1. Пусть было х см3 золота. Поскольку v = (4/3)pir3, количество наночастиц до «старения» равно х/(4/3)pirs3. Площадь поверхности одной частицы 4pirs2. Суммарная площадь поверхности равна 4pirs2х/(4/3)pirs3 = 3x/rs. Аналогично, суммарная площадь поверхности частиц после «старения» равна 3x/rf. Тогда площадь поверхности частиц после «старения» равна rs/rf= 3,9/6,2 = 0,63 от площади поверхности свежеобразованных частиц. Следовательно, 37% додецилтиола перешло в раствор. На воздухе додецилтиол окисляется с образованием дисульфида или додецилсульфоновой кислоты.
4 RSH + O2 ---> 2 RSSR + 2 H2O
2 RSH + 3 O2 ---> 2 RSO3H
Расчет доли молекул, перешедших в раствор, – 1 балл. Превращение в сульфиды – 1 балл, в сульфоновые кислоты – еще 1 балл. Всего 3 балла.
2. Первая реакция – восстановление тетрахлораурата цитратом (1)
Кроме нее будут протекать реакция между карбонильной группой продукта окисления цитрат-иона и аминогруппой аминотиола и реакция тиола с поверхностью частиц золота. Любая последовательность таких реакций считается правильной. (2), (3), (4), (5).
Согласно первому уравнению реакции, образование 2 моль золота сопровождается выделением 3 моль СО2. Следовательно, при образовании
Уравнение реакции цитрата с тетрахлорауратом – 1 балл. Уравнение реакции образования имина – 1 балл. Уравнение реакции тиола с поверхностью частиц золота – 1 балл. Расчет объема выделившегося газа – 1 балл. Всего 4 балла.
3. В первом случае на поверхности наночастиц золота находятся гидрофобные группы С12Н25. Поэтому наночастицы золота будут смачиваться толуолом с образованием «раствора» в толуоле. Во втором случае на поверхности наночастиц будут находиться заместители, содержащие терминальные карбоксильные группы, что делает наночастицы «растворимыми» в воде. В обоих случаях мы имеем дело не с истинным раствором, но это не влияет на ответ.
Два ответа по 1 баллу. Всего 2 балла.
