BChC III vooru ülesanded ja lahendused

Kolmanda vooru ülesandeid on uuendatud ning on lisatud teise vooru lahendused (koos parandustega). Parandustest on kirjutatud eelnevas postituses. Täpsustamisel on eelmiste voorude lõplikud tulemused.

Selle vooru lahenduste esitamise tähtaeg on 21. veebruar. NB! Lahendused palun saatke e-posti aadressil olimpiades(at)inbox.lv. Kasutage palun kindlasti etteantud Exceli faili.

Millal valmib emakeelne tõlge?

Vastavalt kokkuleppele  koostakse ülesanded ja lahendused (ametlikult) inglise keeles. Iga riigi korraldajal on lubatud ülesandeid tõlkida. Korraldajad saavad ülesanded kätte päev enne võistlejaid. Esimese komplekti ülesanded tõlkisid Gleb Široki (vene keel) ja Taavi Pungas (eesti keele). Kahjuks ei olnud võimalik leida teise komplekti tõlkimiseks vabatahtlikku. Suure tõenäusesega tõlgitakse  kolmanda vooru ülesanded mõne nädala jooksul. Seda protsessi võib kiirendada, kui Te aidate. Kirjutage selle postituse kommentarina mõne ülesande teksti tõlge enda emakeeles. Tõlgitud ülesande juppe saab kasutada lõpliku eesti- ja venekeelse komplekti kokkupanemisel.

Vladislav Ivaništšev

Skype: olunet@gmail.com

4 thoughts to “BChC III vooru ülesanded ja lahendused”

  1. Probleem 4 (leedu)
    Keemiline võnkumine(8 punkti)
    Keemiline kineetika on üks huvitavamaid keemia osasi mis tegeleb ka termodünaamikaga. Antud ülesande lahendamisel on teil vabalt lubatud konsulteerida erinevate infoallikatega(raamatud, internet ja muud allikad) kuid nendele tuleb viidata.
    Esimene osa
    Alustuseks käsitleme mõnda eksperimentaalset tehnikat, kuna just eksperimendid on tõelise keemiku põhitöö. Vaatamata sellele, et korrektsed ja täpselt üles seatud eksperimendid on lahutamatu osa tänapäeva teadlase elus võib siisgi eksperimendi käigus tehnika alt vedada ning meil ei ole midagi muud teha kui protseduuri muuta.
    Oletame et meil on tegemist reaktsiooniga:
    A+B->C+D
    Eksperiment on ülesseatud niimoodi, et reaktsiooni järku lähteainete A ja B järgi oleks võimalik tuvastada. Kontsentratsiooni muutust aja teljel mõõdeti spektrofotomeetriga. Seadme rikke tõttu aga saadi tulemusena ainult kontsentratsiooni kaks viimast tüvenumbrit. Järgnevalt on toodud tabel saadud andmetest.
    Tabel 1: andmed kahest mõõtmisteseeriast. (esimene), (teine), (kolmas) näitavad mitu korda antud numbrikombinatsioone nähti peale nende üleskirjutamist. Kui *.*99 (teine) on üleskirjutatud, siis see tähendab, mõõtmine tehti alles siis kui *.*99 ilmus ekraanil teist korda.
    Vaatamata spektrofotomeeteri rikkele olid mõned olulised parameetrid siisgi teada:
    * Lähteaine B kontsentratsioon jäi reaktsiooni käigus ligikaudu konstantseks. Esimese mõõtmiste seeria puhul oli see 1 M, teise seeria puhul aga magnituudilt kahekordne.
    * Raku laius oli 1 cm ja molaarne läbitavus koefitsent(ε) 4530 M-1*cm-1
    * Lähteaine A algkontsentratsioon ei ole teada kuid seda hoiti konstantsena eksperimendi käigus.
    Küsimused:
    1. Milliseid eeldusi võib teha antud andmeid vaadeldes. Kirjutage vastused inglise keeles.
    2. Tehke kindlaks reaktsiooni järgud mõlema lähteaine suhtes.
    3. Tehke kindlaks üldine reaktsiooni järk.
    4. Tehke kindlaks lähteaine A algne kontsentratsioon, A0.
    5. Tehke kindkaks reaktsiooni tõeline kineetiline konstant.
    Kõikidel ülalolevatel juhtudel näidake ära vajalikud arvutused ja matemaatiliste valemite tuletamis viisid.
    Teine osa
    Selles osas tegeleme rohkem autokatalüütiliste reaktsioonidega. Järgnevalt on reaktsioon mida hakkame uurima:
    A+B->2B
    Antud reaktsioonis muutuvad lähteainete A ja B kontsentratsioonid ajas vastavalt:

    Küsimused:
    1. Joonestage lähteainete A ja B kontsentratsioonide sõltuvust ajas kirjeldavad graafikud samal koordinaatteljestikul.
    2. Märkige ära asümpoodid ja y-telje lõikepunktid.
    3. Mis juhtub graafikuga kui summat [A0]+[B0] suurendada/vähendada? Vastus kirjutada inglise keeles.
    4. Mis juhtub kui muutujat B0 suurendada või vähendada? Vastus kirjutada inglise keeles.
    Kolmas osa
    Perioodilised keemilised reaktsioonid on samuti huvitavaks näiteks autokatalüütilistest reaktsioonidest. Kuna matemaatiline tagapõhi antud reaktsioonide graafikute joonistamiseks on liialt keeruline siis vaatleme antud reaktsiooni teise nurga alt. Vaatleme järgnevat reaktsiooni:
    A+B2B
    Küsimused:
    1. Joonistage graafik ’’Lähteainete energia sõltuvus reaktsiooni ajast’’ mitte-autokatalüütilise reaktsiooni kohta. Kuidas mõjutab katalüütiliste osakeste muutuv kontsentratsioon graafiku kõverust? Palun vastake inglise keeles.
    2. Põhinedes Le Chatelier’ printsiibile ja teadmistele esimesest küsimusest, vastake miks on perioodilised reaktsioonid võimalikud. Palun selgitada inglise keeles.

  2. Probleem 5 (Läti)
    De Broglie pärand (3 punkti)
    1927. aastal demonstreerisid Davisson ja Germer, et elektrone on võimalik nikli kristalli pinnalt difraktsioneerida. Antud tulemust suudeti seletada vaid elektronidele laineomaduste andmisel. Kasutades de Broglie lainepikkuste suhet õnnestus neil arvutada interatomaarne kaugus nikli aatomite vahel mis osutus samalaadseks eelnevate eksperimantaalsete tulemustega mis saadi röntgen-difraktsioon analüüsil.
    Davisson ja Germer kasutasid oma töös elektronkiirt mida kiirendati läbi potensiaalivahe 54,0 volti ning elektronid lähenesid pinnale risti võrredldes pinna normaaliga, nagu ka pildil näidatud. Katseks võetud nikli proovi kuumutati kõrge temperatuurini enne katse algust, mis põhjustas suuremate kristallide ja ühtlase aatomite paigutuse tekke proovi pinnal nagu ka pildil näidatud. Erinevalt röntgenkiirgusest ei läbi elektronid metalli kristalli väga sügavuti ning enamik hajutumisest toimub metallikristalli pindmiselt kihilt. Elektronide hajumine toimub kõige tugevamini 50 kraadi all pinna normaalist ning antud tulemus on selgitatav elektronlainete konstruktiivse interferentsi abil naabruses olevate nikli aatomite suhtes.
    Arvutage eksperimendi lähteandmete järgi elektronide lainepikkus, nikli aatomite interatomaarne kaugus üksteisest ja nikli metalliline raadius. Abiks: Alustage impulsi momendi arvutamisest…

  3. Probleem 1 (Leedu)
    Vedel jää (5 punkti)
    Kõik ülesande lahendamiseks vajalikud konstandid on võimalik leida õpikutest või internetist. Informatsiooniallikatele tuleb lisada viited.
    Järgnevad eksperimendid on läbiviidud standardtingimustel.
    A on 0,4 M NH4OH lahus.
    1) 0,1 M NH4CL lahuse saamiseks lisati 400 mL A lahusele vesinikkloriidhapet(HCl). Arvutage vajamineva vesinikkloriidhappe konsentratsioon ja ruumala.
    2) Arvutage 0,1 M NH4Cl lahuse pH 25 kraadi(°C) juures.
    3) Kuidas sõltuvad Kb ja Kw temperatuurist? (ülesande lahendamisel võib kasutada termodünaamika tabeleid)
    4) Kas 0,1 M NH4Cl lahus võib olla neutraalne(pH=7)? Kui võib, siis millisel temperatuuril?
    5) Mis on minimaalne ja maksimaalne pH väärtus, mida 0,1 M NH4Cl lahus võib omada?
    Probleem 2 (Leedu)
    Kas te olete näljased orgaanilise keemia järele? (9 punkti)
    1. Millised on antud muutuste(reaktsioonide) mehhanismid? (Boc toimib kui kaitsev rühm)
    2. Pakkuge välja mõistlikke(praktikas kasutatavaid) sünteesiskeeme (reagente ja vaheühendeid) ühendite D ja E saamiseks. Te võite reagentide valmistamiseks kasutada teisi lihtsamaid süsinikku sisaldavaid ühendeid. NB! Mehhanismide lisamine ei ole oluline.

  4. Ülesanne 3 (Eesti)
    Ühendit X saadi esmakordselt XX sajandi keskel, ning see saavutus tõestas uue ühendiklassi olemasolu. Antud ühendi saamisel kasutati gaasi Y, mis (huvitavalt) õppeti keemiliselt sünteesida alles XX sajandi lõppus. Järgnevalt on toodud ühendi X sünteesi skeem alustades gaasi Y sünteesist ja kasutakses üldlevinud keemilisi reagente.
    1) KMnO4 + H2O2 + mineraalhape A ja sellele vastav sool B -> komplekssool C (22,2% Mn) + H2O + O2
    2) Poolmetall D + gaasiline lihtaine E -> vedelik F (40,7% D)
    3) F + A -> vedelik G (56,2% D) + mineraalhape H
    4) C + G -> kompleks I (44,3% D) + sool J (49% Mn) + gaasiline lihtaine Y
    5) Y + K -> M (K on väärismetal)
    6) M + L (moolivahekord 1:1) -> X
    a) K irjutage ühendite A-M, X ja Y valemid.
    b) Kirjutage ülesandes mäinitud reaktsioonide võrrandid.

Kommentaarid on suletud.