2.9. Двойной электрический слой.

Электроповерхностные свойства. Механизмы образования двойного электрического слоя (ДЭС) у межфазной границы. Индифферентные и потенциалопределяющие ионы. Специфическая адсорбция ионов.

Заряд и емкость ДЭС. Электрокапиллярные явления.

Уравнение Пуассона-Больцмана и теория ДЭС Гуи – Чепмена. Приближение Дебая-Хюккеля и приведенная толщина ДЭС. Модифицированная теория Гуи. Адсорбционный потенциал и теория Штерна. Модель Грема. Недостатки классических моделей и основные направления дальнейшего развития теории ДЭС. Зависимость параметров ДЭС от концентрации индифферентных и потенциалопределяющих ионов. Трудности проверки теории ДЭС. Электрокинетический потенциал.

2.10. Электрокинетические явления.

Электрокинетические явления и электрокинетический потенциал. Основные электрокинетические явления: элктроосмос, электрофорез, потенциал течения, потенциал оседания. Причины уменьшения подвижности молекул растворителя у поверхности твердого тела. Условность понятия «граница скольжения».

Классическая теория электрокинетических явлений. Уравнения Гельмгольца -Смолуховского для электроосмоса, потенциала течения и электрофореза. Электрокинетические явления с точки зрения неравновесной термодинамики. Эффект релаксации и электрофоретический эффект. Критика классической теории. Основные уравнения современной теории электрокинетических явлений.

Электрокинетические свойства капиллярных систем. Поверхностная проводимость и изменение чисел переноса в капиллярных системах. Электрохимическая активность мембран. Электродиализ.

Равновесие Доннана. Потенциал Доннана. Мембранный потенциал.

2.11.Устойчивость дисперсных систем.

Причины устойчивости дисперсных систем. Расклинивающее давление. Измерение поверхностных сил.

Теория ДЛФО. Зависимость потенциала взаимодействия частиц от расстояния. Зоны коагуляции, устойчивости и образования структур. Влияние природы и концентрации электролита. Правило Шульце-Гарди. Неправильные ряды.

Влияние полимеров на устойчивость коллоидов.

Кинетика быстрой коагуляции. Теория Смолуховского

Кинетика медленной коагуляции. Теория Фукса.

2.12.Структурно-механические свойства дисперсных систем.

Образование структур в дисерсных системах.

Элементы реологии. Классификация тел по реакции на внешнюю нагрузку. Законы Гука и Ньютона. Общее соотношение между напряжением и деформацией (скоростью деформации) в линейной области. Функция релаксации и функция памяти.

Течение структурированных жидкостей. Соотношение Шведова – Бингама. Формула Эйнштейна. Дилатансия. Тиксотропия.

Основные реологические модели в случае малых деформаций. Соотношение между напряжением и деформацией в случае периодической нагрузки. Модули накопления и потерь.

2.13.Эмульсии и пены.

Типы эмульсий. Эмульгаторы. Влияние структурно- механического барьера на устойчивость эмульсий. Определение типа эмульсии. Разрушение эмульсии. Микроэмульсии. Пены. Свободные пленки.

2.14.Аэрозоли.

Классификация. Закономерности движения частиц в газовой фазе. Электрические свойства аэрозолей и их роль в процессах седиментации и конденсации. Разрушение аэрозолей.

2.15.Растворы ПАВ.

Мицеллы. Критическая концентрация мицеллообразования. Строение мицелл. Изменение формы мицелл с ростом концентрации ПАВ. Мезоморфные фазы. Солюбилизация. Методы исследования мицеллярных растворов. Мицеллообразование в неводных средах.

2.16.Растворы полимеров.

Строение и свойства высокомолекулярных соединений. Идеальная полимерная цепь. Термодинамическая и кинетическая гибкость цепей. Упругость полимерных сеток. Взаимодействие полимеров с растворителем. Основы теории растворов полимеров. Полиэлектролиты. Адсорбция полимеров. Набухание.

3. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы.

Формируется преподавателем, исходя из того, какие темы он выбрал для самостоятельной подготовки.

4. Лабораторный практикум.

Выполняется в специализированном практикуме коллоидной химии и включает следующие работы:

• Седиментационный анализ суспензий методом непрерывного взвешивания

• Исследование связи между поверхностным натяжением и адсорбцией

• Применение уравнения Фрейндлиха к адсорбции органических кислот на твердых адсорбентах

• Определение электрокинетического потенциала диафрагм методом электроосмоса

• Очистка коллоидных растворов от электролитов методом электродиализа

• Исследование зон коагуляции

• Определение напряжения сдвига и структурной вязкости коллоидных систем методом капиллярной вискозиметрии

• Исследование процесса набухания твердых полимеров

5. Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу.

Перечень вопросов к экзамену по всему курсу определяется преподавателем, исходя из тем, включенных в данную программу.

III. Распределение часов курса по темам и видам работ

№ п/п	Наименование тем и разделов	ВСЕГО (часов)	Аудиторные занятия (часов)			Самостоятельная работа
			в том числе
			Лекции		Практикум
1	Введение	3	1			2
2	Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем	14	2		8	4
3	Оптические свойства дисперсных систем	7	3			4
4	Основы термодинамики поверхностных явлений в системах с плоской межфазной границей	10	4			6
5	Основы термодинамики поверхностных явлений в системах с искривленной межфазной границей Учение о растворах	9	3			6
6	Адсорбция на границе жидкость-газ	26	2		16	8
7	Поверхностные пленки нерастворимых веществ	12	2			10
8	Адсорбция на границе твердого тела с флюидными фазами	22	4		8	10
9	Двойной электрический слой	8	2			6
10	Электрокинетические явления	31	3		16	12
11	Устойчивость дисперсных систем	18	2		8	8
12	Структурно-механические свойства	18	2		8	8
13	Эмульсии и пены	7	1			6
14	Аэрозоли	7	1			6
15	Растворы ПАВ	8	2			6
16	Растворы полимеров	16	2		8	6
	Итого:	216	36		72	108

IV. Формы контроля: промежуточный – сдача коллоквиумов (3) в практикуме коллоидной химии;

итоговый – экзамен в 5 семестре.

V. Учебно-методическое обеспечение курса.

1. Рекомендуемая литература (основная)

1.Д.А. Фридрихсберг. Курс коллоидной химии. Химия.1974.

2. Д.А. Фридрихсберг. Курс коллоидной химии. Химия. 1984.

3. Д.А. Фридрихсберг. Курс коллоидной химии. Химия. 1994.

4. Ю.Г. Фролов. Курс коллоидной химии. Химия. 1982.

5. С.С. Воюцкий. Курс коллоидной химии. Химия. 1976.

2. Дополнительная литература

А.И. Русанов. Фазовые равновесия и поверхностные явления. Химия. 1967.

А. Адамсон. Физическая химия поверхностных явлений. Мир. 1979.

О.Н. Григоров и др. Руководство к практическим работам по коллоидной химии. Химия. 1964.