1. «По следам Серебряного века». Когда-то известный российский поэт Сергей Есенин на-писал: «Кто любил, уж тот любить не может. Кто сгорел, того не подожжешь». Тем не менее, известны примеры, когда вещества могут гореть, даже если сами образовались при сгорании. Предложите несколько принципиально разных схем превращений {исходные вещества → «го-рючий пепел» → продукты сгорания}. Приведите не менее трёх примеров, отличающихся агре-гатным состоянием «горючего пепла».
3. «Одежда для анионов». Анионы карбоновых кислот, в отличие от органических катионов и незаряженных неполярных молекул, тяжело проникают в клетку – их задерживает клеточная мембрана. Предложите метод химической модификации анионов карбоновых кислот, который делал бы их мембранопроникающими, с возможностью быстрого восстановления начальной структуры аниона после попадания в клетку. Приведите механизмы всех стадий процесса.
5. «Перегонка с паром». Перегонка с водяным паром – исключительно удобный метод очис-тки многих органических веществ. Как, исходя из формулы вещества, достоверно предсказать, будет ли оно перегоняться с водяным паром? Предложите другие растворители, способные за-менить воду в тех случаях, когда она не подходит (вещество с водяным паром не перегоняется, реагирует с водой и т.д.). Расширяет ли их использование практическое применение метода?
6. «Моя прелесть». Есть люди, которые собирают коллекции «химических элементов». В та-ких коллекциях можно встретить «безупречные образцы» упакованных в ампулы щелочных ме-таллов с блестящей, неокисленной, зеркальной поверхностью. Всех, кроме лития. Аналогичная литию ситуация и со щелочноземельными металлами. Внешний вид этих образцов сильно усту-пает щелочным металлам. Чем вызвано такое состояние образцов? Предложите способ получе-ния «безупречных образцов» для лития и щелочноземельных металлов.
7. «Самоутилизация». Создание полимерных материалов, способных самостоятельно ра-зрушаться под действием окружающей среды после использования является актуальной про-блемой. Для этого в состав полимерных композиций вводят различные добавки, которые уско-ряют деградацию или делают её возможной. Объясните механизмы такого ускорения. Сравните добавки для разных типов полимеров. Выберите лучшие добавки для материалов на основе по-лиэтилена, полистирола, каучука и полиамидного волокна. Существует ли или может ли сущес-твовать такая добавка для тефлона?
8. «SOS». Вас, талантливого юного химика, похитили и удерживают неизвестные. Вы рабо-таете в хорошо оборудованной химической лаборатории, но связь с внешним миром полностью отсутствует. Вещества, полученные вами, злодеи возят в разные лаборатории для анализа, но вся маркировка уничтожается. При помощи химических веществ найдите способ передать сигнал о похищении и информацию, которая поможет друзьям вас найти.
12. «Свести концы с концами». Даже в обычной жизни это непросто, а в химии – тем более. Синтез простейших органических циклических соединений, циклоалканов, часто является не-тривиальным заданием. Малые напряженные трех- и четырехчленные циклы получить доста-точно просто, а макроциклы невысокой степени напряженности – намного сложнее. Наименее доступны соединения «мертвой зоны» – с размером цикла от 9 до 14 атомов. Объясните эту, на первый взгляд, нелогичную ситуацию. Приведите синтетические методы, которые позволяют успешно синтезировать такие соединения. Почему именно эти методы позволяют решить про-блему мертвой зоны?
13. «Крапива». Защита от врагов – жизненная необходимость. Одним из методов такой за-щиты у живых организмов является «химическое оружие». Классифицируйте методы химиче-ской самозащиты в живом мире именно с химической точки зрения. Имеются ли какие-либо за-кономерности в выборе определенных защитных веществ в зависимости от среды обитания и принадлежности организма к определенной систематической группе (роду, семейству, классу и т.п.)?
14. «Антиквар». Со временем бумага для печати начинает желтеть и её качество ухудшается. Какие процессы это вызывают? Можно ли остановить или замедлить старение бумаги? Обсудите возможность восстановления химическим способом старинной бумаги до первоначального сос-тояния без повреждения напечатанной информации. Если бумага повреждена настолько, что её невозможно восстановить, то возможно ли химическим способом сделать напечатанное более чётким и пригодным для копирования?
15. Экспериментальная задача (http://tyc.com.ua/ru_RU/exp)
«Тёмная сторона яблока». Всем известен факт, что на воздухе сочная часть разрезанного яб-лока темнеет со временем. Объясните причины изменения цвета. Экспериментально исследуйте зависимость скорости потемнения яблока от не менее пяти выбранных вами физических и хи-мических факторов. Предложите гипотезы, которые объясняют полученные зависимости. Най-дите наиболее эффективный химический «замедлитель» потемнения. Также предложите самый эффективный химический «замедлитель», который можно использовать без потери пищевых качеств и изменения вкуса яблок.
