Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » PDF-файлы » Л.И. Лопатина - Методическая разработка по курсу «коллоидная химия»

Л.И. Лопатина - Методическая разработка по курсу «коллоидная химия»

Описание файла

PDF-файл из архива "Л.И. Лопатина - Методическая разработка по курсу «коллоидная химия»", который расположен в категории "книги и методические указания". Всё это находится в предмете "коллоидная химия" из седьмого семестра, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В.ЛомоносоваХимический факультетКафедра коллоидной химииМЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКАПО КУРСУ «КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ»Москва – 2007МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В.ЛомоносоваХимический факультетКафедра коллоидной химииУтверждено учебно-методическойкомиссией кафедры коллоиднойхимии химического факультета МГУМетодическая разработкапо курсу «Коллоидная химия»для специальности “Биофизика”Составитель – доцент Л.И.ЛопатинаМосква – 200711. ВВЕДЕНИЕ.Основные направления современной коллоидной химии. Рольдисперсного состояния вещества в природе и различных отрасляхпромышленности. Взаимосвязь коллоидной химии с другимидисциплинами: биологией, геологией, почвоведением, медициной.Дисперсные системы. Наносистемы.

Классификация дисперсныхсистем по агрегатному состоянию фаз, размерам частиц дисперсной фазы,концентрации частиц дисперсной фазы, интенсивности межфазныхмолекулярных взаимодействий и фазовой различимости. Биоколлоиды.Диспергационныеиконденсационныеметодыполучениядисперсных систем. Очистка коллоидных систем: диализ, электродиализ,ультрафильтрация, электродекантация.Коллоидно-химические аспекты современных проблем биофизики,биологии и медицины, охрана окружающей среды.2. ОСОБЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗДЕЛА ФАЗ РАЗЛИЧНОЙПРИРОДЫ.Удельная свободная поверхностная энергия.

Поверхностноенатяжение. Основы термодинамики поверхностных явлений. Влияниехимической природы и температуры на величину поверхностногонатяженияводнокомпонентныхсистемах.Работакогезии.Недисперсионная и дисперсионная составляющие поверхностногонатяжения. Критическая температура (по Менделееву).Межфазное натяжение на границе раздела двух несмешивающихсяжидкостей. Работа адгезии. Правило Антонова.Смачивание. Краевой угол, как количественная характеристикапроцесса смачивания.

Закон Юнга. Термодинамические условиясмачивания и растекания на твердых и жидких поверхностях.Избирательное смачивание. Гидрофильные и гидрофобные поверхности.Роль смачивания в природе.Капиллярные явления. Капиллярное давление. Закон Лапласа.Капиллярное поднятие, капиллярная постоянная. Зависимость давлениянасыщенного пара и растворимости от кривизны поверхности разделасосуществующих фаз (закон Томсона (Кельвина)).

Самопроизвольныепроцессы собирательной рекристаллизации, изотермической перегонкивещества, капиллярной конденсации. Роль капиллярных явлений вбиологии, медицине и агротехнике.Методы измерения поверхностного натяжения жидкостей иповерхностной энергии твердых тел.23. АДСОРБЦИЯ ВЕЩЕСТВ НА ПОВЕРХНОСТЯХ РАЗДЕЛА ФАЗ.Адсорбция из растворов, как самопроизвольное концентрированиевещества на поверхности раздела фаз. Адсорбционное уравнение Гиббса.Поверхностно-активные вещества (ПАВ) и поверхностно-инактивныевещества.Зависимость поверхностного натяжения от концентрации водныхрастворов ПАВ и поверхностно-инактивных веществ. Поверхностнаяактивность.ПравилоДюкло-Траубе.УравнениеШишковского.Поверхностная активность природных поверхностно-активных веществ –био-ПАВ (белков, ферментов, липидов).Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Связь уравненийЛенгмюра и Шишковского.

Адсорбционная активность ПАВ. Работаадсорбции. Движущая сила процесса адсорбции ПАВ из водных растворов.Двухмерное состояние вещества в адсорбционном слое. Слоинерастворимых ПАВ на поверхности воды. Весы Ленгмюра. Двухмерное(поверхностное) давление. Строение адсорбционных слоев. Уравнениядвухмерного состояния адсорбционных слоев.

Определение молекулярныхразмеров органических ПАВ.Ленгмюровские пленки как модели организованных структур.Специфика двухмерного состояния биополимеров. Изотерма двухмерногодавления биологически-активных веществ (белки, жирные кислоты).Пленки Ленгмюра-Блоджетт.Особенности процесса адсорбции на поверхности раздела двухконденсированных фаз: жидкость-жидкость и жидкость-твердое тело.Правило уравнивания полярностей Ребиндера. Движущая сила процессаадсорбции ПАВ из неводных растворов. Адсорбционные методыопределения удельной поверхности адсорбентов.

Гидрофобизация игидрофилизация твердых поверхностей. Влияние адсорбционных слоевПАВ на смачивание. Роль природных ПАВ в биотехнологии.Органические поверхностно-активные вещества (ПАВ), ихклассификация по молекулярому строению (анион-, катионактивные,амфолитные, неионогенные, низко-, высокомолекулярные) и по механизмудействия (смачиватели, диспергаторы, стабилизаторы, моющие вещества).Представление о гидрофильно-липофильном балансе молекул ПАВ.4.

ЛИОФИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ. МИЦЕЛЛЯРНЫЕ ДИСПЕРСИИПАВ.Лиофильные коллоидные системы. Критерий самопроизвольногодиспергирования Ребиндера-Щукина. Мыла и ВМС, способныеобразовывать лиофильные коллоидные системы.Основы термодинамики процесса мицеллообразования. Рольгидрофобных взаимодействий при образовании мицеллярных растворов3ПАВ и глобулизации белков в водной среде. Строение мицелл и ихэволюция с ростом концентрации ПАВ. Понятие о везикулах (липосомах).Биомембраны. Жидкие кристаллы.Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ), методы ееопределения.

Температура Крафта. Факторы, влияющие на величину ККМ.Солюбилизация – растворение веществ в системах, содержащихглобулярные белки и мицеллы мыл; термодинамика этого процесса;микроэмульсии. Роль гидрофобных взаимодействий в процессе обмена ипереноса липидных веществ в организме. Солюбилизация втехнологических процессах (эмульсионная полимеризация, моющеедействие, мицеллярный катализ, производство жидких лекарственныхкомпозиций).Роль мицеллярных растворов солей жирных кислот в процессеассимиляции жиров организмом.Коллоидно-химические основы применения ПАВ в медицине приполучении заменителей крови (на основе тонкодисперсных эмульсийперфторсоединений), при направленном переносе лекарств. Везикулы,липосомы.Моделирование ферментативного катализа путем изученияферментативной активности солюбилизированных белков в обращенныхмицеллах ПАВ.5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ.Двойной электрический слой (ДЭС) на поверхности раздела твердоетело-жидкость.

Причины его образования. Модели строения ДЭС (моделиГельмгольца, Гуи-Чепмена и Штерна). Двойной электрический слой влиофобныхзолях,растворахбелковиполиэлектролитов.Электрокинетическийпотенциал.Электрокинетическиеявления:электрофорез, электроосмос, потенциалы седиментации и протекания.Методы измерения электрокинетического потенциала. УравнениеГельмгольца-Смолуховского.Влияние индифферентных и неиндифферентных электролитов наколичественные характеристики ДЭС.

Перезарядка поверхности.Изоэлектрическое и изоионное состояние. Ионный обмен.6. УСТОЙЧИВОСТЬ ЛИОФОБНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМПонятие об устойчивости дисперсных систем. Типы устойчивости.Седиментационная устойчивость лиофобных дисперсных систем.Седиментационно-диффузионное равновесие.Агрегативная устойчивость лиофобных дисперсных систем.Самопроизвольные процессы, приводящие к потере агрегативной4устойчивости: коагуляция, коалесценция, изотермическая перегонка.Изменение свободной поверхностной энергии при их протекании вдисперсных системах.Расклинивающеедавление.Основныесоставляющиерасклинивающего давления: молекулярная и электростатическая. Факторыстабилизации лиофобных дисперсных систем.

Эффективная упругостьадсорбционных слоев (эффект Гиббса и Марангони-Гиббса). Структурнаясоставляющаярасклинивающегодавления.Гидродинамическоесопротивление дисперсионной среды вытеканию из тонкого зазора междучастицами дисперсной фазы. Структурно-механический барьер поРебиндеру.Коагуляция лиофобных золей электролитами: основы теорииДерягина-Ландау-Фервея-Овербека (ДЛФО). Правило Шульце-Гарди.Зоны устойчивости при перезарядке коллоидных частиц. КритерийЭйлерса-Корфа.

Пептизация. Взаимная коагуляция золей. Флокуляциязолей полиэлектролитами. Высаливание белков при добавленииэлектролитов. Коацервация, ее роль в биологических и технологическихпроцессах. Микрокапсулирование.Пены, методы получения, устойчивость. Пленки как элемент пен иэмульсий. Устойчивость «черных» пленок. Двусторонние пленки белков илипидов.Эмульсии, их классификация и методы получения. Стабилизацияэмульсий; обращение фаз.7.СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ,РЕОЛОГИЧЕСКИЕИСТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХСИСТЕМ.Развитие пространственных структур в дисперсных системах.

Типыдисперсных структур. Природа контактов между элементами структуры;прочность дисперсной структуры.Дисперсныеструктуры,формирующиесяврастворахвысокомолекулярных соединений. Образование и строение гелей белков(на примере перехода желатин-коллаген и денатурации яичного альбуминаи казеина). Явление синерезиса и набухания. Коллоидные свойствапротоплазмы.Фазовое разделение био-ПАВ на границах раздела фаз.Формирование прочных двумерных структур. Белок-липидные структуры модели биомембран.Реология как метод изучения структурно-механических свойствдисперсных систем.

Элементарные реологические модели: упругость,вязкость, пластичность. Уравнение Ньютона.5Комбинированные реологические модели. Модель Максвелла;понятие о релаксации напряжения. Модель Кельвина; понятие об упругомпоследействии.Вязко-упругое поведение мышцы. Модель Бингама, вязкопластическое поведение.Реологические свойства свободнодисперсных систем. УравнениеЭйнштейна; причины аномалии вязкости дисперсных систем, эффективнаяидифференциальнаявязкость.Полнаяреологическаякриваясвязнодисперсной системы с коагуляционной структурой. Тиксотропныесвойства коагуляционных структур; роль тиксотропии в живой природе итехнологических процессах. Реологические особенности структурбиополимеров в объеме и на границах раздела фаз.

Свежие статьи
Популярно сейчас