Задачи изучения дисциплины Требования к знаниям и умениям студента. Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для специальности 280201.65
Набережные Челны
Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для специальности 280201.65 "«Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», а также типовой программы по дисциплине «Коллоидная химия» (Московский государственный университет, химический факультет, кафедра коллоидной химии).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры химии и экологии
________________ «______» _____________200__г.
Зав. кафедрой ______________________ (Соколов М.П.)
(подпись)
Декан заочного факультета _____________________ (Мифтахов М.Н.)
(подпись)
1. Цели и задачи дисциплины, её место в подготовке специалистов данного профиля.
Цель преподавания дисциплины.
Коллоидная химия является одной из фундаментальных естественных наук, объединяющей, углубляющей и завершающей химическое образование инженеров–экологов.
Коллоидная химия – это важная самостоятельная часть химической науки, изучающая дисперсное состояние вещества и поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия исходит из представления о дисперсности – микрогетерогенности как универсальном состоянии вещества во всех природных объектах и технологических системах. Таковы горные породы и почвы, ткани живых организмов, всевозможные материалы, суспензии, эмульсии, пены, аэрозоли, построенные из малых (очень малых, до нанометров) частиц: зерен, клеток, волокон, пленок которые сохраняют еще, однако, свойства данной фазы и границы раздела с соседними фазами. Высокая развитость межфазных поверхностей – носителей энергетических избытков (т.е. специфического, активированного состояния вещества) – служит общей чертой всех этих объектов и систем и определяет их свойства и протекающие в них процессы. Особое место занимает здесь адсорбция – самопроизвольное концентрирование определенных, поверхностно–активных компонентов на межфазных границах, меняющее химическую природу границ и позволяющее управлять процессами в природных и технологических дисперсных системах.
Развивая этих представления, курс коллоидной химии последовательно рассматривает строение межфазных границ в дисперсных системах, закономерности и механизмы физико–химических процессов на границах; условия образования новых дисперсных фаз и их свойства (специфические – коллоидно–химические свойства и неспецифические – общие и для коллоидно– дисперсных, и для молекулярно–дисперсных систем); общие закономерности устойчивости дисперсных систем, принципы и методы их стабилизации и дестабилизации и их приложение к конкретным дисперсным системам с различными твердыми, жидкими и газообразными фазами; взаимодействие частиц и структурообразование в дисперсных системах – как введение в новую главу коллоидной химии – физико–химическую механику.
Особенно велика роль коллоидной химии в деле защиты окружающей среды, т.к. многие природные объекты: почва, земля, атмосфера, разнообразные водоемы, облака, туманы, тела животного и растительного происхождения, – являются дисперсными системами.
Курс коллоидной химии ставит целью дать четкое представление о теоретических и экспериментальных основах этой дисциплины, выделяя ее особую роль как междисциплинарной науки, синтезирующей знания из смежных разделов химии, физики, биологии и других естественных наук.
Лабораторные работы, указанные в прилагаемом перечне, ставят целью привить учащимся необходимый минимум умений и навыков в постановке и выполнении коллоидно–химических опытов как общей научной основы.
Задачи изучения дисциплины Требования к знаниям и умениям студента.
В результате изучения курса коллоидной химии студент должен получить знания, необходимых для освоения специальных технологий и методов, а также для дальнейшей практической деятельности с учетом достижений науки и техники. Студент должен:
– знать фундаментальные законы и основополагающие понятия коллоидной химии,
– иметь теоретические основы для глубокого понимания сложных физико–химических процессов, происходящих в дисперсных системах различных типов, а также на поверхности раздела фаз,
– овладеть методами исследования и приобрести экспериментальные навыки работы с оборудованием лаборатории коллоидной химии.
Студент должен уметь применять полученные знания для решения конкретных научных и практических задач, проводить коллоидно–химические расчёты, пользоваться справочной литературой.
Знания, умения и навыки, полученные студентом при изучении коллоидной химии, являются базовыми для последующего изучения ряда специальных дисциплин: «Очистные сооружения», «Химия окружающей среды», «Экологический мониторинг», «Промышленная экология».
Содержание и структура дисциплины.
Содержание дисциплины ( наименование и номера тем).
Введение. Характеристика дисперсных систем.
Предмет и содержание курса коллоидной химии. Отличительные признаки дисперсных систем: гетерогенность и дисперсность. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды, а также по размеру частиц дисперсной фазы. Лиофильные и лиофобные системы, сходство и различия между ними.
[1] с.10–29, [2] с.18–22
2.1.2. Термодинамика поверхностных явлений. Поверхностное натяжение.
Граница раздела фаз, ее силовое поле. Удельная свободная поверхностная энергия (поверхностное натяжение) как характеристика этого поля. Основы термодинамики поверхностных явлений. Сгущение термодинамических функций в поверхностном слое. Критическая точка по Менделееву. Методы измерения поверхностного натяжения на легкоподвижных границах фаз.
[1] с.30–45 [3] с.114–117