Турнир юных химиков

Информацицию о турнире вы найдете:   http://chemturnir.org.ua/


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ЗАДАЧИ ХХIV
 Всеукраинского Турнира Юных Химиков (2016/2017 учебный год)
 Авторы: В. К. Бухтияров, О. Р. Гордийчук, А. В. Григорович, Л. Е. Ефимов, Н. С. Калиберда, В. Е. Крыжановский, И. М. Курилишин, Е. А. Лукьянова, А. Ю. Ляпунов, А. Б. Соломатин, В. Н. Сомов, С. В. Супрунович, А. В. Хаврюченко. http://chemturnir.org.ua/

1. «День дурака». 1 апреля после весенних каникул учитель обнаружил, что все лабораторное оборудование школьной лаборатории заменили таким же, но деревянным. Отважному педагогу необходимо продемонстрировать следующие опыты школьникам: «Химические свойства газообразных соединений», «Химические свойства концентрированной серной кислоты», «Дистилляция водного раствора этанола». Каким образом учитель может осуществить указанные демонстрации?
2. «Воздух». В воздухе, выдыхаемом больными диабетом, иногда чувствуется запах ацетона. Какие ещё летучие вещества могут выдыхаться человеком? В диагностике каких заболеваний может быть полезным анализ выдыхаемого человеком воздуха? Предложите методики определения таких веществ.
 3. «Хранить в холодильнике». Иногда недобросовестные продавцы хранят кисломолочные продукты не при надлежащей температуре, что приводит к их порче и развитию патогенной микро- флоры. Предложите состав и способ использования химического индикатора, который позволил бы покупателю видеть, хранился ли продукт всё время при надлежащей температуре 4. «Макияж». Существенная часть женского туалета — макияж. Предложите макияж, который мог бы менять свой цвет с течением времени или в зависимости от освещённости. Если возможно из- готовить его в условиях школьной лаборатории, предложите соответствующую методику, или опро- вергните такую возможность.
5. «А лисички взяли спички». В сюжете некоторых поучительных мультфильмов рассказыва- ется о хулиганах, которые случайно устроили пожар, когда кинули непотушенный окурок в урну. Предложите состав материала для урн, который мог бы минимизировать риск возникновения возго рания содержимого урны или способствовать затуханию мусора. Какие качества должны быть харак- терны для этого материала? Как можно изготовить такой материал?
 6. «Шпион». Предложите химические шпионские устройства «жучки», с помощью которых можно было бы собирать как можно больше информации о людях, находящихся в помещении, где эти жучки расставлены: число человек, время их присутствия в помещении, возраст, рост, вес и другие параметры. Опишите принцип их работы.
7. «Адамант». В известном цикле комиксов «Люди Икс» издательства «Marvel Comics» идёт речь о легендарном сплаве «адамант», который легко может разрезать любые другие сплавы металлов благодаря своей уникальной твёрдости. Какой сплав вы бы назвали «адамантом» современности? Проанализируйте его устойчивость к действию разных химических реагентов. Где применяется такой материал?
 8. «Аккумулятор». В состав стандартных литий-ионных аккумуляторов входят соединения Кобальта, которые являются крайне токсичными. Предложите способ наиболее полного выделения соединений Кобальта из отработанных аккумуляторов.
9. «Всё самое лучшее». Известно, что самые эффективные катализаторы получают из плати- новых металлов. Из платины и её сплавов также изготавливают наиболее ответственные детали аппаратуры и электроники. Объясните, почему такой набор ценнейших свойств характерен именно для этой группы металлов? Каким был бы наш мир, если бы кларки распространённых и редких металлов поменялись местами?

 10. «Синий сульфид». Оксиды и гидроксиды металлических элементов демонстрируют прак- тически все цвета и оттенки (от красных до синих). В тоже время сульфиды этих элементов, осаждаемые из растворов, имеют значительно меньшее цветовое разнообразие. Зелёные и синие сульфиды крайне редки либо неизвестны. Объясните это явление. Возможно ли получить сульфид синего цвета осаждением из водного раствора? Можно ли получить осадок синего цвета действием раствора суль фида?
11. «Рыба-шар». Оцените возможность существования органического вещества, молекулы ко- торого были бы сферической формы и могли бы значительно увеличиваться при воздействии внеш- них факторов и принимать исходную форму после окончания воздействия.
12. «Нетрадиционное зрение». Обсудите химию зрения человека. Рассмотрите другие зри- тельные системы и поясните, как они работают с химической точки зрения. Проведите сравнительный анализ разных зрительный систем с человеческой.
 13. «Фотосинтез». Предложите систему фотосинтеза, основанную на фотосинтетических пигментах, которые не содержат порфириновый цикл.
 14. «Молекулярный пинцет». Молекулярные пинцеты представляют собой нециклические молекулы, у которых есть две «руки», способные захватывать другие молекулы нековалентными свя- зями. Предложите несколько вариантов соединений, которые можно было бы использовать в качест- ве молекулярных пинцетов.
15. «Органические магниты». Вещества по своим магнитным свойствам разделяют на диа–, пара– и ферромагнетики. Опишите, какие особенности строения веществ обуславливают эти свойст- ва. От чего зависит сила этих взаимодействий. Предложите органические вещества, которые могут проявлять ферромагнитные свойства. Обсудите возможность создания постоянных органических магнитов.Вопросы к турниру 2015 год

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ЗАДАЧИ ХХIІI Всеукраинского Турнира Юных Химиков (2015/2016 учебный год) Авторы: А. В. Волянская, А. В. Григорович, А. О. Дорошенко, А. С. Желавский, Н. С. Калиберда, А. С. Кравченко, В. Е. Крыжановский, И. М. Курилишин, Е. А. Лукьянова, А. Ю. Ляпунов, А. С. Малащук, В. Е. Морадь, Д. И. Проц, Н. Н. Пустовойченко, В. Н. Сомов, С. В. Супрунович, Р. В. Шаламов. http://chemturnir.org.ua/

1. «Средневековая химчистка». Современные химчистки для удаления пятен используют ор- ганические   вещества. Предложите неорганические вещества, способные удалять пятна различного происхождения с разных типов тканей. Обсудите возможность применения этих веществ в современных  химчистках.

2.  «Поглотитель запахов». Незаменимое изобретение для холодильников – поглотитель запаха, который нейтрализует резкие неприятные запахи от продуктов питания. Обсудите возможность использования органических и неорганических веществ или их смесей для создания таких поглотителей.  На каких принципах может быть основано их действие?  Предложите состав наполнителей для трёх таких поглотителей  (на основе только неорганических веществ, только органических веществ и смеси органических и неорганических веществ)  без активированного угля.  Сравните эффективность предложенных поглотителей  с эффективностью обычного активированного  угля.

3. «Янтарь». Известно, что окаменелая смола древних деревьев способна образовывать янтарь. Поясните  факторы, благоприятствовавшие образованию и сохранению янтаря на протяжении миллионов  лет. Возможно ли получить натуральный янтарь в лабораторных условиях? Как можно отли- чить искусственный янтарь от натурального.

 4. «Элементарно, Ватсон!». «То, что следов пороха нет, ни о чём не говорит, а то, что они есть, говорит обо всём, – пояснил Холмс.» А. Конан Дойль. Знания химии широко используются в крими налистической  практике для создания доказательной базы преступлений. Опишите, каким образом с применением химических реакций обнаруживают  следы пороха,  крови,  ядов и др. Какие из этих экспериментов можно проводить даже в полевых условиях? 

5. «Колбаса из табуретки». Целлюлоза не является продуктом питания для людей, хотя в не- котором количестве её употребление является очень полезным. Некоторые производители добавляют в значительном количестве измельчённую целлюлозу в готовую мясную продукцию. Обсудите положительные и отрицательные последствия использования такой добавки. Предложите химический метод качественного и количественного обнаружения целлюлозы в такой продукции.

6. «Вездесущий Ле Шателье». Равновесными процессами можно управлять, используя принцип Ле Шателье. И хотя все химические реакции являются равновесными, тем не менее, не всеми процессами удаётся управлять. Опишите основные признаки химических процессов, которыми довольно легко управлять, и признаки процессов, управление которыми осуществить практически невозможно с использованием принципа Ле Шателье (изменение концентраций веществ, температуры, давления). Существуют ли окислительно-восстановительные реакции, равновесие в которых можно было бы смещать в сторону реагентов добавлением продукта реакции?

 7. «Чернозёмный заводик». Чернозём всегда ценился плодородием. Однако, его распростра- нённость не удовлетворяет потребности всего мира. Предложите способ модификации или обога- щения различных видов почв меньшей плодородности в промышленных масштабах с целью полу- чения чернозёма. Оцените возможность организации такого производства в полупустыне, степи и ле- состепи.

8. «Спасите Пушкина!». Предложите способ изготовления материала, из которого можно бы- ло б создать аналог бронежилета, используя лишь реактивы и лабораторное оборудование, доступ- ные в начале XIX века.

9.  «Металлическая глина». У ювелиров с недавнего времени появился новый материал для работы – серебряная глина. Производители заверяют, что после запекания такого материала образуется  изделие, состоящее из серебра 925-ой пробы. Предположите состав подобной глины и обсудите условия её применения. Чем будет отличаться полученное таким образом серебряное изделие от обычного? Обсудите возможность создания золотой, платиновой или другой металлической глины.

10. «Organic food». В последнее время активно набирают популярность продукты питания «органик». Опишите основные принципы производства таких продуктов. Обсудите преимущества и недостатки этих продуктов и их производства. Существуют ли отличия продукции «органик» от традиционных  продуктов? Возможно ли используя набор химических методов исследований, отличить продукцию «органик» или выявить подделку?

11. «Не всё то золото…». Как правило, металлическим блеском обладают поверхности металлов и некоторых других неорганических веществ. Какие особенности строения веществ позволяют проявлять им металлический блеск? Предложите органические вещества, кристаллы которых обладают таким свойством.

 12. «Каркас». В последнее время в органической химии развивается направление синтеза по- лиэдрических (каркасных) соединений. В частности, уже синтезированы призман, кубан, o-карборан и производные тетраэдрана. Обсудите основные сложности синтеза различных каркасных соедине- ний. Возможно ли теоретически предсказать химическую стабильность и возможность синтеза таких соединений? Предложите возможное применение таких соединений и их производных.

 13. «Азот для дыхания». По сюжету фильма «Интерстеллар» на Земле появился грибок, который дышит азотом, а не кислородом. Обоснуйте возможность существования организмов с таким ти- пом дыхания. Какие преимущества и недостатки может иметь азотное дыхание по сравнению с другими типами дыхания? Как изменится биогеохимический круговорот Нитрогена в природе в результате  такого эволюционного события, и каким образом это повлияет на существование других живых организмов?

14. «Электрохимические машины».  епгокеМитохондрии и хлоропласты работают как электрохи- мические машины. Обсудите возможность создания прибора, генерирующего энергию за счет создания  трансмембранного электрохимического потенциала. Опишите возможные области использования  такого  прибора.

15. «Химическая матрёшка». С развитием супрамолекулярной химии широко известными стали соединения типа «гость-хозяин». Обсудите возможность синтеза супрамолекулярных  ансамблей, состоящих более чем из двух структурных единиц, в которых «хозяин» для меньшего «гостя» был бы «гостем» для другого «хозяина». Какое максимальное число структурных единиц.