73. Eesti keemiaolümpiaad tõi Chemicumi 97 noort keemiahuvilist

Töötoad ja huviloeng

15. märtsil toimus paralleelselt eksperimentaalvooruga elektrolüüsi praktikum ja põgenemistuba, mida juhendas keemia instituudi keemiahariduse õppetooli keemiaõpetaja Joana Jõgela. Aatomi ehituse ja perioodilisustabeli põgenemistuba koosnes kolmest väikesest ülesandest, kus pandi proovile õpilaste teadmised aatomi ehitusest, keemilise sideme tekkimisest ning ainete ehituslikest eripäradest. Samuti tulid kasuks loogiline mõtlemine, funktsionaalne lugemine ja tiimitöö oskus. Lisaks tegeleti kolme soola vesilahuse elektrolüüsiga, kus õpilased said jälgida elektroodidel toimuvaid protsesse ning koguda vesinikku, et see hiljem süüdata.

Pärast eksperimentaalvooru andis keemia instituudi analüütilise keemia õppetooli juhataja Ivo Leito ülevaate õppetooli teadustegevusest. Loengus tutvustati osalejatele probleeme ja väljakutseid, millega tegeleb tänapäevane analüütiline keemia. Konkreetsed teemad ulatusid ülikeerulise koostisega proovide analüüsist ja uudsetest analüüsiseadmetest, mis võimaldavad uurida haruldasi kunstiobjekte neid kahjustamata, kuni happelisuse ja aluselisuse mõõtmiseni mittevesilahustes ning väävelhappe pH määramiseni.

Olümpiaadi lõppvoor pakub lisaks probleemilahendamisoskuste proovile paneku ka võimalust sarnaste huvidega noortel omavahel mõtteid ning kogemusi jagada, olles aluseks uutele tutvustele ja koostöövõimalustele. Oli meeldiv näha, et õpilased arutlesid pärast võistlusvoorusid üheskoos ülesannete üle, kaasates aruteludesse ka žürii liikmeid. Ühtlasi oli õpilastel teise päeva hommikul toimunud teooriavooru apelleerimisel võimalus ülesannete autorite ja parandajate käest ülesannete kohta kõikvõimalikke küsimusi küsida.

Keemiaolümpiaadi žürii ja olümpiaadi ülesanded

Sel aastal koostasid lõppvooru teoreetilisi ülesandeid Andreas Päkk, Astrid Darnell, Gleb Vahtra, Ivo Leito, Jörgen Metsik, Karl Johann Külv, Laura Kalder, Lisette-Liis Loorits, Nikita Žoglo ning Sofja Tšepelevitš. Nii ülesannete autorite kui ka parandajate seas oli mitmeid teaduskooli olümpiaadide vilistlasi, teadureid ja õppejõudusid.

9.−10. klassi komplekt

Image

9. ja 10. klasside arvestuses läksid üheksast eriteemalisest ülesandest arvesse kuus kõige paremini lahendatud ülesannet. 9.−10. klassi temaatika keskendus põhiliselt anorgaaniliste ning orgaaniliste molekulstruktuuride joonistamisele, vaseühendite keemilistele omadustele, happe-aluse tiitrimeetriale, redoksreaktsioonide kirjutamisele ning reaktsioonikineetikale. Ülesannete komplekt algas ülesandega “Vedelad soolad”, kus tutvuti ioonvedelike struktuurist tulenevate füüsikaliste ja keemiliste eripäradega. Vaseühendite ülesandes tuli õpilastel tuvastada mitmesuguste värviliste ühendite keemilisi valemeid ning struktuure. Redokskeemiliste üleminekute teemal määrati jodomeetriliselt peroksiidarvu, mille abil hinnatakse rasvhapete rääsumist. Samuti lahendati ülesannet “Iseorganiseeruv lahus”, mis keskendus mitmekomponentse Belousov-Žabotinski reaktsiooni konvektsioonimustrite uurimisele. Lisaks reaktsioonikineetika ülesandele “Kiire segadus” olid komplektis füüsikalise keemia poole pealt esindatud ka elektrokeemilised protsessid naatriumioonakudes, mille abil on võimalik talletada taastuvenergiaallikate abil toodetud elektrienergiat. Komplekti viimased kaks ülesannet keskendusid orgaanilisele keemiale. Ülesanne “Kodune bensiili süntees” tutvustas, kuidas on võimalik ilma peene laboratoorse aparatuurita bensiili valmistada ja reaktsioonisegust eraldada. Ülesanne “Prebiootiline keemia” andis põgusa ülevaate keemilistest protsessidest, mis toimusid Maal enne elu teket ning võisid viia esimeste keerukamate biomolekulide moodustumiseni, nagu süsivesikud, lipiidid ning nukleiinhapped.

9. klassis olid kõrgeima keskmise lahendatavusega ülesanded “Kiire segadus” (57%) ja “Prebiootiline keemia” (52%). 10. klassis niisamuti “Kiire segadus” (64%) ning “Iseorganiseeruv lahus” (57%).

11.−12. klassi komplekt

Image

11. ja 12. klassi komplektis said õpilased lahendada kuute ülesannet, mis hõlmasid nii anorgaanilist, analüütilist, füüsikalist kui ka orgaanilist keemiat. Ülesanne “Maakidest klastriteni” keskendus volframiühendite keemilistele omadustele, tutvustades olulisemate maakide keemilisel töötlemisel tekkivaid ühendeid ning volframaadi polümeriseerumist vesilahuses kondensatsioonireaktsioonide teel. Analüütilise keemia ülesanded keskendusid molekulide konformeeride ning etaanhappe happelisuse termodünaamilistele arvutustele eri solventides. Ülesanne “Otto tsükkel” tutvustas bensiinimootorites toimuvaid füüsikalis-keemilisi termodünaamilisi protsesse, kus tuli määrata ja analüüsida erinevaid olekuparameetreid, nagu temperatuur, rõhk ning ruumala. Orgaanilise sünteesi ülesanded hõlmasid polütsüklilise aromaatse süsivesiniku kekuleeni ning alkaloidi tsefalotaksiini sünteesi. Lisaks kekuleenile uuriti ka teiste tsirkuleenide aromaatseid omadusi. Tsefalotaksiini süntees keskendus orgaanilises keemias levinud reagentidega läbiviidavatele reaktsioonitüüpidele, nagu redutseerimine, oksüdeerimine ning tsükliseerumine läbi süsinik-süsinik sideme moodustumise.

Nii 11. kui ka 12. klassis olid kõrgeima keskmise lahendatavusega ülesanded “Happe tugevus vees ja mittevesilahuses” (11. kl 58%; 12. kl 67%), “Maakidest klastriteni” (11. kl 52%; 12. kl 58%) ning “Konformeeride mõistatus” (11. kl 51%; 12. kl 48%).

9.−10. klassi praktikumi “Vase ja tsingi sisalduse kompleksomeetriline määramine” juhendasid Jörgen Metsik ja Karl Johann Külv.

11.−12. klassi praktikumi “Bensüületanaadi süntees” juhendasid Anton Mastitski ja Henry Vider.

Tulemused

9. klass

10. klass

11. klass

12. klass

Kaarel Toomet on osalenud keemiaolümpiaadi lõppvoorus neljal järjestikusel aastal ning saavutanud igal korral oma vanuseklassis 1. koha. Samuti on Nurkhan Torekhanov viimasel kolmel aastal saavutanud igal korral oma vanuseklassis 2. koha.

Täielikud tulemused leiab Tartu Ülikooli teaduskooli keemiaolümpiaadi alamlehelt.

Galerii