Aufgaben - Chemie - die stimmt!

Chemie - die stimmt!
Chemieolympiade des Landes Sachsen-Anhalt
Aufgaben für Klassenstufe 10: 1. Runde 2013/14
1 Farbstomoleküle
2 Wöhler'sche Chemie
Lange Zeit waren viele Chemiker davon überzeugt, dass
zur Bildung organischer Stoe eine Lebenskraft- vis
vitalis benötigt würde. Erst Friedrich WÖHLER konnte
diese These 1828 widerlegen, indem er Harnsto
durch thermische Umsetzung von Ammoniumcyanat
(NH 4
)(OCN) synthetisierte. Harnsto kann auch aus
Phosgen und Ammoniak dargestellt werden. Er reagiert
im wässrigen Milieu durch das Enzym Urease zu
Kohlenstodioxid und Ammoniak.
Bereits 1824 führte WÖHLER die Hydrolyse von Dicyan
zu Oxalsäure durch. Dicyan kann durch Erhitzen
von Quecksilber(II)-cyanid, durch Elektrolyse von
Blausäure oder durch Reaktion von Kupfer(II)-sulfat
mit Cyankali in der Wärme erzeugt werden.
a) Entwickle die Reaktionsgleichungen für die beiden
Synthesen nach WÖHLER in Elektronenschreibweise
(LEWIS-Schreibweise).
b) Entwickle die Reaktionsgleichungen für die weiteren
im Text erwähnten Reaktionen.
c) Berechne das Volumen an Kohlenstodioxid, das
bei der Zersetzung von 2g Harnsto unter Standardbedingungen
entsteht.
3 Dreimal Schwefelsäure
a) Berechne die Masse an Wasser mit der 60 g
42%ige Schwefelsäure verdünnt werden müssen,
um eine 12%ige Schwefelsäure zu erhalten.
b) Berechne die Stomengenkonzentration einer
96%igen Schwefelsäure. Die Dichte der Schwefelsäure
beträgt 1,834 g .
cm
c) Zur Neutralisation einer 3 Schwefelsäure werden
325mL Natronlauge mit c(NaOH)=0,35 mol benötigt.
Berechne die Masse der Schwefelsäure in
L
der Probe.
4 Bestimmung organischer Stoe
Die Carbonyl-Gruppe (C−O) ist das Strukturmerkmal
der sogenannten Carbonylverbindungen. Diese haben
aufgrund ihrer Reaktivität eine zentrale Stellung in der
chemischen Synthese.
Eine Laboranalyse bringt Aufschluss über fünf unverzweigte
Carbonylverbindungen (A bis E) mit den
Summenformeln C 2 H 4 O, C 3 H 6 O und C 4 H 8 O.
Carbonylverbindung
A B C D E
Fehlingsche Probe - + + - +
Schische Probe - + + - +
Iodoform-Probe + - - + +
Siedepunkt ( ◦ C) 56 49 76 80 20
a) Identiziere die Verbindungen A bis E anhand
der Angaben in der Tabelle. Notiere zu jeder Verbindung
die Lewis-Strukturformel.
b) Begründe Deine Zuordnung unter Einbeziehung
aller angegebenen Analysedaten.
c) Sowohl der Fehlingschen Probe als auch der
Iodoform-Probe liegen Redoxreaktionen zugrunde.
Notiere die Beobachtungen.
5 Chemikalienidentizierung
In fünf unbeschrifteten Gefäÿen benden sich wässrige
Lösungen von Natriumchlorid, Bariumchlorid, Schwefelsäure,
Bariumnitrat und Silber(I)-nitrat.
Diese Stoe sollen ohne Zuhilfenahme weiterer Nachweisreagenzien
identiziert werden.
Entwickle einen Plan in Tabellenform zur Identizierung
der fünf Lösungen.
Formuliere weiterhin für alle ablaufenden Reaktionen
die Reaktionsgleichungen in Ionenschreibweise.

Was ist ”
Chemie - die stimmt!“?
Chemie - die stimmt!“ ist ein Wettbewerb für Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 8 bis 10 aus
”
den Ländern Sachsen, Sachsen-Anhalt, Thüringen, Berlin, Mecklenburg-Vorpommern, Schleswig-Holstein,
Hamburg, Niedersachsen und Bremen. Er wird durchgeführt vom Förderverein Chemie-Olympiade e.V.
(www.fcho.de) und wird von den Kultusministerien dieser Länder unterstützt.
Je nach Klassenstufe wird an unterschiedlich schwierigen Chemieaufgaben geknobelt. Die Besten jeder
Stufe werden zum Landesausscheid bzw. zur Endrunde eingeladen und erhalten wertvolle Preise. Weiterführende
Informationen, ältere Aufgaben und Bilder von vergangenen Runden gibt es auf unserer
Homepage unter:
Wie läuft der Wettbewerb ab?
www.chemie-die-stimmt.de
Der Wettbewerb findet einmal jährlich in drei Runden statt.
1. Runde
Die Aufgaben der 1. Runde sollen selbstständig zu Hause gelöst und die Lösungen spätestens bis zum
30.November 2013
beim Chemielehrer zur Korrektur abgegeben werden. Auf der eingereichten Lösung müssen Name, Vorname
und Email-Adresse oder Telefonnummer des Schülers sowie Klassenstufe, Name und Adresse der
Schule stehen.
2. Runde
Die 30 besten Schüler pro Jahrgangsstufe jedes Bundeslandes werden für den 18. März 2014 in eine
Schule oder Universität ihres Landes eingeladen. Eine Klausur entscheidet dort über die Teilnahme an
der Endrunde. Interessante Vorträge bereichern das Programm.
3. Runde
Aus jedem Bundesland fahren die sechs besten Schüler der Klassen 9 und 10 vom 17. bis 20. Juni 2013
zur Endrunde. Die Schüler aus Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen treffen sich wie im vergangenen
Jahr an der Fachhochschule Merseburg, deren Projekt ”
Chemie zu Anfassen“ den Wettbewerb seit vielen
Jahren tatkräftig und liebevoll unterstützt.
Dort tüftelt man in Dreiermannschaften an interessanten Experimenten und stellt in einer weiteren Klausur
sein chemisches Wissen unter Beweis.
Daneben bleibt aber auch genügend Zeit zum gegenseitigen Kennenlernen und für gemeinsame Unternehmungen.
Abschluss und Höhepunkt bildet eine öffentliche Festveranstaltung, bei der die Besten mit
ausgesuchten Buch- und Sachpreisen ausgezeichnet werden.
Wer unterstützt und fördert den Wettbewerb?
• die Kultusministerien der Länder Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen, Sachsen-Anhalt, Thüringen
• der Fonds der Chemischen Industrie e.V.
• die Verlage Wiley-VCH, Thieme, Springer, de Gruyter und Cornelsen
• die Unternehmen Dow Chemical und W2E Wind to Energy
• der Förderverein Chemie-Olympiade e.V.
Förderverein Chemie-Olympiade e.V.