ПОЛОЖЕНИЕ
о городском конкурсе
«МИНСКИЙ ГОРОДСКОЙ ТУРНИР ЮНЫХ ХИМИКОВ»
2011-2012 учебный год
Городской турнир юных химиков для учащихся учреждений образования г. Минска проводится отделом интеллектуального творчества Минского государственного дворца детей и молодежи.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ТУРНИРА
- раскрытие творческих способностей учащихся, развитие нестандартного стиля мышления;
- активизация внеклассной и внешкольной работы по химии, привлечение учащихся к научно-исследовательской деятельности;
- поиск талантливой молодежи и организация профессиональной ориентации.
МЕСТО И ВРЕМЯ ПРОВЕДЕНИЯ
I этап - (подготовительный, заочный) – сентябрь-ноябрь.
II этап - (основной, очный). Проведение турнира 1 декабря 2011 года.
Прибытие участников за полчаса до начала турнира. Время начала турнира, место проведения будет указано 29.11.2011г. на сайте Минского государственного дворца детей и молодёжи (www. mddm.org).
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ТУРНИРА
Для участия в турнире приглашаются учащиеся 9-11 классов учреждений образования г. Минска. Состав команды – 6 человек.
Для участия в турнире (после ознакомления с положением и заданиями) руководитель команды сообщает куратору по телефону 233 80 90 о желании участвовать в турнире и подтверждает своё участие в установочном семинаре до 2 октября 2011г.
В ходе подготовки к турниру организуется установочный семинар
5 октября 2011 года (время проведения семинара будет указано 03.10.2011г. на сайте МГДДиМ www.mddm.org дополнительно).
После проведения семинара руководители команд смогут оставить заявку и организационный взнос для участия в турнире и проконсультироваться по вопросам организации и проведения турнира.
ЗАОЧНЫЙ ЭТАП
включает выполнение заданий творческого характера, подготовку
теоретического обоснования и экспериментального подтверждения принятых решений.
Для участия в турнире из предложенных пяти заданий должно быть выполнено не менее трёх!
ОЧНЫЙ ЭТАП
включает отборочные и финальные химбои, проходящие по следующей схеме:
Команды-участницы турнира объединяются в группы по три (по результатам предварительной жеребьевки) и сражаются между собой за выход в финал. Количество отборочных встреч определяется количеством участников. В финале участвуют лучшие команды (количество команд определяет жюри в ходе турнира), набравшие наибольшее количество баллов в отборочных боях.
Каждый турнирный бой складывается из трех действий: доклад, оппонирование и рецензирование. Роли команд (докладчик, оппонент, рецензент) распределяются жеребьёвкой.
В начале боя команда-оппонент выбирает одно из пяти предложенных заданий и вызывает команду-докладчика на его обсуждение.
Если команда докладчик не готова к обсуждению данного задания, она имеет право отклонить вызов. В этом случае, команда - оппонент предлагает для обсуждения другое задание.
Докладчик в своем выступлении объясняет решение задачи, при этом акцентирует внимание на основных химических идеях, использует ранее подготовленные рисунки, схемы, плакаты, слайды, видеофильмы, модели, образцы.
Команда-оппонент, задав уточняющие вопросы докладчику, с целью выяснения глубины понимания предложенного решения, выражает своё отношение к основной идее докладчика, высказывает критические замечания, выявляет ошибки и неточности в понимании проблемы и методах ее решения, однако выступление оппонента может касаться только сущности, представленной в докладе. Оппонент не дает своего решения.
Команда-рецензент, задав уточняющие вопросы докладчику, а в случае необходимости, и оппоненту, подводит итог дискуссии между докладчиком и оппонентом, коротко отмечает главные положительные стороны доклада и наиболее обстоятельные моменты в критике оппонента.
В заключительной полемике могут обсуждаться выступления оппонента и рецензента.
В следующих действиях команды меняются ролями, выступая по очереди в каждой из трех: докладчика, оппонента и рецензента.
В конце каждого действия жюри имеет право задать вопросы командам-участницам, оценивает их работу по 10-ти бальной системе, при этом оценка докладчика умножается на три, оппонента – на два, рецензента – на один.
Регламент:
- подготовка к докладу – 2 минуты;
- выступление докладчика – до 7 минут;
- вопросы оппонента – 1 минута;
- выступление оппонента – до 3 минут;
- полемика докладчика и оппонента – 3 минуты;
- вопросы рецензента – 1 минута;
- выступление рецензента – до 2 минут;
- заключительная полемика – 3 минуты;
- вопросы жюри – 3 минуты.
РУКОВОДСТВО ТУРНИРОМ
Общее руководство турниром осуществляется оргкомитетом из числа сотрудников отдела интеллектуального творчества МГДДиМ.
Оргкомитет:
- разрабатывает положение турнира и необходимую документацию;
- определяет и контролирует порядок организации и проведения турнира;
- подбирает состав жюри;
- определяет время и место проведения турнира;
- разрабатывает план-сценарий проведения финального этапа турнира;
- подводит итоги турнира.
УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ
Для участия в конкурсе команда подает организаторам конкурса:
- заявку на участие в конкурсе (на бумажном носителе);
- чек (об оплате участия в конкурсе).
За участие в конкурсе команда сдаёт организационный взнос 30 000 рублей (каждый участник конкурса (6 человек) – 5 000 рублей) в кассу МГДДиМ в день подачи заявки. В кассе при оплате необходимо указать название и дату проведения финального тура конкурса («ТУРНИР ЮНЫХ ХИМИКОВ», 01.12.11г.).
Наш адрес: Старовиленский тракт, 41. Касса работает на первом этаже возле справочного киоска «Информация» с 10.00 до 17.00. Обед: 13.00-14.00.
Заявки на участие в турнире подаются в оргкомитет с 1 ноября по
3 ноября 2011 года в МГДДиМ, кабинет 308, тел. 233-80-90.
Заявка оформляется по следующему образцу:
Заявка на участие
в МИНСКОМ ГОРОДСКОМ ТУРНИРЕ ЮНЫХ ХИМИКОВ
учащихся 9-11-х классов средней школы № _____ г. Минска
Состав команды:
1. Фамилия Имя, класс и буква класса.
2.
3.
4.
5.
6.
Руководитель команды: Фамилия Имя Отчество учителя,
контактный телефон: рабочий, домашний, мобильный.
Печать школы
Подпись директора школы
ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ И НАГРАЖДЕНИЕ ПОБЕДИТЕЛЕЙ
Жюри подводит итоги турнира. Команды, набравшие наибольшее количество баллов, становятся победителями турнира. Победители турнира награждаются дипломами. Участники турнира награждаются грамотами, руководители команд - благодарностями.
ФИНАНСИРОВАНИЕ ТУРНИРА
Для обеспечения проведения турнира команда сдаёт организационный взнос 30 тысяч рублей (каждый участник турнира (6 человек) – 5 тыс. рублей) в кассу МГДДиМ.
Организационный взнос команд расходуется на следующие нужды:
- коммунальные услуги и обязательные платежи;
- приобретение дипломов, грамот, благодарностей;
- оплата работы жюри по разработке заданий турнира, по оценке ответов участников конкурса, заработная плата по договорам подряда, связанная
с организацией и проведением турнира;
- приобретение канцтоваров;
- приобретение оргтехники для нужд сектора развития познавательных инициатив.
Отдел интеллектуального творчества,
кабинет 308, тел. 3-43, 233-80-90.
Куратор конкурса: Говорун Марина Анатольевна
Заведующий сектором развития познавательных инициатив: Ефремова Ирина Николаевна
ЗАДАНИЯ
МИНСКОГО ГОРОДСКОГО ТУРНИРА ЮНЫХ ХИМИКОВ
.
ВНИМАНИЕ! ВСЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПРОВОДЯТСЯ ТОЛЬКО С УЧАСТИЕМ ВЗРОСЛОГО РУКОВОДИТЕЛЯ И ПРИ СТРОГОМ СОБЛЮДЕНИИ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ!
1. Клеим всё!
Склеивание – самый удобный способ соединения деталей в бытовых условиях. Метод основан на использовании вспомогательного материала, который имеет хорошую адгезию к склеиваемым поверхностям и достаточную механическую прочность после высыхания.
Клеи бывают разные как по химическому составу, так и по способу отвердения. По составу они подразделяются на органические, неорганические и комбинированные. По способу отвердевания – на клеи с высыхающим растворителем, полимеризующиеся, затвердевающие при охлаждении или реакции со склеиваемыми материалами.
Задание состоит в разработке клеевого состава для склеивания комбинаций дерево-дерево, металл-металл, керамика-керамика и стекло-стекло. Предложить универсальный состав, пригодный для склеивания этих материалов в произвольных комбинациях.
Рекомендации к работе
Для работы предварительно рассмотрите условия подготовки склеиваемой поверхности; требования, предъявляемые к химическому составу клея, растворителя. Учтите возможную усадку клея после высыхания растворителя.
Рассмотрите условия затвердевания клея (высыхание растворителя, полимеризация, иные химические реакции, кристаллизация).
Рассмотрите и оцените сродство (способность к прилипанию) компонентов клея к поверхности. Обсудите подготовку поверхности химическим травлением и механической обработкой. Оцените возможность химических реакций компонентов клея с поверхностью и предположите, как это будет влиять на прочность соединения.
Предложите способ оценки и оцените прочность клеевого соединения, сравните её со стандартными клеями.
2. Пишем везде!
Одно из непреложных правил в лаборатории – тщательная, аккуратная и по возможности несмываемая надпись названия реактива. Банки подписываются специальными наклейками, восковыми карандашами, реже – перманентными маркерами и титановой проволокой. Некоторые предпочитают выцарапывать на стекле надпись закалённым стальным шилом, но такие надписи часто бывают причиной раскалывания стекла. Обычные маркеры, хотя и применяются, имеют очень серьёзный недостаток: при действии органических растворителей или паров минеральных кислот, они легко смываются. Поэтому подобные надписи используются только как временный вариант. Иногда стекло подписывается раствором плавиковой кислоты, но последняя опасна в обращении, да и надпись формируется достаточно длительное время.
Задание
Изготовить жидкие или твёрдые составы для нанесения надписи на стекло, металл, дерево и пластик. По возможности предложить универсальный состав для всех материалов. Надпись должна выдерживать попадание капли серной кислоты в течение хотя бы минуты, не смываться водой, выдерживать действие органических растворителей (на примере бытового растворителя Р-646) при перетекании капли растворителя через надпись (обычный маркер при этом смывается). Представить образец (образцы) для испытаний.
Рекомендации к работе
Некоторое время назад были очень популярны восковые карандаши. Сейчас их не выпускают, но подобный карандаш несложно изготовить самому. Рассмотрите, какие органические красители и минеральные пигменты пригодны для окрашивания воска. Поэкспериментируйте со сплавами воска и парафина или вазелина (они изменяют твёрдость полученного состава и его писчие свойства).
Рассмотрите, какими свойствами должны обладать материалы для нанесения надписи на металл или дерево. Для этого оцените поверхность (гладкая, шероховатая, твёрдая, мягкая). Рассмотрите составы для быстрого травления металла. Оцените возможность нанесения надписи по цветам побежалости на стали. Рассмотрите возможность использования для письма мягких металлов, например, свинца.
Рассмотрите, какие из встречающихся в быту полимеров пригодны для получения быстросохнущих растворов, для нанесения надписи кисточкой. Подберите красители для таких растворов. Объясните, почему использование пигментов в данном случае может быть затруднительным.
3. Хроматография
В 1901 году русским учёным Цветом был предложен новый способ разделения веществ: хроматография. Его суть состоит в том, что различные вещества взаимодействуют с поверхностью материала-разделителя с различной силой, удерживаясь на ней более или менее крепко. При пропускании через такой материал растворителя вещества будут смываться по очереди, и выходить из колонки в чистом виде. Природа взаимодействия может быть разной, более того, в некоторых методиках хроматографии взаимодействия не должно быть в принципе.
В роли материала-разделителя (сорбента) Цвет использовал мел, а разделяемой смесью был экстракт хлорофилла из листьев. В принципе, в роли сорбента можно использовать не только мел, но любой инертный материал с развитой поверхностью. Это может быть оксид кремния (силикагель), оксид алюминия, титана, толчёный керамический кирпич, целлюлоза, крахмал и даже фракционированная глина.
Задание состоит в разработке материала для колоночной и тонкослойной хроматографии и разделении с его помощью модельной смеси 4 цветов (зелёный, синий, красный, чёрный) из шариковых ручек, и вытяжки из листьев (хлорофилл, каротиноиды).
Рекомендации к работе
Рассмотрите, как природа сорбента может влиять на его способность связывать те или иные компоненты. Как полярность сорбента и вещества влияет на их связываемость?
Рассмотрите, как влияет на подвижность компонентов состав растворителя? Какие вещества могут настолько прочно и необратимо связываться с поверхностью, что позволяют вытеснить любое вещество из сорбированных ранее? Как это может быть использовано для разделения веществ?
Колонка сорбента имеет предельную ёмкость и загрузку вещества. При превышении загрузки сорбент практически теряет способность разделять компоненты. Предложите способ оценки предельной загрузки хроматографической колонки.
Колонки для исследований легко можно сделать из стеклянных пипеток или пластиковых одноразовых шприцев.
4. Красим все!
Окраска – это один из самых простых способов улучшить внешний вид изделия и придать ему дополнительные свойства, такие как устойчивость к действию воды, растворителей, минеральных кислот. К окраске пригодны практически любые материалы. Однако, универсальный окрасочный состав создать практически невозможно. Краски, хорошо подходящие для бетона, могут вызывать коррозию металла, краски по металлу быстро отваливаются от поверхности древесины. Плотные, глянцевые краски непригодны для окрашивания бетона, эксплуатируемого в условиях переменной влажности.
Задание.
Предложить составы для защиты и окраски дерева, металла и бетона.
Для защиты дерева от воды. Образец не должен намокать или заметно разбухать при погружении в воду на время доклада (порядка 10-12 мин). Намокание оценивается по разнице масс деревянного образца до и после погружения в воду Исходная масса образца – не более 200 г. Подготовить и принести два образца: обработанный и исходный для проведения сравнительного испытания.
Для защиты металла (железа) от коррозии. Образец должен выдерживать действие раствора хлорного железа в течение 10-12 минут. Размеры образца – пластинка шириной 1,5-2 см и длиной 15-20 см. Толщина – 0,5 – 3 мм.
Для защиты бетона от действия кислоты. Образец должен выдерживать действие 10% соляной кислоты на время доклада.
Приготовить несколько окрашенных образцов каждого типа для демонстрации внешнего вида.
Рекомендации к работе
Рассмотрите механизмы защитного действия данных составов против конкретных факторов. Какими свойствами должен обладать полимер, используемый в качестве лака? Рассмотрите материалы, пригодные для придания покрытию окраски, органические красители и минеральные пигменты. Рассмотрите, какими свойствами и функциональными группами должен обладать материал для максимально прочного сцепления с защищаемой поверхностью.
5. Растворяем всё!
У средневековых алхимиков были две грандиозные мечты: создать философский камень и создать абсолютный растворитель. Первый должен был превращать металлы, лечить все недуги и давать бессмертие. Второй должен просто растворять абсолютно всё.
Задание
Предложить жидкие составы для максимально быстрого растворения/разрушения следующих материалов: полиэтилентерефталат (используйте пластиковые бутылки от напитков), железо, медь, алюминий, дерево, лакокрасочные покрытия произвольного состава, бетон.
Рекомендации к работе
Объясните механизмы и логические предположения, которыми Вы руководствовались при подборке состава. Предположите, какие уравнения реакций должны протекать при действии состава на указанные материалы. Какие факторы будут усиливать действие состава при реакции с металлами? Рассмотрите возможность одновременного окисления и комплексообразования при разрушении металла.
Оцените повреждающее действие в зависимости от состава разрушаемого объекта. Определите наиболее сильно действующие составляющие Вашего растворителя и предположите пути их дальнейшего усиления.
Для иллюстрации скорости растворения приведите графики убыли массы Ваших образцов (желательно, нормированные к площади поверхности).
Предложите комбинированный состав широкого действия, способный повреждать большую часть из приведённого к исследованию списка.
ЖЕЛАЕМ ВАМ УДАЧИ В ИССЛЕДОВАНИЯХ!
