V torek, 31. 7. 2012, se je iz ZDA vrnila slovenska eki pa, ki se je udele`ila 44. Mednarodne kemijske olimpiade v Washingtonu DC.
Leto{nje olimpiade, ki je trajala od 21. 7. do 30. 7.
2012, se je udele`ilo 72 dr`av. Na njej sodelujejo po {tirje dijaki iz vsake dr`ave, ki so bili najbolj{i na nacionalnih pripravah. Slovensko ekipo so zastopali Omar Alhady (gimnazija Be`igrad), Nejc ^eplak (II. gimnazija Ma ri - bor), Rok Kaufman (gimnazija Vi~) in Rok Narobe (gim - nazija Ledina). Mentorja ekipe sva bila dr. Helena Prosen in dr. Andrej Godec, oba FKKT.
Rok Kaufman je na tekmovanju osvojil srebrno, Nejc ^eplak pa bronasto medaljo. V celoti se je ekipa od - li~ no odrezala, zato vsem ~estitke!
Tekmovanje je sestavljeno iz teoreti~nega testa in prakti~nega dela v laboratoriju, in po te`avnosti mo~no pre sega srednje{olski nivo. Dijake zato pripravljamo s so - de lavci na na{i Fakulteti, projekt pa poteka v sodelovanju z Zvezo za tehni~no kulturo Slovenije.
Leto{njo olimpiado je organiziralo Ameri{ko ke mij - sko dru{tvo (ACS), gostila pa nas je Univerza Maryland (http://www.icho2012.org/).
Washington D.C. (D.C. = District of Columbia) je od leta 1790 prestolnica ZDA, in je pod neposredno up ra - vo ameri{kega kongresa. O`je podro~je mesta ima danes nekaj ~ez 600 000 prebivalcev, vendar se {tevilka med delovnim tednom povzpne precej nad milijon.
Tukaj domuje tudi predsednik ZDA Barrack Obama.
Vsi Ameri~ani pa se s politiko ne strinjajo, zato so pred Be lo hi{o vedno tudi protestniki.
Mesto je zaradi svoje relativne majhnosti prijetno za bivanje. Mi smo stanovali dve ulici stran od Bele hi{e, in
Udeležba na Mednarodni kemijski olimpiadi 2012 v Washingtonu, ZDA
Z leve proti desni: Andrej Godec, Nejc ^eplak, Rok Narobe, Omar Alhady, Helena Prosen in Rok Kaufman.
Bela hi{a, Washington DC.
Agencija za varovanje okolja EPA.
Ameri{ko kemijsko dru{tvo ACS.
od tam lahko v pol ure odpe{a~ite do vseh zanimivih to~k.
^e gre za ve~je razdalje, pa lahko uporabite mestne av to - bu se ali metro.
Oblasti so `e pred 100 leti omejile vi{ino stavb na 40 m, zato je mesto zra~no in prijazno. Vi{jih je samo nekaj stavb, in seveda znameniti obelisk s svojimi 169 metri, ki se preko manj{ega pravokotnega odsevajo~ega jezerca spogleduje z Lincolnovim memorialom na drugi strani. V jezercu naj bi sicer odseval obelisk v celoti, vendar se je in`enir zmotil v izra~unu, tako da ne odseva popolnoma.
In`enirja so baje odpustili.
S stopnic Lincolnovega memoriala je imel avgusta leta 1963 svoj znameniti govor »Imam sanje« ameri{ki borec za pravice temnopoltih in sploh marginaliziranih Martin Luther King, Jr. Poslu{alo ga je ~etrt milijona ljudi, ki so zasedli prostor okrog in v jezercu. Leto kasneje je dobil Nobelovo nagrado za mir. Ves ~as je dobival tudi gro`nje ameri{kih ekstremistov, leta 1968 pa ga je eden od njih ustrelil v mestu Memphis, Tennessee.
Washington je res prava prestolnica: v njem najdete vse, kar sodi zraven. Tukaj je seveda kapitol, to je kon - gres na zgradba, ki smo jo med drugim obiskali. V mestu so prisotne vse ve~je banke in firme, tukaj je sede` revije National Geographic, Ameri{kega kemijskega dru{tva ACS (http://portal.acs.org/portal/acs/corg/content), in agencije za varovanje okolja EPA (http://www.epa.gov/);
za kemika sta obe zadnji {e posebej zanimivi, zato pri po ro -
~am obisk njunih spletnih strani, ki so zelo dobro ure je ne.
Washington je tudi prava Meka za vse, ki radi obiskujete muzeje. Najznamenitej{i so Smithsonian mu - ze ji; teh je devetnajst, od znastveno-tehnolo{kih do umet - nostnih in zgodovinskih. Za vse je zna~ilno, da so izjemno dobro opremljeni, pa tudi to, da je obisk v vseh zastonj.
Tudi zato Ameri~ani mno`i~no prihajajo v Washington.
Sam sem bil najbolj navdu{en nad zbirko kamnov; ta je res bogata in izjemno lepo predstavljena, tako da pri po ro -
~ am obisk, ~e boste kje v bli`ini.
Ko pa se najeste mestnega vrve`a, in si za`elite dobre kave, greste v Georgetown. Ta je bil pravzaprav pr - vot no pristani{~e na reki Potomac, okrog katerega se je nato raz{irilo glavno mesto Washington. Za Georgetown so zna~ilne dobro vzdr`evane stare hi{e, vzdol` ulic pa se nahaja veliko manj{ih trgovin vi{jega cenovnega razreda.
Ve~krat ga je obiskal tudi George Washington, prvi predsednik ZDA; {e posebej mu je bila ljuba Suterjeva taverna, v kateri je nastalo veliko dogovorov v zvezi z bo - do ~o ureditvijo dr`ave. Taverne Georgetowna so bile med predsedniki tudi sicer zelo priljubljene.
Otvoritvena slovesnost leto{nje olimpijade je bila 21. 7. 2012 na Univerzi Maryland. Predsednik leto{nje
Obelisk v Washingtonu.
Lincolnov memorial.
sestavljen iz nastopa ameri{kih Indijancev, sli{ali pa smo tudi izvrsten jazz.
Takoj po prireditvi smo mentorji od{li na pregled laboratorijev, v katerih bodo dijaki ~ez dva dni opravljali prakti~ni del tekmovanja. Dijaki, ki so sicer cel teden lo -
~e ni od mentorjev, pa so od{li v campus Univerze, od tam pa na ekskurzijo po Washingtonu. Dijaki so imeli nasploh natrpan urnik z raznimi prireditvami in zabavami, tako da je bilo v~asih po njihovih besedah `e kar preve~.
Mentorji pa med olimpiado usklajujemo besedila na log, in jih nato prevedemo v svoj jezik. Tekmovanje je ses tavljeno iz prakti~nega in teoreti~nega dela, vsak pa traja po 5 ur.
Prva prakti~na naloga je bila raziskovanje kinetike oziroma mehanizma reakcije jodiranja acetona v kisli vodni raztopini:
Hitrostni zakon za to reakcijo je:
Hitrost = k ·[aceton]m · [I3-]n ·[H+]p
Pri tej nalogi je bilo treba dolo~iti konstanto reak cij - ske hitrosti, k, in celo{tevil~ne delne rede reakcijem, n, in p. Razen tega so dijaki primerjali reaktivnost acetona z rea ktivnostjo acetona-d6, v katerem je {est atomov protija (1H) zamenjanih z devterijem (2H, D), in sicer zato, da bo
dolo~il izotopski efekt reakcije (kH/kD) . Iz teh podatkov pa so nato sklepali na mehanizem reakcije.
Ta poskus je bil lep primer kineti~ne raziskave.
Dijaki so s spreminjanjem prostornine destilirane vode ter koncentracije raztopin klorovodikove kisline in kalijevega trijodida dolo~ili vpliv na hitrost reakcije, in s tem delne rede v hitrostnem zakonu.
Pri drugi prakti~ni nalogi so morali pripraviti kompleks mangana s salenom z reakcijo med spojino (sa - len)H2in Mn(II) acetatom v etanolu na zraku, v pri sot no - sti litijevega klorida.
(salen)H2, R = H
(salen*)H2, R = H, COOH ali SO3H
Pri teh pogojih je mo`no, da nastane kompleks s for - mulo (salen)MnClx, kjer je x = 0, 1, 2 ali 3. Tekmovalci so mo rali dolo~iti maso produkta, karakterizirati ~istoto pripravljene snovi s tankoplastno kromatografijo (TLC) in dolo~iti oksidacijsko {tevilo kovine v kompleksu z jo do - met ri~no redoks titracijo. Za redoks titracijo so dobili raztopino predhodno pripravljene spojine, podobne vzor - cu, (salen*)MnClx, kjer ima mangan isto oksidacijsko {te - vi lo kot v produktu, R-substituent na benzenovem obro~u pa je lahko H, COOH ali SO3H. Ena~ba reakcije je na sled - nja:
Zbirka mineralov. Prevajanje nalog.
Vse naloge so v kompletu objavljene v spletni u~ilnici Kemljub, kjer najdete tudi ostale informacije v zvezi z olimpiado (http://skupnost.sio.si/login/index.php).
Teoreti~ni test je bil sestavljen iz osem nalog. Za ~e - lo se je s kemijo borohidridov: strukturo, reaktivnostjo in ter mokemijo teh spojin.
Druga naloga je bila na temo platinovih(II) spojin, izomerov in transefekta.Cis-Pt(NH3)2Cl2je ke mo te ra pevtsko zdravilo proti raku s trivialnim imenom cisplatin. Dijaki so morali poznati stereokemijo Pt(py)(NH3)BrCl, in re{iti reakcijske sheme za pripravo stereoizomerov. Razen tega so morali dolo~ati {e hitrostne zakone pri sub stituciji liganda X z ligandom Y v kvadratnih planarnih kompleksih ML3X.
Tretja naloga je bila na temo tiomolibdatnih ionov, ki nastanejo iz molibdatnih ionov, MoO42-, z zamenjavo kisikovih atomov z `veplovimi atomi. V naravi najdemo tiomolibdatne ione na primer v globokih vodah ^rnega morja, kjer zaradi biolo{ke redukcije sulfata nastaja H2S.
Pretvorba molibdata v tiomolibdat privede do hitre izgube in prehoda raztopljenega Mo iz morske vode v sedimente na dnu, zaradi ~esar se v oceanih zmanj{uje koli~ina Mo, elementa, ki je v sledovih nujno potreben za `ivljenje. Z upo{tevanjem ravnote`ij v vodnih raztopinah teh ionov in spekroskopskih podatkov so morali v nalogi ra~unati koncentracije posameznih ionov.
V naslednji nalogi so se ukvarjali s kristalno strukturo kerami~nih materialov, ki imajo su per pre vod ni{ ke lastnosti pri dokaj visoki temperaturi 90 K. Eden od teh materialov vsebuje itrij, barij, baker in kisik ter se zato imenuje
»YBCO«. Njegova nominalna sestava je YBa2Cu3O7, vendar pa se dejanska sestava lahko razlikuje in jo zapi{emo s formulo YBa2Cu3O7-δ(0 < δ< 0.5). Di ja ki so morali ra~unati dimenzije osnovne celice, pred vi de ti reak - tivnost, in na tej osnovi dolo~iti natan~no for mu lo spo jine.
Peta naloga se je nana{ala na na~ine, na katere se lahko spremeni struktura DNA, tako v naravi kot s po sre - do vanjem ~loveka. Treba je bilo risati strukture pi ri mi din - skih baz, predvideti intermediate in produkte pri me ti la ci - ji, in alkilaciji DNA z iperitom (bojni strup).
[esta naloga je bila organska sinteza vareniklina, spojine, ki se uporablja oralno za prepre~evanje od vis - nosti od kajenja. Dijaki so morali prepoznati posamezne spo jine v dokaj komplicirani reakcijski shemi, pri ~emer so morali uporabiti {e NMR – podatke.
Sedma naloga je bila sinteza encima, ki ve`e dve substratni molekuli (dien in dienofil) ter katalizira Diels-
Alderjevo reakcijo med njima. Pri tej nalogi je bilo treba poznati stereokemijo spojin, in mehanizem ter kinetiko encimsko katalizirane reakcije med obema molekulama.
Pri zadnji nalogi pa so se morali spopasti s po li cik - li~ nimi aromatskimi ogljikovodiki (PAH), ki so at mo s - ferski polutanti, uporabljajo pa se na primer v organskih svetle~ih diodah; najdemo jih tudi v med zvez d nem pro - sto ru. Tema naloge so bili takoimenovani linearni PAH, to so tisti, katerih {irina je enaka {irini enega ben ze novega obro~a, medtem ko lahko dol`ina variira. Primeri tak{nih spojin so benzen, antracen in pentacen. Njihove fizikalne in kemijske lastnosti so odvisne od tega, v kolik{ni meri je πelektronski oblak delokaliziran preko molekule. Dijaki so morali izpeljati ena~bo za odvisnost kvantizirane energije linearnih spojin PAH od kvantnih {tevil nxin ny, dol`ine d, {tevila povezanih obro~ev w, in osnovnih konstant hin me; dopolniti so morali energijske diagrame za te spojine, in izra~unati ΔEmed najvi{jim energijskim nivojem, zasedenim s πelektroni, in naj ni` jim ne za se de - nim energijskim nivojem.
Naloge so bile kar te`ke, in pet ur zbranega raz mi - sle ka in re{evanja ni ma~ji ka{elj. Na{a ekipa se je iz vr - stno odrezala; najbolj{i je zbral 82,6 % mo`nih to~k. Sicer je letos presenetljivo zmagal dijak iz Nem~ije, ki je zbral 97,6 %. To mesto je obi~ajno rezervirano za tekmovalce iz Daljnega Vzhoda.
Mentorji izdelke svojih dijakov tudi popravljamo, in nato svoje ocene primerjamo z organizatorjem. Morebitna nesoglasja uskladimo na arbitra`i; rezultatov na{e ekipe sva bila oba mentorja vesela, vendar nisva vedela do konca, kaj to pomeni, saj ne vemo rezultatov ostalih ekip.
Zaklju~na slovesnost je bila v impozantni Gastonovi dvorani Univerze Georgetown, ki je bila ustanovljena leta 1789, in je najstarej{a jezuitska univerza v ZDA. Po uvodnih nagovorih organizatorjev in nastopu {tudentske hiphoperske skupine smo do~akali razglasitev rezultatov in podelitev medalj. Rok Kaufman je prejel srebrno, Nejc
^eplak pa bronasto medaljo, ki mu jo podelil dr. Peter Wothers, profesor s Cambridgea v Veliki Britaniji. ^estitke!
Rok je sicer `e prej odpotoval domov, ker je tek mo - val tudi na lingvisti~ni olimpiadi, tako da ga ni na fo to gra - fi jah ob podelitvi.
Po slovesnosti je sledila zaklju~na muzejska ve~erja, na kateri je bilo veliko dobre hrane, dobre glasbe in dobre volje. Tukaj se tudi za eno leto poslovimo od svojih starih in novih prijateljev.
Nasvidenje do naslednjega leta, ko bo olimpiada v Rusiji!
Na tem mestu se zahvaljujem vsem, ki so sodelovali pri strokovnih pripravah in organizaciji potovanja slo ven - ske ekipe. Najprej smo to delavci Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo v Ljubljani: Helena Prosen, Barbara Modec, Breda Novak, Mojca @itko, Zdenka Kadunc,
^rtomir Podlipnik, Darko Dolenc in Andrej Godec.
Zahvaljujemo se tudi na{i fakulteti, ki nas celo leto gosti, in dekanu prof. dr. Antonu Medenu, ki nas podpira v vseh tovrstnih dejavnostih. Hvala tudi Slovenskemu ke - mij skemu dru{tvu, kjer je sede` Odbora za pripravo kemijske olimpiade.
Zahvaljujemo pa se {e Zvezi za tehni~no kulturo Slovenije, ki sodeluje pri organizaciji. Uspeh slovenske ekipe je rezultat na{ega skupnega dela.
Tekst in fotografije: Andrej Godec, UL FKKT
Na{a ekipa pred Univerzo Georgetown.
