Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Technologia chemiczna (S2)
specjalność: Technologia organiczna leków, kosmetyków i środków pomocniczych

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

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW1 15 1,00,50zaliczenie
laboratoriaL1 20 1,00,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1wiedza z chemii organicznej i chemii fizycznej na poziomie I stopnia studiów

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Przekazanie studentowi wiedzy na temat budowy, właściwości surfaktantów, ich roli w otrzymywaniu i trwałości układów dyspersyjnych
C-2Wykształcenie umiejętności charakteryzowania właściwości surfaktantów, zjawisk powierzchniowych i międzyfazowych z ich udziałem oraz wyrobów zawierających surfaktanty
C-3Uświadomienie konieczności samodzielnego uzupełniania wiedzy do interpretacji wyników oznaczeń laboratoryjnych

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Oznaczanie temperatury zmętnienia niejonowych surfaktantów. Porównanie wpływu struktury surfaktantów na temperaturę zmętnienia. Oznaczanie punktu Krafta i rozpuszczalności jonowych surfaktantów5
T-L-2Oznaczanie napięcia powierzchniowego roztworów surfaktantów metodą pierścieniową – wpływ struktury surfaktanta i dodatków na wartość napięcia powierzchniowego. Wyznaczanie nadmiaru powierzchniowego i krytycznego stężenia micelizacji5
T-L-3Oznaczanie napięcia międzyfazowego w różnych układach ciecz-ciecz z dodatkiem i bez surfaktanta. Pomiar i kąta zwilżania różnych materiałów i zwilżalności/sedymentacji proszków5
T-L-4Oznaczanie zawartości surfaktantów w gotowych wyrobach5
20
wykłady
T-W-1Cechy 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-2Napięcie powierzchniowe, międzyfazowe, kąt zwilżania, włoskowatość - ich związek z tworzeniem układów dyspersyjnych oraz metody wyznaczania2
T-W-3Samoorganizacja surfaktantów w roztworach; micelizacja, krytyczne stężenie micelizacji (CMC) i czynniki wpływające na CMC surfaktantów, budowa miceli; wykorzystanie zjawiska micelizacji - solubilizacja, ekstrakcja micelarna, ultrafiltracja micelarna2
T-W-4Ciekłe kryształy liotropowe z udziałem surfaktantów - warunki tworzenia; diagramy fazowe wodnych roztworów surfaktantów; punkt Krafta, krzywa i temperatura zmętnienia.2
T-W-5Równowaga hydrofilowo-lipofilowa (wskaźnik HLB) surfaktantów i jej związek z własnościami i funkcją surfaktanta; sposoby wyznaczania HLB.1
T-W-6Typy 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-7Emulsje - 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, otrzymywanie2
T-W-8Piany - klasyfikacja, otrzymywanie, budowa; środki pianotwórcze, zdolność pianotwórcza i trwałość pian1
T-W-9zaliczenie1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach20
A-L-2przygotowanie do ćwiczeń4
A-L-3przygotowanie sprawozdań4
A-L-4Konsultacje2
30
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2konsultacje z prowadzącym2
A-W-3przygotowanie do zaliczenia13
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Podające. Wykład informacyjny z elementami problemowymi
M-2Metody praktyczne. Ćwiczenia laboratoryjne

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: ocena wiedzy na zaliczeniu pisemnym
S-2Ocena formująca: ocena przygotowania studenta do poszczególnych zajęć laboratoryjnych (forma ustna)
S-3Ocena podsumowująca: ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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_W03C-1T-W-8, T-W-4, T-W-6, T-W-5, T-W-2, T-W-3, T-W-1M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób 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_U02C-2T-L-2, T-L-4, T-L-1, T-L-3M-2S-3, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
TCH_2A_D03-02_K01
student ma świadomość swojej wiedzy i jest chętny do jej poszerzania
TCH_2A_K01C-3T-L-4, T-L-2, T-L-3, T-L-1M-2S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium 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
3,0student 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 sięOcenaKryterium 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
3,0student 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 sięOcenaKryterium oceny
TCH_2A_D03-02_K01
student ma świadomość swojej wiedzy i jest chętny do jej poszerzania
2,0
3,0Student 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

  1. Zieliński R., Surfaktanty. Budowa - właściwości - zastosowania, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu, Poznań, 2017, 3
  2. Przondo J., Związki powierzchniowo czynne i ich zastosowanie w produktach chemii gospodarczej, Wydawnictwo Politechniki radomskiej, Radom, 2007
  3. Anastasiu S., Jelescu E., Substancje powierzchniowo czynne, WNT, Warszawa, 1973
  4. Janicki S. i Fiebig A. (red.), Formacja stosowana, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, 1998
  5. Molski M., Chemia piękna, PWN, Warszawa, 2009

Literatura dodatkowa

  1. Schmitt Th. M., Analysis of surfactant, CRC Press, 2019, 2
  2. R. J. Farn (Ed.), Chemistry and Technology of Surfactants, Blackwell Publishing, 2006
  3. M. R. Potter, Handbook of surfactants, Springer Science + Business Media, 1993, Chapter 4
  4. M. J. Rosen, J. T. Kunjappu, Surfactants and Interfacial Phenomena, WILEY, 2012, 4
  5. K. Holmberg, B. Jonsson, B. Kronberg, B. Lindman, Surfactants and Polymers in Aqueous Solution, John Wiley & Sons, Ltd., 2002, 2
  6. T. Cosgrove, Colloid Science Principles, methods and applications, WILEY, 2010, 2

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Oznaczanie temperatury zmętnienia niejonowych surfaktantów. Porównanie wpływu struktury surfaktantów na temperaturę zmętnienia. Oznaczanie punktu Krafta i rozpuszczalności jonowych surfaktantów5
T-L-2Oznaczanie napięcia powierzchniowego roztworów surfaktantów metodą pierścieniową – wpływ struktury surfaktanta i dodatków na wartość napięcia powierzchniowego. Wyznaczanie nadmiaru powierzchniowego i krytycznego stężenia micelizacji5
T-L-3Oznaczanie napięcia międzyfazowego w różnych układach ciecz-ciecz z dodatkiem i bez surfaktanta. Pomiar i kąta zwilżania różnych materiałów i zwilżalności/sedymentacji proszków5
T-L-4Oznaczanie zawartości surfaktantów w gotowych wyrobach5
20

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Cechy 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-2Napięcie powierzchniowe, międzyfazowe, kąt zwilżania, włoskowatość - ich związek z tworzeniem układów dyspersyjnych oraz metody wyznaczania2
T-W-3Samoorganizacja surfaktantów w roztworach; micelizacja, krytyczne stężenie micelizacji (CMC) i czynniki wpływające na CMC surfaktantów, budowa miceli; wykorzystanie zjawiska micelizacji - solubilizacja, ekstrakcja micelarna, ultrafiltracja micelarna2
T-W-4Ciekłe kryształy liotropowe z udziałem surfaktantów - warunki tworzenia; diagramy fazowe wodnych roztworów surfaktantów; punkt Krafta, krzywa i temperatura zmętnienia.2
T-W-5Równowaga hydrofilowo-lipofilowa (wskaźnik HLB) surfaktantów i jej związek z własnościami i funkcją surfaktanta; sposoby wyznaczania HLB.1
T-W-6Typy 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-7Emulsje - 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, otrzymywanie2
T-W-8Piany - klasyfikacja, otrzymywanie, budowa; środki pianotwórcze, zdolność pianotwórcza i trwałość pian1
T-W-9zaliczenie1
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach20
A-L-2przygotowanie do ćwiczeń4
A-L-3przygotowanie sprawozdań4
A-L-4Konsultacje2
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2konsultacje z prowadzącym2
A-W-3przygotowanie do zaliczenia13
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięTCH_2A_D03-02_W01student 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;
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTCH_2A_W01Absolwent posiada pogłębioną wiedzę w zakresie procesów chemicznych, obejmującą odpowiedni dobór materiałów, surowców, metod, technik, aparatury i urządzeń do realizacji procesów chemicznych/biochemicznych oraz metod charakteryzowania surowców i otrzymanych produktów
TCH_2A_W03Absolwent posiada uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę obejmującą zagadnienia dotyczące kinetyki, termodynamiki, zjawisk powierzchniowych i katalizy procesów chemicznych
Cel przedmiotuC-1Przekazanie studentowi wiedzy na temat budowy, właściwości surfaktantów, ich roli w otrzymywaniu i trwałości układów dyspersyjnych
Treści programoweT-W-8Piany - klasyfikacja, otrzymywanie, budowa; środki pianotwórcze, zdolność pianotwórcza i trwałość pian
T-W-4Ciekłe kryształy liotropowe z udziałem surfaktantów - warunki tworzenia; diagramy fazowe wodnych roztworów surfaktantów; punkt Krafta, krzywa i temperatura zmętnienia.
T-W-6Typy 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.
T-W-5Równowaga hydrofilowo-lipofilowa (wskaźnik HLB) surfaktantów i jej związek z własnościami i funkcją surfaktanta; sposoby wyznaczania HLB.
T-W-2Napięcie powierzchniowe, międzyfazowe, kąt zwilżania, włoskowatość - ich związek z tworzeniem układów dyspersyjnych oraz metody wyznaczania
T-W-3Samoorganizacja surfaktantów w roztworach; micelizacja, krytyczne stężenie micelizacji (CMC) i czynniki wpływające na CMC surfaktantów, budowa miceli; wykorzystanie zjawiska micelizacji - solubilizacja, ekstrakcja micelarna, ultrafiltracja micelarna
T-W-1Cechy 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.
Metody nauczaniaM-1Podające. Wykład informacyjny z elementami problemowymi
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: ocena wiedzy na zaliczeniu pisemnym
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0student 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
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięTCH_2A_D03-02_U01student 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
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTCH_2A_U01Absolwent potrafi wykorzystać pogłębioną wiedzę w zakresie procesów chemicznych, obejmującą odpowiedni dobór materiałów, surowców, metod, technik, aparatury i urządzeń do realizacji procesów chemicznych/biochemicznych oraz potrafi zastosować metody charakteryzowania surowców i otrzymanych produktów
TCH_2A_U02Absolwent potrafi wykorzystać poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie narzędzi informatycznych niezbędną do modelowania, planowania, projektowania i optymalizacji technologicznych procesów przemysłowych oraz zna metody analizy i sposoby opracowywania wyników badań eksperymentalnych
Cel przedmiotuC-2Wykształcenie umiejętności charakteryzowania właściwości surfaktantów, zjawisk powierzchniowych i międzyfazowych z ich udziałem oraz wyrobów zawierających surfaktanty
Treści programoweT-L-2Oznaczanie napięcia powierzchniowego roztworów surfaktantów metodą pierścieniową – wpływ struktury surfaktanta i dodatków na wartość napięcia powierzchniowego. Wyznaczanie nadmiaru powierzchniowego i krytycznego stężenia micelizacji
T-L-4Oznaczanie zawartości surfaktantów w gotowych wyrobach
T-L-1Oznaczanie temperatury zmętnienia niejonowych surfaktantów. Porównanie wpływu struktury surfaktantów na temperaturę zmętnienia. Oznaczanie punktu Krafta i rozpuszczalności jonowych surfaktantów
T-L-3Oznaczanie napięcia międzyfazowego w różnych układach ciecz-ciecz z dodatkiem i bez surfaktanta. Pomiar i kąta zwilżania różnych materiałów i zwilżalności/sedymentacji proszków
Metody nauczaniaM-2Metody praktyczne. Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego
S-2Ocena formująca: ocena przygotowania studenta do poszczególnych zajęć laboratoryjnych (forma ustna)
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0student 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
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięTCH_2A_D03-02_K01student ma świadomość swojej wiedzy i jest chętny do jej poszerzania
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówTCH_2A_K01Absolwent jest gotowy do krytycznej oceny posiadanej wiedzy i odbieranych treści oraz do stałego poszerzania wiedzy, w tym do samodzielnego jej uzupełniania.
Cel przedmiotuC-3Uświadomienie konieczności samodzielnego uzupełniania wiedzy do interpretacji wyników oznaczeń laboratoryjnych
Treści programoweT-L-4Oznaczanie zawartości surfaktantów w gotowych wyrobach
T-L-2Oznaczanie napięcia powierzchniowego roztworów surfaktantów metodą pierścieniową – wpływ struktury surfaktanta i dodatków na wartość napięcia powierzchniowego. Wyznaczanie nadmiaru powierzchniowego i krytycznego stężenia micelizacji
T-L-3Oznaczanie napięcia międzyfazowego w różnych układach ciecz-ciecz z dodatkiem i bez surfaktanta. Pomiar i kąta zwilżania różnych materiałów i zwilżalności/sedymentacji proszków
T-L-1Oznaczanie temperatury zmętnienia niejonowych surfaktantów. Porównanie wpływu struktury surfaktantów na temperaturę zmętnienia. Oznaczanie punktu Krafta i rozpuszczalności jonowych surfaktantów
Metody nauczaniaM-2Metody praktyczne. Ćwiczenia laboratoryjne
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: ocena sprawozdania z ćwiczenia laboratoryjnego
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student 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