Đang tải... (xem toàn văn)
Bài thi thực hành IChO 2018 bản tiếng Việt. Nguồn: Ban tổ chức. international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018international chemistry olympiad 2018
19th – 29th July 2018 Bratislava, SLOVAKIA Prague, CZECH REPUBLIC www.50icho.eu BÀI THI THỰC HÀNH Quốc gia: Tên ghi hộ chiếu: Mã thí sinh: Ngơn ngữ sử dụng: th 50 IChO 2018 International Chemistry Olympiad SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC BACK TO WHERE IT ALL BEGAN VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Hướng dẫn chung • Tập đề thi làm gồm 26 trang • Thí sinh có 15 phút để đọc đề trước bắt đầu làm Không sử dụng dụng cụ, viết tính tốn thời gian này, khơng thí sinh bị loại • Thí sinh bắt đầu làm có lệnh Start • Thí sinh có để hồn thành thi • Thí sinh làm theo thứ tự bất kì, khuyến nghị Bài nên làm trước tiên • Tất phần kết trả lời phải viết rõ ràng bút khu vực thiết kế tương ứng tập đề thi làm Các câu trả lời viết khu vực qui định khơng chấm điểm • Khơng dùng bút chì bút đánh dấu để viết câu trả lời Chỉ sử dụng bút máy tính cung cấp • Thí sinh cung cấp tờ giấy nháp Nếu cần nhiều viết vào mặt sau tập đề thi làm Lưu ý phần viết vào giấy nháp mặt sau tập đề thi làm không chấm điểm • Thí sinh u cầu Bản đề thi làm thức tiếng Anh để tham khảo • Nếu thí sinh cần ngồi (để sử dụng nhà vệ sinh uống nước hay ăn nhẹ), cần báo với trợ lí phòng thí nghiệm Họ với thí sinh • Thí sinh phải tn thủ qui tắc an toàn theo qui định IChO Nếu thí sinh khơng tn thủ qui định này, bị cảnh báo lần từ trợ lí phòng thí nghiệm Nếu tiếp tục vi phạm, thí sinh bị u cầu rời phòng thí nghiệm phải nhận điểm cho toàn phần thi thực hành • Hóa chất dụng cụ thí nghiệm, trừ có ghi khác, thêm thay lần Mỗi lỗi bị trừ điểm từ tổng điểm 40 • Trợ lí phòng thí nghiệm thơng báo 30 phút trước có lệnh Stop • Thí sinh phải dừng có lệnh Stop Nếu khơng dừng viết thêm phút hay lâu hơn, thi thực hành thí sinh bị loại bỏ • Sau lệnh Stop, trợ lí phòng thí nghiệm tới để kí vào tập làm Sau trợ lí phòng thí nghiệm thí sinh kí, đặt lại tập làm vào phong bì để gửi chấm điểm với sản phẩm TLC thí sinh BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Các qui tắc an tồn phòng thí nghiệm • Thí sinh phải mặc áo thí nghiệm cài cúc Giày dép phải che hồn tồn bàn chân gót chân • Ln đeo kính an tồn kính thuốc làm việc phòng thí nghiệm Khơng đeo kính áp tròng • Khơng ăn uống phòng thí nghiệm, kể kẹo cao su • Chỉ làm khu vực qui định Giữ gìn vệ sinh chung • Khơng làm thí nghiệm trái phép Khơng phép sửa đổi thực nghiệm • Khơng hút hóa chất miệng Ln sử dụng bóp • Dọn dung dịch tràn đồ thủy tinh vỡ bàn thí nghiệm sàn nhà • Tất chất thải phải loại bỏ cách để tránh nhiễm bẩn gây thương tích Chất thải khơng độc hại tan (hoặc tạo nhũ) nước xử lý bồn rửa Chất thải khác phải xử lý thùng chứa có nắp đậy đánh dấu BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Định nghĩa cảnh báo nguy hiểm theo GHS Các cảnh báo nguy hiểm GHS (cụm từ H) ghi thi thực hành Ý nghĩa chúng sau Nguy hiểm vật lí H225 Hơi chất lỏng có nguy cao dễ cháy H226 Hơi chất lỏng dễ cháy H228 Chất rắn dễ cháy H271 Có thể nguyên nhân gây cháy nổ; chất oxi hóa mạnh H272 Có thể gây cháy mạnh hơn; chất oxi hóa H290 Có thể ăn mòn kim loại Nguy hiểm sức khỏe H301 Độc nuốt H302 Gây hại nuốt H304 Có thể gây tử vong nuốt qua đường thở H311 Độc tiếp xúc với da H312 Gây hại tiếp xúc với da H314 Gây bỏng da tổn thương mắt H315 Gây kích ứng da H317 Có thể gây dị ứng da H318 Gây tổn thương mắt nghiêm trọng H319 Gây kích ứng mắt nghiêm trọng H331 Độc hít phải H332 Gây hại hít phải H333 Có thể gây hại hít phải H334 Có thể gây dị ứng triệu chứng hen suyễn khó thở hít phải H335 Có thể gây kích ứng đường hơ hấp H336 Có thể gây buồn ngủ chóng mặt H351 Nghi ngờ gây ung thư H361 Nghi ngờ gây tổn thương khả sinh sản thai nhi H371 Có thể gây tổn thương quan H372 Gây tổn thương quan phơi nhiễm kéo dài lặp lặp lại việc tiếp xúc H373 Có thể gây tổn thương quan phơi nhiễm kéo dài lặp lặp lại việc tiếp xúc Nguy hiểm môi trường H400 Rất độc với loài thủy sinh H402 Gây hại với loài thủy sinh H410 Rất độc loài thủy sinh với ảnh hưởng lâu dài H411 Độc loài thủy sinh với ảnh hưởng lâu dài H412 Gây hại loài thủy sinh với ảnh hưởng lâu dài BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Hóa chất Cho tất Được dán nhãn Hóa chất Nước đề-ion trong: Bình tia (đặt mặt bàn) Chai nhựa (đặt mặt bàn) Hộp nhựa (đặt tủ hút) Water Cảnh báo nguy hiểm GHS Không nguy hiểm Cho Bài (trong giỏ trắng không ghi thêm) Được dán nhãn Hóa chất Ethanol, 100 cm bình tia (trên mặt bàn) 2-Acetonaphthone: Khoảng 0,002 g lọ thủy tinh, chất chuẩn cho TLC 0,500 g lọ thủy tinh Ethanol Standard A Reactant A 2,4-Dinitrophenylhydrazine, chứa 33% nước (w/w), 0,300 g lọ thủy tinh Cảnh báo nguy hiểm GHS H225, H319 H302, H315, H319, H335, H411 DNPH H228, H302 Bleach H290, H314, H400 EtOAc H225, H319, H336 Dung dịch thuốc tẩy, 4.7% NaClO, 13,5 cm chai thủy tinh sẫm màu Etyl acetate, 15 cm chai thủy tinh sẫm màu Dung mơi cho sắc kí mỏng, hexan/etyl axetat 4:1 (v/v), cm chai thủy tinh sẫm màu Dung dịch Na2CO3 5%, 20 cm chai nhựa TLC eluent H225, H304, H315, H336, H411 5% Na2CO3 H319 Dung dịch HCl 20%, 15 cm chai nhựa 20% HCl H290, H314, H319, H335, Cho (trong giỏ xanh) Được dán nhãn Hóa chất −3 Luminol mmol dm dung dịch NaOH 0,4 mol −3 dm , 50 cm chai nhựa −3 −3 Luminol in NaOH H290, H315, H319 Cu Không nguy hiểm H2O2 conc H302, H315, H318 Cys conc Không nguy hiểm Water Không nguy hiểm Dung dịch CuSO4 2,00 mmol dm , 25 cm chai nhựa 2,00 mol dm nhựa nhỏ Cảnh báo nguy hiểm GHS H2O2, dung dịch nước, 12 cm chai −3 0,100 mol dm cysteine hydrochloride,dung dịch nước, 12 cm chai nhựa nhỏ Nước, 50 cm chai nhựa Xem định nghĩa cảnh báo nguy hiểm theo GHS trang The GHS hazard statements for hexanes BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Cho Bài (trong giỏ xám khơng ghi thêm) Được dán nhãn Hóa chất Cảnh báo nguy hiểm GHS Mẫu nước khoáng, 400 cm chai nhựa (đặt mặt bàn) Dung dịch đệm NH4Cl mol dm 15 cm chai nhựa −3 Sample Không nguy hiểm −3 / NH3 mol dm , Buffer H302, H319, H314, H400 NaCl, chất rắn, 10 g lọ nhựa NaCl H319 Chỉ thị Eriocrom đen T, dạng rắn, lọ nhựa EBT H319 BTB H302, H315, H319 Chỉ thị Bromthimol xanh, dung dịch thị, lọ nhựa Dung dịch chuẩn EDTA 5,965 × 10 chai nhựa (đặt bàn) −3 −3 mol dm , 200 cm −3 EDTA H302, H315, H319, H335 NaOH H314 Catex H319 Dung dịch chuẩn NaOH 0,2660 mol dm , 250 cm chai nhựa (đặt bàn) + Nhựa trao đổi cation có tính acid mạnh, dạng H , 50 cm , ngâm trương nước đề-ion để lọ nhựa Dụng cụ Cho tất (đặt kệ nếu khơng thích thêm) Dụng cụ dùng chung Khăn giấy Số lượng hộp cho -4 thí sinh Giỏ đựng giấy thải (trên bàn, gần bồn rửa) hộp cho thí sinh Găng tay Nitrile (trong tủ hood) hộp cho phòng Dụng cụ cá nhân Kính an tồn Giá đỡ pipette (đặt mặt bàn) Quả bóp van Cốc thủy tinh, 100 cm , chứa: đũa thủy tinh, thìa nhựa, thìa gạt lấy thị rắn, nhíp, bút đánh dấu, bút chì, thước kẻ (cho người) Cho (trong giỏ màu trắng khơng thích thêm) Thiết bị dùng chung Số lượng Đèn UV (đặt tủ hood) cho 12 người Nguồn hút chân khơng (khóa nhựa với ống chân không, đặt bàn) cho người Dụng cụ cá nhân Máy khuấy từ gia nhiệt (đặt bàn) với: Đầu dò nhiệt độ, Bát thuỷ tinh đun cách thuỷ, kẹp kim loại BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT (cho người) VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Giá thí nghiệm (đặt bàn) với: Khố giữ kẹp kẹp nhỏ Khoá giữ kẹp kẹp lớn (cho người) Chai nhựa đựng chất thải hữu (đặt bàn, có nhãn Organic waste) Vòng kim loại đỡ phễu chiết Bình lê, 50 cm , với quay từ Cốc chia độ, 10 cm Sinh hàn hồi lưu Phễu chiết, 100 cm , có nắp đậy 3 Bình nón khơng có cổ nhám, 50 cm Bình nón khơng có cổ nhám, 25 cm Bình nón có cổ nhám, 50 cm Phễu thủy tinh Bình hút chân khơng, 100 cm Vòng cao su cho phễu lọc Phễu lọc thủy tinh xốp, độ xốp S2 (nhãn màu trắng) Phễu lọc thủy tinh xốp, độ xốp S3 (nhãn màu cam) Cốc thủy tinh, 50 cm , có nắp đĩa Petri Cốc thủy tinh, 150 cm 1 Mao quản chấm TLC, µL Túi zip nilon với dải thị pH thang màu pH Túi zip nilon với TLC Pipet thủy tinh Pasteur (công-tơ-hút thuỷ tinh) Quả bóp cao su Lọ thủy tinh có nhãn Student code B cho sản phẩm phản ứng haloform Lọ thủy tinh có nhãn Student code C cho sản phẩm phản ứng với thuốc thử Brady Cho (Trong giỏ màu xám không thích thêm) Dụng cụ cá nhân Đồng hồ bấm Số lượng Nhiệt kế điện tử mẩu giấy với số hiệu chỉnh Bình định mức, 50 cm 1 Pipet bầu, cm (trên bàn, đặt giá đựng pipette) 3 Pipet chia độ, cm (trên bàn, đặt giá đựng pipette) Chai nhựa dán nhãn H2O2 dil đựng dung dịch gốc H2O2 pha loãng , 50 cm Chai nhựa dán nhãn Cys dil cho dung dịch gốc cysteine.HCl pha loãng , 50 cm Pipet chia độ, cm (trên bàn, đặt giá đựng pipette) Ống nghiệm nhựa màu đen, 15 cm Ống nhựa li tâm khơng có nắp, 1,5 cm BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Cốc nhựa, 25 cm Bình eclen, 100 cm Cho (trong giỏ màu xám khơng thích thêm) Dụng cụ cá nhân Số lượng Giá thí nghiệm (đặt bàn) với: Tờ giấy trắng Kẹp buret Buret, 25 cm (each) (cho người) 3 Pipet bầu, 10 cm (trên bàn, đặt giá đựng pipet) Phễu thủy tinh Pipet bầu, 50 cm (trên bàn, đặt giá đựng pipet) Ống đong, cm Bình chuẩn độ (dạng cầu có đáy phẳng), 250 cm Bình eclen, 250 cm 3 Phễu lọc thủy tinh xốp, độ xốp S1 (nhãn màu xanh) Cốc thủy tinh, 100 cm Cốc thủy tinh, 250 cm Pipet nhựa Pasteur, thân hẹp, không chia độ Pipette nhựa Pasteur, thân dày, chia độ Túi với dải thị pH thang màu pH Túi đựng dải giấy thấm Chai nhựa đựng chất thải catex (nhãn Waste catex) (đặt bàn) BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Bài thực hành P1 14% tổng điểm Câu hỏi 1.1 1.2 Hiệu suất Điểm chảy (m.p.) Tổng Điểm thành phần 16 20 10 50 Điểm Bài Phản ứng haloform dùng tác nhân chất tẩy trắng Các phản ứng định tính phát triển để xác định nhóm chức hợp chất chưa biết Trong thí nghiệm này, thí sinh khảo sát hai thí dụ dùng phản ứng định tính lượng điều chế phòng thí nghiệm với chất phản ứng ban đầu (2-naphthyl)ethanone (A, 2acetonaphthone): • Phản ứng haloform chuyển hoá đặc thù methyl xeton Các xeton phản ứng với dung dịch kiềm hypohalite (hipohalogenit) tạo thành acid carboxylic (sản phẩm B) haloform (trihalomethan) • Phản ứng tác nhân Brady (dung dịch acid 2,4-dinitrophenylhydrazine) với nhóm carbonyl aldehit hay keton tạo thành kết tủa hydrazon màu cam (sản phẩm C) P1.1 Vẽ công thức cấu tạo sản phẩm B C Sản phẩm B Sản phẩm C Lưu ý: • Điểm tổng vào giá trị Rf hợp chất A, B dựa vào chất lượng khối lượng sản phẩm B C Các giá trị Rf tính dựa mỏng (do thí sinh tự tính ban giám khảo tính) • Chất lượng sản phẩm chấm điểm dựa hình ảnh sắc ký mỏng điểm chảy BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 • Lượng dung dịch hypochloride (hypoclorit) cấp khơng đủ để chuyển hố tồn chất đầu A thành sản phẩm B Thí sinh thu hồi phần dư chất A cách chiết acid-base sau tách A dạng hydrazon C nhờ phản ứng với tác nhân Brady Điểm số chấm dựa hiệu suất tổng sản phẩm B C Quy trình thực nghiệm I Phản ứng haloform Bật máy khuấy, chỉnh tốc độ khuấy 540 rpm (vòng/phút) Gác dây đầu đo nhiệt vào kẹp phía trên, nhúng đầu đo nhiệt kim loại vào gần đáy bát nước máy đặt nhiệt độ mức 80 oC Chuyển toàn lượng 2-acetonaphthone từ lọ chứa 0,500 g có nhãn Reactant A vào bình lê 50 mL chứa sẵn từ Đong mL etanol (từ bình tia bàn) ống đong, đổ sang lọ sót chất A để hồ tan Dùng công tơ hút thuỷ tinh (Pasteur pipette) để hút tồn dung dịch sang bình lê Lắp bình phản ứng vào hệ nhúng bát nước Lắp sinh hàn hồi lưu (không cần nối nước làm mát sinh hàn), vặn kẹp to vừa đủ để giữ chặt sinh hàn Hình Khuấy để hồ tan chất A Hình Lắp hệ thống đun nóng phản ứng với bát nước đun cách thuỷ Khi nhiệt độ bát nước đạt 75 °C, rót từ từ toàn dung dịch NaOCl (Bleach) vào hỗn hợp phản ứng qua phễu thuỷ tinh nhỏ đặt phía sinh hàn Khuấy đun hỗn hợp 75–80 °C 60 phút Tắt phần nhiệt máy khuấy từ gia nhiệt Mở kẹp phía noa –khố giữ kẹp vào giáphía để nhấc hệ phản ứng lên khỏi bát nước kẹp lại giá (Rất ý! Cầm vào cán kẹp bình nóng.) Để nguội hỗn hợp phản ứng 15 phút II Xử lý hỗn hợp phản ứng Đặt phễu chiết lên vòng đỡ kim loại hứng bình nón 50 mL khơng có cổ nhám phía Rót hỗn hợp phản ứng nguội qua phễu thuỷ tinh vào phễu chiết Dùng kẹp gắp từ khỏi phễu thuỷ tinh BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Đặt bình nón vào bát nước nóng, rửa sinh hàn ethanol lắp vào bình nón (tương tự Hình 1) Thêm mL dung dịch HCl 20% vào hỗn hợp phản ứng qua phễu thuỷ tinh lắp đầu sinh hàn, sau đun khuấy hỗn hợp 80 °C phút Các tinh thể nhỏ màu cam sản phẩm C bắt đầu hình thành Tắt bếp, mở kẹp phía noa –khố giữ kẹp vào giá- phía để nhấc hệ phản ứng lên khỏi bát nước kẹp lại giá (Rất ý! Cầm vào cán kẹp bình nóng.) Để nguội hỗn hợp phản ứng 15 phút đặt vào bát nước lạnh (chuẩn bị cách hứng nước vòi vào bình 150 mL) IV Phân lập sản phẩm Kiểm tra pH dịch nước từ bước II.6 Acid hoá dịch nước cách cẩn thận nhỏ dung dịch HCl 20%, khuấy hỗn hợp đũa thuỷ tinh Tốn khoảng mL để đạt pH cuối (kiểm tra pH giấy thị pH) Kết tủa trắng sản phẩm B hình thành Lắp hệ thống hút chân khơng (Hình 3) với phễu lọc xốp thuỷ tinh S2 (có nhãn trắng) vào giá thí nghiệm kẹp nhỏ Nối bình lọc hút vào nguồn chân khơng Rót huyền phù sản phẩm B (bước IV.1) vào phễu lọc hút, đợi chất rắn lắng xuống mở van chân không Rất lưu ý: báo cho trợ lý phòng thí nghiệm trước thao tác với van chân không! Rửa chất rắn lần, lần mL nước đề-ion (deionization water) đến pH giọt nước rửa cuống phễu đạt khoảng Tiếp tục hút khan khoảng phút để sơ làm khơ sản phẩm Đóng khố ngắt nguồn chân khơng Dùng thìa để chuyển sản phẩm trắng B vào lọ dán nhãn Student code B để mở nắp bàn cho khô Đổ dịch lọc vào bồn rửa rửa bình lọc Lưu ý: Cẩn thận, tránh cào xước xốp thuỷ tinh vào sản phẩm! Hình Lắp hệ thống lọc hút Lắp hệ thống lọc hút với phễu lọc xốp thuỷ tinh S3 (có nhãn màu da cam) tương tự bước IV.2 Rót huyền phù sản phẩm C (bước III) vào phễu lọc, đợi khoảng phút, sau mở van chân khơng KHƠNG ĐƯỢC khuấy gạt chất rắn thìa lọc rửa, không chất rắn chui qua phễu lọc Rửa kết tủa lần, lần mL ethanol (tổng 15 mL) đến pH giọt dịch lọc đạt trung tính Tiếp tục hút khan kết tủa phút BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 12 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Đóng khố ngắt nguồn chân khơng Dùng thìa chuyển sản phẩm C màu cam vào lọ dán nhãn Student code C để mở nắp bàn cho khô Thu dịch lọc vào chai nhãn Organic waste Lưu ý: Nếu sản phẩm phản ứng chui qua phễu, chuyển dịch huyền phù lọc lần Nếu sản phẩm tiếp tục chui qua phễu xuống dưới, báo cho trợ lí thí nghiệm Trợ lí thí nghiệm thu mẫu thí nghiệm sau ký vào phiếu trả lời thí sinh • Các lọ thuỷ tinh dán nhãn Student code B C chứa sản phẩm thí sinh • Các mỏng sắc ký túi khoá zip có mã thí sinh Student code Mẫu thí nghiệm nộp: Sản phẩm B q Sản phẩm C q TLC Bản q TLC Bản (có thể có) q Chữ ký: _ Student Thí sinh Lab assistant Trợ lý thí nghiệm BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 13 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Bài thực hành P2 Câu hỏi 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Tổng Điểm thành phần 30 30 80 13% Tổng điểm Điểm Bài thực hành P2 Phản ứng đồng hồ phát quang Luminol nguồn phát quang hoá học quan trọng Nhờ chất xúc tác oxi hố−khử thích hợp, Cu2+, luminol phản ứng với tác nhân oxi hoá, hay dùng H2O2, tạo sản phẩm trạng thái kích thích Các chất giải phóng lượng dư thừa cách xạ ánh sáng xanh nước biển Quá trình phản ứng dùng phản ứng đồng hồ, đó, ánh sáng xuất sau thời gian cảm ứng Khi thêm cysteine, Cu(II) bị khử thành Cu(I) giữ lại phức Cu(I)−cysteine, khiến phản ứng oxi hố luminol khó xảy Tuy nhiên, ức chế diễn tạm thời Một loạt phản ứng tác động H2O2 dẫn đến oxi hoá từ từ cysteine sau: Cuối cùng, tất cysteine phản ứng hết, Cu(I) bị oxi hoá lại thành Cu(II), phục hồi hoạt tính xúc tác Điều thị chớp sáng xanh phát quang hoá học Thời gian thấy ánh sáng xuất dùng để nghiên cứu tốc độ phản ứng oxi hoá cysteine xúc tác Cu Quy trình Rất lưu ý: Ln ln giữ dung dịch pipet tránh xa mặt bếp nóng! Việc nhiệt độ thay đổi nhẹ khơng phải vấn đề lớn, kết chấm theo nhiệt độ phản ứng thực mà thí sinh báo cáo Thí sinh không bị chút điểm số liệu ghi lại nhiệt độ khác Tuy nhiên, cần tránh nhiệt, ví dụ đặt dung dịch pipet gần mặt bếp nóng Chú ý: Ghi lại giá trị với số chữ số có nghĩa chữ số thập phân theo yêu cầu Việc làm tròn q mức khiến giám khảo khơng biết kết tìm hay sai Quy trình thực nghiệm chung Ở Phần I, thí sinh pha lỗng hai dung dịch gốc cung cấp ban đầu dạng đặc Ở Phần II, thí sinh đo thời gian phản ứng đồng hồ với hai tập hợp nồng độ chất khác nhau, sau đây: BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 14 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Thể tích ống nghiệm màu đen Water Luminol in NaOH Trong ống li tâm Cys dil H2O2 dil Cu Tập hợp nồng độ Set#1 3,00 cm 2,50 cm 3,30 cm 0,50 cm 0,70 cm Tập hợp nồng độ Set#2 3,30 cm 2,50 cm 3,30 cm 0,50 cm 0,40 cm Các thí sinh nên thử chạy thí nghiệm lần cho quen thao tác trước chạy thức để lấy kết Vì tốc độ phản ứng phụ thuộc nhiệt độ, thí sinh phải ghi lại nhiệt độ thực tế tất lần lặp lại thí nghiệm Nhiệt độ hỗn hợp phản ứng cần đo NGAY LẬP TỨC SAU KHI ghi lại thời gian cần để xuất ánh sáng xanh nước biển Khi xử lí số liệu, nhiệt độ hiển thị hình nhiệt kế cần hiệu chỉnh cách cộng với số hiệu chỉnh nhiệt kế Hằng số in mẩu giấy nhỏ đặt giỏ chứa đồ thí nghiệm Bài Sau đó, thời gian phản ứng t(x oC) ghi x oC (đã hiệu chỉnh) cần chuẩn hoá chuyển sang thời gian t(25 oC) 25 oC Sự chuẩn hoá thời gian phản ứng 25oC tiến hành đơn giản cách nhân t(x oC) với hệ số chuẩn hoá nx→25: t 25 °C = nx→25 t x °C Các giá trị hệ số chuẩn hoá nx→25 tương ứng với nhiệt độ khác liệt kê Bảng P2 cuối thực hành I Pha loãng dung dịch gốc đặc Các dung dịch H2O2 (2,00 mol dm−3) cysteine (0,100 mol dm−3) cung cấp dạng đặc, có nhãn H2O2 conc Cys conc Sử dụng pipet bầu cm3 bình định mức 50 cm3, pha loãng 5,00 cm3 dung dịch thành 50,00 cm3 với nước đề−ion chứa dung dịch pha loãng bình có nhãn tương ứng H2O2 dil Cys dil Để đo thể tích dung dịch bước tiếp theo, gán sử dụng pipet chia vạch cho lọ Các pipet cm3 dùng cho Luminol in NaOH, Cys dil., Water Các pipet cm3 dùng cho Cu (2,00 mmol dm−3) H2O2 dil II Quy trình phản ứng đồng hồ Chú ý: Đọc toàn phần II thật cẩn thận trước bắt đầu thí nghiệm Đặt ống nghiệm màu đen bình eclen đóng vai trò giá đỡ Sử dụng pipet gán cho lọ lấy chất với thể tích bảng, gồm Water, Luminol in NaOH Cys dil cho vào ống nghiệm màu đen Đặt ống li tâm nhỏ bên cốc nhựa nhỏ thêm vào ống chất với thể tích ra, gồm dung dịch Cu H2O2 dil BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 15 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Ngay lập tức, đặt ống li tâm nhỏ vào ống nghiệm màu đen – thật nhẹ nhàng, để không trộn lẫn hai dung dịch! Vặn nắp ống nghiệm đen Vặn vừa đủ chặt lắc mạnh ống sau Rất ý: Khơng vặn q mạnh đến mức chờn ren làm hỏng ống nghiệm, ống nghiệm bị rò rỉ Nếu điều xảy ra, cần yêu cầu thay (sẽ bị trừ điểm thay thế) Cầm sẵn đồng hồ bấm tay, chế độ bấm Bấm thời điểm bắt đầu lắc ống nghiệm Cần lắc thật mạnh khoảng đủ 10 giây để hai dung dịch trộn lẫn hồn tồn Đặc biệt ý phải lắc đủ thời gian nói Để lại ống nghiệm vào bình eclen, mở nắp nhìn sát vào dung dịch bên Có thể dùng tay để che bớt ánh sáng bên cho dễ thấy Cuối cùng, bắt đầu nhìn thấy ánh sáng xanh nước biển dung dịch Tại thời điểm này, bấm dừng ghi lại thời gian phản ứng Ngay lập tức, đặt đầu dò kim loại nhiệt kế điện tử vào ống nghiệm đen Đợi đến số đo ổn định (thông thường 10 – 30 giây) ghi lại nhiệt độ phản ứng Sử dụng kẹp kim loại để nhấc ống li tâm nhỏ khỏi ống nghiệm đen Sau thí nghiệm, đổ bỏ hoá chất dư thừa ống rửa hai ống làm khô ống khăn giấy Các số liệu đo xử lí P2.1 Trong bảng sau đây, ghi lại kết thí nghiệm cho tập hợp nồng độ Set#1 Cộng thêm số chuẩn hoá nhiệt kế vào nhiệt độ hiển thị đọc Tra giá trị hệ số chuẩn hoá nx→25 cho nhiệt độ Bảng P2 tính thời gian phản ứng chuẩn hoá 25 oC Trong trường hợp nhiệt độ không liệt kê Bảng P2, xin giá trị nx→25 từ trợ lí phòng thí nghiệm Chú ý: Như chuẩn độ, thường sai lệch cho giá trị đọc ±0,1 cm3; sai lệch cho giá trị thời gian chuẩn hoá cho tập hợp nồng độ Set#1 ±2,3 s (Lặp lại thí nghiệm với số lần tuỳ ý thấy cần thiết, không thiết điền hết số liệu vào hàng bảng Sẽ chấm điểm giá trị trung bình cuối cùng.) Lần Thời gian phản ứng [giây] Nhiệt độ hiển thị [oC] chữ số thập phân chữ số thập phân Nhiệt độ hiệu chỉnh [oC] chữ số thập phân Thời gian phản ứng chuẩn hố 25oC [giây] chữ số có nghĩa Tập hợp Set#1 Giá trị trung bình thời gian phản ứng chuẩn hố cho tập hợp nồng độ Set#1 BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 16 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 P2.2 Trong bảng đây, ghi lại kết thực nghiệm, nhiệt độ hiệu chỉnh tính thời gian phản ứng chuẩn hoá 25 oC cho tập hợp nồng độ Set#2 Chú ý: Như chuẩn độ, thường sai lệch cho giá trị đọc ±0,1 cm3; sai lệch cho giá trị thời gian chuẩn hoá cho tập hợp nồng độ Set#2 ±3,0 s (Lặp lại thí nghiệm với số lần tuỳ ý thấy cần thiết, không thiết điền hết số liệu vào hàng Sẽ chấm điểm giá trị trung bình cuối cùng.) Lần Thời gian phản ứng [giây] chữ số thập phân Nhiệt độ hiển thị [oC] chữ số thập phân Nhiệt độ hiệu chỉnh [oC] chữ số thập phân Thời gian phản ứng chuẩn hoá 25oC [giây] chữ số có nghĩa Tập hợp Set#2 Giá trị thời gian trung bình phản ứng chuẩn hoá cho tập hợp nồng độ Set#2 P2.3 Dựa vào quy trình nồng độ dung dịch gốc (được Bảng liệt kê hoá chất Phần I quy trình), tính nồng độ đầu cysteine, đồng H2O2 hai tập hợp nồng độ Viết lại giá trị thời gian trung bình (t1 t2) từ P2.1 P2.2 theo phút tính vận tốc phản ứng tương ứng (v1 v2), biểu diễn dạng tốc độ tiêu thụ cysteine, theo mmol dm−3 phút−1 Có thể giả thiết, tốc độ tiêu thụ cysteine không đổi q trình phản ứng Nếu khơng có câu trả lời, sử dụng giá trị vận tốc 11,50 cho tập hợp nồng độ Set#1 5,500 cho tập hợp nồng độ Set#2 vào sử dụng giá trị tính tốn Các nồng độ đầu −3 [mmol dm ] chữ số có nghĩa Cysteine Copper [Cu] Thời gian phản ứng trung bình [phút] H 2O chữ số Tốc độ phản ứng [mmol dm−3 phút−1] chữ số có nghĩa có nghĩa Tập hợp Set#1 Tập hợp Set#2 BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 17 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 P2.4 Giả thiết tốc độ phản ứng biểu diễn dạng v = k H2 O2 p sử dụng kiện thực nghiệm để tính bậc phản ứng riêng phần p cho H2O2 Biểu diễn kết với chữ số thập phân trình bày chi tiết tính tốn Trả lời: p= Tính tốn: Một phương trình định luật tốc độ cho tiêu thụ cysteine gần thực tế phức tạp có dạng: v = k1 H2 O2 Cu + k2 Cu P2.5 Sử dụng liệu P2.3, đánh giá phụ thuộc v vào [H2O2] dạng hàm tuyến tính để tìm hệ số góc a hệ số chặn b Biểu diễn kết với chữ số có nghĩa Nếu khơng có câu trả lời, viết giá trị 11,50 vào tính tiếp giá trị a b Trả lời (phải có đơn vị, khơng cần trình bày tính tốn): v = a H2 O2 + b P2.6 a= b= Sử dụng giá trị số từ P2.5 để tính số tốc độ k1 k2 Biểu diễn kết với chữ số có nghĩa Trả lời (cần có đơn vị): k1 = k2 = Trình bày tính tốn chi tiết: BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 18 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Bảng P2 Các hệ số chuẩn hoá nx→25 để chuyển đổi thời gian phản ứng đo nhiệt độ khác o sang thời gian phản ứng 25,0 C, riêng bảng phần nguyên thập phân ngăn cách với dấu chấm BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 19 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Bài thực hành P3 13% tổng điểm Câu hỏi 3.1 Điểm thành phần 3.2 20 3.3 3.4 3.5 2 16 Điểm Câu hỏi 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 Tổng Điểm thành phần 20 75 Điểm Bài thực hành P3 Xác định loại nước khống Ở Slovakia có nhiều suối nước khống nóng Các loại nước khống có thành phần cân chứa cacbon đioxit tự nhiên nhân tạo đóng chai tiêu thụ thị trường Những loại nước không chứa anion nitrit, nitrat, photphat, florua sunfit; không chứa cation sắt mangan Hàm lượng số ion quan trọng ghi nhãn sản phẩm Thí nghiệm mục đích xác định mẫu nước khống (có nhãn hiệu cho Bảng P3.1) Chú ý: Mẫu nước khoáng loại CO2 Bảng P3.1 Hàm lượng ion số loại nước khoáng Slovakia (số liệu cung cấp nhà phân phối) −3 Số thứ tự Nhãn hiệu Kláštorná 290 74 71 16 15 89 341 Budišská 200 50 445 50 25 433 535 Baldovská 378 94 90 78 215 557 Santovka 215 67 380 45 177 250 462 Slatina 100 45 166 40 104 168 653 Fatra 45 48 550 16 36 111 693 Ľubovnianka 152 173 174 10 20 739 Gemerka 376 115 85 30 257 532 Salvator 473 161 214 30 116 124 585 10 Brusnianka 305 101 187 35 59 774 884 11 Maxia 436 136 107 18 37 379 715 Hàm lượng ion, mg dm Ca 2+ Mg 2+ Na + K + Cl − SO4 2− HCO3 − BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 20 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Chú ý: • Sử dụng kí hiệu thể tích nồng độ để viết cơng thức tính trước thay số • Nhựa trao đổi cation (Catex) ngâm trương dạng H+ Dùng pipet nhựa loại dày để chuyển nhựa trao đổi từ lọ ống đong (như hình dưới) Có thể thêm nước đề-ion vào lọ đựng nhựa trao đổi cần thiết (không để nhựa bị khơ) • Nồng độ mol dung dịch chuẩn là: c(NaOH) = 0,2660 mol dm−3 c(EDTA) = 5,965 × 10−3 mol dm−3 Qui trình 1.a Lấy 5,00 cm3 (kí hiệu V1) nhựa catex (như hình bên) vào ống đong chia độ Sau dùng nước đề-ion chuyển toàn nhựa catex ống đong vào bình chuẩn độ Thêm lượng nước đề-ion thích hợp để lắc nhựa để quan sát màu dung dịch bình chuẩn độ 1.b Thêm tiếp 3–4 giọt thị bromthimol xanh (có nhãn BTB) khoảng g NaCl rắn (khoảng nửa thìa) vào bình chuẩn độ Lắc NaCl tan hết, chuẩn độ toàn ← Mức Catex (5,00 cm3) hỗn hợp bình dung dịch NaOH chuẩn, dừng chuẩn độ dung dịch chuyển màu từ vàng sang xanh nước biển (blue), ghi lại thể tích (kí hiệu V2) Tại gần điểm tương đương, lưu ý chuẩn độ chậm lắc kĩ để tồn chất phân tích nhựa catex khuếch tán vào dung dịch Lặp lại thí nghiệm cần 1.c Sau phép chuẩn độ, chắt phần dung dịch phía nhựa catex bỏ đi, phần nhựa catex đổ vào bình thải có nhãn Waste catex P3.1 Viết phương trình trao đổi ion, phương trình chuẩn độ phương trình điểm cuối chuẩn độ qui trình Sử dụng kí hiệu R–H cho cơng thức hố học nhựa catex dạng H+ kí hiệu HInd cho thị BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 21 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 P3.2 Viết giá trị thể tích chuẩn độ giá trị trung bình qui trình vào bảng sau (Khơng thiết phải điền hết ba dòng thành phần) Số thứ tự Thể tích nhựa catex V1 [cm3] Thể tích NaOH dùng chuẩn độ V2 [cm3] 5,00 Giá trị trung bình V2 Ghi đủ chữ số có nghĩa P3.3 Dùng giá trị trung bình V2 để tính dung lượng trao đổi ion QV(H+) theo đơn vị mmol cm-3 Q trình tính: Nếu khơng tính giá trị QV(H+), sử dụng giá trị 1,40 mmol cm-3 cho tính tốn 2.a Dùng ống đong chia độ pipet nhựa, lấy 5,00 cm3 nhựa catex (kí hiệu V3) Chuyển tồn nhựa catex vào cốc thuỷ tinh 250 cm3 Dùng pipet, thêm xác 50,00 cm3 (kí hiệu V4) dung dịch mẫu nước khống (trong bình có nhãn Sample) Lắc nhẹ hỗn hợp khoảng phút để trình trao đổi xảy hoàn toàn Đặt phễu thuỷ tinh xốp loại S1 lên eclen, sau lọc rửa nhựa catex nước đề-ion đến pH trung tính (dùng giấy thử pH để kiểm tra) Bỏ phần nước lọc eclen 2.b Dùng nước đề-ion chuyển toàn nhựa catex phễu vào bình chuẩn độ 2.c Thêm tiếp 3–4 giọt thị bromthimol xanh (BTB) khoảng g (nửa thìa) NaCl, lắc NaCl tan hết, chuẩn độ tồn hỗn hợp bình dung dịch NaOH chuẩn, dừng chuẩn độ dung dịch chuyển màu từ vàng sang xanh nước biển (blue), ghi lại thể tích (kí hiệu V5) Lặp lại thí nghiệm cần 2.d Sau phép chuẩn độ, chắt phần dung dịch phía nhựa catex bỏ đi, phần nhựa catex đổ vào bình thải có nhãn Waste catex P3.4 Viết phương trình phản ứng trình trao đổi ion Ion hố trị kí hiệu M+, ion hố trị hai kí hiệu M2+ BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 22 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 P3.5 Viết giá trị thể tích chuẩn độ giá trị trung bình qui trình vào bảng sau (Không thiết phải điền đủ ba dòng thành phần) Số thứ tự Thể tích nhựa Catex V3 [cm3] Thể tích mẫu V4 [cm3] 5,00 50,00 Thể tích NaOH dùng chuẩn độ V5 [cm3] Giá trị trung bình V5 Viết đủ chữ số có nghĩa P3.6 Qui tất cation dung dịch ion M+ Dùng giá trị trung bình V5 để tính nồng độ mol tổng cation qui đổi mẫu nước, kí hiệu c*(M+), theo mmol dm-3 Ghi rõ cơng thức tính c*(M+) theo kí hiệu nồng độ thể tích cho Qui trình tính Nếu khơng tính giá trị c*(M+), dùng giá trị 35,00 mmol dm-3 cho tính tốn Qui trình sau để xác định nồng độ tổng Ca2+ Mg2+ (kí hiệu chung M2+) chuẩn độ complexon Hút xác 10,00 cm3 (kí hiệu V6) dung dịch mẫu vào bình chuẩn độ thêm khoảng 25 cm3 nước đề-ion vào bình Điều chỉnh pH cách thêm cm3 dung dịch đệm (có nhãn BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 23 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Buffer) Thêm thị Eriocrom đen T (trong lọ có nhãn EBT, dùng thìa gạt nhỏ để lấy), lắc để tan hết thị, chuẩn độ hỗn hợp dung dịch EDTA chuẩn đến dung dịch chuyển từ đỏ vang sang xanh, ghi lại thể tích (kí hiệu V7) P3.7 Viết giá trị thể tích chuẩn độ giá trị trung bình qui trình vào bảng sau (Khơng thiết phải điền đủ ba dòng thành phần) Số thứ tự Thể tích mẫu V6 [cm3] Thể tích EDTA dùng chuẩn độ, V7 [cm3] 10,00 Giá trị trung bình V7 Viết đủ chữ số có nghĩa P3.8 Dùng giá trị thể tích trung bình V7, tính nồng độ mol cation M2+ mẫu nước khống, kí hiệu c(M2+) theo mmol dm−3 Qui trình tính: Nếu khơng tính giá trị c(M2+), dùng giá trị 15,00 mmol dm-3 cho tính tốn Dùng Bảng P3.2 cho việc xác định mẫu nước sau P3.9 Trong bảng P3.2, viết giá trị thực nghiệm tính từ ý P3.6 P3.8 đánh dấu tích (ü ) vào hàng giá trị c(M2+) c*(M+) gần với giá trị nhãn (không khác ±10%) BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 24 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Bảng P3.2 Loại nước khoáng Số tứ tự Số liệu cung cấp 2+ + c(M ) Nhãn hiệu c(M ) −3 −3 [mmol dm ] [mmol dm ] Phù hợp với thực nghiệm Nồng độ tổng ion qui đổi + c*(M ) −3 [mmol dm ] Phù hợp theo 2+ c(M ) Phù hợp theo + c*(M ) … … Giá trị thực nghiệm … Kláštorná 10,30 3,50 24,1 Budišská 7,06 20,63 34,7 Baldovská 13,32 3,91 30,5 Santovka 8,13 17,67 33,9 Slatina 4,35 8,25 16,9 Fatra 3,11 24,32 30,5 Ľubovnianka 10,92 7,70 29,5 Gemerka 14,13 3,70 32,0 Salvator 18,46 10,07 47,0 10 Brusnianka 11,79 9,03 32,6 11 Maxia 16,50 5,11 38,1 P3.10 Dựa vào kết thực nghiệm, cho biết mẫu nước nước khống nhãn hiệu Tích (ü ) vào (các) số thứ tự tương ứng loại nước khống Số thứ tự Nhãn hiệu Số thứ tự Nhãn hiệu Kláštorná Ľubovnianka Budišská Gemerka Baldovská Salvator Santovka 10 Brusnianka Slatina 11 Maxia Fatra 12 Khác BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 25 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Xin thêm hoá chất làm vỡ dụng cụ Tên hoá chất dụng cụ làm vỡ Điểm phạt BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT Chữ kí Học sinh Trợ lí phòng thí nghiệm 26 ... BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 13 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Bài thực hành P2 Câu hỏi 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Tổng Điểm thành... chấm BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT 19 VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Bài thực hành P3 13% tổng điểm Câu hỏi 3.1 Điểm thành phần... (nhãn Waste catex) (đặt bàn) BÀI THI THỰC HÀNH, BẢN CHÍNH THỨC TIẾNG VIỆT VNM-1 INTERNATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD / SLOVAKIA & CZECH REPUBLIC, 2018 Bài thực hành P1 14% tổng điểm Câu hỏi