Тема. Физико-химия поверхностных явлений.

1.Актуальность. Знание основных законов и механизмов поверхностных явлений (смачивание, адгезия, адсорбция) необходимо для понимания процессов дыхания, пищеварения, строения биологических мембран и т.д.

2.Учебные цели: знакомство с методом определения поверхностного натяжения. Практическое изучение свойств поверхностно-активных веществ на примере адсорбции молекул бутилового спирта на поверхности воды.

Для формирования необходимых компетенций обучающийся должен знать:

-правила работы в химической лаборатории с реактивами и приборами

-классификацию поверхностных явлений и уравнения, позволяющие рассчитывать адсорбцию на жидких и твердых поверхностях

Для формирования необходимых компетенций обучающийся должен
уметь:

-проводить расчеты адсорбции, предельной адсорбции, площади и длины молекулы

-оценивать результаты опыта по измерению поверхностного натяжения и дать им анализ

-строить графики изотермы поверхностного натяжения и адсорбции

Для формирования необходимых компетенций обучающийся должен владеть:

-самостоятельной работой с учебной и справочной литературой

-безопасной работой в химической лаборатории и обращаться с химической посудой и реактивами

3.Материалы для самоподготовки к усвоению данной темы.

Вопросы для самоподготовки.

1.Поверхностная энергия Гиббса. Поверхностное натяжение, методы определения, изотермы поверхностного натяжения.

2.Поверхностно-активные и поверхностно-неактивные вещества. Изменение поверхностной активности в гомологических рядах (правило Траубе-Дюкло).

3.Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биомембран.

4. Смачивание, краевой угол смачивания. Гидрофобные и гидрофильные поверхности.

5. Адгезия. Ее применение в медицине.

6. Адсорбция. Уравнения Гиббса, Ленгмюра, Фрейндлиха.

7. Адсорбция электролитов. Правило Панета-Фаянса. Лиотропные ряды ионов.

8. Ионообменная адсорбция, ее применение в медицине.Химическая адсорбция, ее особенности.

9. Хроматография. Классификация, сущность методов, применение в медицине.

- 4. Вид занятия: лабораторное занятие.

5. Продолжительность занятия: 3 академических часа.

Оснащение рабочего места.

6.1. Дидактический материал: справочник физико-химических величин,

6.2. ТСО: калькуляторы, линейка, миллиметровая бумага.

6.3. Посуда и приборы.

Сталагмометры, стакан на 50 мл, резиновая груша, вата	на группу
6.4. Объекты исследования:
Растворы бутилового спирта	на группу
6.5. Реактивы:
Растворы бутанола с концентрациями 0,1М; 0,2М; 0,3М; 0,4М; 0,5М; 1М; дистиллированная вода, этанол.	на группу

 

7. Содержание занятия.

Типовой тест входного контроля

1. Поверхностное натяжение жидкостей с ростом температуры

1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется;

4) изменяется неоднозначно.

2. Уравнение адсорбции Гиббса применимо на границе раздела фаз

1) твердое тело - газ; 2) твердое тело - жидкость;  3) жидкость-жидкость;

4) жидкость-газ;        5) твердое тело-твердое тело.

3. Как ориентируются молекулы ПАВ на границе вода – воздух

 1) полярной группой к воздуху;  2) полярной группой к воде;

                      3) по разному; 4) не известно.

4. При избирательной адсорбции происходит

1) обмен одних ионов на другие;

2) преимущественная адсорбция определенных ионов или веществ;

3)в ходе которой происходит обмен катионов;

4)  происходит обмен анионов.

5. Обратимая адсорбция

1) химическая;  2) физическая;   3) ионная;   4) молекулярная.

7.2. Узловые вопросы, необходимые для усвоения темы занятия.

1. Поверхностная энергия Гиббса. Поверхностное натяжение, методы определения, изотермы поверхностного натяжения.

2. Поверхностно-активные и поверхностно-неактивные вещества. Изменение поверхностной активности в гомологических рядах (правило Траубе-Дюкло).

3. Ориентация молекул в поверхностном слое и структура биомембран.

4. Смачивание, краевой угол смачивания. Гидрофобные и гидрофильные поверхности.

5. Адгезия. Ее применение в медицине.

6. Адсорбция. Уравнения Гиббса, Ленгмюра, Фрейндлиха.

7. Адсорбция электролитов. Правило Панета-Фаянса. Лиотропные ряды ионов.

8. Ионообменная адсорбция, ее применение в медицине.Химическая адсорбция, ее особенности.

9. Хроматография. Классификация, сущность методов, применение в медицине.

Самостоятельная работа обучающихся.

Лабораторная работа.