Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия 


Скачать 71.04 Kb.
НазваниеЗадачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия 
Дата публикации14.05.2013
Размер71.04 Kb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Химия > Документы


Задачи IV Открытого турнира юных химиков Новосибирской области

Химия  www.nrc-rodnik.ru

chubarovalesha@mail.ru  vkontakte.ru/club25479708

26-29 апреля 2013

Новосибирский государственный университет

Центр дополнительного образования детей «ДИОГЕН»

Кафедра химии СУНЦ НГУ

Задача № 1 Саламандра

Саламандра - это мифическое существо, представляющее собой маленькую ящерицу, живущую в огне. Обычно алого цвета, но в зависимости от жара пламени, в котором она рождается, бывает голубая или оранжевая. Средневековые алхимики называли это создание духом и душой огня (саламандра, в переводе с  перс. samandar: sām = огонь, andarūn = внутри). Считалось, что для каждой из четырех стихий – вода, огонь, воздух и земля – должны существовать животные, свободно там обитающие. Таким животным и является огненная саламандра.

Было принято считать, что живет саламандра только пока пылает породивший ее огонь, предложите объяснение этому мифу. Какие особенности метаболизма, а также строение внешнего защитного покрова, позволяют саламандре жить в пламени?
^ Задача № 2 Лед

Вода в пустыне роскошь, а вот настоящий лед с фруктами или сладостями считался лакомством достойным царя. Возможностью получения льда в пустыне владели далеко не всякие мудрецы, которых из-за их необычных учений часто ещё называли колдунами, и они не делились своими знаниями. В настоящее время существует большой ассортимент различных термосов и переносных “холодильников”. Однако все они лишь сохраняют температуру помещенных в них предметов. При различных путешествиях в жарких странах или при получении травм в походных условиях, было бы очень кстати иметь под рукой холодную воду или лед.

Повторите изобретение великих мудрецов древности и придумайте варианты устройства (не менее 2), принцип действия которого основан на физико-химических превращениях, которое бы могло позволить охлаждение различных предметов, прежде всего воды, в условиях отсутствия электричества. Оцените температуру, до которой предложенное вами устройство способно охладить 100 г воды комнатной температуры (25ºС). Возможно ли использование вашего устройство много раз без «подзарядки»?
^ Задача № 3 Человек-паук

В 1962 году издательством Marvel был выпущен первый комикс о человеке-пауке. С тех пор вышло много различных вариантов развития сюжета, появилось много различных врагов и соратников главного героя. Несмотря на все отличия, главной линией сюжета, которая присутствует во всех комиксах, мультсериалах и фильмах, является способность человека-паука передвигаться по стенам (липкость рук) и испускать паутину, как с помощью специального устройства, так и без него.

Предложите ваши варианты состава самой паутины (природные и искусственные заменители), а также клеящего вещества. При решении задачи не забывайте, что паутина существует нескольких видов – клейкая и нет, а также обладает высокой прочностью и легкостью.
^ Задача № 4 Заменитель хлорофилла

Зеленые ароматные луга и колеблющаяся от ветра листва деревьев жарким летом… Лечебный бальзам для глаз длинными, холодными, зимними вечерами. Как известно, веществом, придающим зеленый цвет листьям растений, а также ответственным за фотосинтез в большинстве растений, является хлорофилл. Он обладает специфической структурой, которая и позволяет ему принимать участие в процессе фотосинтеза.

Предложите варианты других молекул, которые могли бы выполнять функции хлорофилла (прежде всего поглощение света), но придавали бы листьям растений другую окраску. Будем ли меняться эффективность процесса улавливания энергии предложенной Вами молекулой, как и почему?
^ Задача № 5 Собака Баскервилей

В одной из книг сэра Артура Конан Дойла описывается семейный призрак – огромная собака, черного окраса со светящейся мордой, известная как собака Баскервилей.

Чудовище, лежавшее перед нами, поистине могло кого угодно испугать своими размерами и мощью… Его огромная пасть все еще светилась голубовато-зеленым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я

дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.

- Фосфор, - сказал я.

- Да, и какой-то особый препарат, - подтвердил Холмс, потянув носом.

- Без запаха, чтобы у собаки не исчезло чутье.

Подумайте, возможно ли, применение веществ, описанных в книге. Что Вы можете предложить использовать для того, чтобы сделать морду собаки светящейся в темноте в видимом диапазоне (не менее 3 вариантов)? Учтите, что вещество должно быть безвредным для здоровья животного и, желательно, не иметь запаха.
^ Задача № 6 Краска для волос

У героини Милы Йовович в фильме «Ультрафиолет» и у Нимфадоры Тонкс в книгах о Гарри Потере была одна особенность – они могли произвольно, без каких либо приспособлений и даже не касаясь, менять цвет своих волос. Если во втором случае это объяснялось магией, то в первом являлось иллюстрацией технологий будущего.

Предложите возможный способ обработки волос, основанный на химических реакциях, чтобы можно было очень быстро поменять цвет. Оцените время необходимое для изменения цвета волос, а также поясните механизм протекания этого процесса.

Но главное, помните, что главные потребители – женщины, которые непременно оценят различные варианты окраски (предложите несколько возможных цветов), простоту применения и легкость очистки волос от краски, если надоест.
^ Задача № 7 Таблетки с запахом

В трилогии фантаста Сергея Лукьяненко «Принцесса стоит смерти» у главного героя, после того, как его корабль терпит крушение, в аварийном спасательном комплекте находятся особые таблетки. Называются они пищевым рационом и служат заменой нормальной еде в случае ее полного отсутствия. Состав их прост и понятен – все необходимое: жиры, углеводы, белки, витамины и микроэлементы; ничего лишнего. Однако была у них одна особенность, а именно – они меняли запах при изменении пищевой ценности и качества таблетки, вплоть до момента, когда ее уже опасно было применять в пищу.

Какие вещества должны входить в состав, чтобы вызывать подобные эффекты? Какие механизмы провоцируют эти изменения? Желательно учесть, что это какая-никакая пища, а соответственно вещества должны быть безвредны для здоровья и должны желательно приятно пахнуть.
^ Задача № 8 Разгон облаков

"Способ разгона облаков (дождевых или обычных) в дни праздников или по другим целям в настоящее время отработан достаточно хорошо. Однако обратный процесс - создание или имитация облачности остается пока фантастикой. Меж тем, подобная технология могла бы заметно облегчить жизнь, к примеру, обитателям жарких и безоблачных пустынь.

^ Предложите способ создания облачности, основанный на физико-химических превращениях, а также оцените экологичность предложенного Вами способа.

Задача № 9 Чужой

Чужой» — классический научно-фантастический фильм режиссёра Ридли Скотта. Созданное автором существо, называемое «чужым» имело ряд интересных особенностей, одной из которых было свойство крови быстро растворять большинство известных науке конструкционных материалов и полимеров, в том числе и различных биополимеров. Придумайте вещество или вещества, которое могло бы соответствовать этому свойству. Предложите идеи почему оно не растворяет самого чужого.


^ Задача № 10 Необычное растение

В Пятикнижии (книга 2, глава 3) есть упоминание о растении, которое горит, но не сгорает. «Моисей пас овец у Иофора, тестя своего, священника Мадиамского. Однажды провел он стадо далеко в пустыню и пришел к горе Божией, Хориву. И явился ему Ангел Господень в пламени огня из среды тернового куста. И увидел он, что терновый куст горит огнем, но куст не сгорает.

Если бы человек захотел, прибегнув к помощи химический знаний, то есть «создать» горящий куст, который не гибнет, то каким образом он смог бы это сделать? Придумайте не менее двух принципиально различных способов создания такого необычного эффекта основанного на физико-химических превращениях.
^ Задача 11 Жесткая вода

Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са2+) и в меньшей степени магния (Mg2+). Они взаимодействуют с анионами, образуя соли способные выпадать в осадок. В результате этого усиливается коррозия бытовых проточных приборов, нагревателей, в жесткой воде хуже мылится мыло, увеличивается расход стирального порошка. Для умягчения можно использовать специальные фильтры, которые содержат в себе ионообменные смолы. Последние, получаемые на основе полимеров, содержат в своём составе подвижные ионы натрия, способные обмениваться на ионы внешней среды.

Придумайте вариант (не менее 3) ионообменной смолы из природных или синтетических полимеров. Сравните предложенные вами полимеры по их целесообразность использования для таких процессов (плюсы и минусы). Предложите способ, как перевести смолу в Na+ или K+ форму, и как после использования регенерировать ее обратно. Обратите внимание, что слишком мягкая вода имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в зависимости от уровня рН оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы.
^ Задача 12 Да будет свет…

Часто при различных аварийно-спасательных работах, подводном плавании или спелеологии необходимы альтернативные источники света. Например, при накоплении горючего газа нельзя использовать открытое пламя, да и электричество тоже либо опасно использовать (одной искры будет достаточно для взрыва), либо его трудно доставить в нужный срок. Для решения этой проблемы были предложены химические источники света. В настоящее время это пластиковые палочки, которые при надламывании начинают светиться бледным светом. Сейчас в таких палочках часто используют люминол, который при взаимодействии с перекисью водорода дает синее свечение.

Предложите 3 состава (за исключением выше названного) для таких химических источников света, причем цвета излучения должны быть разными (например, синий, зеленый и желтый). Вместо этих можете предложить другие варианты цветов, но не менее 3. Объясните механизм свечения предложенного Вами варианта, а также оцените простоту использования и длительность свечения.
Организаторы турнира благодарят всех авторов статей, чьи материалы были использованы при составлении задач.

Всего Вы можете отказаться от решения 4 задач (см. вечные отказы в правилах турнира) без потери баллов. Все вопросы по задачам задавать по электронной почте chubarovalesha@mail.ru или в группе в социальной сети «Вконтакте».
С уважением, Оргкомитет Химического турнира.

Составители задач: © Чубаров А.С., Антонова Н.М., Чуланова Е.А., Бородин В.А., Литвинова Ю.М.

Похожие:

Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconОб открытом Турнире юных химиков Новосибирской области
Специализированный учебно-научный центр Новосибирского государственного университета
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconОбщие положения
Новосибирской области, Новосибирское ро досааф россии, Новосибирская автомобильная федерация, Некоммерческое партнерство «Транспортный...
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconЮных химиков
Ятельности учащихся средних учебных заведений в области химии, возможность для учащихся проявить свои творческие способности, реализовать...
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconПридумывается Организатором турнира
Регламент открытого турнира Волгоградской ассоциации студентов по парламентским дебатам
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconЗаявление
Прошу допустить меня к сдаче вступительных экзаменов для поступления в магистратуру по направлению «Химия», программе «Химия высокомолекулярных...
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconЭкологическая концепция развития Новосибирской области
В основу Концепции заложен приоритет сохранения и приумножения природных ресурсов для всех последующих поколений граждан Новосибирской...
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconСправочника для химиков, инженеров и врачей «Вредные вещества в промышленности»
Данные по токсикологии металлов из Справочника для химиков, инженеров и врачей «Вредные вещества в промышленности», под ред проф....
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconЗакон новосибирской области
О дополнительной социальной гарантии при проезде на пассажирском транспорте на территории Новосибирской области
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconПоложение о проведении открытого airsoft турнира Цели и задачи соревнования
Определение личного и командного первенства в практической стрельбе airsoft из пистолета и карабина (автомат)
Задачи IV открытого турнира юных химиков Новосибирской области Химия  iconБолото «У озера»
Первое лицо Новосибирской области: Василий Юрченко (губернатор Новосибирской области)
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница