РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Основной образовательной программы (ООП) 240901 – Биотехнология.

Дисциплина: «Поверхностные явления и дисперсные системы».

.

Факультет Биотехнологии и ветеринарной медицины Орел 2012 год Предисловие Рабочая программа разработана на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, утвержденного Министерством образования по предмету «Физическая химия» для специальности «Биотехнология».

Авторы:старший преподаватель, к.с.-х. н., Гагарина И.Н._ (должность, ученая степень, ученое звание, Ф.И.О., личная подпись) Рецензенты: доцент кафедры технологии мяса, к.с.-х. н. Горькова И.В. (должность, ученая степень, ученое звание, Ф.И.О., личная подпись) Утверждено Согласовано Декан ф-та Агробизнеса и экологии Декан ф-та Биотехнологии вет.

мед.

(наименование факультета) (наименование факультета) Д.с.-х.н., профессор, Гурин А.Г. Д.б.н., профессор, Масалов В.Н._ (уч.степень, звание, Ф.И.О., дата, подпись) (уч.степень, звание, Ф.И.О., дата, подпись) Зав.кафедрой физиологии биотехнологии растений и кормопроизводства ЗотиковВ.И._ (наименование вып.кафедры) РП рассмотрена и одобрена:

Председатель УМК_ф-та Агробизнеса и экологии (наименование факультета) _д.б.н., профессор Новикова Н.Е. (уч.степень, звание, Ф.И.О., подпись,№ и дата прот.) Зав.кафедрой_физиологии, биотехнологии растений и кормопроизводства (наименование кафедры) _д.б.н., профессор, Зотиков В..И._ (уч.степень, звание, Ф.И.О., подпись, № и дата прот.) Содержание Стр.

1. Цели и задачи дисциплины, требования к уровню освоения со- держания дисциплины 1.1 Цель преподавания дисциплины 1.2 Задачи преподавания дисциплины 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины 3. Взаимосвязь с другими учебными дисциплинами 4.Структура дисциплины и распределение часов по семестрам 5. Виды и трудоемкость занятий по темам дисциплины 6. Содержание дисциплины 6.1. Темы дисциплин 6.2. Рабочий план лекционного курса 6.3. Рабочий план лабораторного практикума 7. Самостоятельная работа студентов, распределение часов по фор- мам работы 8. Перечень тем (заданий) ДКР 9. Перечень тем рефератов 10. Рекомендуемый график самостоятельной, индивидуальной ау- диторной работы и текущей аттестации.

11. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 11.1.Рекомендуемая литература 11.2. Средства обеспечения освоения дисциплины 11.3. Материально-техническое обеспечение дисциплины 1. Цели и задачи дисциплины, требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Курс «Поверхностные явления и дисперсные системы» входит в цикл естественнонаучных общехимических дисциплин.

1.1 Цель преподавания дисциплины Ознакомление студентов с основами термодинамики поверхностных явлений, способами получения и важнейшими свойствами дисперсных систем.

1.2 Задачи преподавания дисциплины Рассмотрение особенностей поверхностных слоев, их термодинамических свойств, адгезии, смачивания, адсорбции, электрических явлений на поверхности.

Изучение кинетических, структурно-механических и оптических свойств дисперсных систем, агрегативной и седиментационной устойчивости.

Выявление связи между кинетикой коагуляции и структурообразованием свойствам дисперсных систем.

Получение наиболее значимых дисперсных систем и изучение их свойств.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины ПРЕДСТАВЛЕ- дисциплины, основные соотношения термодинамики поверхностЗНАТЬ:

владеть навыками измерения поверхностного натяжения, краевого угла, адсорбции и удельной поверхности, вязкости, критической концентрации мицеллообразования, электрокинетического потенциала, проведения дисперсионного анализа, оценки агрегативной устойчивости дисперсных систем, ориентироваться в научной и методической литературе по тематике курса, 3. Взаимосвязь с другими учебными дисциплинами Дисциплина «Поверхностные явления и дисперсные системы» базируется на знаниях, полученных при изучении высшей математики и физики, неорганической, органической и физической химии (в первую очередь химической термодинамики).

Аналитиче- Элементный, Оптические ская химия и молекуляр- свойства и Общая хими- Синтез и анафизико- ный, фазовый методы ис- ческая техно- лиз ХТС химические методы аналидисперсных Математика Дифференци- Получение, Системы Основные поуправления Сопротивление Деформации Структуро- биотехнологибиотехноломатериалов при растяже- образование ческой прогическом пронии-сжатии и реологиче- мышленности нального ис- жающей среи безопасных 4.Структура дисциплины и распределение часов по семестрам коллоквиумам, к текущей аттестации, теоретического материала.

5. Виды и трудоемкость занятий по темам дисциплины Термодинамика поверхностных явлений Адсорбция газов и паров на поверхности твердых тел. Адсорбция из растворов Электроповерхностные свойства дисперсных сис- Кинетические свойства дисперсных систем Оптические свойства и методы исследования дис- Получение, агрегативная устойчивость и коагуля- ция лиофобных дисперсных систем Коллоидные поверхностно-активные вещества Растворы высокомолекулярных соединений Явления переноса в пористых телах и мембранные методы разделения смесей Коллоидная химия и охрана окружающей среды Коллоидная химия - наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах. Содержание и задачи курса. Место коллоидной химии в общей системе наук.

Краткая история развития коллоидной химии.

Признаки объектов коллоидной химии: гетерогенность и дисперсность. Определение понятий поверхностных явлений и дисперсных систем. Основные поверхностные явления: адсорбция, адгезия, смачивание, капиллярность, электрические явления, возникновение новых фаз, коагуляция, структурообразова-ние. Количественные характеристики дисперсности: удельная поверхность, кривизна поверхности, дисперсность. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, классификация свободнодисперсных систем по дисперсности.

Роль поверхностных явлений и дисперсных систем в природе и химической технологии. Коллоидная химия и защита окружающей среды.

Основы термодинамики поверхностного слоя. Основные отличия свойств поверхностного слоя от свойств объемных фаз. Способы описания термодинамики поверхностных явлений. Метод избыточных величин Гиббса, разделяющая поверхность. Поверхностная энергия в обобщенном уравнении I и II начал термодинамики. Поверхностное натяжение как мера энергии Гиббса межфазной поверхности. Поверхностное натяжение и природа взаимодействующих фаз. Уравнение Гиббса-Гельмгольца для внутренней (полной) энергии поверхностного слоя. Теплота образования единицы поверхности. Зависимость энергетических параметров поверхностного слоя от температуры.

Поверхностное натяжение и адсорбция. Определение адсорбции. Уравнение состояния при адсорбции. Изотерма, изопикна, изобара, изостера адсорбции. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса (связь поверхностного натяжения с химическим потенциалом). Гиббсовская (избыточная) адсорбция. Частное выражение уравнения Гиббса. Поверхностная активность веществ. Поверхностноактивные, поверхностно-инактивные и поверхностно-неактивные вещества.

Адгезия, смачивание и растекание жидкостей. Адгезия и когезия. Природа сил взаимодействия при адгезии. Адгезионное соединение и его характеристики.

Характер и условия разрушения адгезионного соединения. Уравнение Дюпре для работы адгезии. Смачивание и краевой угол. Закон Юнга. Связь работы адгезии с краевым углом (уравнение Дюпре-Юнга). Лиофильные и лиофоб-ные поверхности.

Измерение краевого угла. Факторы, влияющие на установление равновесия при смачивании. Влияние ПАВ и температуры на смачивание. Условия растекания жидкостей. Коэффициент растекания по Гаркинсу. Эффект Марангони. Межфазное натяжение на границе между взаимно-насыщенными жидкостями и правило Антонова. Практическое значение адгезии и смачивания. Флотация.

Дисперсность и термодинамические свойства тел. Дисперсность как термодинамический параметр. Влияние кривизны поверхности на внутреннее давление тел (уравнение Лапласа). Поверхностная энергия и равновесные формы тел. Принцип Гиббса-Кюри. Закон Вульфа. Капиллярные явления, их роль в природе и технологии. Капиллярный метод определения поверхностного натяжения (формула Жюрена). Принцип ртутной порометрии. Зависимость термодинамической реакционной способности от дисперсности. Уравнение капиллярной конденсации Кельвина. Влияние дисперсности на растворимость, константу равновесия химической реакции, температуру фазового перехода.

3. Адсорбция газов и паров на поверхности твердых тел Взаимодействия при адсорбции. Классификация механизмов адсорбции (физическая адсорбция, хемосорбция и ионообменная адсорбция). Природа адсорбционных сил. Особенности составляющих сил Ван-дер-Ваальса (ориента-ционных, индукционных и дисперсионных) при адсорбции. Уравнение для потенциальной энергии взаимодействия атома (молекулы) с поверхностью тела при адсорбции.

Адсорбция газов и паров на однородной поверхности. Условие равновесия при адсорбции и закон Генри. Уравнение мономолекулярной адсорбции Лен-гмюра и его анализ. Определение констант этого уравнения (линейная форма уравнения Ленгмюра). Уравнение Фрейндлиха. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ, уравнение изотермы адсорбции, его анализ. Линейная форма уравнения БЭТ и расчет его констант. Определение удельной поверхности методом БЭТ. Отличия физической адсорбции от хемосорбции.

Расчет термодинамических параметров адсорбции. Интегральная и дифференциальная (адсорбционный потенциал) работы адсорбции; интегральная и дифференциальная энтропия и энтальпия (теплота) адсорбции и смачивания на энергетически однородной и неоднородной поверхностях.

Адсорбция газов и паров на пористых материалах. Количественные характеристики пористых материалов. Пористые тела корпускулярной, кристаллической и губчатой структуры, методы их получения. Классификация пор по Дубинину и теории адсорбции.

Теория капиллярной конденсации. Капиллярно-конденсационный гистерезис. Расчет интегральной и дифференциальной кривых распределения объема пор по размерам.

Особенности адсорбции на микропористых материалах. Потенциальная теория Поляни. Адсорбционный потенциал. Характеристическая кривая адсорбции.

Температурная инвариантность и афинность характеристических кривых. Обобщенное уравнение теории Дубинина объемного заполнения микропор, частные случаи этого уравнения (уравнение Дубинина-Радушкевича). Адсорбция газов и паров в химической технологии.

Обменная молекулярная адсорбция. Уравнение Гиббса для обменной молекулярной адсорбции. Изотерма гиббсовской адсорбции. Уравнение изотермы молекулярной адсорбции с константой обмена и ее анализ. Изотермы избирательной адсорбции, адсорбционная азеотропия.

Ионообменная адсорбция. Классификация ионитов и методы их получения.

Основные физико-химические характеристики ионитов. Полная и динамическая обменные емкости, набухаемость и селективность. Константа равновесия ионного обмена, формула Никольского. Уравнение изотермы ионного обмена. Практическое использование ионитов.

Адсорбция ПАВ на границе раствора с газом. Отличия адсорбции на поверхности жидкостей и твердых тел. Влияние строения молекул ПАВ на поверхностную активность, правило Траубе. Зависимость поверхностного натяжения от состава раствора при соблюдении закона Генри и уравнения Ленгмюра. Уравнение Шишковского. Уравнения состояния газообразных поверхностных (адсорбционных) пленок. Типы поверхностных пленок и определение их характеристик. Весы Ленгмюра. Факторы, определяющие агрегатное состояние адсорбционных пленок.

Определение строения адсорбционного слоя и размеров молекул ПАВ. Химические реакции в поверхностных пленках. Пленки Ленгмюра-Блоджетт.

5. Электроповерхностные свойства дисперсных систем Механизмы образования двойного электрического слоя (ДЭС). Соотношения между электрическим потенциалом и поверхностным натяжением (уравнения Липпмана). Электрокапиллярные кривые и определение параметров ДЭС по этим кривым.

Общие представления о теориях строения ДЭС. Уравнение ПуассонаБольцмана для диффузной части ДЭС и его решение. Уравнение Гуи-Чепмена.

Толщина диффузного слоя и влияние на нее различных факторов. Емкость ДЭС.

Двойной электрический слой по теории Штерна, перезарядка поверхности. Примеры образования ДЭС. Строение мицеллы.

Четыре вида электрокинетических явлений. Электрокинетический потенциал и влияние на него различных факторов. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского для электроосмоса и электрофореза. Эффекты, не учитываемые этим уравнением (поверхностная проводимость, электрофоретическое торможение, релаксационный эффект). Практическое использование электрокинетических явлений.

Связь размеров частиц со скоростью их осаждения. Условия соблюдения закона Стокса. Седиментационный анализ полидисперсных систем. Кривая седиментации. Кривые распределения частиц по радиусам. Экспериментальные методы в седиментационном анализе. Седиментация в центробежном поле. Определение массы частицы методом скоростного центрифугирования. Равновесное ультрацентрифугирование как абсолютный метод определения массы частиц.

Броуновское движение и его молекулярно-кинетическая природа. Связь между средним сдвигом частиц и коэффициентом диффузии (закон Эйнштей-наСмолуховского). Экспериментальная проверка закона Эйнштейна-Смолуховского.

Следствия из теории броуновского движения. Осмотическое давление ультрамикрогетерогенных систем.

Седиментационно-диффузионное равновесие, гипсометрический закон. Характеристики седиментационной устойчивости дисперсных систем.

7. Оптические свойства и методы исследования дисперсных систем Явления, наблюдающиеся при направлении света на дисперсную систему.

Физическая сущность рассеяния света. Условия рэлеевского рассеяния. Виды рэлеевского рассеяния. Рассеяние малыми частицами поляризованного и неполяризованного света. Форма ндикатриссы рассеяния. Рассеяние поляризованного и неполяризованного света большими частицами. Угловая асимметрия рассеяния и ее причины. Уравнение Рэлея и его анализ. Турбидиметрия и нефелометрия. Определение размеров частиц, не подчиняющихся уравнению Рэлея (уравнение Геллера).

Уравнение Дебая для определения молекулярных и мицеллярных масс. Квазиупругое (динамическое) светорассеяние, корреляционная спектроскопия.

Темнопольная микроскопия. Щелевой ультрамикроскоп. Конденсор темного поля. Световая микроскопия в проходящем свете. Электронная микроскопия и ее виды.

8. Получение, агрегативная устойчивость и коагуляция Общие вопросы устойчивости дисперсных систем. Седиментационная и агрегативная устойчивости систем. Лиофильные и лиофобные системы: самопроизвольное образование одних и необходимость стабилизации других. Критерий лиофильности систем по Ребиндеру-Щукину. Растворы коллоидных ПАВ и ВМС как лиофильные системы. Процессы в дисперсных системах, обусловленные агрегативной неустойчивостью; коагуляция, структурообразование. Изотермическая перегонка в дисперсных системах.

Получение лиофобных дисперсных систем. Методы диспергирования. Уравнение Ребиндера для работы диспергирования. Связь прочности с поверхностным натяжением (уравнение Гриффитса). Адсорбционное понижение прочности (эффект Ребиндера). Физико-химическое диспергирование осадков (пептизация).

Гомогенная и гетерогенная конденсация. Метастабильное состояние. Энергия Гиббса образования зародыша новой фазы, критический радиус зародыша. Две стадии образования новой фазы (теория Гиббса-Фольмера) -нуклеация (зародышеобразование) и рост частиц. Связь кинетики образования новой фазы с пересыщением. Управление дисперсностью при гомогенной конденсации. Примеры получения дисперсных систем методами физической и химической конденсации.

Кинетика коагуляции лиофобных систем. Факторы устойчивости лиофобных систем. Быстрая и медленная коагуляция. Кинетика коагуляции по Смолуховскому.

Уравнение скорости коагуляции, константа скорости и время половинной коагуляции. Зависимость числа частиц разного порядка от времени.

Агрегативная устойчивость лиофобных систем. Основные положения теории ДЛФО. Расклинивающее давление и его составляющие: молекулярная, электростатическая, структурная. Уравнение для расклинивающего давления и энергии электростатического отталкивания при взаимодействии слабозаряженных поверхностей. Уравнение для энергии притяжения между частицами. Общее уравнение для энергии взаимодействия дисперсных частиц. Потенциальные кривые взаимодействия частиц в ионостабилизированных дисперсных системах. Потенциальный барьер и его зависимость от толщины диффузного слоя. Коагуляция в первичном и вторичном минимумах. Электролитная коагуляция; нейтрализационная и концентрационная коагуляции. Порог коагуляции. Пепти-зация коагулятов. Влияние на порог коагуляции заряда ионов электролита. Соотношение Эйлерса-Корфа. Правило Шульце-Гарди (закон Дерягина). Коагуляция смесями электролитов. Модели агрегации в дисперсных системах, агрегаты как фрактальные системы. Особенности дисперсных систем, стабилизированных ВМС и ПАВ. Методы очистки промышленных растворов, основанные на изменении агрегативной и седиментационной устойчивости дисперсных систем.

Системы с жидкой дисперсионной средой. Лиозоли, суспензии. Стабилизация и коагуляция золей и суспензий в водных и органических средах. Золь-гель процесс как способ получения новых материалов. Осаждение, фильтрация суспензий и использование коагулянтов, флокулянтов и ПАВ. Технические суспензии и пасты минеральных и органических веществ. Эмульсии, их классификация. Стабилизация эмульсий ПАВ, ВМС и порошками. Обращение фаз эмульсий. Определение типа эмульсий. Разрушение эмульсий. Деэмульгаторы. Эмульсии в природе, технике и химической технологии.

Пены, их стабилизация и разрушение. Интенсификация процессов, протекающих в пенообразных системах.

Системы с газообразной дисперсионной средой. Аэрозоли: дымы, пыли, туманы. Получение, свойства и способы разрушения аэрозолей. Факторы стабилизации аэрозолей. Физические основы улавливания аэрозолей на фильтрах. Порошки, их текучесть, склонность к коагуляции. Физико-химические основы переработки порошков.

Системы с твердой дисперсионной средой. Факторы стабилизации в системах с твердой дисперсионной средой. Высокопористые материалы - адсорбенты и катализаторы. Пенопласты, пенобетон, пеностекло. Наполненные и закристаллизованные стекла и эмали. Наполненные полимеры. Металлические сплавы.

9. Коллоидные поверхностно-активные вещества Общая характеристика и классификация коллоидных ПАВ. Биоразлагаемость и токсичность ПАВ. Свойства водных растворов ПАВ. Мицеллообразование. Факторы, способствующие мицеллообразованию. Квазихимический и фазовый подходы к мицеллобразованию. Зависимость растворимости ионных и неионных ПАВ от температуры. Точка Крафта. Оценка дифильных свойств ПАВ.

Гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ), гидрофильно-олеофильное соотношение и их определение по адсорбции и по мицеллообразованию. Гидрофобные взаимодействия. Термодинамика мицеллообразования. Изменение структуры воды при мицеллообразовании. Энтропийная природа мицеллообразования в водной среде.

Факторы, влияющие на критическую концентрацию мицеллообразования (ККМ).

Методы определения ККМ. Образование мицелл в неводной среде (обратных мицелл). Природа взаимодействий при мицеллообразовании в углеводородной среде.

Влияние длины углеводородного радикала на критическую концентрацию ассоциации и ККМ.

Строение и полиморфные превращения мицелл. Мембраноподобные системы (везикулы). Лиотропные жидкие кристаллы. Солюбилизация. Основные факторы моющего действия в водной и неводной среде. Мицеллярный катализ.

10. Растворы высокомолекулярных соединений Гибкость полимерных цепей. Основные положения статистики полимерных цепей. Размеры и форма макромолекулы в растворе. Свойства гауссова клубка.

Термодинамика набухания и растворения полимеров. Состояния полимеров в растворе. Разбавленные, полуразбавленные и концентрированные растворы полимеров. Характеристическая концентрация как граница разбавленных растворов полимеров. Межмолекулярные и внутримолекулярные взаимодействия в растворах полимеров. Коллигативные свойства разбавленных растворов полимеров. Осмотическое давление. Термодинамическое сродство полимеров к растворителю и его критерии. Температура Флори. Концентрированные растворы полимеров. Применение правила фаз Гиббса к растворам полимеров. Фазовые диаграммы растворов полимеров. Термодинамический критерий деления растворов на разбавленные и концентрированные. Растворы полиэлектролитов.

11. Структурообразование и реологический метод Возникновение объемных структур в различных дисперсных системах как частный случай коагуляции. Структурообразование в соответствии с теорией ДЛФО. Коагуляционно-тиксотропные и конденсационно-кристаллизационные структуры. Переход одних структур в другие. Теория структурообразования (физико-химическая механика) - основа получения новых материалов. Типы и прочность контактов между частицами в структурированных дисперсных системах.

Реологический метод исследования дисперсных систем. Основные понятия;

реологические свойства и идеальные законы реологии (модели Гука, Сен-Венана Кулона, Ньютона). Принципы моделирования реологических свойств тел. Модель упруговязкого тела (модель Максвелла), модель вязко-упругого тела (модель Кельвина-Фойгта). Время релаксации напряжения и деформации. Модель вязкопластического тела Бингама. Пластическая вязкость.

Классификация дисперсных систем по структурно-механическим свойствам.

Ньютоновские и неньютоновские жидкости. Псевдопластические и дилатантные жидкости. Тиксотропия и реопексия. Бингамовские и небинга-мовские твердообразные тела. Методы измерения вязкости. Вязкость жидких агрегативно устойчивых дисперсных систем. Уравнение Эйнштейна. Уравнения Штаудингера, МаркаКуна-Хаувинка и Хаггинса для растворов полимеров. Реологические свойства структурированных жидкообразных и твердооб-разных систем. Типичные кривые течения. Характеристики прочности структуры. Ползучесть. Зависимость вязкости от напряжения сдвига. Гели, студни; синерезис. Золь-гель технология неорганических материалов как контролируемый переход от свободнодисперсной системы (золя) к связнодисперсной (гелю) и материалу.

12. Явления переноса в пористых телах и мембранные методы Мембранные методы разделения смесей. Классификация мембран и мембранных методов. Принципы получения мембран. Мембранные равновесия. Уравнения Доннана. Мембранные потенциалы.

Течение жидкостей и газов в пористых телах. Закон Дарси и коэффициент проницаемости, уравнение Гагена-Пуазейля. Кнудсеновский поток и разделение газов. Диализ и электродиализ. Микрофильтрация, ультрафильтрация и обратный осмос. Проницаемость и селективность, концентрационная поляризация. Применение мембранных методов.

Коагуляционные методы очистки природных и сточных вод. Коагулянты, гидролиз и мицеллообразование. Перикинетическая, ортокинетическая коагуляция, гетерокоагуляция. Электрохимическая коагуляция. Коагуляция порошками. Флокуляционные методы очистки. Флотация, микрофлотация, пенная сепарация. Адсорбционные методы очистки сточных вод от органических веществ. Баромембранные методы очистки. Способы разрушения аэрозолей.

Цели задачи. Методы изучения дисципВведение. Термодилины. Основные поверхностные явления:

намика поверхностадсорбция, адгезия, смачивание, капилных явлений лярность, электрические явления, возникновение новых фаз, коагуляция, структурообразование. Количественные характеристики дисперсности: удельная поверхность, кривизна поверхности, дисперсность.

Взаимодействия при адсорбции. АдсорбАдсорбция газов и пация газов и паров на однородной поверхров на поверхности ности. Расчет термодинамических паратвердых тел. Адсорбметров адсорбции. Адсорбция газов и пация из растворов Механизмы образования двойного элекЭлектроповерхносттрического слоя. Уравнение Пуассонаные свойства дисБольцмана для диффузной части ДЭС и Кинетические свойстосаждения. закон Эйнштейнава дисперсных систем Оптические свойства Условия рэлеевского рассеяния. Виды рэи методы исследовалеевского рассеяния. Рассеяние малыми ния дисперсных сисчастицами поляризованного и неполяритем Получение, агрегалиофильные системы. Получение лиотивная устойчивость и фобных дисперсных систем. Методы дискоагуляция лиофобпергирования. Уравнение Ребиндера для ных дисперсных сисработы диспергирования. Кинетика коатем Коллоидные поверхколлоидных ПАВ. Биоразлагаемость и ностно-активные ветоксичность ПАВ. Мембраноподобные Растворы высокомо- Гибкость полимерных цепей. Основные лекулярных соедине- положения статистики полимерных цепей. Размеры и форма макромолекулы в растворе. Свойства гауссова клубка. Термодинамика набухания и растворения полимеров.

Явления переноса в мембранные методы разделения смесей гетерокоагуляция. аромембранные методы очистки. Способы разрушения аэрозолей.

6.3. Рабочий план лабораторного практикума Лапласа). Капиллярный метод опредеОпределение термодиналения поверхностного натяжения (формических параметров помула Жюрена). Принцип ртутной пороверхностного слоя. метрии. Зависимость термодинамической реакционной способности от дисперсности.

Определение критической Изменение структуры воды при мицеллообразовании. Энтропийная природа концентрации мицеллообмицеллообразования в водной среде.

разования в растворах Влияние строения молекул Фазовые диаграммы растворов полимеров. Термодинамический критерий деПАВ на их поверхностную активность; определение параметров адсорбционно- и фазовый подходы к мицеллобразоваго слоя. нию.

Хроматографическое раз- Полная и динамическая обменные емделение смеси ионов на кости, набухаемость и селективность.

ионообменных смолах.

порошков методом седиКривые распределения частиц по раментации в гравитациондиусам. Экспериментальные методы в законы реологии (модели Гука, СенКапиллярная вискозиметВенана - Кулона, Ньютона). Модель уприя структурированной Определение размеров частиц, не подчиняющихся уравнению Рэлея (уравнеДисперсионный анализ ределения молекулярных и мицеллярметодом оптической микных масс. Квазиупругое (динамическое) роскопии. светорассеяние, корреляционная спектроскопия.

Эмульсии, их классификация. Стабилизация эмульсий ПАВ, ВМС и порошкаПолучение эмульсий и Получение пен и изучение Адсорбционное титрова- Адсорбционный потенциал. Характеристическая кривая адсорбции.

набухания полимеров.

коллоквиумам, к текущей аттестации, теоретического материала.

Название темы Вопросы темы, (содержание задания) Термодина- Образец билета контрольной работы:

мика поверхностных 1. Термодинамика поверхностного слоя.

2. Поверхностно-активные и поверхностноявлений; адсорбциинактивные вещества.

онные равновесия (до адсорбции на к какому электроду будет двигаться коллоидпористых материаная частица ZnS, стабилизированный (NH4)2S.

лах).

2. Адсорбционные 1. Классификация дисперсных систем по агрегатравновесия (начиная ристых материалах);

электрические явле- 2. Рассеяние света дисперсными системами. Конус ния на поверхно- Тиндаля.

дисперсных систем.

если частицы его оседают в водной среде на высоту 0,226 м за 1350 с (предполагая, что частицы имеют сферическую форму). Плотность 1.Медико-биологическое значение адсорбции. 2, 3. Сорбционное равновесие и константа распределения. 6, 4. Бумажная хроматография кислородсодержащих и 3, азотсодержащих органических соединений: стероидов, аминокислот, пептидов, витаминов, антибиотиков.

5. Бумажная хроматография неорганических соединений. 9, 6. Основы ионообменной хроматографии и применение 3, ионитов в биохимии.

7. Гель-хроматография. Разделение антибиотиков. 2, 12. Коагуляция при синтезе лекарственных препаратов и 6, очистке различных жидкостей.

13. Применение методов измерения элетрической пово- 7, димости растворов электролиов.

17. Свободная энергия поверхности раздела фаз. 1, Применение электрокоагуляции в медикобиологических исследованиях.

10. Рекомендуемый график самостоятельной, индивидуальной аудиторной работы и текущей аттестации Семестр Формы самостоятельной Разбивка часов по учебным неделям 11. Учебно-методический обеспечение дисциплины 11.1.Рекомендуемая литература Основная литература 1. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М. : ООО ТИД «Альянс», 2009.

2. Практикум и задачник по коллоидной химии / Под ред. В.В. Назарова и А.С. Гродского. М. : ИКЦ «Академкнига», 2007. - 374 с.

3. Гаврилова Н. Н., Жилина О. В., Киенская К. И., Назаров В. В., Яровая О. В. Сборник задач по коллоидной химии. М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2009. – 132 с.

4. Дадашев Р.Х. Термодинамика поверхностных явлений. М.: Физматлит, 5. Балезин С. А., Ерофеев Б. В., Подобаев Н. И. Основы физической и коллоидной химии.— М.: Просвещение, 2005.

6. Думанский А. В. Учение о коллоидах.— М.: Химия, 2009.

7. Мюнстер А. Химическая термодинамика.— М.: Мир, 2009.

8. Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии.— М.: Химия, 2004.

9. Минкин М. Б., Горбунов Н. И., Садименко П. А. Актуальные вопросы физической и коллоидной химии почв. — Ростовск. у-нт, Дополнительная литература 1. Балезин С. А., Ерофеев Б. В., Подобаев Н. Н. Основы физической и коллоидной химии. — М.: Просвещение, 2005.

2. Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. — М.: Химия, 2004.

3. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. М. :

Высшая школа, 2007. - 444 с.

4. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Санкт-Петербург: Химия, 5. Расчеты и задачи по коллоидной химии / Под ред. В.И. Барановой. М. : Высшая школа, 1989. - 288 с.

6. Практикум по коллоидной химии / Под ред. И.С. Лаврова. - М. :

Высшая школа, 1983. - 216 с.

11.2. Средства обеспечения освоения дисциплины Комплекс тренировочных тестовых заданий и учебно-методические материалы на сайте кафедры colloid.distant.ru; презентация по всем разделам читаемого курса для чтения лекций с использованием мультимедийного проектора. Обучающие, контролирующие и расчетные комьютерные программы.

11. 3. Материально-техническое обеспечение дисциплины Специализированные лаборатории дисперсных систем и поверхностных явлений.

Сушильный шкаф, муфельная печь, весы аналитические и технические, лабораторная посуда, установки для титрования, фотоэлектроколориметры, спектрофотометры, микробиологический бокс, микроскопы, пипетки, бюксы, фильтры.