Předmět Disperzní systémy (DS)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu DS - Disperzní systémy, Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava (VŠB-TU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

- používat termodynamické veličiny pro popis koloidních a hrubých disperzních soustav, - popsat vlastnosti koloidních disperzních soustav - kinetické, mechanické, elektrické a optické, - sledovat stabilitu disperzních soustav, možnosti ovlivnění stability, - posuzovat vliv fázového rozhraní na vlastnosti heterogenních disperzních soustav - mezifázové napětí, úhel smáčení,Laplace-Young rovnice, Kelvinova rovnice, Gibbsova adsorpční izoterma, adsorpční rovnováhy, - aplikovat získané teoretické poznatky na výpočetních a laboratorních cvičeních a na různé procesy chemické praxe.

Osnova

1. Koloidní soustavy. Vznik, kondenzační a dispergační metody, význam v průmyslové praxi a ekologii, stupeň disperzity,distribuční funkce a možnosti stanovení z experimentu.2. Vlastnosti koloidních soustav. Vlastnosti optické (Tyndallův efekt, nefelometrie), kinetické (Brownův pohyba difuzivita koloidních částic), elektrické (elektroforéza, sedimentační potenciál, proudový potenciál, elektroosmóza).3. Struktura koloidních částic. Elektrický náboj koloidních částic, jeho vznik, micela. Helmholtzova, Gouyova aSternova elektrická dvojvrstva. Lyofilní a lyofobní koloidy, jejich vznik a stabilita. 4. Stavové změny koloidních soustav. Koagulace, koalescence, soly a gely, xerogely, botnání, tixotropie. Metodydělení koloidních soustav. Dialýza, elektrodialýza, filtrace, elektro ultrafiltrace, ultrafiltrace, elektrodekantace.5. Koagulace. Koagulační práh. Koagulace a adsorpce. Hardy-Schulzovo pravidlo, Hoffmeisterovy řady. Kinetika rychléa pomalé koagulace monodisperzních soustav. Základní představy o koagulaci polydisperzních soustav. Kinetika botnání.6. Sedimentace. Sedimentace v gravitačním a v centrifugálním poli, sedimentační rovnováha a sedimentační rychlost,určení molární hmotnosti na základě sedimentace. 7. Pohyb koloidních částic. Stokesův zákon pro laminární proudění kolem kulových částic. Difuzivita a pohyblivostkoloidních částic. Pohyb koloidních částic v elektrostatickém poli. 8. Průchod disperzních soustav membránami. Osmotický tlak koloidních soustav. Donnanovy membránové rovnováhy. Viskozitakoloidních soustav. Einsteinův vztah. 9. Emulze. Vznik a stabilita emulzí, emulgátory, stabilizátory emulzí (molekulární koloidy, elektrolyty, prášky,povrchově aktivní látky) a jejich fyzikálně-chemické působení, emulzní polymerace. Pasty. Pěny. Vznik, stabilitaa použití pěn. 10. Povrchové jevy. Volná a povrchová energie, povrchové a mezifázové napětí. Smáčení tuhých látek kapalinou, Laplaceovarovnice, krajní úhel, metody měření. Mezifázové jevy na rozhraní nemísitelných kapalin. Povrchové filmy. 11. Adsorpce na pohyblivém fázovém rozhraní. Gibbsova adsorpční izoterma, povrchově aktivní a neaktivní látky.Principy flotace. 12. Adsorpce na tuhém fázovém rozhraní. Adsorpce plynů na tuhých látkách, adsorpce látek z roztoku, adsorpční izotermy(Freundlichova, Langmuirova, BET). Vliv podmínek na adsorpci. Adsorpční hystereze. Kinetika adsorpce. 13. Zakřivená fázová rozhraní. Tenze páry nad zakřivenými povrchy, Kelvinův vztah. Rozpouštění tuhých látek, kinetika.Termodynamika a kinetika krystalizace z roztoků. Rozdělovací koeficient a principy extrakce. 14. Polymerní soustavy. Teorie a termodynamika makromolekul. Atermální roztoky. Flory-Hugginsova teorie. Základnípředstavy a modely nenewtonských kapalin.Teoretické cvičení:- Úvod – seznámení s časovým harmonogramem cvičení, podmínkami pro získání zápočtu a doporučenou literaturou. Velikostdisperzních částic, stupeň disperzity, diferenciální a integrální rozdělovací funkce velikosti částic, střednímolární hmotnosti.- Elektrokinetické jevy, kinetika koagulace. - Sedimentace hrubých a sedimentační rovnováha koloidních disperzních soustav.- Osmotický tlak, membránové rovnováhy, membránová hydrolýza.- Rozestírání a povrchové filmy. Adsorpce na pohyblivém fázovém rozhraní.- Adsorpce na tuhém fázovém rozhraní z plynné fáze a z roztoku.- Samostatná výpočtová práce.Laboratorní cvičení:- Bezpečnost práce v laboratoři, seznámení s laboratorními úlohami, základní informace o průběhu cvičení a formulacepožadavků pro zpracování protokolu.- Stanovení konstant adsorpční izotermy kyseliny octové na aktivním uhlí.- Stanovení kapacity silně kyselého katexu ve standardním stavu.- Kritická micelární koncentrace laurylsíranu sodného.- Titrační křivky ionexů.- Stanovení závislosti stupně botnání želatiny na pH roztoku.- Adsorpce na mobilním fázovém rozhraní.- Stanovení velikosti hydratačního obalu želatiny.- Adsorpce metylénové modři na aktivním uhlí.- Stanovení vybraných fyzikálních vlastností ionexů.- Hodnocení obsahové a formální úrovně protokolů, zápočet.

Literatura

[1] Pouchlý, J., Vavruch, I. Fysikální chemie koloidních soustav, SNTL, Praha 1960. [2] Bartovská, L., Šišková, M. Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav, VŠCHT, Praha 1999. [3] Adamcová, Z. Příklady a úlohy z fyzikální chemie, SNTL, Praha 1989.[4] Rybárová, Ž., Molnár, F. Návody na cvičenia z fyzikálnej a koloidnej chémie, skriptum VŠT, Košice 1982.

Požadavky

Žádné

Garant

prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.