《表面活性剂化学》课程教学大纲

《表面活性剂化学》教学大纲一、课程基本信息课程名称表面活性剂化学SurfactantsChemistry课程编码SCC820221020开课院部理学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业化学授课语言英文/中文先修课程物理化学（2-1）、物理化学实验（2-2）课程简介（限选）表面活性剂化学是化学专业本科生专业限选课，为中英文双语教学课程。本课程主要研究表面活性剂的分类、分子结构、合成、以及在工业过程以及科学研究中的应用，以及相关的热力学理论。课程的具体内容包括表面活性剂的分类与制备，性能表征，在工农业生产与日常生活中的应用，以及其在气/液界面、固/液界面上吸附及其热力学与动力学理论。通过本课程的学习，加深学生对表面活性剂产品在乳化、破乳、润湿、分散、渗透、增溶、涂层与防腐、去污、起泡、消泡等方面的应用原理与普遍规律，以及表面活性剂与高分子的相互作用、表面活性剂在纳米材料合成、表征等方面的应用原理。对于课程中涉及到的表面现象以及相关的热力学公式，不仅要理解其内在的机理与推导过程，而且需要掌握其与表面活性剂结构之间关联关系，在遇到实际的工程问题时，能够提出解决问题的思路与初步的解决方法。ChemistryofSurfactantisanoptionalcourseprovidedtothestudentinmajorityofChemistry.Themaincontentsofthiscourseincludeclassificationofthesurfactants,molecularstructureandsynthesisofsurfactants,theirapplicationsinindustryandresearch,aswellasthethermodynamicstherein.Fromthiscourse,thestudentsshouldlearntheworkingprinciplesandgeneralrulesinsurfactantapplications,includingemulsification,de-emulsification,wetting,dispersion,penetration,solubilization,coating,corrosioninhibition,detergency,foaming,defoaming.Thestudentsshouldalsomasterthosepointssuchastheinteractionbetweensurfactantandpolymer,therolesofsurfactantinpreparationandcharacterizationofthenano-materials.Thestudentsshouldalsograspthethermodynamictheoriesinvolvedinthosesurfacephenomena,includingthestructure-specificityofsurfactants,withthehelpofwhichtheycansolvetheengineeringproblemsencounteredinfuturecareer.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：认识表面活性剂的功能与其分子结构之间的构效关系是2.22.22M2目标2：对于与生产生活中的典型表面现象，能够从热力学与动力学上进行理论解释是9.29.23M3目标3：掌握表面活性剂在相关领域的应用原理，提高专业外语水平是8.28.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节11第一章表面活性剂概论重点：表面活性，表面活性剂的特性、结构特点，表面活性剂的分类，氟表面活性剂，硅表面活性剂，Gemini表面活性剂，Bola型表面活性剂，可解离型表面活性剂。难点：新型表面活性剂的特点，表面活性剂的分类。M14讲授0自学、作业21.1表面活性剂的发展历史与现状表面活性剂的特性M10.5讲授0作业31.2表面活性与表面活性剂表面活性与表面活性剂M11讲授0作业41.3表面活性剂的结构表面活性剂的结构特点M10.5讲授0作业51.4表面活性剂的分类表面活性剂的种类；分类方法与分类标准M11讲授0作业61.5特种表面活性剂氟表面活性剂；硅表面活性剂；硼表面活性剂；可降解表面活性剂M10.5讲授0作业71.6新型表面活性剂和功能性表面活性剂生物表面活性剂，可反应表面活性剂M10.5讲授0作业82表面活性剂的合成重点：表面活性剂合成路线。难点：阳、阴、离子表面活性剂、聚氧乙烯基表面活性剂合成路线。M12讲授0作业92.1阳离子表面活性剂合成路线反应路线；举例M10.5讲授0作业102.2阴离子表面活性剂合成路线阴离子表面活性剂合成路线；举例M10.5讲授0作业112.3非离子表面活性剂合成路线非离子表面活性剂合成路线；举例M10.5讲授0作业122.4两性表面活性剂合成路线两性表面活性剂合成路线；举例M10.3讲授0作业132.5特殊表面活性剂合成路线。特殊表面活性剂合成路线；举例M10.2讲授0作业143表面与界面的性质重点：表面张，表面自由能，表面张力的测试方法，弯曲液面，影响表面张力的因素，表面活性剂的基本功能。难点：表面张力的产生原因，表面自由能的物理意义，拉普拉斯方程。M12讲授0作业153.1表面张力与影响表面张力的原因表面张力产生的原因；影响表面张力的因素；M10.5讲授0作业163.2表面自由能表面自由能的含义；表面热力学关系式M20.5讲授0作业173.3表面张力的测试方法表面张力的测试方法；测试原理；方法举例M20.5讲授0作业183.4表面活性剂的基本功能。表面活性剂的基本功能；降低表面张力的依据M20.5讲授0作业194表面活性剂在溶液表面上的吸附重点：表面过剩，吉布斯吸附公式，吸附等温线，表面活性剂分子在表面的吸附状态，吸附动力学,表面活性剂溶液的双水相性质,吸附层结构,液/液界面特点。难点：表面过剩，吸附动力学，双水相。M14讲授0作业204.1表面活性剂在气/液界面上的吸附表面活性剂在气/液界面上的吸附状态；吸附规律；吉布斯方程M31.5讲授0作业214.2表面活性剂在油/水界面上的吸附表面活性剂在油/水界面上的吸附；分子排列规律；吉布斯方程的适用条件M31.5讲授0作业224.3表面活性剂的双水相和三水相性质。双水相和三水相性质；双水相产生的条件；双水相的鉴定方法M31讲授0作业235表面活性剂在固/液界面的吸附作用重点:固体表面特点，表面活性剂在固/液界面的吸附等温线，影响表面活性剂在固体上吸附的因素，表面活性剂与固体表面的作用方式，表面活性剂在固/液界面的吸附机制，不同电性表面活性剂在固/液界面上的吸附，表面活性剂表面活性剂吸附层结构与性质。难点：表面活性剂与固体表面的作用方式，表面活性剂在固/液界面的吸附机制，不同电性表面活性剂在固/液界面上的吸附，吸附层结构与性质。M21.5讲授0作业245.1固体自稀溶液中吸附的特点固体自稀溶液中吸附的特点；吸附量的计算；M20.5讲授0作业255.2表面活性剂在固/液界面的吸附等温线5.3表面活性剂在固液界面的吸附机制。表面活性剂在固/液界面的吸附等温线；等温线类型M20.5讲授0作业265.3表面活性剂在固液界面的吸附机制表面活性剂在固液界面的吸附机制；作用力方式；不同吸附类型的特点M20.5讲授0作业276表面活性剂的结构与性能重点：表面活性剂的基本功能，亲水亲油平衡的概念，HLB值，亲水亲油平衡值的测定，影响表面活性剂性能的因素，亲水基、疏水基的结构、相对位置和表面活性剂性能的关系，以及分子结构与反离子对表面活性剂性能的影响。难点：亲水亲油平衡，影响表面活性剂性能的因素。M32讲授0作业286.16.1表面活性剂的基本功能及亲水亲油平衡表面活性剂的基本功能；亲水亲油平衡的概念；HLB值的测定方法；HLB值的影响因素M31讲授0作业296.2表面活性剂的结构与性能表面活性剂的结构；结构特点与性能的关系M30.5讲授0作业306.3表面活性剂的构效关系亲水基、疏水基的结构、相对位置和性能的关系，分子大小的影响，反离子的影响。M30.5讲授0作业317表面活性剂在溶液中的自聚重点：有序自组装行为，胶束堆积参数，临界胶束浓度，胶束，囊泡，液晶，反胶束，囊泡的结构，形成的条件，液晶的结构，形成条件与分类影响胶束形态与大小的因素，有序组合体的流变性质，分子有序组合体的功能及应用，CMC的测定。难点：自组装，胶束堆积参数，影响胶束形态与大小的因素，有序组合体的流变性质。M34讲授0作业327.1分子有序组合体自组装体；分类；胶束堆积参数；临界胶束浓度M31讲授0作业337.2分子有序组合体的功能及应用分子有序组合体结构特点、功能及应用领域M31讲授0作业347.3胶团与胶束胶团与教束的结构特点、分类；胶束形态的影响因素M31讲授0作业357.4囊泡与液晶囊泡与液晶形成的条件；制备方法；结构特点；应用M31讲授0大作业368第八章乳化与增溶作用重点：乳状液的类型，乳状液的稳定性，乳化剂的选择，破乳，增溶作用机理，增溶作用的影响因素，增溶作用的研究方法及应用，微乳状液。难点：乳化作用及机理，破乳机理，增溶作用及其机理。M33讲授0大作业378.1乳化作用乳化作用；乳化机理；乳液分类；破乳机理；破乳剂M31.5讲授0大作业388.2增溶作用增溶作用；增溶特点；增溶模型；与乳化的区别M31.5讲授0大作业399分散和润湿作用重点：分散体系的稳定性，分散作用与分散剂，聚集与絮凝，润湿，接触角，Young方程，固体表面的润湿性质，表面活性剂对润湿过程的作用。难点：分散体系的稳定性，表面活性剂的分散絮凝作用，Young方程，表面活性剂对润湿过程的作用。M33.5讲授0大作业409.1分散和絮凝作用分散；絮凝；两者的异同；分散与絮凝机理M31.5讲授0大作业419.2润湿和渗透作用润湿和渗透作用；两者的异同；两者的关系；润湿剂与渗透剂M32讲授0大作业4210第十章洗涤去污与起泡、消泡作用重点：污垢的分类，污垢的黏附，洗涤过程与去污原理，表面活性剂的结构与洗涤作用的关系，泡沫的性质，起泡和稳泡作用，消泡。难点：去污，洗涤去污原理，起泡和消泡作用，消泡剂工作原理。M33讲授0大作业4310.1洗涤去污作用洗涤去污作用；污垢的分类；洗涤过程与去污原理；表面活性剂的去污构效关系M32讲授0大作业4410.2起泡和消泡作用。起泡和消泡作用；泡沫稳定的因素；泡沫的破裂；消泡与消泡机理M31讲授0大作业4511现代表面活性剂及应用重点：聚合物与表面活性剂的相互作用，表面活性剂与DNA测定，DNA/表面活性剂在亲水及疏水固体表面的等温吸附，表面活性剂在制备纳米材料中的应用，表面活性剂缔合结构，药物载体，表面活性剂对药物的影响，表面活性剂与手性药物分离，胶束色谱的应用与优势。难点：表面活性剂与高分子聚合物的相互作用，表面活性剂在纳米材料制备与药物作用中的应用，药物载体，表面活性剂缔合结构。M34讲授0大作业4611.1表面活性剂与高分子表面活性剂与高分子之间的相互作用；DNA的测定M31.5讲授0大作业4711.2表面活性剂与纳米材料；纳米材料的制备方法；纳米材料团聚机理；表面活性剂的作用M31.5讲授0大作业4811.3表面活性剂与药物表面活性剂在制药与医疗中的作用机理M30.5讲授0大作业4911.4表面活性剂与色谱分析。表面活性剂在色谱分析中的作用及其机理M30.5讲授0大作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每章布置5道以上综合题目。2.成绩采用百分制，根据作业完成完整性与准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对基本原理与重要知识的掌握能力，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。题型主要为简答题与分析题。20%2大作业课程要求能够利用基本原理对生活、生产等方面的表面现象与过程进行理论分析，取其中涉及的表面化学知识具有清晰的理解。20%3考勤随机点名、刷卡点名等5%4课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况5%5期末考试1.闭卷与开卷相结合，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对基本原理、重要定律的掌握情况，综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有填空题、简答题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作