619-0806/01 – Vícefázové systémy (VS)

Garantující katedraKatedra fyzikální chemie a teorie technologických procesůKredity6
Garant předmětuprof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2005/2006Rok zrušení2015/2016
Určeno pro fakultyHGF, FMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DOB30 prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
DUD32 doc. Ing. Rostislav Dudek, Ph.D.
PER40 RNDr. Kristina Peřinová
DOC01 Ing. Simona Zlá, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- 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 teoretických a laboratorních cvičeních

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři

Anotace

Fyzikálně-chemické vlastnosti koloidních soustav, povrchů a vícefázových soustav – klasifikace disperzních soustav, stupeň disperzity, rozdělovací funkce velikosti částic, optické, elektrické, molekulárně-kinetické vlastnosti koloidních soustav, struktura koloidních částic, fyzikální chemie fázových rozhraní, fázové disperzní soustavy, molekulární koloidy.

Povinná literatura:

[1] Moore,W.J. Fyzikální chemie, SNTL, Praha 1979. [2] Kellö,V., Tkáč,A. Fyzikálna chemia, ALFA, Bratislava 1972. [3] Brdička,R., Dvořák,J. Základy fysikální chemie, ACADEMIA, Praha 1977. [4] Vojuckij,S.S. Kurs koloidní chemie, SNTL, Praha 1974. [5] Pouchlý,J., Vavruch,I. Fysikální chemie koloidních soustav, SNTL, Praha 1960. [6] Bartovská,L., Šišková,M. Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav, VŠCHT, Praha 1999. [7] Pouchlý,J. Fyzikální chemie makromolekulárních a koloidních soustav, skriptum VŠCHT, Praha 2001. [8] Lapčík, L. Fyzikální chemie II. Návody na laboratorní cvičení, skriptum VUT. Brno 1996. [9] Rybárová, Ž., Molnár,F. Návody na cvičenia z fyzikálnej a koloidnej chémie, skriptum VŠT, Košice 1982. [10] Adamcová,Z. Příklady a úlohy z fyzikální chemie, SNTL, Praha 1989.

Doporučená literatura:

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Podmínky pro získání zápočtu: - 100 % účast na teoretických cvičeních - 2 body - účast na teoretických cvičeních menší než 86% (více než 1 neúčast) poskytuje možnost neudělení zápočtu - úspěšné absolvování dvou samostatných výpočtových písemek – hodnocení (14 + 14) = max. 28 bodů - oprava písemky – lze opravit maximálně jednu písemku maximálně jedenkrát. - absolvování 5 laboratorních cvičení, odevzdání a obhájení protokolů – max. 15 bodů (toto bodové ohodnocení představuje hodnocení jak vlastní teoretické přípravy na zadanou laboratorní úlohu, tak hodnocení práce v laboratoři a hodnocení obsahové a formální stránky laboratorního protokolu včetně jeho obhajoby) Bodové hodnocení zápočtu: - zápočet min. bodů 20 - zápočet max. bodů 45 V celkovém zisku bodového ohodnocení zápočtu musí být obsaženo nenulové hodnocení obou výpočtových písemek (min. 5 bodů za 1 písemku) a laboratorního cvičení, tzn. student musí absolvovat obě výpočtové písemky a splnit podmínky laboratorního cvičení. Bodové hodnocení zkoušky: zkouška kombinovaná - písemná část zkoušky - max. 15 bodů - teoretická část zkoušky - max. 40 bodů V celkovém zisku bodového ohodnocení zkoušky musí být obsaženo jak nenulové hodnocení výpočtové zkouškové písemky (min. 5 bodů) tak nenulové hodnocení vlastní ústní zkoušky, tzn. student musí absolvovat obě části zkoušky. Bodové hodnocení předmětu se získá součtem bodů za cvičení a za absolvování zkoušky, výsledná klasifikace je dána podmínkami ve Studijním a zkušebním řádu VŠB TUO.

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou definovány. No other activities required.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

PŘEDNÁŠKY 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 pohyb a difuzivita koloidních částic), elektrické (elektroforéza, sedimentační potenciál, proudový potenciál, elektroosmóza). 3. Struktura koloidních částic. Elektrický náboj koloidních částic, jeho vznik., micela. Helmholtzova, Gouyova a Sternova elektrická dvojvrstva. Lyofilní a lyofobní koloidy, jejich vznik a stabilita. 4. Stavové změny koloidních soustav. Koagulace, koalescence, soly a gely, xerogely, botnání, tixotropie. Metody dělení koloidních soustav. Dialýza, elektrodialýza, filtrace, elektroultrafiltrace, ultrafiltrace, elektrodekantace. 5. Koagulace. Koagulační práh. Koagulace a adsorpce. Hardy-Schulzovo pravidlo, Hoffmeisterovy řady. Kinetika rychlé a 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 pohyblivost koloidních částic. Pohyb koloidních částic v elektrostatickém poli. 8. Průchod disperzních soustav membránami. Osmotický tlak koloidních soustav. Donnanovy membránové rovnováhy. Viskozita koloidních 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, stabilita a použití pěn. 10. Povrchové jevy. Volná a povrchová energie, povrchové a mezifázové napětí. Smáčení tuhých látek kapalinou, Laplaceova rovnice, 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. Základní představy a modely nenewtonských kapalin. Výpočtová cvičení - Úvod, velikost disperzních částic, stupeň disperzity, diferenciální a integrální rozdělovací funkce velikosti částic, střední molární 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 formulace požadavků 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.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr, platnost do: 2015/2016 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45 (45) 20
                Laboratorní práce Laboratorní práce 15  0
                Písemka Písemka 28  0
                Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 2  0
        Zkouška Zkouška 55 (55) 15
                Písemná zkouška Písemná zkouška 15  5
                Ústní zkouška Ústní zkouška 40  10
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2015/2016 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N1701) Fyzika (1702T001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N1701) Fyzika (1702T001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2013/2014 (N1701) Fyzika (1702T001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2012/2013 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2011/2012 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N3909) Procesní inženýrství (2807T004) Chemické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N3909) Procesní inženýrství (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku