Practical Tasks IChO2017 - no answer RO · Indicatorii acido-bazici sunt acizi slabi (sau baze...

Cod de student ROU-

Proba practică (traducere în limba română), IChO 2017, ediția a 49-a, Tailanda 1

Proba practică

"Bonding the World with Chemistry"

49th INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD

Nakhon Pathom, THAILAND

Cod de student ROU-


Intrucțiuni generale.

� Pagini: Această probă conține 36 pagini pentru problemele practice (incluzând foile de răspuns). Sunt 3 probleme—Problema 1A, Problema 1B și Problema 2.

� Citirea problemelor: Elevii au 15 minute pentru citirea subiectelor înainte de începerea exeprimentelor. Versiunea oficială în limba engleză este disponibilă la cerere numai pentru clarificări.

� Durata probei: Elevii au la dispoziție în total 5 ore pentru efectuarea tuturor probelor practice. În planificarea timpului de lucru, se va avea în vedere că unele etape au o durată de 20-30 de minute.

� Start/Stop: Elevii trebuie să înceapă odată ce se dă comanda “Start” și trebuie să înceteze lucru imediat ce se dă comanda “Stop”.

• Supraveghetorul anunță cu 30 de minute înainte de comanda stop. • Întârzierea cu 1 minut în a înceta lucrul după comanda “Stop” conduce la

descalificare. • După anunțarea comenzii “Stop” se introduc foile de examen în plic și se

așteaptă la masa de lucru. Supraveghetorul preia foile de examen și itemii predați și verifică masa de laborator.

� Securitate: Regulile de securitate în muncă ale IChO trebuie respectate. Ochelarii de laborator trebuie purtați pe tot parcursul șederii în laborator. Ochelarii de protecție cu dioptrii pot fi purtați doar cu aprobarea supraveghetorului. Mănușile se utilizează la manipularea substanțelor.

• Încălcarea regulilor de securitate ale IChO SE AVERTIZEAZĂ O DATĂ de către supraveghetor. Orice altă încălcare după o avertizare conduce la descalificare și acordarea a zero puncte pentru întreaga probă practică.

• În laborator nu se mănâncă și nu se bea.

• Important: Pipetarea cu gura este strict interzisă. • Nu ezita a întreba supraveghetorul pentru orice nelămurire legată de regulile

de securitate în muncă. Informează supraveghetorul în caz de nevoie la toaletă sau pentru a mânca/bea.

� Spațiul de lucru: Ai la dispoziție spațiul alocat. Spațiul la comun se menține curat după utilizare.

� Reumplerea/înlocuirea substanțelor: Substanțele și sticlăria, nu pot fi reumplute/înlocuite, dacă nu este specificat altfel. Substanțele și sticlăria pot fi înlocuite sau reumplute fără penalizare o singură dată. Fiecare incident ulterior conduce la penalizarea cu un punct din totalul de 40 acordat probei practice.

Cod de student ROU-


� Deșeuri: Toate substanțele și sticlăria de laborator trebuie lăsate pe masa de lucru.

Deșeurile chimice trebuie depozitate în flacoane speciale, destinate fiecărei probleme.

� Foi de răspuns: Toate rezultatele și răspunsurile trebuie scrise clar în spațiul destinat de pe foile de răspuns pentru evaluare. Răspunsurile se scriu cu stiloul/pixul.

• Scrie codul de student pe fiecare pagină. • Folosește doar stiloul/pixul pus la dispoziție.

• Orice este scris în afara spațiului destinat de pe foile de răspuns nu va fi evaluat. Poți folosi verso-ul paginilor ca ciorne.

• Folosește doar calculatorul pus la dispoziție pentru efectuarea calculelor.

� Nu te deshidrata pe parcursul probei practice. În afara laboratorului ai la dispoziție băuturi răcoritoare și gustări.

� Spectrofotometrul UV este la comun cu un alt elev.

Pe parcursul primelor 2 ore, poate fi folosit când este liber. Trebuie să aștepți până când celălalt elev termină. Nu poți folosi spectrofotometrul pentru mai mult de o oră (dacă utilizezi mai mult de o oră, ți se va cere să încetezi lucrul pentru a da pozibilitatea celuilalt student să lucreze). Poți reveni la spectrofotometru când este liber. Organizează-ți lucrul eficient pentru a minimiza timpii de așteptare: Ora 0900-1000 1000-1100 1100-1200 1200-1300 1300-1400 Liber Liber L R Liber

L = elevul de pe partea stângă a spectrofotometrului

R = elevul de pe partea dreaptă a spectrofotometrului

Ai dreptul să rezolvi problemele în orice ordine.

Cod de student ROU-


Proba practică

Problema 1A

Cod de student ROU-


Reactivi și echipamente (Problema 1A).

I. Reactivi și materiale (etichetele sunt scrise în bold pentru fiecare)

Fraze de pericola

Instrument check solution, 80 cm3 în sticlă de plastic

2,00 × 10-4 mol dm-3 Methyl orange indicator solution,

30 cm3 în sticlă cu gura largă

H301

1,00 × 10-3 mol dm-3 Bromothymol blue indicator

solution, 30 cm3 în sticlă cu gura largă

H226

Methyl red indicator solution, 10 cm3 în sticlă cu gura

largă

H225-H319-H371

1 mol dm-3 HCl, 30 cm3 în sticlă de plastic H290-H314-H335

1 mol dm-3 NaOH, 30 cm3 în sticlă de plastic H290-H314

Tampon solution A, 110 cm3 în sticlă de plastic

Unknown solution X, 50 cm3 în sticlă de plastic

Unknown solution Y, 50 cm3 în sticlă de plastic

Unknown solution Z, 50 cm3 în sticlă de plastic a aVezi pagina 34 pentru definirea frazelor de pericol

II. Echipamente și ustensile de laborator

Echipament utilizat în comun Cantitate

Spectrofotometru UV-Vizibil 1 per 2 elevi

Materiale de laborator individuale Cantitate

Pahar, 25 cm3 2

Balon cotat, 25,00 cm3 9

Pipetă gradată, 2,00 cm3 2

Cilindru gradat, 10,0 cm3 3

Pipetă Pasteur 6

Para cauciuc pentru pipetă Pasteur 6

Para cauciuc pentru pipeta gradată 1

Stativ pentru pipete 1

Eprubete (13 x 100 mm) 6

Suport eprubete 1

Cuvă plastic, drum optic = 1,00 cm 1

Vas colectat deseuri, 1 dm3 1

Etichete în punga cu fermoar 1

Proba practică (traducere în limba român

13% din Total

Problema 1A: Indicator acido

Indicatorii acido-bazici sunt acizi slabi (sau baze slabe) care prezintă culori diferite atunci când sunt prezenți în soluție în forma lor acidă (HIn, c(In-, culoare 2). În soluție apoasă diluată are loc următoarea reacție:

Atunci când pH-ul unei soluții conținând indicatorul se schimbă, echilibrul indicat mai sus se va deplasa spre reactanți (HIn) sau spre produși (Infuncție de concentrația fiecărei forme prezente. În soluții puternic acide, cea mai mare parte a indicatorului va fi prezentă în forma HIn (cmare parte a indicatorului va fi prezentă în forma InpH-ului, culoarea solutiei va fi un amestec al culorii 1 (absorbculorii 2 (absorbție la lungimea de unda 2), în funcție de cantitațile relative HIn și Inprezente.

Prin urmărirea valorilor absorbanIn-pot fi calculate utilizând următoarele expresii:

unde b este lungimea traiectului luminos (drum optic) prin solumolară.

La o anumită valoare a pH-ului cantităconstanta de disociere a indicatorului (K

Prin urmare, pentru o valoare dată a pHfi calculată atunci când cantită

Cod de student

Proba practică (traducere în limba română), IChO 2017, ediția a 49-a, Tailanda

Task 1A

13%

a b

a1 a2 b1 b2 b3 c1

Total 12 2 6 1 1

Score

Problema 1A: Indicator acido-bazic si utilizarea lui pentru măsurarea pH

bazici sunt acizi slabi (sau baze slabe) care prezintă culori diferite ți în soluție în forma lor acidă (HIn, culoare 1) sau în form

ție apoasă diluată are loc următoarea reacție:

HIn H+ + In-

ții conținând indicatorul se schimbă, echilibrul indicat mai sus se ți (HIn) sau spre produși (In-) provocând schimbarea culorii solu

ție de concentrația fiecărei forme prezente. În soluții puternic acide, cea mai mare parte a va fi prezentă în forma HIn (culoare 1), iar în soluții puternic bazice cea mai

a fi prezentă în forma In- (culoare 2). La valori intermediare ale ului, culoarea solutiei va fi un amestec al culorii 1 (absorbție la lungimea de unda 1) și al

ție la lungimea de unda 2), în funcție de cantitațile relative HIn și In

Prin urmărirea valorilor absorbanței la două lungimi de undă, concentrațiile speciilor HIn și pot fi calculate utilizând următoarele expresii:

Aλ1total = Aλ1

HIn + Aλ1In-

= ε λ1HIn b[HIn] + ε λ1

In-b[In-]

Aλ2total = Aλ2

HIn + Aλ2In-

= ε λ2HIn b[HIn] + ε λ2

In-b[In-]

este lungimea traiectului luminos (drum optic) prin soluție și ε este absorbtivitatea

ului cantitățile relative ale HIn și In- în soludicatorului (Ka) prin relația:

Ka = [H+][In-]

[HIn]

Prin urmare, pentru o valoare dată a pH-ului, constanta de disociere a indicatorului fi calculată atunci când cantitățile relative HIn și In- în soluție sunt cunoscute.

ROU-

ailanda 6

c Total

c1 c2

2 2 26

bazic si utilizarea lui pentru măsurarea pH-ului

bazici sunt acizi slabi (sau baze slabe) care prezintă culori diferite loare 1) sau în forma lor bazică

ții conținând indicatorul se schimbă, echilibrul indicat mai sus se când schimbarea culorii soluției, în

ție de concentrația fiecărei forme prezente. În soluții puternic acide, cea mai mare parte a ții puternic bazice cea mai

loare 2). La valori intermediare ale ție la lungimea de unda 1) și al

ție la lungimea de unda 2), în funcție de cantitațile relative HIn și In-

ței la două lungimi de undă, concentrațiile speciilor HIn și

este absorbtivitatea

în soluție sunt legate de

ului, constanta de disociere a indicatorului (Ka) poate ție sunt cunoscute.

Cod de student ROU-


Montaj experimental

Instrucțiuni de utilizare a spectrofotometrului

1. Setează spectrofotometrul pentru măsurarea absorbanței la lungimea de undă dorită urmărind instrucțiunile arătate în schema de mai jos.

2. Sterge partea exterioara a cuvei conținând apă distilata și introdu cuva în compartimentul pentru probă.

3. Fixează absorbanța la zero pentru apa distilată.

4. Scoate cuva și înlocuiește apa din cuvă cu soluția de analizat. Asigură-te ca bulele de aer sunt eliminate și șterge partea exterioară a cuvei inainte de a o introduce în compartimentul pentru probă.

5. Citește valoarea absorbanței pentru probă.

Nota: Atunci când se schimbă lungimea de unda, ajustează absorbanța la zero utilizând apa.

Spectrophotometer No.

Keypad

Sample Compartment Screen

Cod de student ROU-


Step 1: Press 1

Press 1 icon on the keypad to select Photometric mode

Note: If the main menu as shown in the left picture is not displayed on the

screen, press [return] on the keypad.

Step 2: Press 1

Press 1 icon on the keypad to select

Photometric mode single wavelength

mode

Step 3:Set the wavelength

Press [GO TO WL] on the keypad to set the wavelength

Press number on the keypad

Note: For example, if the desired wavelength is 432, press 4 3 2 on the keypad.

Press [ENTER] on the keypad

[GO TO WL]→4 3 2→[ENTER]

Note: If the Abs is not displayed on the screen, press [F1] on the keypad to

switch between %T and Abs

Step 4:Get the absorbance value

Place cuvette containing water in the sample

compartment and press [AUTO ZERO] on the keypad.

Place cuvette containing sample solution in the

sample compartment to measure the absorbance

Repeat Step 3-4 to measure the absorbance at another wavelength

Rinse with DI water

Fill the solution around ¾ of

the cuvette height and wipe

with paper

Cod de student ROU-


Informații generale

În soluție 0,1 mol dm-3 HCl, indicatorii sunt prezenți numai în forma acidă (HIn).

În soluție 0,1 mol dm-3 NaOH, indicatorii sunt prezenți numai în forma bazică (In-).

Nu se punctează raspunsul dat in căsuța cu linii punctate.

NOTA:

Studenților li se recomandă să verifice spectrofotometrul înainte de utilizare prin măsurarea valorilor absorbanței soluției de verificare (check solution) la două valori diferite ale lungimilor de undă (430 și 620 nm).

Spectrofotometrul No. ________ este utilizat pentru experiment.

Notează valorile absorbanței pentru soluția de verificare a instrumentului

A (la 430 nm) A (la 620 nm)

Valoare măsurată

________________

________________

Valoare așteptata 0,220 – 0,260 0,450 – 0,510

În cazul în care valorile măsurate se află în intervalul de valori așteptate, elevii pot începe experimentul. În cazul în care valorile obținute nu se află în aceste intervale, se cere ajutorul.

Partea a

Măsurarea absorbanței unui indicator acido-bazic (metiloranj) in soluție puternic acidă și puternic bazică.

1. Pipetează 1,50 cm3 solutie 2,00 × 10-4 mol dm-3 indicator metiloranj într-un balon cotat de 25,00 cm3, adaugă 2,5 cm3 solutie 1 mol dm-3 HCl în balon și adu la semn cu apă distilată. Notează valoarile absorbanței la 470 și 520 nm.

2. Pipetează 2,00 cm3 soluție 2,00 × 10-4 mol dm-3 indicator metiloranj într-un balon cotat de 25,00 cm3, adaugă 2,5 cm3 solutie 1 mol dm-3 NaOH în balon și adu la semn cu apă distilată. Notează valoarile absorbanței la 470 și 520 nm.

3. Calculează valorile absorbtivităților molare la 470 si 520 nm ale formelor acidă și bazică ale metiloranjului.

Cod de student ROU-


a1) Inregistrează valorile absorbanței metiloranjului în soluții acidă și bazică.

(Nu este nevoie să completezi intregul tabel)

a2) Calculează absorbtivitățile molare ale formelor acidă și bazică ale metiloranjului exprimate în dm3 mol-1 cm-1

Spațiu pentru calcule

Metiloranj in forma acidă A (la 470 nm) A (la 520 nm) Măsurătoare 1 Măsurătoare 2 Măsurătoare 3

Valoare acceptată (cu trei zecimale)

_____________

_____________

Metiloranj in forma bazică A (la 470 nm) A (a 520 nm) Măsurătoare 1 Măsurătoare 2 Măsurătoare 3


_____________

_____________

Cod de student ROU-


Absorbtivitățile molare ale metiloranjului sunt următoarele (exprimate în dm3 mol-1 cm-1)

Forma acidă (HIn) Forma bazică (In-) metiloranj

ε470

HIn ε520

HIn ε470

In- ε520

In-

____________

____________

____________

____________

Partea b

Măsurarea absorbanței unui indicator acido-bazic (albastru de bromtimol) în soluție tampon

Albastrul de bromtimol este un indicator acido-bazic care este colorat galben în forma acidă (HIn) și albastru când este prezent în forma bazică (In-). Maximul de absorbție al albastrului de bromtimol în forma acidă este la 430 nm, iar al formei bazice este la 620 nm. Valorile absorbtivităților molare ale albastrului de bromtimol în forma acidă sunt 16600 dm3 mol-1cm-1

la 430 nm și 0 dm3 mol-1 cm-1 la 620 nm. Valorile absorbitivității molare ale albastrului de bromtimol în forma bazică sunt 3460 dm3 mol-1 cm-1 la 430 nm si 38000 dm3 mol-1 cm-1 la 620 nm.

1. Pipetează 1,00 cm3 soluție 1,00 × 10-3mol dm-3 indicator albastru de bromtimol într-un balon cotat de 25,00 cm3 și adu la semn utilizând soluția A (Nota: soluția A este o soluție tampon cu pH = 7,00).

2. Notează absorbanta la 430 și 620 nm.

3. Calculează concentrațiile formelor acidă și bazică ale indicatorului albastru de bromtimol în soluția din balonul cotat.

4. Calculează constanta de disociere a indicatorului albastru de bromtimol.

b1) Inregistrează valorile absorbanței albastrului de bromtimol în soluția tampon.

(Nu este nevoie să completezi intregul tabel.)

Albastru de bromtimol în soluție tampon

A (la 430 nm) A (la 620 nm)

Măsurătoare 1 Măsurătoare 2 Măsurătoare


_____________

_____________

Cod de student ROU-


b2) Calculează concentrațiile formelor acidă și bazică ale indicatorului albastru de bromtimol în soluția rezultată


Concentrațiile formelor acidă și bazică ale albastrului de bromtimol în soluția rezultată sunt următoarele:

[HIn], mol dm-3 [In-], mol dm-3

___________________ (3 cifre semnificative)

___________________

(3 cifre semnificative)

b3) Calculează constanta de disociere a albastrului de bromtimol pe baza acestui experiment.


Constanta de disociere a albastrului de bromtimol pe baza acestui experiment este următoarea:

Constanta de disociere = ___________________________ (3 cifre semnificative)

Cod de student ROU-


Partea c

Determinarea pH-ului unei soluții prin utilizarea unui indicator acido-bazic (roșu de metil)

Roșul de metil este un indicator acido-bazic care este colorat roz-roșiatic în forma acidă (HIn) și galben în forma bazică (In-). Absorbtivitățile molare ale roșului de metil în forma acidă sunt 9810 dm3 mol-1 cm-1 la 470 nm și 21500 dm3 mol-1 cm-1 la 520 nm. Absorbtivitățile molare ale roșului de metil în forma bazică sunt 12500 dm3 mol-1 cm-1 la 470 nm și 1330 dm3 mol-1 cm-1 la 520 nm. Valoarea pKa a roșului de metil este 4,95.

Nota: Nu este necesară măsurarea exactă a volumelor în aceasta parte, întrucât nu afectează acuratețea rezultatelor.

1. Umple un sfert din eprubetă cu soluție având pH necunoscut X. Adaugă trei picături de indicator roșu de metil în soluție și agită energic. Înregistrează culoarea.

2. Umple un sfert din eprubetă cu soluție având pH necunoscut Y. Adaugă trei picături de indicator roșu de metil în soluție și agită energic. Înregistrează culoarea.

3. Umple un sfert din eprubetă cu solutie având pH necunoscut Z Adaugă trei picături de indicator roșu de metil în soluție și agită energic. Înregistrează culoarea.

Înregistrează schimbarea de culoare a indicatorului în cele trei probe (nu se punctează)

indicator Culoare observată Proba X Proba Y Proba Z

Roșu de metil

c1) Selectează una din cele trei soluții pentru care pH-ul poate fi determinat spectrofotometric utilizând roșul de metil ca indicator.

� ProbaX � Proba Y � Proba Z

4. Utilizează un cilindru gradat pentru a transfera într-un pahar 10 cm3 din soluția necunsocută selectată mai sus. Adaugă trei picături de indicator roșu de metil și agită energic. Înregistrează valorile absorbanței la 470 și 520 nm.

5. Calculează raportul concentrațiilor formei bazica și acidă pentru roșul de metil în soluție.

6. Calculează pH-ul soluției necunsocute selectate.

Cod de student ROU-


Înregsitrează valorile absorbanței soluției rezultate

Soluția necunoscută selectată A (la 470 nm) A (la 520 nm)

c2) Calculează raportul concentrațiilor formelor bazică și acidă pentru indicatorul roșu de metil în soluția necunoscută și valoarea pH-ului acestei soluții


Raportul concentrațiilor formelor bazică și acidă ale indicatorului roșu de metil în soluția necunsocută și pH-ul acestei soluții sunt următoarele:

probă [In-] / [HIn] pH

_________________ (rezultat cu 2 zecimale)

_________________

(rezultat cu 2 zecimale)

Cod de student ROU-


Proba practică

Problema 1B

Cod de student ROU-


Reactivi și echipamente (Problema 1B) I. Reactivi și materiale (etichetele sunt scrise în bold pe fiecare)

Fraze de pericola

Soluția A (KIO3 10,7042 g in 5,00 dm3), 60 cm3 în

sticlă de plastic H272-H315-H319-H335

Soluția B (Soluția saturată de Ca(IO3)2), 50 cm3 în

sticlă de plastic H272-H315-H319-H335

Soluția C (Solutia saturată de Ca(IO3)2 în soluție

diluată necunoscută de KIO3), 50 cm3 în sticlă de

plastic

H272-H315-H319-H335

Soluție de Na2S2O3 200 cm3 în sticlă de plastic

KI 10% (w/v), 100 cm3 în sticlă de plastic H300+H330-H312-H315-H319-H335

HCl 1 mol dm-3, 100 cm3 în sticlă de plastic H290-H314-H335

Soluție de amidon 0,1% (w/v), 30 cm3 în sticluță

picurătoare

Apă distilată, 500 cm3 în pisetă

Apă distilată,1000 cm3 în bidon de plastic a A se vedea pagina 34 pentru definitia frazelor de pericol

II. Echipmente și ustensile de laborator

Ustensile individuale Cantitate

Pahar, 100 cm3 2

Pahar, 250 cm3 1

Pahar Erlenmeyer, 125 cm3 9

Pipeta de transfer, 5,00 cm3 2

Pipeta de transfer, 10,00 cm3 1



Pipeta Pasteur 1

Para de cauciuc pentru pipeta Pasteur 1

Pâlnie de sticlă, cu diametrul 7,5 cm 2

Pâlnie de plastic, cu diametrul 5,5 cm 1

Hârtie de filtru în punga cu fermoar 3

Biuretă, 50,0 cm3 1

Stativ pentru biuretă cu clemă 1

Inel cu sistem de fixare 2

Cod de student ROU-


Task 1B a b c Total

a1 a2 a3 b1 b2 b3 c1 c2 c3

Total 1 5 1 6 1 2 6 1 3 26

Score

13% din Total

Problema 1B: Iodat de calciu

Iodatul de calciu este o sare anorganică formată din ioni de calciu si ioni iodat. Ca(IO3)2 este greu solubil în apă. Echilibrul se stabileste între sarea nedizolvată și soluția saturată a sării.

Ca(IO3)2 (s) Ca2+(aq) + 2 IO3

- (aq)

Rezultatele obținute la titrare le vei utiliza pentru a determina concentratia ionilor iodat într-o solutie saturate de Ca(IO3)2 si apoi vei determina valoarea lui Ksp pentru Ca(IO3)2.

Concentratia ionilor iodat va fi determinată prin titrare cu o soluție standard de tiosulfat de sodiu (Na2S2O3), in prezența iodurii de potasiu (KI). Ca indicator vei folosi amidonul.

Partea a se referă la standardizarea soluției de Na2S2O3. Partea b constă în determinarea lui Ksp pentru Ca(IO3)2.

In Partea c, solidul Ca(IO3)2 este dizolvat într-o soluție diluată de concentrație necunoscută de KIO3. După ce este lăsată 3 zile, se stabilețte echilibrul între sarea nedizolvată si soluția saturată de sare. Concentratia ionilor iodat va fi determinată prin utilizarea aceleași metode titrimetrice, apoi o vei utiliza pentru a calcula concentrația soluției diluate de KIO3.

Partea a

Standardizarea soluției de Na2S2O3

1. Umple biureta cu soluție de Na2S2O3.

2. Pipetează 10,00 cm3 de soluție standard KIO3 (pusă la dispoziție ca soluție A, KIO3 10,7042 g în 5,00 dm3) într-un pahar Erlenmeyer. Adaugă 10 cm3de KI 10% (w/v) și 10 cm3 de HCl 1 mol dm-3 în pahar. Soluția trece în brun închis pentru că se formează I2.

3. Titrează cu soluție de Na2S2O3 până când soluția virează în galben pal. Adaugă 2 cm3

de soluție de amidon 0,1% (w/v). Soluția trebuie să fie albastru închis. Titrează cu atenție până la punctul de echivalență incolor. Notează volumul de soluție de Na2S2O3.

Cod de student ROU-


a1) Egalează ecuațiile chimice importante.

…… IO3-

(aq) + …… I-(aq) + …... H3O

+ (aq)→ …… I2(aq) + …… H2O(l)

……I2 (aq) + …… S2O32-

(aq) → …… I-(aq) + …… S4O6

2-(aq)

a2) Notează volumul de soluție de Na2S2O3.

(Nu trebuie să completezi tabelul în întregime)

Titrarea nr..

1 2 3

Citirea initială a biuretei cu soluție de Na2S2O3, cm3

Citirea finală a biuretei cu soluție de Na2S2O3, cm3

Volumul de soluție de Na2S2O3 consumat, cm3

Volumul acceptat, cm3; V1 =

a3) Calculează concentrația soluției de Na2S2O3.

Concentrația Na2S2O3, mol dm-3: ……………(răspuns cu 4 zecimale)

(Dacă elevul nu poate afla concentrația soluției, utilizează concentrația 0,0700 mol dm-3

pentru calculele următoare.)

Cod de student ROU-


Partea b

Determinarea lui Ksp pentru Ca(IO3)2

1. Ai la dispozitie filtratul de la soluția saturată filtrată de Ca(IO3)2. (Soluția B)

2. Pipetează 5,00 cm3de filtrat (soluția B) într-un pahar Erlenmeyer. Adaugă 10 cm3 de soluție de KI 10% (w/v) și 10 cm3 de soluție HCl 1 mol dm-3 în pahar.

3. Titrează cu soluție de Na2S2O3 până când virează culoarea în galben pal. Adaugă 2 cm3 de soluție de amidon 0,1% (w/v). Soluția trebuie să vireze în albastru închis. Titrează cu atenție până la punctul de echivalență incolor. Notează volumul de soluție de Na2S2O3.

b1) Notează volumul de soluție de Na2S2O3.

(Nu trebuie să completezi tabelul în întregime.)

Titrare nr.

1 2 3

Citirea inițială a biuretei cu soluție de Na2S2O3, cm3


Volumul de soluție de Na2S2O3 consumat, cm3


b2) Calculează concentrația soluției de IO3- în soluția B.

Concentrația IO3- , mol dm-3: …………………(răspuns cu 4 zecimale)

Cod de student ROU-


b3) Calculează valoarea lui Ksp pentru Ca(IO3)2.

Ksp pentru Ca(IO3)2 = ……………………………….( răspuns cu 3 cifre semnificative)

(Dacă elevul nu poate determina Ksp, utilizează valoarea 7×10-7pentru calculele următoare.)

Partea c

Determinarea concentrației necunoscute a unei soluții diluate de KIO3

1. Ai la dispoziție filtratul de la soluția saturată filtrată de Ca(IO3)2 dizolvată în soluție diluată necunoscută de KIO3. (pusă la dispoziție ca Soluția C)

2. Pipetează 5,00 cm3 de filtrat (soluția C) într-un pahar Erlenmeyer. Adaugă 10 cm3 de soluție de KI 10% (w/v) și 10 cm3 de soluție HCl 1 mol dm-3 în pahar.

3. Titrează cu soluție de Na2S2O3 pînă când virează culoarea în galben pal. Adaugă 2 cm3 de soluție de amidon 0,1% (w/v). Soluția trebuie să vireze în albastru închis. Titrează cu atenție până la punctul de echivalență incolor. Notează volumul de soluție de Na2S2O3.

Cod de student ROU-


c1) Notează volumul de soluție de Na2S2O3.

(Nu trebuie să completezi tabelul în întregime.)

Titrarea nr.

1 2 3

Citirea inițială a biuretei cu soluție de Na2S2O3, cm3


Volumul de soluție de Na2S2O3consumat, cm3


c2) Calculează concentrația IO3- în soluția C.

Concentrația IO3-,mol dm-3: ……………………(răspuns cu 4 zecimale)

Cod de student ROU-


c3) Calculează concentrația probei diluate necunoscute de KIO3.

Concentrația KIO3 , mol dm-3: ……………… (răspuns cu 4 zecimale)

Cod de student ROU-


Proba practică

Problema 2

Cod de student ROU-


Reactivi și echipamente (Problema 2).

I. Substanțe

Substanțe Etichetat ca Fraze de pericola

3-Pentanona (MW 86.13), ~0.86 gb într-un flacon

A H225-H319-H335-H336

p-clorobenzaldehida (MW140.57), ~3.5 gc într-un flacon B H302-H315-H319-H335

Etanol, 200 cm3 în pisetă Etanol H225-H319

Soluție apoasă NaOH 2 mol dm-3 (etichetată ca 2N NaOH), 25 cm3 într-un flacon

2N NaOH H290-H314

a A se vedea pagina 34 pentru definitia frazelor de pericol b Cântărește flaconul conținând 3-pentanona înainte de utilizare. Valoarea exactă poate fi calculată pe baza informațiilor indicate pe etichetă. c Valoarea exactă este indicată pe etichetă.

Cod de student ROU-


II. Sticlărie și echipamente

Echipamente la comun Cantitate

Balanță La comun 12 per laborator

Aspirator/Trompa de apă La comun 2 per masă de laborator

Cutie cu gheață Comun pentru un rând de mese de laborator (Se reumple la cerere)

Sticlărie și echipamente individuale Cantitate Plită de încălzire magnetică cu senzor de temperatură

1

Stativ 1

Clemă și mufă 2

Balon cu fund rotund 100 cm3 1

Cilindru gradat, 25 cm3 1

Cilindru gradat, 50 cm3 1

Refrigerent de aer 1

Cristalizor, 250 cm3 1

Pahar Erlenmeyer 125-cm3 2

Vas de trompă, 250 cm3 1

Pâlnie Buchner, 25 cm3 1

Sticlă de ceas 1

Pipetă Pasteur (picurător) 5

Pară de cauciuc 2

Adaptor de cauciuc 1

Suport de cauciuc 1

Bară magnetică 1

Hârtie de filtru 3 (în punga cu fermoar)

Spatulă 1

Baghetă de sticlă 1

Pensetă 1

Clips de plastic 1

Pisetă (cu EtOH) 1 (poate fi reumplută)

Mănuși de nitril 2 (mărimea se poate schimba)

Prosop 2

Agrafă pentru hârtie 1

Flacon de deșeuri etichetat “Waste Task 2”, 500 cm3

1

Flacon etichetat “Student code” pentru produsul de reacție

1

Ochelari 1

Cod de student ROU-


Task 2

a b Total

a1 a2 a3 b1

Total 2 2 2 18 24

Score

14% din total

Problema 2: Formarea de legături carbon-carbon

Structura de bază a moleculelor organice constă în principal din legături carbon-carbon. Formarea acestor legături joacă un rol esențial în construcția de structuri complexe din materii prime simple. În consecință, transformările sintetice necesare pentru formarea eficientă a legăturilor carbon-carbon reprezintă un real interes. În prezenta lucrare, ți se cere să transformi p-clorobenzaldehida și 3-pentanona într-o structură mai complexă.

Note importante:

• Piseta de etanol poate fi reumplută fără penalizare.

• Toate operațiile de cântărire necesită verificarea de către supraveghetor. Supraveghetorul trebuie să semneze pe foaia de răspuns pentru evaluare. Nu se va acorda punctaj pentru valori neverificate.

• Totalul de 18 puncte aferent acestei pobleme se bazează pe calitatea și cantitatea produsului predat. Nu se va acorda punctaj în cazul în care produsul nu este predat pentru evaluare.

• Spectroscopia 1H RMN și determinarea temperaturii de topire reprezintă tehnicile care vor fi folosite de evaluator pentru verificarea calității produsului predat.

Partea a

1. Scoate parafilmul de pe flaconul conținând 3-pentanona (A) (Cod Axxx, de exemplu: A305). Cântărește flaconul cu dop. Notează masa pe foaia de răspuns la întrebarea a1.

2. Realizează o baie de apă în cristalizorul de 250 cm3 și încălzește la 55±2°C. Adaugă

agrafa de hârtie în baia de apă și lasă agitarea pentru uniformizarea încălzirii.

3. Asigură-te că balonul cu fund rotund cu volum de 100-cm3 este prevăzut cu bara magnetică. Transferă cantitățile pre-cântărite de 3-pentanonă (etichetat cu A) și p-clorobenzaldehidă (etichetat cu B) în balon. Adaugă 50 cm3 de etanol acestui amestec și agită balonul pentru dizolvare.

Cod de student ROU-


4. Măsoară 15 cm3 de soluție NaOH 2 mol dm-3 (etichetată ca 2N NaOH) folosind un cilindru gradat și adaugă volumul măsurat amestecului de reacție. Atenție - șliful balonului nu trebuie atins cu soluția de hidroxid de sodiu.

5. Realizează instalația conform Figurii 1. Balonul de reacție se plasează în baia de apă

încălzită la 55±2°C. Se atașează refrigerentul la balon și se securizează instalația cu clipsul de plastic. Se încălzește amestecul de reacție pe baia de apă timp de 30 de minute.

Figura 1: Intalația necesară pentru încălzirea reacției pe baia de apă.

6. Îndepărtează balonul de reacție de pe baia de apă. (Atenție! Balonul poate fi

fierbinte.) Așează balonul pe suportul de cauciuc.

7. (Important) Deconectează senzorul de temperatură de la plita magnetică pentru a evita supra-încălzirea în etapa de recristalizare. Informează supraveghetorul pentru a verifica deconectarea și pentru a preda senzorul.

8. Realizează o baie de gheață prin înlocuirea apei calde din cristalizorul de 250 cm3 cu gheață și o cantitate mică de apă. Imersează balonul de reacție în gheață pentru răcire. Ar trebui să observi formarea de solid. (Recomandare: În cazul în care nu observi formarea de solid după 5 minute, folosește bagheta de sticlă pentru inducerea precipitării prin frecarea pereților balonului.)

9. Menține balonul de reacție în gheață timp de aproximativ 20 de minute pentru a permite precipitarea totală.

10. Realizează intalația de filtrare (Figura 2). Conectează vasul de trompă la trompa de apă. Montează pâlnia Buchner la vasul de trompă prin adaptorul de cauciuc. Așează hârtia de filtru pe pâlnie. Filtrează precipitatul și spală cu o cantitate mică de etanol rece. Menține solidul sub vid timp de 2-3 minute pentru uscare.

Cod de student ROU-


Figura 2: Instalația necesară pentru filtrarea la vid.

11. Deconectează vidul (înainte de a opri apa). Menține spațiul de lucru comun curat și întoarce-te pe masa ta de lucru. Colectează precipitatul brut de pe hârtia de filtru și transferă-l într-un pahar Erlenmeyer. Atenție - hârtia de filtru poate contamina proba dacă este râcâită prea mult. Poți utiliza etanol pentru a spăla pâlnia Buchner.

12. Introdu etanol într-un alt pahar Erlenmeyer și încălzește pe plită. (Poți seta temperatura plitei la 100-120°C). Înainte de a porni încălzirea, asigură-te că senzorul de temperatură este deconectat de la plită.

13. Recristalizează produsul de reacție din etanol fierbinte, conform următoarei proceduri: adaugă o cantitate mică de etanol fierbinte în paharul conținând produsul brut, sub agitare. Continuă adăugarea de etanol fierbinte (agitând paharul după fiecare adăugare) până la dizolvarea totală a solidului. Pe tot parcursul dizolvării, paharul se menține cald pe plită. Atenție - paharul poate fi fierbinte. Poți folosi șervețele de hârtie sau prosopul pus la dispoziție pentru manipularea paharului. După dizolvarea completă, paharul așează pe masa de lucru și se așteaptă răcirea la temperatura camerei fără a îl mișca. Observă cristalizarea produsului. În cazul în care nu se observă solid, folosește bagheta de sticlă pentru inducerea cristalizării prin frecarea pereților paharului. Paharul se răcește apoi pe baie de gheață pentru cristalizarea completă.

14. Filtrează la vid produsul recristalizat (A se vedea punctul 10) și spală produsul cu o cantitate mică de etanol rece. Menține solidul sub vid timp de 2-3 minute. Deconectează vidul. Lasă produsul purificat pe masa de lucru timp de cel puțin 15 minute pentru uscare.

15. Cântărește flaconul (fără dop) etichetat cu codul tău. Notează valoarea pe foaia de răspuns la întrebarea a1.

Cod de student ROU-


16. Transferă produsul recristalizat în flaconul precântărit. Determină și notează masa

produsului purificat pe foaia de răspuns la întrebarea a1.

17. Completează informațiile de pe eticheta flaconului cu produsul de reacție. Lasă flaconul conținând produsul de reacție pe masa de lucru. Supraveghetorul preia flaconul și semnează pe foaia ta de răspuns, la întrebarea b, după companda “Stop”. Semnează pe foaia de răspuns la întrebarea b pentru evaluare. După ce semnezi și tu și supraveghetorul, introdu flaconul în punga cu fermoar și predă produsul pentru evaluare.

Următoarele trebuie lăsate pe masa lucru: • Foile de răspuns (aceste foi) într-un plic .

• Flaconul etichetat “Student Code” cu toate informațiile completate pe etichetă

Cod de student ROU-


Supraveghetorul plasează o etichetă aici la distribuirea arbitrară a compușilor:

Axxx (de exemplu: A567) = codul flaconului conținând 3-pentanona Tared (w/caps): masa (flacon+etichetă+dop) înainte de adăugarea 3-pentanonei Bxxx (de exemplu: B567) = codul flaconului conținând p-clorobenzaldehidă Net: masa de p-clorobenzaldehidă

a1) Folosește informația de pe etichetă și datele tale experimentale pentru calcule. Scrie toate rezultatele în următorul tabel.

Masa flaconului de 3-pentanonă primit (cântărit cu dop) = ______________

*Semnătura supraveghetorului este necesară pentru evaluare

Masa de pentan-3-onă = _____________________________

Masa de p-clorobenzaldehidă (se copiază de pe etichetă):_________________________

Masa flaconului gol (cântărit fără dop) pentru produs:___________________________

* Semnătura supraveghetorului este necesară pentru evaluare

Masa flaconului (cântărit fără dop) cu produsul recristalizat:______________________

* Semnătura supraveghetorului este necesară pentru evaluare

Masa de produs recristalizat:_____________________

Cod de student ROU-


a2) Scrie 4 compuși aromatici plauzibili care se pot forma în această reacție. Se exclud stereoizomerii.


a3) Considerând spectrul 1H

produsului de reacție, scrie structura acestu

Integralele corespund numărului total de protoni din moleculă

CHCl3

Frequency

Integrala 8

Cod de student


H-RMN (în CDCl3) de mai jos, înregistrat la

scrie structura acestuia.

Integralele corespund numărului total de protoni din moleculă.

22

ROU-

ailanda 32

) de mai jos, înregistrat la 400 MHz, al

H2O

TMS

6

Cod de student ROU-


Partea b

b1) Produsul predat va fi caracterizat și evaluat (randamentul % și puritatea). Furnizează informația despre produsul predat

Aspect: Solid Lichid

Semnătura supraveghetorului: ___________________________(semnat la predare)

Semnătura elevului: _____________________________ (semnat la predare)

Cod de student ROU-


Fraze de pericol

H225 Lichid sau vapori foarte inflamabili.

H272 Poate agrava un incendiu; oxidant.

H290 Poate fi coroziv pentru metale.

H300 Mortal în caz de înghițire.

H301 Toxic în caz de înghițire.

H302 Nociv în caz de înghițire.

H314 Provoacă arsuri grave ale pielii și lezarea ochilor.

H315 Cauzează iritarea pielii.

H319 Cauzează o iritare gravă a ochilor.

H330 Mortal în caz de inhalare.

H335 Poate provoca iritarea căilor respiratorii.

H336 Poate provoca somnolență sau amețeală.

H371 Poate provoca leziuni ale organelor.

Cod de student ROU-


Deplasări chimice caracteristice 1H-RMN

Tip de hidrogen (R=Alchil, Ar=Aril)

Deplasare chimică (ppm)

Tip de hidrogen (R=Alchil, Ar=Aril)

Deplasare chimică (ppm)

(CH3)4Si 0 (prin definiție)

RCH3 0.9 RCH=O 9.5-10.1

RCH2R 1.2-1.4 RCOOH' 10-13

R3CH 1.4-1.7 RCOCH3 2.1-2.3

RCH2I 3.2-3.3 RCOCH2R 2.2-2.6

RCH2Br 3.4-3.5 RCOOCH3 3.7-3.9

RCH2Cl 3.6-3.8 RCOOCH2R 4.1-4.7

RCH2F 4.4-4.5 R2C=CRCHR2 1.6-2.6

RCH2NH2 2.3-2.9 R2C=CH2 4.6-5.0

RCH2OH 3.4-4.0 R2C=CHR 5.0-5.7

RCH2OR 3.3-4.0 RC≡CH 2.0-3.0

RCH2CH2OR 1.5-1.6 ArCH3 2.2-2.5

R2NH 0.5-5.0 ArCH2R 2.3-2.8

ROH 0.5-6.0 ArH 6.5-8.5


Tabelul periodic al elementelor

Cod de student


Tabelul periodic al elementelor

ROU-

ailanda 36

Date post:	24-Dec-2019
Category:	Documents
Upload:	others
View:	2 times
Download:	0 times

Practical Tasks IChO2017 - no answer RO · Indicatorii acido-bazici sunt acizi slabi (sau baze...

Documents