Analiza wyników II etapu II edycji Konkursu Chemicznego Trzech

Analiza wyników II etapu II edycji Konkursu Chemicznego Trzech Wydziałów PŁ
Zadanie 1. – Zanieczyszczenia powierzchni metalowych.
a) Zapisanie równania reakcji patyny (Cu2(OH)2CO3) z kwasem octowym w postaci cząsteczkowej.
b) Zapisanie równania reakcji siarczanu(VI) hydroksomiedzi(II) z wodnym roztworem amoniaku w postaci jonowej pełnej (skorzystanie
z informacji pomocniczej).
c) Zapisanie równań bilansu elektronowego reakcji usuwania siarczku srebra(I) oraz sumarycznego równania w postaci cząsteczkowej.
d) Wyprowadzenie zależności stężenia molowego roztworu kwasu octowego w funkcji jego stężenia procentowego (skorzystanie
z zależności gęstości roztworu w funkcji jego stężenia procentowego).
e) Narysowanie wyprowadzonej zależności w ppkt d w układzie współrzędnych Cm = f (Cp).
f) Wykorzystanie wykresu wykonanego w ppkt. e oraz obliczenie wartości pH roztworu kwasu octowego o podanym stężeniu
z wykorzystaniem prawa rozcieńczeń Ostwalda oraz definicji pH.
Zadanie 2. – Paliwa.
a)
b)
c)
d)
Zapisanie równania reakcji syntezy Wurtza podanego węglowodoru.
Zaproponowanie i zapisanie cyklu reakcji obejmujących otrzymanie n-pentanu za pomocą syntezy Corey’a-House’a.
Zapisanie równań reakcji przemian węglowodorów zachodzących podczas procesu reformingu n-heksanu.
Wykonanie obliczeń chemicznych (w tym stechiometrycznych) w celu określenia zapotrzebowania powietrza do spalenia podanej ilości
benzyny o danym składzie.
e) Określenie hybrydyzacji atomów węgla w cząsteczkach alkanów.
Zadanie 3. – Przemiany żywności.
a) Obliczenie objętości wydzielonego CO2 w procesie fermentacji alkoholowej glukozy (obliczenia stechiometryczne oraz rozpuszczalność).
b) Obliczenie masy kwasu powstałego w procesie fermentacji octowej podanej ilości wodnego roztworu etanolu.
c) Obliczenia masy cytryn zawierających wymaganą ilość kwasu cytrynowego potrzebnego do przygotowania roztworu tego kwasu
o określonym stężeniu molowym.
d) Określenie liczby centrów chiralności w cząsteczce kwasu cytrynowego i izocytrynowego oraz narysowanie wzorów 2 dowolnych
enancjomerów kwasu izocytrynowego.
II Edycja II Etap - teoria
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
łatwość zadania
0,50
frakcja opuszczeń
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
a
b
c
d
1
e
f
a
b
c
2
nr zadania
d
e
a
b
c
3
d
d
Zadanie laboratoryjne. – Co gdzie jest.
a) Na podstawie barwy roztworów oraz ich odczynu oraz analizy tablicy rozpuszczalności należało zaproponować możliwe rozmieszczenie
substancji w probówkach (zaproponować także wzory możliwych substancji w przypadku związków nieorganicznych).
b) Zaproponować plan wykonania analizy biorąc pod uwagę właściwości związków jakie mogą tworzyć poszczególne jony lub substancje
obecne w roztworach w reakcjach krzyżowych lub z dodatkowymi dostępnymi odczynnikami.
c) Zapisać wzory wykrytych w danych probówkach substancji wraz z uzasadnieniem w postaci odpowiednich obserwacji.
d) Zapisać równania reakcji identyfikującej dany jon lub cząsteczkę związku chemicznego.
II Edycja II Etap - laboratorium
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
łatwość zadania
0,50
frakcja opuszczeń
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
a
b
c
1
nr zadania
d
Wnioski
Analiza rozwiązań zadań przedstawiona przez zawodników pozwala na sformułowanie następujących wniosków:
- zawodnicy mieli duży problem z zapisem równania reakcji, w którym jedną z drobin był jon kompleksowy (zadanie 1 ppkt. b),
- duża trudność sprawia operowanie wyrażeniami algebraicznymi (przekształcanie wzorów, podstawianie jednej zależności do drugiej) (zadanie
1 ppkt. d),
- niska łatwość wykonania zadania 1 ppkt. e wiąże się z bezpośrednim powiązaniem z zadaniem 1 ppkt. d,
- zawodnikom sprawiło też trudność wykonanie obliczeń z zastosowaniem prawa rozcieńczeń Ostwalda oraz pH,
- liczne błędy pojawiły się przy rozwiązywaniu zadania 2 ppkt. d, zawodnicy mieli trudność z poprawnym zastosowaniem stechiometrii równań
reakcji,
- w zadaniu 3 największą trudność sprawiło zawodnikom poprawne wskazanie oraz określenie ilości centrów chiralności oraz narysowanie
wzorów enancjomerów (rozwiązania tej części zadania część zawodników nie podjęła nawet próby).
W zadaniu laboratoryjnym zawodnicy:
- nie zawsze brali pod uwagę informacje o rozpuszczalności substancji (odczytane z tablicy rozpuszczalności) proponując możliwe substancje
zawarte w probówkach,
- niepoprawnie uzasadniali odczyn roztworu powołując się na hydrolizę (np. odczyn jest zasadowy, więc musi zawierać jon K+, bo pochodzi on
od silnej zasady i ulega hydrolizie),
- nie zapisują obserwacji (w ppkt. c) tylko piszą równania reakcji, które należało zapisać w ppkt. d,
- dublują równania reakcji potwierdzające obecność danego jonu lub substancji,
Pracując z uczniami z celu przygotowania do konkursu należy:
- doskonalić umiejętność obliczeń stechiometrycznych,
- zwracać uwagę na dokładną analizę treści zadania i informacji w niej zawartych,
- ćwiczyć pisanie równań reakcji obejmujących przemiany podstawowych związków organicznych,
- uczyć wyciągania wniosków na podstawie obserwacji (odczyn, barwa, rozpuszczalność substancji a skład roztworu),
- zwracać szczególną uwagę na zapis równań reakcji w formie jonowej skróconej (poprawny zapis wzorów i symboli jonów, barw wytrącanych
osadów).
- bezwzględnie zapoznać się z zadaniami laboratoryjnymi oraz ich przykładowymi rozwiązaniami z poprzednich edycji konkursu.