Антибактериальное серебро
(для решения требуется авторизация)
Команда молодых инженеров в лаборатории Наносистем и Наноинженерии работает над созданием нового типа антимикробного покрытия для медицинских инструментов. Одним из перспективных направлений является использование наночастиц серебра (AgNP), которые обладают высокой бактерицидной активностью благодаря своим уникальным свойствам.
Ключевой этап работы — синтез стабильной коллоидной системы (золя) наночастиц серебра контролируемого размера. Размер частиц критически важен, так как от него зависит эффективность и безопасность будущего покрытия. Для синтеза выбран метод химического восстановления ионов серебра гидроксиламином (NH2OH) при комнатной температуре.
Для синтеза золя к 95 мл раствора нитрата серебра с концентрацией 1,0 ммоль/л добавили 5,0 мл раствора солянокислого гидроксиламина (NH2OH·HCl) с концентрацией 12,0 ммоль/л. Смесь выдерживали при комнатной температуре до завершения реакции, о чем свидетельствовало появление устойчивой желто-коричневой окраски и прекращение выделения пузырьков газа. Уравнение протекающей реакции приведено ниже:
2AgNO3 + 2NH2OH → 2Ag + N2↑ + 2H2O + 2HNO3
-
Рассчитайте количества вещества реагентов (в ммоль), взятых для синтеза. Рассчитайте долю (%) ионов серебра, которые восстановятся в данном синтезе. Ответы привести с точностью до третьего знака после запятой.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Рассчитайте массу серебра (в мг), которую можно получить из нитрата при выходе реакции в 100%.
Ответ округлите до десятых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Оцените средний диаметр синтезированных наночастиц, если известно, что в 1 мл конечного раствора содержится 3,2·1011 частиц. Частицы считайте идеальными сферами с плотностью серебра 10,5 г/см3.
Ответ выразите в нанометрах, округлив до целых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Полученный порошок принципиально отличается по свойствам от массивного серебра. Высокая антимикробная активность наночастиц серебра объясняется их огромной удельной поверхностью - суммарной площадью поверхности всех частиц, отнесенной к их массе.
У обычного предмета из серебра практически вся масса вещества находится внутри, и лишь ничтожная доля атомов - на поверхности для контакта с окружающей средой. К примеру, удельная поверхность кубика из серебра с ребром 1 см составляет всего 3,1 см2/г.
У наночастиц ситуация обратная: значительная часть атомов расположена на поверхности. Это позволяет им гораздо эффективнее высвобождать ионы серебра (Ag+), которые и оказывают антимикробное действие.
-
Рассчитайте удельную поверхность полученного нанопорошка серебра. Ответ выразите в м2/г, округлив до целых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
