину додано 1 мл розчину 1 моль/л сірчаної кислоти, 2 мл насиченого розчину тіокарбаміду, 30 мл розчину 5 моль/л тіоціанату калію і 50 мл органічного розчинника метилізобутилкетону. Після проведення екстракції органічну фазу відділено, і на титрування 25 мл її витрачено 11,0 мл титранту.
1) Визначте масові частки міді, цинку та свинцю у стопі.
2) Роз'ясніть роль кожного з реактивів в описаних методиках визначення.
Автор Л.П. Логінова
2. «Добриво» Зразок натрієвої селітри містив домішки
Ca(NO3)2. Наважку селітри масою 0,2125 г розчинили у 50 мл дистильованої води, занурили в одержаний розчин кальцій-селективний електрод і виміряли при 25 оС е.р.с. кола з переносом з кальцій-селективним електродом, хлоридсрібним напівелементом порівняння та містком, заповненим насиченим розчином KCl
(E1). До проби додали 1,0 мл розчину СaСl2 з концентрацією 0,016 моль/л і знов виміряли е.р.с. (Е2).
1) Запишіть схему використаного кола з переносом.
2) Яка окисно-відновна реакція відбувається при проходженні струму через хлоридсрібний напівелемент? Запишіть вираз, що визначає електродний потенціал хлоридсрібного електрода.
3) Визначте масову частку Ca(NO3)2 у зразку селітри, якщо е.р.с. дорівнювали: Е1 = -6,8 мВ, а Е2 = 3,0 мВ.
4) Які з наведених нижче аналітичних методик забезпечують високу точність визначення вмісту Кальцію у вихідному розчині: комплексонометричне титрування при рН 10 з металохромним індикатором еріохром чорний Т (концентрація трилону Б 0.100 моль/л); гравіметричне визначення за допомогою Натрію оксалату при зважуванні осаду на звичайних аналітичних терезах; атомно-абсорбційне визначення? Відповідь обгрунтуйте.
5) Якщо до вихідного розчину додати 0,201 г Na2C2O4, то е.р.с. кола становитиме Е3 = -110,4 мВ. Розрахуйте добуток розчинності Кальцію оксалату (візьміть до уваги, що кальцій-селективний електрод можна використовувати у Са-буферних розчинах для визначення pCa < 10.00).
Автори Л.П. Логінова та Ю.В. Холін
3. «Алмаз» Для возбуждения электронов в кристалле алмаза из валентной зоны в зону проводимости требуется энергия 502 кДж/моль.
1) Свет какой частоты необходим для этого возбуждения?
2) Какими должны быть его длина волны (нм) и волновое число (см-1)?
3) Какой части электромагнитного спектра соответствует такой свет?
Постоянная Планка h = 6.63*10-34 Дж*с, число Авогадро
NA = 6.02*10-23 моль-1, скорость света 3*1010
см*с-1.
Автор Л.А. Слета
4. «Розподіл»
При вивченні розподілу масляної кислоти (НА) між рівними обўємами води і
фенилетилового ефіру одержано набір даних про залежність коефіцієнту розподілу R від концентрації недисоційованих молекул у водній фазі:
[HA]в, моль/л 0,020 0,047 0,065
0.100
R
0.56 0,83 0,98
1,33
1) Запишіть вирази для коефіцієнту розподілу R і константи розподілу
Kd масляної кислоти.
2) За наведеними даними обчисліть константу
Kd та оцініть похибку її визначення.
3) Розрахуйте R, якщо рН = 5,0, а загальна концентрація всіх форм масляної кислоти (у перерахунку на обўєм водної фази) с(НА) = 0,05 моль/л.
4) Запишіть структурні формули всіх сполук, про які йдеться у задачі.
(Константа дисоціації масляної кислоти Ка у водному розчині дорівнює 1,54*10-5 моль/л).
Автор Ю.В.Холін
5. «Мумия» Существуют только три действительно эффективных способа неограниченно долго
сохранять человеческое тело: замораживание, введение в кровеносные сосуды бактерицидной и антисептической жидкости и полное высушивание тела с последующим сохранением его в сухом состоянии. Именно последний способ и применяли древние египтяне, у которых высушивание было основным процессом подготовки тела к бальзамированию. Однако конкретные способы
высушивания тел египтянами долгие столетия считались утраченными. Лишь в XX веке A. Лукас выяснил условия, позволявшие древним египтянам обезвоживать тело, и сумел их воспроизвести экспериментально. Вот краткое изложение одного из опытов Лукаса. На дно глиняного сосуда насыпали толстый слой «соды» (смеси карбоната натрия, поваренной соли (массовая доля в смеси 30 %) и сульфата натрия (10 %)), положили в сосуд ощипанного и выпотрошенного голубя и засыпали его содой. Через 40 дней сосуд открыли и обнаружили, что голубь потвердел, стал сухим и сильно уменьшился в размерах. Соды в голубе не обнаружили, водная вытяжка из мумии голубя дала легкую кислую реакцию. Лукас не обнаружил никаких изменений в мумии на протяжении десятилетий (Lukas A. Ancient Egyptian Materials and Industries, London, 1948).
1) Как в физической химии называется процесс, приводящий к обезвоживанию тела? В чем его сущность? (Особое внимание обратите на усыхание голубя и отсутствие даже следов соды в его теле).
2) В лабораторных условиях этот процесс впервые наблюдал французский ботаник аббат Нолле (1748), проводивший опыты с водными растворами сахарозы и чистой водой. Предложите простейшую схему прибора, позволяющего количественно изучать упомянутый процесс.
3) Как Вы считаете, более или менее эффективным будет мумифицирование, если вместо соды использовать поваренную соль?
4) Объясните, почему водная вытяжка из мумии голубя (как и из человеческих мумий) дает кислую реакцию.
Авторы Ю.В. Холин и Л.А. Слета
6. «Ты не прав, Вася!»
В процессе исследования семян кактуса украинского дикорастущего дипломником Васей Хиральным было выделено органическое вещество, раствор которого обладал оптической активностью и андрогенным действием. На основании анализа вкусовых свойств и спектров протонного магнитного резонанса Вася предложил для обнаруженного им вещества две структуры, одна из которых, тем не менее, сразу же была отвергнута его руководителем:
I
II
1) Какую из предложенных Васей структур и почему изначально следует признать неверной?
2) Как спектроскопически различить эти две структуры?
Автор С.М. Десенко
7. «Неопознанный любимый объект» Альберт Сент Дьйорді, лауреат Нобелівської премії 1937 р., вилучив цю надзвичайно важливу у біологічному відношенні речовину у 1928 р. з кори надниркових залоз та з апельсинів і назвав гексуроновою кислотою. У молярному співвідношенні 1:1 вона взаємодіє з йодом, знебарвлюючи його розчин. На титрування 0,531 г цієї речовини в присутності надлишку йодиду калію витрачається 20,1 см3 розчину з молярною концентрацією йодату калію 0,0500 моль/л. Сучасний процес технічного синтезу цієї кислоти є прикладом переходу від D-ряду до L-ряду і включає такі стадії:
L-сорбоза є s-діастереомером D-фруктози, відрізняючись від останньої конфігурацією атому С-5.
1) Яка емпірична формула гексуронової кислоти?
2) Наведіть формули Фішера лінійних форм D-глюкопіранози та a-L-сорбофуранози.
3) Наведіть формули Хеуорса b-D-глюкози та a-L-сорбози.
4) Наведіть структурну формулу гексуронової кислоти. Яка назва цієї речовини найбільш відома?
5) Напишіть рівняння реакцій, про які йдеться в задачі.
Автори Л.П. Логінова та Ю.В. Холін
8. «Електроліз» Суміш хлоридів Натрію та Купруму(ІІ) розчинили у воді і піддали електролізу. Які процеси відбуваються, якщо а) розчин ретельно перемішують, б) катодний та анодний простори розділено діафрагмою?
Автор Ю.В. Холін
|
