Mikroemulzije u primijenjenoj kemiji

Kod

Nositelj/i predmeta

Suradnici

Status predmeta

Ciljevi predmeta

Istaknuti studentima važnost i širinu područja primjene mikroemulzija u raznim industrijskim granama kao što su prehrambena, farmaceutska, kozmetička, tekstilna, kao i u biomedicini, biotehnologiji i sintezi nanočestica. Stjecanje temeljnih znanja o fizikalno-kemijskim svojstvima klasičnih mikroemulzija i novih mikroemulzijskih sustava bez prisustva surfaktanta temeljenih na zelenoj kemiji (”Green Chemistry”).

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije potrebne za predmet

Očekivani ishodi učenja na razini predmeta (4-10 ishoda učenja)

Studenti će nakon uspješno savladanog predmeta moći:
- opisati strukturnu građu mikroemulzija i mikroemulzijskih sustava bez prisustva surfaktanta tzv. surfactant-free-microemulsions; definirati razlike u odnosu na emulzije
- objasniti ulogu surfaktanta i važnost termodinamičkih parametara u postizanju stabilnog mikroemulzijskog sustava
- odrediti veličinu i oblik mikroemulzijskih agregata te objasniti dinamiku njihovog rasta
- opisati osnovne principe i mogućnosti primjene različitih metoda (spektroskopija, konduktometrija, viskozimetrija, mjerenje napetosti površine, AFM, TEM, SANS) u istraživanju mikroemulzijskih sustava
- prepoznati principe na temelju kojih zelena kemija smanjuje negativne utjecaje kemijskih procesa i tehnologije na okoliš
- planirati laboratorijske postupke i samostalno provesti eksperiment u skladu s planom istraživanja
- primijeniti odgovarajuće računalne programe za numeričku obradu eksperimentalnih podataka i grafičko prikazivanje dobivenih rezultata; raspraviti dobivene rezultate i donijeti zaključak na kraju rada.

Sadržaj predmeta detaljno razrađen prema satnici nastave

Predavanja:
1. tjedan: Uvod u mikroemulzije.
2. tjedan: Svojstva i struktura mikroemulzija.
3. tjedan: Razlike između mikroemulzija i emulzija.
4. tjedan: Uvjeti ravnoteže i fazni dijagrami.
5. tjedan: Surfaktanti i kosurfaktanti i njihove karakteristike.
6. i 7. tjedan: Reologija mikroemulzijskih i emulzijskih sustava.
8. tjedan: 1. Parcijalni ispit
9. i 10. tjedan: Metode i eksperimentalne tehnike istraživanja mikroemulzijskih sustava.
11. tjedan: Napetost površine i kritična micelizacijska koncentracija (c.m.c.).
12. tjedan: Mikrostruktura mikroemulzijskih agregata.
13. tjedan: Mikroemulzije bez prisustva surfaktanta.
14. tjedan: Primjena mikroemulzija. Primjeri.
15. tjedan: 2. Parcijalni ispit
Laboratorijske vježbe:
1.Ternarni fazni dijagram - utvrđivanje karakterističnih područja mikroemulzijskog sustava.
2. Konduktometrijsko određivanje kritične micelizacijske koncentracije (c.m.c.) i termodinamika micelizacijske reakcije uz prisustvo surfaktanta.
3. Određivanje solvatacijskih svojstava mikroemulzija primjenom UV-Vis spektroskopije - efikasnost ekstrakcije toksičnog analita iz kontaminiranog tla te usporedba s klasičnim otapalima.
4. Konduktometrijsko određivanje nanostrukture u mikroemulzijama bez prisustva surfaktanata.
5. Viskozimetrijsko utvrđivanja perkolacijskog praga mikroemulzijskog sustava.
6. Određivanje veličine i oblika mikroemulzijskih agregata.
Seminar:
Student će odabranu temu iz sadržaja predmeta usvojenu kroz predavanja, samostalno pretraživanje literature i laboratorijske vježbe izložiti u pisanom obliku putem seminarskog rada te usmenim izlaganjem uz Power Point prezentaciju pred svim studentima koji slušaju Predmet.

Vrste izvođenja nastave:

Obveze studenata

Pohađanje nastave, pohađanje vježbi, pretraživanje literature, priprema i izlaganje seminarskih radova, izlazak na ispit.

Dopunska literatura

P. Bošković, V. Sokol, T. Zemb, D. Touraud, W. Kunz. Weak Micelle-Like Aggregation in Ternary Liquid Mixtures as Revealed by Conductivity, Surface Tension, and Light Scattering, J. Phys. Chem. B 119 (2015) 9933.
I. Kralova, J. Sjöblom Surfactants Used in Food Industry: A Review, J. Disper. Sci. Technol. 30 (2009) 1363.
J. Drapeau, M. Verdier, D. Touraud, U. Kröckel, M. Geier, A. Rose, W. Kunz, Effective Insect Repellent Formulation in both Surfactantless and Classical Microemulsions with a Long-Lasting Protection for Human Beings, Chem. Biodivers. 6 (2009) 934.
C. A. Katz, Z. J. Calzola, J. K. N. Mbindyo, Structure and Solvent Properties of Microemulsions, J. Chem. Educ. 85 (2008) 263.
K. Holmberg, B. Jönsson, B. Kronberg, B. Lindman, Surfactants and polymers in aqueous solutions, John Wiley and Sons, Chichester, 2003.
J.L. Salager, Surfactants: Types and Uses, Universidad de los Andes, 2002.

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje utvrđenih ishoda učenja

Praćenje kvalitete i uspješnosti obavljat će se na tri razine: (1) sveučilišnoj, (2) fakultetskoj, pomoću Povjerenstva za kontrolu kvalitete nastave, (3) nastavničkoj razini.

Ostalo (prema mišljenju predlagatelja)