Физико-химия дисперсных систем

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе

_____________________

«_____» _____________ 201__ г.

ФИЗИКО-ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов направления 020100.62 - «ХИМИЯ» (бакалавриат)

Профиль подготовки «Физическая химия», «Неорганическая химия и химия координационных соединений»

Форма обучения очная

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»

Автор работы ________________________________ / /

«____» ____________ 201__ г.

Рассмотрено на заседании кафедры

неорганической и физической химии «____» __________ 201__ г., протокол № __

Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем ______ стр.

Зав. кафедрой _________________________________ / /

«____» ____________ 201__ г.

Рассмотрено на заседании УМК

Института математики¸ естественных наук, информационных технологий

«____» __________ 201__ г., протокол № ____

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК ______________________________ / /

«____» ____________ 201__ г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ___________________ / /

«____» ____________ 201__ г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук, информационных технологий

Кафедра неорганической и физической химии

ФИЗИКО-ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов направления 020100.62 - «ХИМИЯ» (бакалавриат)

Профиль подготовки «Физическая химия», «Неорганическая химия и химия координационных соединений»

Форма обучения очная

Тюменский государственный университет

2011

. ФИЗИКО-ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов химического факультета ОДО направления 020100.62 «ХИМИЯ». Тюмень, 2011, _____ стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Физико-химия дисперсных систем [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. umk. utmn. ru, свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической и физической химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

зав. кафедрой неорганической и

физической химии

© Тюменский государственный университет, 2011.

© , 2011.

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

НАЗНАЧЕНИЕ КУРСА

Курс « Физико-химия дисперсных систем», чаще называемый «Коллоидная химия» предназначен для студентов химического факультета и входит в блок вариативных дисциплин по направлению 020100.62 – Химия.

1.1. Цели и задачи обучения

Цель данного курса – повышение общеобразовательного уровня специалистов-химиков, формирование у студентов умения применять основные законы и представления, рассматриваемые в ранее изученных курсах (неорганическая, физическая и органическая химии, физика и т. д.) к дисперсным системам, к которым относятся большинство реальных систем.

Конкретными задачами обучения являются

1) изучение теоретических основ коллоидной химии;

2) закрепление полученных знаний при экспериментальном исследовании коллоидных систем.

1.2. Место дисциплины в структуре ОПП бакалавриата

Основной материал курса излагается в цикле лекций. Методы решения конкретных задач изучаются в ходе лабораторных занятий.

Текущий контроль проводится в форме коллоквиумов.

Итоговый контроль осуществляется посредством семестрового экзамена.

Коллоидная химия практически завершает изучаемые общеобразовательные химические дисциплины, т. к. ориентируется на рассмотрение сложных реальных систем. Фактически нет ни одной области промышленности, которая в той или иной степени не имела бы дела с дисперсными (коллоидными) системами. Это производство пластических масс, синтетических волокон, клеев, резины, лакокрасочных и строительных материалов, продуктов питания, лекарств и т. п.

Велика роль коллоидной химии в решении комплекса задач охраны окружающей среды, включая очистку сточных и природных вод, улавливание аэрозолей, борьбу с эрозией почв и др.

Материал, излагаемый в данном курсе, может быть полезен для изучения химии ВМС и некоторых специальных дисциплин, химической технологии.

1.3. Компетенции выпускника ООП бакалавриата,

формируемые в результате освоения данной ООП ВПО

В результате освоения данного курса выпускник должен обладать следующими компетенциями – общекультурными (ОК 6, 9) и профессиональными (ПК 1–4, 6–8):

ОК-6: использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

ОК-9: владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией;

ПК-1: понимать сущность и социальную значимость профессии, основных перспектив и проблем, определяющих конкретную область деятельности;

ПК-2: владеть основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии);

ПК-3: быть способным применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных;

ПК-4: владеть навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций;

ПК-6: владеть навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов;

ПК-7: иметь опыт работы на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях;

ПК-8: владеть методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов.

Обучающийся должен:

Знать: Основные понятия и законы коллоидной химии, их взаимосвязь с другими химическими дисциплинами.

Уметь: Использовать свойства дисперсных систем, знание их особенностей в своей профессиональной деятельности.

Владеть: Основными методами исследования коллоидных систем, навыками работы со справочной литературой, методиками представления результатов эксперимента.

2. СТРУКТУРА ТРУДОЕМКОСТИ ДИСЦИПЛИНЫ

Семестр – 7.

Общее число аудиторных занятий – 72 часа, в том числе 36 – лекции,36 – лабораторные работы.

Промежуточная аттестация – экзамен.

Самостоятельная работа – 72 часа.

Общая трудоемкость – 144 часа.

Контрольных работ – 3.

Зачетных единиц – 4.

3. ТЕМАТИЧЕСКИЙ План ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Таблица 1.

Тематический план

№	Название темы	Недели семестра	Виды учебной и самостоятельной работы, в час.	Итого часов	из них в инте-рактивной форме	Итого баллов
лекц.	лаб.	сам.
Модуль 1
1.1	Коллоидное состояние вещества	1, 2	4	4	7	15	5	0-8
1.2	Свойства поверхности раздела фаз и их роль в коллоидных системах	3, 4	4	6	7	17	5	0-9
1.3	Учение об адсорбции	5 – 9	10	6	12	28	7	0-15
Всего		18	16	26	60	17	0-32
Модуль 2
2.1	Электрические свойства коллоидных систем	10, 11	4	4	7	15	5	0-12
2.2	Устойчивость и коагуляция коллоидных систем	12 – 14	6	4	11	21	5	0-21
Всего		10	8	18	36	10	0-33
Модуль 3
3.1	Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем	15	2	4	7	13	4	0-9
3.2	Оптические свойства дисперсных систем	16	2	4	7	13	4	0-9
3.3	Структурно-механические и реологические свойства дисперсных систем	17	2	-	7	9	3	0-1
3.4	Микрогетерогенные системы	18	2	4	7	13	4	0-16
Всего		8	12	28	48	15	0-35
ИТОГО:		36	36	72	144	42	0-100

Таблица 2.

Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля

№	Название темы	Устный опрос	Письменные работы	Итого баллов
собесед.	коллокв.	лаб. работа (отчёт)	контр. работа
Модуль 1
1.1	Коллоидное состояние вещества	0-2	0-1	0-5		0-8
1.2	Свойства поверхности раздела фаз и их роль в коллоидных системах	0-2	0-2	0-5		0-9
1.3	Учение об адсорбции	0-5	0-2	0-5	0-3	0-15
Всего	0-9	0-5	0-15	0-3	0-32
Модуль 2
2.1	Электрические свойства коллоидных систем	0-2	0-3	0-7		0-12
2.2	Устойчивость и коагуляция коллоидных систем	0-3	0-3	0-7	0-8	0-21
Всего	0-5	0-6	0-14	0-8	0-33
Модуль 3
3.1	Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем	0-1	0-2	0-6		0-9
3.2	Оптические свойства дисперсных систем	0-1	0-2	0-6		0-9
3.3	Структурно-механические и реологические свойства дисперсных систем	0-1				0-1
3.4	Микрогетерогенные системы	0-1	0-2	0-6	0-7	0-16
Всего	0-4	0-6	0-18	0-7	0-35
ИТОГО:	0-18	0-17	0-47	0-18	0-100

Таблица 3.

Планирование самостоятельной работы студентов

№	Модули и темы	Виды СРС	Неде ля семестра	Объем часов	Кол-во баллов
обяза-тельные	дополни- тельные
Модуль 1
1.1	Коллоидное состояние вещества	Подготовкатеор. вопросов	Подготовка к лабор. работе	1,2	7	0-8
1.2	Свойства поверхности раздела фаз и их роль в коллоидных системах	Подготовка теор. вопросов	Подготовка к лабор. работе	3,4	7	0-9
1.3	Учение об адсорбции	Подготовка к контр. работе	Подготовка к лабор. работе	5 – 9	12	0-15
	Всего				26	0-32
Модуль 2
2.1	Электрические свойства коллоидных систем	Подготовка теор. вопрос	Подготовка к лабор. работе	10, 11	7	0-12
2.2	Устойчивость и коагуляция коллоидных систем	Подготовка теор. вопроск контр. работе	Подготовка к лабор. работе	12 – 14	11	0-21
	Всего				18	0-33
Модуль 3
3.1	Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем	Подготовка теор. вопрос	Подготовка к лабор. работе	15	7	0-9
3.2	Оптические свойства дисперсных систем	Подготовка теор. вопрос	Подготовка к лабор. работе	16	7	0-9
3.3	Структурно-механические и реологические свойства дисперсных систем	Подготовка теор. вопрос	Подготовка к лабор. работе	17	7	0-1
3.4	Микрогетерогенные системы	Подготовка к контр. работе	Подготовка к лабор. работе	18	7	0-16
	Всего				28	0-35
	ИТОГО:				72	0-100

4. РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ СВЯЗИ

С ОБЕСПЕЧИВАЕМЫМИ (ПОСЛЕДУЮЩИМИ) ДИСЦИПЛИНАМИ

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины, необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1.2. Свойства поверхности раздела фаз и их роль в коллоидных системах	2.1. Электрические свойства коллоидных систем	3.4. Микрогетерогенные системы
1.	Научно-исследовательская работа	+	+	+

5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. КОЛЛОИДНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА

Предмет коллоидной химии, специфические особенности дисперсных систем, принципы их классификации, методы получения и очистки.

Тема 2. СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ РАЗДЕЛА ФАЗ И ИХ РОЛЬ В КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМАХ

Молекулярное давление и поверхностное натяжение. Факторы, влияющие на величину поверхностного натяжения. Свободная поверхностная энергия раздела фаз. Взаимосвязь поверхностной энергии и межмолекулярных взаимодействий в конденсированных фазах. Смачивание, адгезия и когезия, их взаимосвязь. Лиофильные и лиофобные дисперсные системы, их свойства и применение. Капиллярное давление и капиллярные явления, поднятие жидкости в капилляре. Практическое значение поверхностных явлений.

Тема 3. УЧЕНИЕ ОБ АДСОРБЦИИ

Понятие адсорбции. Связь адсорбции с параметрами состояния. Адсорбция на границе жидкость – газ, уравнение Гиббса. Поверхностная активность, ПАВ и ПИАВ. Строение слоев ПАВ на границе раздела фаз. Коллоидные ПАВ, мицеллообразование. Применение поверхностно-активных веществ.

Адсорбция газов и паров на твердой поверхности. Адсорбционные теории Ленгмюра, БЭТ, Поляни. Достоинства и недостатки теорий.

Адсорбция из растворов. Особенности адсорбции неэлектролитов и электролитов.

Применение адсорбции на твердых адсорбентах к решению вопросов охраны природы: очистка газов, природных и сточных вод.

Тема 4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Общие представления о строении двойного электрического слоя и механизм его возникновения. Представление Гельмгольца, Гуи-Чапмена и Штерна. Электрические явления в дисперсных системах: электрофорез, электроосмос и обратные им процессы (потенциал течения, потенциал седиментации), их практическое значение. Электрокинетический потенциал, факторы, влияющие на его величину. Связь электрокинетического потенциала со скоростью электрокинетических процессов.

Тема 5. УСТОЙЧИВОСТЬ И КОАГУЛЯЦИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Строение коллоидных мицелл. Устойчивость дисперсных систем. Виды и причины метастабильной устойчивости. Коагуляция, сущность явления коагуляции, факторы, вызывающие коагуляцию. Основы теории коагуляции, теория ДЛФО.

Адсорбционно-сольватный, структурно-механический и энтропийный факторы устойчивости.

Применение коагуляционных процессов в целях охраны природы.

Тема 6. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Броуновское движение. Диффузия и осмос, их особенности в коллоидных системах. Практическое использование молекулярно-кинетических свойств для исследования коллоидных систем. Седиментация и седиментационный анализ.

Тема 7. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ

Светорассеивание – основное оптическое свойство. Уравнение Рэлея, индикатрисы рэлеевского рассеивания. Оптические методы исследования коллоидных систем (нефелометрия, турбидиметрия, метод спектра мутности).

Тема 8. СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ

Основные понятия и законы реологии. Реологические свойства дисперсных систем, вязкость, текучесть, причины аномалии вязкости дисперсных систем.

Структурная вязкость. Структурно-механические свойства дисперсных систем. Факторы, определяющие прочность структур и механизм структурообразования.

Тема 9. МИКРОГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ

Суспензия. Эмульсии, порошки, пены. Способы получения, решения проблемы их устойчивости, практическое значение.

6. ПЛАНЫ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ

Учебным планом ОПП семинарские занятия не предусмотрены.

7. ТЕМЫ ЛабораторныХ работ

(ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ)

1. Изучение адсорбции на границе раздела раствор – газ:

1.1. Исследование адсорбции ПАВ на границе раздела раствор – газ.

1.2. Исследование адсорбции ПАВ одного гомологического ряда.

1.3. Исследование влияния температуры на энергию поверхностного слоя.

2. Изучение адсорбции на твердом адсорбенте:

2.1. Исследование адсорбции уксусной кислоты на активированном угле статическим методом.

2.2. Изучение адсорбции карбоновых кислот из водных растворов на силикагеле кондуктометрическим методом.

2.3. Изучение адсорбции ПАВ из растворов на твердом адсорбенте (уголь или силикагель).

3. Получение золя и исследование процесса его коагуляции:

3.1. Синтез золя гидроксида железа. Изучение его коагуляции визуальным методом.

3.2. Определение порогов коагуляции золя гидроксида железа с помощью фотоэлектроколориметра.

4. Применение светорассеивания для определения дисперсности коллоидных систем:

4.1. Определение размеров частиц золя BaSO4 методом спектра мутности.

4.2. Определение размеров частиц золя канифоля методом спектра мутности.

4.3. Определение размеров частиц золя серы.

5. Электрокинетические свойства коллоидных систем:

5.1. Определение электрокинетического потенциала золя гидроксида железа методом электрофореза.

5.2. Определение электрокинетического потенциала золя диоксида марганца методом электрофореза.

6. Седиментационный анализ коллоидных систем. Определение размеров частиц суспензии седиментационным методом. Построение кривой распределения частиц по размерам.

8. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ

Учебным планом ОПП курсовые работы не предусмотрены.

9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для оптимизации самостоятельной работы студентам предлагаются разработанные автором УМК учебно-методические издания, приведенные в списке литературы, и перечень вопросов к коллоквиумам и вопросов для самоконтроля при подготовке к контрольным работам и экзамену.

Вопросы к коллоквиумам (по лабораторным работам)

Работа 1

1.  Поверхностное натяжение, механизм возникновения, связь с удельной поверхностной энергией.

2.  Факторы, влияющие на величину поверхностного натяжения. Полная поверхностная энергия.

3.  Сущность основных способов определения поверхностного натяжения на границе жидкость – газ.

4.  Поверхностно – активные вещества (ПАВ), особенности их химической природы, классификация, применение.

5.  Поверхностная активность, физический смысл, метод определения. Факторы, влияющие на величину поверхностной активности. Правило Траубе.

6.  Гиббсовская адсорбция, движущая сила, механизм, способ определения. Фундаментальное уравнение Гиббса.

Работа 2

1.  Понятие адсорбции, механизм адсорбции на твердой поверхности. Физическая и химическая адсорбция. Особенности адсорбции из растворов.

2.  Уравнение Фрейндлиха, условия его применения. Определение констант уравнения.

3.  Уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра, его анализ, условия применимости.

4.  Определение констант в уравнении Ленгмюра, их использование для расчета термодинамических характеристик процесса адсорбции и удельной поверхности адсорбента.

Работа 3

1.  Основные методы получения лиофобных дисперсных систем. Коллоидные растворы, строение коллоидных частиц.

2.  Устойчивость коллоидных систем, причины и виды устойчивости.

3.  Коагуляция. Теория коагуляции электролитами. Порог коагуляции, факторы, влияющие на его величину.

Работа 4

1.  Основные оптические свойства коллоидных систем.

2.  Уравнение Рэлея, условия его применимости.

3.  Сущность нефелометрического и турбидиметрического методов анализа дисперсных систем.

4.  Метод спектра мутности.

Работа 5.

1.  Двойной электрический слой. Современные представления теории ДЭС.

2.  Строение мицеллы.

3.  Электрокинетические явления в коллоидных системах, их сущность, практическое применение.

4.  Электрокинетический потенциал. Факторы, влияющие на его величину.

5.  Определение электрокинетического потенциала методом электрофореза.

Работа 6.

1.  Суспензии, основные свойства, применение.

2.  Сущность седиментационного метода анализа. Расчет и построение дифференциальных и интегральных кривых распределения.

Вопросы для подготовки к контрольным работам и экзамену

1.  Что изучает коллоидная химия и каковы признаки ее объектов?

2.  Какую роль играет коллоидная химия в промышленности, науке, охране окружающей среды?

3.  Какие параметры характеризуют величину дисперсности, как они связаны между собой?

4.  Каковы основные типы классификации коллоидных систем, их достоинства и недостатки.

5.  Какими методами получают коллоидные системы? В чем сущность диспергационных методов? Насколько правильно относить пептизацию к диспергационным методам?

6.  В чем сущность конденсационных методов? Какие условия необходимы для осуществления химической конденсации?

7.  От каких примесей и зачем очищают коллоидные растворы?

8.  Что такое диализ, электродиализ? Как они осуществляются?

9.  Как можно ускорить диализ? Что такое ультрофильтрация?

10.  Какие поверхностные явления изучает коллоидная химия?

11.  Что такое внутреннее давление, как оно возникает, от чего зависит?

12.  Дайте силовое и энергетическое определение поверхностного натяжения. Как оно возникает, от чего зависит его величина?

13.  Как термодинамически выражается поверхностное натяжение?

14.  Какие методы используются для определения поверхностного натяжения жидкостей и твердых тел? Дать теоретическое обоснование этих методов.

15.  Как и почему поверхностное натяжение зависит от температуры?

16.  По какому уравнению можно рассчитать полную поверхностную энергию, чем она характеризуется?

17.  Что такое когезия, адгезия и смачивание? Какие параметры используют для их количественной характеристики?

18.  От каких факторов зависит смачиваемость поверхностей? Какими способами можно влиять на смачиваемость?

19.  Чем отличаются гидрофильные и гидрофобные поверхности? Почему при введении ПАВ улучшается смачиваемость водой гидрофобных поверхностей?

20.  Запишите уравнения Юнга, Дюпре и Юнга-Дюпре. Для чего они используются?

21.  Что такое капиллярное давление? От чего зависит его величина? Выведите уравнение Лапласа.

22.  Каковы причины поднятия и опускания жидкости в капилляре? Какое значение имеют эти явления?

23.  Почему в капиллярах пар конденсируется при давлениях, более низких, чем на плоской поверхности.

24.  Что называется адсорбцией? В чем заключается движущая сила адсорбции? Как количественно характеризуют адсорбцию?

25.  В чем отличия хемосорбции и физической адсорбции?

26.  Что такое гиббсовская адсорбция, в чем ее механизм? Запишите и охарактеризуйте фундаментальное уравнение Гиббса.

27.  Какие вещества называются поверхностно-активными (ПАВ)? Каково их строение?

28.  Что такое поверхностная активность, как ее можно определить? От чего зависит величина поверхностной активности? В чем суть правила Траубе?

29.  По каким принципам классифицируют ПАВ?

30.  Чем отличаются коллоидные ПАВ от истинно-растворимых? Что такое ККМ, как ее можно определить?

31.  Как ориентируются молекулы ПАВ в мицеллах, образующихся в водных и органических средах?

32.  Что такое солюбилизация? Какое практическое значение имеет это явление?

33.  В чем основа использования ПАВ в качестве стабилизатора дисперсных систем? В чем механизм моющего действия ПАВ?

34.  Каковы причины и особенности адсорбции на твердой поверхности? Каково ее практическое значение?

35.  При каких условиях для описания адсорбции можно применять уравнения Генри и Фрейндлиха? Как определяются константы в этих уравнениях?

36.  Каковы основные положения теории Ленгмюра? Каков физический смысл констант, входящих в уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра, как их можно определить?

37.  Какие термодинамические и геометрические характеристики можно рассчитать, зная эти константы?

38.  При каких условиях выполняется уравнение изотермы адсорбции БЭТ? В чем физический смысл констант в уравнении БЭТ, как их можно определить?

39.  В чем преимущества уравнения БЭТ перед другими уравнениями изотерм адсорбции?

40.  К каким адсорбентам применима теория Поляни? В чем ее сущность и каковы основные положения?

41.  Что такое характеристические кривые, как их можно использовать на практике? Для чего применяют коэффициенты аффинности?

42.  Капиллярная конденсация и особенности ее протекания в пористых адсорбентах. В каких случаях необходимо учитывать это явление при адсорбционных процессах?

43.  В чем особенности молекулярной и ионной адсорбции из растворов? Каково их практическое применение?

44.  Каковы возможные причины возникновения двойного электрического слоя (ДЭС) на межфазной поверхности? В чем особенности его строения с позиций теорий Гельмгольца, Гуи-Чапмена и Штерна?

45.  От каких факторов и как зависит потенциал на границе плотной и диффузной части ДЭС? Подтвердите это соответствующими уравнениями.

46.  Что такое электрокинетический потенциал, от чего зависит его величина?

47.  Что такое электрокинетические явления, в чем их механизм? Какое практическое значение имеют прямые и обратные электрокинетические явления?

48.  Как взаимосвязаны скорость электрокинетических явлений и электрокинетический потенциал?

49.  Каков механизм образования мицелл в лиофобных системах? Изобразите строение и запишите формулу какой-либо мицеллы.

50.  В чем заключается разница между лиофильными и лиофобными дисперсными системами? Назовите виды устойчивости дисперсных систем в соответствии с классификацией Пескова. Объясните причины устойчивости.

51.  Какие вещества используют в качестве стабилизаторов дисперсных систем? Механизм их действия.

52.  Какой процесс называют коагуляцией? Чем завершается коагуляция? Какими способами можно вызвать коагуляцию?

53.  Каково различие между нейтрализационной и концентрационной коагуляцией лиофобных золей электролитами? Как влияет заряд коагулирующего иона на порог коагуляции?

54.  В чем суть теории устойчивости ДЛФО? Что такое расклинивающее давление и каковы причины его возникновения? Назовите составляющие расклинивающего давления.

55.  Приведите примеры потенциальных кривых взаимодействия между частицами для дисперсных систем различной степени устойчивости. Каковы особенности коагуляции в первичном и вторичном энергетических минимумах в соответствии с теорией ДЛФО?

56.  Какова взаимосвязь между скоростью коагуляции и видом потенциальной кривой взаимодействия частиц? В чем отличие медленной и быстрой коагуляции?

57.  Какие параметры дисперсной системы влияют на скорость коагуляции в соответствии с теорией Смолуховского? Чем отличаются константы скорости быстрой и медленной коагуляции?

58.  В чем состоит сущность броуновского движения? Чем оно обусловлено?

59.  Как количественно можно охарактеризовать интенсивность броуновского движения? В чем заключаются различия в молекулярно-кинетических свойствах коллоидных и истинных растворов?

60.  Что является движущей силой диффузии? Какими особенностями отличается диффузия в коллоидных системах по сравнению с диффузией в истинных растворах?

61.  Каковы особенности осмоса в дисперсных системах? Значение этого явления.

62.  В чем заключается сущность практического применения диффузии и осмоса для определения дисперсности коллоидных систем?

63.  Что такое седиментационная устойчивость, чем она объясняется?

64.  Каким образом проводится седиментационный анализ суспензий, в чем заключается его теоретическая основа?

65.  Как изменится вид интегральных и дифференциальных кривых распределения по мере приближения полидисперсной системы к монодисперсной?

66.  Что такое диффузионно-седиментацонное равновесие, каковы его особенности?

67.  Какие оптические явления наблюдаются при падении луча света на дисперсную систему?

68.  Что такое рэлеевское рассеяние, каковы условия его осуществления? Охарактеризуйте уравнение Рэлея.

69.  В чем сущность нефелометрического и турбидиметрического методов определения дисперсности золей?

70.  Как проводится анализ методом спектра мутности? В чем его достоинства и недостатки?

71.  Каковы особенности реологических свойств коллоидных систем?

72.  Чем отличаются микрогетерогенные системы от истинных коллоидов? Каковы особенности суспензий, эмульсий, пен и порошков? Приведите примеры их практического использования.

10. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Основными образовательными формами обучения являются лекционные и лабораторные занятия. К интерактивным методам относятся работа в малых группах при проведении лабораторного практикума и многовариантность заданий, выполняемых студентами при экспериментальных исследованиях.

11. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИФОРМАЦИОННОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

11.1. Основная литература

1. Воронцова химия: учеб.-метод. пособие / , . – Сургут: Изд. Центр СурГУ, 2010. – 116 с.

2. Воронцова по коллоидной химии [Электронный ресурс] / . – Тюмень, 2008. – 1 электрон. опт. диск.

3. Воюцкий коллоидной химии / . – Москва : Химия, 1975. – 510 с.

4. Сумм коллоидной химии / . – Москва: Академия, 2006. – 240 с.

5. Фридрихсберг коллоидной химии / . – Ленинград: Химия, 1995. – 400 с.

6. Фролов коллоидной химии / . – Москва: Химия, 1989. – 462 с.

7. Щукин химия / , , . – Москва: Высш. шк., 2004. – 446 с.

11.2. Дополнительная литература

1. Коллоидная химия / А. Зимон. – Москва: Агар, 2007. – 344 с.

2. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии / под ред. , . – Москва: Химия, 1986. – 120 с.

3. Практикум по коллоидной химии / под ред. . – Москва: Высш. шк., 1983. – 216 с.

12. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием и специализированная лаборатория для проведения лабораторным работ.

Дополнения и изменения к рабочей программе на 2014/ 2015 учебный год

В рабочую программу вносятся следующие изменения:

пересмотрена рекомендуемая литература

Основная: 
1.Сумм, коллоидной химии: учеб. пособие / . - 2-е изд., стер. - Москва: Академия, 20с.
2.Кукушкина, химия: Учебное пособие [Электронный ресурс] / , . – Электрон. текстовые дан. – Кемерово : Кемеровский государственный университет, 20с. – Режим доступа: http://biblioclub. ru/index. php? page=book&id=232755 (дата обращения 30.08.2014).
3.Сборник задач по физической и коллоидной химии : учебное пособие [Электронный ресурс] / [и др.]. – Электрон. текстовые дан. – М. : Издательство РГАУ-МСХА имени , 20с. Режим доступа: http://biblioclub. ru/index. php? page=book&id=144895 
Дополнительная:
1. Щукин, химия: учебник для студентов вузов / , , . - 5-е изд., испр. - Москва: Высшая школа, 20с.
2. Мягченков, явления и дисперсные системы: учеб. пособие / . - 2-е изд., перераб.. - Москва: КолосС, 20с.
3. Воронцова, по коллоидной химии [Электронный ресурс]/ . - Электрон. дан. и прогр. - Тюмень: Изд-во ТюмГУ: Виндекс, 2008.
4. Химия. Избранные разделы общей физической и коллоидной химии : учебное пособие [Электронный ресурс] / [ и др.]. – Электрон. текстовые дан. – Новосибирск : НГТУ, 20с. Режим доступа:http://biblioclub. ru/index. php? page=book&id=228.
5. Кириченко, по коллоидной химии: Учебно-методическое пособие [Электронный ресурс] / . – Электрон. текстовые дан. – М. : МПГУ; Издательство «Прометей»с. – Режим доступа: http://biblioclub. ru/index. php? page=book&id=240
6. Гельфман, химия [Электронный ресурс] / , , . – Электрон. текстовые дан. – М. : Издательство «Лань», 2010. - Режим доступа: http://e. /view/book/4029/
7.Фридрихсберг, коллоидной химии [Электронный ресурс] / . – Электрон. текстовые дан. – М. : Издательство «Лань», 2010. - Режим доступа: http://e. /view/book/4027/

Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры неорганической и физической химии протокол от «26» августа 2014 г.

Заведующий кафедрой ___________________//