Kursplan för Kolloid- och ytkemi

Kursplan fastställd 2022-02-06 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnColloid and surface chemistry
  • KurskodKFK176
  • Omfattning6 Högskolepoäng
  • ÄgareTKBIO
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeBioteknik, Kemiteknik
  • InstitutionKEMI OCH KEMITEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 48128
  • Max antal deltagare70
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0106 Tentamen 4,5 hp
Betygsskala: TH
4,5 hp
  • 12 Mar 2024 em J
  • 04 Jun 2024 em J
  • 30 Aug 2024 fm J
0206 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG
1,5 hp

    I program

    Examinator

    Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

    Behörighet

    Grundläggande behörighet för grundnivå
    Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

    Särskild behörighet

    Samma behörighet som det kursägande programmet.
    Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

    Kursspecifika förkunskaper

    Grundläggande kunskaper i fysikalisk kemi.

    Syfte

    Kursen avser att ge grundläggande kunskaper i kolloid- och ytkemi. De kolloidala systemens egenskaper analyseras utgående från ett fysikaliskt kemiskt perspektiv, där begreppen intermolekylär växelverkan, entropi och kemisk potential är centrala. Kursen skall också ge ökad färdighet i experimentell metodik och teknisk/vetenskaplig rapportering.

    Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

    • karakterisera olika typer av kolloidala system samt kunna relatera egenskaper till molekylär struktur och dispersionsmediets egenskaper
    • använda grundläggande ytkemiska begrepp för att lösa relevanta problem avseende ytspänning, vätning, spridning och kapillaritet
    • analysera resultat från ytspänningsmätningar för att dra kvantitativa slutsatser om molekylers adsorption vid gränsytor
    • använda grundläggande modeller för kolloidala partiklars växelverkan, termodynamik och kinetik för att lösa relevanta problem avseende kolloidala systems stabilitet
    • beskriva egenskaper och stabiliseringmekanismer hos emulsioner och skum
    • utföra enklare laborativa mätningar samt kunna analysera, diskutera och skriftligt rapportera resultaten från dessa

    Innehåll

    Kursen inleds med en översikt där olika exempel på kolloider presenteras. Klassificering, terminologi och framställningsprinciper tas också upp. Kopplingen mellan kolloidkemin och ytkemin betonas. Olika metoder för karakterisering diskuteras. Kolloidala partiklars rörelse i medier analyseras (Brownsk rörelse, diffusion, sedimentation). Ytspänningens betydelse för droppar och bubblors fysikaliska egenskaper studeras (Laplace ekvation, Kelvins ekvation) samt dess betydelse för vätning av ytor (Youngs ekvation). Gibbs adsorptionsisoterm härleds och diskuteras, speciellt i samband med micellbildning. Monolagers fysikaliska egenskaper behandlas i samband med diskussion av ytvågen. Tensiders fysikaliska kemi diskuteras med fokus på micellers termodynamik och struktur (CMC, Krafftpunkt, hydrofob växelverkan, solubilisering, kritisk packningsparameter). Ytelektriska egenskaper behandlas utgående från Gouy-Chapmanmodellen av det elektriska dubbelskiktet. Resultaten utnyttjas för att beskriva elektrokinetiska fenomen (Hückels, Henrys, och Smoluchowskis ekvationer för elektroforetisk mobilitet) och växelverkan mellan kolloidala partiklar med DLVO-teorin, vilken i sin tur utnyttjas för att förstå kolloidal stabilitet (Schulze-Hardys regel, koagulationskinetik). Egenskaperna hos skum (dränering, ytelasticitet, ytviskositet) och emulsioner (HLB-tal) samt mikroemulsioner behandlas också. En kort diskussion av polymermodellen fritt ledad kedja (entropisk fjäder, storleksmått) ingår också i kursen.

    Organisation

    Föreläsningar, räknestugor och tre obligatoriska laborationer:
    1. Mätning av ytspänning med ring- och droppviktsmetoderna
    2. Bestämning av kritisk micellbildningskoncentration
    3. Mikroelektrofores och zetapotential.

    Litteratur

    Meddelas via kurshemsidan innan kursstart.

    Examination inklusive obligatoriska moment

    Skriftlig tentamen (4.5 hp) samt godkända laborationer (1.5 hp).

    Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.