Fizykochemia koloidów

Podstawowa wiedza z zakresu chemii ogólnej, fizycznej oraz matematyki na poziomie na poziomie I roku 1 stopnia studiów chemicznych.

przedmiot obligatoryjny

1) wykład - 15 h, laboratorium - 30 h, konsultacje - 20 h, razem 65 godzin kontaktowych,

2) praca indywidualna 35 h,

3) czas wymagany do przygotowania w procesie oceniania - 30 h,

4) całkowity czas nakładu pracy studenta (1+2+3) 130 h.

W1: posiada rozszerzoną wiedzę z zakresu podstawowych działów chemii, jej rozwoju i znaczenia dla postępu nauk ścisłych i przyrodniczych oraz poznania świata i rozwoju ludzkości.

W2: ma pogłębioną wiedzę w dziedzinie fizykochemii koloidów.

U1: potrafi korzystać z rozszerzonej wiedzy z podstawowych działów chemii oraz twórczo wykorzystać w zakresie swojej specjalności.

U2: umie samodzielnie zaprojektować i przeprowadzić eksperyment oraz krytycznie przeanalizować wyniki; potrafi zastosować przykładowy pakiet programów do statystycznej analizy eksperymentu

K1: zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego uczenia się przez całe życie; potrafi samodzielnie podjąć działania w celu poszerzania i pogłębiania wiedzy chemicznej.

K2: posiada świadomość możliwości praktycznego wykorzystania i znaczenia dla gospodarki koloidów oraz potencjalnych zagrożeń związanych z ich wykorzystywaniem; potrafi zidentyfikować i rozstrzygnąć związane z tym dylematy.

K3: ma świadomość profesjonalizmu, doceniania uczciwości intelektualnej i przestrzegania etyki zawodowej, zarówno w działaniach własnych, jak i innych osób.

Wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnej.

Wykonywanie doświadczeń w parach pod nadzorem osoby prowadzącej zajęcia, samodzielne wykonywanie obliczeń numerycznych, dyskusja wyników.

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

- doświadczeń
- laboratoryjna
- obserwacji

Wykład:

Pojęcie stanu koloidalnego, rodzaje koloidów, zjawiska powierzchniowe, stabilność koloidów, metody otrzymywania, oczyszczanie koloidów, właściwości optyczne, reologiczne, zjawiska elektrokinetyczne, rozpadanie się układów koloidalnych, koloidy w przemyśle kosmetycznym.

Celem laboratorium jest zdobycie umiejętności eksperymentalnego badania układów koloidalnych i interpretacji uzyskanych wyników. Celem jest również doskonalenie umiejętności matematycznego opracowania wyników badań eksperymentalnych z wykorzystaniem metod statystycznych i techniki komputerowej.

Wykład:

Pojęcie stanu koloidalnego; stopień dyspersji, podział koloidów wg stanu skupienia ośrodka dyspersyjnego i fazy rozproszonej; koloidy liofobowe, liofilowe, fazowe, cząsteczkowe, asocjacyjne; emulsje, aerozole, pianki, proszki, suspensje, pasty; zjawiska powierzchniowe: napięcie międzyfazowe, adsorpcja (równanie Gibbsa); budowa cząstki koloidalnej; stabilność koloidów: ładunek elektryczny, solwatacja, oddziaływania elektrostatyczne, van der Waalsa, dyspersyjne; metody otrzymywania: metody dyspersyjne, kondensacyjne; oczyszczanie koloidów: dializa, elektrodializa, diafiltracja; właściwości optyczne: zjawisko Tyndalla, nefelometria, ultramikroskop; reologiczne: lepkość, ciecze newtonowskie, nienewtonowskie; zjawiska elektrokinetyczne: elektroforeza, elektroosmoza, potencjał przepływu; rozpadanie się układów koloidalnych: koagulacja, koalescencja, flokulacja, sedymentacja; koloidy w przemyśle kosmetycznym.

Laboratorium:

koagulacja zoli pod wpływem elektrolitów; wyznaczanie wartości koagulacyjnej; wyznaczanie krytycznego stężenia micelarnego z pomiarów konduktancji; oznaczanie stężenia zolu metodą nefelometryczną; kinetyka pęcznienia żelu; wpływ pH na pęcznienie żelu; stabilność piany; sedymentacja suspensji.

literatura w j. polskim

1. TH Dzido, W. Gołkiewicz, Zjawiska powierzchniowe i układy dyspersyjne, Rozdz.6 w TW Hermann (red.), Chemia fizyczna. Podręcznik dla studentów farmacji i analityki medycznej, WL PZWL, W-wa, 2007.

2. H. Sonntag, Koloidy, PWN, Warszawa 1982.

3. A. Scheludko, Chemia koloidów, WNT, Warszawa, 1969.

4. S. Minc, L. Stolarczyk, Elementy fizykochemii koloidów, PWN, Warszawa, 1956.

5. A. Basiński, Zarys fizykochemii koloidów, PWN, Warszawa 1957.

6. Hydrokoloidy w produkcji żywności, praca zbiorowa pod red. A. Rutkowskiego, Polska Izba Dodatków do Żywności, Drukarnia Wydawnicza "Trans-Druk", Konin 2001.

7. J. Ceynowa, M. Litowska, R. Nowakowski, J. Ostrowska-Czubenko, Podręcznik do ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej, Wyd. UMK, Toruń, 1999.

literatura w j. angielskim

8. D.H. Everett, Basic principles of colloid science, RSC, London, 1992; dostęp z sieci UMK.

9. T.F. Tadros, Interfacial Phenomena and Colloid Stability, Vol.1 Basic Principles, Vol. 2: Industrial Applications, de Gruyter, 2015.

10. J.C. Berg, An Introduction to Interfaces and Colloids. The Bridge to Nanoscience, World Scientific, 2015.

11. G.M. Kontogeorgis and S. Kiil, Introduction to Applied Colloid and Surface Chemistry, Wiley, 2016.

12. J.W. Goodwin, Colloids and Interfaces with Surfactants and Polymers. An Introduction, Wiley 2004.

13. D.J. Shaw, Introduction to Colloid and Surface Chemistry, Butterworth-Heinemann, 1992.

14. J. Stauff, Kolloidchemie, Springer-Verlag, 1960.

15. H. Szeląg, E. Sadecka, P. Szumała, Wybrane układy zdysper-gowane: budowa i właściwości: ćwiczenia laboratoryjne, Wyd. Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2010.

16. I. Putiłowa, Ćwiczenia laboratoryjne z chemii koloidów, PWN, Warszawa 1955.

17. S. Bucak, D. Rende, Colloid and Surface Chemistry. A Laboratory Guide for Exploration of the Nano World, CRC Press, Boca Raton, 2014.

Wykład:

Egzamin pisemny – W1, W2, U1, K1, K2, K3

Wymagania egzaminacyjne:

Pojęcie stanu koloidalnego; podział koloidów wg stanu skupienia ośrodka dyspersyjnego i fazy rozproszonej; koloidy liofobowe, liofilowe, fazowe, cząsteczkowe, asocjacyjne; emulsje, aerozole, pianki, proszki, suspensje, pasty; zjawiska powierzchniowe: napięcie międzyfazowe, adsorpcja (równanie Gibbsa); budowa cząstki koloidalnej; stabilność koloidów: ładunek elektryczny, solwatacja, oddziaływania elektrostatyczne, van der Waalsa, dyspersyjne; metody otrzymywania: metody dyspersyjne, kondensacyjne; oczyszczanie koloidów: dializa, elektrodializa, diafiltracja; właściwości optyczne: zjawisko Tyndalla, nefelometria, ultramikroskop; reologiczne: lepkość, ciecze newtonowskie, nienewtonowskie; zjawiska elektrokinetyczne: elektroforeza, elektroosmoza, potencjał przepływu; rozpadanie się układów koloidalnych: koagulacja, koalescencja, flokulacja, sedymentacja; koloidy w przemyśle kosmetycznym.

Laboratorium:

Zaliczenie na podstawie wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i opracowań oraz wyników kolokwiów – W1, W2, U1, U2, ocena ciągła studenta w czasie zajęć – K1, K2, K3.

Nie dotyczy.