Цель: развитие познавательной активности учащихся, популяризация химических знаний.
Порядок проведения конкурса:
Конкурсные вопросы разбиты по тематическому признаку на пять групп:
РАЗДЕЛ “Ученые химики - лауреаты Нобелевской премии”
РАЗДЕЛ “Великие химики в искусстве”.
РАЗДЕЛ “Ученые химики в годы Великой Отечественной войны”
РАЗДЕЛ “Открытия, которые изменили мир”
РАЗДЕЛ “Великие химики России”
Каждый тематический блок содержит по пять вопросов различной степени сложности. Вопросы различных уровней сложности оцениваются различным количеством баллов.
Команды в очередности, определенной жеребьевкой, выбирают тематику и уровень сложности вопроса. На выбранный вопрос отвечают в письменной форме все команды одновременно. Время на письменный ответ 2 минуты. По истечении времени ответы на специальных бланках собирают рефери. Правильность ответов и количество набранных баллов определяет счетная комиссия и оглашает текущие результаты игры через каждые пять вопросов. Окончательный итог конкурса подводит жюри конкурса.
1. РАЗДЕЛ “Ученые химики - лауреаты Нобелевской премии”
1. Где и когда вручается Нобелевская премия по химии?
Ответ: Нобелевская премия по химии — высшая награда за научные достижения в области химии, ежегодно присуждаемая Нобелевским комитетом в Стокгольме 10 декабря.
2. Кто, в каком году и за что получил первую нобелевскую премию по химии?
Ответ: 1901 год Вант Гофф Якоб Хендрик (Нидерланды) Открытие законов в области химической кинетики и осмотического давления.
3. Назовите фамилию русского химика, первым получившим нобелевскую премию по химии.
Ответ: Николай Николаевич Семёнов, удостоенный этой награды в 1956 г. “за разработку теории цепных химических реакций”.
4. В каком году Д,И. Менделеев выдвигали на присуждение премии и за что?
Создание периодической системы элементов датируется 1869 г., когда появилась первая статья Менделеева “Опыт системы элементов, основанной на атомном весе и химическом сходстве”. Тем не менее в 1905 г. в Нобелевский комитет поступили первые предложения о присуждении ему премии. В 1906 г. Нобелевский комитет большинством голосов рекомендовал Королевской академии наук присудить премию Д. И. Менделееву. В обширном заключении председатель комитета О. Петтерсон подчёркивал, что к настоящему времени ресурсы менделеевской таблицы отнюдь не исчерпаны, а недавнее открытие радиоактивных элементов ещё более расширит её рамки. Однако на тот случай, если академики усомнятся в логике их аргументации, члены комитета в качестве альтернативы назвали и другую кандидатуру — французского учёного Анри Муассана. В те годы академики так и не сумели преодолеть существовавшие в уставе формальные препоны. В результате лауреатом Нобелевской премии 1906 г. стал Анри Муассан, награждённый “за большой объём проделанных исследований, получение элемента фтора и введение в лабораторную и промышленную практику электрической печи, названной его именем”.
5. Назовите фамилии химиков дважды лауреатов Нобелевской премии.
Ответ: Трое лауреатов получили Нобелевскую премию дважды. Первой удостоилась столь высокого отличия Мария Склодовская-Кюри. Вместе с мужем, французским физиком Пьером Кюри, в 1903 г. она стала обладательницей Нобелевской премии по физике “за исследования явлений радиации, открытых профессором Анри Беккерелем”. Вторая премия, теперь уже по химии, была присуждена Склодовской-Кюри в 1911 г. “за заслуги в исследованиях открытых ею элементов радия и полония, выделении радия и изучении природы и соединений этого удивительного элемента”.
“За исследование природы химической связи и объяснение с её помощью структуры комплексных соединений” в 1954 г. стал нобелевским лауреатом американский химик Лайнус Карл Полинг. Всемирной его известности способствовали не только выдающиеся научные достижения, но и активная общественная деятельность. В 1946 г., после атомной бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, он включился в движение за запрещение оружия массового уничтожения. Наградой ему послужила Нобелевская премия мира 1962 г.
Обе премии английского биохимика Фредерика Сенгера — по химии. Первую он получил в 1958 г. “за установление структур белков, особенно инсулина”. Едва завершив эти исследования и ещё не дождавшись заслуженной награды, Сенгер погрузился в проблемы смежной области знаний — генетики. Спустя два десятилетия он, в сотрудничестве с американским коллегой Уолтером Гилбертом, разработал действенный метод дешифрирования структуры цепей ДНК. В 1980 г. это выдающееся достижение учёных было отмечено Нобелевской премией, для Сенгера — второй.
2. РАЗДЕЛ “Великие химики в искусстве”.
1. Кому Ломоносов посвятил эти строки и в связи, с каким событием?
О вы, которых ожидает
Отечество от недр своих
И видеть таковых желает
Каких зовет от стран чужих,
О, ваши дни благословенны!
Дерзайте ныне ободренны
Раченьем вашим показать
Что может собственных Плутонов
И быстрых разумом Невтонов
Российская земля рождать!
Науки юношей питают, отраду старым подают
В счастливой жизни украшают, в несчастный случай берегут.
В домашних трудностях утеха, и в дальних странствах не помеха,
Науки пользуют везде: среди народов и в пустыне,
В градском шуму и наедине, в покое сладки и в труде!
Ответ: Царица Елизавета Петровна благоволила Ломоносову. В день восшествия императрицы на престол, в 1747г., Ломоносов пишет для нее оду, в которой обращается к молодежи, призывая ее овладевать знаниями, служить отечеству.
2. Звучит фрагмент из оперы “Князь Игорь” - “Улетай на крыльях ветра”
Кто автор этой музыки и какое отношение к химии он имеет?
Ответ: (портрет) великий музыкант – химик Александр Порфирьевич Бородин.
3. А.П. Бородин своей основной профессией считал химию, но, как композитор, он оставил в истории культуры больший след. Бородин-композитор имел привычку писать ноты своих музыкальных произведений карандашом. Но карандашные записи недолговечны. Чтобы сохранить их, Бородин-химик покрывал рукопись.........
Ответ: раствором желатина или яичным белком.
4. Назовите автора этих картин и технику в которой они выполнены:
- “Нерукотворный спас”
- “Апостол Петр”
- “Александр Невский”
- “Бог – отец”
Ответ: Свыше 17 лет своей жизни Ломоносов посвятил исследованиям в области стеклоделия. Ломоносова сильно интересовали работы итальянских мастеров, мозаиков, сумевших создать тысячи оттенков, выполненных из цветного стекла, смальт, как их тогда называли. В его мастерской было создано много мозаичных картин. Ломоносов с большим уважением, даже обожанием относился к Петру I. В память о нем он хотел создать мавзолей, где картины, пол, стены, колонны, гробницы – все должно было быть сделано из цветного стекла, но болезнь и смерть оборвали его планы.
5. В течение всей своей жизни Менделеев много путешествовал: он посетил более 100 городов мира, был в Европе, Америке. И всегда находил время интересоваться искусством. В 1880-х гг. Менделеев сблизился с представителями русского реалистического искусства, передвижниками: И.Н.Крамским, Н.А.Ярошенко, И.Е.Репиным, А.И.Куинджи, Г.Г.Мясоедовым, Н.Д.Кузнецовым, К.А.Савицким, К.Е.Маковским, В.М.Васнецовыми; он был близок и с художником-пейзажистом И.И.Шишкиным.
В доме Менделеева собирались все, кто был ему дорог в науке и искусстве. И сам он посещал выставки, мастерские художников. Менделеев высоко ценил картины Куинджи.
Решая проблему долговечности красок, выясняя возможности их смешения, Дмитрий Иванович Менделеев с Архипом Ивановичем Куинджи проделали много опытов по изготовлению красок.
Он охотно делился своими мыслями, которые внушали ему, ученому, произведения искусств. Об этой картине Куинджи 13 ноября 1880 г. в петербургской газете “Голос” появилась заметка Менделеева: “Перед ...... А.И.Куинджи, как я думаю, забудется мечтатель, у художника явится невольно своя новая мысль об искусстве, поэт заговорит стихами, в мыслителе же родятся новые понятия – всякому она дает свое”. Пейзаж картины кажется волшебным видением: лунный свет озаряет бескрайнюю равнину, серебристо-зеленоватым светом мерцает Днепр, в окнах мазанок горят красные огоньки. Назовите картину.
Ответ: “Лунная ночь на Днепре”.
3. РАЗДЕЛ “Ученые химики в годы Великой Отечественной войны”
1. Ведение войны требовало повышенного расхода
алюминия. На Северном Урале в начале войны под
руководством академика Д.В.Наливкина было
открыто месторождение бокситов. К 1943 г.
производство алюминия по сравнению с довоенным
возросло в три раза.До войны алюминий
использовали при производстве бытовых изделий. В
предвоенные годы возникла острая необходимость
в создании легких металлосплавов для
производства самолетов и некоторых частей
корпусов кораблей и подводных лодок. Чистый
алюминий, несмотря на легкость (
= 2,7 г/см3),
не обладал необходимыми для изготовления
оболочек самолетов и конструкций кораблей
прочностными свойствами – морозостойкостью,
коррозийной стойкостью, ударной вязкостью,
пластичностью. Многочисленные исследования
советских ученых в 1940-е гг. позволили разработать
сплавы на основе алюминия с примесями других
металлов. Один из них использовался при создании
конструкций самолетов в конструкторских бюро
С.А.Лавочкина, С.В.Ильюшина, А.Н.Туполева. Назовите
этот сплав и его качественный состав.
Ответ: Таким сплавом является дуралюмин (94% Al, 4% Cu, 0,5% Mg, 0,5% Mn, 0,5% Fe, 0,5% Si).
2. Многие наши сверстники в военные годы во время налетов дежурили на крышах домов, тушили зажигательные бомбы. Начинкой таких бомб была смесь порошков Al, Mg и оксида железа, детонатором служила гремучая ртуть. При ударе бомбы о крышу срабатывал детонатор, воспламенявший зажигательный состав, и все вокруг начинало гореть. Напишите уравнения происходящих реакций, и объясните почему Горящий зажигательный состав нельзя потушить водой.
Ответ: уравнения реакций, происходящих при взрыве бомбы:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
2Mg + O2 = 2MgO,
3Fe3O4 + 8Al = 9Fe + 4Al2O3.
Горящий зажигательный состав нельзя потушить водой, т.к. раскаленный магний реагирует с водой:
Mg + 2Н2O = Mg(ОН)2 + Н2
.
3. Зачем американские летчики брали в полет таблетки гидрида лития?
Ответ: Таблетки LiH служили американским летчикам портативным источником водорода. При авариях над морем под действием воды таблетки моментально разлагались, наполняя водородом спасательные средства – надувные лодки, жилеты, сигнальные шары-антенны:
LiH + H2O = LiOH + H2.
4. Искусственно созданные дымовые завесы помогли сохранить жизни тысяч советских бойцов. Эти завесы создавались при помощи дымообразующих веществ. Прикрытие переправ через Волгу у Сталинграда и при форсировании Днепра, задымление Кронштадта и Севастополя, широкое применение дымовых завес в берлинской операции – это далеко не полный перечень использования их в годы Великой Отечественной войны. Какие химические вещества использовались для создания дымовых завес?
Ответ: Одним из первых дымообразующих веществ был белый фосфор. Дымовая завеса при использовании белого фосфора состоит из частичек оксидов (Р2О3, Р2О5) и капель фосфорной кислоты.
5. Бутылки с зажигательной смесью были привычным средством партизан. “Боевой счет” бутылок впечатляет: по официальным данным, за годы войны с их помощью советские бойцы уничтожили 2429 танков, самоходных артиллерийских установок и бронемашин, 1189 долговременных огневых точек (дотов), деревоземельных огневых точек (дзотов), 2547 других укрепительных сооружений, 738 автомашин и 65 военных складов. “Коктейль Молотова” остался уникальным русским рецептом. Что представляли собой эти бутылки?
Ответ: К обыкновенной бутылке прикреплялись
резинкой ампулы, содержащие концентрированную
серную кислоту, бертолетову соль, сахарную пудру.
В бутылку заливали бензин, керосин или масло. Как
только такая бутылка при ударе разбивалась о
броню, компоненты запала вступали в химическую
реакцию, происходила сильная вспышка, и горючее
воспламенялось.
Реакции, иллюстрирующие действие запала
3KClO3 + H2SO4 = 2ClO2 + KСlO4 + K2SO4 + H2O,
2ClO2 = Cl2 + 2O2,
C12H22O11 + 12O2 = 12CO2 + 11H2O.
Три компонента запала берутся в отдельности, их нельзя смешивать заранее, т.к. получается взрывоопасная смесь.
4. РАЗДЕЛ “Открытия, которые изменили мир”
1. У Куртуа был любимый кот, который во время обеда сидел обычно на плече своего хозяина. Куртуа часто обедал в лаборатории. В один из дней во время обеда кот, чего-то испугавшись, прыгнул на пол, но попал на бутылки, стоявшие около лабораторного стола. В одной бутылке Куртуа приготовил для опыта суспензию золы водорослей в этаноле С2Н5ОН, а в другой находилась концентрированная серная кислота H2SO4. Бутылки разбились, и жидкости смешались. С пола стали подниматься клубы сине-фиолетового пара, которые оседали на окружающих предметах в виде мельчайших черно-фиолетовых кристалликов с металлическим блеском и едким запахом.
Какое химическое вещество было открыто?
Ответ: иод
2. Индикаторы (от английского indicate-указывать) - это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора. С помощью индикаторов качественно определяют реакцию среды. Вот как они были открыты: В лаборатории горели свечи, в ретортах что-то кипело, когда некстати зашел садовник. Он принес корзину с фиалками. Ученый очень любил цветы, но предстояло начать опыт. Он взял несколько цветков, понюхал и положил их на стол. Опыт начался, открыли колбу, из нее повалил едкий пар. Когда же опыт кончился, Ученый случайно взглянул на цветы, они дымились. Чтобы спасти цветы, он опустил их в стакан с водой. И – что за чудеса- фиалки, их темно- фиолетовые лепестки, стали красными. Ученый велел готовить помощнику растворы, которые потом переливали в стаканы и в каждый опустили по цветку. В некоторых стаканах цветы немедленно начали краснеть. Наконец, ученый понял, что цвет фиалок зависит от того, какой раствор находится в стакане, какие вещества содержатся в растворе. Затем он заинтересовался, что покажут не фиалки, а другие растения. Эксперименты следовали один за другим. Лучшие результаты дали опыты с лакмусовым лишайником. Тогда Ученый опустил в настой лакмусового лишайника обыкновенные бумажные полоски. Дождался, когда они пропитаются настоем, а затем высушил их. Эти хитрые бумажки назвали индикаторами, что в переводе с латинского означает “указатель”, так как они указывают на среду раствора. В настоящее время на практике широко применяют следующие индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый. Назовите фамилию ученого.
Ответ: Впервые индикаторы обнаружил в 17 веке английский химик и физик Роберт Бойль.
3. Взрывчатые свойства хлората калия KClO3 были открыты случайно. Один ученый начал растирать кристаллы KСlО3 в ступке, в которой на стенках осталось небольшое количество серы, не удаленное его помощником от предыдущей операции. Вдруг произошел сильный взрыв, пестик вырвало из рук ученого, лицо его было обожжено. Так впервые осуществили реакцию, которую много позднее станут применять в первых шведских спичках. Назовите фамилию ученого и напишите уравнение этой реакции.
Ответ: Бертолле
2KClO3 + 3S = 2KСl + 3SO2. хлорат калия KСlО3 долгое время
называли бертолетовой солью.
4. В 1862 г. немецкий химик Вёлер пытался выделить металлический кальций из извести (карбоната кальция CaСО3) путем длительного прокаливания смеси, состоящей из извести и угля. Он получил спекшуюся массу сероватого цвета, в которой признаков металла не обнаружил. С огорчением Вёлер выбросил эту массу как ненужный продукт на свалку во двор. Во время дождя лаборант Вёлера заметил выделение какого-то газа из выброшенной каменистой массы. Вёлера этот газ заинтересовал. Анализ газа показал, что это ацетилен С2 Н2, открытый Э. Дэви в 1836 г. Что Велер выбросил на помойку? Напишите уравнение реакции этого вещества с водой.
Ответ: так впервые был открыт карбид кальция СаС2, взаимодействующий с водой с выделением ацетилена:
СаС2 + 2Н2О = С2 Н2 + Са(ОН)2.
Через шесть месяцев изнурительного труда в тигле, наконец, появилось несколько маленьких серебристых шариков. Холл немедленно побежал к своему бывшему преподавателю, чтобы рассказать об успехе. “Профессор, я получил его!”, – воскликнул он, протягивая руку: на ладони лежал десяток маленьких алюминиевых шариков. Это произошло 23 февраля 1886. Сейчас первые шарики алюминия, полученные Холлом, хранятся в Американской Алюминиевой компании в Питтсбурге как национальная реликвия, а в его колледже стоит памятник Холлу, отлитый из алюминия.
Ответ: В специальных ваннах при температуре 960–970° С подвергают электролизу раствор глинозема (технический Al2O3) в расплавленном криолите Na3AlF6, который частично добывают в виде минерала, а частично специально синтезируют. Жидкий алюминий накапливается на дне ванны (катод), кислород выделяется на угольных анодах, которые постепенно обгорают. При низком напряжении (около 4,5 В) электролизеры потребляют огромные токи – до 250 000 А! За сутки один электролизер дает около тонны алюминия. Производство требует больших затрат электроэнергии: на получение 1 тонны металла затрачивается 15000 киловатт-часов электроэнергии.
Метод Холла позволил получать с помощью электричества сравнительно недорогой алюминий в больших масштабах. Если с 1855 до 1890 было получено лишь 200 тонн алюминия, то за следующее десятилетие по методу Холла во всем мире получили уже 28 000 т этого металла! К 1930 мировое ежегодное производство алюминия достигло 300 тыс. тонн. Сейчас же ежегодно получают более 15 млн. т. алюминия.
5. РАЗДЕЛ “Великие химики России”
1. Он был в семье последним, семнадцатым ребёнком. Тема его докторской диссертации “О соединении спирта с водой” (1865 год). Работая над трудом “Основы химии”, он открыл в феврале 1869 года один из фундаментальных законов природы.
В 1955 году группой американских ученых был открыт химический элемент и был назван в честь него. Его любимая опера “Иван Сусанин” М.И.Глинки; любимый балет – “Лебединое озеро” П.И.Чайковского; любимое произведение – “Демон” М.Ю.Лермонтова.
Ответ: Дмитрий Иванович Менделеев
2. В стенах пансиона, где он жил мальчиком, его пристрастие к химии сопровождалось взрывами. В наказание его выводили из карцера с черной доской на груди с надписью “Великий химик”. Он окончил университет со степенью кандидата за сочинение по зоологии на тему “Дневные бабочки Волго-Уральской фауны”. Он основал в Казани школу химиков-органиков. Он создатель классической теории химического строения веществ.
Ответ: Александр Михайлович Бутлеров
3. Родился в семье сельского зубного врача, вольноотпущенного крепостного. Еще во время обучения в Московском университете он начал проводить исследования свойств многоатомных спиртов в лаборатории В.В.Марковникова. Он является пионером нового раздела физической химии — электрохимии неводных растворов. Разработал метод получения брома из рапы Сакского озера в Крыму.
Ответ: Иван Алексеевич Каблуков
4. В 1913 году он окончил реальное училище в Самаре. Еще в старших классах школы увлекался химией, имел небольшую домашнюю лабораторию и читал много книг по химии и физике. В 1956 году ему совместно с англичанином Сирилом Норманом Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия по химии за работы по механизму химических реакций. Награждён 9 орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции, орденом Трудового Красного Знамени, медалями. Лауреат Ленинской премии, Сталинской премии 2-й степени. Награждён Большой золотой медалью имени М.В.Ломоносова АН СССР.
Ответ Николай Николаевич Семенов
5. Он является основоположником Казанской школы химиков. Его учеником был Александр Михайлович Бутлеров. Новому металлу наш герой дал название
Открытый металл был назван им в честь своей страны - рутением.
Весть об открытии нового металла была встречена зарубежными учеными с недоверием. Однако после повторных опытов Йенс Якоб Берцелиус написал автору открытия: “Ваше имя будет неизгладимо начертано в истории химии”.
Ответ: Карл Карлович Клаус
Подведение итогов