ЖҰмыс бағдарламасы коллоидтық химия
жүктеу/скачать 327.37 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ӘК төрайымы _______________ К.Х. Жапаргазинова
- Тақырыптар
- Кіріспе
- Дисперстік жҮйелерді алу жӘне тазалау
- Дисперстік жҮйелердіҢ электрлік қасиеттері
- Лиофильдік коллоидтық жҮйелер
- Дисперстік жҮйелердіҢ қҰрылымдыҚ-механикалық қасиеттері
Ф СОПГУ 7.18.1/06
БЕКІТЕМІНОқу ісі жөніндегі проректор Н.Э. Пфейфер ____________ «___»_____________200_ж. Құрастырушы: аға оқытушы Г.К. Ахмедьянова Химия кафедрасы 090640 – Химиялық, криминистикалық және экологиялық сараптама мамандығының жұмыс оқу жоспарынан көшірме Коллоидтық химия пәні бойынша ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ Жұмыс бағдарламасы мамандықтың Мемлекеттік стандарты ҚРМЖМБС 3.08.238 – 2001 және типтік оқу жоспарының негізінде әзірленді, Қ.Р білім және ғылым министрлігінің 04.08.2003 жылғы № 523 бұйрығымен бекітілген. Кафедра мәжілісінде ұсынылды «___» __________200_ж. Хаттама №___ Каф. меңгерушісі _____________ Р.Ә. Әміреев Биология – химия факультетінің әдістемелік кеңесімен мақұлданды «____»_________200_ж. Хаттама №_____ ӘК төрайымы _______________ К.Х. ЖапаргазиноваКЕЛІСІЛДІФакультет деканы ____________ Қ.Ұ. Базарбеков «____»___________200_ж.ОӘБ мақұлданды ОӘБ бастығы ______________ Л. Т. Головерина «____» _____________200_ж Ф СОПГУ 7.18.1/06 Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті Биология – химия факультеті ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ Коллоидтық химия Павлодар
Пәннің мақсаты мен міндеті Пәнді оқытудың мақсаты: Коллоидтық химиядан дәріс берудің мақсаты – студенттерді қазіргі заманғы коллоидтық химияның теориялық негіздерімен таныстыру және оның әдістері мен коллоидтық-химиялық процестерін мүмкіндігінше химиялық зерттеулерінде қолдану. Пәнді оқутыдың міндеттері: - дисперстік жүйелер мен беттік құбылыстар туралы ілім; -заттардың коллоидтық күйі туралы көзқарас; -материяның өмір сүруінің универсалды (әмбебапты) күйі және коллоидтық жүйелердің қасиеттері өлшемдермен және олардың беттік сипаттамаларымен тығыз байланысы; - беттік құбылыстар мен дисперстік жүйелердің қасиеттері; - әртүрлі, атап айтқанда, сұйық – газ, қатты дене – газ, сұйық – қатты дене бөлу шекараларында жүретін құбылыстарды жүйелеу, олардың көптеген технологиялық процестердегі және табиғи құбылыстардағы ролін айқындай түсуге мүмкіндік беру; -қос электрлік қабат теориясы; -дисперстік жүйелердің коагуляциясы мен тұрақтылығын мазмүндап беру; - коллоидтық бөлшектердің беттік қасиеттерінің негізін білу. Берілген пәнді оқу үшін керекті пәндердің тізімі: -Бейорганикалық химия – химиялық байланыс және валенттiлiк, химиялық реакциялар, комплекстi қосылыстар; - Аналитикалық химия – аналитикалық химиядағы реакциялар мен процестердiң түрлерi, талдау әдiстерi; - Органикалық химия – органикалық химияның негiзгi ұғымдары, органикалық қосылыстардың құрылысы және реакцияға түсу қабiлеттiлiктерi, классификациясы және номенклатурасы, көмiрсутектерi, гомо- және гетеро- функционалды қосылыстар; - Физикалық химия – химиялық термодинамиканың негiздерi, ерiтiндi жөнiнде ұғым, фазалық тепе-теңдiк, химиялық кинетика, катализ;
Ф СО ПГУ 7.18.1/13
«Коллоидтык химия» пәнінең күнтізбелік жоспар
Теориялык курстың мазмұны КіріспеЗаттардың дисперстік күйдегі қасиеттерін және беттік құбылыстарды зерт-тейтін коллоидтық химияны физикалық химияның бөлімі ретінде қарастыру. Бізді қоршаған ортаға біртұтас химиялық көзқарастың қалыптасуы. Заттың кол-лоидтық күйі. Коллоидтық жүйелер – адамзат тіршілігінің материалдық негізі. Коллоидтық химияның ауыл шаруашылығында, металлургияда, химиялық жә-не басқа өнеркәсіп салаларындағы маңызы. Коллоидтық жүйелердің жалпы қа-сиеттері. Дисперстік жүйелерді фаза-аралық әрекеттесу қарқындылығына, дис-перстілігіне және фазалардың агрегаттық күйіне байланысты жіктеу. Лиофиль-дік және лиофобтық коллоидтық жүйелерге тән ерекшеліктер, олардың өзара-сындағы және ерітінділердегі, сонымен қатар үлкен молекулалы қосылыстар дисперсияларындағы ұқсастық пен айырмашылықтар. Қазақстандағы коллоид-тық химия. Дисперстік жүйелердің молекулалық-кинетикалық жӘне оптикалық қасиеттері Дисперстік жүйелердің молекулалық-кинетикалық қасиеттері. Ерітін-ділер мен дисперстік жүйелердің молекулалық-кинетикалық қасиеттерінің уни-версалдылығы(әмбебаптығы). Броундық қозғалыс. Эйнштейн және Смолухов-ский бойынша броундық қозғалыс теориясы. Орташа ығысу. Коллоидтық жүйе-лердегі диффузия. Фик заңы. Диффузия коэффициентінің бөлшек өлшемдеріне тәуелділігі. Коллоидтық жүйелердегі осмостық құбылыстар, олардың биологи-ялық процестердегі ролі. Перрен-Больцманның седиментациялық-диффузиялық тепе-теңдігі. Авогадро санын есептеу. Седиментация. Сведберг, Свен-Оден жә-не Фигуровский бойынша седиментациялық талдау. Интегралды және диффе-ренциалды таралу қисықтары. Беттік ауданды анықтау. Моно- және полидис-перстік жүйелер. Седиментация процесін материалдардың өлшемдері бойынша жіктеуде, аэрозольдерді жиып алуда, газдарды тазартуда, суспензияларды тұн-дыруда т.с.с қолдану. Гравитациялық және ортадан тепкіш өрістеріндегі седи-ментация заңдылығы. Дисперстік жүйелердің оптикалық қасиеттері. Дисперстік жүйелердің опти-калық қасиеттерінің ерекшеліктері. Жарық шашырауы, Тиндаль эффек-тісі. Рэлей заңы. Жарық шашыраудың толқын ұзындығына, концентрацияға, бөлшектердің өлшеміне, дисперстік фаза мен дисперстік ортаның сыну көрсет-кішіне тәуелділігі. Жарық жұтылуы. Ламберт-Бугер-Бэр заңы. Бұл заңды ылай-лану ортада қолдану. Жұтылу коэффициенті, экстинкциясы, оптикалық тығыз-дық. Коллоидтық химиядағы құрал-аспаптық әдістер. Нефелометрия коллоидтық жүйелердің концентрациясы мен дисперстілігін анықтау әдісі деп қарастыру. Бөлшектердің анизометрлігі мен бағдарласуының әсері. Дисперстік жүйелердегі жарық сәулесінің қосарланып сынуы. Бөлшектердің пішінін анық-тау. Түсті жүйелердің оптикалық тығыздығы және Ламберт-Бугер-Бэр теңдеуі. Дисперстік жүйелердің түстеріне дисперстіліктің әсері. Турбидиметрия бөл-шектердің концентрациясы мен өлшемдерін жалған жарық жұтылу бойынша анықтау әдісі деп қарастыру. Геллер теңдеуі бойынша бөлшектердің өлшем-дерін анықтау. Ультрамикроскопия. Электрондық микроскопия. Оларды бөл-шектердің концентрациясы, өлшемдерін және пішіндерін анықтау үшін қол-данылуы. Коллоидтық химиядағы беттік құбылыстар Молекулалық әрекеттесулер. Фазаның шекаралық бөлу қабаты, оның күш өрісі. Беттік керілу. Беттік қабаттың термодинамикасы. Гиббстің артық шамалар әдісі. Өзара еруі шектелген сұйықтықтың беттік бөлу қабатындағы қаныққан ерітіндінің фаза-аралық керілуі, Антонов ережесі. Жұғу, шеттік бұрыш. Юнг теңдеуі. Адгезия және когезия. Адгезия жұмысының шеттік бұрышпен байланысы. Дюпре-Юнг теңдеуі. Капиллярлық қысым. Лаплас заңы. Қаныққан бу қысымы мен ерігіштіктің жанасатын беттердің беттік қисығына тәуелділігі. Томсон (Кельвин) заңы. Фаза-аралық керілуді анықтау әдістері. Қатты дене – газ шекаралық бөлу қабатындағы беттік құбылыстар. Адсорбция, адсорбенттер және адсорбаттар. Физикалық және химиялық ад-сорбция. Адсорбция изотермасы. Мономолекулалық адсорбция. Ленгмюр ад-сорбциясының изотермасы. БЭТ (Брунауэр, Эммет және Теллер) полимолеку-лалық адсорбциясының теориясы. Біртекті емес бетке адсорбция. Адсорбция-лық коэффициент. Адсорбцияның энергетикалық параметрлері. Ерітінді – газ шекаралық бөлу қабатындағы беттік құбылыстар. Гиб-бстің фундаменттік(іргелі) теңдеуі. Беттік керілудің ерітіндінің концентрация-сына тәуелділігі. Беттік активтілік. Беттік активті (БАЗ) және беттік инактивті (БИАЗ) заттар. БАЗ молекуласының дифильдік құрылысы. БАЗ молекулалары-ның гидрофильді-липофильді балансы (ГЛБ) туралы түсінік. Дэвис, Гриффин бойынша ГЛБ-ты анықтау. БАЗ-дың биологиялық айрылуы және оның табиғи су қоймасы үшін маңызы. БАЗ молекуласының өлшемі мен құрылысының ад-сорбцияға әсері. Дюкло-Траубе ережесі. Беттік қабатта адсорбат молекуласы-ның бағдарласуы. Шишковскийдің эксперименттік теңдеуі, оның Гиббс және Ленгмюрдің теориялық теңдеулерімен байланысы. Беттік керілуді анықтау әдістері: капиллярлық көтерілу әдісі, көпіршіктегі максималды қысым әдісі, сақина жұлыну әдісі, сталагмометрлік әдіс, Вильгельми әдісі. БАЗ ерітінділерін талдау үшін беттік керілу изотермаларын қолдану. Ленгмюр таразысы. Екі өл-шемді (беттік) қысым. Беттік пленкалар (қабыршақтар) күйінің теңдеуі. Беттік қабыршақтардың түрлері. БАЗ-дың молекулалық константаларын анықтау. Бе-локтардың мономакромолекулалық қабаттары және полимолекулалық қабыр-шақтары. Қатты дене – ерітінді шекаралық бөлу қабатындағы беттік құбылыс-тар. Молекулалық адсорбция (электролит емес заттардың адсорбциясы). Оның түйіскен фазалардың молекулаларының табиғатына, еріген затқа және беттің құрылымына тәуелділігі. Ребиндердің полярлықты теңестіру ережесі. Адсорб-циялық хроматографияның физикалық-химиялық негіздері, аналитикалық жә-не препаратты түрде хроматографияны қолдану. Электролиттердің қатты ад-сорбенттерге адсорбциясы. Таңдамалы және алмасу адсорбциясы. Ионалмас-тырғыштар. Организмнен улы заттарды сорбциялық әдістермен шығару. Илю-сорбция. Плазмосорбция. Ионалмасу адсорбциясының топырақтануда, су та-зарту процестеріндегі ролі. Беттік құбылыстардың ғылым мен техникадағы маңызы. Хемосорбция (газдарды құрғату және тазалау, микроэлементтер мен микроүстемелерді бөліп алу), флотация. Экологиялық мәселелерді шешуде адсорбциялық процестерді қолдану. Дисперстік жҮйелерді алу жӘне тазалауДиспергілену әдісімен дисперстік жүйелерді алу. Механикалық ұнтақтау, коллоидтық диірмендер. Ұнтақтаудың ультрадыбыс және электрлік әдістері. БАЗ қатысында диспергілеу, Ребиндер эффектісі. Синтездеудің конденсация-лық әдісі. Физикалық конденсация, бу және балқымадан конденсациялау. Кон-денсациялық әдістің физикалық негізі. Аса қанығу және аса суытылу. Гомоген-дік түзілу және туынтектердің өсуі. Жаңа фаза түзілудің термодинамикасы мен кинетикасы. Дисперстілікті реттеу. Химиялық конденсация. Алмасу, гидролиз және тотығу-тотықсыздану реакциялар көмегімен бос дисперстік жүйелерді алу. Коллоидтық жүйелерді тазарту. Диализ және электродиализ. Дисперстік жҮйелердіҢ электрлік қасиеттеріБеттік иондану мен адсорбция әсерінен коллоидтық бөлшектерде зарядтар-дың пайда болуы. Қос электрлік қабат (ҚЭҚ). Потенциал-анықтаушы иондар мен қарсы иондар. ҚЭҚ құрылысы. Гельмгольц-Перрен, Гуи-Чэпмен және Штерн теориялары. Диффузиялық және адсорбциялық қабаттар. Сырғанау жа-зықтығы, электркинетикалық потенциал. ҚЭҚ қалыңдығының валентілікке, иондардың полярлануы мен гидраттануына тәуелділігі. Мицелла құрылысы (бөлшек, ядро, агрегат). Амфолиттер (белоктар) изоэлектрлік күй. Электркинетикалық құбылыстар. Электрофорез, электроосмос, шөгу және ағу потенциалдары. Электркинетикалық құбылыстардың ҚЭҚ құрылысымен байланысы. Гельмгольц-Смолуховский теңдеуі. Электркапиллярлық құбылыс-тар. Липпман теңдеуі. Электркинетикалық потенциал. Электркинетикалық потенциалға индифферентті және индифферентті емес электролиттердің әсері. Электркинетикалық потенциалға концентрация мен температураның әсері. Коллоидтық бөлшектерге бөгде көп зарядты иондар мен индифферентті емес электролитті енгізгенде олардың зарядтарының таңбасының ауысуы. Капиллярлық жүйелердің электркинетикалық қасиеттері аясында Жуков мектебінің жұмыстары. Электркинетикалық потенциалды анықтау әдістері: электрофорез, электроосмос және ағу потенциалы. Электркинетикалық құбылыстардың маңызы. Электрофорезді бетті қаптау үшін, күрделі органикалық және үлкен молекулалы заттар алу үшін қолдану. Электроосмосты кеуекті материалдарды сусыздандыру үшін және құрылыста құрғату процесінде қолдану. Ағу потенциалын пайдалы қазбаларды барлауда, электрокардиография процесінде, сұйық отындарды тасымалдауда ағу және шөгу потенциалдарымен күресу жолдары. Дисперстік жҮйелердіҢ тҰрақтылыҒы мен коагуляциясы Агергативтік және седиментациялық тұрақтылықтар. Коагуляция. Баяу жә-не жылдам коагуляцияның кинетикасы. Дисперстік жүйелер тұрақтылығының электрстатикалық және адсорбциялық-сольваттық факторлары. Электролиттер әсерінен жүретін коагуляция. Коагуляция табалдырығы. Шульце-Гарди ереже-сі. Эйлерс-Корф критериі. Бөлшектердің таңба ауысуындағы байқалатын тұрақ-тылық белдеулері, пептизация, зольдердің бір-бірімен коагуляциялануы. Лио-фобты зольдерді электролиттермен коагуляциялаудың қазіргі заманғы Дерягин-Ландау-Фервей-Овербек (ДЛФО) теориясының негізі. Дерягин бойынша оң жә-не теріс сыналық қысымдар. Коллоидтық бөлшектердің арасында әрекеттесуші электрстатикалық және молекулалық күштер. ДЛФО теориясының жалпы тең-деулері. Агрегативтік тұрақтылықты сипаттайтын потенциалдық қисықтар. Су тазарту технологияларында коагуляция және флокуляция процестерін қолдану. ТабиҒаты ӘртҮрлі дисперстік жҮйелердіҢ ҚҰрылымдарының ерекшеліктері Аэрозольдер. Аэрозольдердің электрлік қасиеттері. Атмосфералық және өнеркәсіптік аэрозольдердің тұрақтылықтарын реттеу. Эмульсиялар. Сұйытылған және концентрлі эмульсиялар. Эмульсия-лардың тұрақтылығы. Эмульгаторлар. Эмульсияның бұзылуы. Коалесценция. Мұнайды эмульсия ретінде қарастыру. Деэмульгирлеу, мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру. Тура және кері эмульсияларды сіңімді тағам өнімдер кү-йінде, дәрілерді дайын препараттар ретінде және дайын косметикалық бұйым-дар деп қарастыру. Көбіктер. Көбіктердің тұрақтылығы мен бұзылуы. Тұрмыс-тық химиядағы аэрозольдер, эмульсиялар және көбіктер.
Лиофильдік коллоидтық жҮйелерЛиофильдік коллоидтық жүйелердің түзілу шарттары мен термодинамика-лық тұрақтылығы. Ребиндер-Щукин критериі. Критикалық эмульсиялар. БАЗ ерітінділерінде мицелла түзілу. Мицелла түзілудің термодинамикасы мен меха-низмі. БАЗ мицелласының құрылысы. Мицелланың өлшемі мен пішіні. Мицел-ла түзілудің критикалық концентрациясы (МТКК). Мицелла түзілудің екі моделі. Крафт нүктесі. Ионды және ионсыз БАЗ-дың МТКК-сы. МТКК –сына көмірсутек радикалдар ұзындығының, қарсы иондардың концентрациясының және температураның әсері. МТКК-сын анықтау әдістері. Лиофильдік коллоидтық жүйелерді түзуге бейім сабындар мен полимерлер. Сабын – су жүйесіндегі гидрофобтық әрекеттесулер. Солюбилизация, солюбилизацияның биологиялық жүйелердегі ролі(майлардың организмдегі ассимиляциясы, дәрілердің сіңуі). БАЗ-дың жуғыштық әсерлерінің механизмі. Мицеллалық катализ. Үлкен молекулалық қосылыстар (ҮМҚ). Макромолекуланың құрылысы. ҮМҚ-тың термодинамикалық қасиеттері. Агрегаттық күйлер. ҮМҚ-тың еріт-кішпен әрекеттесуі. ҮМҚ ерітінділері күйінің теңдеуі. ҮМҚ-тың еруі және ісі-нуі. ҮМҚ ерітінділерінің тұтқырлығы, оптикалық қасиеттері, диффузиясы, ос-мостық қысымы. Шын лиофильді және лиофобтылардың аралығына жататын жүйелер, коацерваттар, бентонит сазының дисперсиялары. Дисперстік жҮйелердіҢ қҰрылымдыҚ-механикалық қасиеттеріДисперстік жүйелердің құрылымдық-механикалық қасиеттері бойынша классификациялануы (жіктелуі). Дисперстік жүйелерде құрылым түзілу, коа-гуляциялық және кристалдық-конденсациялық құрылымдар. Дисперстік жүйе-лердің реологиялық қасиеттері. Сұйық тәрізді дисперстік жүйелердің тұтқыр-лығы. Ньютон және Пуазейль заңдары. Қалыпты және аномальды (аумалы) тұтқырлық. Құрылымды сұйық және қатты тәрізді жүйелердің реологиялық қасиеттері. Ығысудың шекті кернеуі. Тиксотропия. Технологиялық процестер-дегі тиксотропияның ролі. Синерезис. Құрылымның беріктілігін анықтайтын факторлар. Аудиториялық сабақтардың мазмұны Дәрістердің мазмұны 1 тақырып. Кiрiспе. Заттың коллоидтық күйі. Коллоидтар жайында түсінік. Заттардың дисперстік күйдегі қасиеттерін және беттік құбылыстарды зерттейтін коллоидтық химияны физикалық химияның бөлімі ретінде қарастыру. 2 тақырып. Молекулярлық әрекеттесу және фаза бөліктерінің беттік ерекше қасиеттері. Фазалар бөліну шекарасы. Фазааралық тартылу күші. 3 тақырып. Адсорбция. Адсорбциялық қабаттар және олардың дисперсті жүйелердің қасиеттеріне әсері 4 тақырып. Дисперсті жүйелердің түзілуі. Лиофобты және лиофильді коллоидты жүйелер. Лиофобты және лиофильді жүйелердің ерекшеліктері. 5 тақырып. Дисперсті жүйелердің молекулярлы – кинетикалық қасиеттері. Броундық қозғалыс теориясы. Дисперстік жүйелердегі седиментация. Седиментация ұғымы. 6 тақырып. Коллоидтық жүйелердің оптикалық қасиеттері. Коллоидтық жүйелердегі жарықтың таралуы және поляризациясы. 7 тақырып. Коллоидтық ерітінділер. Коллоидтық бөлшектердің құрылысы. 8 тақырып. Коллоидтық дисперсті жүйелер. Диспергілену әдісімен дисперстік жүйелерді алу. Механикалық ұнтақтау, коллоидтық диірмендер. Ұнтақтаудың ультрадыбыс және электрлік әдістері. БАЗ қатысында диспергілеу, Ребиндер эффектісі. Синтездеудің конденсация-лық әдісі. Физикалық конденсация, бу және балқымадан конденсациялау. 9 тақырып. Дисперсті жүйелердің электрлік қасиеттері. Электрофорез, электроосмос. Екіншілік электрлік қабаттың құрылысы. 10 тақырып. Дисперсті жүйелердің тұрақтылығы. Агрегативті және седиментациялық тұрақтылық. Зольдер және суспензиялар. Көбіктер және эмульсиялар. Полимерлердің коллоидты дисперсиялары. Аэрозольдер. 11 тақырып. Дисперсті жүйелердің және қатты денелердің физико – химиялық механикасы. Дисперсті жүйелердің механикалық қасиеттерін сипаттау. Дисперсті жүйелердің реологиялық қасиеттері. Бізді қоршаған ортаға біртұтас химиялық көзқарастың қалыптасуы. Заттың кол-лоидтық күйі. Коллоидтық жүйелер – адамзат тіршілігінің материалдық негізі. Коллоидтық химияның ауыл шаруашылығында, металлургияда, химиялық жә-не басқа өнеркәсіп салаларындағы маңызы. Коллоидтық жүйелердің жалпы қа-сиеттері. Дисперстік жүйелерді фаза-аралық әрекеттесу қарқындылығына, дисперстілігіне және фазалардың агрегаттық күйіне байланысты жіктеу. Лиофильдік және лиофобтық коллоидтық жүйелерге тән ерекшеліктер, олардың өзарасындағы және ерітінділердегі, сонымен қатар үлкен молекулалы қосылыстар дисперсияларындағы ұқсастық пен айырмашылықтар. Қазақстандағы коллоидтық химия.
Ф СО ПГУ 7.18.1/10 090640 – Химиялық, криминистикалық және экологиялық сараптама мамандығының жұмыс оқу жоспарынан көшірме
ОҚУ ӘДІСТЕМЕЛІК ҚАМТЫЛУ Бақылау және физикалық зерттеу әдістері пәні бойынша студенттерді оқулықтармен және оку құралдарымен қамтамасыз ету картасы
жүктеу/скачать 327.37 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||