Detail předmětu

Fyzikální chemie makromolekulárních soustav

FCH-MCO_FCMAk. rok: 2022/2023

Rozdělení a vlastnosti disperzních soustav: kinetické a dynamické vlastnosti disperzních soustav.
Tepelný pohyb a jeho dynamika. Důsledky tepelného pohybu: difúze, osmóza, fluktuace.
Sedimentace a sedimentační analýza. Viskozita disperzních soustav.
Elastický rozptyl světla, kvazielastický (dynamický) rozptyl světla.
Makromolekulární soustavy: rozdělení, konfigurace a stereoregularita.
Konformační statistika makromolekul, volně otáčivý, volně skloubený řetězec, omezeně otáčivý řetězec, vzájemně závislé konformace sousedních vazeb, lokální konformace. Ekvivalentní řetězec, perzistenční délka řetězce.
Termodynamika roztoků polymerů, kombinatorická entropie míšení, entalpie míšení, Flory-Hugginsova rovnice, interakční parametr.
Fázové rovnováhy roztoků polymerů, kritická rozpouštěcí teplota, kritické složení.
Zředěné roztoky polymerů: konformační vlastnosti nahodilého klubka, Floryho-Foxova rovnice, osmotický tlak, hydrodynamické vlastnosti roztoků polymerů.
Polyelektrolyty: konformace, elektrostatické efekty, iontová atmosféra, membránové a osmotické rovnováhy, viskozita
Makromolekulární gely: kovalentní gely: vznik a jejich vlastnosti; ionogenní gely, bobtnání gelů, termodynamika elastické deformace, bod gelace a reologické vlasnosti, fyzikálně síťované gely.
Asociativní micelární koloidy: rozdělení, vlastnosti, asociační číslo, termodynamika micelizace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Výsledky učení předmětu

Teoretické znalosti z oblasti fyziky polymerů, fyzikální chemie makromolekulárních soustav a dovednosti logického myšlení.

Prerekvizity

fyzikální chemie, matematika, makromolekulární chemie, reologie

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Předmět je ukončen zkouškou, která se skládá ze dvou částí: písemné části a ústní části ve formě kolokvia. V rámci písemné části zkoušky je ověřena schopnost studenta orientovat se v dané problematice a především aplikovat získané teoretické poznatky na konkrétní praktické úkoly. V případě úspěšného absolvování písemné části (dosažení výsledku odpovídajícímu alespoň 50% z celkového počtu bodů) jsou studentovi připočteny bonusové body ve výši získané v rámci cvičení z předmětu a následuje kolokvium, v jehož průběhu studenti s vyučujícím prochází zadání písemné části a obhajují případně doplňují svoje odpovědi. Na základě výkonu při této části zkoušky může být studentovi upraveno hodnocení získané z písemné části (po připočtení bonusových bopdů ze cvičení) směrem k vyššímu stupni.

Osnovy výuky

1. Disperzní soustavy: rozdělení a vlastnosti.
2.Tepelný pohyb a jeho důsledky.
3. Sedimentace a sedimentační analýza. Viskozita disperzních soustav.
4. Elastický rozptyl světla.
5. Experimentální stanovení rozptylu světla. Kvazielastický (dynamický) rozptyl světla.
6. Makromolekulární soustavy: konformační statistika makromolekul, volně otáčivý, volně skloubený řetězec.
7. Omezeně otáčivý řetězec, vzájemně závislé konformace sousedních vazeb, lokální konformace, ekvivalentní řetězec, perzistenční délka řetězce.
8. Termodynamika roztoků polymerů, kombinatorická entropie míšení.
9. Entalpie míšení, Flory-Hugginsova rovnice.
10. Fázové rovnováhy v roztocích polymerů. Zředěné roztoky polymerů: konformační vlastnosti nahodilého klubka.
11. Floryho-Foxova rovnice, hydrodynamické vlastnosti roztoků polymerů, osmotický tlak, neuniformita polymerů. Polyelektrolyty, Donnanovy a osmotické rovnováhy.
12. Makromolekulární gely: kovalentní gely a jejich vlastnosti, ionogenní gely, bobtnání gelů, fyzikálně síťované gely.
13. Asociativní a micelární koloidy

Učební cíle

Cílem předmětu Fyzikální chemie makromolekulárních soustav je vysvětlit vlastnosti disperzních soustav a termodynamiku roztoků polymerů v souvislosti s technologickými aplikacemi.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

není

Základní literatura

Pouchlý J.: Fyzikální chemie makromolekulárních a koloidních soustav. VŠCHT Praha, Praha 1998. (CS)

Doporučená literatura

Bartovská L., Šišková M. Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav. VŠCHT Praha, Praha 2002. (CS)
Doi M.: Introduction to Polymer Physic. Clarendon Press, Oxford 1996. (CS)
Gedde U. W.: Polymer Physics. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 1995. (CS)
Holzmüller W., Altenburg K.: Fyzika polymerů. SNTL Praha, Praha 1966. (CS)
Meissner B., Zilvar V.: Fyzika polymerů. SNTL/ALFA, Praha 1987. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPCP_MA magisterský navazující

    obor NPCO_MA , 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program NPCP_SCH magisterský navazující

    obor NPCO_SCH , 1 ročník, letní semestr, povinný

  • Program NKCP_SCH magisterský navazující

    obor NKCO_SCH , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.

Konzultace v kombinovaném studiu

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.