MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE

1

Concursul Naţional de Chimie „Petru Poni” 2016 Proba practică – Clasa a XII-a

CLASA a XII-a

PROBA PRACTICĂ

Filiera tehnologică – toate profilurile/specializările/calificările

Atenție!

Studiați substanțele și ustensilele aflate pe masa de lucru.

Citiți enunțurile, rezolvați sarcinile şi completați fişa de lucru.

Se lucrează cu multă grijă, cu volume mici de soluție de reactivi (0,5 -1 mL).

Subiectul I ____________________________________50 de puncte

Identificarea ionilor din soluțiile aflate pe masa de lucru, notate A, B, C

Reacțiile de precipitare sunt folosite pentru identificarea unor ioni existenți în diverse probe de laborator.

În trei eprubete, etichetate A, B, C aveți soluții ale unor substanțe. Fiecare

dintre cele trei soluții conține unul dintre cationii Ag+, Cu2+, Pb2+ sub formă de săruri cu anionul T-, nu neapărat în ordinea precizată.

Anionul T- provine de la un oxiacid tare monoprotic (E). Prin dizolvarea în apă a 0,315 g de oxiacid (E) se obține un volum de 500 mL soluție cu pH = 2.

a) Determinați formula chimică a oxiacidului (E). Redactați pe foaia de concurs modul de rezolvare a problemei.

b) Identificați cationul conținut în fiecare soluție din eprubetele etichetate A, B, C folosind reactivii care se găsesc pe masa de lucru, în sticluțe etichetate (soluție de HCl și soluție de NaOH).

1. Realizați experimentele propuse în Tabelul I.1 și notați observaţiile experimentale (dacă apare precipitat, se va nota culoarea acestuia și faptul că este precipitat; în cazul în care nu apare precipitat, se scrie un X; în cazul adăugarii de exces de reactiv se va specifica dacă precipitatul se dizolvă).

Mod de lucru: Pentru fiecare probă se procedează astfel:

- se împarte fiecare probă în două eprubete și se realizează experimentele din Tabelul I.1, adăugând reactivii în picătură;

- se completează observațiile experimentale în Tabelul I.1.

2. Scrieți ecuaţiile reacţiilor chimice pe baza cărora s-a realizat identificarea în Tabelul I.2.

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE

2

Concursul Naţional de Chimie „Petru Poni” 2016 Proba practică – Clasa a XII-a

SUBIECTUL II_________________________________50 de puncte

Studiul influenței concentrației asupra vitezei de reacție

Reacțiile chimice sunt procese care pot avea loc instantaneu sau dimpotrivă sunt procese de durată, care se petrec pe parcursul câtorva minute, ore, zile...

Studiul influenței concentrației asupra vitezei de reacție îl veți realiza pe baza

următorului proces chimic: Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O + S↓ Din reacție rezultă sulf coloidal de culoare galbenă, care, fiind insolubil în apă

determină opacizarea mediului de reacție. Apariția sulfului nu este instantanee și depinde de diferiți factori care influențează viteza de reacție.

Pentru studiul influenței concentrației asupra vitezei de reacție, același volum de soluție de H2SO4 va reacționa cu un volum egal de soluție de Na2S2O3 de concentrații diferite. Momentul în care soluția este perfect opacă și care corespunde aceleiași concentrații a sulfului coloidal este considerat referință și concentrația este asimilată valorii 1000 mmol∙L-1.

1. Trebuie să cronometrați timpul din momentul amestecării soluțiilor de

H2SO4 și Na2S2O3 până când soluția devine perfect opacă. Mod de lucru:

- La masa de lucru aveți 6 eprubete etichetate; fiecare conține câte 6 mL de soluție de H2SO4;

- Pe catedră există flacoane cu soluție de Na2S2O3; - Veți realiza 6 experimente succesive în ordinea prezentată în Tabelul II.1; - În paharul Berzelius de 50 mL de pe masa de lucru veți introduce cu ajutorul unei

pipete volumul (V) de soluție de Na2S2O3 precizat în Tabelul II.1 și veți completa cu apă distilată până la volumul final de 6 mL, așa cum reiese din coloanele 2 și 3 ale Tabelul II.1;

- Așezați paharul Berzelius, ce conține soluția de Na2S2O3 preparată, deasupra hârtiei ce are ca marcaj litera X;

- Pregătiți cronometrul, de la masa de lucru, pentru a măsura timpul scurs de la adăugarea soluției de H2SO4 din eprubetă peste soluția de Na2S2O3 preparată anterior;

- Veți cronometra timpul din momentul amestecării soluțiilor până la atingerea concentrației de referință a sulfului coloidal;

- Momentul atingerii concentrației de referință a sulfului coloidal se consideră acela în care nu se mai vede marcajul cu litera X;

- Notați în Tabelul II.1, timpul cronometrat; - Colectați soluția reziduală în paharul Berzelius etichetat Reziduuri; - Spălați cu apă distilată din pisetă paharul Berzelius în care ați făcut experimentul,

pentru a-l folosi la următoarea determinare; - Repetați procedura descrisă pentru toate cele 6 soluții de Na2S2O3 de concentrații

diferite prezentate în Tabelul II.1.

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE

3

Concursul Naţional de Chimie „Petru Poni” 2016 Proba practică – Clasa a XII-a

2. Calculați viteza de reacție pentru fiecare experiment realizat cu relația: v = 1000/t, unde t este timpul cronomentrat, exprimat în secunde. Treceți valorile obținute în coloana 6 a Tabelului II.1.

3. Pe hârtia milimetrică din foaia de concurs, reprezentați grafic variația vitezei reacției studiate (reprezentată pe axa oy) în funcție de concentrația Na2S2O3 (reprezentată pe axa ox).

Mase atomice: H- 1, N- 14, O- 16, S- 32, P- 31, Cl- 35,5, Br- 80.

Subiecte propuse de prof. Iuliana Costeniuc, Colegiul Național ”Grigore Moisil” București, prof. Paraschiv Lăcrămioara, Colegiul Național ”Unirea” Focșani, prof. Brăban Mircea, Colegiul Național ”Simion Bărnuțiu” Șimleu Silvaniei

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE

4

Concursul Naţional de Chimie „Petru Poni” 2016 Proba practică – Clasa a XII-a

CLASA a XII-a PROBA PRACTICĂ – FIȘA DE LUCRU

Tabelul I.1

Soluția

Reactivul

HCl

NaOH

NaOH în exces

A

B

C

Tabelul I.2

Substanța Cation

identificat

Ecuațiile reacțiilor chimice

A

B

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE

5

Concursul Naţional de Chimie „Petru Poni” 2016 Proba practică – Clasa a XII-a

C

Tabelul II.1

Nr. expe-riment

Volumul (mL) Timp (s)

t

Viteza (mmol∙L-1∙s-1)

v = 1000/t

Concentrația (mmol∙L-1)

[Na2S2O3] = a/(a+b) Na2S2O3

(a) H2O (b)

H2SO4

1

6 0 6

2

5 1 6

3

4 2 6

4

3 3 6

5

2 4 6

6

1 5 6

MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE

6

Concursul Naţional de Chimie „Petru Poni” 2016 Proba practică – Clasa a XII-a

CLASA a XII-a

BAREM DE EVALUARE - PROBA PRACTICĂ

Filiera tehnologică – toate profilurile/specializările/calificările

Subiectul I 50 puncte

a) ...................................................................................................................... 8 puncte

[H3O+] = 10-2 M 1 p

c = 10-2 M 1 p

n(E) = 5∙10-3 moli 2 p

M = 63 g/mol 2 p

formula chimică: HNO3 2 p

b) ...................................................................................................................... 42 puncte

Tabelul I.1

Soluția

Reactivul

HCl

NaOH

NaOH în exces

A

X

precipitat albastru

nu se dizolvă

B

precipitat alb

precipitat cenușiu

nu se dizolvă

C

precipitat alb

precipitat alb

precipitatul se

dizolvă

18 puncte 9 observații x 2 puncte = 18 puncte

Tabelul I.2

Substanța Cation

identificat

Ecuațiile reacțiilor chimice

A Cu2+ Cu2+ + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + 2Na+

B

Ag+ Ag+ + HCl → AgCl↓ + H+

2Ag+ + 2NaOH → Ag2O↓ + 2Na+ + H2O

C

Pb2+

Pb2+ + 2HCl → PbCl2↓ + 2H+ Pb2+ + 2NaOH → Pb(OH)2↓ + 2Na+ Pb(OH)2 + 2NaOH → Na2[Pb(OH)4]

24 puncte 6 ecuații x 3 puncte = 18 puncte 3 identificări x 2 puncte = 6 puncte