Do III Etapu Wielkiego Konkursu Chemicznego rozgrywanego 8 lutego 2023 r. w laboratorium Instytutu Nauk Chemicznych przystąpiło sześcioro Finalistów:
Aleksandra Szczygielska z IV Liceum Ogólnokształcącego im. Jana Pawła II w Łukowie, Marcelina Kamecka i Michał Wrona z I Liceum Ogólnokształcącego im. Bolesława Prusa w Siedlcach, Natalia Zawadzka z I Liceum Ogólnokształcącego im. Adama Mickiewicza w Węgrowie oraz Kacper Wódka i Sebastian Kalata z Zespołu Szkół Ponadpodstawowych im. Marii Sadzewiczowej w Łochowie.
Po zaopatrzeniu w niezbędny sprzęt ochrony osobistej, wybraniu stanowiska pracy i wysłuchaniu wyjaśnień dotyczących zasad i przebiegu zawodów Finaliści przystąpili do zmagań z 3 zadaniami:
1) Próbki tworzyw polimerowych oznaczone przypadkowymi znakami graficznymi, znajdujące się w żółtym pojemniku, rozdziel do pojemników oznaczonych numerami i symbolami literowymi tworzyw, używanymi w recyklingu.
2) W 5 probówkach oznaczonych przypadkowymi symbolami graficznymi znajdują się roztwory następujących substancji: AgNO3, HCl, NaCl, Na2CO3, NaOH. Zidentyfikuj zawartość wszystkich probówek nie wykorzystując żadnych innych odczynników, mając do dyspozycji jedynie inne czyste probówki.
3) Butelka zawiera roztwór kwasu solnego o stężeniu ok. 0,1 mol/dm3. Ustal miano tego roztworu, wykonując miareczkowanie roztworu sporządzonego z dostarczonej naważki węglanu sodu.
Zawodnicy mieli do dyspozycji sprzęt, odczynniki i ograniczony czas - 2,5 godziny, ale także pomoc techniczną i opiekę asystentów – studentów. W tej roli wystąpili członkowie KNCh SPECTRUM: Alicja Aniołek, Hubert Duszczyk, Natalia Rechnio, Daniel Rek i Mateusz Szykuć.
Nad przebiegiem zawodów oraz bezpieczeństwem wszystkich uczestników czuwali nieustannie członkowie Jury:
• dr hab. Ewa Wolińska
• dr Waldemar Wysocki
• dr Sławomir Zalewski
• inż. Patryk Wójcik
Jury oceniło wykonanie poszczególnych zadań na podstawie przedstawionych przez zawodników protokołów i po wnikliwej analizie oraz burzliwej dyskusji wyłoniło Laureatów:
I miejsce - Aleksandra Szczygielska, IV Liceum Ogólnokształcące im. Jana Pawła II w Łukowie
II miejsce – Michał Wrona, I Liceum Ogólnokształcące im. Bolesława Prusa w Siedlcach
III miejsce – Kacper Wódka, Zespół Szkół Ponadpodstawowych im. Marii Sadzewiczowej w Łochowie
W uroczystym zakończeniu Konkursu udział wzięli Dyrektor Instytutu Nauk Chemicznych – dr hab. Janina Kopyra, profesor uczelni oraz Dziekan Wydziału Nauk Ścisłych i Przyrodniczych - dr hab. Cezary Sempruch, profesor uczelni. Ogłoszenie nazwisk zwycięzców, wręczenie nagród głównych w postaci zestawów sprzętu laboratoryjnego i zaświadczeń o uczestnictwie w III Etapie, a także drobnych upominków dla wszystkich Finalistów odbyło się w obecności opiekunów zawodników – nauczycieli chemii, oraz ich koleżanek i kolegów ze szkoły, w tym uczestników II Etapu.
Gratulujemy Laureatom zwycięstwa ale podziwiamy wszystkich Finalistów za dzielne współzawodnictwo, piękną pracę w laboratorium oraz jej rezultaty. Poziom był bardzo wyrównany i wszyscy powinni czuć się Zwycięzcami. Brawo!!!
Jak Finaliści poradzili sobie z zadaniami?
Zadanie 1, czyli realizacja własnych pomysłów na rozpoznanie tworzyw polimerowych sprawiło najwięcej problemów. Okazało się, że to, co w teorii wydaje się proste i oczywiste, w rzeczywistości jest skomplikowane i niejednoznaczne. Wcale nie tak łatwo własnymi zmysłami określić zapach wydzielany przez płonące tworzywo, czy wygląd płomienia. Do tego dochodzi presja czasu i ilość próbek, które na pierwszy rzut oka wyglądały bardzo podobnie.
Z 15 próbek 2 wykonane były z politereftalanu etylenu(PET), 3 z polietylenu (PE), 3 z polichlorku winylu (PVC), 2 z polipropylenu (PP), 2 z polistyrenu (PS), 2 z poliwęglanu (PC) oraz jedna z polimetakrylanu metylu (pleksi).
Jeden z zawodników zidentyfikował poprawnie 6 próbek (40%), troje zawodników po 4 próbki (27%), jedna osoba rozpoznała 2 próbki (13%), ale w jednym przypadku żadna z próbek nie została prawidłowo zakwalifikowana.
Analiza zbiorcza zawartości pojemników na poszczególne tworzywa wykazała, że w pojemniku 01-PET znalazło się 16,7% tego tworzywa, w 02+04-PE, 06-PS, 03-PVC i 05-PP zawartość właściwych materiałów wynosiła po 33,3%, a w pojemniku 07-INNE znalazło się jedynie 11,1% tego, co powinno do niego trafić.
Zadanie 2 wymagało umiejętności korzystania z tabeli rozpuszczalności, wiedzy na temat reakcji kwasowo-zasadowych oraz umiejętności systematycznej obserwacji i wyciągania z nich wniosków. Kluczową rolę odegrało strącanie osadów przez azotan srebra oraz wydzielanie gazowego dwutlenku węgla po zmieszaniu roztworu węglanu sodu z kwasem solnym.
AgNO3 – „kamień piekielny” (lapis infernalis) pokazał, że umie zwodzić. Co prawda pozwolił się rozpoznać, jako jedyny z roztworów dwójce zawodników, ale dwojgu innym złośliwie podszył się pod NaOH. Tylko dwoje finalistów, jak się później okazało – laureatów, zachowało czujność i bezbłędnie rozpoznało tożsamość wszystkich roztworów.
Zadanie 3 polegało na wyznaczeniu dokładnej wartości stężenia (miana) roztworu kwasu solnego i wymagało zdolności manualnych oraz precyzji. Nad aspektami technicznymi czynności czuwali asystenci – studenci, dzięki czemu przygotowanie roztworu wzorcowego i jego miareczkowanie przebiegło w sposób prawidłowy, dając rewelacyjne wyniki.
Błąd względny oznaczenia w pięciu przypadkach wyniósł od 0 do 0,6%! Tylko jeden zawodnik podał wynik obarczony błędem 47%, wynikającym z niewłaściwych obliczeń. Gdyby nie popełnił błędu rachunkowego, niedokładność oznaczenia wyniosłaby ok. 1,2%, co i tak jest świetnym osiągnięciem.
