Detail předmětu

Koloidní a povrchová chemie

FSI-9KPCAk. rok: 2020/2021

Kurz podává základy koloidní a povrchové chemie včetně typů koloidních soustav a koloidních jevů; témata kurzu: van der Waalsovy síly, elektrická dvojvrstva, elektrokinetické jevy, elektrostatická, elektrosterická a sterická stabilizace, reologie disperzí, povrchové napětí a kontaktní úhel a adsorpce z roztoků a vznik monomolekulární vrstvy.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

0

Výsledky učení předmětu

Kurz poskytne studentům zejména doktorského studia materiálového a fyzikálního inženýrství základní fyzikálně-chemické poznatky potřebné pro experimentální studium v oblasti materiálových syntéz, tvarování materiálů a vlastností zejména nekovových materiálů.

Prerekvizity

Znalosti z oblasti materiálových věd a inženýrství na magisterské úrovni.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška hodnotící teoretické znalosti a jejich praktické aplikace proběhne formou 30 minutové presentace s diskusí na téma koloidní a povrchové chemie blízké cílům disertační práce doktoranda.
T

Učební cíle

Kurz poskytne studentům zejména doktorského studia materiálového a fyzikálního inženýrství základní fyzikálně-chemické poznatky potřebné pro experimentální studium v oblasti anorganických koloidů a povrchového chování anorganických částic.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Kurz proběhne v závislosti na počtu zájemců formou konzultací nebo přednášek. Na závěr kurzu doktorand vypracuje tématickou prezentaci z oblasti koloidní a povrchové chemie.

Základní literatura

P.C. Hiemenz, R. Rajagopalan: Principles of colloid and surface chemistry, Marcel Dekker, New York 1997 (EN)
R.J. Hunter: Foundations of Colloid Science, Oxford University Press, Oxford 2001 (EN)
C. W. Macosko: Rheology, Principles, measurements, and applications, WCH, Weinheim 1994 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-MAT-P doktorský, 1. ročník, zimní semestr, doporučený

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Van der Waalsovy síly (Londonova, Keesonova, Debeyova interakce), energetické potenciálové křivky, molekulární interakce, Hamakerova konstanta, měření van der Waalsových sil, vliv prostředí.
2. Elektrická dvojvstva (edv) - povrchový náboj a edv, difuzní dvojvrstva - Debey - Huckelova aproximace, elektrická dvojvrstva: Gauy - Chapmanova theorie, Sternova adsorpce.
3. Elektrokinetické jevy - elektroforéza, pohyblivost malých iontů a makroiontů v elektrickém poli, zeta potenciál (ZP), obecná teorie pro kulové částice, elektroosmóza a proudový potenciál, aplikace elektrokinetických jevů (stabilita koloidů a elektroforetická depozice).
4. Elektrostatická a elektrosterická stabilita koloidů, síly mezi částicemi a struktura a stabilita koloidních disperzí, stabilita koloidů, koagulace ve zředěných suspenzích, polymer-koloidní směsi: stabilizace a flokulace, síly indukované polymerem.
5. Rheologie disperzí, viskozimetry, Navier-Stokesova rovnice, Einsteinova teorie viskozity disperzí, ne-newtonovské chování.
6. Povrchové napětí a kontaktní úhel, povrchové napětí a povrchová energie, povrchové napětí a kapilarita, vztah mezi povrchovým napětím a kontaktním úhlem, Youngova rovnice, kontakt kapaliny s porézními látkami (porozimetrie).
7. Adsorpce z roztoků a tvorba monomolekulární vrstvy, termodynamika adsorpce z roztoků, adsorpce na tuhém povrchu: Langmuirova rovnice, adsorpce v přítomnosti vnějšího potenciálu, elektrokapilarita.