Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 1 din 2 Proba practică - Clasa a IX-a

MINISTERUL EDUCAŢIEI NAȚIONALE OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE

PIATRA-NEAMȚ 31.03. – 06.04. 2013

Proba practică

Clasa a IX-a

Subiectul A _____(45 de puncte)

În fiecare din cele 5 sticluţe se găsesc soluţii apoase diluate ale câte unui azotat solubil al unuia dintre cationii:

NH+4 , Na+, K+, Li+, Rb+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Cr3+, Al3+, Fe3+, Fe2+, Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Cu2+,

Cd2+, Ag+, Pb2+; Doi dintre cationii prezenţi dau semnal pozitiv la reacţia flăcării, unul colorând-o în roşu-

cărămiziu cu benzi caracteristice la următoarele lungimi de undă: 618,2 nm; 620,3 nm; 555,4 nm şi 422,7 nm . Coroborând toate observaţiile organoleptice ca urmare a desfăşurării experimentelor

indicate în Tabelul 1 identificaţi cationul aflat în fiecare sticluţă numerotată de la 1 până la 5

pe baza reacţiilor cu reactivii: KI, NH3, NH3 conc. , Na2S şi K2CrO4, aflaţi pe masa de lucru în sticluţe picurătoare.

Atenţie !!!! Reactivii se adaugă probelor în picătură şi sub agitare energică !!!!!!!

În urma testelor efectuate, treceţi rezultatele obţinute în Tabelul 1, scriind în fiecare

dreptunghi corespunzător intersecţiei dintre coloanele şi liniile tabelului, după caz: - formula compusului chimic rezultat, marcând cu „↓” formarea unui precipitat; în cazul

precipitatelor descrieți aspectul şi culoarea; dacă nu se formează precipitat, dar se formează un complex sau o altă specie căreia i se datorează schimbarea culorii soluţiei, precizaţi schimbarea culorii;

- marcaţi cu „X” dacă în urma reacţiei efectuate nu se observă nicio schimbare; - dacă precipitatul este solubil în exces de reactiv, scrieţi formula compusului rezultat, iar

dacă precipitatul este insolubil, scrieţi această constatare în Tabelul 1;

- scrieţi ecuaţiile reacţiilor ce se desfăşoară în eprubete la identificarea substanţelor din

cele 5 sticluţe în Tabelul 2 din foaia de concurs. În cazul în care nu are loc reacţie

chimică, marcaţi un „X” în căsuţa corespunzătoare din tabel. - !!!! OBSERVAȚIE !!!!! De obicei reactivul Na2S conține ca impurități sulfit şi/sau sulfat.

Precizați în rubricile corespunzătoare dacă ați sesizat acest lucru.

Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 2 din 2 Proba practică - Clasa a IX-a

Subiectul B_______ _____(55 de puncte)

Se supun titrării 2 probe identice A şi B ce conțin aceeaşi cantitate de acid oxalic. Probele au fost preparate in mod identic: acelaşi volum de soluție de acid oxalic de concentrație necunoscută este acidulat cu o cantitate de acid sulfuric de concentrație aproximativ 50 % şi diluat la volum de 50 mL folosind apă distilată. Titrarea se face cu permanganat de potasiu a cărui concentrație a fost stabilită în urma reacției cu hidroxidul feros în mediu bazic la 0,06 echivalenți-gram/L

Mod de lucru:

Deoarece iniţial viteza de desfăşurare a reacţiei este foarte scăzută, titrarea acidului oxalic cu permanganat de potasiu se face în picături, agitând energic după fiecare picătură de KMnO4 adăugată (aproximativ 45 s – 60 s); nu se continuă adăugarea de titrant decât după decolorarea soluţiei. Pe parcursul procesului de titrare viteza de reacţie creşte. Titrarea se continuă până la colorarea soluţiei în slab roz (autoindicarea), culoare care să persiste 30 de secunde (aşa considerata picătură de KMnO4 în exces faţă de cantitatea stoichiometric necesară).

Cerinţe:

a). Să se calculeze cantitatea de acid oxalic din probă exprimată în grame (rezultând din media aritmetică a celor două probe). b). Să se determine volumul de soluţie de NaOH de concentraţie 0,1 mol/L necesar a fi adăugat la un volum de soluţie ce conţine cantitatea de acid oxalic determinată la punctul a). astfel încât soluţia rezultantă să aibă pH-ul 4. Să se scrie şi să se egaleze toate ecuaţiile reacţiilor chimice relevante pentru procesele

descrise. Pentru subiectul B punctele a şi b precum şi pentru scrierea reacțiilor chimice

relevante se utilizează Tabelul 3.

Se dau următoarele mase atomice: Fe - 56, Cr - 52, Al - 27, Co - 59, Cl - 35,5 , K - 39, Br - 80, O - 16, H - 1, N - 14, Ca - 40, C - 12, Mg - 24, Na - 23, Cu - 64, Ag - 108, S - 32, Hg - 201, Pb - 207, Ba – 137, Ni – 59, Mn - 55

Pentru acidul oxalic se cunosc constantele de aciditate: K1a = 6,5·10-2 şi K2a = 6,1·10-5 Notă: Toate subiectele sunt obligatorii. Timp de lucru trei ore şi 5 minute (3 h 5 min). Subiectele au fost propuse de: Alexandrina Aldea, Dorina Dincă, Sorina Diana Fulea, Liliana Lupşa, Vlad Chiriac

Echipa de elaborare a subiectelor

Vă urează

Mult succes

Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 1 din 2 Proba practică - Clasa a IX-a

MINISTERUL EDUCAŢIEI NAȚIONALE OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE

PIATRA-NEAMȚ 31.03. – 06.04. 2013

Gyakorlati próba

IX. osztály

A.tétel _____(45 pont)

Mind az 5 üvegecskében valamelyik alábbi kation vízben higított oldékony nitrátja található:

NH+4 , Na+, K+, Li+, Rb+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Cr3+, Al3+, Fe3+, Fe2+, Ni2+, Co2+, Zn2+, Mn2+, Cu2+,

Cd2+, Ag+, Pb2+; A jelenlevő kationok közül kettő pozitivan reagál a láng reakcióra, az egyik téglavörösre

színezi a következő jellegzetes hullámhosszú sávokkal: 618,2 nm; 620,3 nm; 555,4 nm şi 422,7 nm .

Az 1.Táblázat-ban jelölt kisérleteket elvégezve, az összes organoleptikus

megfigyelést figyelembe véve, azonosítsátok az 1-től 5-ig számozott üvegekben levő minden kationt, az asztalon található csepegtetőben levő KI, NH3, NH3 conc. , Na2S şi K2CrO reagensekkel végzett kisérletek segítségével.

Figyelem !!!! A reagenseket a probába cseppenként, erőteljes rázás alatt adagoljuk

!!!!!

A tesztek elvégzése után, töltsük ki az 1.Táblázat minden téglalapját az eseteknek

megfelelően beirva: -a nyert kémiai vegyület képletét, „↓” –el jelölve a keletkezett csapadékot; csapadék

esetében írjuk le jellegzetességeit, színét; ha nem csapadék, hanem komplex vagy más fajta vegyület keletkezik mely az oldat színváltozását erdményezi, irjuk be a színváltozást;

- jelöljük x-el ha a reakció során nem tapasztalunk változást; - ha a csapadék reagens fölösleg esetén oldékony, írjátok fel a keletkezett vegyület

képletét, ha nem oldékony, írjátok be az észlelést az 1.Táblázat-ba.

-az 5 anyag azonosítása során, a kémcsőben lejátszodó reakciókat írjuk be a versenylap

2.Táblázat-jába.Ha nem játszodik le kémiai reakció, tegyünk x-et a tablázat megfelelő

téglalapjába. -!!!! ÉSZREVÉTEL !!!! Általában az Na2S reaktiv szulfit és/vagy szulfát szennyeződést

tartalmaz.Jelezzétek a megfelelő téglalapokban ha ilyet tapasztaltatok.

Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 2 din 2 Proba practică - Clasa a IX-a

B.Tétel______ _____(55 pont)

2 azonos A és B próbát melyek azonos mennyiségű oxálsavat tartalmaznak, titrálásnak vetjűk alá. A két próbát azonos módon állítjuk elő: azonos térfogatú ismeretlen koncentrációjú oxálsav oldatot körülbelül 50 %-os kénsavval savanyítunk és 50 mL desztilált vízzel hígítunk. A titrálás olyan káliumpermanganáttal történik melynek koncentrációját vashidroxillal bázikus kőzegben történő reakciójával 0,06 echivalenți-gram/L határoztunk meg.

A munka menete:

Mivel a reakció kezdeti sebessége nagyon kicsi, az oxálsav káliumpermanganáttal való titrálása cseppenként történik, minden adagolt KMnO4 csepp után élénken rázva( kb. 45 s – 60 s); az adagolást csak az oldat elszíntelenédese után folytatjuk. A titrálási folyamat során a reakció sebesség nő. A titrálást addig folytatjuk míg az oldat enyhe rózsa színű lesz, mely szín 30 mţsodpecig marad fenn ( a szükséges sztoechiometriai mennyiséghez fölösleges KMnO4 csepp).

Követelmények:

a). Să se calculeze cantitatea de acid oxalic din probă exprimată în grame (rezultând din media aritmetică a celor două probe). Számítsuk a próba oxálsav mennyiségét grammban kifejezve( a két próba számtani középarányaként). b). Határozzuk meg annak a 0,1 mol/L koncentrációjú NaOH oldatnak a térfogatát melyet ahhoz az oxálsav térfogathoz adagolunk mely pont az a) pontban kiszámított mennyiségű oxálsavat tartalmazza, úgy hogy a nyert oldat pH-ja 4 legyen. Írjuk fel és egyenlítsük ki az összes kémiai reakciókat melyek a leírt folyamatokra

jellemzőek. A B tétel a és b pontjaira és reakciók felírására a 3.Táblázat-ot használjuk.

Adottak a következő atom tömegek: Fe - 56, Cr - 52, Al - 27, Co - 59, Cl - 35,5 , K - 39, Br - 80, O - 16, H - 1, N - 14, Ca - 40, C - 12, Mg - 24, Na - 23, Cu - 64, Ag - 108, S - 32, Hg - 201, Pb - 207, Ba – 137, Ni – 59, Mn - 55

Az oxálsav savállandói : K1a = 6,5·10-2 şi K2a = 6,1·10-5 Megjegyzés: Minden tétel kötelező. Munkaidő 3 óra.. A tételeket javasolták: Alexandrina Aldea,Dorina Dincă, Sorina Diana Fulea, Liliana Lupşa, Vlad Chiriac

A tételt összeállító bizottság

Sok sikert kiván!

Vă urează

Mult succes

Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 1 din 3 Barem de evaluare și de notare – proba practică Clasa a IX-a

MINISTERUL EDUCAŢIEI NAȚIONALE OLIMPIADA NAŢIONALĂ DE CHIMIE

PIATRA-NEAMȚ 31.03. – 06.04. 2013

Barem de evaluare și de notare Proba practică

Clasa a IX-a

Subiectul A (45 de puncte)

Tabelul 1. Rezultatele obţinute în urma identificării:

Nr.

probă

Reactiv

1 2 3 4 5 Punctaj

KI

X

AgI ↓ precipitat galben pal X X

PbI2 ↓ precipitat galben

auriu solubil în exces de KI parţial

PbI2 ↓ trece în [PbI4]

2-

17 puncte

NH3

X

Ag2O Precipitat alb

murdar – până la brun

negricios

Zn(OH)2 ↓ precipitat alb

gelatinos

Mn(OH)2 ↓ Precipitat alb-roz gelatinos

Pb(OH)2 ↓ pp. alb pulverulent

NH3 conc.

X

sau precipitat alb

soluţie incoloră

precipitatul se dizolvă

sub formă de [Ag(NH3)2]

+

soluţie incoloră

precipitatul se dizolvă

sub formă de [Zn(NH3)4]

2+

MnO2 precipitat

brun

X eventual o creştere a

cantităţii de precipitat

Na2S

X

Ag2S ↓

precipitat negru

Zn(OH)2 ↓

şi

ZnS precipitat alb gelatinos / alb

pulverulent

MnS ↓

precipitat roz carne

PbS ↓

precipitat negru

K2CrO4

X Ag2CrO4 ↓ precipitat

roşu cărămiziu

X

X

PbCrO4 ↓ pp. galben auriu

Cationul

identificat Ca2+

Ag+ Zn2+ Mn2+ Pb2+ 5

puncte

Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 2 din 3 Barem de evaluare și de notare – proba practică Clasa a IX-a

Tabelul 2 Nr.

crt

.

Cationul

identificat Reactivul Reacţii Punctaj

1

Ca2+

KI X 1 punct

NH3 X

NH3 conc. X

Na2S X

K2CrO4 X 2

Ag+

KI Ag+ + KI → AgI ↓ + K+ 6 puncte

NH3 NH3 + H2O ⇆ HO- + NH +

4

2 Ag+ + 2 HO- →Ag2O ↓ + H2O

NH3 conc. Ag2O ↓ + 2 NH3 + H2O → 2 [Ag(NH3)2]OH

Na2S 2 Ag+ + Na2S → Ag2S ↓ + 2 Na+

K2CrO4 2 Ag+ + K2CrO4 → Ag2CrO4 ↓ + 2 K+ 3

Zn2+

KI X 6,4 puncte

NH3 NH3 + H2O ⇆ HO- + NH +

4

Zn2+ + 2 OH- → Zn(OH)2 ↓

NH3 conc. Zn(OH)2 ↓ + 4 NH3 → [Zn(NH3)4]2+ + 2 HO-

Na2S

S2- + H2O ⇆ HS- + HO- HS- + H2O ⇆ H2S ↑ + HO-

Zn2+ + 2 OH- ⇆ Zn(OH)2 ↓ Zn2+ + S2- ⇆ ZnS

K2CrO4 X 4

Mn2+

KI X 4,4 puncte

NH3 NH3 + H2O ⇄ NH

4

+ HO-

Mn2+ + 2 HO- → Mn(OH)2 ↓

NH3 conc.

MnO2 +2 e- +2 H2O ⇆ Mn(OH)2 ↓ + 2 HO- O2 + 4 e- + 2 H2O ⇆ 4 HO-

2 Mn(OH)2 ↓ + O2 → 2 MnO2 ↓ + 2 H2O

Na2S Mn2+ + Na2S → MnS ↓ + 2 Na+

K2CrO4 X 5

Pb2+

KI Pb

2+ + 2 KI → PbI2 ↓ + 2 K

+

PbI2 ↓ + 2 KI ⇄ PbI2-

4 + 2 K+

5,2 puncte

NH3 NH3 + H2O ⇆ NH 4

+ HO-

Pb2+ + 2 HO- ⇄ Pb(OH)2 ↓

NH3 conc. X

Na2S Pb2+ + Na2S → PbS ↓ + 2 Na+

K2CrO4 Pb2+ + K2CrO4 → PbCrO4 ↓ + 2 K+

Olimpiada Națională de Chimie 2013 Pagină 3 din 3 Barem de evaluare și de notare – proba practică Clasa a IX-a

Subiectul B________ ____(55 de puncte)

Tabelul 3

Punctul a

Ecuațiile reacțiilor chimice

relevante

KMnO4 + 3 Fe(OH)2 ↓ + 2 H2O → MnO2 + 3 Fe(OH)3 ↓ + KOH

2 KMnO4 + 5 H2C2O4 + 3 H2SO4 → 10 CO2 ↑+ K2SO4 + 2 MnSO4 + + 8 H2O

Punctaj 5 puncte + 10 puncte

Rezultate V1 (mL) V2 (mL) V = 1 2

V + V

2(mL) m

2 2 4H C O(g)

7,1±0,1 7,1±0,1 7,1±0,1 0,0315÷0,0324

Punctaj 7 puncte 7 puncte 1 punct 10 puncte

Punctul b

Ecuațiile reacțiilor chimice

relevante

H2C2O4 + NaOH → NaHC2O4 + H2O

NaHC2O4 + NaOH → Na2C2O4 + H2O

Punctaj 10 puncte

Rezultate VNaOH (mL)

4,83÷4,96

Punctaj 5 puncte