Михаленко Ирина Ивановна
РУДН - участник государственной программы Российской Федерации 5 - 100
Коллоидная химия. Практикум для студентов НХ-4

 ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ по дисциплине КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ.   

web-local.rudn.ru/web-local/prep/rj/files.php

ПЛАН практических занятий  по дисциплине «КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ» специальность «ХИМИЯ» НХ-4 (2017 г.)

Уч. нед.

Даты

Подгруппа

А

Подгруппа

В

 

 

Дни занятий, преподаватели

1

   

 

 

 

2

06  сент.

1

1

 

Среда (НХ 401,402) – ауд.445

3

13  сент.

2

4 - 6

 

 

4

20  сент.

4 - 6

2

 

Проф. Михаленко Ирина Ивановна

5

27  сент.

7

8

 

Доц. Мурга Зурида Владимировна

6

04  окт.

8

7

 

 

7

11  окт.

Зр 1

Зр 1

 

Зр 1- защиты работ 1-6

8

18  окт.

К 1

К 1

 

К 1 – коллоквиум 1           (вопросы экзамена 1-19)

9

25  окт.

9

10

 

 

10

01 нояб.

10

9

 

 

11

08  нояб.

11

11

 

Зр 2 - защиты работ 7-9

12

15  нояб.

 Зр 2

Зр 2

 

К 2 – коллоквиум 1            (вопросы экзамена 20-34)

13

22 нояб.

К 2

К 2

 

 

14

29  нояб.

13

13

 

 

15

06  дек.

12

12

 

 

16

13  дек.

Зр 3

Зр 3

 

Зр 3 - защиты работ 10 - 13

17

20 дек.

К 3

К 3

 

К 3 – коллоквиум 1            (вопросы экзамена 35-45)

18

27 дек.

итоговое

 

 

Дополнения к лаб. работе № 11. Определение молекулярной массы полимера.

11 а. Константы уравнения Марка-Куна-Гувинка для водных растворов поливинилового спирта 

К = 3 10(-4), альфа = 0,5. Диапазон молекулярных массс от 8500 до 170 000 г/моль.

11 б. Показатель преломления  для биополимеров (крахмал, агар-агар) в таблице 6.5 не нужен, он в расчете оптической константы Н не используется.

Нужно значение производной показателя преломления по концентрации. Для агар-агара оно равно 0,003, для крахмала 0,002.

 

Без выполнения и защит лабораторных работ студент к коллоквиуму не допускается.

№ работы

Модуль

Названия раздела модуля и лабораторной работы                               В скобках страницы раздела в практикуме ( М.РУДН, 2014)

1

М 1

Получение коллоидных систем (стр.5 - 17).

Часть1. Получение гидрозолей и наблюдение некоторых их свойств. Часть 2. Получение  эмульсий и явление обращения фаз.

2

М 1

Дисперсионный анализ (стр.18 - 35).

Седиментационный анализ суспензии.

4-5-6

 

 

М 1

Оптические методы исследования коллоидных растворов (стр.36 - 55).

№ 4. Определение объемной концентрации коллоидного раствора методом нефелометрии.

№ 5. Определение размера коллоидных частиц методом турбидиметрии.

№ 6. Определение размера частиц дисперсий, не подчиняющихся уравнению Рэлея.

7-8

М 2

Агрегативная устойчивость золей (стр.56 - 80).

№ 7. Правило значности. Кинетика коагуляции золя.

№ 8. Коллоидная защита. Флокуляция.

9

М 2

Коллоидные растворы поверхностно-активных  веществ (стр.81 - 93).

Мицеллярные растворы ПАВ. Определение критической концентрации мицеллообразования.

10  

М 3

Коллоидная химия высокомолекулярных соединений (стр.94 - 131).

Изучение ограниченного набухания полимера.

11  М 3

Определение молекулярной массы полимера вискозиметрическим и оптическим методами

12   М 3

Желатинирование растворов ВМС

13   М 3

Полиэлектролиты. Изо-точка белка.

 Баллы за лабораторную работу максимально 50: подготовка – 10, выполнение и оформление – 15 (включая 5 баллов за вопросы к защите письменно), защита в виде теста – 25 (5 вопросов в тесте по 5 баллов). 

Максимальное число баллов в семестре – 1500 (коэффициент пересчета - 1/15)

За итоговую аттестацию (ИТОГОВЫЙ ТЕСТ + УСТНЫЙ ЭКЗАМЕН) максимальная оценка - 400 баллов из 1500 или 27 % по 100 балльной шкале.

Распределение студентов НХ по подгруппам в практикуме коллоидной химии

Группа НХ 401

Занятия с 10.00 – 12.30

Группа НХ 402

Занятия с 14.30 – 16.45

Подгруппа А

Подгруппа В

Подгруппа С ( по графику  А)

1

1032142777

 

Алексеева Ксения

1

1032141826

Белоглазкин Андрей

1

1032143561

Васькова Виктория

2

1032142779

Голубенкова Александра

2

1032142778

Бушманова Вера

2

1032143562

Замбатова Алина

3

1032120568

Грунтенко Анастасия

3

1032143176

Серочкина Анастасия

3

1032142781

Клепинина Валентина

4

1032142780

Зиновьева Анна

4

1031032142789

Сизых Анастасия

4

1032130846

Костина Надежда

5

1032142782

Кость Вероника

5

1032142290

Фирдавси Ануша

5

1032145875

Лебедева Татьяна

6

1032142783

Крисюк Анна

6

1032143177

Шараева Альмина

6

1032143563

Малахина Анастасия

7

1032143172

Обыденник Арина

7

1032143178

Шахворостова Екатерина

7

1042146316

Романова Ярослава

8

1032143179

Юрченко Валерия

 

 

 

8

1032143175

Рябинина Анастасия

 

 

 

 

 

 

9

1032142788

Саввов Сергей

 

 

 

 

 

 

10

1032143564

Савочкина Ярослава

 

 

 

 

 

 

11

1032142790

Соколова Юлия

 

 

 

 

 

 

12

1032142291

Фомина Лика

 

 

 

 

Вопросы экзаменационных билетов  (по 2 вопроса в билете) 

сопровождающая

лабораторная работа

1

Предмет коллоидной химии. Признаки коллоидного состояния. Строение мицеллы гидрофобного золя (знать мицеллы золей, полученных в практикуме).

2

Признаки коллоидного состояния. Основные условия и методы получения коллоидных систем. Роль стабилизатора.

 1

3

Классификации дисперсных систем. Классификации поверхностных явлений.

 

4

Дисперсность и удельная поверхность. Энергетика в методах диспергирования и конденсации.

 

5

Получение дисперсных систем методом конденсации. Факторы устойчивости. Строение мицеллы гидрофобного золя. (знать мицеллы золей практикума).

 1

6

Термодинамическое описание поверхностных явлений. Поверхностная энергия.

Правило фаз в ультрамикрогетерогенных системах. Энергия Гиббса образования зародыша новой фазы. Критический размер зародыша.

 

7

Получение дисперсных систем методом диспергирования. Работа диспергирования. Эффект Ребиндера. Метод пептизации. Правило осадка.

 

8

Дисперсность и удельная поверхность. Влияние температуры на скорость образования микрофазы и дисперсность.

 

9

Анализ дисперсности коллоидных систем. Седиментационный анализ суспензий и применение центрифугирования.

 2

10

Седиментация в дисперсных системах. Определение размеров частиц дисперсной фазы по данным седиментационного анализа.

 2

11

Седиментационно-диффузионное равновесие. Гипсометрический закон. Кинетический фактор устойчивости коллоидных систем.

 

12

Строение мицеллы гидрофобного золя. Правило Панета-Фаянса. Влияние рН среды на заряд

коллоидной частицы.

 1

13

Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Коэффициент диффузии. Уравнение Эйнштейна. Осмотическое давление.

 

14

Особенности осмоса и диффузии. Закон Фика. Мембранные процессы (обратный осмос,

диализ, ультрафильтрация) и их практическое значение.

 

15

Броуновское движение частиц дисперсной фазы. Уравнение Эйнштейна-Смолуховского. Кинетический фактор устойчивости. Взвеси.

 

16

Явление светорассеяния в золях. Закон Рэлея (без вывода). Характеристическая мутность. Векторные диаграммы Ми.

4-6 

17

Поглощение света в дисперсных системах. Закон Бугера-Ламберта-Беера и его применение к мутным средам. Турбидиметрия как метод анализа дисперсности.

4-6

18

Оптические методы исследования коллоидных систем (ультрамикроскопия, турбидиметрия, нефелометрия, электронная микроскопия).

4-6 

19

Влияние размера и формы частиц на оптические свойства коллоидных растворов.

Явление двойного лучепреломления в коллоидных системах.

 

20

Электрохимия дисперсных систем. Потенциал поверхности, потенциал Штерна,

электрокинетический потенциал и влияние на них различных факторов.

 

21

Строение двойного электрического слоя на границе раздела фаз. Уравнение Пуассона-Больцмана и его решение.

 

22

Теория двойного электрического слоя. Изоэлектрическое состояние. Перезарядка

поверхности коллоидных частиц при введении ионов и изменении рН.

 7

23

Термодинамика двойного электрического слоя. Уравнение Липпмана. Точка нулевого заряда.

Электрокапиллярные кривые.

 7

24

Термодинамический, адсорбционный и электрокинетический потенциалы.

Поверхность скольжения. Уравнение Гуи.

 7

25

Электрокинетические явления. Уравнения Гельмгольца-Смолуховского.

Определение дзета-потенциала.

 

26

Коагуляция электролитами. Физическая теория ДЛФО. Правило Шульце-Гарди.

Порог коагуляции и влияние заряда коагулирующего иона.

27

Кинетика коагуляции. Быстрая и медленная коагуляция. 

28

Коагуляция электролитами. Коллоидная защита. Защитные вещества и защитные числа.

Сенсибилизация (флокуляция).

8

29

Особые случаи коагуляции электролитами (явление неправильных рядов, аддитивность,

антогонизм и синергизм в действии ионов, привыкание, коллоидная защита).

 

30

Явления адгезии, смачивания и растекания. Закон Юнга. Инверсия смачивания.Основы

флотации.

 

31

Адсорбция ПАВ. Уравнение Шишковского. Правила Дюкло-Траубе и Ребиндера.

 

32

Адсорбция как фактор устойчивости дисперсных систем. Изотерма адсорбции с

константой обмена. Особенности адсорбции электролитов. Иониты.

 9

33

Мицеллообразование в растворах ПАВ. Формы мицелл. Формула мицеллы мыла.

Характеристики коллоидных ПАВ (мицеллярная масса, ККМ, ГЛБ).

 9

34

Коллоидные растворы ПАВ. Термодинамика мицеллообразования. Фазовая диаграмма.

Методы определения ККМ. Влияние на ККМ природы ПАВ, электролитов. Солюбилизация.

 9

35

Растворы высокомолекулярных соединений. Сравнение свойств растворов ВМС и

гидрофобных золей.

 

36

Осмотическое давление и вязкость растворов ВМС. Определение молекулярной массы ВМС

методами осмометрии. 

 

37

Классификации ВМС. Конформация макромолекул.

 

38

Кинетика набухания ВМС.  Константа скорости. Факторы, влияющие на набухание.

10 

39

Набухание ВМС. Термодинамика набухания. Явление контракции. Теплота и

давление набухания. Факторы, влияющие на набухание ВМС.

10 

40

Оптические свойства растворов ВМС. Уравнение Дебая. Значение и смысл второго

вириального коэффициента.  Определение молекулярной массы ВМС  по мутности их

растворов.

 11

41

Структурно-механические свойства дисперсных систем. Уравнение Ньютона.

Реологические свойства структурированных систем. Уравнение Пуазейля.

 11

42

Вязкость растворов ВМС. Уравнение Ньютона. Показатели вязкости. Уравнения

Штаудингера и Марка-Куна-Гувинка.  Определение молекулярной массы ВМС  по вязкости

растворов. Смысл константы Хаггинса.

 11

43

Гели и студни. Явление тиксотропии. Синерезис. Сравнение свойств лиофобных

и лиофильных гелей.

 12

44

Нарушение устойчивости растворов ВМС (коацервация, высаливание,денатурация, желатинирование). Защитное действие ВМС.

 

45

Полиэлектролиты. Полиамфолиты. Изо-электрическая точка и методы её определения.

Мембранное равновесие Гиббса-Доннана.

 13

46

Эмульсии. Типы эмульсии и методы определения. Получение, стабилизация, разрушение эмульсий. Эмульгаторы. Обращение фаз эмульсий.

 1

47

Пены. Методы получения,стабилизации, разрушения. Практическое значение пен.

 

48

Аэрозоли. Получение. Явления фотофореза, термофореза и термопреципитации. Устойчивость и особенности их свойств. Разрушение аэрозолей.

 

 Перед описанием лабораторной работы нужно вписать или вклеить табличку для оценок

                    № работы___________________
                     Подготовка (10) _____________
                     Оформление (10)____________
                     Вопросы к защите (5) ________
                     Защита-тест  (25)_____________
                     ИТОГ (50)________________  
 
Правила оформления работы в лабораторном журнале.

1.     Написать название работы, цель работы и теоретические введение (основные законы, уравнения, формулы, эскизы графиков);

2.     В экспериментальной части указать реактивы и оборудование, условия проведение эксперимента (температура, концентрации растворов и их расчет, длины волн и т.д.);

3.     Результаты измерений и расчётов по экспериментальным данным в виде таблиц и графиков. Оценка погрешностей измерений. Расчеты приводятся в тетради.

4.     Вывод или заключение о результатах работы.

5.     Ответы на вопросы к защите работы.

6. В начале лабораторной работы приклеить таблицу для выставления оценок. На работы 4-6 одна табличка. См.ссылку 

    web-local.rudn.ru/web-local/prep/rj/files.php

Примечание. Все записи в тетради должны быть выполнены чернилами, графики – на миллиметровой бумаге с указанием масштаба и размерности величин на осях x-y. График должен быть озаглавлен и вклеен в журнал. Рекомендуется также дополнительное построение графиков в электронном виде в приложении EXEL. Если зависимость y=f(x) линейная, то прямая (линия тренда) проводится по методу наименьших квадратов и параметры линейной регрессии определяются точно.

 Баллы за лабораторную работу

Подготовка

Оформление

Защита

ИТОГО

10

10

30   (5+25 тест)

50 баллов

  5 баллов за защиту ставятся при письменном ответе на вопросы к защите работы. Вопросы перед началом работы можно готовить в устном виде.

 

 ВОПРОСЫ К УСТНОЙ ЧАСТИ ОТВЕТА НА КОЛЛОКВИУМАХ  практикума  «Коллоидная химия» НХ-4          

1-ый коллоквиум (К1)

 1. Признаки коллоидного состояния. Дисперсность и удельная поверхность. Правило фаз в ультрамикрогетерогенных систамах. Классификации поверхностных явлений.

 2. Основные условия и методы получения коллоидных систем. Роль стабилизатора. Строение мицеллы гидрофобного золя. Суспензионный эффект.

 3.Классификации дисперсных систем. Строение мицеллы гидрофобного золя. Правило Панета-Фаянса. Влияние рН среды на заряд коллоидной частицы.

 4.Энергетика в методах конденсации.  Энергия Гиббса образования зародыша новой фазы. Критический размер зародыша жидкой и твердой микрофазы.

 5. Влияние температуры на скорость образования микрофазы и дисперсность.

 6. Энергетика в методах диспергирования.  Работа диспергирования. Эффект Ребиндера. Метод пептизации. Правило осадка.

 7. Анализ дисперсности коллоидных систем. Седиментационный анализ и применение центрифугирования.

 8. Седиментационно-диффузилонное равновесие. Гипсометрический закон. Кинетический фактор устойчивости коллоидных систем. Взвеси.

 9. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем. Коэффициент диффузии. Уравнение Эйнштейна. Осмотическое давление. Кинетический фактор устойчивости коллоидных систем.

 10. Мембранные процессы (осмос, обратный осмос, диализ, ультрафильтрация) и их практическое значение.

 11. Явление светорассеяния в золях закон Рэлея. Векторные диаграммы Ми.

 12. Поглощение света в дисперсных системах. Закон Бугера-Ламберта-Беера и его применение к мутным средам.

 13. Влияние размера и формы частиц на оптические свойства коллоидных растворов. Явление двойного лучепреломления в коллоидных системах.

   2-ой коллоквиум (К2)

 1.   Термодинамика двойного электрического слоя (ДЭС). Уравнение Липпмана. Точка нулевого заряда. Электрокапиллярные кривые.

2.  Адсорбция как фактор устойчивости. Гиббсовская адсорбция из бинарных растворов. Изотерма молекулярной адсорбции с константой обмена. Влияние заряда и размера ионов на адсорбцию (лиотропные ряды).

3.  Адсорбция ПАВ. Правило Дюкло-Траубе. Уравнение Шишковского. Уравнивание полярностей  по Ребиндеру.

4.  Явления адгезии, смачивания, растекания. Уравнения Дюпре и Юнга.

5. Строение ДЭС и его потенциалы (термодинамический, адсорбционный и электрокинетический). Влияние на потенциалы ДЭС различных факторов. Изоэлектрическое состояние. Перезарядка поверхности.

6. Уравнение Пуассона-Больцмана и его решения. 

7. Электрокинетические явления (электрофорез, электроосмос, потенциалы седиментации и течения), их значение. Уравнения Гельмгольца-Смолуховского.

8.  Агрегативная и кинетическая устойчивость дисперсий. Факторы устойчивости. Коагуляция электролитами. Правило значности по Шульце-Гарди. Теория ДЛФО.

9.   Кинетика коагуляции. Быстрая и медленная коагуляции.

10. Особые случаи коагуляции (явление неправильных рядов, аддитивность, антогонизм и синергизм в действии ионов, привыкание. гетерокоагуляция. коллоидная защита и сенсибилизация).

11. Мицеллообразование в растворах ПАВ. Характеристики ПАВ. Формы мицелл. Мицелла мыла. Фазовая диаграмма коллоидных ПАВ. Солюбилизация. 

12. Термодинамика мицеллообразования. ККМ и методы определения. Факторы, влияющие на ККМ. Моющее действие коллоидных ПАВ. 

  3-й коллоквиум (К 3)

 

Вопросы к 3-ому коллоквиуму по дисциплине «Коллоидная химия»

1

Классификации высокомолекулярных соединений (ВМС). Сравнение свойств гидрофильных и гидрофобных золей.

2.

Растворы ВМС как коллоиды. Идеальные и неидеальные растворы ВМС. Элементы теории растворов полимеров.

2

Осмотическое давление и вязкость растворов ВМС. Определение молекулярной массы ВМС методами осмометрии и вискозиметрии.

3

Оптические свойства растворов ВМС. Уравнение Дебая.   Определение молекулярной массы ВМС  по мутности и вязкости их растворов.

4

Набухание ВМС. термодинамика и кинетика набухания. Факторы, влияющие на набухание ВМС. Теплота и давление набухания.

5

Структурно-механические свойства дисперсных систем. Уравнение Ньютона. Реологические свойства структурированных систем. Показатели вязкости.

6

Гели и студни. Сравнение гелей гидрофильных и гидрофобных золей. Явление тиксотропии. Синерезис.

7

Полиэлектролиты. Полиамфолиты. Изо-электрическая точка и методы её определения. Мембранное равновесие Гиббса-Доннана.

8

Фракционирование белков. Нарушение устойчивости растворов ВМС (коацервация, высаливание, денатурация, желатинирование).

9

Эмульсии. Типы эмульсии и методы определения. Получение, стабилизация, разрушение эмульсий. Обращение фаз. Практическое значение эмульсий.

10

Аэрозоли и пены. Получение, стабилизация и особенности их свойств. Практическое значение.


 

БАЛЛЬНО-РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

 "КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ" 

Работа в семестре: максимальное число баллов, набранных в семестре – 1500 (100%)

Коэффициент пересчета к БРС – 1/15. 

Вид задания

Число заданий

Кол-во баллов

Сумма баллов

Итоговые баллы (max)

1. Посещение лекций

15

10

150

150 / 15 = 10

2. Лабораторные работы

10

50

500

500 / 15 = 33,3

3. Практические занятия

-

-

-

-

4. Домашние задания

 

5. Контрольные работы

-

-

-

-

6. Рубежная аттестация ( по итогам )

1

-

   

7. Работа на семинаре

-

-

-

-

8. Реферат

 

9. Коллоквиумы включают :

тесты 

письменные задания

устные ответы 

3

3

3

3

 

50

50

50

 

150

150

150

450 /15 = 30


10.Тест итоговый

1

200

200

200 / 15 = 13,3

11. Итоговая аттестация (экзамен)

1

200

200

200/ 15 = 13,3

ИТОГО

 

 

1500

100

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1.       Ю.Г.Фролов. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М. Химия. 1989.464 с.

2.       Е.Д.Щукин, А.В.Перцов Е.А.Амелина. Коллоидная химия. М. Изд. Моск. ун-та. 1982, 248 с.; Изд. Высшая школа.2004 и 2006, 445 с.

3.       Д.А.Фридрихсберг. Курс коллоидной химии. Л.,1984, 367с.

4.       Электронная библиотека МГУ. Д.А.Фридрихсберг. Курс коллоидной химии. Л.,1984, 367с. .

5.        И.И. Михаленко. Учебное пособие "Практикум по коллоидной химии" для студентов специальности «Химия», М. Изд. РУДН. 2014.153 с. 

 

     

 

 

 

Микроблог:

2017-11-10 07:59:50
Студентам НХ 4 справочные значения
параметров для расчетов
лабораторной работы 11 нужно
посмотреть на страничке Коллоидная
химия_НХ4 после таблицы графика
занятий.


Показать все записи

На портал | На форум | Web-Тестирование | Ред. кабинета | Успеваемость |