KD2350 Ytor, kolloider och mjuka material 7,5 hp

• Utbildningsnivå

  Avancerad nivå

• Kursnivå (A-D)

  C

• Huvudområde

  Kemi och kemiteknik
  

• Betygsskala

  A, B, C, D, E, FX, F

• Kurssida på KTH Social

Lärandemål

Målet är att studenterna tillägnar sig ett brett fundament inom yt- och kolloidkemi och dess tillämpningar.

Efter fullgjord kurs ska en student kunna:

• Identifiera de olika kolloidala system som finns och redogör för deras termodynamisk stabilitet.

• Identifiera, beskriva och förutsäga fasbeteendet hos multikomponent system i termer av molekylegenskaper och självassocierande förmåga.

• Förstå och beskriva ytaktiva ämnen och dess beteende, till exempel drivkrafter för deras adsorption på olika gränsytor samt beräkna ytöverskott från ytspännings- och koncentrationsdata.

• Förklara gränsskiktsspänning och dess mekanismer

• Förstå principerna bakom drivkraften för adsorption av polymerer och polyelektrolyter, samt bildning av polyelektrolytkomplex.

• Redogöra för stabilitetet hos ett kolloidsystem med hänsyn till ytkrafterna mellan partiklarna, och förutsäga beteende när sammansättning ändras.

• Beräkna ytkrafternas storlek mellan två godtyckliga ytor i ett givet medium.

• Förstå och tillämpa kvantitativt yttermodynamikens principer för att kunna förklara och beräkna till exempel ytspänning, kontaktvinkeln, vätning osv.

• Förstå designprinciperna och krav för att uppnå superhydrofobicitet och superhydrofilicitet.

• Identifiera passande tillvägagångssätt för ytmodifiering för att uppnå specifika egenskaper.

• Förklara kvantitativt förhållandet mellan adhesion, ytenergi och adsorption.

• Identifiera och beskriva de ytkemiska principer som tillämpas i industriella processer; till exempel tillverkning och återvinning av papper, flotation och rengöring.

Kursens huvudsakliga innehåll

Yt- och kolloidkemiska grundbegrepp. Kapillaritet.

Termodynamik för ytspännning, adsorption och växelverkande ytor samt tillhörande experimentella metoder.

Ytfilmer.

Elektrostatik för gränsytor och titrering av ytladdning.

Elektrokinetiska fenomen.

Ytkrafter: dubbelskiktskrafter, van der Waals krafter, steriska krafter, kolloidal stabilitet.

Stabilisering av dispersioner. Avvattning av fiber suspensioner

Adhesion.

Vätning, inklusiv superhydrofobicitet

Ytkemiska tillämpningar, framförallt i pappersindustri, flotation och rengöring.

Adsorption: Adsorption från gaser och lösningar inklusive polymer och polyelektrolyter, och dess komplexbildning. Polyelektrolyter i lösning.

Ytmodifiering.

Ytaktiva ämnens egenskaper och association till miceller, vesikler, flytande kristaller och biomembran.

Emulsioner, mikroemulsioner och skum.

Geler.

Behörighet

För programstudenter vid KTH krävs:
Minst 150 högskolepoäng från årskurs 1, 2 och 3 varav minst 110 högskolepoäng från årskurs 1 och 2 samt kandidatexamensarbete måste vara avklarade, inom ett program som innehåller:
75 högskolepoäng (hp) inom kemi eller kemiteknik, 20 hp matematik och 6 hp programmering eller motsvarande.

För fristående studerande krävs:
75 högskolepoäng (hp) inom kemi eller kemiteknik, 20 hp matematik och 6 hp programmering eller motsvarande, samt dokumenterade kunskaper i engelska motsvarande Engelska B.

Litteratur

K. Holmberg et al. Surfactants and Polymers in Aqueous Solution John Wiley & Sons, 2002

Utdelat material.

Examination

• LAB1 - Laborationer, 2,0 hp, betygsskala: P, F
• TEN1 - Tentamen, 5,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Laboration (LAB1; 2 hp)
Examination (TEN1; 5.5 hp)

Slutbetyget blir samma som erhållet betyg på tentamen. 

Ges av

CHE/Kemi

Examinator

Mark Rutland <mark@kth.se>

Lars Wågberg <wagberg@kth.se>

Övrig information

Kursen har samma innehåll som kursen KD2070 Teknisk yt- och kolloidkemi.

Endast en av kurserna KD2350 och KD2070 får tas med i examen.

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med HT11.
Examinationsinformation giltig från och med HT10.