Школьный Турнир юных химиков
МБОУ «Гимназия №1»
Комплект задач 2018-2019
Задача № 1 «Химический светофор»
Всем людям с детства знакомы светофоры. Их яркие и контрастные цвета (зеленый и красный) разрешают или запрещают движение. Обычно используется и третий, дополнительный, цвет – желтый. Предложите устройства, в которых переход цветов К-Ж-З-Ж-К и т.д. и К-З-К осуществлялся бы с помощью химических реакций, а все использующиеся реагенты – неорганические. Оцените максимальное количество циклов, которое можно провести в ваших устройствах.
Задача № 2 «Химические датчики»
Люди, как и все живые существа на планете Земля, постоянно сталкиваются с различными опасностями, иногда невидимыми: жара и холод, повышенное содержание токсичных веществ, радиация и др. В век технического прогресса таких опасностей становится все больше, но при этом развиваются и совершенствуются различные приборы и устройства, позволяющие защититься от неблагоприятных факторов. Предложите устройства, сигнализирующие об изменении каких-либо параметров среды (не менее трёх), основанного на химических реакциях. Оцените их надежность.
Задача № 3 «Дышите глубже»
Кислород в атмосфере Земли появился благодаря деятельности автотрофных организмов в процессе фотосинтеза. Большинство современных живых существ используют этот кислород для дыхания и быстро погибают, если концентрация кислорода сильно сокращается. Предложите способы регенерации кислорода и связывания углекислого газа (искусственный «фотосинтез»). Оцените их эффективность и возможность использования в замкнутых помещениях. В чем принципиальные отличия этих процессов от настоящего фотосинтеза?
Задача № 4 «Легендарный покемон»
Во всем известной вселенной Покемон есть множество разных удивительных вымышленных созданий, среди которых отдельное место занимают очень редкие легендарные покемоны. Один из таковых – Кьюрем. Обладая стихией льда, он имел уникальную способность объединятся с двумя другими легендарными покемонами – Зекромом и Реширамом, которые обладали стихиями электричества и огня соответственно. Предложите состав реакционной смеси, которая при взаимодействии с некоторым реагентом должна резко охлаждаться. Конечная же смесь должна иметь возможность вступать в реакции, которые должны привести к резкому нагреванию смеси или генерированию электричества (по отдельности). Обоснуйте выбор реагентов и укажите условия проведения реакций.
Задача № 5 «Вместо электролиза»
Уже более ста лет ученые работают над созданием термохимических циклов, использующих для разложения воды на кислород и водород не электрическую, а более дешевую тепловую энергию. Большинство таких циклов построено на передаче кислорода в виде О2- от одного соединения (донора кислорода) к другому – акцептору кислорода. Зачастую кислород образуется при разложении термически неустойчивого оксида, а водород – при реакции акцептора кислорода с водой. Предложите несколько вариантов таких циклов (учтите, что суммарное уравнение реакции должно сводиться к виду 2H2O = 2H2 + O2), а также сравните ваши методы с позиции максимально необходимой температуры и энергозатрат.
Задача № 6 «ПИН-код»
Как защитить информацию от посторонних, но сделать ее доступной для своих? Эту проблему решали не одну сотню лет, предлагая десятки различных вариантов. Одним из самых популярных в наше время способов является использование пароля. При этом ввод неверного пароля может привести к блокированию или полному уничтожению данных. Другое решение – невидимые чернила, которые, если верить многочисленным детективам, весьма популярны у шпионов. Но возможно ли невидимые чернила защитить паролем? Предложите свой вариант невидимых чернил – при использовании неверного проявителя зашифрованная надпись может быть уничтожена. Возможно ли ее будет восстановить при использовании более сложного алгоритма?