Е.А. Амелина - Методическая разработка по курсу «коллоидная химия» (1157059)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В.ЛомоносоваХимический факультетКафедра коллоидной химииМетодические разработкипо курсу «Коллоидная химия»Москва – 2007МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В. ЛОМОНОСОВАХимический факультетКафедра коллоидной химиидоцент Е.А.АмелинаУтвержденоучебно-методической комиссиейкафедры коллоидной химиихимического факультета МГУМЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКАпо курсу “КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ”Под редакцией доцента Л.И.ЛопатинойМосква - 20071Пояснительная запискаКурс коллоидной химии знакомит студентов факультета почвоведения сосновами современного учения о дисперсном состоянии вещества иповерхностных явлениях в дисперсных системах.Курс ставит целью дать четкое представление о теоретических иэкспериментальных основах этой обширной самостоятельной областихимической науки и их приложении в почвоведении.К основным вопросам, изучаемым в данном курсе, относятся: особыесвойства границ раздела фаз и явления на межфазных границах; пути и условияобразования дисперсных систем, их особые молекулярно-кинетические,оптические и электроповерхностные свойства; устойчивость и разрушениедисперсных систем; развитие в них пространственных структур сосвоеобразными реологическими свойствами; управление свойствамидисперсных систем.
Универсальность дисперсного состояния определяетфундаментальную роль коллоидной химии в прогрессе химической и другихестественных наук: почвоведения, геологии, биологии, медицины и др.Задачей курса является формирование у студентов современныхпредставлений о дисперсном состоянии вещества, свойствах межфазныхповерхностей в микрогетерогенных системах и значении основныхзакономерностей поверхностных и коллоидно-химических явлений дляраскрытия механизмов различных процессов в природных дисперсныхсистемах. Освоение курса коллоидной химии способствует более глубокомупониманию многочисленных процессов (физических и химических),протекающих при образовании, функционировании и обработке почв,обеспечивая тем самым необходимый фундамент знаний для успешногоизучения студентами почвенного факультета специальных дисциплин.
В курсеотражено практическое приложение основных закономерностей коллоиднойхимии к различным аспектам учения о почвах, а также рациональногоиспользования и защиты окружающей среды.2Освоение студентами курса коллоидной химии в соответствии с учебнымпланом предусматривает проработку лекционного материала с привлечениемсоответствующей учебной литературы и выполнение лабораторных работ впрактикуме.Весь материал курса разделен на 3 темы:1) Поверхность раздела фаз и поверхностные явления.2) Образование дисперсных систем и их свойства (электроповерхностные имолекулярно-кинетические).3) Устойчивость, структурообразование и структурно-механические свойствадисперсных систем.Лабораторные работы преследуют цель усвоения и закрепленияматериала по соответствующим темам, а также привитие студентамнеобходимого минимума практических навыков в постановке и выполненииколлоидно-химических экспериментов и обработке результатов.По каждой теме предусмотрено выполнение 2-х – 3-х лабораторныхработ, проведение семинаров по материалам лекций и сдача коллоквиума(всего 3 коллоквиума).
Отдельные вопросы курса, не вошедшие в материалколлоквиумов, выделены для самостоятельной работы студентов.По завершении освоения курса коллоидной химии студенты сдаютэкзамен.Объем курса: 54 часа, в том числе 18 часов лекции, 36 часов практикума,включая семинары и коллоквиумы.Темы лекцийЛекция 1. Введение: определение, основные задачи и направления коллоиднойхимии. Классификация дисперсных систем. Свойства поверхностей разделафаз, связь с молекулярными взаимодействиями.Лекция 2. Явления смачивания и капиллярности.Лекция 3.
Адсорбция из растворов и влияние адсорбционных слоев на свойстваграниц раздела фаз.Лекция 4. Электроповерхностные свойства дисперсных систем.Лекция 5. Образование дисперсных систем. Лиофобные и лиофильныедисперсные системы.Лекция 6. Устойчивость лиофобных дисперсных систем, факторыстабилизации.Лекция 7. Структурообразование и структурно-механические свойствадисперсных систем.Лекция 8.
Молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидныхсистем, дисперсионный анализ анализ суспензий.Лекция 9. Коллоидно-химические свойства ВМС и их растворов. Коллоиднохимические методы охраны окружающей среды.3Литература1. Амелина Е.А. Методическое пособие к курсу коллоидной химии, М.: ХимфакМГУ, ч.1, 2, 32007.2. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А.
Коллоидная химия, 3-ое изд., М.:Высшая школа. 2004.3. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии, Л.: Химия, 1984 или 1995.4. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии, 2-е изд., М.: Химия, 1975.5. Методическая разработка к практикуму по коллоидной химии.
СоставительЕ.А.Амелина. М.: Изд. МГУ, Химфак, 2005.Дополнительная литература1. Сумм Б.Д. Основы коллоидной химии, М.: Академия, 2006.Темы и содержание семинаров1-й семинар:Классификация и характеристики дисперсных систем. Поверхностныеявления.1. Определение и классификация дисперсных систем.2.
Свободная поверхностная энергия границы раздела фаз. Поверхностное имежфазное натяжение. Правило Антонова.3. Работа (энергия) когезии и адгезии.4. Смачивание. Краевой угол. Закон Юнга. Термодинамическое условиесмачивания и растекания.5. Избирательное смачивание. Гидрофильные и гидрофобные поверхности;характеристики гидрофильности (и гидрофобности) поверхностей.6.
Капиллярное давление. Закон Лапласа.7. Капиллярное поднятие. Формула Жюрена.8. Капиллярная стягивающая сила менисков.9. Закон Томсона (Кельвина); процессы изотермической перегонки,рекристаллизации и капиллярной конденсации.2-й семинар:Адсорбция из растворов и свойства адсорбционных слоев ПАВ.1. Определение и количественная мера адсорбции.2. Поверхностно-активные (ПАВ) и поверхностно-инактивные вещества.Поверхностная активность.3. Изотермы поверхностного натяжения; уравнение Шишковского. ПравилоДюкло-Траубе.4. Изотерма адсорбции; уравнение Гиббса.5.
Уравнение изотермы молекулярной адсорбции Ленгмюра.6. Влияние адсорбционных слоев ПАВ на смачивание твердых тел.7. Адсорбционные методы определения удельной поверхности адсорбентов.43-й семинар:Электроповерхностные свойства дисперсных систем.1. Двойной электрический слой (ДЭС) на поверхности раздела фаз.2.
Причины образования ДЭС, его строение.3. Ионный обмен. Лиотропные ряды.4. Электрокинетические явления.5. Электрокинетический ( ζ-) потенциал.6. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского для скорости электроосмотического(электрофоретического) переноса.7. Строение мицелл лиофобных золей.8. Влияние электролитов на строение ДЭС и электрокинетические явления.9. Изоэлектрическое состояние. Перезарядка коллоидных частиц.4-й семинар:Образование дисперсных систем.1.
Конденсационное образование дисперсных систем.2. Критический зародыш, работа его образования.3. Образование дисперсных систем при диспергировании.4. Адсорбционное понижение прочности твердых тел (эффект Ребиндера). Рольэтого эффекта в процессах образования и эрозии почв.5. Самопроизвольное диспергирование макрофаз. Лиофильные дисперсныесистемы.6. Самопроизвольное диспергирование агрегатов (пептизация).
Условиепептизации.5-й и семинар:Устойчивость, разрушение и стабилизация лиофобных дисперсных систем.1. Агрегативная и седиментационная устойчивость.2. Процессы, приводящие к разрушению дисперсных систем.3. Факторы агрегативной устойчивости дисперсных систем.4. Расклинивающее давление (по Дерягину); составляющие расклинивающегодавления.5. Структурно-механический барьер (по Ребиндеру).6. Коагуляция золей электролитами. Правило Шульце-Гарди; критерийЭйлерса-Корфа.7.
Зоны устойчивости и коагуляции. Пептизация под действием электролитов.8. Основные положения теории ДЛФО.9. Флокуляция дисперсий полиэлектролитами.6-й семинар:Структурообразование и структурно-механические свойства дисперсныхсистем.1. Процессы, приводящие к образованию дисперсных структур.2. Классификация дисперсных структур.53. Природа прочности контактов между частицами в дисперсных структурахразличных типов.4. Прочность дисперсных структур.5. Тиксотропия.6. Реологические свойства свободнодисперсных систем. Уравнение Ньютона;уравнение Эйнштейна. Аномалия вязкости.7. Реологические свойства структурированных дисперсных систем.
Полнаяреологическая кривая. Уравнение Бингама.Методические указания к коллоквиумам и семинарамТема I. Свойства поверхности раздела фаз и поверхностные явленияОпределение и классификация дисперсных систем.Причины возникновения избыточной свободной энергии на поверхностираздела фаз. Поверхностное натяжение как характеристика избытка свободнойэнергии в поверхностном слое.
Поверхностная энергия и энергиявзаимодействия молекул (атомов, ионов) в конденсированной фазе. Энергия(работа) когезии как характеристика молекулярных взаимодействий в объемеконденсированной фазы. Связь работы когезии и поверхностного натяжения.Полярные и неполярные фазы.Поверхность раздела между конденсированными фазами. Работа адгезии,как характеристика взаимодействия между молекулами граничащих фаз.Межфазное натяжение. как характеристика разности полярностей граничащихфаз.Понятие о смачивании и несмачивании твердых тел. Краевой угол, какхарактеристика смачивания.
Смачивание водой и углеводородами полярных инеполярных поверхностей. Термодинамические условия смачивания,растекания и несмачивания: сопоставление работ адгезии и когезии. Работарастекания.Избирательноесмачивание.Количественныехарактеристикигидрофильности и гидрофобности поверхностей. Влияние химического составапочв на их смачиваемость водой.Капиллярные явления: капиллярное давление, капиллярное поднятие,стягивание частиц менисками.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
