Гибкая электроника
(для решения требуется авторизация)
Гибкие тактильные сенсоры для мягкой робототехники — профиль, посвящённый мягкой робототехнике, разработке гибких элементов носимых устройств и интернета вещей, а также инвазивных и неинвазивных нейроинтерфейсов. В рамках этой задачи предлагаем вам представить себя в роли стажёра в лаборатории гибкой электроники. Ваша задача — помочь в создании и калибровке мультисенсорного элемента «электронной кожи» на основе проводящего полимера полианилина. Этот полимер меняет свою электропроводность при растяжении или контакте с различными химическими веществами.
Первым этапом является получение полианилина. Для этого проводится окислительная полимеризация мономера анилина в кислой среде. В качестве окислителя и источника кислоты используется раствор хлорида железа (III) (FeCl3). Реакция упрощённо описывается уравнением:
nC6H5NH2 + n · 2,5FeCl3 → [C6H4NH]n + n · 2,5FeCl2 + n · 2,5HCl.
Вам поручено провести синтез с использованием 9,3 г анилина.
-
Рассчитайте, какая масса хлорида железа(III) (FeCl3) потребуется для полного окисления этого количества анилина. Ответ выразите в граммах, округлите до сотых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Рассчитайте, какой объём хлороводорода (н.у.) выделится в ходе этой реакции. Ответ выразите в литрах, округлите до десятых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Полученный полианилин представляет собой порошок. Чтобы нанести его на гибкую подложку, его смешивают с связующим и растворителем до состояния пасты. Для одного сенсора требуется 0,5 г полианилина. Необходимо приготовить 15 мл 10%-ного (по массе) раствора связующего вещества в толуоле и смешать 0,5 г полианилина с 3 мл приготовленного раствора.
-
Рассчитайте массу связующего вещества и объем толуола, необходимых для приготовления 15 мл 10%-ного (по массе) раствора. Плотность толуола и плотность раствора принять равной 0,87 г/мл. Ответы округлите до десятых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Полианилин чувствителен к кислотности среды. Его необходимо откалибровать в буферных растворах. Вам нужно приготовить 100 мл буферного раствора с молярной концентрацией гидрофосфата натрия (Na2HPO4) 0,1 моль/л и дигидрофосфата калия (KH2PO4) 0,05 моль/л.
-
Рассчитайте массы Na2HPO4 и KH2PO4, необходимые для создания 100 мл такого буферного раствора. Ответы выразите в граммах, округлите до сотых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
«Электронная кожа» будет работать в условиях возможного присутствия паров спирта. Вам необходимо проверить, как этанол (C2H5OH) влияет на показания сенсора. Для этого готовится водный раствор этанола.
-
Рассчитайте молярную концентрацию раствора, полученного при смешивании 5 мл этанола (плотность 0,79 г/мл) с 45 мл воды. Изменением объема смеси пренебречь, считайте итоговый объём равным 50 мл. Ответ выразите в моль/л, округлите до сотых.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
После проведения экспериментов вы получили следующие данные:
-
Сопротивление полимерной пленки увеличивается при контакте с парами аммиака (NH3).
-
Сопротивление уменьшается при контакте с парами соляной кислоты (HCl).
-
Сопротивление не изменяется при контакте с сухим воздухом и парами этанола.
-
-
Объясните, почему аммиак и соляная кислота оказывают противоположное влияние на электропроводность полианилина.
Выберите один верный ответ из предложенных:
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Почему пары этанола не влияют на электропроводность полианилина?
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
