III Miejski Konkurs Chemiczny "Z Chemią Za Pan Brat"

Organizatorzy:
mgr Bożena Jaksik, nauczyciel chemii
oraz uczniowie Gimnazjum nr 6 im. K. Goduli w Bytomiu

2 kwietnia 2008r.

I. Program konkursu.

1. Przywitanie gości.

2. Podanie celów konkursu:
Cele konkursu:
· rozbudzenie zainteresowania chemią jako nauką empiryczną,
· rozwijanie umiejętności wykonywania prostych doświadczeń chemicznych, posługiwania się prostym sprzętem laboratoryjnym,
· kształtowanie umiejętności obserwacji i wyciągania wniosków z wykonanych eksperymentów chemicznych,
· rozwijanie umiejętności pracy w grupie, dzielenia się spostrzeżeniami i wnioskami, rozwijanie umiejętności dyskutowania i wymiany zdań,
· przedstawienie w sposób łatwy i przyjemny trudnych treści chemicznych.

3. Przedstawienie jury:

4. Przebieg konkursu:

Runda I
· uczniowie odpowiadają na pytania zadane do przedstawionych doświadczeń chemicznych: doświadczenia prezentowane są przez uczniów Gimnazjum nr 6 w Bytomiu,

Runda II
· uczniowie odpowiadają na pytania zadane do doświadczeń chemicznych przedstawionych w formie filmów

Runda III
· każda z grup przedstawia zaprojektowane wcześniej doświadczenie chemiczne, którego tematem będzie ukazanie właściwości fizycznych i chemicznych wybranego kwasu nieorganicznego lub organicznego,

Runda IV
· każda z grup wykonuje samodzielnie zadane doświadczenie chemiczne,

Runda V
· każda grupa odpowiada na wybrane losowo pytanie dotyczące grup związków chemicznych, tj. tlenki, kwasy nieorganiczne, wodorotlenki, sole,

Runda VI
· każda z grup projektuje doświadczenie chemiczne na podstawie otrzymanego równania reakcji chemicznej,

5. Oceny jury.
· w rundzie pierwszej i drugiej jury kieruje się odpowiedziami do zadań przygotowanymi wcześniej przez organizatora konkursu; po każdym doświadczeniu uczniowie w wyznaczonym czasie udzielają odpowiedzi pisemnej na karcie odpowiedzi;
· w rundzie trzeciej jury oceniać będzie:
- wykorzystanie dostępnych odczynników chemicznych,
- zastosowanie szkła i sprzętu laboratoryjnego,
- słowny opis przebiegu eksperymentu z zaznaczeniem właściwości kwasu, wykorzystanych odczynników i szkła laboratoryjnego, przebiegu doświadczenia i wniosku z doświadczenia, - precyzyjne i jasne przedstawienie właściwości danego kwasu,
· w rundzie czwartej jury ocenia:
- zapis równania reakcji chemicznej,
- nazwy otrzymanych w doświadczeniu produktów,
- obserwacje przebiegu doświadczenia,
- wniosek z przeprowadzonego doświadczenia,
· w rundzie piątej jury oceniać będzie odpowiedzi uczniów na podstawie schematu podanego przez organizatorów konkursu,
· w rundzie szóstej jury ocenia:
- dobór odczynników chemicznych potrzebnych do otrzymania produktu,
- dobór szkła i sprzętu laboratoryjnego potrzebnego do wykonania doświadczenia,
- zapis za pomocą wzorów i symboli chemicznych przebiegu podanej reakcji,
- krótki opis przebiegu doświadczenia,
- przedstawienie obserwacji i wniosków z doświadczenia.

6. Przedstawienie wyników konkursu.

7. Poczęstunek.

8. Rozdanie nagród.

9. Podziękowanie za uczestniczenie w konkursie i pożegnanie uczestników konkursu.



II. Pytania konkursowe do rundy I.

Doświadczenie 1. czas na odpowiedź – uczniowie piszą odpowiedzi na karcie odpowiedzi w trakcie trwania doświadczenia.
Obserwacja zabarwienia płomienia w trakcie spalania jonów metali.

Odczynniki chemiczne:
· chlorek sodu,
· chlorek litu,
· azotan (V) strontu,
· chlorek miedzi (II),
· azotan (V) ołowiu (II),
· denaturat.

Szkło i sprzęt laboratoryjny:
· parownice,
· łyżeczki,
· zapałki,
· rękawiczki ochronne,
· okulary ochronne.
Wykonanie doświadczenia:
Uczeń wlewa do parownic denaturat a następnie zapala go. Do płomienia uczeń wsypuje starte wcześniej w parownicy sole sodu, litu, strontu, miedzi i ołowiu.

Pytanie:
Na podstawie obserwacji wskaż zabarwienie płomienia podczas spalania jonów metali:

Na+: zabarwienie płomienia ......................................................................
Li+: zabarwienie płomienia ......................................................................
Sr2+: zabarwienie płomienia ......................................................................
Cu2+: zabarwienie płomienia ......................................................................
Pb2+: zabarwienie płomienia ......................................................................


Doświadczenie 2 . czas na odpowiedź – 1 minuta

Fioletowy dym – reakcja syntezy magnezu z jodem w obecności wody jako katalizatora.
Odczynniki chemiczne:
· opiłki magnezu,
· jod krystaliczny,
· woda,

Szkło i sprzęt laboratoryjny:
· parownica, łyżeczki,

Wykonanie doświadczenia:
Do parownicy uczeń wkrapla wodę i obmywa nią ścianki parownicy.
Do tak przygotowanej parownicy dodaje takie same ilości magnezu oraz jodu krystalicznego.
Za pomocą łyżeczki miesza ze sobą dwie substancje chemiczne.

Pytanie:
Na podstawie podanego równania reakcji chemicznej wskaż:
Mg + J2 MgI2
1. substraty i produkty reakcji,
2. podaj typ reakcji chemicznej
3. wskaż substancję chemiczną, która pełniła w tej reakcji rolę katalizatora,

4. wskaż efekt syntezy podanych substratów – widoczny znak zachodzącej reakcji.


Doświadczenie 3. czas odpowiedzi – 1,5 minuty

Wulkan chemiczny – reakcja analizy dwuchromianu amonu
Odczynniki chemiczne:
· dwuchromian amonu( (NH4)2Cr2O7)
Szkło i sprzęt laboratoryjny:
· parownica,
· moździerz,
· łyżeczka,
· zapałki,
Wykonanie doświadczenia:
Uczeń wsypuje do parownicy dwuchromianu amonu i rozdrabnia do za pomocą moździerza. Następnie z powstałego proszku usypuje kopczyk i zapala go zapałką. W trakcie spalania powstaje zielona substancja.
Pytanie:
Przedstawiona reakcja przebiega następująco:

2(NH4)2Cr2O7 2 Cr2O3 + 4NH3 + 2H2O + 3O2
Na podstawie reakcji:

1. wskaż wzór, podaj nazwę oraz określ barwę obserwowanej w parowniczce substancji powstałej w trakcie reakcji chemicznej,
2. podaj typ reakcji chemicznej,
3. w trakcie reakcji nastąpiła zmiana wartościowości (stopnia utlenienia) chromu z VI w dwuchromianie amonu na III w powstałym produkcie. Odpowiedz, czy zaszedł proces redukcji czy utlenienia podanego pierwiastka?



Doświadczenie 4. czas odpowiedzi – 1 minuta

Chmurka chemiczna –
reakcja syntezy zachodząca między stężonym amoniakiem a stężonym kwasem solnym.

Odczynniki chemiczne:
· stężony amoniak,
· stężony kwas solny,
Szkło i sprzęt laboratoryjny:
· dwie parownice,
· dwie pipety,
· szklany klosz.


Wykonanie doświadczenia:

Uczeń wlewa do jednej z parownic stężonego amoniaku a do drugiej stężonego kwasu solnego. Następnie zakrywa obie parownice szklanym kloszem. Obserwuje się powstawanie białych dymów.

Pytanie:
1. uzupełnij podane równanie reakcji chemicznej, wiedząc że prezentowana reakcja jest reakcją syntezy (powstaje jeden produkt reakcji):
NH3 + HCl .................................................

2. nazwij produkt reakcji,
3. wskaż widoczny znak zachodzącej reakcji chemicznej,



Doświadczenie 5. czas odpowiedzi – 1,5 minuty

Otrzymywanie chlorowodoru w trakcie reakcji wymiany
soli kuchennej ze stężonym kwasem siarkowym (VI).

Odczynniki chemiczne:
· chlorek sodu (NaCl),
· stężony kwas siarkowy (VI), (H2SO4),
· oranż metylowy,
· woda,
Szkło i sprzęt laboratoryjny:
· kolba stożkowa z rurka odprowadzającą,
· zlewka,
· wkraplacz,
· pipeta,
· wąż gumowy ze szklaną rurką,

Wykonanie doświadczenia:

Do kolby stożkowej z rurką odprowadzającą uczeń wsypuje kilka łyżeczek chlorku sodu. Następnie na kolbę nasadza wkraplacz, do którego wlewa kilka mililitrów stężonego kwasu siarkowego (VI). Do zlewki z wodą wsypuje odrobinę oranżu metylowego. Do zlewki tej wprowadza szklaną rurkę w wężem gumowym przymocowanym do kolby. Następnie za pomocą kurka w wkraplaczu wkrapla stężony kwas siarkowy (VI) do kolby z chlorkiem sodu.
Wydziela się gaz, który zabarwia wodę z oranżem metylowym na czerwono.

Pytanie:
1. Podaj nazwę wskaźnika użytego do reakcji chemicznej.
2. Na jaki kolor odbarwił się wskaźnik w trakcie reakcji chemicznej,
3. Uzupełnij podane równanie reakcji chemicznej oraz dobierz współczynniki chemiczne:

NaCl + H2SO4 ........................ + Na2SO4
4. Podaj inną nazwę kwasu chlorowodorowego,
5. Podaj typ przedstawionej reakcji chemicznej.



Doświadczenie 6. czas odpowiedzi – 1 min

Pochodnia
Odczynniki chemiczne:
· stężony kwas siarkowy (VI),
· stężony kwas azotowy (V),
· nadmanganian potasu,
· denaturat.
Szkło i sprzęt laboratoryjny:
· dwie pipety,
· łyżeczka,
· łyżka do spalań lub drut,
· parownica,
· chusteczka higieniczna lub wata kosmetyczna.
Wykonanie doświadczenia:
Uczeń wlewa do parownicy kilka kropel stężonego kwasu siarkowego (VI) i kilka kropel stężonego kwasu azotowego (V). Następnie owiniętą wcześniej chusteczkę na drucie zamacza w denaturacie. Do mieszaniny kwasów uczeń wrzuca kilka kryształków nadmanganianu potasu i zanurza w mieszaninie namoczona denaturatem chusteczkę. Następuje zapalenie chusteczki.


Pytania:
1. Wymień co najmniej dwa związki chemiczne użyte do przedstawionej reakcji chemicznej, które mają właściwości silnie utleniające?



Doświadczenie 7. czas odpowiedzi – 1 minuta

Zapalenie kwasem siarkowym (VI) mieszaniny chloranu potasu (KClO4) z cukrem.
Odczynniki chemiczne:
· chloran potasu (KClO4),
· cukier,
· stężony kwas siarkowy (VI),
Szkło i sprzęt laboratoryjny:
· pipeta,
· dwie parownice,
· moździerz,
· łyżeczka,
· okulary ochronne,
· rękawice ochronne.

Wykonanie doświadczenia:
Uczeń w jednej z parownic rozciera moździerzem chloran potasu a w drugiej cukier. Ilości chloranu potasu i cukru są takie same. Następnie obie substancje miesza ostrożnie w jednej z parownic
i usypuje z nich kopczyk. Tak przygotowaną mieszaninę uczeń zapala wkraplając jedną kroplę stężonego kwasu siarkowego (VI).

Pytania:
W trakcie reakcji wydzielił się gaz, który posiada następujące właściwości:
· w stanie naturalnym jest gazem o barwie zielonkawej,
· jest szkodliwy dla organizmu człowieka,
· w reakcji z wodorem tworzy chlorowodór.

1. podaj nazwę wydzielającego się gazu,
2. podaj nazwę substancji będącej katalizatorem tej reakcji.



Doświadczenie 8. czas odpowiedzi – 1 minuta

Dżin w kolbie
Odczynniki chemiczne:
· nadmanganian potasu (KMnO4),
· nadtlenek wodoru 35%,
Szkło i sprzęt laboratoryjny:
· kolba stożkowa,
· pipeta,
· łyżeczka,
Wykonanie doświadczenia:
Uczeń wsypuje do kolby stożkowej nadmanganian potasu i wlewa kilka mililitrów stężonego nadtlenku wodoru. Obserwuje się wydobywający się z kolby biały dym. W trakcie reakcji wydzieliło sie ciepło.

Pytania:
W przedstawionym doświadczeniu zaszła reakcja chemiczna :
2 H2O2 2 H2O + O2
1. jaka substancja była katalizatorem redukcji nadtlenku wodoru,
2. jak brzmi nazwa 30% lub 35% nadtlenku wodoru,
3. jak nazywa się reakcja przebiegająca z wydzieleniem ciepła,




II. Pytania konkursowe do rundy II.

Obserwacja doświadczeń chemicznych przedstawionych w formie filmów.

FILM 1.
Otrzymywanie tlenu i badanie jego właściwości.

Na podstawie filmu odpowiedz na pytania:
1. Wymień elementy szkła i sprzętu laboratoryjnego potrzebne do przeprowadzenia doświadczenia chemicznego (5 elementów).
2. Wymień substraty wzięte do reakcji – podaj ich nazwy słownie,
3. Uzupełnij podane reakcje spalania magnezu i siarki w tlenie wiedząc, że magnez w otrzymanym związku jest II wartościowy, a siarka IV wartościowa. Podaj współczynniki stechiometryczne pierwszej reakcji:
a) Mg + O2 ...........................................
b) S + O2 .............................................
Podaj nazwy uzyskanych produktów.
4. Wymień następujące właściwości tlenu:
- stan skupienia,
- barwa,
- palność,
- podtrzymywanie procesu spalania.
5. W jakim środowisku: w powietrzu czy w tlenie proces spalania zachodzi szybciej?



FILM 2

W jaki sposób mogą łączyć się atomy?
Synteza sodu z chlorem.
Na podstawie filmu odpowiedz na pytania:
1. Słowny zapis reakcji chemicznej zamień na zapis za pomocą wzorów i symboli chemicznych. Pamiętaj, że chlor występuje jako dwuatomowa cząsteczka.
W równaniu reakcji uzupełnij współczynniki stechiometryczne.
sód + chlor chlorek sodu
2. Podaj inną nazwę chlorku sodu.
3. Jaką budowę posiada cząsteczka chlorku sodu?

IV. Pytania konkursowe do rundy IV. Czas odpowiedzi – ok. 5 minut

Samodzielne wykonanie doświadczenia chemicznego na podstawie instrukcji.
Instrukcja wykonania doświadczenia:
Odczynniki chemiczne:
· fenoloftaleina,
· oranż metylowy,
· papierek lakmusowy,
· kwas,
· zasada,
· woda.
Szkoło i sprzęt laboratoryjny:
· 6 zlewek,
· bagietki,
· łyżeczki
· rękawice ochronne,


Wykonanie doświadczenia:
Zbadaj odczyn wodnych roztworów za pomocą podanych wskaźników.
Pytania:

Zlewka 1 – roztwór o odczynie ..................................................................
Zlewka 2 – roztwór o odczynie ..................................................................
Zlewka 3 – roztwór o odczynie ................................................................

Uzupełnij tabelkę wpisując zabarwienie wskaźników:

Fenoloftaleina Oranż metylowy Papierek lakmusowy
Kwas
Zasada
Odczyn obojętny
Zapisz reakcję dysocjacji jonowej następujących związków chemicznych:

a) H2SO4 ..................... + ..............................
b) KOH ...................... + ...............................

Uzupełnij znakiem mniejszości, większości lub równości diagram, ukazujące wpływ jonów wodorowych i wodorotlenowych na odczyn roztworu:

odczyn kwasowy H+ OH-
odczyn zasadowy H+ OH-
odczyn obojętny H+ OH-

V. Pytania konkursowe do rundy V. - Quiz.

I. Pytania dotyczące tlenków:
1. Podaj definicję tlenku.
2. Jak nazywamy tlenki reagujące z woda i tworzące kwasy?
3. jak nazywamy tlenki reagujące z woda i tworzące zasady?
4. Podaj dwa tlenki stanowiące zanieczyszczenie powietrza.
5. Podaj nazwę zwyczajowa tlenku wapnia.
II. Pytania dotyczące kwasów nieorganicznych.
1. Podaj definicję kwasu.
2. Który z kwasów nieorganicznych ma zdolność zwęglania substancji organicznych?
3. Jakie zabarwienie papierka lakmusowego daje roztwór kwasowy?
4. Który z kwasów nieorganicznych znalazł zastosowanie w produkcji napojów gazowanych?
5. Który z kwasów nieorganicznych ulega reakcji ksantoproteinowej, polegającej na ścinaniu białka i zabarwieniu go na kolor żółty?
III. Pytania dotyczące wodorotlenków?
1. Jaki związek nazywamy wodorotlenkiem?
2. Jakie wodorotlenki nazywamy zasadami?
3. Jak brzmi nazwa zwyczajowa wodorotlenku wapnia?
4. Jakie zabarwienie papierka lakmusowego daje roztwór zasadowy?
5. Jak nazywa się właściwość wodorotlenku sodu polegająca na pochłanianiu z powietrza pary wodnej?
IV. Pytania dotyczące soli:
1. Podaj nazwę soli pochodzącej od kwasu fosforowego (V).
2. Określ budowę cząsteczki soli.
3. Jak nazywa się inaczej siarczan wapnia, który w postaci półhydratu po zmieszaniu z wodą służy do unieruchomienia złamanych kości?
4. Jaką nazwę posiada wodorowęglan sodu, służący jako proszek do pieczenia ciast?
5. Podaj inną nazwę azotanu (V) sodu, służącego między innymi jako nawóz sztuczny.

VI. Pytania konkursowe do rundy VI. czas na odpowiedź – ok. 10 minut

Projektowanie doświadczenia chemicznego.
Zaprojektuj wykonanie doświadczenia chemicznego w oparciu o następujące równanie reakcji chemicznej:

dwutlenek węgla + wodorotlenek wapnia węglan wapnia ↓ + woda
(woda wapienna)
W doświadczeniu można przyjąć, że dwutlenek węgla to związek chemiczny wydychany z płuc podczas oddychania.
Odczynniki potrzebne do wykonania doświadczenia:
1. ....................................................................
2. ....................................................................
Zaproponuj szkło i sprzęt laboratoryjny potrzebny do doświadczenia:
1. ....................................................................
2. ....................................................................
Do przygotowania wodnego roztworu wodorotlenku wapnia potrzebne są odczynniki:
1. ..................................................................
2. ..................................................................
Sposób wykonania doświadczenia:
.................................................................. Obserwacje:
Co zaobserwujemy podczas wdmuchiwania dwutlenku węgla z płuc do roztworu wodorotlenku wapnia? ..................................................................
Wniosek:
..................................................................
Równanie reakcji chemicznej:

.........................+ ............................. ......................................+...............................