Модуль 7 Лиофобные дисперсные системы

Получение дисперсных систем. Термодинамика образования лиофобных коллоидных систем. Разрушение и диспергирование твердых тел как физико-химический процесс образования новой поверхности. Эффект Ребиндера. Диспергационные методы получения дисперсных систем (золей, эмульсий, пен, аэрозолей). Роль ПАВ в процессах получения дисперсных систем. Связь работы диспергирования с поверхностной энергией твердых тел. Использование эффекта Ребиндера для уменьшения работы диспергирования. Процессы диспергирования в природе и технике.

Конденсационные способы получения дисперсных систем. Работа образования зародышей новой фазы. Образование частиц дисперсной фазы в процессах кристаллизации из растворов, конденсации пересыщенного пара, кипения. Образование золей в процессе химических реакций. Методы регулирования размеров частиц в дисперсных системах. Изотермическая перегонка. Дисперсные системы, их стабилизация, способы разрушения и очистки. Классификация, стабилизация эмульсий поверхностно-активными веществами, порошками, полимерами. Роль гидрофильно-липофильного баланса молекулы ПАВ в стабилизации эмульсий. Обращение фаз в эмульсиях. Практическое применение и методы разрушения эмульсий.

Строение пен и их классификация. Кратность пен. Пенообразователи и стабилизаторы пен. Влияние электролитов на пенообразующую способность ПАВ. Пенные пленки, строение, факторы устойчивости. Практическое применение пен (примеры).

Классификация аэрозолей по агрегатному состоянию частиц дисперсной фазы. Методы получения и измерения размеров аэрозольных частиц. Молекулярно-кинетические свойства аэрозолей (высоко- и грубодисперсных). Электрические свойства аэрозолей, причины возникновения заряда на поверхности частиц. Агрегативная устойчивость аэрозолей. Способы получения, свойства и особенности разрушения аэрозолей. Взрывы пыли. Порошки и их текучесть. Хранение и транспортировка. Практическое использование аэрозолей в пищевой промышленности.

Суспензии и золи, их свойства и стабилизация. Основные методы очистки и концентрирования золей: обратный осмос, диализ электродиализ и ультрафильтрация. Теория мембранного равновесия Доннана. Применение методов очистки и концентрирования золей в технологических процессах.

Модуль 8 Лиофильные дисперсные системы

Строение и размер молекул коллоидных ПАВ. Классификация ПАВ по молеку­лярному строению (анионо- и катионоактивные, неионогенные, амфолитные); области применения ПАВ. Термодинамика образования лиофильных коллоидных систем; основные признаки лиофильных систем. Мицеллообразование в растворах ПАВ. Критическая концентрация мицелл ообразования (ККМ), основные методы определения ККМ. Строение прямых и обратных мицелл при различных концентрациях ПАВ. Солюбилизация. Классификация ПАВ по механизму их действия (смачиватели, диспергаторы, стабилизаторы, моющие вещества). Понятие о гидрофильно-липофильном балансе (ГЛБ) молекул ПАВ. Виды пищевых ПАВ, их назначение и условия применения.

Классификация высокомолекулярных соединений (ВМС). Химическая природа, особенности строения ВМС. Конформация макромолекул. Особые свойства растворов ВМС. Осмотическое давление растворов ВМС. Зависимость вязкости растворов ВМС от концентрации. Определение средней молекулярной массы ВМС. Уравнение Марка-Хаувинка. Набухание, термодинамика и кинетика процесса. Образование гелей (студней) ВМС, их свойства, синерезис. Важнейшие природные ВМС. Конформация молекул белка в зависимости от рН среды. Изоэлектрическая и изоионная точки белка. Денатурация и вываливание белков. Коацервация и ее возможная роль.в зарождении жизни на земле. Роль белков и полисахаридов в пищевой технологии.

Таблица 4.

Соответствие содержания требуемым результатам обучения*

№ п/п	РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ	Учебно- образовательные модули
		Модуль 1	Модуль 2	Модуль 3	Модуль 4	Модуль 5	Модуль 6	Модуль 7	Модуль 8
	Знания:
	основы современных теорий в области физической и коллоидной химии и способы их применения для решения теоретических и практических задач в любых областях химии.	*	*	*	*	*	*	*	*
	Умения:
	самостоятельно ставить задачу физико-химического исследования в химических системах, выбирать оптимальные пути и методы решения подобных задач как экспериментальных, так и теоретических; обсуждать результаты физико-химических исследований, ориентироваться в современной литературе по физической химии, вести научную дискуссию по вопросам физической химии.	*	*	*	*	*	*	*	*
	Владение:
	способностью и готовностью проводить физико-химические расчеты с помощью известных формул и уравнений, в том числе с помощью компьютерных программ, проводить стандартные физико-химические измерения, пользоваться справочной литературой по физической химии.	*	*	*	*	*	*	*	*
	Профессиональные компетенции:
	использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования( ОК-10);	*	*	*	*	*	*	*	*
	владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации, уметь работать с компьютером как средством управления информацией(ОК-12);	*		*	*	*		*	*
	использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования ( ПК 1)	*	*	*	*	*	*	*	*
	способностью использовать в практической деятельности специализированные знания фундаментальных разделов физики, химии, биохимии, математики для освоения физических, химических, биохимических, биотехнологических, микробиологических, теплофизических процессов, происходящих при производстве продуктов питания из растительного сырья( в соответствии с профилем подготовки) ( ПК-8)	*	*	*	*	*	*	*	*
	способностью изучать и анализировать научно- техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематики исследования ( ПК-13)	*		*		*	*	*	*
	готовностью проводить измерения и наблюдения, составлять описания проводимых исследований, анализировать результаты исследований и использовать их при написании отчетов и научных публикаций (ПК-14)	*	*	*	*	*	*	*	*

Таблица 5

Лабораторный практикум

№ п/п	Учебно-образовательный модуль. Цели лабораторного практикума	Примерный перечень Лабораторных (практических работ или семинарских занятий)	Часы
1	Модуль 1 Цели: изучить методы определения тепловых эффектов и констант равновесия химических реакций	1. Калориметрия. Определение теплоты. 2. Определение константы диссоциации уксусной кислоты.	10
2	Модуль 2 Цели: изучить свойства растворов и фазовые равновесия.	1. Изучение равновесия жидкость-пар. 2. Определение молярной рефракции жидкостей.	10
3	Модуль 3 Цели: изучение электропроводимости растворов электролитов. Термодинамические свойства гальванического элемента.	1. Изучение гальванического элемента Якоби-Даниэля 2. Определение константы диссоциации слабого электролита методом электропроводимости. 3. Определение произведения растворимости труднолдджж соединения.	8
4	Модуль 4. Цель: изучить кинетику химических реакций.	1. Изучение кинетики разложения комплексного иона триоксалата марганца. 2. Определение константы скорости инверсии сахарозы.	8
5	Модуль 5. Цель: изучить природу и термодинамику поверхностных явлений( адгезия, смачивание, адсорбция).	1. Смачивание твердых поверхностей 2. Адсорбция на границе жидкость- газ 3. Молекулярная адсорбция на твердом адсорбенте	8
6	Модуль 6. Цель: изучить оптические свойства и устойчивость дисперсных систем	1. Определение размера частиц методом турбодиметрии 2.Определение порога коагуляции лиофобных золей	8
7	Модуль 7. Цель: изучить свойства лиофобных дисперсных систем	1. Седиментационный анализ суспензий 2.Получение и изучение свойств эмульсий	8
8	Модуль 8. Цель: изучить свойства лиофильных дисперсных систем	1. Определение молекулярной массы ВМС методом вискозиметрии 2. Определение критической концентрации мицеллообразования 3. Исследование набухания желятина в воде.	8
	Всего часов		68

Таблица 6