Колоїдна хімія

Мета вивчення дисципліни розвити здатність використовувати отримані теоретичні знання і розуміння теоретичних поверхневих явищ та дисперсних систем, опанування сучасними науковими та технічними рішеннями у процесах хімічної технології, а також з перспективами розвитку комплексу знань з особливостей дисперсних систем, засвоєння особливостей перебігу хімічних процесів в яких беруть участь дисперсні частини.
Практичне значення та використання отриманих знань: вміння визначати та використовувати положення і методи фундаментальних наук для вирішення професійних задач; вміння використовувати методи спостереження, опису, ідентифікації, класифікації об’єктів хімічної технології та промислової продукції; вміння використовувати фізико-хімічні закони, аналітичні і інструментальні методи аналізу, безпечного поводження з хімічними матеріалами, з урахуванням їх фізичних та хімічних властивостей, у тому числі, небезпек, пов’язаних з їх використанням.
Тематика та види навчальних занять

Лекційні заняття
Лекція 1 "Основні ознаки об'єктів колоїдної хімії: гетерогенність, дисперсність. Залежність площі поверхні від дисперсності. Поверхнева енергія й стійкість колоїдних систем".
Лекція 2 "Класифікація дисперсних систем .Методи одержання колоїдних систем. Очищення та концентрування колоїдних систем за допомогою мембран".
Лекція 3 "Поверхневий натяг, термодинаміка поверхневих явищ, класифікація речовин по впливу на поверхневий натяг".

Лекція 4 "Види адсорбції, рівняння Гіббса, ізотерми адсорбції для ПАР, ПНР та ПІР".
Лекція 5 "Теорії адсорбції. Капілярна конденсація, рівняння Кельвіна, гістерезис при капілярній конденсації".
Лекція 6 "Молекулярна та іонна адсорбція з розчинів. Правило вирівнювання полярностей фаз (правило Ребиндера)".
Лекція 7 "Змочування, адгезія та когезія. Адгезія та когезія. Гідрофілізація і гідрофобізація поверхні, флотація, ефект Ребиндера".
Лекція 8 "Електрокінетичні явища. Будова колоїдних міцел. Електрокінетичний потенціал (ζ -потенціал), рівняння Гельмгольца-Смолуховського".
Лекція 9 "Оптичні властивості колоїдних систем. Оптичні методи дослідження дисперсних систем".
Лекція 10 "Молекулярно-кінетичні властивості колоїдних систем. Рівняння Ейнштейна-Смолуховського. Седиментаційні методи аналізу дисперсних систем".
Лекція 11 "Агрегативна стійкість дисперсних систем. Теорії коагуляції. Коагуляція та стабілізація колоїдних систем".
Лекція 12 "Седиментаційна стійкість дисперсних систем. Дифузійно-седиментаційна рівновага. Седиментаційні методи аналізу дисперсних систем".
Лекція 13 "Структури та реологічні моделі колоїдних систем. В'язкість колоїдних систем. Концентраційна залежність в'язкості колоїдних".
Лекція 14 "Окремі представники дисперсних систем: аерозолі. порошки. суспензії, емульсії, піни, тверди золі".
Лекція 15 "Ліофільні колоїди та ВМС. Еластичність та пластичність. температура склування. Набухання та розчинення ВМС"

Лабораторні заняття
Лабораторна робота 1 "Техніка безпеки та правила поведінки при роботі у лабораторії колоїдної хімії. Одержання дисперсних систем. Очищення дисперсних систем методами діалізу та електродіалізу. Стійкість колоїдних систем".
Мета заняття: проведення інструктажу з техніки безпеки; підготовлення до роботи в хімічній лабораторії; засвоєння правил безпечного проведення експериментів; коротке знайомство з обладнанням в лабораторії загальної хімічної технології. Ознайомлення з методами одержання та очищення дисперсних систем, їх експериментальне освоєння і визначення основних характеристик процесу електродіалізу.
Лабораторна робота 2 "Електрофорез та електроосмос. Визначення швидкості електрофорезу дисперсних часток".
Мета заняття: ознайомитися з методами електрофорезу, визначення електрофоретичної рухливості і знаку заряду часток дисперсної фази, розрахунком ξ-потенціалу та порогу коагуляції.
Лабораторна робота 3 "Молекулярно-кінетичні властивості дисперсних систем; оптичні властивості колоїдів. Забарвлення колоїдів".
Мета заняття: ознайомлення з теорією і практикою нефелометрії, придбання досвіду роботи з нефелометром НФР, а також експериментальна побудова калібрувального графіка НФР для високодисперсної системи та визначення концентрації контрольного розчину. Ознайомлення з теорією і практикою турбідиметрії, і зокрема фотометрії. Придбання досвіду роботи з фотометрами на прикладі універсального фотометру ФМ-56. Освоєння методів знаходження показника дисперсності в рівнянні Геллера, отримання і використання кривої Геллера.
Лабораторна робота 4 "Адсорбція та властивості ПАР. Дослідження адсорбції ацетатної кислоти. Адсорбція іонів калію та свинцю. Розтікання краплин неполярної рідини у присутності ПАР".
Мета заняття: спостерігати адсорбцію на границі рідкої і твердої фаз; побудувати ізотерму адсорбції; знайти значення a і n у рівнянні Фрейндліха; записати отримане рівняння ізотерми адсорбції Фрейндліха і вказати можливу область його використання.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота

Не передбачено

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Поточний контроль полягає у виконанні:
1) 4-ох лабораторних робіт. Оцінка за лабораторну роботу включає дві складові: допуск до роботи (оцінювання теоретичної і практичної підготовленості до виконання лабораторної роботи) і захист роботи (оцінювання набутих умінь і навичок, які отримав здобувач в результаті виконання лабораторної роботи). Допуск до лабораторної роботи проводиться в усній формі у вигляді відповідей на контрольні запитання, які наведено у методичних вказівках і оцінюється в 5 балів. Захист роботи проводиться в усній формі за умови представлення звіту (протоколу лабораторної роботи). Захист роботи максимально оцінюється в 5 балів. Бездоганне виконання кожної лабораторної роботи становить 10 балів.
2) двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та виконуються у формі комп'ютерного тестування. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів.
Підсумковий контроль – екзамен. Екзамен усний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів. Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «задовільно» – 60 балів.