Реферат: Программа дисциплины опд. Ф. 8 Коллоидная химия для студентов специальнос ти 020101 «Химия»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию



ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)






УТВЕРЖДАЮ




Проректор по учебной работе


С.Б. Бурухин





“______”____________ 2008 г.



^ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ОПД. Ф. 8 Коллоидная химия


для студентов специальности 020101 «Химия»

направления 020100 «Химия»

специализации «Аналитическая химия»


Форма обучения: очная


Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры







8







Общая трудоемкость дисциплины

120

120







Аудиторные занятия

68

68







Лекции

34

34







Практические занятия и семинары













Лабораторные работы

34

34







Курсовой проект (работа)













Самостоятельная работа

52

52







Расчетно-графические работы













Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




экзамен








Обнинск 2008

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 020100 « Химия» специальности 020101 «Химия» специализации «Аналитическая химия»


Программу составила:


___________________ Н.К. Китаева, доцент, кандидат химических наук


Программа рассмотрена на заседании кафедры Общей и специальной химии (протокол № __ от __.__.200_ г.)


Заведующий кафедрой

Общей и специальной химии


___________________ В.К. Милинчук


“____”_____________ 2008 г.


СОГЛАСОВАНО


Начальник Учебно-методического

управления


___________________ Ю.Д. Соколова


Декан

факультета естественных наук


___________________ Н.Б. Эпштейн


“____”_____________ 2008 г.



^ 1. Цели и задачи дисциплины.


Целью курса является освоение теоретических основ характеристик дисперсных систем и поверхностных явлений, получение практических навыков по основным разделам курса.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.


В результате изучения дисциплины студент должен

знать: особенности и характеристики дисперсных систем, оптические свойства коллоидных систем, молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем, поверхностные явления (адсорбцию) на границах твердое тело – газ, раствор – газ, твердое тело – раствор, электрические свойства коллоидных систем, методы получения коллоидных систем, классификацию, способы получения, свойства и области применения микрогетерогенных систем;

уметь: получать коллоидные системы, изучать устойчивость и коагуляцию коллоидных систем, исследовать коллоидные системы оптическими методами, получать и изучать свойства микрогетерогенных систем;

иметь навыки: работы с химической посудой и оборудованием лаборатории, работы на рН-метре, на спектральных приборах КФО и КФК-3.


^ 3. Содержание дисциплины


3.1. Лекции


1. Коллоидные системы и предмет коллоидной химии. Предмет коллоидной химии. История развития коллоидной химии. Значение коллоидной химии в природе и технике. Основные разделы и направления коллоидной химии, объекты и цели изучения. Количественные характеристики дисперсности: дисперсность, радиус кривизны, удельная поверхность. Особенности ультрадисперсного (коллоидного) состояния вещества. Универсальность дисперсного состояния вещества. Определяющая роль поверхностных явлений в коллоидной химии. Классификация дисперсных систем: по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по размерам частиц, по концентрации. Понятие о лиофильных и лиофобных дисперсных системах. 2 ч. [1,2]

2.^ Оптические свойства коллоидных систем. Рассеяние света. Адсорбция света: закон Бугера-Ламберта-Бэра, уравнение Рэлея. Окраска коллоидных систем. Оптические методы исследования коллоидных систем: ультрамикроскопия, электронная микроскопия, нефелометрия и турбидиметрия. 4 ч. [2,4]

3.^ Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Тепловое движение молекул и броуновское движение. Диффузия в истинных растворах и в коллоидных системах. Уравнение Эйнштейна, уравнение Эйнштейна-Смолуховского. Осмотическое давление. Седиментационная устойчивость. Седиментация и методы седиментационного анализа. 4 ч. [2,4,5]

4.^ Учение об адсорбции. Адсорбция на границе твердое тело – газ. Понятие об адсорбции. Природа адсорбционных сил. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Теория полимолекулярной адсорбции Поляни и теория БЭТ. Химическая адсорбция. Влияние на адсорбцию свойств адсорбента. 4 ч. [2,4]

5.^ Адсорбция на границе раствор – газ. Поверхностное натяжение. Понятие о поверхностно-активных веществах. Уравнение Гиббса. Уравнение Шишковского. Переход от уравнения Гиббса к уравнению Ленгмюра. Влияние на адсорбцию на границе раствор – газ строения и размера мо­лекулы поверхностно-активного вещества. Правило Дюкло-Траубе. Строение адсорбционного слоя на границе раствор – газ. 4 ч. [2,4]

6.^ Адсорбция на границе твердое тело – раствор. Молекулярная адсорбция из растворов. Ионная адсорбция. Обменная адсорбция. Обменная адсорбция на угле. Явления смачивания. Адгезия. 4 ч. [2,4]

7.^  Электрические свойства коллоидных систем. Понятие об электрокинетических явлениях. Строение двойного электрического слоя. Влияние различных факторов на электрокинетический потенциал. Электрофорез и электроосмос. Определение электрокинетического потенциала. Практическое значение электрокинетических явлений. 6 ч. [1,2,4]

8.^ Получение и очистка коллоидных систем. Строение коллоидных мицелл. Методы получения коллоидных систем. Строение коллоидных мицелл. Примеры получения коллоидных систем. Очистка коллоидных систем. 2 ч. [4,5]

9.^ Устойчивость и коагуляция коллоидных систем. Кинетика коагуляции. Устойчивость тонких слоев жидкости и энергия взаимодействия между поверхностью двух тел. Изменение энергии взаимодействия между мицеллами при их сближении. Сольватация частиц, структурно-механический и энтропийный факторы устойчивости. Правила коагуляции электролитами. Теории коагуляции электролитами. Влияние размера и концентрации частиц на их взаимодействие в дисперсных системах. Значение адсорбционных явлений для коагуляции. 4 ч. [1,2]


^ 3.2. Практические и семинарские занятия


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Литература

Число часов




Не предусмотрены








^ 3.3. Лабораторный практикум


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Число часов

Получение коллоидных систем. Строение коллоидных мицелл.

Получение коллоидных растворов. Определение заряда золя. Составление формулы мицеллы.

4

Поверхностные явления. Адсорбция.

Изучение адсорбции из растворов на твердом адсорбенте.

4

Ионная адсорбция.

Ионный обмен. Измерение характеристик анионита и катионита.

4

Растворы коллоидных поверхностно-активных веществ.

Определение критической концентрация мицеллообразования ПАВ.

4

Оптические свойства коллоидных систем

Определение размеров частиц золя турбидиметрическим методом.

4

Растворы высокомолекулярных соединений

Исследование влияния рН среды на студнеобразование.

4

Исследование процесса набухания

высокомолекулярных соединений.

2

Устойчивость и коагуляция коллоидных систем

Определение порога коагуляции золя с помощью фотоэлектроколориметра.

4

Системы с жидкой и твердой дисперсной фазой

Суспензии. Эмульсии. Пены.

4


^ 3.4. Курсовые проекты (работы)


Не предусмотрены


3.5. Формы текущего контроля



Раздел(ы)

Форма контроля

Неделя

Количественные характеристики коллоидных систем.

Поверхностные явления.

Адсорбция.

Строение коллоидных мицелл.

Контрольная работа

10


^ 3.6. Самостоятельная работа


1. Системы с жидкой и твердой дисперсной фазой. Суспензии. Эмульсии. Латексы. Пены. (лабораторная работа) [4]

2. Ионообменная адсорбция. Классификация ионитов и методы их получения. Основные физико-химические характеристики ионитов. Равновесие ионного обмена. (реферат) [1]

3. Хроматография. Сущность и классификация методов хроматографии. Получение хроматограммы. Основное уравнение равновесной хроматографии. Основные характеристики хроматографического разделения. (реферат) [1]

4. Мембранные методы разделения смесей. Принципы мембранного разделения. Классификация и типы мембран. Транспорт в мембранах. Движущие силы. Транспорт через пористые мембраны. Транспорт через непористые мембраны. Транспорт в ионообменных мембранах. (реферат) [1]


^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии: Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 2004. (библиотека ИАТЭ)

2. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия, М.: Высш. шк., 2006.

3. Практикум по коллоидной химии: Учебное пособие. Под ред. М.И. Гельфмана. СПБ.: Изд-во «Лань», 2005. (библиотека ИАТЭ)

4. Гельфман М.И., Ковалевич О.В., Юстратов В.П. Коллоидная химия. СПБ.: Издательство «Лань», 2003. (библиотека ИАТЭ)

5. Зимон А.Д. Коллоидная химия, – М.: Агар, 2003. (библиотека ИАТЭ)


^ 4.1.2. Дополнительная литература


1. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1975.

2. Агафонова Е.И., Карпенко П.Г., Рябина Л.В. Практикум по физической и коллоидной химии, – М.: Высш. шк., 1985.

3. Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии. Под ред. С.С. Воюцкого и Р.М. Панич, М.: Химия, 1974.


^ 4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Не предусмотрены


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Лабораторные работы проводятся в лаборатории «Органическая химия», которая оснащена пятью вытяжными шкафами, лабораторными установками, выполненными в стекле: установка для вакуумной перегонки мономеров, установки для синтеза полимеров методом эмульсионной полимеризации, поликонденсации, прививочной полимеризации, химического превращения полимеров. Часть лабораторных работ по изучению физико-химических свойств полимеров проводятся в лаборатории «Физической химии» с использованием спектральных приборов «СФ-56» и ИК-спектрометра «ИнфраЛЮМ ФТ».