Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav
Přednáška
Cvičení/laboratoř
2020,
letní semestr
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Po
Út
St
Čt
Pá
| Kredity | 4 |
| Rozsah | 2 / 1 / 0 |
| Examinace | Z+Zk |
| Jazyk výuky | čeština |
| Úroveň | [] |
| Garant |
doc. Ing. Lidmila Bartovská, CSc. Ing. Štěpán Hovorka, Ph.D. |
| Elektronické materiály | dostupné v e-learningu VŠCHT |
Anotace
Předmět je věnován problematice disperzních systémů - jejich klasifikace, vzniku a stability s důrazem na disperze koloidních rozměrů a nanorozměrů. První část se zabývá jevy na fázových rozhraních, které výrazně ovlivňují vlastnosti koloidně disperzních soustav (rovnováha na zakřiveném rozhraní ve dvoufázových systémech, rovnováha na rozhraní tří fází, adsorpce na fázových rozhraních). Ve druhé části jsou probírány vlastnosti disperzních systémů ovlivňované stupněm disperzity - difuzivita, schopnost sedimentovat, membránové jevy, reologické a optické vlastnosti. Třetí část je věnována popisu jednotlivých typů disperzních systémů.
Sylabus
1. Vliv fázových rozhraní na vlastnosti disperzních systémů, termodynamika systémů s velkou plochou fázového rozhraní. Molekulární pohled na fázová rozhraní.
2. Mezifázová energie, mezifázové napětí, závislost na teplotě, metody měření.
3. Zakřivená fázová rozhraní, Laplaceova-Youngova rovnice. Vliv zakřivení na tlak nasycené páry, na rozpustnost za konstantní teploty. Vliv zakřivení na rovnováhu mezi kapalina-pára a mezi pevná fáze-kapalina za konstantního tlaku
4. Rovnováha na třífázovém rozhraní. Smáčení a rozestírání, Youngova rovnice.
5. Kapilární jevy. Povrchové filmy nerozpustných látek na kapalných a pevných površích. Filmy Langmuira a Blodgettové.
6. Kinetika adsorpce a adsorpční rovnováha. Gibbsova adsorpční izoterma. Adsorpce plynů na pevných látkách, adsorpce z roztoků na pevných látkách.
7. Elektrické vlastnosti fázových rozhraní. Elektrická dvojvrstva, elektrokinetické jevy.
8. Disperzní soustavy, jejich klasifikace a charakterizace. Rozdělovací funkce. Stabilita disperzí.
9. Kinetické vlastnosti disperzních soustav ovlivňované stupněm disperzity. Tepelný pohyb, difuze, sedimentační jevy, osmóza, membránové jevy.
10. Viskozita disperzních soustav. Einsteinova rovnice. Plasticita, pseudoplasticita a dilatance
11. Optické vlastnosti disperzních systémů. Rozptyl světla.
12. Heterogenní disperze - lyofobní soly, emulze, pěny, aerosoly, soustavy s tuhým disperzním prostředím.
13. Koloidní povrchově aktivní látky, kritická micelární koncentrace.
14. Makromolekulární koloidní roztoky. Soustavy se spojitým disperzním podílem, reverzibilní a ireverzibilní gely.
2. Mezifázová energie, mezifázové napětí, závislost na teplotě, metody měření.
3. Zakřivená fázová rozhraní, Laplaceova-Youngova rovnice. Vliv zakřivení na tlak nasycené páry, na rozpustnost za konstantní teploty. Vliv zakřivení na rovnováhu mezi kapalina-pára a mezi pevná fáze-kapalina za konstantního tlaku
4. Rovnováha na třífázovém rozhraní. Smáčení a rozestírání, Youngova rovnice.
5. Kapilární jevy. Povrchové filmy nerozpustných látek na kapalných a pevných površích. Filmy Langmuira a Blodgettové.
6. Kinetika adsorpce a adsorpční rovnováha. Gibbsova adsorpční izoterma. Adsorpce plynů na pevných látkách, adsorpce z roztoků na pevných látkách.
7. Elektrické vlastnosti fázových rozhraní. Elektrická dvojvrstva, elektrokinetické jevy.
8. Disperzní soustavy, jejich klasifikace a charakterizace. Rozdělovací funkce. Stabilita disperzí.
9. Kinetické vlastnosti disperzních soustav ovlivňované stupněm disperzity. Tepelný pohyb, difuze, sedimentační jevy, osmóza, membránové jevy.
10. Viskozita disperzních soustav. Einsteinova rovnice. Plasticita, pseudoplasticita a dilatance
11. Optické vlastnosti disperzních systémů. Rozptyl světla.
12. Heterogenní disperze - lyofobní soly, emulze, pěny, aerosoly, soustavy s tuhým disperzním prostředím.
13. Koloidní povrchově aktivní látky, kritická micelární koncentrace.
14. Makromolekulární koloidní roztoky. Soustavy se spojitým disperzním podílem, reverzibilní a ireverzibilní gely.
Literatura
Z: Bartovská L., Šišková M.: Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav, VŠCHT Praha, 2010,9788070807453.
D: Adamson A.W.: Physical Chemistry of Surfaces, New York 1990, 0471610194.
D: Shaw D.J.: Introduction to Colloid and Surface Chemistry, London 1980, 0750611820
D: Hiemenz P.C., Rajagopalan R.: Principles of Colloid and Surface Chemistry, 3rd Ed., New York 1997,0824793978.
D: Myers D.: Surfaces, Interfaces, and Colloids, VCH Publishers, Inc., New York 1999. 1560810335.
D: Pashley R.M., Karaman M.E.: Applied Colloid and Surface Chemistry, John Wiley & Sons, Ltd. 2004,0470868821
D: Adamson A.W.: Physical Chemistry of Surfaces, New York 1990, 0471610194.
D: Shaw D.J.: Introduction to Colloid and Surface Chemistry, London 1980, 0750611820
D: Hiemenz P.C., Rajagopalan R.: Principles of Colloid and Surface Chemistry, 3rd Ed., New York 1997,0824793978.
D: Myers D.: Surfaces, Interfaces, and Colloids, VCH Publishers, Inc., New York 1999. 1560810335.
D: Pashley R.M., Karaman M.E.: Applied Colloid and Surface Chemistry, John Wiley & Sons, Ltd. 2004,0470868821