Kurzus Kolloidika Kód K081
Szak (vegyész, klinikai kémikus, kémiatanár kötelező) Kredit 2
Felelős oktató Dr. Dékány Imre
egyetemi tanár
Számonkérés K5
Létszámkorlát nincs
Típus előadás Heti óraszám 2 Periódus őszi/tavaszi félév Javasolt félév 5. (lásd mintatanterv)
Előfeltétel K023, K033, K061 kurzusok teljesítése
Teljesítés feltétele -
Helyettesítő tárgy nincs
 
Tematika:

    Bevezetés: A kolloid állapot, mint az anyagi rendszerek létezési formája, egyetemlegesség; elhatárolás a homogén és a heterogén rendszerektől, általános definició, a kolloid rendszerek csoportosítása: a komponensek kölcsönhatása szerint (liofil és liofób kolloidok), az inhomogenitások mérete szerint (szubkolloidális/nanostrukturált, kolloid és durva diszperz), a halmazok anyagi minősége (micellás, makromolekulás és diszperziós kolloidok) és szerkezete szerint (inkoherens, koherens és difform rendszerek). A kolloidok optikai tulajdonságai.
    Határfelületi jelenségek: Termodinamikai alapok, határfelületek létrehozása, felületi többletmennyiségek, felületi feszültség és hőmérséklet függése. A felületi többletkoncentráció, az adszorpció és az adszorpciós izoterma egyenletek. Görbült felületek, a görbület jelentősége a nano- és mikrométeres mérettartományban, kapilláris nyomás (Young-Laplace egyenlet, Kelvin egyenlet), az oldhatóság részecskeméret függése (Ostwald egyenlet). Folyadék-gáz határfelületek: tiszta folyadékok, elegyek, oldatok felületi feszültsége, relatív felületi többletek, Gibbs adszorpciós izoterma egyenlete két kompo-nensű rendszerekre, összefüggés a felületi feszültség koncentrációfüggése és a felületi többletkoncent-ráció között kapilláraktív és inaktív anyagok oldataiban.
    Folyadék-folyadék határfelületek: határfelületi feszültség (Antonov, Good, Fowkes elmélete), felület-aktív anyagok hatása, amfifil molekulák önrendezodése a határfelületi rétegben. Folyadékok szétterülése folyadék felületen (Neumann egyenlet), részleges és teljes szétterülés, vékony-filmek, a monomolekulás filmek tulajdonságai, a molekulárisan rendezett strukturák rögzítése szilárd hordo-zókon (Langmuir-Blodgett). Szilárd-gáz határfelületek: adszorpció (fizikai, kémiai), állapotegyenletek (izoterm, izobar, izosztér állapot-változások), adszorpciós ho, gázok és gozök fizikai adszorpciója sík felületu és pórusos adszor-benseken, izoterma egyenletek (Langmuir, BET), adszorpciós hiszterézis, kapilláris kondenzáció.
    Szilárd-folyadék határfelületek: liofil/liofób felületek, felületek és finom porok nedvesedése, részleges és teljes szétterülés makroszkópos határfelületen (Young egyenlet), peremszög, nedvesedési feszültség, nedve-sedési ho; hidrofóbizálás, hidrofilizálás, mosás, flotálás. Adszorpció folyadékfázisból, nemelektrolitok adszorpciója, hígoldatok, korlátozottan és korlátlanul elegyedo folyadékok esetében. Adszorpció elektrolitoldatokból, állandó és változó töltésu szilárd felületek vizes kö-zegben, ionok adszorpciója (specifikus, nem-specifikus), ioncsereadszorpció. Elekt-romos kettosréteg kiala-kulása, az ionok Boltzmann megoszlása, Poisson-Boltzmann egyenlet, töltés-potenciál összefüggések. Elektrokinetikai jelenségek (elektroforézis, elektroozmózis, áramlási és ülepedési potenciál), az elektro-kinetikai potenciál fogalma.
    Diszperz rendszerek: Jellemzés, kolloid állapotjelzők és bevezetésük szükségessége. Diszperz rendszerek állandósága, állapotváltozásai. Liofób kolloidok stabilizálási lehetoségei, a kolloidstabilitás elméleti alapjai, DLVO elmélet. Kolloid destabilizálás, koagulálás (kinetika, gyors és lassú) flokku-lálás, ülepedés (Stokes). Aeroszolok, gázdiszperziók, habok. Emulziók, mikroemulziók. Szuszpenziók, szolok
    Asszociációs kolloidok (micellás oldatok): Általános jellemzés, csoportosítás, HLB-érték. Vizes oldatok tulajdonságai, kritikus micellaképzodési koncentráció, befolyásoló tényezok. Micellák szerkezete, szolu-bilizáció, fázisegyensúlyok, folyadékkristályok. Makromolekulás oldatok: Makromolekulás oldatok, konformáció, oldattulajdonságok (Flory). Polimerek frakcionálása, molekulatömeg, átlagok és eloszlás, meghatározási módszerek. Polielektrolitok. Szerkezeti jellemzés: Koherens rendszerek, gélek állapotváltozásai. A kolloid rendszerek reológiai jellemzésének alapjai (viszkózus, plasztikus, elasztikus tulajdonságok).