Ústřední

komise Chemické olympiády

55. ročník 2018/2019

KRAJSKÉ KOLO Kategorie A

ZADÁNÍ PRAKTICKÉ ČÁSTI (40 BODŮ)

Časová náročnost 120 minut

Krajské kolo ChO Kat. A 2018/2019: ZADÁNÍ Soutěžní číslo

2

Úloha 1 Příprava Mohrovy soli 15 bodů

Mezi podvojné soli patří Mohrova sůl (NH4)2Fe(SO4)2 · 6 H2O (Mr = 392,14), jejíž přípravě se budeme věnovat

v této úloze. Název Mohrova sůl tato sloučenina obdržela na počest K. F. Mohra (1806–79), profesora

farmacie na univerzitě v Bonnu, jenž ji uvedl do odměrné analýzy. Na rozdíl od zelené skalice, FeSO4 · 7 H2O,

na vzduchu neztrácí krystalovou vodu ani nepodléhá samovolné oxidaci vzdušným kyslíkem, proto Mohrova

sůl slouží jako primární standard v odměrné analýze (manganometrie, cerimetrie).

Pomůcky:

3 kádinky o objemu 100 ml,

odměrný válec 25 ml,

odsávací baňka s fritou G3 + pryžová podložka,

ledová lázeň,

lžička, kopistka, špachtle

kapátko,

pinzeta,

skleněná tyčinka,

předvážky,

střička s vodou

kahan, stojan, varný kruh, síťka,

nádoba na produkt.

Chemikálie:

Železný hřebík,

FeSO4 · 7 H2O (Mr = 278,05),

(NH4)2SO4 (Mr = 132,14),

H2SO4 (Mr = 98,079, 20% roztok),

ethylalkohol (>95%),

aceton (>95%),

destilovaná voda.

Krajské kolo ChO Kat. A 2018/2019: ZADÁNÍ Soutěžní číslo

3

Pracovní postup:

1) 50 ml destilované vody zahřejte k varu.

2) 10,0 g FeSO4 · 7 H2O (zelená skalice) rozpusťte v 10 ml horké vody a okyselte deseti kapkami 20%

roztoku kyseliny sírové. Do roztoku přidejte železný hřebík.

3) Do druhé kádinky odměřte 10 ml horké vody, okyselte ji deseti kapkami 20% roztoku H2SO4 a rozpusťte

potřebné množství (NH4)2SO4 (4,8 g).

4) Oba roztoky smíchejte.

5) Filtrát nechte krystalovat při pozvolném chladnutí na laboratorní teplotu.

6) Z roztoku vytáhněte pinzetou hřebík.

Pozn.: během procesu krystalizace Mohrovy soli je z časových důvodů vhodné zpracovávat úlohu 2.

7) Vyloučené krystaly Mohrovy soli podtlakově odfiltrujte na fritě.

8) Krystaly na filtru postupně promyjte 20 ml ethylalkoholu a pak 20 ml acetonu.

9) Vysušte je na vzduchu při laboratorní teplotě.

10) Vypočítejte experimentální výtěžek Mohrovy soli z navážky FeSO4 · 7 H2O.

11) Zvážený produkt odevzdejte v přiložené vážence se zabroušeným víčkem, kterou označíte soutěžním

číslem.

12) Odpovězte na doplňující otázky uvedené v pracovním listu.

Krajské kolo ChO Kat. A 2018/2019: ZADÁNÍ Soutěžní číslo

4

Úloha 2 Určení kationtu neznámé látky 25 bodů

Nešikovný chemik si v pátek 13. nešťastnou náhodou vylil roztok manganistanu na list poznámkami o jedné

chemikálii. Není však vše ztraceno. Z čitelných poznámek je možné zjistit, že roztok chemikálie byl

standardizován alkalimetrickou titrací s použitím 0,01M odměrného roztoku NaOH na indikátor methyloranž.

Vzpomíná si také, že aniontem je hydrogensíran a kation je dusíkatá báze. Pomozte mu zjistit, jaký je

stechiometrický vzorec neznámé látky (BH+ · HSO4−). Analyzovaná látka se používá jako základní látka

v alkalimetrii.

Pomůcky:

byreta 25 ml,

stojan s držákem na byretu,

pipeta 10 ml,

pipetovací balónek,

3 titrační baňka 250 ml,

3 kádinka (400 ml, 100 ml, 100 ml)

nálevka,

střička s destilovanou vodou,

odměrný válec (20 ml)

odměrná baňka – vzorek – hmotnostní koncentrace bude uvedena.

Chemikálie:

0,01M odměrný roztok NaOH – přesná koncentraci bude uvedena

Indikátor methyloranž – 0,1% vodný roztok.

Krajské kolo ChO Kat. A 2018/2019: ZADÁNÍ Soutěžní číslo

5

Pracovní postup:

1) Odpipetujte 10,00 ml vzorku do titrační baňky a roztok zřeďte destilovanou vodou na celkový objem

30 ml.

2) K roztoku přidejte 10 kapek methyloranže a titrujte 0,01 M roztokem NaOH do barevné změny.

3) Titraci opakujte nejméně třikrát.

4) Na základě průměrné spotřeby odměrného roztoku vypočtěte relativní molekulovou hmotnost soli a

pokuste se určit, o jaký kation (BH+) se jedná. Na výběr máte následující kationty: NH4+, N2H5

+, C2H5NH3+,

CH3CH2CH2NH3+. Svoje tvrzení zdůvodněte výpočtem.

Odpovězte na doplňující otázky uvedené v pracovním listu.

Krajské kolo ChO Kat. A 2018/2019: ZADÁNÍ Soutěžní číslo

6

PRACOVNÍ LIST

Úloha 1 Příprava Mohrovy soli 15 bodů

1) Napište a vyčíslete rovnici chemické reakce.

Rovnice:

body:

2)

Výpočet teoretického výtěžku:

Výpočet experimentálního výtěžku:

Doplňte tabulku:

Teoretický výtěžek reakce (g) Experimentální výtěžek reakce

(g) (%)

body:

Krajské kolo ChO Kat. A 2018/2019: ZADÁNÍ Soutěžní číslo

7

3) Proč jste do roztoku přidávali železný hřebík? Své tvrzení zdůvodněte chemickou rovnicí.

Odpověď:

Rovnice:

body:

4) Napište, jaké vlastnosti (alespoň tři) musí mít primární standard.

Primární standard – požadavky:

body:

5) Napište dva způsoby, jakými je možné urychlit krystalizaci.

Způsoby urychlení krystalizace:

body:

6) Jak byste postupovali, pokud byste chtěli vytvořit co největší monokrystal?

Postup:

body:

Krajské kolo ChO Kat. A 2018/2019: ZADÁNÍ Soutěžní číslo

8

Úloha 2 Určení kationtu neznámé látky 25 bodů

1) Uveďte stechiometrický poměr chemické reakce a napište její vyčíslenou rovnici.

body:

2) Zapište spotřeby odměrného roztoku NaOH a vypočítejte průměrnou spotřebu.

Spotřeba NaOH 1 2 3 Průměrná spotřeba

V(NaOH) / ml

body:

3) Ze získaných spotřeb vypočítejte molární hmotnost neznámé látky.

Výpočet molární hmotnosti neznámé látky:

Identifikace neznámého kationtu:

body:

Krajské kolo ChO Kat. A 2018/2019: ZADÁNÍ Soutěžní číslo

9

4) Uveďte vzorec neznámé látky.

Vzorec:

body:

5) Jaké instrumentální metody byste použili k jednoznačnému důkazu svojí domněnky? Uveďte alespoň

dvě.

Instrumentální metody:

body: