Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

VII Всероссийская Интернет - олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее"

Всероссийская Интернет-олимпиада школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!"

Химия (10-11 классы): Задача 11. Оксид графита

Оксид графита (ОГ) – это графит, в котором часть атомов углерода окислена. При этом образовались различные функциональные группы, содержащие кислород (см. рис. 1а,б) Состав ОГ можно выразить брутто-формулой СОXНY, где X и Y различаются при различных способах окисления. В последние годы ОГ оказался в центре внимания, поскольку он может служить прекурсором графена. От решетки ОГ при растворении в особых условиях можно отделить одну плоскость (получится оксид графена), а затем её восстановить (получится графен).

Рис. 1. а) Структура графита. Оксид графита устроена точно также, только плоскости раздвинуты (~12 A, вместо 6,69 А), и часть атомов углерода окислена; б) Плоскость в структуре оксида графита. Видны функциональные группы. Абсолютное и относительное количество функциональных групп зависит от способа окисления!

Рис. 2. Плоскость в структуре оксида графита; (а) модель Хоффмана; (б) модель Лерфа-Клиновски.

Рис. 3. Внедрение молекул воды между плоскостями ОГ в модели Лерфа-Клиновски.

  1. Попробуйте догадаться, какие свойства ОГ делают его более удобным прекурсором графена, чем сам графит? Что на ваш взгляд может быть главным недостатком ОГ как прекурсора? (2 балла)
  2. На рисунке 2а приведена простейшая модель плоскости ОГ (модель Хоффмана). Предполагается, что в результате окисления образуется единственная функциональная группа – (-О-). Рассчитайте Х в формуле СОХ , если 25% атомов углерода в ОГ сохранили sp2 гибридизацию. Чему равно максимальное Х для модели Хоффмана? (2 балла)
  3. На рис. 2б изображена современная модель плоскости ОГ (модель Лерфа-Клиновски). Здесь в результате окисления образуются четыре типа функциональных групп. Назовите их. (1 балл)
  4. Пусть ОГ выглядит так, как предсказывает модель Лерфа - Клиновски (см. рис.2б). Брутто-формула образца СН0.22О0.46 . Оцените, какой процент атомов углерода мог остаться не окисленным? Дайте оценку сверху и снизу. (Учитывать только атомы С в шестиугольниках!) (2 балла)
  5. Важнейшее свойство ОГ – способность адсорбировать воду между плоскостями. Это происходит за счет образования водородных связей с атомами функциональных групп, как показано на рис. 3. Пусть образец ОГ имеет формулу СН0.22О0.46 Какое максимальное количество молекул воды может быть адсорбировано в расчете на один атом углерода? Как можно записать формулу подобного гидрата? Используйте модель Лерфа-Клиновски. (2 балла)
 

Прикрепленные файлы:
 



Решение

Проба пера
Проба пера

Конкурс микрофотографий ZEISS Perspectives
Приглашаем специалистов, работающих с микроскопами ZEISS, Bruker, WITec принять участие в конкурсе микрофотографий ZEISS Russia&CIS «Перспективы».

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графеновые маски выходят на борьбу с Covid 19. Графен губит вирусы. Сенсор для противотуберкулезного препарата. Взаимодействие Дзялошинского-Мории и механическая деформация. Скирмионы займутся растяжкой?

Ученые разработали технологию трехмерной печати генно-инженерных конструкций для направленной регенерации костных тканей
Группа российских ученых разработала оригинальную технологию трехмерной печати персонализированных изделий из биоактивной керамики и создала персонализированные ген-активированные имплантаты. Проведен комплексный физико-химический и биохимический анализ экспериментальных образцов ген-активированных материалов и персонализированных имплантатов для инженерии и направленной регенерации костных тканей, полученных с использованием технологий трехмерной печати, включая доклинические исследования на крупных животных.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.