Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Technologia chemiczna (S2)
specjalność: Technologia polimerów syntetycznych i biomateriałów
Sylabus przedmiotu Surfaktanty i fizykochemia układów dyspersyjnych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Technologia chemiczna | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Surfaktanty i fizykochemia układów dyspersyjnych | ||
| Specjalność | Technologia organiczna leków, kosmetyków i środków pomocniczych | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Technologii Chemicznej Organicznej i Materiałów Polimerowych | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Ewa Janus <Ewa.Janus@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | wiedza z chemii organicznej i chemii fizycznej na poziomie I stopnia studiów |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Przekazanie studentowi wiedzy na temat budowy, właściwości surfaktantów, ich roli w otrzymywaniu i trwałości układów dyspersyjnych |
| C-2 | Wykształcenie umiejętności charakteryzowania właściwości surfaktantów, zjawisk powierzchniowych i międzyfazowych z ich udziałem oraz wyrobów zawierających surfaktanty |
| C-3 | Uświadomienie konieczności samodzielnego uzupełniania wiedzy do interpretacji wyników oznaczeń laboratoryjnych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Oznaczanie temperatury zmętnienia niejonowych surfaktantów. Porównanie wpływu struktury surfaktantów na temperaturę zmętnienia. Oznaczanie punktu Krafta i rozpuszczalności jonowych surfaktantów | 5 |
| T-L-2 | Oznaczanie napięcia powierzchniowego roztworów surfaktantów metodą pierścieniową – wpływ struktury surfaktanta i dodatków na wartość napięcia powierzchniowego. Wyznaczanie nadmiaru powierzchniowego i krytycznego stężenia micelizacji | 5 |
| T-L-3 | Oznaczanie napięcia międzyfazowego w różnych układach ciecz-ciecz z dodatkiem i bez surfaktanta. Pomiar i kąta zwilżania różnych materiałów i zwilżalności/sedymentacji proszków | 5 |
| T-L-4 | Oznaczanie zawartości surfaktantów w gotowych wyrobach | 5 |
| 20 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Cechy surfaktantów i kryteria ich klasyfikacji; podział ze względu na budowę chemiczną (jonowe: anionowe, kationowe i amfoteryczne; niejonowe: polarne i apolarne), ze względu na właściwości użytkowe. | 2 |
| T-W-2 | Napięcie powierzchniowe, międzyfazowe, kąt zwilżania, włoskowatość - ich związek z tworzeniem układów dyspersyjnych oraz metody wyznaczania | 2 |
| T-W-3 | Samoorganizacja surfaktantów w roztworach; micelizacja, krytyczne stężenie micelizacji (CMC) i czynniki wpływające na CMC surfaktantów, budowa miceli; wykorzystanie zjawiska micelizacji - solubilizacja, ekstrakcja micelarna, ultrafiltracja micelarna | 2 |
| T-W-4 | Ciekłe kryształy liotropowe z udziałem surfaktantów - warunki tworzenia; diagramy fazowe wodnych roztworów surfaktantów; punkt Krafta, krzywa i temperatura zmętnienia. | 2 |
| T-W-5 | Równowaga hydrofilowo-lipofilowa (wskaźnik HLB) surfaktantów i jej związek z własnościami i funkcją surfaktanta; sposoby wyznaczania HLB. | 1 |
| T-W-6 | Typy układów dyspersyjnych ze względu na stan fizyczny fazy ciągłej, fazy rozproszonej i układu.Koloidy, układy zol-żel, peptyzacja. Podwójna warstwa elektryczna - warstwa adsorpcyjna, warstwa dyfuzyjna, potencjał "zeta" koloidów. | 2 |
| T-W-7 | Emulsje - rodzaje, klasyfikacja, metody otrzymywania, metody zwiększania stabilności, rola surfaktanta w tworzeniu i stabilizacji emulsji; Mikroemulsje - emulsje spontaniczne; trwałość emulsji i zjawiska towarzyszące destabilizacji emulsji - kremowanie, flokulacja, sedymentacja, koagulacja; Dobór emulgatora i temperatura inwersji emulsji; Liposomy - budowa, otrzymywanie | 2 |
| T-W-8 | Piany - klasyfikacja, otrzymywanie, budowa; środki pianotwórcze, zdolność pianotwórcza i trwałość pian | 1 |
| T-W-9 | zaliczenie | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 20 |
| A-L-2 | przygotowanie do ćwiczeń | 2 |
| A-L-3 | przygotowanie sprawozdań | 3 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | konsultacje z prowadzącym | 2 |
| A-W-3 | przygotowanie do zaliczenia | 8 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Podające. Wykład informacyjny z elementami problemowymi |
| M-2 | Metody praktyczne. Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: ocena wiedzy na zaliczeniu pisemnym |
| S-2 | Ocena formująca: ocena przygotowania studenta do poszczególnych zajęć laboratoryjnych (forma ustna) |
| S-3 | Ocena podsumowująca: ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCH_2A_D03-02_W01 student opisuje budowę i właściwości fizykochemiczne surfaktantów; nazywa i wyjaśnia zjawiska międzyfazowe i wymienia techniki charakterystyki tych zjawisk i charakterystyki surfaktantów; wymienia różne formy samorganizacji surfaktantów, wyjaśnia rolę surfaktantów w tworzeniu układów dyspersyjnych; wymienia i opisuje czynniki wpływające na trwałość układów dyspersyjnych; | TCH_2A_W01, TCH_2A_W03 | — | — | C-1 | T-W-3, T-W-5, T-W-4, T-W-8, T-W-1, T-W-2, T-W-6 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCH_2A_D03-02_U01 student wykonuje i opisuje wykonane analizy, wykonuje obliczenia niezbędne do scharakteryzowania właściwości surfaktantów i zjawisk międzyfazowych; prezentuje otrzymane dane analityczne w formie graficznej; interpretuje otrzymane wyniki analiz | TCH_2A_U01, TCH_2A_U02 | — | — | C-2 | T-L-3, T-L-1, T-L-2, T-L-4 | M-2 | S-2, S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCH_2A_D03-02_K01 student ma świadomość swojej wiedzy i jest chętny do jej poszerzania | TCH_2A_K01 | — | — | C-3 | T-L-3, T-L-1, T-L-2, T-L-4 | M-2 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TCH_2A_D03-02_W01 student opisuje budowę i właściwości fizykochemiczne surfaktantów; nazywa i wyjaśnia zjawiska międzyfazowe i wymienia techniki charakterystyki tych zjawisk i charakterystyki surfaktantów; wymienia różne formy samorganizacji surfaktantów, wyjaśnia rolę surfaktantów w tworzeniu układów dyspersyjnych; wymienia i opisuje czynniki wpływające na trwałość układów dyspersyjnych; | 2,0 | |
| 3,0 | student opisuje budowę surfaktantów, częściowo opisuje i objaśnia właściwości surfaktantów i zjawiska międzyfazowe z ich udziałem; wymienia tylko niektóre techniki charakterystyki właściwości surfaktantów i zjawisk międzyfazowych; wymienia i opisuje tylko niektóre czynniki mające wpływ na trwałość układów dyspersyjnych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TCH_2A_D03-02_U01 student wykonuje i opisuje wykonane analizy, wykonuje obliczenia niezbędne do scharakteryzowania właściwości surfaktantów i zjawisk międzyfazowych; prezentuje otrzymane dane analityczne w formie graficznej; interpretuje otrzymane wyniki analiz | 2,0 | |
| 3,0 | student wykonuje poprawnie analizy i opisuje sposób wykonania; wykonane przez studenta, na podstawie zmierzonych wielkości, obliczenia i forma graficzna przedstawienia wyników nie zawierają efektywnej analizy i interpreatacji danych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TCH_2A_D03-02_K01 student ma świadomość swojej wiedzy i jest chętny do jej poszerzania | 2,0 | |
| 3,0 | Student wykazuje niewielką chęć do poszerzania swojej wiedzy i w minimalnym stopniu wykorzystuje dane literaturowe do interpretacji uzyskanych własnych wyników analiz laboratoryjnych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Zieliński R., Surfaktanty. Budowa - właściwości - zastosowania, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu, Poznań, 2017, 3
- Przondo J., Związki powierzchniowo czynne i ich zastosowanie w produktach chemii gospodarczej, Wydawnictwo Politechniki radomskiej, Radom, 2007
- Anastasiu S., Jelescu E., Substancje powierzchniowo czynne, WNT, Warszawa, 1973
- Janicki S. i Fiebig A. (red.), Formacja stosowana, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 1998
- Molski M., Chemia piękna, PWN, Warszawa, 2009
Literatura dodatkowa
- Schmitt Th. M., Analysis of surfactant, CRC Press, 2019, 2
- R. J. Farn (Ed.), Chemistry and Technology of Surfactants, Blackwell Publishing, 2006
- M. R. Potter, Handbook of surfactants, Springer Science + Business Media, 1993, Chapter 4
- M. J. Rosen, J. T. Kunjappu, Surfactants and Interfacial Phenomena, WILEY, 2012, 4
- K. Holmberg, B. Jonsson, B. Kronberg, B. Lindman, Surfactants and Polymers in Aqueous Solution, John Wiley & Sons, Ltd., 2002, 2
- T. Cosgrove, Colloid Science Principles, methods and applications, WILEY, 2010, 2