V dňoch 21. až 30. júla 2024 hostila Univerzita kráľa Saúda v Rijáde 56. ročník Medzinárodnej chemickej olympiády (MChO). Slovenskú republiku na tejto prestížnej udalosti reprezentovali štyria nadaní gymnazisti, ktorí v konkurencii 327 súťažiacich z 89 krajín sveta (87 + Rusko a Bielorusko) získali všetci medaily:
- Klaudia Sýkorová (Gymnázium, Poštová 9, Košice): bronzová medaila
- Hugo Letavay (Gymnázium V. B. Nedožerského, Prievidza): bronzová medaila
- Matej Škubla (Gymnázium, Grösslingová 18, Bratislava): strieborná medaila
- Martin Pistovčák (Gymnázium, Grösslingová 18, Bratislava): zlatá medaila
V neoficiálnom rebríčku úspešnosti podľa medailí sa Slovenská republika umiestnila na vynikajúcom 15.-19. mieste spomedzi všetkých 87 zúčastnených krajín. V rámci Európy na skvelom 4.-7. mieste.
MChO je najprestížnejšia súťaž pre stredoškolákov v oblasti chémie na celosvetovej úrovni. Hoci sa zameriava na študentov stredných škôl, jej úlohy často výrazne prekračujú úroveň stredoškolskej chémie v náročnosti aj rozsahu.
Štvorčlenné družstvo Slovenskej republiky na MChO je vyberané z najúspešnejších účastníkov republikového kola ChO v kategórii A. Títo študenti absolvujú náročnú prípravu na špecializovaných výberových sústredeniach, ktoré organizuje SK ChO a NIVaM v spolupráci s Prírodovedeckou fakultou Univerzity Komenského v Bratislave, Fakultou chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave a Prírodovedeckou fakultou Univerzity Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach. Vďaka vysokej úrovni domácej ChO a špecializovanej príprave sa Slovensko na MChO dlhodobo veľmi dobre prezentuje, pričom naše reprezentačné družstvo sa tradične umiestňuje v prvej tretine až polovici poradia zúčastnených krajín.
Naši študenti súťažili v riešení teoretických a praktických úloh z rôznych oblastí chémie. Na riešenie každej časti mali k dispozícii 5 hodín.
Teoretické úlohy:
1. Výroba amoniaku a katalýza: Táto úloha sa zameriava na Haberov-Boschov proces syntézy amoniaku, pričom sa riešia výpočty rovnováhy, termodynamika reakcií a účinnosť katalyzátorov.
2. Elektronický nos: Táto úloha skúma princípy plynových senzorov s použitím polovodičových oxidov kovov, pričom sú potrebné výpočty týkajúce sa štruktúry spinelu, vodivosti a reakcií na signál pri detekcii rôznych plynov.
3. Enzým tyrozináza: Úloha sa zaoberá enzýmom tyrozín 3-monooxygenázou, pričom sa zameriava na kinetiku enzýmov, rýchlostné rovnice a mechanizmy inhibície enzýmu na základe experimentálnych údajov.
4. Chémia draslíka: Táto úloha skúma históriu a chemické vlastnosti draslíka, vrátane jeho elektrolytickej a chemickej výroby, ako aj identifikáciu komplexnej soli s unikátnou štruktúrou a kyslými vlastnosťami.
5. Analýza neznámej látky: Študenti majú za úlohu určiť zloženie a rozklad neznámej soli obsahujúcej kov prostredníctvom série titrácií a termickej analýzy.
6. Syntéza penicilínu: Úloha sa venuje stereochémii a syntetickým postupom vedúcim k výrobe Penicilínu VK, pričom zahŕňa rôzne organické reakcie a identifikáciu medziproduktov.
7. SABIC a chémia polymérov: Táto úloha sa zameriava na katalytickú oligomerizáciu eténu na výrobu lineárnych alfa-olefínov a chémiu vitrimérov, vrátane štrukturálnej analýzy a mechanizmov reakcií.
8. Látky v šafráne: Úloha zahŕňa celkovú syntézu kempferolu a unikátneho indolového alkaloidu serotobenínu, s dôrazom na kreslenie chemických štruktúr a pochopenie reakčných sekvencií.
9. Komplexy porfyrínu: Táto úloha skúma chémiu porfyrínových komplexov, vrátane komplexov s kovmi a nekovmi, ako aj analýzu väzby kov–kov v porfyrínových diméroch.
Praktické úlohy:
1. Indikátory: Táto úloha zahŕňa identifikáciu acidobázických indikátorov na základe ich správania pri rôznych hodnotách pH. Účastníci vykonávajú tenkovrstvovú chromatografiu (TLC) s použitím štyroch indikátorov na určenie ich prechodných hodnôt pH. Následne tieto indikátory používajú na identifikáciu pH ôsmich neznámych roztokov pozorovaním zmien farby a vykonávaním série identifikačných experimentov.
2. Titrácia na váhe: V tejto úlohe študenti skúmajú redoxné reakcie manganistanových iónov pri rôznom pH (kyslé, neutrálne a zásadité) vykonávaním titrácií, pričom na meranie hmotnosti reaktantov používajú váhu namiesto objemového vybavenia. Titrácie zahŕňajú reakcie s jodidovými aniónmi a inými látkami na určenie stechiometrie a oxidačných stavov produktov vznikajúcich za rôznych podmienok.
Členmi medzinárodnej poroty, ktorá sa podieľala na preklade a oprave úloh a riešení, boli Ing. Tibor Dubaj, PhD. (vedúci delegácie, Slovenská technická univerzita v Bratislave), Mgr. Samuel Andrejčák (Univerzita Komenského v Bratislave) a RNDr. Peter Troška, PhD. (Univerzita Komenského v Bratislave). Pri preklade úloh v online režime pomáhali doc. RNDr. Martin Putala, PhD. (Univerzita Komenského v Bratislave) a Mgr. Jela Nociarová, PhD. (Univerzita Mateja Bela v Banskej Bystrici).
Za úspechy našich reprezentantov na MChO vďačíme ich talentu a usilovnosti, ako aj učiteľom na gymnáziách, ktorí ich podporovali a usmerňovali (prof. A. Ihnatková, Košice; prof. M. Kozák, Prievidza; prof. T. Jajcaj, Bratislava) a pedagógom z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave, Fakulty chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity v Bratislave a Ústavu polymérov SAV, ktorí ich na súťaž pripravovali.
Významnú úlohu v rozvoji talentovaných chemikov zohráva aj každoročne organizovaná Letná škola chémie, ktorú podporuje najmä Slovnaft, a.s., a jej „predvoj“, Letná škola mladých chemikov, spolu s nadstavbovým pokračovaním Letnej školy chémie ako vyvrcholenie korešpondenčného seminára, ktorý podporuje Prírodovedecká fakulta UK.
Text a foto: Mgr. Samuel Andrejčák
