Detail předmětu
Koloidní a povrchová chemie
FSI-9KPC Ak. rok: 2021/2022 Celoroční semestr
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
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
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.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program D-MAT-P: Materiálové vědy, doktorský, doporučený kurs
Program D-MAT-K: Materiálové vědy, doktorský, doporučený kurs
Typ (způsob) výuky
Přednáška
20 hod., nepovinná
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.