
- •Федеральное агенство по образованию Уральский государственный лесотехнический университет Кафедра Физической, аналитической и органической химии
- •Программа учебной дисциплины
- •3207 – Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов
- •Содержание
- •Приложение б
- •Сведения
- •Об обеспечивающих, сопутствующих и обеспечиваемых
- •Дисциплинах
- •Протокол согласования междисциплинарных входов и выходов № 1 Обеспечиваемая дисциплина: Коллоидная химия
- •Обеспечивающая дисциплина Физическая химия
- •Преподаватель дисциплины Свиридов в.В., Свиридов а.В.
- •Протокол согласования междисциплинарных входов и выходов № 2 Обеспечиваемая дисциплина: Спецдисциплины спец. 3302, 3207
- •Обеспечивающая дисциплина Коллоидная химия
- •Приложение г
- •Приложение д
- •Приложение е Примерный перечень и содержание лабораторных занятий
- •Перечень самостоятельной работы студентов
- •Контроль результативности учебного процесса по дисциплине
- •Приложение ж
- •1. Учебная литература: основная
- •Дополнительная
- •2. Методическая литература
- •Лист внесения изменений
Приложение г
До начала изучения дисциплины студент должен:
знать:
– физика (разделы: молекулярно-кинетическая теория, оптика, электричество, капиллярность; механика и элементы теории прочности);
– физическая химия (разделы: I и II-е начало термодинамики, теория растворов, теория сильных электролитов, электрохимия, кинетика химических реакций, гетерогенные процессы и адсорбция);
– неорганическая химия (разделы: реакции гидролиза и ионного обмена, окислительно-восстановительные реакции, сильные и слабые электролиты, растворимость и произведение растворимости, строение вещества);
– органическая химия (разделы: строение молекул высокомолекулярных соединений, белков, целлюлозы, поверхностно-активных веществ).
– высшая математика (дифференцирование и интегрирование, статистические методы).
______________________________________________________________
После окончания изучения дисциплины студент должен:
знать:
учение о поверхностных явлениях и свойствах адсорбционных слоев;
получение и свойства дисперсных систем;
управление устойчивостью и методы разрушения дисперсных систем;
структурообразование и физико-химическая механика дисперсных систем
Приложение д
Перечень и содержание разделов дисциплины
№ раздела, подраздела, пункта, подпункта |
Содержание |
Количество часов |
Рекомендуемая литература /примечание/ |
|||||
Аудиторная |
Самостоятельная |
|||||||
Очное |
заочное |
С сокращённым сроком обучения |
Очное |
Заочное |
С сокращённым сроком обучения |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1.
|
Введение. Содержание и задачи курса. Развитие коллоидной химии как науки. Понятие о дисперсных системах. Признаки коллоидного состояния. Мера дисперсности. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, по дисперсности, по взаимодействию частиц дисперсной фазы со средой и друг с другом. Классификация поверхностных явлений |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3
|
2. |
Термодинамика поверхностных явлений. Общие термодинамические параметры поверхностного слоя. Поверхностное натяжение как мера энергии Гиббса межфазовой поверхности. Зависимость от температуры энергетических параметров поверхностного слоя. Два способа описания термодинамики поверхностных явлений: метод «слоя конечной толщины» и метод избыточных величин Гиббса. Процессы самопроизвольного уменьшения поверхностной энергии |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
3. |
Поверхностное натяжения и адсорбция. Определение адсорбции. Величины полной и избыточной (гиббсовской) адсорбции. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса. Расчет гиббсовской адсорбции по изменению концентрации в объеме. Поверхностная активность веществ и ее характеристика. Поверхностно-активные вещества. Строение молекул специфических поверхностно активных веществ и его влияние на величину поверхностной активности. Правило Дюкло-Траубе |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
4. |
Молекулярная адсорбция из растворов. Особенности адсорбции из жидких растворов. Применение уравнений Ленгмюра и Генри для описания адсорбции поверхностно-активных веществ из растворов. Уравнение Шишковского. Поверхностное давление адсорбционных пленок. Уравнения состояния поверхности (адсорбционных пленок). Весы Ленгмюра. Определение строения адсорбционного слоя и размеров молекул поверхностно-активных веществ |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
5. |
Энергетические параметры адсорбции: интегральная и дифференциальная работы адсорбции; изменение энтропии и энтальпии адсорбции. Адсорбция газов и паров на твердой поверхности. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ. Уравнение изотермы адсорбции БЭТ, его ана–лиз. Линейная форма уравнения БЭТ и расчет его констант. Определение удельной поверхности методом БЭТ |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
6. |
Электроповерхностные явления. Поверхностное натяжение и электрический потенциал. Механизм образования двойного электрического слоя (ДЭС). Изоэлектрическая и изоионная точки. Соотношения между электрическим потенциалом и поверхностным натяжением (уравнение Липпмана). Основные положения теории Штерна. Перезарядка поверхности. Природа соприкасающихся фаз и строение ДЭС. Строение мицелл гидрофобных золей |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
7. |
Адгезия, смачивание и растекание жидкостей. Адгезия и когезия. Уравнение Дюпре для работы адгезии. Угол смачивания (краевой угол) и закон Юнга. Связь работы адгезии с краевым углом (уравнение Дюпре-Юнга). Лиофильность и лиофобность поверхностей. Дифференциальная и интегральная теплоты смачивания. Влияние кривизны поверхности на внутреннее давление тел (формула Лапласа). Уравнение капиллярной конденсации Кельвина. Теория капиллярной конденсации |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
8. |
Энергетика диспергирования и образования новых фаз. Диспергирование и конденсирование - два способа получения дисперсных систем. Адсорбционное понижение прочности тел - эффект Ребиндера. Методы конденсации образования новых фаз. Уравнение энергии Гиббса, образование зародышей при гомогенной конденсации. Две основные стадии образования новой фазы |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
9. |
Молекулярно-кинетические свойства золей. Броуновское движение и его молекулярно-кинетическая природа. Средний сдвиг как характеристика интенсивности броуновского движения частиц. Закон Эйнштейна-Смолуховского и его экспериментальная проверка. Применимость уравнений молекулярно-кинетической теории (Менделеева-Клайперона, Вант-Гоффа и др.) к ультрамикрогетерогенным системам. Диффузионно-седиментационное равновесие, гипсометрический закон. Кинетическая и термодинамическая седиментационная устойчивость |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
10. |
Оптические свойства дисперсных систем. Светопоглощение и светорассеяние. Уравнение Релея для светорассеяния и его анализ. Нефелометрия и турбидиметрия - как методы определения концентрации и дисперсности в коллоидных системах. Уравнение Ламберта- Бугера-Бэра. Определение дисперсности золей по уравнению Геллера Ультрамикроскопия и электронная микроскопия |
2 |
0,5 |
0,5 |
– |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
11. |
Обменная молекулярная адсорбция из растворов. Уравнение Гиббса для обменной адсорбции. Уравнение изотермы молекулярной адсорбции из растворов. Адсорбционная азеотропия. Селективность адсорбции из растворов и влияние на нее различных факторов |
– |
0,5 |
0,5 |
15 |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
12. |
Ионообменная адсорбция. Полная и динамическая емкость ионитов, их определение. Константа равновесия при ионном обмене и уравнение Никольского. Набухаемость и селективность ионитов. Уравнение изотермы ионного обмена; виды изотерм |
– |
0,5 |
0,5 |
15 |
6 |
6 |
У – 1,2,3 |
13. |
Хроматография. Основные принципы хроматографии. Газовая и жидкостная хроматография, их классификация по аггрегатному состоянию неподвижной фазы. Классификация жидкостной хроматографии по механизмам сорбции |
– |
– |
– |
15 |
3 |
3 |
У – 1,2,3 |
ИТОГО: |
20 |
6 |
6 |
45 |
75 |
75 |
|
Примечание 1: в случае, если элемент тематического плана изучается в другой дисциплине, то в графах 3-8 ставят «0», а в графе 9 указывают куда передан элемент тематического плана.
Примечание 2: в случае, если при сокращённой ферме обучения элемент тематического плана пере зачитывается, то в графах 5 и 8 ставят «0», а в графе 9 указывают «пере зачёт»